DE1962932A1

DE1962932A1 - Anordnung bei einer dynamoelektrischen Maschine zur Halterung einer Feldwicklung

Info

Publication number: DE1962932A1
Application number: DE19691962932
Authority: DE
Inventors: Pentland Alex M
Original assignee: Ford Werke GmbH
Current assignee: Ford Werke GmbH
Priority date: 1969-02-05
Filing date: 1969-12-16
Publication date: 1970-09-03
Also published as: DE1962932C3; GB1233862A; DE6948507U; CA918736A; US3549926A; DE1962932B2

Description

Der Patentanwalt Di w... Jng. V\f bE^vi=R 6000Frankfurt/main Dipl.-Wirtsch.-Ing.B.Jochem freiherr-vom-stein-strasseis

InSaditn: ■ Ai. ι

F. or d - W e r k e 1962932

Aktiengesellschaft
K ö 1 η /Rhein
Ottoplatz 2

Priorität der amerikanischen Patentanmeldung Serial No. 796 665 vom 5. Februar 1969

Anordnung bei einer dynamoelektrischen Maschine zur Halterung einer Feldwicklung

Die Erfindung betrifft eine Anordnung bei einer dynamoelektrischen Maschine zur Halterung einer von den Windungen eines isolierten Leiters gebildeten Feldwicklung zwischen der Innenfläche des aus ferromagnetischem Material bestehenden Maschinengehäuses und einem die Wicklung mit einem verjüngten Kern durchsetzenden und mit diesem an der Innenfläche des Maschinengehäuses befestigten ferromagnetisehen Polschuh.

Feldwicklungen für dynamoelektrische Maschinen mittlerer Grosse werden für gewöhnlich mit Trennstreifen aus Papier abisoliert, die zwischen die einzelnen Windungen eines zumeist flachen Leiters eingebracht werden. Wenn die abwechselnd aus den flachen Leiterwindungen und dem Papier bestehende Wicklung fertiggestellt ist, wird sie in ein Papier- oder Gewebeband eingeschlagen und, wenn erforderlich in Isolierlack getränkt, der nachträglich noch einer Wärmebehandlung unterzogen werden kann.'

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Diese bekannte Isolationsausbildung hat den Nachteil , dass ihre Herstellung verhältnismässig umständlich ist und die fertiggestellte Feldwicklung, insbesondere nach dem Aushärten des Isolierlacks, ein in sich steifes Gebilde darstellt, für dessen Halterung zwischen dem Pol- · schuh und dem Gehäuse zur Vermeidung von Druckschäden etwas Spiel gelassen werden muss, so daß die Wicklung in unerwünschter Weise einen losen Sitz behält. Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Anordnung der eingangs genannten *rt zu schaffen, die sich durch einfache Herstellung auszeichnet und ohne die Gefahr einer Beschädigung der Feldwicklung einen festen Sitz derselben im eingebauten Zustand gewährleistet. Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Isolation des Leiters von einer diesen umhüllenden längsverlaufenden Schicht aus Isoliermaterial gebildet wird, die an wenigstens einer Längsseite des Leiters derart übersteht,' daß sie eine längslauf ende elastische Rippe bildet, welche im eingesetzten Zustand der Feldwicklung gegen die Innenfläche des Maschinengehäuses und/oder die Aussenflache des Polschuhs anliegt und die Feldwicklung zwischen diesen Flächen elastisch verspannt .

Eine solche Anordnung kann dadurch leicht hergestellt werden, daß auf ein Papier- oder Stoffband eine Klebstoffschicht aufgetragen wird und das Band rund um den Leiter gelegt wird, woraufhin der Leiter auf einer selbsttätig arbeitenden Vorrichtung zur fertigen Wicklung geformt wird. Das Band wird nur auf den die Windungen bildenden Teil de9 Leiters aufgebracht, nicht hingegen auf die besonders geformten Leiterenden, da die Biegungen an diesen Enden 2ti scharf für das Band sind. Ausserdem sind abisolierte Leiterenden erforderlich, um Anschlüsse an diese Enden löten oder hartlöten zu können.

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Da das Band nicht auf die Leiterenöen aufgebracht wird, erübrigt sich ein nachträgliches Abisolieren, und die vom Band gebildete Isolierschicht kann an dem Leiter el s allseitig dichte Umhüllung mit einer Stoß- oder überlappungsverbindung angebracht werden. Die überstehenden Kanten cer Isolierschicht bilden eine längslaufende Rippe, die als Polster dient, mittels welchem die Wicklung fest in der dynamoelektrischen Maschine gehalten wird.

