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Flachbandwicklung Gegenstand der Erfindung ist eine Wicklung oder
Spule für elektrische Zwecke, insbesondere Transformatoren und Drosselspulen, die
aus flachem Leiterband hergestellt ist, dessen breite Seite in Richtung der Wicklungsachse
liegt. Wickelt man bei derartigen Spulen das Flachband wie bei den üblichen Wicklungen
mit dünnen Leitern in fortlaufendem Zuge mit gleicher Steigung spiralig auf, dann
ergeben sich an den Wicklungsstirnseiten zwischen diesen und den vor diesen angebrachten
Druckringen bzw. Strählungsschutzringen keilförmige, von Windungen freie Zwickelräume.
Diese sind sowohl elektrisch als auch mechanisch ungünstig, einerseits weil sie
Streulöcher darstellen und andererseits weil der Druckring auf die Länge des Zwickelraumes
nicht auf die Wicklung drücken kann. Um diesen Nachteil zu beheben, hat man bei
einer bekannten Wicklung die letzte Windung in ihrem Querschnitt entsprechend dem
Zwickelraum so vergrößert, daß sie diesen vollständig mit dem sich hierbei ergebenden
keilförmigen Windungsstück ausfüllt, wodurch gleichzeitig eine streulochfreie Wicklung
und eine Wicklung mit ebenen Stirnflächen geschaffen war. Der Nachteil dieser Wicklungen
lag darin, daß für jede Leiterbandbreite und jeden Wicklungsdurchmesser
andere
besonders geformte keilförmige Windungsstücke am Wicklungsende notwendig wurden.
Um diesen Mißstand zu beseitigen und um trotzdem eine Wicklung mit ebenen Stirnflächen
zu erhalten, ging man auch schon dazu über, die Wicklungsspirale aus zylindrischen
offenen Ringen, die senkrecht zur Wicklungsachse lagen und deren Enden jeweils mit
den benachbarten Windungsenden zweckmäßig unter Verwendung eines einen 1_Tbersteig
bildenden Zwischenstückes elektrisch leitend verbunden waren, herzustellen. Um die
hierbei nötigen vielen Schweiß- oder Lötstellen zuverlässig auszuführen und tun
die Wicklung mit dem nötigen Zug verwickeln zu können, fertigte man bei dieser Art
von Wicklungen das Leiterband vor dem Bewickeln an, indem jeweils Bandstücke von
der Länge des Wicklungsumfanges an ihren Enden miteinander verbunden wurden, so
daß sich ein treppenförmig abgesetztes Windungäband ergab. Diese treppenartig ausgeführten
Windungsbänder waren also umständlich in der Herstellung, auch waren sie beim Verwickeln
insofern ungünstig, als bei Anwendung von größeren Zugkräften sich die treppenförmig
abgesetzten Stellen aufbogen bzw. verwanden. Diese Schwierigkeiten sowie die zeitraubende
Löt- und Schweißarbeit suchte man schließlich dadurch zu umgehen, daß man an Stelle
eines einzigen breiten Leiterbandes mehrere schmale Bänder, die zusammen die Breite
des bisherigen Einleiterbandes hatten und die vor allem wegen ihrer geringen Breite
für sich leicht abzukröpfen waren, benutzte und diese Teilbänder alle als parallele
Leiter zur Spule bzw. Wicklung aufwickelte, und zwar derart, daß jeweils das Leitermaterial
zu einem zur Wickelachse senkrecht stehenden Ring gewickelt wurde, der nach beinahe
einem vollen Umfang vermittels Abkröpfung der Leiter in die nächste Wicklungswindung
hinüberwechselte. Infolge der geringen Breite der Einzelleiter ließen sich bei dieser
Art von Windungen zwar die Kröpfungen leicht ausführen, die Kröpfungsstelle selbst
aber wanderte mit zunehmender Windungszahl am Wicklungsumfang herum, so daß der
Wicklungsanfang und .das Ende nicht auf eine Wicklungsseite zu liegen kamen. Sollte
dies aber wegen des leichteren Anschlusses der Wicklung erreicht werden, dann mußten
verstärkte Isolierzwischenlagen zwischen den Ringpartien eingelegt werden, die gegenüber
den isolationstechnisch notwendigen Isoliereinlagen, wie sie an den Kröpfüngsstellen
angebracht waren, wesentlich verstärkt waren. Dies brachte den Nachteil, daß .die
Wicklungslänge hiermit einerseits unnötig vergrößert und andererseits die Wicklung
selbst wegen der Elastizität dieser starken Zwischenlagen nicht mehr genügend kurzschlußfest
wurde. .
