EP0035964A1 - Induction disk winding - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to an induction disk winding with electrical conductors arranged spirally around an opening of an insulating film and connecting contacts on the inner and outer conductor ends.
- the purpose of the invention is to eliminate these disadvantages by a disk-shaped structure of the entire winding comprising a plurality of disk winding elements which are axially strung together and electrically conductively connected to one another and which are standardized in terms of number of turns and conductive cross section.
- These disk winding elements consist of a flat electrical conductor which is applied spirally on one or both sides around an opening of an insulating film.
- Such an induction disk winding is now characterized according to the invention in that a plurality of insulating foils with electrical conductors applied spirally around an opening and with a contact are arranged axially on the inner and outer conductor ends.
- Adjacent insulating foils are electrically conductively connected to one another at the inner and outer conductor ends or alternately once at the inner and once at the outer conductor end. In the first case, this corresponds to a parallel connection with a resulting increase in cross-section of the electrical conductor, in the second case with a series connection with a resulting increase in the number of turns.
- the induction disk winding according to the invention is constructed from a plurality of individual elements, which in turn consist of an insulating film 1 with an electrical conductor 2, 2 'applied on one side.
- This electrical conductor . 2, 2 ' runs in a spiral around an opening 4 in the conductor foil 1.
- the conductor spiral 2 runs from the outside inwards (A-shape) for the left element, while the conductor spiral 2 'runs in the same direction from the inside outwards (B-shape) for the middle element.
- the right element is again an A-shape element.
- Each interconnection of conductor spirals mentioned above always takes place in such a way that a current flowing through it is always the same Direction of rotation.
- FIG. 1 shows a combination of elements of the A and B shape, an A element and a B element alternating with one another and the inner and outer conductor ends alternately being electrically conductively connected to one another.
- the elements are therefore connected in series and form a winding block with turns connected in series.
- the individual elements all have the same shape, i.e. there are always either only A elements or only B elements, which are interconnected at their inner and outer conductor ends.
- the electrically conductive cross section is thus increased.
- the induction disk winding according to the invention consists of a plurality of individual elements with conductor spirals 2, 2 'applied on both sides to an insulating film 1, with a conductor spiral 2 of the A-shape on the individual film side and a conductor spiral on the other film side 2 'of the B-shape is located. At their inner ends, these two conductor spirals 2 and 2 'of a film are connected to one another in an electrically conductive manner through the film.
- conductor spirals of different shapes face each other the elements are connected in series as in FIG. 3.
- additional insulating layers are to be provided between the mutually opposite conductor sides, but these leave the outer conductor ends free in order to be able to produce electrically conductive connections with conductor ends of adjacent elements or electrical connections at all. Since this connection must also go through the insulating film at the outer conductor ends, contact surfaces 3 are provided on both sides of the insulating film, which are electrically conductively connected to one another through the insulating film and at which the outer conductor ends open. The hatched parts of the surface 3 and 3 'must be covered by these additional insulating foils.
- the electrically conductive connection of the inner conductor ends in the double-sided design through the insulating film according to FIGS. 3 and 4 is carried out in a simple and reliable manner by means of spot welding under local conditions. Destruction of the insulating layer or through the plated-through holes known in the manufacture of printed circuits.
- electrically conductive connections between the elements are advantageously made by soldering, spot welding or by means of a conductive adhesive. This applies not only to the outer conductor ends in the double-sided version according to
- the contact areas 3, 3 'not covered by the additional insulating layer may have a thickness which is greater by the thickness of the insulating layer, i.e. they are thicker than the conductor spiral by the thickness of the additional insulating layer. This enables an electrically conductive connection between the elements by pressing them together at the contact points.
- the contact points must be provided with a suitable surface treatment.
- FIG. 5 shows how, in a series production of the induction disk winding according to the invention according to FIG. 3, a continuously zigzag folded insulating film 1 can be provided with conductor spirals 2, 2 'on both sides, the outer conductor ends of two neighboring conductor spirals 2, 2' of the same film side then over the Fold edge connected electrically conductive.
