DE922597C - Versetzter Leiter - Google Patents

Versetzter Leiter

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DE922597C
DE922597C DEW10789A DEW0010789A DE922597C DE 922597 C DE922597 C DE 922597C DE W10789 A DEW10789 A DE W10789A DE W0010789 A DEW0010789 A DE W0010789A DE 922597 C DE922597 C DE 922597C
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DE
Germany
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conductor
spiral
carrier
threads
conductors
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Expired
Application number
DEW10789A
Other languages
English (en)
Inventor
Bernard More Oliver
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AT&T Corp
Original Assignee
Western Electric Co Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Western Electric Co Inc filed Critical Western Electric Co Inc
Application granted granted Critical
Publication of DE922597C publication Critical patent/DE922597C/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P3/00Waveguides; Transmission lines of the waveguide type
    • H01P3/18Waveguides; Transmission lines of the waveguide type built-up from several layers to increase operating surface, i.e. alternately conductive and dielectric layers

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  • Coils Of Transformers For General Uses (AREA)

Description

  • Versetzter Leiter DieErfinidung bezieht sich auf zusammengesetzte elektrische Leiter und insbesondere auf versetzte Leiter sowie auf Verfrahren für \deren Herstellung.
  • Ein Ziel der Erfindung besteht darin, Eden Aufbau von versetzten Leitern zu vereinfachen. Ein weiteres Ziel der Erfindung bezieht sich !auf die Verfügbarmachung eines verbesserten zusammengesetzten Leiters, der aus einer Vielzahl von Drähten oder Bändern gebildet wird, idie mehr oder weniger kontinuierlich versetzt sind.
  • Auf Grund des als Hauteffekt bekanntem. Phänomens ist die Stromverteilung in, einem Leiter bei hohen Frequenzen nicht gleichförmig. Es sei hierzu der Fall eines massiven Leiters betrachtet, welchem Wellen zunehmender Frequenzen aufgedrückt werden. Bei der Frequenz Null und bei genügend niedrigen. Frequenzen isst der Strom in dem Leiter im wesentlichen gleichmäßig verteilt, und der Widerstand des Leiters und demzufolge der Leitungsverlust sind am geringsten. Mit zunehmender Frequenz ändert sich die Stromverteilung derart, @daß die Stromdichte an: der Außenseite des Leiters am größtem, ist und in Richtung zur Leitermitte abnimmt, Das Ausmaß dieser Abnahme hängt von der Frequenz und dem Werkstoff des Leiters ab. Indem gegebenen Beispiel kann die Stromdichte in der Mitte des, Leiters. vernachlässigbiar klein sein. Mit anderem Worten, der Wechselstromwiderstrand des Leiters ist infolge dieser Stromverteilung bei hohen Frequenzen größer als der Gleich!stromwiiderstand des Leiters.
  • Es. wurde festgestellt, idaß oder Wechselstromwiderstand bei höheren Frequenzen erheblich herabgesetzt werden, kann, wenn. der Leiter aus einer Anzahl isolierter kleinerer Leiter zusammengesetzt wird, welche parallel zueinander liegen, und wenn diese Leiter oft genug versetzt oder gekreuzt sind. Das führt dazu, daß der Strom gezwungen wird, sich über den gesamten, dem zusammengesetzten Leiter verfügbaren Querschnitt zu verteilen, und öder Zweck dieser Maßnahme besteht darin, die Abhängigkeit des Widerstandes- und der inneren Induktanz von der Frequenz zu verringern: und außerdem den: Wirkwiderstand bei hohen Frequenzen zu verkleinern.- Zur erfolgreichen Verwirklichung des Verfahrens sind Versetzungen: in engen Intervallen erforderlich. Im Bereich jeldes Versetzungsintervalls sollte jeder Leiterweg seinerseits jede radiale Stellung einnehmen. Ein bekanntes, Beispiel für einen solchen versetzten Leiter ist die Hochfrequemzlitze. Diese Litze hat jedoch verschiedene Mängel. Einerseits muß sie aus isoliertem Draht gefertigt werden, so draß knie Leiter nicht miteinander in, Berührung kommen. Andererseits ist es häufig schwierig, eine große Anzahl von Leitern bei sehr kurzen Intervallen wach ,dien Verfahren. zu versetzen, welches für die Leiterversetzung bei. Hochfrequenzlitze Anwendung findet. Eine solche Versetzung bei sehr kurzen Intervallen würde aber für sehr highe Frequenzen erforderlich sein. Vberdies ist es häufig erwünscht, flache Bänder an Stelle von Drähten für die einzelnen Leiter zu verwenden. Die Verfahren für (die Herstellung von Hochfrequenzlitzen eignen sich jedoch nicht ohne weiteres zur Verwendung von Bändern für eine Litzenfertigung.
