DE8008906U1 - Durch verbacken des gewickelten wicklungsdrahtes mit einem backfaehigem depotmaterial verfestigte spulenwicklung - Google Patents
Durch verbacken des gewickelten wicklungsdrahtes mit einem backfaehigem depotmaterial verfestigte spulenwicklungInfo
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SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen
Berlin und München VPA 80 G 3 0 3 9
Durch Verbacken des gewickelten Wicklungsdrahtes mit einem backfähigem Depotmaterial verfestigte Spulenwicklung
Die Neuerung bezieht sich auf eine durch Verbacken des gewickelten Wicklungsdrahtes mit einem backfähigen
Depotmaterial verfestigte Spulenwicklung, insbesondere für Ständer und/oder Läufer elektrischer Maschinen; eine
(^ derartige Spulenwicklung ist z.B. durch das DE-GM
76 40 891 bekannt.
15
Im bekannten Fall werden für die in einen Spulenträger, z.B. ein mit Nuten versehenes Statorblechpaket, einzubringende
Spulenwicklung Wicklungsdrähte verwendet, deren Isolier-Lackschicht von einer weiteren Backlack-Schicht
umgeben'ist. Derartige Backlack-Drähte können miteinander und mit ihrer Umgebung durch Erwärmung des Backlackes
auf seine Erweichungstemperatur und durch anschließende Erkaltung verbackt werden. Als Backlackmaterial
kommen sowohl Thermoplaste als auch Duroplaste / 25 in Frage.
Die Backlack-Spulendrähte verbacken nur dann zuverlässig miteinander und/oder mit dem Spulenträger, wenn sie fest
gegeneinander gedrückt werden. Es ist bekannt, dazu den Preßdruck entweder durch elektromagnetisch wirkende
Kräfte mittels eines kräftigen Stromstoßes durch die Spule oder durch auf die gewickelte Wicklung von außen
einwirkende Preßformen zu erzeugen. Zweckmäßigerweise wird insbesondere bei einer in einen Ständer oder einen
Läufer einer elektrischen Maschine eingebrachten Wicklung dabei gleichzeitig der Wickelkopf geformt. Nach dem Abkühlen
und Erhärten des Wicklungsverbackstoffes kann dann ν insbesondere bei kleineren Elektromotoren allein durch
Bk 2 Bih / 27.03.1980
VPA 80 G 3 0 3 9 DE
das Verbacken ein maßgerechter und formtreuer Wickelkopf gewährleistet werden, ohne daß es dazu zusätzlicher
Wickelkopfbandagen oder anderer Hilfsmittel zur Wickelkopfbefestigung
bedarf.
Aus der DE-PS 69I 196 ist weiterhin ein Verfahren zum
Isolieren von Flanschspulenwicklungen bekannt, bei dem herkömmliche Wicklungsdrähte lagenweise unter Zwischenlage
von Isolierblättern auf einen mit Flansch versehenen Spulenkörpern aufgebracht und zwischen die
f ) Wicklungsstirnen und den Flanschen Isoliermaterial in
Form von Bändern, Fäden oder dergleichen aus Isoliermaterial oder aus mit solchem Material getränkten Faserstoff
unter Druck hineingewickelt wird; die isolierenden Fäden, Bänder oder dergleichen sollen gegebenenfalls
außer an den Stirnseiten auch mindestens auf einen Teil des äußeren Spulenumfangs aufgewickelt werden und ohne
Druck von außen eine genügend dichte, feste und praktisch homogene Isolation ergeben. Praktisch das gleiche Verfahren
wird nochmals in der DE-OS 28 10 183 beschrieben; als Isoliermaterial ist ein bekannter Schmelzkleber- I
si faden verwendet.
^ Schließlich ist durh die DE-PS 16 13 209 noch ein Verfahren
zum Aushärten von aus backlackisolierten Drähten bestehenden Statorwicklungen bekannt, bei dem durch
eine besondere Vorrichtung sowohl axialer als auch zusätzlich radialer Preßdruck auf die Spulenwicklung ausgeübt
wird, derart daß beim Verbacken der Wicklung die Zwischenräume zwischen den Wicklungen mit thermoplastischer
Isoliermasse ausgefüllt und somit auf möglichst einfache Weise eine weitgehend hohlraumfreie
Ständerwicklungsisolation geschaffen wird.
