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Elektrischer Leiter für Nutenwicklungen, aus einer Mehrzahl von flachliegenden
Streifen von der Breite der Nut mit je zwei hochkant gestellten Stegen bestehend.
Es ist bekannt, daß bei Nutenankern die den ganzen Querschnitt der Nut ausfüllenden
Leiter aus einem Bündel gebildet werden, das aus einer Mehrzahl von Leitern von
geringem Querschnitt gebildet ist, welche leicht gegeneinander isoliert sind, zu
dem Zweck, die Bildung von Foucault-Strömen im Innern der Leiter infolge der ungleichmäßigen
Verteilung der Spannung auf den Querschnitt der Nut zu verhindern. Zur Bildung der
Bündel auf Leitern geringen Querschnitts hat man zunächst vorgeschlagen, Metalldrähte
zu verwenden, welche man zusammendrehte; ähnlich wie dies mit den Kabellitzen geschieht;
das so gebildete Kabel wurde hierauf platt gedrückt oder in anderer Weise möglichst
genau dem Profil der Nut angepaßt, um sie nach Möglichkeit vollkommen auszufüllen.
Hierdurch erreichte man zwar, daß jeder Einzelleiter zum Zweck der gleichmäßigen
Verteilung der Spannung im Leiter durch jede Höhenlage der Nut hindurchging; aber
auf der anderen Seite konnte es nur schwer gelingen, die Gesamtheit der Nut auszufüllen,
so daß diese nur unvollständig ausgenutzt wurde.
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Es ist auch seit langem vorgeschlagen, aus einer Mehrzahl von Blechen
oder Streifen zusammengesetzte Leiter zu verwenden, welche einen Stapel von Einzelleitern
rechteckigen Querschnitts bildeten, die so gebogen und abgekantet wurden, daß eine
Art Flechtwerk entstand.- Mail vereinigte also die Einzelleiter, indem man sie miteinander
verflocht, kreuzte oder ineinander schlang, so daß sie in den verschiedenen Teilen
ihrer Länge sowohl in den schwächsten wie auch in den stärksten Teil des magnetischen
Feldes zu liegen kamen.
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Dieser Grundgedanke wurde in den verschiedensten Formen zur Ausführung
gebracht. In allen Fällen bestand die zu lösende Aufgabe hauptsächlich darin, die
Nut so vollständig wie möglich durch eine Mehrzahl von Einzelleitern oder Streifen
auszufüllen, derart, daß 'jeder Streifen von seinem Anfang bis zu seinem Ende die
gesamte Höhe der Nut durchlaufen mußte, d. h. daß die Masse jedes Streifens zu gleichen
Teilen diesseits und jenseits der wagerechten Mittelebene der Nut verteilt war.
Endlich müssen die einzelnen Streifen möglichst gut voneinander isoliert werden,
wobei die Isolation einen möglichst geringen Teil des Querschnitts beanspruchen
soll.
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Bei allen bisher bekannten Anordnungen mußten die Streifen ihre Forrn
erhalten, ehe sie zu einem oder mehreren Stapeln aufgeschichtet wurden. Zur Bildung
eines solchen Stapels mußten die Streifen durch Verflechten der aufeinanderfolgenden
Streifen an ihren Platz gebracht werden. Man war also nicht imstande mit den bekannten
Mitteln einen Stapel- durch einfaches übereinanderschichten der ihn zusammensetzenden
Streifen
zu bilden, sondern mußte die aufeinanderfolgenden Streifen
miteinander verflechten, überkreuzen oder ineinander schlingen, indem man also unter
einen ersten Streifen etwa den hinteren Teil der Länge eines zweiten Streifens brachte,
während der vordere Teil des zweiten Streifens oben lag, usw. Man hat auch bereits
benachbarte Streifenstapel angewendet, was den Nachteil hat, daß man eine Isolation
zwischen die beiden Stapel einfügen muß und hat dabei Teilleiter mit zwei Kröpfungen
benutzt, welche bei allen Teil-. leitern gleichen Abstand voneinander haben (Deutsche
Patentschrift 277o12). Die Anwendung hochkant gestellter Abschnitte, die je nach
ihrer Neigung eine Länge haben, die gleich ist der Tiefe der Nut oder größer als
sie, hat den Nachteil, daß hierdurch die mechanische Widerstandsfähigkeit des Streifens
verringert wird. Bei einer der dort gezeigten Ausführungformen sind die Leiterstäbe
in zwei übereinander gestellten Bündeln oder Reihen angeordnet, wobei aber die einzelnen
Leiter hochkant in der Nut stehen. Diese Anordnung ist für Wechselstromwicklungen
unvorteilhaft und im wesentlichen nur für Gleichstrom geeignet.