  • Entsprechend der vorliegenden Erfindung wind ein versetzter Leiter geschaffen; welcher in vielerlei Hinsicht eine wesentliche Verbesserung gegenüber den bekannten versetzten Leitern darstellt, Nach einer beispielsweisen Ausführungsform der Erfindung wird eine Vielzahl von Drähten oder Bändern in Form einer flachen Wendel um ein dünnes Band oder einen dünnen Streifen aus. Isoliermaterial gewickelt, wobei alle Leiter parallel zusammengeschaltet sind. Auf eine oder beide Seiten. ,des Isolierstreifens wird eine Isclation @aufgebracbt. Danach wird der Streifen aufgewickelt, ohne dia.ß die Leiter kurzgeschlossen werden. Bei .dieser Anordnung führt jedes Leiterelement bis in die Mitte des zusammengesetzten Leiters umid dann wieder zurück nach außen, wobei es sämtliche radialen Lagen; auf einem langen Bereich, einnimmt, welcher einer vollständigen Windung tim dass Isoliermaterliial entspricht.
  • Die Erfindung wird aus der folgenden Beschreibung leichter verständlich, und zwar in Verbindung mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigt Fig. i eine schematische Darstellung eines versetzten Leiters nach der Erfindung, wobei nur einige der einzelnen Leiter der Einfachheit wegen dargestellt sind, Fig.2 eine Verfahrensstude bei der Fertigung eines Kabels nach Fig. i, Fig. 3 eine weitere Fertigungsstufe, Fig. 4 ,ein Querscbnittsbild eines der Fig. i entsprechenden Kabels bei Darstellung in größerem Maßstab,, Fig. 5 die Darstellung einer Möglichkeit für die Parallelschaltung der verschiedenen einzelnen Leiter bei einem Kabel nach Fig. i, Fig. 6 eine Fertigungsstufe bei der Herstellung eines Kabels nach Fig. i, wobei aber Drähte tan Stelle von Bändern Verwendung finden, Fig. 7 ,eine Einrichtung für die Herstellung eines Kabels der in Fig. i gezeigten Art: Fig. i veranschaulicht eine beispielsweise Ausführung eines zusammengesetzten Leiters oder Kabels. io nach der Erfindung. Der Leiter io umfaßt eine Vielzahl von Bändern i i, welche in irgendeiner geeigneten Weinei parallel geschaltet sind,, beispielsweise mittels einer Metallkappe oder Scheibe 12 am Ende des Kabels. Zur Erleichterung des Verständnisses dies Kabelaufbaus wird auf Fig. 2, 3 und 4 Bezug genommen. Nach Fig. 2 sind .die Leiter i i, welche bei dieser Ausführungsform aus Bänidern bestehen:, als flache Wendel um einen Streifen 13 aus Isoliermaterial herumgewickelt. Der besserten Übersicht wegen sind nur zwei Bünder i i gezeitigt. Von anderen Bändern sind nur kurze Stücke wiedergegeben. Praktisch isst im wesentlichen die ganze Strecke zwischen A, wo eines der Bänder i i @die Kante 14 dies Streifens 13 schneidet, und B, wo das gleiche Band i i wieder an der Kante 14 erscheint, mit Bändern i i besetzt, welche geringen Abstand voneinander haben. Die Ganghölle jedes Bandes i i, d. h. die Entdernung zwischen den Punkten A und B richtet sich nach der höchsten Frequenz., für welche das Kabel io bestimmt ist. Im allgemeinen ist .das erforderliche Versetzungsintervall, d. h. -,die Entfernung A-B um so kleiner, je höher die Spitzenfrequenz liegt. Dieses Intervall ist in der Tat umgekehrt proportional (der höchsten übertragenen Frequenz, während alles ramd fiere unverändert bleibt. Praktisch sollten mehrere, Versetzungen einer Wellenlänge der höchsten übertragenen Frequenz "entsprechen. Nachdem die Bänder i i auf den Isolierstreifen 13 aufgewickelt oder in anderer Weise aufgebracht sind., sie können beispielsweise auch auf den Streifen 13 aufgetragen werden, wird der Streifen 13 zuslammengewickelt, wobei miau von der Kante 14 gemäß Fig. 2 ausgeht, so daß der dabei entstehende Ouerscbnitt,des. gewickelten Leiters der Fig. ¢ entspricht. Fig. 3 veranschaulicht den Wickelvorgang. Im; F'ig.4 ist (der Deutlichkeit halber der Streifen lose gewickelt dargestellt. In Wirklichkeit wird, ex aber so dicht wie möglich gewickelt. Überdies wird bei nicht isolierten Bändern i1 auf einer oder beiden Seiten des Streifens eine Isolation angebracht, so daß der Streifen zusammengerollt werden kann, ohne daß die Leiter i i kurzgeschlossen werden, da jeder Leiter i i auf beiden Seiten des Streifens 13 verläuft. Zur Vereinrfachung der Darstellung ist diese zusätzliche Isolation in den Fig. 2, 3 und 4 nicht wiedergegeben, sie ist aber bei oder Einrichtung nach Fig.7 veranschaulicht, worauf weiter unten, noch eingegangen werden soll. Aus Fig. i bis ¢ ist erkennbar, daß jedes leitende Band i i ebenso wie :das vom Punkt A ausgehende Band, welches die Ksante 14 ein Punkt. B erneut schneidet, durch die Mitte des Leiters verläuft und dann wieder nach