Selbst wenn man eine derartige axiale und radiale Druck- {) ausübung vorsieht, läßt sich jedoch im allgemeinen nicht
der hohe Füllgrad und insbesondere bei Bewicklung eines
- 3 - VPA 80 G 3 O 3 9 DE
Ständer- oder Läuferpaketes nicht der hohe Nutfüllfaktor
erreichen, der bei Verwendung eines üblichen, lediglich lackisolierten Wicklungsdrahtes ohne äußeren
Backlackauftrag erreichbar wäre, da dieser Backlackauftrag den Durchmesser des Spulenwicklungsdrahtes vergrößert.
Ein noch wesentlich schlechterer Nutfüllfaktor ergibt sich im unverpreßten Zustand einer Backlackdraht-Wicklung,
so daß im allgemeinen bei Bewicklung eines Ständer- oder Rotorpaketes ein Preßdruck zum Verbacken
und Verdichten der Backlackdraht-Wicklung benötigt
„ wird, der wesentlich größer ist als der allein zum Ver-V_/
backen erforderliche Druck.-
Aufgabe der vorliegenden Neuerung ist es daher, unter Ausnutzung der Vorteile der Spulenwicklungsverfestigung,
insbesondere der formtreuen Wickelkopfhalterung, mittels eines der Wicklung beigegebenen und nach dem Wickeln
und gegebenenfalls Formen der Wicklung zu verbackenden Depotmaterials mit einfachen Mitteln einen hohen, durch
die Depotmaterial-Beigabe nicht wesentlich verminderten Wicklungsfüllfaktor erreichen zu können.
Die Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Spulenwicklung ( ^) der eingangs genannten Art durch die kennzeichnende Lehre
f 25 des Hauptanspruchs möglich. Die Gegenstände der Unteranjj Sprüche betreffen vorteilhafte Ausgestaltungen der
| Neuerung.
Durch das neuerungsgemäße Einbringen von backfähigem Depotmaterial in eine Wicklung durch gleichzeitiges,
paralleles Wickeln eines diskreten Depotfadens einerseits und eines Leiterdrahtes andererseits mit anschließender
Formung und Verfestigung durch Heißverpressen kann einerseits auf speziellen Backlackdraht verzichtet und
normaler Kupferlackdraht mit parallelem, frei kombinier-, baren Depotfaden verwendet und andererseits ein gegenüber
einer Backlackdrahtwicklung wesentlich erhöhter
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- 4 - VPA 80 G30 3 9DE
Füllfaktor der gewickelten Spulenwicklung erreicht werden. Indem der Depotfaden gleichzeitig mit dem
Wicklungsdraht gewickelt wird, erübrigen sich zusätzliche Arbeitsvorgänge zur Einbringung des Depotmaterials;
in vielen Fällen kann sogar auf ein Verpressen unter Formdruck, insbesondere zur Erhöhung des Nutfüllfaktors
bei einer in Nuten eines Motorblechpaketes eingewickelten Wicklung verzichtet werden, da das Depotmaterial des
mitgewickelten Depotfadens im Gegensatz zu Backlackdrähten beim Wickeln in die Zwickel zwischen den in der
fertigen Spulenwicklung benachbarten Wicklungsdrähten gedrückt wird bzw. sich selbst einlegt und somit bereits
während des Wicklungsvorganges die Hohlräume zwischen
den Wicklungsdrähten ausgefüllt werden; in vielen Fällen kann auf das anschließende Erwärmen verzichtet werden,
da die beim Wickeln sich ergebene Wickeldrahtvorspannung zum hinreichenden Verbacken und Verfestigen der Spulenwicklung
ausreicht.
ί 20 Der neuerungsgemäß gleichzeitig mit dem Wicklungsdraht
gewickelte diskrete Depotfaden erlaubt darüber hinaus
in vorteilhafter Weise unabhängig vom Querschnitt des
isolierten Kupferlackdrahtes verschiedene Querschnitte ! ) des Depotfadens, um z.B. ein erhöhtes Depotwerkstoff-25
volumen bei besonderen Festigkeitserfordernissen zur j- Verfügung zu stellen oder die Querschnittsfonü besonderen
\ Lagefigurationen der Leiter innerhalb der Spulenwicklung
■· oder der Spulenwicklung innerhalb einer die Spulenwicklung
aufnehmenden Form anzupassen. 30
Die Neuerung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden im folgenden anhand schematisch dargestellter
, Ausführungsbeispiele in der Zeichnung näher erläutert.