Die die Rippe bildende überstehende Isolierschicht an einer oder zwei Längskanten des Leiters liegt entweder gegen die Innenfläche des Gehäuses oder die Aussenflache des Polschuhs oder gegen beide Flächen innerhalb der dynanoelektrisehen Maschine an, wodurch, wie bereits erwähnt, die Wicklung fest in Stellung gehalten wird, während gleichzeitig jeglicher Kurzschluss oder ein sonstiger elektrischer Isolationsfehler verhindert wird.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen :

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine vorgefertigte Feldwicklung für eine dynamoelektrische Maschine,

Fig. 2 in vergrößerter Darstellung einen Schnitt durch einen die Wicklung nach Fig. 1 bildenden Leiter mit einer ersten Ausführungsform der Isolierschicht nach der Erfindung,

Fig. 3 einen Schnitt ähnlich Fig. 2 mit einer anderen Ausführungsform der Isolierschicht,

Fig. 4 in etwas vergrößerter Darstellung einen Schnitt nach Linie 4 - 4 in Fig. 1,

Fig. 5 eine Seitenansicht der Wicklung nach bogenförmiger Verformung derselben zum Einbau in eine dynamoelektrische Maschine,

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Fig. 6 in verhältnismässig kleinem Maßstab die Aussenansicht des Gehäuses einer dynamoelektrischen Maschine,

Fig. 7 in vergrößertem Maßstab einen Schnitt nach Linie 7 - 7 in Fig. 6,

Fig. 8 eine Innenansicht des Maschinengehäuses mit der durch einen Polschuh gehaltenen Feldwicklung, aus der Ebene 8 - 8 in Fig. 7 betrachtet,

Fig. 9 in schematischer Darstellung eine Isolier-

und ^icklungsvorrichtung zur Herstellung einer Feldwicklung nach Fig. 1,

Fig.10 in starker Vergrößerung einen Schnitt durch den unteren Teil einer Zumess- und Abschneidrolle der Vorrichtung nach Fig. 9 entlang der dortigen Schnittlinie 10 - 10,

Fig.11 einen Schnitt an einer anderen Stelle der Zumeß- und Abschneidrolle längs der Schnittlinie 11 - 11 in Fig. 9,

Fig.12 einen Teilschnitt nach Linie 12 - 12 in Fig. 11,

Fig.13 einen Schnitt nach Linie 13 - 13 in Fig. 9,

Fig.14 einen Schnitt nach Linie 14 - 14 in Fig. 9,

Fig.15 einen Schnitt nach Linie 15 - 15 in Fig. 9,

Fig.16 einen Schnitt nach Linie 16 - 16 in Fig. 9,

Fig. 17 einen Schnitt nach Linie 17 - 17 in Fig. 9 -;nd

Fig.18 einen Schnitt nach Linie 18 - 18 in Fig. 9.

Uie in Fig. 1 dargestellte Feldwicklung 10 besteht aus einer Anzahl Windungen 11 von im wesentlichen rechteckiger Gestelt · mit einer gleichfalls rechteckigen Aussparung in der Mitte.

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Die Enden 14 und 16 der Wicklung 10 bestehen aus blanken Kupfer zum Anschluss an einen äusserem Stromkreis, während der übrige Teil des kupfernen Leiters der Wicklung 10 mit den Windungen 11 von einer dünnen Schicht aus Isoliermaterial bedeckt ist.

Pig. 2 zeigt eine solche Isolationsanordnung nach der Erfindung mit einem aus Flachmaterial bestehenden Leiter, der von einer dünnen Isolierschicht 20 mit überstehenden Rändern 22 und 24 umhüllt ist, di,e sich, im Querschnitt betrachtet, von diesem Leiter in Richtung der langen Querschnittsachse erstrecken. Die dünne Isolierschicht 20 kann aus Papier wie beispielsweise Kreppapier mit einer Dicke von 0,127 mm bestehen. Auf der Innenseite ist das Papier mit einer Klebeschicht bedeckt, welche die dünne Isolierschicht 20 auf den Leiter 18 festhält, wobei die überstehenden Schichtkanten 22 und 24- unter Ausbildung einer Rippe 26 gegeneinander verklebt sind.

