NL8602948A - Inductieve wikkeling. - Google Patents

Description

FHN 11944 1 r H.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven.

Inductieve wikkeling.

De uitvinding heeft betrekking op een inductieve wikkeling bevattende een strook elektrisch isolerende folie die is onderverdeeld in opeenvolgende, door vouwlijnen gescheiden foliedelen die volgens de vouwlijnen tegen elkaar gevouwen zijn en elk waarvan op 5 ten minste een van zijn hoofdvlakken een volgens een rond een loodrecht op de hoofdvlakken van de foliedelen staande as gebogen lijn verlopend, elektrisch geleidend spoor bevat, welke geleidersporen elektrisch et elkaar verbonden zijn door Middel van verbindingssporen.

Een dergelijke wikkeling is bekend uit US-A- 2.943.966.

10 De bekende wikkeling kan een groot aantal door samenwerking van de geleidersporen gevormde windingen bevatten, die door de verbindingssporen met elkaar verbonden zijn. De geleidersporen en de verbindingssporen worden in één bewerking op een bij de vervaardiging van gedrukte schakelingen gebruikelijke manier aangebracht en achteraf 15 behoeven geen verbindingen tussen delen van de wikkeling gemaakt te worden door solderen of een soortgelijke bewerking. De wikkeling is derhalve gemakkelijk en met geringe kosten te vervaardigen.

De uitvinding heeft tot doel, een wikkeling van de in de aanhef genoemde soort aan te geven, die geschikt is om gebruikt te 20 worden als statorwikkeling voor een platte elektro-motor. De wikkeling volgens de uitvinding heeft daartoe het kenmerk, dat de door de geleidersporen op de foliedelen gevolgde gebogen lijnen meandervormig verlopen in een aantal door verbindingsstukken verbonden bochten, waarbij de bochten met de verbindingssporen en de verbindingsstukken 25 samenwerken ter vorming van in een kring om de as gerangschikte spoelen.

Opgemerkt wordt, dat een platte, borstelloze gelijk-stroommotor, waarvan de statorwikkeling is opgebouwd uit een pakket van een aantal lagen isolerende folie met geleidersporen bekend is uit JEE 21 no. 223 (juli 1985} pp 46-50. De bekende statorwikkeling heeft het 30 nadeel, dat een betrekkelijk groot aantal doorverbindingen tussen de geleidersporen op de folies moet worden aangebracht. Het betreft hier enerzijds verbindingen tussen de beiden zijden van de folie en ander- 8602948 4 PHN 11944 2 zijds verbindingen tussen de folielagen onderling. Het maken van deze verbindingen is tijdrovend en duur en het risiko is groot, dat in een pakket een of meer verbindingen voorkomen, die niet aan de eisen voldoen, zodat het pakket afgekeurd moet worden. Bij de wikkeling volgens 5 de uitvinding behoeven geen doorverbindingen tussen de foliedelen of tussen de beide zijden van de folie te worden aangebracht.

De stator van een platte gelijkstroommotor heeft in het algemeen de vorm van een ongeveer cirkelvormige schijf met een centrale opening. De bekende methoden om wikkelingen te vervaardigen uit folies 10 met geleidersporen leveren in het algemeen een rechthoekig of vierkant pakket zonder centrale opening. De vorm van het pakket moet dan nog aangepast worden door het wegsnijden van de hoeken en het uitponsen van het middengedeelte. Dit zijn extra bewerkingen die bovendien materiaal-verlies opleveren. Een voorkeursuitvoeringsvorm van de wikkeling 15 volgens de uitvinding, die nagenoeg zonder materiaalverlies en zonder extra nabewerking te vervaardigen is, heeft het kenmerk, dat de lange zijden van de foliestrook kanteelvormig verlopen zodat de strook een aaneenschakeling van brede en smalle rechthoeken bevat, en dat de vouwlijnen zich, gezien in de lengterichting van de strook, afwisselend 20 van de ene lange zijde van de strook naar de andere en omgekeerd uitstrekken, waarbij elke vouwlijn verloopt van een aan een van de lange zijden liggend hoekpunt van een kleine rechthoek naar een aan de tegenoverliggende lange zijde liggend hoekpunt van de volgende kleine rechthoek, zodat de foliedelen de vorm hebben van gedeelten van een achthoek 25 met een centrale opening. Deze wikkeling heeft een achthoekige buitenomtrek en een vierkante opening in het midden, waarmee de gewenste vorm voor de praktijk voldoende benaderd blijkt te zijn.

