DE977571C - Verfahren und Vorrichtung zum Wickeln von Spulen mit mehreren symmetrischen Wicklungen - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zum Wickeln von Spulen mit mehreren symmetrischen Wicklungen In der modernen Übertragungstechnik werden häufig Spulen, beispielsweise Übertrager, benötigt, die mehrere Wicklungen aufweisen und bei denen die Wicklungen gegeneinander eine sehr hohe Symmetrie aufweisen müssen. Dabei handelt es sich häufig nicht nur um eine Symmetrie des Gleichstromwiderstandes und der Induktivität, sondern es ist die weit schärfere Bedingung gestellt, daß die Symmetrie des komplexen Widerstandes sehr gut ist. Die Einhaltung dieser Bedingung ist bei der Fabrikation trotz sorgfältigster rinhaltung der gleichen Bedingungen für die Wicklungen bisher im allgemeinen nicht immer möglich.
• Man behilft sich dabei häufig so, daß einzelne Windungen der äußersten Wicklungslage so lange umgelegt werden, bis ausreichende Symmetrie-,verte erzielt sind. Man ist auch dazu übergegangen, die Wicklungen in einzelnen Abschnitten aufzubringen und diese Abschnitte räumlich möglichst symmetrisch verteilt anzuordnen. Auch hierbei weisen die Drähte der einzelnen Wicklungen räumlich noch unterschiedliche Lagen gegenüber den übrigen Teilen der Spule auf, so daß nur eine teilweise Verbesserung der Symmetrie möglich ist. Zwar ist man hierdurch in der Lage, durch Aufteilung in sehr viele Wicklungsabschnitte die Güte der Symmetrie zu verbessern, jedoch erfordert die vielfache Unterteilung der Wicklungen die Herstellung vieler Lötverbindungen, um diese Abschnitte miteinander elektrisch zu verbinden. Die Anbringung der zahlreichen Lötstellen ist aber zeitraubend und birgt einen Gefahrenherd in sich, da die Wicklungen bei der Herstellung der Lötstellen leicht beschädigt werden. Es ist auch bekannt, die Symmetrieeigenschaften einerSpule dadurchzuverbessern, daß man zwei Drähte von den beiden Enden des Wickelkörpers aus gegenläufig wickelt, wobei sich der Abstand der beiden Wickeldrähte von Windung zu Windung ändert. jedoch werden für diese Wickelart verhältnismäßig komplizierte Maschinen benötigt, da sie zwei entgegengesetzte Bewegungen von zwei Drahtführern ermöglichen müssen. Außerdem ist das Verfahren nur bei Wicklungen aus zwei Drähten durchführbar. Ein weiterer Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß die beiden Wicklungsdrähte immer an entgegengesetzten Seiten der Spule beginnen und enden, so daß man unter Umständen jeweils einen Draht über die gesamte Spulenbreite führen muß, wenn gefordert wird, daß beide Drahtenden auf derselben Seite der Spule ein- bzw. ausgeführt werden sollen. Das hat aber zwangläufig einen Verlust an Wickelraum zur Folge. Ein weiteres bekanntes Verfahren, die Symmetrie von Spulen zu verbessern, besteht darin, die Wicklungen aus zwei parallel geführten oder miteinander verdrillten Drähten herzustellen. Verdrillte Drähte lassen sich aber nur schwer wickeln. Zudem ist der Füllfaktor bei dieser Wicklungsart sehr schlecht. Bezüglich der mit bifilar gewickelten Drähten hergestellten Spulen hat sich gezeigt, daß auch diese den neuerdings an die Spulen gestellten hohen Anforderungen hinsichtlich der Symmetrie nicht mehr genügen. Derartige Wicklungen sind auch in Form von zwei parallel aneinanderliegenden, isolierten Drähten, die noch eine gemeinsame Umhüllung besitzen, bekanntgeworden. Solche Wicklungen besitzen aber eine große gegenseitige Kapazität.
• Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Wickeln von Spulen mit mehreren symmetrischen Wicklungen, bei dem die Drähte beim Wickeln parallel und in gleicher Wickelrichtung geführt werden. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Spulen hoher Symmetrie und niedriger Kapazität herzustellen.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die auf den Wickelkörper aufzubringenden Drähte keine gemeinsame Umhüllung aufweisen, daß die Drähte dem Wickelkörper mit Hilfe eines Drahtführers von der Form eines Kammes oder einer mehrere nebeneinanderliegende Bohrungen enthaltenden Scheibe zugeführt werden, und zwar in einem der gewünschten Kapazität entsprechenden Abstand, und daß die Drähte an mehreren Wicklungsstellen gekreuzt werden.