Bei einer abgeänderten Aus führung s form rtach Fig. 3 ist die dünne Isolierschicht derart um.den Leiter 18 geformt, daß sie in der Mitte des Leiterquerschnitts bei 28 stumpf gegeneinander stößt. Überstehendes Schichtmaterial bildet an den Schmalseiten des Leiterquerschnitts Rippen 30 und 32 von doppelter Schichtdicke, in-dem die Schichten dort gegeneinander verkleben.

Die die Feldwicklung 10 bildenden Windungen 11 tragen die dünne Isolierschicht 20 mit den davon abstehenden Rippen 26. Diese Windungen werden bei 34 und 36 mit Klebeband umwickelt, um die Windungem 11 der Wicklung 10 zusammenzuhalten. Wen*} die Feldwicklung aus einer Wickelmaschine herauskommt, hat sie die aus Fig. 4 ersichtliche Gestalt, wobei die Rippen 25 zum Teil umgebogen sind und einen Winkel zur längeren Querschnittsachse des Leiters 18 einnehmen. Die Feldwicklung 10 ist hierbei zunächst eben und muss dann noch in die in Fig. 5

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dargestellte bogenförmig gewölbte Form gebracht werden. Dies kann mit Hilfe eines Börnes oder einer Presse geschehen uncf wird so ausgeführt, daß die Feldwicklung 10 in das zylindrische Gehäuse 40 einer dynamoelektrischen Maschine gemäss der Darstellung in den Fig. 6 bis 8 passt.

Das in Fig. 6 dargestellte Gehäuse 40 der dynamoelektrischen Maschine besteht aus ferromagnetischem Material und hat im wesentlichen zylindrische Gestalt. Das Gehäuse 40 trägt innenseitig, wie die Fig. 7 und 8 zeigen, einen ferro™iagnetischen Polschuh 42. Der verjüngte Kern des Polschuhs 42 hat eine gekrümmte Aussenflache £4 mit einem Krümmungsradius gleich dem der Innenfläche des zylindrischen Gehäuses 40 und legt sich mit der Aussenflache 44 gegen die Innenfläche des Gehäuses 40 unmittelbar an. Weiterhin hat der Polschuh 42 zwei sich bogenförmig erstreckende Flanschen 46 und 48 mit Radien von gleicher Krümmung wie die Aussenfläche 44 und die Innenfläche des zylindrischen Gehäuses 40. Der Polschuh 42 ist am Gehäuse 40 mit Hilfe eines Gewindebolzens 50 befestigt.

Die Feldwicklung 10 wird zwischen der Innenfläche des Gehäuses 40 und den Aussenflächen der Flanschen 46 und 48 des Polschuhs 42 gehalten. Die von der dünnen Isolierschicht gebildeten Rippen 46 liegen, wie Fig. 7 zeigt, gegen die Aussenflächen der Flanschen 46 und 48 des Polschuhes 42 an und halten die Feldwicklung 10 innerhalb der dynamoelektrischen Maschine elastisch in Stellung. Ebenso können auch die Rippen 26 gegen die Innenfläche des Gehäuses 40 anliegen.

Wenn der Leiter 18, wie in Fig. 3 dargestellt, von der Iso- > lierschicht unter Ausbildung von zwei Rippen 30 und 32 an jeder Schmalseite des Leiters 18 umhüllt ist, v/erden die Rippen 30, 32 in 'nlage sowohl gegen die Aussenflächen der Flansche 46,48 des Polschuhs wie gegen die Innenfläche des Gehäuses 40 gebracht.

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In allgemeinen wird der Ausführungsfom nach Fig. 2 der Vorzug zn geben sein, wo der Leiter 18 dergestalt mit der dünnen Isolierschicht umhüllt ist, daß nur eine Hippe 26 an der Schmalseite des Leiters entlanglauft und in Richtung der längeren Querschnittsachse des Leiters absteht. Eine solche Isolation kann auf der in Fig. 9 dargestellten Isolier- und Wickelvorrichtung hergestellt werden. Diese Vorrichtung weist eine Vorrat:fs spule 51 für die dünne Isolierschicht ?0 und eine Klebstofftränkvorrichtung 52 auf, welche den EIeU-stoff auf die eine Seite der dünnen Isolierschicht 20 aufträgt. Die bandförmige dünne Isolierschicht 20 wird von der Vorratsspule ?1 über die Klebstoffauftragvorrichtung ^2 mit Hilfe von Vorschubrollen 5^ abgezogen. Von den Vorschubroller 5^Z|- wird die dünne Isolierschicht 20 einer ZuraeB- und Vbschroidrolle 56 zugeführt.

