NO130803B - - Google Patents

Description

Induksjonsspole bestående av en sammenhengende, flat, båndformet leder samt fremgangsmåte og ,apparat for fremstilling av induk-sjonsspolen.

Oppfinnelsen angår en induksjonsspole bestående av en sammenhengende, flat, båndformet leder som er oppviklet med ett eller flere lag isolasjonsmateriale og hvor tykkelsen av den båndformede leder varierer i lengderetningen i overensstemmelse med det nødvendige tverrsnittsareal i hver del av spolen, ved hvilken det finnes uttak og utføringer. Oppfinnelsen omfatter også en fremgangsmåte og et apparat for fremstilling av denne induksjonsspole. Isolasjonsmaterialet tjener' til å isolere ■ på-hverandre følgende vindinger fra hverandre samt til å isolere metallfolie-båndets kanter slik at de ikke'kommer-i forbindelse med ledende deler i nærheten av spolen. Isolasjonsmaterialet kan være en separat film'eller et isolerende lag'festet til lederen.

Ved en meget anvendt fremgangsmåte benyttes bånd av relativt

stor bredde som oppvikles til en lang, stavformet spole, hvo.r-

efter denne oppskjæres i kortere spoler ved hjelp av kniver som presses mot spolen under dennes rotasjon. Spoler fremstilt på denne måte kan som regel ikke anvendes umiddelbart fordi det ved oppskjæringen oppstår grader som ofte, vil kortslutte noen av vindingene, og dette blir tatt hånd om ved en efter oppskjæringen følgende etseprosess hvorunder de utskårne spoler nedsenkes helt eller delvis i et etsende medium. Derved fjernes eventuelle grader sammen med de ytterste kanter av metallfolien nær spolens endeflater, og isolasjonsmaterialet frilegges slik at det rager litt ut over ledermaterialets kant, hvorved det sikres en effektiv iso-lasjon også av spolens endeflater.

En enklere metode, som ganske visst forutsetter at spolene vikles enkeltvis, går ut på å anvende et bånd av isolasjonsfilm som er bredere enn metallfoliebåndet, samt å påvikle båndene innbyrdes sentrert, hvorved isolasjonsfilmen rager ut over begge-foliebåndets kanter og således uten etterbehandling oppfyller den ovenfor an-' gitte funksjon.

Unasett hvilken metode som benyttes for isolering av endeflatene,

er det av stor viktighet at såvel leder- som isolasjonsbåndet oppvikles stramt, idet dette dels sikrer den mekaniske stabilitet av spolene samt dels at stramt og kompakt viklede spoler vil ha den beste fyllfaktor og den beste motstandsevne mot inntrengning av fuktighet fra endeflatene. ved anvendelse av den sistnevnte metode hvorved spolene vikles enkeltvis av bånd med forskjellig bredde,

er det viktig at metallfoliebåndet er skåret uten grader, idet slike til tross for en forøvrig stram oppvikling av spolen, vil påvirke dennes fyllfaktor. For å hindre dette leder man i noen tilfeller båndet mellom et par valser i tilslutning til oppskjæringen, hvorved båndets opprinnelige planhet gjenopprettes.

Tykkelsen av den båndformede leder varieres, i lengderetningen i overensstemmelse med det nødvendige tverrsnittsareal i hver del

a.v spolen, hvorved det blir oppnådd at hele viklingsprosessen kan utføres i en enkelt operasjon, og at tverrsnittsarealet.blir holdt

så lavt som mulig, slik at spolens dimensjoner holdes på et minimum og dens elektromagnetiske egenskaper derved blir de best mulige.

Det knytter seg imidlertid til fremstillingen av båndviklede spoler et problem ved tilveiebringelsen av en pålitelig, elektrisk ut-føring ved spolens endepunkter samt eventuelle mellomliggende uttak. Ved spoler med relativt høye vindingstall er metallfoiien ofte så tynn at den ikke i seg selv kan føres ut av spolen til klemskruer, og det finnes i patentlitteraturen beskrevet et stort antall fremgangsmåter til fremstilling av uttak samt befestigelse av disse til foliebåndene. Der hvor det anvendte ledermateriaie er kobber, er det relativt enkelt å pålodde en tråd eller et bånd av tykkere folie' lokalt, der hvor det ønskes en utføring, men i de tilfeller hvor det benyttes aluminiumfolie, er det vanskelig å oppnå en god elektrisk forbindelse ved lodding på grunn av metallets oksydasjon under oppvarmningen. I stedet benyttes ofte mekaniske metoder til befestigelse av utføringer, men da enhver sammenføyning er en potensiell feilkilde, ser man gjerne at antallet av slike reduseres til et minimum.

