CH390387A - Elektrische Spule aus einem hochkant gewickelten Leiter, insbesondere für Elektrizitätszähler - Google Patents

Description

  Elektrische Spule aus einem hochkant     gewickelten    Leiter, insbesondere     für          Elektrizitätszähler       An elektrische Spulen, die beispielsweise in elek  trischen Maschinen und in Messgeräten, wie z. B.  Elektrizitätszählern, angeordnet sind, werden hohe  Ansprüche gestellt.

   Einerseits besteht der Wunsch  nach möglichst kleinen Abmessungen, anderseits das  Erforderniseiner grossen Überlastbarkeit, je nach den       geltenden        Prüfbestimmungen.    Diese gegensätzlichen       Anforderungen    werden neuerdings in erhöhtem Masse  gestellt, insbesondere bei Stromspulen von     Elektrizi-          tätszählern.    Demnach liegt die Aufgabe vor, auf eng  stem Raum eine hoch belastbare Spule unterzubrin  gen. Diese Zielsetzung     ergibt    sich entweder aus dem  Bestreben, den benötigten Wickelraum zu verklei  nern, oder aus der Anforderung, den vorhandenen  Wickelraum besser auszunützen. Bekanntlich werden.

    daher die Spulen aus flachem Draht oder Band ge  wickelt, wodurch     ein    besserer     Füllfaktor    erzielt wird,  als es mit Spulen aus Runddraht der Fall ist.  



  Vorzugsweise wird dann die Spule mit der brei  ten Seite des Leiterquerschnittes an den Spulenkörper  gelegt, wobei eine sogenannte flachkant gewickelte  Spule entsteht. Diese     Wickelmethode    hat jedoch in  der Regel den Nachteil, dass die Spulenwindungen  in mehreren Lagen gewickelt werden müssen, um die  nötige Anzahl Windungen     anzubringen.    Bei jedem  Übergang von einer Lage zur anderen geht jedoch       Wickelraum    verloren und ausserdem bereitet das Her  ausführen der Spulenenden Schwierigkeiten. Man  wickelt daher die Spule auch einlagig, indem der  Wicklungsleiter über die Schmalseite seines Quer  schnitts gebogen wird, wodurch sich die sogenannte  hochkant gewickelte Spule ergibt. Eine solche Spule  ist bereits bekannt.

   Der Füllfaktor einer hochkant  gewickelten Spule ist besser als der einer flachkant  gewickelten. Das Hochkantwickeln weist aber den  Nachteil auf, dass die an das Spuleninnere grenzende    Schmalseite des Wicklungsleiters aufgestaucht wird.  Demzufolge ergibt sich einerseits zwischen den ein  zelnen Windungen ein unbenutzter Zwischenraum,  der den     Füllfaktor    herabsetzt und anderseits besteht  die Gefahr, dass die Isolation     an    den Berührungs  stellen der     einzelnen    Windungen beschädigt     wird.     



  Eine     elektrische    Spule aus hochkant     gewickeltem     Flachdraht, insbesondere für Elektrizitätszähler, be  sitzt diesen Nachteil nicht, wenn erfindungsgemäss  wenigstens ein Teil des Flachdrahtquerschnitts zum  mindesten annähernd Trapezform aufweist, und die  Spule so gewickelt ist, dass die kleine Trapezseite an  der Spuleninnenseite liegt.  



  Die Erfindung wird anhand der in den Zeichnun  gen beispielsweise dargestellten Ausführungsformen  näher erläutert.  



  Es zeigen:  Fig. 1 eine hochkant gewickelte Spule in Drauf  sicht,  Fig. 1a einen Schnitt gemäss der Linie A-A in  der Fig. 1 bei den bekannten, hochkant gewickelten  Spulen,  Fig. 2 und 3 in vergrössertem Massstab je eine  Ausbildung des Leiterprofils für die Spule gemäss der  Fig. 1,  Fig. 4 einen Schnitt gemäss der Linie A-A in  der     Fig.    1, unter Verwendung des Leiterprofils nach  der     Fig.    2,       Fig.    5 eine Doppelspule in Draufsicht,       Fig.    6 ein Leiterprofil für die Spule nach der       Fig.    5,       Fig.    7 einen Schnitt gemäss der Linie B -B in der       Fig.    5,

   unter Verwendung des Leiterprofils nach der       Fig.    6 und die       Fig.    8 und 9- eine Doppelspule     mit    dem in der       Fig.    2 gezeigten     Leiterprofil        in    Draufsicht bzw. vor      und nach dem letzten Arbeitsgang bei der Herstel  lung. .  



  In der Fig. 1 ist mit 1 eine Spule aus einem  hochkant gewickelten Leiter 2 mit der Isolation 3  (Fig. la) in Draufsicht dargestellt. Die Fig. 1a zeigt  einen Schnitt durch zwei Windungen gemäss der  Schnittlinie A -A in der Fig. 1 bei den bekannten,  hochkant gewickelten Spulen mit     rechteckigem     Querschnitt. Wie     ersichtlich,    stauchen sich die Leiter  infolge des Höchkantwickelns an den Schmalseiten 4  des Leiterquerschnitts auf, wodurch die Windungs  steigung um den Abstand 5 vergrössert wird.

   Bei  einem rechteckigen     Leiterquerschnitt    mit den Seiten  2 und 5     mm        beträgt        .der    Abstand 5     zwischen    den       Windungen    0,5 mm, also nicht weniger     als    25 % der  Länge der Schmalseite. Die hierdurch hervorgerufene  Verschlechterung des     Füllfaktors    wird nun dadurch  vermieden, dass der Leiterquerschnitt vor dem     Wik-          keln,    wenigstens nach der einen Schmalseite hin,  verjüngt ausgebildet wird. Die Fig. 2 und 3 zeigen  je eine beispielsweise Ausbildung eines solchen Lei  terquerschnittes.