De uitvinding zal nu nader worden toegelicht aan de hand van de tekening. Hierin is : 30 Fig. 1A en Fig. 1B een schematische weergave van de opbouw van een platte, borstelloze gelijkstroommotor, waarin als statorwikkeling een uitvoeringsvoorbeeld van een wikkeling volgens de uitvinding is toegepast,

Fig. 2 een aanzicht van een strook isolerende folie met 35 geleidende sporen, waaruit de statorwikkeling voor de in fig. 1 afgeheelde motor is gevouwen,

Fig. 3 een aanzicht van de in de motor volgens fig. 1 8602948 ί ψ ΡΗΝ 11944 3 toegepaste statorwikkeling na het vouwen, en

Fig. 4 een afbeelding van een deel van een vel folie, waaruit een aantal van de in fig. 2 afgeheelde stroken vervaardigd kan worden.

5 Fig. 1A en B tonen als voorbeeld van een inrichting, waarin de inductieve wikkeling volgens de uitvinding met voordeel kan worden toegepast een zeer schematische weergave van een platte, borstel-loze gelijkstroommotor. Fig. 1A toont een dwarsdoorsnede. Op een schematisch aangeduid chassis 1 is een rotorplaat 3 draaibaar om een as 10 5 gelagerd. Fig. 1B toont een bovenaanzicht van deze rotorplaat volgens de lijn B-B in Fig. 1A. Op de rotorplaat 3 is een rotorsluitplaat 7 van zacht magnetisch materiaal bevestigd, waarop in een kring rond de as 5 twaalf permanente magneten 9 geplaatst zijn, waarvan afwisselend de noord- en de zuidpool naar boven gericht is. Deze magneten kunnen 15 bijvoorbeeld gevormd zijn door een schijf van ferriet meerpolig te magnetiseren. Aan het chassis 1 is boven de rotorplaat 3 op niet getoonde wijze een statorsluitplaat 11 bevestigd, die aan zijn naar de rotorplaat toegekeerde zijde een statorwikkeling 13 draagt. Deze statorwikkeling bevat in een kring om de as 5 gerangschikte statorspoelen die tegenover 20 de permanente magneten 9 geplaatst zijn.

De statorwikkeling 13 is gevouwen uit een strook folie 15 van elektrisch isolerend materiaal, bijvoorbeeld kapton waarvan een voorbeeld is afgeheeld in figuur 2. De zijden van de strook 15 verlopen kanteelvormig zodat de strook bestaat uit een aaneenschakeling 25 van brede rechthoeken 17 en smalle rechthoeken 19. In het getoonde voorbeeld zijn de smalle rechthoeken 19 vierkanten en hebben de brede rechthoeken 17 korte zijden die ongeveer gelijk zijn aan de zijden van de smalle rechthoeken en lange zijden die ongeveer tweemaal zo lang zijn. De brede rechthoeken 17 staan met hun langste zijden loodrecht op 30 de lengterichting van de strook 15.