- any number of insulating foils with applied conductors to form long blocks, of which a corresponding number of coherent insulating foils with conductor spirals applied on one or both sides, depending on the need or the number of turns provided be separated.
- This can be done in a series-produced embodiment according to FIG. 5 by simply cutting through the fold lines or in the embodiment according to FIG. 6 by cutting off a part of a contact surface on a film corner.
- This contact surface 3 is arranged, for example, at a corner of an insulating film 1 and is only connected via the outermost partial surface 3a to the same partial surface of an adjacent insulating film, for example by soldering or by means of an electrically conductive adhesive.
- FIG. 7 A practical application of an induction disk winding according to the invention according to FIG. 4 results from FIG. 7.
- the contact surfaces 3, 3 ′ are arranged on lateral projections 8 of the insulating films 1.
- These projections can, for example, have the radial dimensions of a transformer core, which is then located in the drawing below the projections and the outer surface of which is at the same height as the outer edges of the film projections, so that a largely regular, flat and cuboid body is produced.
- These film projections 8 can at the same time be provided with centering holes 5, through which screw bolts 6 or tension wires are guided, on which the insulating films 1 arranged axially next to one another are pressed together by means of nuts 7.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Induktionsscheibenwicklung mit spiralförmig um eine Oeffnung einer Isolierfolie angeordneten elektrischen Leitern und Anschlusskontakten an den inneren und äusseren Leiterenden.The invention relates to an induction disk winding with electrical conductors arranged spirally around an opening of an insulating film and connecting contacts on the inner and outer conductor ends.
Das beispielsweise bei Induktionsspulen für Transformatoren übliche Lagen- und Schichtwickeln hat unter anderen folgende Nachteile:
- Bedingt durch die radiale Aufbauweise der Wicklung ist jeder Transformator eine Einzelanfertigung, weil er nicht aus vorfabrizierten Wicklungen aufgebaut werden kann, und die inneren Wicklungen sind für Aenderungen nicht mehr zugänglich. Auch ist die Kopplung von der inneren zur äusseren Wicklung nicht besonders gut, für hochwertige Ueberträger jedenfalls ungenügend.
- Due to the radial construction of the winding, each transformer is a one-off production because it cannot be built from prefabricated windings, and the inner windings are no longer accessible for changes. The coupling from the inner to the outer winding is also not particularly good, in any case insufficient for high-quality transmitters.
Zweck der Erfindung ist die Beseitigung dieser Nachteile durch einen scheibenförmigen Aufbau der ganzen Wicklung aus einer Mehrzahl axial aneinandergereihten und miteinander elektrisch leitend verbundenen Scheibenwicklungselementen, welche in Windungszahl und leitendem Querschnitt standardisiert sind. Diese Scheibenwicklungselemente bestehn aus einem flachen elektrischen Leiter, der ein- oder beidseitig spiralförmig um eine Oeffnung einer Isolierfolie aufgebracht ist.The purpose of the invention is to eliminate these disadvantages by a disk-shaped structure of the entire winding comprising a plurality of disk winding elements which are axially strung together and electrically conductively connected to one another and which are standardized in terms of number of turns and conductive cross section. These disk winding elements consist of a flat electrical conductor which is applied spirally on one or both sides around an opening of an insulating film.
Eine solche Induktionsscheibenwicklung ist nun erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Isolierfolien mit spiralförmig um eine Oeffnung aufgebrachten elektrischen Leitern und mit Anschlusskontakten an den inneren und äusseren Leiterenden axial angeordnet sind.Such an induction disk winding is now characterized according to the invention in that a plurality of insulating foils with electrical conductors applied spirally around an opening and with a contact are arranged axially on the inner and outer conductor ends.