Das Leitermaterial 18 befindet sich auf einer Vorratstrommel 57 und wird von dieser über Zuführrollen 58 abgezogen. Die Zuführrollen 58 sind Teil einer automatischen Wickelvorrichtung, die auch ein Gesenk 60 zuir Abschneiden und Umbiegen des Wicklungsendes 1& sowie einen Wickeldorn 62 aufweist, der zur Herstellung der Windungen 11 mit der dünnen Isolierschicht 20 darauf in die Form der Wicklung 10 npch Fig. 1 um eine Achse 64 drehbar ist.

Die Zumeß- und 'bschneidrolle 56 wird im Takt mit dem Wickeldorn 62 betätigt und dreht mit einer Umfangsgeschwindigkeit entsprechend der Vorschubgeschwindigkeit des Leiters 18 für eine volle Urdrehung. Hiernach wird die Zumeß- und Abschneidrolle 56 abgebremst, während der Leiter 18 seine Bewegung um eine zusätzliche Entfernung fortsetzt, die erforderlich ist, xw. eine gewünschte blanke Drahtlänge zu erhalten.

Die Rolle ^f- h?t einen Querschnitt, wie ihn Fig. 10 zeigr, und enthält Pinen an eine Vakuumquelle angeschlossenen Verteiler-

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kanal 66. Vom Verteilerkanal 66 gelangt das Vakuum über paarweise angeordnete Bohrungen 70, 72, zu einer Ringnut 68 an der äusseren Msntelfläche der Zumeß- und Abschneidrolle 56. Auf diese Weise wird die dünne Isolierschicht 20 in der Ringnut 68 mit Hilfe von Vakuum in dem Verteilerkanal 66 und den Bohrungen 70 und 72 gehalten.

Ein Steuernocken 74- betätigt einen Rollenhebel 7-6» der um einen Bolzen 78 schwenkbar ist und an seinem freien Ende eine Rolle 80 trägt. Der Steuernocken 74 wird in Uhrzeigerrichiung gedreht und presst den Leiter 18 gegen das Isoliermaterial 20 während einer anfänglichen 90°-Drehung der Zumeß- und Abschneidrolle 56.

Wenn der Leiter 18 und das Isoliermaterial 20 die Zumeß- und Abschneidrolle 56 verlassen, befinden sie sich in Anlage gemäß Fig. 1? aneinander, wobei die mit Klebstoff versehene Seite der Isolierschicht nach unten weist und sich in Anlage mit der einen Fläche des Leiters 18 befindet. Die Rollen zum Umschlagen der bandförmigen Isolierschicht 20 rund ura den Leiter 18 sind in den Fig. 14,15,16,17 und 18 dargestellt. Ein in Fig. 14 gezeigter erster Satz von Umschlagrollen 82 biegt einen Teil der bandförmigen Isolierschicht 20 um 45°ab, während der nächste Satz von Umschlagrollen 84 nach Fig. 15 diesen Teil der Isolierschicht 20 um weitere 45° abwinkelt. Der nächste 3atz von Umschlagrollen 86 nach Fig. 16 biegt diesen Teil wiederum um 45° zusätzlich ab. Schließlich biegen die Umschlagrollen 88 nach Fig. 17 diesen Teil nochmals um ab, so daß die bandförmige Isolierschicht 20 nun gegen beide Breitseiten des Leiters 18 und die dazwischen gelegene Schwalseite anliegt. Die Umschlagrollen 90 in Fig. 18 vervollständigen das Einhüllen des Leiters 18 und formen die Ripp<5 26, indem sie die überstehenden Materialränder 22 und 24, die von der Schmalseite des Leiters 18 abstehen, gegeneinander pressen. Da die gegeneinandergepreßten Seiten mit einer Klebeschicht ver-

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sehen sind, haften sie unter Bildung der Rippe 26 aneinander.