De strook 15 is onderverdeeld in opeenvolgende door vouwlijnen 21 (gestippeld aangegeven) gescheiden foliedelen 23. De vouwlijnen 21 strekken zich, gezien in de lengterichting van de strook 15, afwisselend van de linker lange zijde van de strook naar de 35 rechter lange zijde en omgekeerd uit. Elke vouwlijn verloopt van een aan een lange zijde van de strook liggend hoekpunt van een kleine rechthoek 19 naar een aan de tegenoverliggende lange zijde van de 8602948 PHN 11944 4 strook liggend hoekpunt van de volgende kleine rechthoek. Het resultaat van dit verloop van de vouwlijnen is, dat de foliedelen 23 de vorm hebben van een gedeelte van een achthoek met een vierkante centrale opening. De meeste foliedelen 23 in het in fig. 2 getoonde voorbeeld 5 komen overeen met een halve achthoek, het eerste en het laatste foliedeel zijn kleiner en vormen tezamen een halve achthoek.

Elk foliedeel 23 is op ten minste een van zijn hoofdvlakken (het vlak van tekening in fig. 2) voorzien van een elektrisch geleidend spoor 25. De geleidende sporen 25 zijn door middel van 10 verbindingssporen 27 met elkaar verbonden, zodat de geleidersporen en de verbindingssporen tezamen een ononderbroken spoor vormen dat tussen twee aansluitpunten 29 verloopt. De genoemde sporen zijn op een bij de fabrikage van panelen met oppervlaktebedrading gebruikelijke wijze gevormd, bijvoorbeeld door het selectief etsen van een op het genoemde 15 hoofdvlak van de folie aangebrachte laag koper. Op het andere, in de figuur niet zichtbare hoofdvlak kan een soortgelijk patroon van sporen zijn aangebracht.

Elk geleiderspoor 25 op een foliegedeelte 23 verloopt volgens een gebogen lijn. De door de geleidersporen 25 gevolgde 20 gebogen lijnen verlopen zelf meandervormig in een aantal door verbindingsstukken 31 verbonden bochten 33. Na het vouwen van de strook 15 werken de bochten 33 met de verbindingssporen 27 en de verbindingsstukken 31 samen ter vorming van spoelen. Hiertoe wordt de strook 15 gevouwen volgens de vouwlijnen 21, zodat de foliedelen 23 vlak tegen 25 elkaar komen te liggen. Het vouwen gebeurt daarbij bijvoorbeeld zo, dat het meest rechtste foliedeel 23 in figuur 2 langs de rechter vouwlijn 21 naar beneden toe uit het vlak van tekening gevouwen wordt tot het tegen de onderzijde van het tweede foliedeel van rechts ligt, waarna het zo gevormde pakket van foliedelen volgens de tweede vouwlijn van rechts op 30 dezelfde wijze tegen het derde foliedeel gevouwen wordt. Deze wijze van vouwen wordt voortgezet tot de met een streep-stip lijn aangegeven vouwlijn 21' bereikt is. Het nu rechts van deze vouwlijn gelegen pakket wordt vanuit het vlak van tekening omhoog gevouwen tot het tegen de bovenzijde van het naastliggende foliedeel 23 (het vijfde van rechts) 35 ligt. Vervolgens wordt het foliepakket weer telkens langs de achtereenvolgende gestippeld getekende vouwlijnen 21 naar beneden toegevouwen tot de gehele strook 15 opgevouwen is. Het zo gevormde pakket heeft, 8602948 » PHN 11944 5 zoals fig. 3 laat zien, de vorm van een achthoek met een vierkante opening 35 in het midden. De as 5 (zie ook fig. 1A) verloopt loodrecht op de hoofdvlakken van de foliedelen 23 door het midden van deze opening. De geleidersporen 25 zijn gebogen rond deze as. Aan de in 5 fig. 3 getoonde zijde van dit pakket zijn de twee bovenste foliedelen 23 in de vorm van een halve achthoek zichtbaar, die volgens met 37 aangegeven lijnen tegen elkaar liggen. Op deze foliedelen zijn de verbin-dingssporen 27 alsmede de bochten 33 en verbindingsstukken 31 van de geleidersporen 25 zichtbaar. In de figuur zijn met stippellijnen de 10 overeenkomstige sporen op de onmiddelijk tegen de beide bovenste foliedelen 23 aanliggende foliedelen aangegeven. Daardoor is duidelijk te zien, dat elke bocht 33 samen met een verbindingsspoor 27 op hetzelfde foliegedeelte 23 of samen met een verbindingsstuk 31 op een onderliggend foliegedeelte een gesloten gebied omgeeft. Op deze wijze werken 15 alle in de richting van de as 5 boven elkaar liggende bochten 33 en bijbehorende verbindingssporen 27, respectievelijk verbindingsstukken 31 samen teneinde een elektrische spoel te vormen. De twaalf zo gevormde spoelen zijn in een kring om de as 5 gerangschikt. Wanneer op het in fig. 2 niet zichtbare hoofdvlak van de foliestrook 15 overeenkomstige 20 geleidersporen en verbindingssporen zijn aangebracht, wordt een tweede kring van twaalf spoelen gevormd, waaraan een stroom kan worden toegevoerd die in fase verschoven is ten opzichte van de stroom door de eerstgenoemde spoelen, die via de aansluitingen 29 wordt toegevoerd.