außen zurückkehrt, wobei es auf oder Strecke, welche ebnem Vorwärts- und einem Rückwärbsweg auf dem Streifen 13 entspricht., sämtliche Stellungen. einnimmt. Diese Strecke entspricht der Entfernung ALB. Diese Versetzung ist sowohl hinsichtlich des Hauteffektes als jauch binsichtlich. der :\ ahle.xvirkunig wirksam. Der Weg, dien jedes Leiterelement ii -einnimmt, kann auch so erläutert werden, diaß er eine Spirale umfaßt, deren Durchmesser bis zu einem gewissen Punkt kontinuierlich zunimmt, an welchem die Spi.ralrichtung umkehrt und dann in eine Spinale übergeht, ideren Durchmesser bis, zu einem zweiten bestimmten Punkt abnimmt, wo der Durchmesser erneut zuzunehmen beginnt. Infolge Bier periodischen Umkehr der Windungsrichtung wird durch die Versetzungen kein longitudinales magnetisches Feld hervorgerufen.
  • Zur Verwirklichung günstiger Ergebnisse ist es notwendig, d@aß .die Breite und Stärke jedes Leiterbandes i i genügend klein ist und d@a,ß das Versetzungsintervall genügend kurz ist. Unter der An, nabme, daß kein ferromagnetisches Material vorhanden ist, sind. diese Faktoren abhängig von d Sem Außendurchmesser des Kabels io, -dem Durchmesser .des inneren Kerns, oder der ersten Wickelwin:diung, der höchsten übertragenen Frequenz und der Leitfähigkeit des leitenden Bandes. Zur Versteifung des Kabels io kann: ein innerer Kern 15 vorgesehen sein, wie es in Fig. i veranschaulicht ist. Ein solcher Kern kann aber in Übereinstimmu g mit Fig. .4 auch fehlen.
  • Für den Abschluß des Kabels können mannigfache Mittel Anwendung finden. Eine Abschlußanordnung ist bereits in Fig. i in Form der Kappe oder Scheibe 12 gezeigt worden, wobei der Abschluß an den Enden vorgenommen wird, d. h. an den Stellen, wo sämtliche Streifen ii die KanteA-C des Streifens 13 schneiden. Eine andere Möglichkeit für die Parallelschaltung der Leiter ist in Fig. 5 veranschaulicht. Hierbei ist eine Kappe 16 vorgesehen, die auf einer solchen Strecke über das Kabel io geschoben ist, welche der Entfernung A-B in Fig. 2 entspricht.
  • Im Gegensatz zu der Verwendung von bandförmigen Leitern gemäß Fig. i bis 3 können auch Drähte iid mit rundem oder sonstigem Querschnitt Anwendung finden. Eine solche Anordnung ist in Fig. 6 veranschaulicht.
  • Es ist klar, daß zahlreiche Verfahren verfügbar sind, um zusammengesetzte Leiter der dargestellten Art herzustellen. Eine Möglichkeit für die Durchführung einer kontinuierlichen Fertigung ist beispielsweise in Fig. 7 veranschaulicht. Danach wird ein Kern 2o von rundem Querschnitt, der als Vollkern oder als Hohlkern ausgeführt ist, mittels einer geeigneten Vorrichtung 2i ausgepreßt, welcher das den Kern 2o bildende Isoliermaterial zugeführt wird. Der Kern 2o wird durch eine Band- oder Drahtwickelmaschine 22 hindurchgeführt, welche die Bänder oder Drähte ii auf den Kern 2o aufwickelt. Die Maschine 22 enthält eine Vielzahl von Draht- oder Bandtrommeln 23; diese Trommeln sind in einem Rahmen 24 angeordnet, welcher mittels eines geeigneten Getriebes 25 von einem Motor 26 in Drehung versetzt wird. Während der Aufwicklung der Bänder oder Drähte ii auf den Kern 2o wird der Kern mit Bezug auf Fig. 7 von links nach rechts bewegt, und zwar durch die Presse oder Zuführungsmaschine 2i. Nach Aufbringung der Leiter i i auf den Kern 2o wird derselbe durch Walzen oder andere formgebende Organe 27 hindurchgeführt, welche den Kern 2o zu einem flachen Band 13 umgestalten.
  • Das Band 13 wird danach einer Formgebungseinrichtung 28 zugeführt, welche das die Leiter i i tragende Band 13 spiralig wickelt. Der so fertiggestellte Leiter io verläßt die Vorrichtung 28 am rechts gelegenen Ende. Es können Bänder 29 aus Isoliermaterial auf den Streifen 13 kurz vor dem Wickelvorgang aufgebracht werden. Da es im allgemeinen erwünscht ist, die Ganghöhe, d. h. den Abstand A-B auf der ganzen Länge des Kabels io im wesentlichen konstant zu halten, erstreckt sich die Formgebungseinrichtung 28 über eine verhältnismäßig lange Strecke des Kabels. Der in Fig. 7 angegebene Wickelwinkel a soll nur der Erläuterung dienen und ist in der Zeichnung übertrieben groß wiedergegeben. Wenn auch im allgemeinen eine gleichbleibende Ganghöhe wünschenswert ist, so kann es doch Fälle geben, wo eine wechselnde Ganghöhe vorteilhaft ist.
  • Es sei bemerkt, daß die beschriebenen Anordnungen nur zur beispielhaften Erläuterung für die Verwirklichung der Erfindung dienen. Zahlreiche andere Ausführungsmöglichkeiten sind für den Fachmann verfügbar, ohne daß dadurch von dem Wesen und Umfang der Erfindung abgewichen wird.