Jeweils benachbarte Isolierfolien werden am inneren und am äusseren Leiterende oder abwechslungsweise einmal am inneren und einmal am äusseren Leiterende elektrisch leitend untereinander verbunden. Im ersten Fall entspricht dies einer Parallelschaltung mit resultierender Querschnitterhöhung des elektrischen Leiters, im zweiten Fall einer Serieschaltung mit resultierender Windungszahlerhöhung.Adjacent insulating foils are electrically conductively connected to one another at the inner and outer conductor ends or alternately once at the inner and once at the outer conductor end. In the first case, this corresponds to a parallel connection with a resulting increase in cross-section of the electrical conductor, in the second case with a series connection with a resulting increase in the number of turns.
Der Vorteil einer derartig scheibenförmig aufgebauten Wicklung besteht vor allem darin, dass durch Parallel-und Serie-schaltung einer Mehrzahl von Standardelementen, von denen es nur wenige Typen gibt, fast jede beliebige Kombination von Windungszahl und elektrisch leitendem Querschnitt hergestellt werden kann.The advantage of such a disc-shaped winding is above all that almost any combination of number of turns and electrically conductive cross section can be produced by connecting a plurality of standard elements, of which there are only a few types, in parallel and in series.
Damit möglichst viele Standardelemente nicht nur in Serie, sondern auch parallel geschaltet werden können, stimmen die meisten in der Windungszahl überein, unterscheiden sich aber bei gleicher Anordung des spiralförmigen Leiters in dessen Dicke, was einem anderen elektrisch leitendem Querschnitt gleichkommt.So that as many standard elements as possible can be connected not only in series but also in parallel, most of them have the same number of turns, but differ with the same arrangement of the spiral conductor in its thickness, which is equivalent to another electrically conductive cross section.
In den beigefügten Zeichnungen sind beispielsweise Ausführungs- und Anwendungsmöglichkeiten von erfindungsgemäss ausgebildeten Induktionsscheibenwicklungselementen teilweise grob schematisch dargestellt, wobei die einzelnen spiralförmigen Leiter der Einfachheit und Klarheit wegen mit nur einer Windung eingezeichnet sind. Es zeigen:
- Fig. 1 Drei Isolierfolien mit einseitiger Leiterspirale in Serieschaltung,
- Fig. 2 drei Isolierfolien mit einseitiger Leiterspirale in Parallelschaltung,
- Fig. 3 zwei Isolierfolien mit doppelseitiger Leiterspirale in Serieschaltung,
- Fig. 4 zwei Isolierfolien mit doppelseitiger Leiterspirale in Parallelschaltung,
- Fig. 5 eine praktische Realisierbarkeit der Induktionsscheibenwicklung,
- Fig. 6 die Ausführung der Kontaktierfläche eines Induktionsscheibenwicklungselementes und
- Fig. 7 eine mögliche Ausführungsform.
- Fig. 1 Three insulating films with one-sided conductor spiral in series connection,
- 2 three insulating foils with one-sided conductor spiral in parallel connection,
- 3 two insulating foils with double-sided conductor spiral in series connection,
- 4 two insulating foils with double-sided conductor spiral in parallel connection,
- 5 a practical feasibility of the induction disk winding,
- Fig. 6 shows the execution of the contact surface of an induction disk winding element and
- Fig. 7 shows a possible embodiment.
Bei der Ausführungsform nach der Fig. 1 und 2 ist die erfindungsgemässe Induktionsscheibenwicklung aus einer Mehrzahl einzelner Elemente aufgebaut, welche ihrerseits aus einer Isolierfolie 1 mit einem einseitig-aufgebrachten elektrischen Leiter 2, 2' bestehen. Dieser elektrische Leiter.2, 2' verläuft spiralförmig um eine Oeffnung 4 in der Leiterfolie 1. Von diesen Einzelelementen gibt es zwei Ausführungen. So verläuft in Fig. 1 beim linken Element die Leiterspirale 2 von aussen nach innen (A-Form), während beim mittleren Element die Leiterspirale 2' im gleichen Drehsinn von innen nach aussen (B-Form) verläuft. Das rechte Element ist wieder ein solches der A-Form, Jede weiter erwähnte Zusammenschaltung von Leiterspiralen erfolgt immer so, dass ein sie durchfliessender Strom immer die gleiche Drehrichtung hat.In the embodiment according to FIGS. 1 and 2, the induction disk winding according to the invention is constructed from a plurality of individual elements, which in turn consist of an
Fig. 1 zeigt eine Kombination von Elementen der A- und B-Form, wobei ein A-Element und ein B-Element einander abwechseln und jeweils abwechselnd die inneren und äusseren Leiterenden elektrisch leitend miteinander verbunden sind. Die Elemente sind demnach hintereinander geschaltet und bilden einen Wicklungsblock mit in Serie geschalteten Windungen.1 shows a combination of elements of the A and B shape, an A element and a B element alternating with one another and the inner and outer conductor ends alternately being electrically conductively connected to one another. The elements are therefore connected in series and form a winding block with turns connected in series.