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Beim Erfindungsgegenstand sind die erwähnten Nachteile soweit wie
möglich beseitigt. Man kann den Streifenstapel zusammensetzen, ehe die Streifen
ihre endgültige Form erhalten haben, und zwar durch einfaches übereinanderlegen
der Streifen, also ohne Verflechten oder Zusammendrehen der Bänder miteinander.
Zu diesem Zweck besteht der fertige Stapel aus zwei Halbstapeln, die einfach ineinander
geschoben werden können; jeder der Halbstapel besteht aus Streifen, die nur durch
Übereinanderlegen gestapelt werden, und zwar können die Streifen entweder von vornherein
ihre endgültige Form besitzen oder erst nach dem Aufstapeln erhalten. In dem letzten
Fall werden die hochkant gestellten Abschnitte (Stege) der einzelnen Streifen für
sämtliche Streifen eines Halbstapels- durch einen gemeinsamen Formungsvorgang hergestellt,
ohne daß zur Bildung der hochkant gestellten Abschnitte die Streifen voneinander
genommen zu werden brauchen. Wesentlich in allen Fällen ist, daß diese hochkant
gestellten Stege nur die halbe Höhe der Nut besitzen.
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Einige Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind in der
Zeichnung dargestellt; es zeigen Abb. 1 in Ansicht von der Seite einen vollständigen
Leiter, gebildet aus zwei ineinander geschobenen Halbstapeln, Abb. 2 einen Querschnitt
durch die Nut init eingelagertem Stapel, Abb.3 den gleichen Stapel in schaubildlicher
Darstellung, wobei der eine Halbstapel zum Zweck der Unterscheidung schraffiert
gezeigt ist, Abb.4 den. einen Halbstapel, Abb. 5 einen der den Halbstapel bildenden
Streifen, Abb.6 und 7 in schaubildlicher Darstellung und von oben einen durch einfaches
Schichten gekröpfter Streifen hergestellten Stapel vor der Herstellung des Halbstapels
gemäß Abb. 4 durch maschinelles Biegen, Abb. 8 eine abgeänderte Ausführungsform.
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Der vollständige Leiter ist aus zwei Halbstapeln von Streifen gebildet,
welche die Form gemäß Abb. 5 besitzen. Ein derartiger Streifen besitzt zwei hochkant
abgebogene Stege a, A, deren Höhe im wesentlichen der halben Höhe des Gesamtstapels
gleich ist. Der Streifen ist so gebogen, daß von diesen Stegen der eine, a, über
der wagerechten Mittelebene X X des vollständigen Leiters, der andere, A, unter
dieser Ebene verläuft. Die unteren Enden der Hochkantstege a, A sind durch
einen Abschnitt B verbunden, der flach verläuft und zur Mittelebene X X unter einem
Winkel a geneigt ist. Die oberen Enden dieser Stege sind mit den wagerecht und flach
verlaufenden Enden D des Streifens durch flache Abschnitte C verbunden, die in umgekehrter
Richtung zur Ebene X X, d. h. unter dein Komplementwinkel 18o°, a, geneigt sind.
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Die Länge der Abschnitte C, D ist fortschreitend veränderlich, derart,
daß die senkrechten Stege der aufeinanderfolgenden Streifen jedes Halbstapels in
einem geeigneteil Abstand voneinander stehen. Der mittlere Abschnitt B dagegen ist
von konstanter Länge.
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Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel, wo die Streifen der größeren
Deutlichkeit halber von sehr übertriebener Dicke gezeigt sind, sind fünf Streifen
in jedem Halbstapel gezeigt; natürlich ist diese Zahl bei der praktischen Ausführung
wesentlich größer, wobei der Winkel a erheblich spitzer ist als in Abb. 5 dargestellt,
indem die Länge der Abschnitte B sehr viel größer ist im Vergleich zur Dicke.