• Die Erfindung sowie die durch sie erzielten Vorteile werden nachstehend an Hand der Figuren erläutert. In Fig. i bedeutet i den Wickelkörper, auf den zwei Wicklungen mit hoher Symmetrie gegeneinander aufgebracht werden sollen. Die beiden Drähte a und 3 werden über eine Führungsleiste d. geleitet, welche kammartige Schlitze 5 enthält, in welche die Drähte eingelegt werden. Statt der Schlitze 5 können natürlich auch alle anderen geeigneten Ausführungsformen, wie Ösen od. dgl., verwendet werden. In der Fig. a ist eine Spule ersichtlich, bei der mehrere Lagen der Wicklungen auf den Wickelkörper i aufgebracht sind. Von den beiden bifilar gewickelten Drähten ist der eine durch eine weiße, der andere durch eine schwarze Kreisfläche gekennzeichnet. Die Figur läßt erkennen, daß in der untersten, auf dem Wickelkörper aufliegenden Wicklungslage der durch die weiße Fläche gekennzeichnete Draht stets links, der durch die schwarz gekennzeichnete Fläche stets rechts liegt. Dieselbe gegenseitige Lage der Drähte ist auch in der darüber befindlichen zweiten Lage beibehalten. Beim Übergang in die dritte Lage sind jedoch erfindungsgemäß die beiden Drähte gegenseitig vertauscht, so daß nunmehr in der dritten und vierten Lage die schwarz gezeichneten Drähte links und die weiß gezeichneten rechts zu liegen kommen. Hierdurch weisen die beiden Drähte gegenüber dem Wickelkörper und der übrigen Umgebung in räumlicher Hinsicht eine größere Symmetrie auf als bei den bisher üblichen Spulen, bei denen die bifilar gewickelten Drähte ihre gegenseitige Lage beibehalten. Die Häufigkeit, mit der die gegenseitige Kreuzung der Drähte vorgenommen wird, richtet sich nach der Höhe der Anforderung, die hinsichtlich der Symmetrie an die Spulen gestellt wird. Mit steigender Symmetrie muß auch die Zahl der Vertauschungen erhöht werden. Im allgemeinen genügt es jedoch, wie in der Figur dargestellt, nach jeder zweiten Wicklungslage eine Kreuzung der Drähte vorzunehmen. Hierbei ist es zweckmäßig, den Aufbau der Spule so zu wählen, daß eine gerade Anzahl von Windungslagen vorgesehen ist, damit jeder Draht in gleichviel Lagen rechts bzw. links zu liegen kommt.
• Die bifilare Wicklungsart von Spulen bringt den Nachteil mit sich, daß die beiden bifilar gewickelten Drähte eine verhältnismäßig große Kapazität gegeneinander aufweisen. Dieser Nachteil wird dadurch vermieden, daß die beiden Drähte nicht unmittelbar nebeneinander, sondern in gewissem Abstand voneinander gewickelt werden. nie Größe des Abstandes richtet sich dabei nach den jeweils vorliegenden Verhältnissen. Besonders zweckmäßig ist es, bei Spulen mit zwei symmetrischen Wicklungen die beiden Drähte in einem Abstand gleich der halben Spulenbreite zu wickeln. Ein Beispiel hiervon ist in Fig. 3 dargestellt. Auf den Wickelkörper i werden die beiden Drähte 2 und 3 bifilar aufgewickelt, und zwar, wie die Figur erkennen läßt, im Abstand der halben Spulenbreite voneinander. In der ersten auf dem Wickelkörper befindlichen Wicklungslage wird also gleichzeitig auf der linken Hälfte der Spule der eine, hier weiß gezeichnete und auf der zweiten, rechten Hälfte der Spule der zweite, hier schwarz gezeichnete Draht aufgewickelt. Dieselbe gegenseitige Lage der beiden Drähte wird in der zweiten Wicklungslage beibehalten. Wie die Figur erkennen läßt, ist jedoch im Anschluß hieran eine Kreuzung der Drähte vorgenommen, so daß in der nicht mehr dargestellten dritten Lage die schwarz gezeichneten Drähte links und die weiß gezeichneten rechts zu liegen kommen würden. Natürlich kann der Abstand der beiden bifilar gewickelten Drähte auch kleiner als die Hälfte der Spulenbreite gewählt werden.
• Das Verfahren ist in sinngemäßer Weise auch für Spulen anwendbar, bei denen mehr als zwei Wicklungen eine hohe Symmetrie gegeneinander aufweisen müssen. In der Fig. q. ist ein Beispiel dargestellt, bei der vier Drähte bifilar nebeneinandergeführt werden. Auch hier wird erfindungsgemäß eine höhere Symmetrie dadurch erzielt, daß die einzelnen Drähte gegeneinander in gewissen Abständen zyklisch vertauscht werden. Dies läßt sich z. B. dadurch erreichen, daß nach jeder Lage ein Draht umgelegt wird, indem z. B. zunächst der ganz links liegende Draht nach rechts verlegt wird und die anderen Drähte entsprechend nachrücken. Nach vier Lagen hat sodann jeder Draht einmal eine der vier Drahtlagen eingenommen.
• Das Wicklungsverfahren nach der Erfindung erfüllt also alle Bedingungen, die in der modernen Übertragungstechnik bezüglich der Symmetrie von Spulen und Übertragern gefordert werden. Es ist unabhängig von der Wahl der Wicklungen und läßt sich mit jeder normalen Wickelmaschine, die nur eine Bewegungsrichtung für den Drahtführer besitzt, ausführen.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: Übertragern, bei dem die Drähte der Wickelvorrichtung parallel und in gleicher Wickelrichtung zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die auf den Wickelkörper aufzubringenden Drähte keine gemeinsame Umhüllung aufweisen, daß die Drähte dem Wickelkörper mit Hilfe eines Drahtführers von der Form eines Kammes oder einer mehrere nebeneinanderliegende Bohrungen enthaltenden Scheibe zugeführt werden, und zwar in einem der gewünschten Kapazität entsprechenden Abstand, und daß die Drähte an mehreren Wicklungsstellen gekreuzt werden.
2. 2. Verfahren zum Wickeln von Spulen nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklung eine gerade Anzahl von Windungslagen besitzt.
3. 3. Vorrichtung zum Wickeln von Spulen nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der parallel geführten Drähte vor Beginn des Wickelvorganges mit Hilfe des kamm- oder scheibenförmigen Drahtführers von Null bis zur halben Spulenbreite einstellbar ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 2oo oi I, 593051; USA.-Patentschrift Nr. 2 558 566; schweizerische Patentschrift Nr. 128 861. In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 759 835. i. Verfahren und Vorrichtung zum Wickeln von Spulen mit mehreren symmetrischen Wicklungen, insbesondere von Pupinspulen und