Bei der in Fig. 2 dargestellten Kombination besitzen die einzelnen Elemente alle dieselbe Form, d.h. es sind immer entweder nur A-Elemente oder nur B-Elemente, welche an ihren inneren und äusseren Leiterenden untereinander verbunden sind. Der elektrisch leitende Querschnitt ist damit vergrössert.In the combination shown in Fig. 2, the individual elements all have the same shape, i.e. there are always either only A elements or only B elements, which are interconnected at their inner and outer conductor ends. The electrically conductive cross section is thus increased.
Diese so entstandenen A- und B-Blöcke können nun ihrerseits, genau gleich wie A- und B-Elemente, in Serie geschaltet werden. Durch diese Serienschaltung von Blökken wird die eingangs erwähnte Universalität erreicht.These A and B blocks can now be connected in series, just like A and B elements. This series connection by Blökken achieves the universality mentioned at the beginning.
Eine besondere Isolierung zwischen den einzelnen Ele- menten braucht bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 und 2 nicht vorgesehen zu werden, weil die Leiter dabei nur einseitig auf die Isolierfolie aufgebracht und mit dieser Leiterseite gegenüber der der Leiterseite abgewandten Isolierseite eines benachbarten Elementes angeordnet sind. In einem Querschnitt durch den Wikklungsblock wechseln demnach immer Isolierfolienmaterial und Leitermaterial einander ab.A special insulation between the individual E le- elements needed in the embodiment of FIGS. 1 and 2 are not provided, because the conductors while only one side is applied to the insulating sheet and arranged with the conductor side opposite to the side remote from the conductor side Isolierseite an adjacent element are. In a cross section through the winding block, insulating material and conductor material always alternate.
Da aber die einzelnen Leiterbahnen der Leiterspiralen zur Erzielung eines grossen Füllfaktors mit einem verhältnismässig geringen Abstand in der Grössenordnung von 0,1 mm nebeneinander verlaufen, ist es angebracht, die Scheiben mit einem geeigneten Isolierlack zu imprägnieren.But since the individual conductor tracks of the conductor spirals to achieve a large fill factor with a ver a relatively small distance of the order of 0.1 mm next to each other, it is appropriate to impregnate the panes with a suitable insulating varnish.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 besteht die erfindungsgemässe Induktionsscheibenwicklung aus einer Mehrzahl einzelner Elemente mit beiderseitig auf eine Isolierfolie 1 aufgebrachten Leiterspiralen 2, 2', wobei sich auf der einzelnen Folienseite jeweils eine Leiterspirale 2 der A-Form und auf der anderen Folienseite eine Leiterspirale 2' der B-Form befindet. An ihren inneren Enden sind diese beiden Leiterspiralen 2 und 2' einer Folie durch die Folie hindurch elektrisch leitend miteinander verbunden.In the embodiment according to FIG. 3, the induction disk winding according to the invention consists of a plurality of individual elements with
Bei einer Kombination von mehreren derartigen Elementen mit beiderseitiger Leiterspirale, wie es in Fig. 3 dargestellt ist, wechseln ebenfalls wieder wie bei der einfachen Ausführungsform nach Fig. 1 immer eine Leiterspirale der A-Form undeine Leiterspirale der B-Form einander ab. Die Elemente sind somit auch hier hintereinandergeschaltet und bilden einen Wicklungsblock mit in Serie geschalteten Windungen,In the case of a combination of several such elements with a spiral conductor on both sides, as shown in FIG. 3, a spiral spiral of the A-shape and a spiral spiral of the B-shape alternate again, as in the simple embodiment according to FIG. The elements are also connected in series here and form a winding block with turns connected in series,