Darin zeigen:
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- 5 - VPA 80 G 3 O 3 9 DE
Fig. 1 im Schnittbild einen lediglich lackisolierte Wicklungsdrähte und gleichzeitig mitgewickelte diskrete
Depotfäden enthaltende Spulenwicklungsteil im unverbackten Zustand,
Fig. 2 die Spulenwicklung gemäß Fig. 1 im verbackten Zustand,
Fig. 3 bis 8 im Schnittbild verschiedene Ausführungsformen und Anordnungen der Depotfäden im unverbackten
Zustand,
Fig. 9 im Schnittbild einen die Kombination von Back- f lackdrähten und mitgewickelten diskreten Depotfäden enthaltenden
Spulenwicklungsteil im unverbackten Zustand, Fig. 10 die Spulenwicklung gemäß Fig. 9 im verbackten
Zustand.
15
Fig. 1 zeigt im Schnittbild 4 Wicklungsdrähte 21 bis 24 und gleichzeitig mit den Wicklungsdrähten 21 bis 24 mitgewickelte
Depotfäden 31 bis 34 einer in eine Nut eines Motorblechpaketes eingebrachten Spulenwicklung im unverbackten
Zustand. Die einzelnen Wicklungsdrähte sind beim Direktbewickeln zusammen mit ihrem Depotfaden vorzugsweise
nacheinander eingewickelt. Wicklungsdraht und Depotfaden werden dazu entweder von zwei getrennten
Spulenmagazinen oder von einem einzigen Spulenmagazin entnommen, das dann mit einem zuvor verdrillten Wi cklungsdraht-Depotfaden-Matsrial
bestückt wird; im ersteren Fall ist also überhaupt kein zusätzlicher Zeitaufwand
beim Bewickeln notwendig, im letzteren Fall ergibt sich ein besonders guter mechanischer Schutz für den eigentliehen
Wicklungsdraht, da beim Direktbewickeln oder beim
Einziehen einer Spule der Depotfaden insbesondere wegen seiner früheren Plastifizierung eine "Opferfunktion"
gegenüber dem Wicklungsdraht an Quetsch- und Schabezonen, z.B. an den Nutkanten übernimmt. Die Spulenwicklung kann
entweder als Nadelwicklung eingebracht, als Einziehwick- ( lung eingezogen oder als Träufelwicklung eingelegt werden.
- 6 - VPA 80 6 3 O 3 9 DE
Die äußeren Wicklungsdrähte 21, 22 sind gegenüber der hier nicht dargestellten oberen Nutwandung durch die Nutisolierung
1 geschützt.
Der jeweils mit dem Wicklungsdraht 21 bzw. 22 bzw. 23 bzw. 24 mitgewickelte Depotfaden 31 bzw. 32 bzw. 33 b2w.
34 legt sich beim Wickeln sowohl in die Zwickel 51 bzw. 52 bzw. 53 bzw. 54 zwischen den gewickelten Wicklungsdrähten bzw. zwischen den Wicklungsdrähten und der
Spulenwicklungshalterung (Nut bzw. Spulenkern), so daß \) einerseits ein Ausfüllen der Zwickel und damit ein
Depot in der Wicklung ohne oder ohne wesentliche Füllgraderhöhung erreichbar und andererseits ein mechanischer
Schutz der Drähte gegen Beschädigung durch Werkzeuge oder die Nutbegrenzungen des Motorblechpaketes beim Einbringen
der Wicklung gewährleistbar ist. In der Regel wird die Querschnittsfläche des Depotfadens so gewählt,
daß sie 'etwas größer oder gleich groß ist wie die freie Fläche des Zwickels zwischen den benachbarten Kupfer-Wi
cklungsdrähten.