I de tilfeller hvor det ikke kreves andre utføringer enn ved spolens begynnelse og avslutning, kan sammenføyninger unngås ved en 45° ombøyning av det fulle ledertverrsnitt, hvorved dette kan føres ut ved endeflatene parallelt med spolens akse. Som nevnt, lar denne teknikk seg bare vanskelig anvende ved ganske tynn folie og ved spoler med stor bredde er de tilsvarende brede utføringer ofte en ulempe.

Formålet med oppfinnelsen er å tilveiebringe en induksjonsspole som avhjelper de anførte ulemper slik at stramt viklede spoler av ganske tynn folie kan fremstilles med et ganske vilkårlig antall utføringer med stor mekanisk styrke, hva enten uttak og ut-føringer er utført ved sveising, lodding eller ved utbøyning av materiale fra selve båndet, og dette formål blir oppnådd ved å ut-forme spolen slik at hver del av lederen ved hvilken det finnes et uttak eller eri utføring, er tykkere enn i det minste den til den ene side tilstøtende del av lederen.

Derved blir det oppnådd at den bånddel som et uttak eller en ut-føring skal forbindes med, har en slik tykkelse at lodding eller sveising kan utføres effektivt eller at en utbøyning kan tildannes uten risiko for brudd på materialet.

Oppfinnelsen omfatter også en"fremgangsmåte som angitt i patentkravene, for fremstilling av den beskrevne induksjonsspole,

hvilken fremgangsmåte er hurtig og enkel, idet den ikke krever noen ekstra operasjon for oppnåelse av den varierende tykkelse.

Endelig omfatter oppfinnelsen et apparat til utførelse av fremgangsmåten, idet de nye og særegne trekk ved apparatet likeledes er angitt i patentkravene.

Oppfinnelsen skal i det følgende forklares nærmere under henvisning til tegningen, hvor:

Fig. 1 viser hovedelementene i et vikleapparat for spoler

ifølge oppfinnelsen,

fig. 2 skjematisk viser et metallfoliebånd som er fremkommet

ved utfolding av en spole ifølge oppfinnelsen,

fig. 3 viser en detalj av et uttak fra en spole ifølge oppfinnelsen, og

fig. 4 viser en annen utførelsesform av et uttak.

En forrådsspole 1 inneholder metallfolie av en bredde som er omtrent lik bredden av den ønskede spole, men med en tykkelse som er vesentlig større enn den som bestemmes av det'ønskede ledertverrsnitt. Folien kan £. eks. ha en bredde på 50 mm og en tykkelse på 0,5 mm, hvilket gir et tverrsnittsareal lik 25 mm 2. Det ønskede

2 ledertverrsnitt kan f.eks. være 5 mm , svarende til en tykkelse på 0,1 mm, eller 2 mm 2,svarende til en tykkelse på 0,04 mm. Fra forrådsspolen føres båndet mellom to valser 2 og 3 som er opplagret i ikke viste lagerbukker innrettet•slik at valsenes avstand enkelt og nøyaktig kan varieres fra f.eks. 0 til 1 mm. Valsen 2 er fast forbundet med den ene utgangsaksel fra en girkasse 4 og valsen- 3

med en annen utgangsaksel via en kardanforbindelse som tillater den nevnte variasjon av avstanden mellom valsene. Giret 4 er innret-

tet slik at valsene av en ikke vist motor kan settes i rotasjon med samme hastighet, men i innbyrdes motsatt retning, slik som angitt med piler. En oppviklingsmekanisme 5 er oppspent på akselen fra en motor 6 hvis dreiemoment er innstillbart eller en overløpende momentinnstillbar kobling drevet av en almindelig asynkronmotor.

En forrådsspole 7 inneholder en isolasjonsfilm som er noe bredere

enn metallfolien,og ved hjelp av en ikke vist brems kan isolasjons-filmens spenning justeres innenfor et passende intervall.

Komponentene er slik innrettet at momentmotoren 6 forsøker å dreie oppviklingsmekanismen 5 i den med pil angitte retning, men da valseavstanden er noe mindre enn metallbåndets tykkelse, kan en dreining av oppviklingsmekanismen ikke finne sted uten at valsene dreier seg med. Giret 4 er selvsperrende, hvorfor det ikke kan finne sted noen dreining av valsene før valsemotoren settes i gang og effekten av denne motor er således avpasset at man f.eks. ved hjelp av en pedal med reguleringsmotstand kan styre valsenes om-dreiningshastighet uten at denne påvirkes nevneverdig av strekket i båndet som følge av momentmotoren 6. Det av denne meddelte dreiemoment må på den annen side være av en slik størrelse at det til enhver tid kan overvinne spenningen i isolasjonsfilmén innenfor dennes justeringsområde. Virkningen av det beskrevne arrangement blir at valsemotorens rotasjonshastighet bestemmer oppviklingshastigheten, det på momentmotoren innstilte dreiemoment bestemmer spenningen i metallfoliebåndet og bremsen for isolasjonsfilmen bestem-

mer dennes oppviklingsspenning.