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Die einzelnen Streifen können von vornherein fertig gebogen werden,
und es ist ohne weiteres klar, daß sie in diesem Zustand zur Herstellung des Halbstapels
gemäß Abb. 4. ohne jede Verdrehung aufeinandergeschichtet werden können. Es genügt,
den Streifens auf seine beiden Stege a, A zu legen, um in der gleichen Stellung
den Streifen 2 und die folgenden Streifen nacheinander aufzulegen.
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Der zugehörige zweite Halbstapel unterscheidet sich von dem ersten
Halbstapel gemäß Abb. 4 nur dadurch, daß die senkrechten Stege a, A umgekehrt liegen,
wobei die Stege a unterhalb, die Stege A oberhalb der Mittelebene zu liegen kommen.
Man erhält also den zweiten Halbstapel, indem man den
ersten Halbstapel
gemäß Abb. q. um 18o' schwenkt.
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!Nachdem die beiden Halbstapel fertiggestellt sind, erhält man den
vollständigen Leiter durch ein flaches Ineinanderschieben. Hierbei sind die Abschnitte
B1 der beiden Halbstapel unter dem gleichen Winkel a, aber nach verschiedenenen
Seiten zur Mittelebene geneigt.
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Die Hochkantstege a des einen der Halbstapel befinden sich auf der
Vorderseite der oberen Hälfte des Stapels, während die Stege a1 des anderen auf
deren Rückseite verlaufen; umgekehrt liegen bei der unteren Stapelhälfte die Stege
Al auf der Rückseite und die Stege A auf der Vorderseite. Die Abschnitte B des einen
Halbstapels legen sich auf die Abschnitte Cl des anderen in der unteren Hälfte des
vollständigen Leiters, während die Abschnitte B1 des anderen Halbstapels, in umgekehrter
Richtung geneigt, zwischen die Abschnitte C des ersten Stapels zu liegen kommen.
Die Bildung des Gesamtstapels von der Breite eines Streifens erfolgt also, wie bereits
erwähnt, durch einfaches Ineinänderschieben der beiden Halbstapel.
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Anstatt jeden einzelnen Streifen für sich zu biegen, kann man von
einfach gekröpften, ebenen, U-förmig zugeschnittenen Streifen gemäß Abb.6 und 7
ausgehen, wobei jeder Streifen einen Mittelteil von der Länge B aufweist, der durch
zwei Schenkel a, A von einer Länge gleich der halben Höhe des herzustellenden Leiters
mit zwei zu dem Mittelstück parallelen Abschnitten verbunden ist, deren Länge der
der entsprechenden Abschnitte D, C an jeder Seite entspricht.
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Diese U-förmig gekröpften flachen Streifen können durch einfaches
Aufeinanderlegen gestapelt werden wie in Abb. 7 gezeigt; hierauf stellt man durch
einen einzigen Preßhub die Abschnitte A, a hochkant. Durch einen zweiten Preßhub
kann man gleichzeitig die Abschnitte B parallel zu den Abschnitten C, D stellen.
Es verbleibt nur die Formung des Halbstapels auf der Presse, die nach der Einfügung
des zusätzlichen Halbleiters in die Presse erfolgt.
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Wenn man sich mit einem Teil der nach der Erfindung erreichbaren Vorteile
begnügen will, welche darin bestehen, daß die senkrechten Stege a, A auf die halbe
Höhe des gesamten Leiters verringert werden, eine Anordnung, welche anderseits ifie
entgegengesetzte Neigung der Abschnitte B und C voraussetzt, kann man die Ausführungsform
gemäß Abb. 8 wählen. Bei diesem Beispiel sind die Stege a, A sämtlicher Streifen
eines vollständigen Leiters auf der gleichen Seite angeordnet. Hieraus ergibt sich,
daß man nicht mehr diese Streifen durch einfaches Aufschichten stapeln kann, und
daß man sie nur durch Ineinanderflechten an Ort und Stelle bringen kann, ein Nachteil,
der bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel nicht eintritt. Man kann auch bei
diesem zweiten Ausführungsbeispiel nicht die gemeinsame Abkantung sämtlicher Stege
a, A bewirken, denn man muß die oberen - Stege auf der rechten Seite a zuerst
und dann die zugehörigen unteren Stege A abkanten usf.
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Die Streifen jedes Halbleiters können in bekannter Weise an der Längskante
der Ab -schnitte B, C so genutet oder in der Breite verschwächt werden, daß die
Dickender senkrechten Stege a, A untergebracht werden kann.