Fig. 2 zeigt die Spulenwicklung gemäß Fig. 1 nach dem
( \ Verbacken. Dazu werden nach einer eventuell notwendigen
Vorformung der Wickelkopf und die in den Nuten des Motorblechpaketes
befindlichen Spulen ähnlich wie beim Verbacken von reinen Backlackdrahtwicklungen in einer Form
auf das endgültige Maß gepreßt und mittels Wärme verbackt. In üblicher Weise sind Temperaturen und Einwirkungszeit
der Wärme je der Art und Anordnung des jeweiligen
Depotwerkstoffes anzupassen. Das Einwirken der Wärme kann über elektrische Direktbeheizung der Spulenwicklung
oder über beheizte Formen bzw. in einem Wärmeofen erfolgen.
Wird beim Verbacken der Depotfäden die Fließtemperatur k des Depotmaterials überschritten, so fließt der Depot-
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·' - 7 - VPA 80 G 3Ü 3 9 OE
werkstoff unter dem Formendruck bzw. Wicklungsdruck in
die noch vorhandenen Hohlräume ein. Wird als Depotwerkstoff ein Thermoplast verwendet, kann anschließend
abgekühlt und entformt werden; bei Duroplasten ist zunächst die für die Aushärtung notwendige Reaktionszeit
abzuwarten. In günstigen Fällen kann auf ein Verpressen der Spulenwicklung unter Formdruck, insbesondere
auf ein Eindrücken in die Nuten eines Motorblechpaketes verzichtet werden, da das Depotmaterial im Gegensatz zu
einer allein aus Backlackdrähten gewickelten Spulenwicklung bereits beim Wickeln weitgehend selbstätig den
ν) Platz in den Hohlräumen einnimmt und diese ausfüllt.
In einem solchen Fall reicht das Erwärmen und die vorhandene Drahtvorspannung zum Verbacken der Spulenwicklung
völlig aus.
In den Figuren 3 bis 5 sind verschiedene Querschnittsformen des neuerungsgemäß vorgesehenen diskreten Depotfadens
dargestellt. In vorteilhafter Weise zeigt Fig. 3 die besonders einfache kreisförmige Querschnittsform;
gemäß Fig. 4 ist der Querschnitt des unverbackten Depotfadens nach einer weiteren Ausgestaltung der Neuerung
polygonförmig ausgebildet; Fig. 5 zeigt in einer weiteren ( ^ Ausgestaltung rechteckförmige Querschnittsformen der
Depotfäden.
Die Querschnittsformen bzw. Anordnungen gemäß den Ausgestaltungen nach Fig. 6 bis 8 verdeutlichen die vorteilhafte
Varationsmöglichkeit des neuerungsgemäßen Verbackens von gleichzeitig mit dem eigentlichen Wicklungsdraht gewickelten Depotfäden; da nämlich das Depotmaterial nicht mehr wie bei Backlackdrähten an den Wicklungsdraht
und dessen Dimensionierung gebunden ist, können unabhängig von dem eigentlichen Wicklungsdraht im Sinne
einer guten Verfestigung und gleichzeitig hohen Aus-,· \ füllung verschiedene Querschnittsformen des Depotfadens
kombiniert werden. So zeigt Fig. 6 kreisförmige Depot-
- 8 - VPA 80 G 3 O 3 9 DE
fäden größeren Durchmessers mittig in den Zwickeln zwischen den einzelnen Wicklungsdrähten und Depotfäden
kleineren kreisförmigen Querschnittes in den näher benachbarten Zonen zweier Wicklungsdrähte. Fig. 7 zeigt
eine Kombination zwischen Depotfäden kreisförmigen Querschnittes und solchen rechteckförmigen Querschnittes.
Fgi. 8 zeigt in vorteilhafter Weise ein Depotfadenbündel hoher Flexibilität, das aus vielen Einzelfäden
ξ entsprechend kleineren Querschnitts zusammengesetzt ist.
, \ In Figo 9» 10 ist demonstriert, daß der neuerungsgemäß
' parallel gleichzeitig mitgewickelte diskrete Depotfaden auch vorteilhaft in Kombination mit einem BacKLack-
draht 25-27 einsetzbar ist. Dies ist insbesondere dann
15 zweckmäßig, wenn das Depotmaterial des Backlackdrahtes zur Verfestigung nicht ausreicht und ein für diese
:. Erfordernisse spezieller Backlackdraht nicht zur Ver-
(; fügung steht oder aufgrund des zusätzlichen Beschaffungsoder Lagerhaltungsaufwandes unwirtschaftlich ist.