Die Vorschubrollen 58 setzen ihre Drehung so lange fort, TaI^ eine ausreichende Leiterlänge zur Bildung einer Feldwicklung 10 durch das System hindurchgezogen worden ist. Hierauf stoppen die Vorschubrollen 58, das Form- und Abschneidgerät 60 wirö "betätigt, und das Wicklungsende 14 wird auf den Wickeldorn 62 überführt. Die Vorrichtung wird nun erneut mit drehendem Wickeldorn 62 in Betrieb gesetzt, wobei dieser die Wicklung in der in Fig. 1 gezeigten rechteckigen Form herstellt. Die Zumeß- und Abschneidrolle 56 dreht so lange, bis sie eine vollständige Umdrehung ausgeführt hat. Wenn sie nunmehr abgebremst wird, wird das bandförmige Isoliermaterial durch ein Perforiermesser 94 abgeschnitten, das an der Zumeß- und Abschneidrolle mit Hilfe von Schrauben 96 und 98 befestigt ist. Die Zähne 100 des Perforiermessers 94- erstrecken sich, wie die Fig. 11 und 12 zeigen, über die an der Rolle angeordnete Ringnut 68, so daß die dünne Isolierschicht 20 ge einmal während jeder Umdrehung der Zumeß- und Abschneidrplle 56 perforiert wird. Wie bereits erwähnt, führt die Zumeß- und Abschneidrolle 56 jeweils eine Umdrehung aus und wird dann abgebremst. Das Leitermaterial 18 hingegen rückt um einen zusätzliche Entfernung weiter, um die gewünschte Leiterlänge zur Bildung der Wicklungsenden 14, 16zu schaffen. Hierbei zerreißt die Isolierschicht 20 an den geWchwacEtenJ3teilen"beim Perforiermesser 94.

Auf diese Weise schafft die Wickel- und Isoliervorrichtung nach Fig. 9 bis 18 eine aus einer Vielzahl von Windungen 11 bestehende Feldwicklung 10 mit einer Form nach Fig. 4. Die Windungen 11 werden nun durch Umwickeln mit Klebeband zusammengehalten, wie dies bei 34 und 36 angedeutet ist. Hiernach wird die Wicklung 10 in die in Fig. 5 dargestellte gekrümmte Form gebracht, so daß sie in die dynamoelektrische Maschine nach Fig. 6 bis 8 eingesetzt werden kann.

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Aus der vorstehenden Beschreibung erhellt, daß gemäss der Erfindung eine Anordnung einer dynamoelektrischen Maschine mit einer Wicklung, vorzugsweise einer Feldwicklung geschaffen wird, die leicht in die dynamoelektrische Maschine eingepaßt werden kann. Die den Leiter der Wicklung umgebende Isolierschicht bildet an einer Seite oder auf beiden Seiten eine längslaufende Rippe, die in eingesetztem Zustand entweder gegen die Innenseite des Maschinengehäuses oder die Aussenseite des Polschuhes oder gegen beide Seiten anliegt und die Wicklung elastisch und zugleich fest in der dynamoelektrischen Maschine festhält.

Patentansprüche / 7955 /15.12.69

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Claims

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Patentansprüche

Anordnung bei einer dynamoelektrischen Maschine zur Halterung einer von den Windungen eines isolierten Leiters gebildeten Feldwicklung zwischen der Innenfläche des aus ferrorcagnetischem Material bestehenden Maschinengehäuses und eineTH die Wicklung mit einem verjüngten Kern durchsetzenden und mit diesem an der Innenfläche des Maschinenrehäuses befestigten ferromagnetisehen Polschuh , dadurch gekennzeichnet, daß die Isolation des Leiters (18) von eirer diesen umhüllenden längs verlaufenden Schicht (20) aus Isoliermaterial gebildet ist, die an wenigstens einer Längsseite des Leiters (18) derart übersteht, daß sie eine längslaufende elastische Rippe (26) bildet, welche im eingesetzten Zustand der Feldwicklung (10) gegen die Innenfläche des Maschinengehäuses (40) und/oder die Aussenflache des Polschuhs (42) anliegt und die Feldwicklung (10) zwischen diesen Flächen elastisch verspannt.

Anordnung nach Anspruch 1 bei einer Feldwicklung mit einem Leiter aus Flachmaterial, dadurch gekennzeichnet, daß sich die von der überstehenden Isolierschicht (20) gebildete Rippe (26) an einer Schmalseite des Leiters (18) befindet.

Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierschicht (20) an einer Seite mit einer Klebeschicht zur Haftung auf dem Leiter (18) bedeckt ist und die Rippe (26) von zwei mit der Klebeschicht aufeinanderliegenden -Rändern ' (22,24) der Isolierschicht (20) gebildet ist.

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4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 JdIb 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierschicht (20) aus Kreppapier besteht.

5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden (14,16) der Feldwicklung (1O) frei -von der Isolierschicht (20) sind.

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