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Wicklung zu schaffen, welche die
Nachteile der vorgeschriebenen Wicklungsarten nicht besitzt. Erfindungsgemäß ist
die Wicklung, die gleichfalls senkrecht zur Wicklungsachse stehende Ringteile und
von einem Ringteil zum anderen hinüberführende sogenannte übersteige bildende Kröpfungsstellen
besitzt, aus einem fortlaufenden Flachband gewickelt, das jeweils *auf die Länge
der Kröpfungsstelle in seiner sich in der Wicklungsachse erstreckenden Breite so
verringert ist, daß die Kröpfung leicht ausführbar ist.
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Diese Leiterbandverschmälerung ist auf verschiedene Weise zu erreichen.
So können beispielsweise auf die Länge der Kröpfung in dem Flachband Nuten, Schlitze
od. dgl. angebracht werden, oder es kann das Band auf diese Länge durch seitliche
Ausnehmungen in seiner Breite verschmälert werden.
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An Hand der in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispiele
soll die Erfindung näher erläutert werden.
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Die Fig. i zeigt ein Leiterband i im gestreckten Zustand, das aber
bereits im Abstand des Umfanges der Wicklung (D-n) mit Nuten 2 versehen ist. In
der. Fig. 2 sind einige Windungen der fertiggestellten Wicklung wiedergegeben. Dabei
ist mit 3 der senkrecht zur Wicklungsachse q. liegende zylindrische Ringteil des
Leiterbandes i bezeichnet und mit 5 die Kröpfungsstelle, die auch Übersteig genannt
wird. Die Kröpfungsstelle beträgt nur einen kleinen Teil des Wicklungsumfanges.
Die Nuten 2 erstrecken sich in dem Leiterband -auf die Länge L. Diese können eingestanzt,
eingefräst usw. werden. Zweckmäßig verteilt man die Nuten oder Schlitze im Leiterband
so, daß die stehenbleibenden restlichen Bandteile 6 je etwa gleich breit sind. Die
Nuten selbst aber wählt man in ihrer Breite so, daß das stehenbleibende Bandmaterial
6 nach etwa 8o o% der ursprünglichen Bandbreite bzw. des ursprünglichen Bandquerschnitts
ausmacht. Anstatt das Leiterband vermittels angebrachter Nuten oder Schlitze in
seiner Breite zu verschmälern, kann, wie dies in Fig.3 an einem noch gestreckten
Leiterband 7 gezeigt ist und die Fig. q. bei einer . fertiggestellten Wicklung erkennen
läßt, die Bandbreitenverschmälerung auch durch Wegnahme von Bandmaterial an einer
oder beiden Bandseiten, beispielsweise bei 8 geschehen, indem dort auf die Länge
der Kröpfungsstelle Bandteile abgestanzt oder sonstwie abgearbeitet werden. Auch
kann die Bandschmälerung durch Quetschen und/oder Strekken, z. B. Auswalzen des
Leiterbandes, erzielt werden.
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Die Herstellung der Wicklung gemäß der Erfindung geschieht am besten
etwa in der Weise, daß man das von einer Vorratstrommel ablaufende und bereits isolierte
Leiterband kurz vor dem Ablaufen des Leiters auf die Wickeltrommel jeweils im Abstand
des Wicklungsumfanges mit den nötigen Nuten- oder Ausnehmungen versieht. Die Isolation
an der zukünftigen Kröpfungsstelle wird zu diesem Zweck entweder vor oder erst nach
dem Schlitzen oder Abarbeiten des Leiterbandes entfernt. Nun läßt man das an der
Kröpfungsstelle blanke Leiterband auf die Wickelbank auflaufen und bringt es in
die richtige Lage und stellt auch die Kröpfung durch Klopfen, Pressen od. dgl. her,
wobei beim geschlitzten Band auch die Bandverschmälerung durch Zusammenpressen erreicht
wird.