Fig. 2 som viser et metallfoliebånd som er fremkommet ved utfolding av en spole ifølge oppfinnelsen, angir hvorledes den beskrevne mekanisme benyttes under spoleviklingen. ved vikleprosessens start holdes valseavstanden et øyeblikk på f.eks. 0,4 mm, og det innledende båndstykke som således nedvalses fra 0,5 mm, oppslisses som vist ved 8, hvorefter uttaket bøyes fri parallelt med spolens akse.

Straks derefter ved 9 reduseres valseavstanden i løpet av et øye-

blikk til den forutberegnede verdi på f.eks. 0,04 mm, hvorefter den første del av spolen vikles inntil 10 like før det ønskede ut-

tak, hvor valseavstanden igjen økes til 0,4 mm mens en til uttaket tilstrekkelig lengde metallbånd passerer valsene. Uttaket utføres som ved 8, hvorefter valseavstanden atter reduseres til 0,04 eller

f.eks. til 0,06 mm, hvis et større ledertverrsnitt er ønsket i den siste del av spolen, hvorefter viklingen fortsetter inntil valseavstanden atter -økes til 0,4, ved 12. Derefter avsluttes spolen med utføringen 13 samt bandasjering på vanlig måte.

Fig. 3 viser en detalj av den beskrevne utførelse hvor den fri-skårne metallstrimmel bearbeides lett ved 14 med en hammer eller ved pressing med et dertil innrettet verktøy, slik at den innerste kant strekkes lokalt, og strimmelen bøyes fri av båndet inntil den er vinkelrett på båndaksen. Fordelen med denne metode er at det ikke oppstår en lokal fortykkelse ved prosessen, slik som det er tilfelle ved den på fig. 4 viste utførelsesform. Den viste 45° bøyning av strimmelen er imidlertid.hurtigere å utføre og er å foretrekke i noen tilfeller.

Ved anvendelse av den ovenfor beskrevne teknikk blir det oppnådd utføringer ved spolens begynnelse og avslutning samt et nesten vilkårlig antall uttak underveis i en hurtig og enkel arbeids-gang uten sammenføyninger i spolen og de dermed forbundne feil-muligheter. Tverrsnittsarealet av uttakene kan lett holdes større enn eller lik ledertverrsnittet i resten av spolen, og uttakene vil ha en lett håndterlig bredde samt en tykkelse som uten videre tillater innspenning i tilkoblingsklemmer eller lignende. Uttak fremstilt som vist vil ha en god mekanisk styrke og det vil ofte være av verdi at flere forskjellige ledertverrsnitt kan anvendes i den samme spole uten båndskift under viklingen. Investerings-messig er det en fordel at brukerne kan redusere deres lagerhold av metallbånd til ganske få tykkelser som hver for seg kan anvendes ved en hel rekke forskjellige ledertverrsnitt. Som nevnt kan man også fastlodde eller fastsveise uttak til de tykkere deler av båndet.

Claims (3)

1. Induksjonsspole bestående av en sammenhengende, flat, båndformet leder som er oppviklet med ett eller flere lag isolasjonsmateriale og hvor tykkelsen av den båndformede leder varierer i lengderetningen i overensstemmelse med det nødvendige tverrsnittsareal i hver del av spolen, ved hvilken det finnes uttak og utføringer, karakterisert ved at hver del av lederen ved hvilken det finnes et uttak eller en utføring, er tykkere enn i det minste den til den ene side tilstøtende del av lederen.

2. Fremgangsmåte for vikling av en induksjonsspole ifølge krav 1, karakterisert ved at den båndformede leder når den nærmer seg den stasjon ved hvilken oppviklingen finner sted, ledes mellom et par trykkvalser hvis avstand varieres i overensstemmelse med den nødvendige tykkelse av det bånd som skal oppvikles.

3. Apparat for utførelse av fremgangsmåten ifølge krav 2 og som inneholder en oppviklingsmekanisme, karakterisert ved at det i nærheten av innføringen av den båndformede leder i oppviklingsmekanismen er anordnet et par trykkvalser som drives av en spesiell motor som styrer oppviklingshastigheten, at oppviklingsmekanismen drives av en momentmotor eller over en overløpende dreiemomentinnstillbar kobling, og at den ytterligere inneholder en innstillbar bremsemekanisme som styrer spenningen i det mellomliggende isolasjonsmateriale.