Werden nun bei den Elementen mit doppelseitiger Leiterspirale nach Fig. 3 die Anschlusskontakte 3 und 3' auf jeder der beiden Folienseiten angeordnet, entsteht ein neues Element, wie es in Fig. 4 dargestellt und in Parallelschaltung gezeichnet ist. Die Kontakte 3 und 3' sind dabei auf jeder Folienseite so voneinander isoliert angeordnet, dass in der Kombination von mehreren Elementen immer dann, wenn Leiterspiralen der gleichen A- oder B-Form einander zugekehrt sind, die Elemente über die Kontakte 3 und 3' parallel geschaltet werden. Sind hingegen Leiterspiralen ungleicher Form einander zugekehrt, sind die Elemente wie in Fig. 3 in Serie geschaltet.If the
Bei diesen doppelseitigen Elementen sind zwischen den einander gegenüberliegenden Leiterseiten zusätzliche Isolierschichten vorzusehen, die jedoch die äusseren Leiterenden frei lassen, um hier elektrisch leitende-Verbindungen mit Leiterenden benachbarter Elemente oder überhaupt elektrische Anschlüsse herstellen zu können. Da diese Verbindung an den äusseren Leiterenden auch durch die Isolierfolie gehen müssen, werden beiderseits der Isolierfolie Kontaktflächen 3 vorgesehen, welche durch die Isolierfolie hindurch elektrisch leitend miteinander verbunden sind und an welchen die äusseren Leiterenden münden. Die schraffiert gezeichneten Teile der Fläche 3 und 3' müssen durch diese zusätzlichen Isolierfolien überdeckt werden.In the case of these double-sided elements, additional insulating layers are to be provided between the mutually opposite conductor sides, but these leave the outer conductor ends free in order to be able to produce electrically conductive connections with conductor ends of adjacent elements or electrical connections at all. Since this connection must also go through the insulating film at the outer conductor ends,
Die elektrisch leitende Verbindung der inneren Leiterenden bei der doppelseitigen Ausführung durch die Isolierfolie hindurch nach den Fig. 3 und 4 erfolgt in einfacher und zuverlässiger Weise mittels Punktschweissen unter lokaler. Zerstörung der Isolierschicht oder durch das in der Fertigung von gedruckten Schaltungen bekannte Durchkontaktieren.The electrically conductive connection of the inner conductor ends in the double-sided design through the insulating film according to FIGS. 3 and 4 is carried out in a simple and reliable manner by means of spot welding under local conditions. Destruction of the insulating layer or through the plated-through holes known in the manufacture of printed circuits.
Die elektrisch leitenden Verbindungen zwischen den Elementen hingegen erfolgt vorteilhaft durch Löten, Punktschweissen oder aber mittels eines leitenden Klebstoffes. Das gilt nicht nur für die äusseren Leiterenden bei der doppelseitigen Ausführung nach denThe electrically conductive connections between the elements, however, are advantageously made by soldering, spot welding or by means of a conductive adhesive. This applies not only to the outer conductor ends in the double-sided version according to
Fig. 3 und 4, sondern auch für die inneren Leiterenden bei der einfachen einseitigen Ausführung nach Fig. 1 und 2.3 and 4, but also for the inner conductor ends in the simple one-sided embodiment according to FIGS. 1 and 2.