Hierauf dreht man die Wickelbank etwas zurück, so daß die
Kröpfungsstelle wieder frei liegt. An ihr kann sodann die fehlende Isolation unschwer
von Hand aufgebracht werden. Dabei'empfiehlt es sich, bei den mit Schlitzen versehenen
Bändern auch in den Schlitz selbst dünne Isolationseinlagen einzulegen. Ist die
Kröpfungsstelle isoliert, dann kann man die betreffende Windung endgültig durch
Weiterdrehen der Wickeltrommel fertigstellen. Das Leiterband wird nun an der Kröpfungsstelle
mit Hilfe geeigneter Halteteile, z. B. Klammern od. dgl., an der Wickelbank festgemacht
und hierauf in der vorgeschriebenen Weise die nächstfolgende Windung gewickelt.
Beim Verwickeln können beträchtliche Zugkräfte angewandt werden, da jeweils das
Leiterband als gerades Stück auf die Wickeltrommel aufläuft. Die Kröpfungsstelle
führt man am besten nur kurz aus; als zweckmäßig hat sich hierfür eine Neigung von
etwa 3o°' gegen die Wicklungsachse herausgestellt. Infolge der dadurch erhaltenen
kurzen Übersteige ergeben sich auch an den Druckringen, die auf die Länge des Übersteigs
offen sind, nur geringe Öffnungen. Der Druckring liegt somit mit dem größten Teil
seines Umfanges auf der Wicklungsstirnseite auf und ergibt so eine zuverlässige
Wicklungspressung. Zwischen den einzelnen Windungen der Wicklung sind Isolierzwischenlagen
9 eingelegt. Diese sind, da das Leiterband gemäß der Erfindung an der Kröpfungsstelle
in seiner Breite verringert ist, auf dem ganzen Wicklungsumfang gleich stark. Die
Kröpfungsstellen liegen infolgedessen alle in Richtung der Wicklungsachse übereinander,
und infolgedessen liegen auch der Wicklungsanfang und das Wicklungsende auf der
gleichen Seite.
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Gemäß der Erfindung lassen sich auch Wicklungen aus mehreren parallelen
Windungsleitern herstellen. So können beispielsweise zwei oder mehrere der erfindungsgemäß
an den Kröpfungsstellen im Ouerschnitt bzw. in ihrer Breite geschwächte Bänder gleichzeitig
als parallele Leiter zur Spule gewickelt werden. Auch ist es möglich, ein oder mehrere
solcher Bänder mit einem oder mehreren schmalen Bändern, die sich leicht kröpfen
lassen, gemeinsam miteinander zur Spule zu verwickeln. Dabei können das oder die
erfindungsgemäßen Leiterbänder zwischen den schmalen Bändern liegen. Wenn nie gemäß
der Erfindung an den Kröpfungsstellen in ihrer Breite verringerten Bänder zwischen
schmalen, mit Isolationsauftrag versehene Bänder zu liegen kommen, können diese
selbst ohne Isolationsauftrag verwickelt werden. Um hierbei aber trotzdem eine gleich
große Wicklungsdicke zu erreichen, empfiehlt es sich, die nicht isolierten Band-
oder Leiterteile in ihrer Dicke so stark auszuführen wie die Dicke der übrigen Leiter
samt Isolation.
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Die Erfindung ist, wie bereits angedeutet, in vielerlei Hinsicht den
bisher bekannten, aus breiten Bändern hergestellten Wicklungsarten überlegen. Besonders
hervorzuheben ist, daß bei ihr keinerlei Schweiß- oder Lötarbeit aufzuwenden ist,
daß die Kröpfungsstellen wegen der durch die Leiterschwächung erreichten größeren
Biegsamkeit des Leiterbandes unschwer herzustellen sind und daß dabei alle Kröpfungen
ohne Schwierigkeit, insbesondere aber ohne Aufwand größerer Isolierzwischenlagen,
übereinanderliegend ausgeführt werden können. Man kommt bei der erfindungsgemäßen
Wicklung also mit den kleinstmöglichen Isolierzwischenlagen zwischen den einzelnen
Windungen aus und erhält so eine äußerst kurzschlußfeste Wicklung, bei der gleichzeitig
der Wickelraum bestmöglichst ausgenutzt ist.