Claims (7)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Versetzter elektrischer Leiter mit einer Vielzahl in Abstand voneinander liegender leitender Fäden, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden parallel zueinander in, Form einer flachen Wendel um einen dünnen Isolierstreifen herumgeführt sind und der Isolierstreifen längsseits in sich gewickelt ist, so daß der Leiter in der allgemein senkrecht zur Längsrichtung verlaufenden Ebene spiralförmigen Querschnitt erhält, wobei die Fäden in Parallelanordnung verbunden sind.
  2. 2. Leiter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden aus dünnen Drähten, Streifen oder Bändern bestehen.
  3. 3. Leiter nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ganghöhe der abgeflachten Wendel in der Längsrichtung des Leiters wechselt. q..
  4. Leiter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Windungen des spiralig gewickelten Isolierstreifens, um welche die Fäden herumgeführt sind, Isoliermaterial vorgesehen ist.
  5. 5. Verfahren zur Herstellung versetzter Leiter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von parallel liegenden Leitern jeweils in Form einer Spirale auf einen Träger aufgewickelt wird, worauf der Träger in sich zu einer Spirale gewickelt wird.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daB die Isolation auf dem Träger oder den leitenden Wendeln aufgebracht wird, bevor der Träger mit der Isolation spiralförmig gewickelt wird.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch $ oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger der Bewicklung mit den Leitern in seiner Längsrichtung bewegt wird.
DEW10789A 1952-04-05 1953-03-17 Versetzter Leiter Expired DE922597C (de)

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DEW10789A Expired DE922597C (de) 1952-04-05 1953-03-17 Versetzter Leiter

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