In den Ausführungen nach den Fig. 3 und 4 können die von der zusätzlichen Isolierschicht nicht abgedeckten Kontaktflächen 3, 3' eine um die Dicke der Isolierschicht grössere Dicke aufweisen, d.h. sie sind um die Stärke der zusätzlichen Isolierschicht dicker als die Leiterspirale. Dies ermöglicht eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den Elementen durch Zusammenpressen an den Kontaktstellen. Dabei sind die Kontaktstellen mit einer geeigneten Oberflächenbehandlung zu versehen.3 and 4, the
Fig. 5 zeigt, wie man bei einer Serienanfertigung der erfindungsgemässen Induktionsscheibenwicklung nach Fig. 3 eine fortlaufend zickzackförmig gefaltete Isolierfolie 1 beiderseitig mit Leiterspiralen 2, 2' versehen kann, wobei dann die äusseren Leiterenden zweier benachbarter Leiterspiralen 2, 2' der gleichen Folienseite über die Faltkante hinweg elektrisch leitend zusammenhängen.FIG. 5 shows how, in a series production of the induction disk winding according to the invention according to FIG. 3, a continuously zigzag folded
In der einen wie in der anderen Ausführung ist es in vorteilhafter Weise möglich, eine beliebe Anzahl von Isolierfolien mit aufgebrachten Leitern zu langen Blöcken zu kombinieren, von denen dann je nach Bedarf bzw. vorgesehener Windungszahl eine entsprechende Anzahl zusammenhängender Isolierfolien mit ein oder beiderseitig aufgebrachten Leitersprialen abgetrennt werden. Das kann bei einer serienmässig gefertigten Ausführung nach Fig. 5 durch einfaches Durchtrennen an den Falzlinien erfolgen oder bei der Ausführung nach Fig. 6 durch Abschneiden eines Teiles einer Kontaktfläche an einer Folienecke. Diese Kontaktfläche 3 ist hierbei zum Beispiel an einer Ecke einer Isolierfolie 1 angeordnet und nur über die äusserste Teilfläche 3a mit der gleichen Teilfläche einer benachbarten Isolierfolie beispielsweise durch Verlöten oder mittels eines elektrisch leitenden Klebstoffes verbunden. Soll nun ein Block aus aneinanderhängenden Isolierfolien an dieser Stelle getrennt werden, wird das äussere Dreieckfeld 3a der Kontaktfläche 3 und mit diesem die Löt- oder Klebverbindung zur Kontaktfläche der benachbarten Isolierfolie entlang der gestrichelten Linie 3c einfach abgetrennt. Die zurückbleibende Teilfläche 3b genügt für eine weitere elektrische Verbindung des Leiters 2.In one as in the other embodiment, it is advantageously possible to combine any number of insulating foils with applied conductors to form long blocks, of which a corresponding number of coherent insulating foils with conductor spirals applied on one or both sides, depending on the need or the number of turns provided be separated. This can be done in a series-produced embodiment according to FIG. 5 by simply cutting through the fold lines or in the embodiment according to FIG. 6 by cutting off a part of a contact surface on a film corner. This
Eine praktische Anwendungsmöglichkeit einer erfindungsgemässen Induktionsscheibenwicklung nach Fig. 4 ergibt sich aus Fig. 7. Dabei sind die Kontaktflächen 3, 3' an seitlichen Vorsprüngen 8 der Isolierfolien 1 angeordnet. Diese Vorsprünge können beispielsweise radial die Abmessungen eines Transformatorkernes aufweisen, welcher sich dann in der Zeichnung unterhalb der Vorsprünge befindet und dessen Aussenfläche in gleicher Höhe wie die Aussenkanten der Folienvorsprünge liegt, so dass ein weitgehend regelmässiger, flacher und quaderförmiger Köper entsteht.A practical application of an induction disk winding according to the invention according to FIG. 4 results from FIG. 7. The contact surfaces 3, 3 ′ are arranged on
Diese Folienvorsprünge 8 können gleichzeitig mit Zentrierlöchern 5 versehen werden, durch welche Schraubenbolzen 6 oder Spanndrähte geführt sind, auf denen die axial nebeneinander angeordneten Isolierfolien 1 mittels Muttern 7 zusammengepresst werden.These
Claims (11)
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