20
Fig. 10 zeigt das Ineinanderfließen der eigentlichen Backlackschicht der Wicklungsdrähte und des Depotmaterials der diskreten Depotfäden.
Das in den Ausführungsbeispielen dargestellte Verbacken
einer Spulenwicklung mittels eines getrennt mit dem Wicklungsdraht gewickelten diskreten Depotfadens ist
nicht auf die beschriebene direkte Bewicklung eines Blechpaketes beschränkt, sondern kann vorteilhaft auch
auf extern, z.B. auf gesonderte Spulenkörper gewickelte Spulenwicklungen angewandt werden.
Claims (8)
1. Durch Verbacken des gewickelten Wicklungsdrantes mit
einem backfähigen Depotmaterial verfestigte Spulenwicklung, insbesondere für Ständer und/oder Läufer elektrischer
Maschinen, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulenwicklung (2) den Wicklungsdraht (21, 22, 23, 24) und einen gleichzeitig
mit dem Wicklungsdraht (21, 22, 23', 24) gewickelten, diskreten backfähigen Depotfaden (31, 32, 33» 34) enthält.
O 10
2. Spulenwicklung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Depotfaden (31, 32,
33» 34) eine festigkeitserhöhende Seele aus mechanisch
reißfestem Werkstoff enthält.
15
3. Spulenwicklong nach Anspruch 2, dadurch gek e η n/z e i c h η e t , daß der Depotfaden (31, 32,
33, 34) aus zumindest einer mit backfähigem Depotmaterial getränkten Glasfaser, insbesondere aus einem mit backfähigem
Depotmaterial getränkten Glasfaserbündel besteht.
4. Spulenwicklung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des
unverbackten Depotfadens kreisförmig ist.
25
5. Spulenwicklung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Querschnitt des
unverbackten Depotfadens polygonförmig ist.
6. Spulenwicklung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Querschnitt des
unverbackten Depotfadens im Sinne der Sicherung einer bestimmten Lagefiguration der Wicklungsdrähte zueinander
zwickeiförmig mit den Wicklungsdrähten angepaßten hohl-)
35 kehlenförmigen Oberflächen-Ausnehmungen ausgebildet ist.
Bk 2 Bih / 27.03.1980
• · m ·
- 10 - VPA 80 G 30 3 9 DE
7· Spulenwicklung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
gekennzeichnet durch ein derartiges Querschnittsvolumen des unverbackten Depotfadens, daß
die Zwickel (51, 52, 53, 53) zwischen den jeweils benachbarten einzelnen Wicklungsdrähten (21, 22, 23, 24)
der gewickelten verbackten Spulenwicklung (2) mit Depotmaterial ausgefüllt sind.
8. Spulenwicklung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der
V J Depotfaden bestimmten Querschnitts aus einem Depotfadenbündel
mit Einzelfäden entsprechend kleineren Querschnitts gebildet ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19808008906 DE8008906U1 (de) | 1980-03-31 | 1980-03-31 | Durch verbacken des gewickelten wicklungsdrahtes mit einem backfaehigem depotmaterial verfestigte spulenwicklung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19808008906 DE8008906U1 (de) | 1980-03-31 | 1980-03-31 | Durch verbacken des gewickelten wicklungsdrahtes mit einem backfaehigem depotmaterial verfestigte spulenwicklung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE8008906U1 true DE8008906U1 (de) | 1980-12-11 |
Family
ID=6714323
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19808008906 Expired DE8008906U1 (de) | 1980-03-31 | 1980-03-31 | Durch verbacken des gewickelten wicklungsdrahtes mit einem backfaehigem depotmaterial verfestigte spulenwicklung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE8008906U1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4445423B4 (de) * | 1994-12-20 | 2006-04-20 | Abb Patent Gmbh | Verfahren zum Herstellen von Wicklungen für einen Trockentransformator |
-
1980
- 1980-03-31 DE DE19808008906 patent/DE8008906U1/de not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4445423B4 (de) * | 1994-12-20 | 2006-04-20 | Abb Patent Gmbh | Verfahren zum Herstellen von Wicklungen für einen Trockentransformator |
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