   Hierbei weist die an das Spulen  innere grenzende Schmalseite 4 .bei unverformtem  Querschnitt des     Leiters    2 eine geringere Breite auf  als die an den Spulenumfang grenzende Schmal  seite 6. Die Fig. 4 zeigt den Schnitt A -A in Fig. 1.  Durch zwei     Windungen    bei Verwendung des Leiter  profils nach der Fig. 2. Durch geeignete Bemessung  des Leiterprofils wird dafür gesorgt, dass die einzel  nen Windungen - im Schnitt A-A gesehen - nach  dem Aufstauchen gerade aneinander liegen. Im ge  zeigten     Ausführungsbeispiel    beträgt die     hiermit    er  zielte     Einsparung    an     Wickelraum        mindestens    15 %.  



  Die Fig. 5 zeigt eine Draufsicht einer Doppel  spule 7, wie sie für     Elektrizitätszähler    verwendet wird.  Sie besteht aus einem einzigen Leiter 2, der zu zwei       Wicklungseinheiten    8 bzw. 9 gewickelt ist, durch die  einander entgegengesetzt gerichtete     magnetische    Fel  der erzeugt werden. Da die beiden Wicklungsein  heiten 8, 9 durch Biegen nach entgegengesetzten Sei  ten des Leiters gewickelt sind, ist das in der Fig. 6  dargestellte Leiterprofil vorgesehen, bei dem der Lei  terquerschnitt nach den beiden Schmalseiten 4 und  10 hin verjüngt ausgebildet ist. Die Fig. 7 zeigt den  entsprechenden Schnitt gemäss der Linie B -B in der  Fig. 5.

   Obwohl auch bei dieser Ausbildung gegen  über den     bekannten,    hochkant gewickelten Doppel  spulen eine     vorteilhafte    Einsparung an     Wickelraum     erzielt wird, geht doch jeweils an einer Schmalseite  noch     Wickelraum    verloren. Dieser Verlust kann da  durch vermieden werden, dass der Querschnitt der  einen     Leiterhälfte    nach     der    einen Schmalseite hin  und der Querschnitt der anderen     Leiterhälfte    nach  der anderen Schmalseite hin     verjüngt    wird.

   Es wird  jedoch eine andere Lösung     bevorzugt,    die in den  Fig. 8 und 9 veranschaulicht ist und gemäss der die  beiden     Wicklungshälften    8, 9 durch Biegen der zwei  Leiterhälften nach gleichen Seiten des Leiters 2 ge  bildet ist. Der Leiter 2 ist an der     Verbindungsstelle     11 um 1'80  so verdreht, dass beide Wicklungseinhei-    ten in gleicher Höhe nebeneinander liegen. Die Ver  drehung über 180      bewirkt,    dass auch in diesem Fall  die von beiden Wicklungseinheiten erzeugten Felder       einander    entgegengesetzt gerichtet sind. Im     Gegensatz     zu der Doppelspule gemäss der Fig. 5 ist der Leiter 2  bei der Doppelspule nach den Fig. 8 und 9 also  nach gleichen Seiten gebogen.

   Dies ergibt den Vor  teil, dass ein     Leiterprofil        verwendet    werden kann,  das nur nach einer     Schmalseite    hin verjüngt ist, wie  z. B. die Profile gemäss den Fig. 2 oder 3. Der  Schnitt gemäss der Schnittlinie C-C in der Fig. 9  sieht dann so aus, wie der in der Fig. 4 dargestellte.  Durch die geschilderte Massnahme wird eine gleich  grosse Einsparung an Wickelraum erzielt, wie dies bei  der Spule nach der Fig. 1 der Fall ist. Die Doppel  spule nach den Fig. 8 und 9 kann in verschiedener  Weise     hergestellt    werden.

   Es können zuerst die bei  den     Leiterhälften    durch Biegen nach gleichen Seiten  gewickelt und dann der Leiter in der Mitte um  180  verdreht werden, oder aber es wird zuerst die  Verdrehung ausgeführt, worauf dann das Wickeln       stattfindet.  

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH I Elektrische Spule aus hochkant gewickeltem Flachdraht, insbesondere für Elektrizitätszähler, da durch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil des Flachdrahtquerschnittes zum mindesten annähernd' Trapezform aufweist, und die Spule so gewickelt ist, dass die kleine Trapezseite an der Spuleninnenseite liegt. UNTERANSPRÜCHE 1. Elektrische Spule nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass der Flachdraht (2) annä hernd die Querschnittsform eines Trapezes (Fig. 3) aufweist, dessen parallele Seiten kürzer sind als die konvergierenden Seiten. 2.

   Elektrische Spule nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass der Flachdraht (2) annä hernd die Querschnittsform eines Rechteckes mit an gesetztem Trapez (Fig. 2) besitzt, wobei die kleine Trapezseite kleiner ist als die kleinere der Recht eckseiten. 3. Elektrische Spule nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass der Flachdraht (2) annä hernd die Querschnittsform zweier mit der grösseren der parallelen Seiten aneinandergesetzter gleicher Trapeze (Fig. 6) aufweist.

   PATENTANSPRUCH II Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Spule nach Patentanspruch I und den Unteransprü chen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Wicklungseinheiten (8, 9) zur Bildung einer Dop pelspule (Fig. 9) durch gleichsinniges Wickeln des Flachdrahtes (2) erzeugt werden und der Flachdraht sodann an einer Verbindungsstelle (11) der beiden Wicklungseinheiten um 180 verdreht wird.