Bij het vouwen van de strook 15 moeten de geleidersporen en verbin-25 dingsporen die tegen elkaar komen te liggen, uiteraard elektrisch van elkaar gescheiden gehouden worden, bijvoorbeeld door het tussenvoegen van isolerende folies of doordat de met geleiders bedekte oppervlakken van de strook tevoren met een isolerende laag bedekt zijn.

De vorm van de foliestrook 15 is zo gekozen, dat een 30 groot aantal van deze stroken verliesvrij uit een vel 39 (zie fig. 4) gesneden kan worden, waarop tevoren de gewenste patronen van geleidersporen zijn aangebracht. In fig. 4 zijn de snijlijnen 41, die de lange zijden van de stroken 15 vormen, alsmede de vouwlijnen 21 en 2Γ aangegeven. Doordat de stroken 15 om en om in het vel 39 liggen, treden er 35 bij het snijden geen verliezen op. Zoals uit de beschrijving aan de hand van de figuren 2 en 3 is gebleken, treden ook bij het tot een statorwik-keling vouwen van de strook 15 geen verliezen op, zodat de beschreven 8602948 4 PHN 11944 6 statorwikkeling tegen betrekkelijk geringe kosten op eenvoudige wijze vervaardigd kan worden.

8602948

Claims (2)

1. Inductieve wikkeling bevattende een strook elektrisch isolerende folie (15) die is onderverdeeld in opeenvolgende, door vouwlijnen (21) gescheiden foliedelen (23) die volgens de vouwlijnen tegen elkaar gevouwen zijn en elk waarvan op ten minste een van zijn 5 hoofdvlakken een volgens een rond een loodrecht op de hoofdvlakken van de foliedelen staande as (5) gebogen lijn verlopend, elektrisch geleidend spoor (25) bevat, welke geleidende sporen elektrisch met elkaar verbonden zijn door middel van verbindingssporen (27), met het kenmerk, dat de door de geleidersporen (25) op de foliedelen (23) gevolgde gebo- 10 gen lijnen meandervormig verlopen in een aantal door verbindingsstukken (31) verbonden bochten (33), waarbij de bochten met de verbindingssporen (27) en de verbindingsstukken samenwerken ter vorming van in een kring om de as (5) gerangschikte spoelen.

2. Wikkeling volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat 15 de lange zijden van de foliestrook (15) kanteelvormig verlopen zodat de strook een aaneenschakeling van brede (17) en smalle rechthoeken (19) bevat, en dat de vouwlijnen (21) zich, gezien in de lengterichting van de strook, afwisselend van de ene lange zijde van de strook naar de andere en omgekeerd uitstrekken, waarbij elke vouwlijn verloopt van een aan 20 een van de lange zijden liggend hoekpunt van een kleine rechthoek naar een aan de tegenoverliggende lange zijde liggend hoekpunt van de volgende kleine rechthoek, zodat de foliedelen (23) de vorm hebben van gedeelten van een achthoek met een centrale opening (35). 8602948