CH411131A - Verfahren zur Herstellung einer Feindraht-Scheibenspule für elektrische Apparate und nach diesem Verfahren hergestellte Drahtspule - Google Patents

Description

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 Verfahren zur Herstellung einer    Feindraht-Scheibenspule      für   elektrische Apparate und nach diesem Verfahren hergestellte Drahtspule Die Herstellung von    Scheibenspulen   aus feinem Draht für elektrische Apparate ist um so schwieriger, je feiner der dazu verwendete Draht ist und je grösser die Anforderungen sind, die an die Regelmässigkeit, Isolationsgüte, Formgebung, Korrosionssicherheit und dergleichen der einzelnen Windungen der Spule gestellt werden, wobei auch die    Abmes-      sungen   letzterer bedeutsam sind. 



  Das stetige Bestreben, die elektrischen Geräte mehr und mehr zu verkleinern, sowie der im steigenden Mass sich    entwickelnde   technische Fortschritt bedingen immer mehr elektrische Bauteile kleinster Abmessungen, die bei möglichst gleichbleibender präziser Arbeitsweise und hoher    Verschleissfestigkeit   den ständig    wachsenden   Anforderungen zu entsprechen vermögen. 



  Bei den zur    Zeit   bekannten Herstellungsverfahren von    Feindraht-Scheibenspulen   ist dies, wenn überhaupt, nur mit grossem    Arbeits-   und gegebenenfalls    apparativem   Aufwand zu erreichen. So    ist   es    bekannt,   Feindraht zwischen    zwei   Scheiben zu wickeln und anschliessend in flüssiges    Paraffin   zu tauchen. Eine in der Art gefertigte Spule hat jedoch    keine   grosse mechanische Festigkeit und ist ausserdem nur    beschränkt   wärmebeständig. Um dem abzuhelfen, wird sie vielfach noch zusätzlich in Harz eingegossen. Gemäss einer anderen gebräuchlichen Herstellung wird nach dem Prinzip einer gedruckten Schaltung verfahren.

   Solche    Feindraht-Scheibenspulen   sind jedoch    teuer   und darüber hinaus in ihrem    Leiterquerschnitt   nur beschränkt    herstellbar.   Dies ist dadurch bedingt, weil die mechanische Festigkeit der gedruckten    Leiterbahr-      nen   gering ist, so dass je nach vorgesehener mechanischer Beanspruchung solcher    Feindrahtspulen   der Querschnitt ihrer Leiterbahnen grösser, als es eigentlich    erforderlich   wäre, gewählt werden muss. Ausser- dem müssen die Leiterbahnen nach dem    Ätzen   gut nachbehandelt werden, um die Korrosion der relativ grossen Leiteroberfläche zu verhindern.

   Da der    Win-      dungsabstand   bei    gedruckten   Schaltungen nicht zu klein sein darf, wirkt    sich   das    verständlicherweise   auf die Grösse einer derart hergestellten Drahtspule aus. Für diese Grösse ist in beachtlichem Mass auch noch die Stärke der Isolierfolie    mitbestimmend,   die jeweils vom Querschnitt der Leiterbahnen abhängt. In diesem Zusammenhang sei beispielsweise auf gedruckte Spulen aus flexiblen Kupferkaschierten Folien    veiwiesen,   die entsprechend    zusammengefaltet   zu    Transformatorenspulen   verarbeitet werden können.

   Da die    Isolierfolienstärke      mit   dem Querschnitt der Leiterbahn zunimmt, ist es erklärlich, dass eine solche    Transformatorspule   verhältnismässig gross werden muss. Demgemäss vermag dieses    Herstellungsverfahren   für Spulen nicht in allen Fällen dem eingangs erwähnten Bestreben nach weitgehender Verkleinerung elektrischer    Bauteile,   im vorliegenden Fall elektrischer Drahtspulen, gerecht zu werden. 



  Die    Erfindung      betrifft   ein    Verfahren   zur Herstellung einer    Feindraht-Scheibenspule   für elektrische Apparate, bei der die    Spulenwindungen   allseitig in einer Isolation eingebettet sind, bei der die    erwähnten   Nachteile dadurch    vermieden   werden, dass    wenigstens   eine Trägerfolie, an der mindestens an einer    ihrer   beiden Seiten    eine   Schicht aus einem    thermoplasti"   sehen    Material   haftet, in    eine   Wickelvorrichtung eingelegt,

   der    Feinde      aht   in der    Wickelvorrichtung   zu einer Spule gewickelt und    dann   die Trägerfolie zusammen mit den auf ihrer Schicht anliegenden Drahtwindungenerwärmt werden. 



  Die nach diesem    Verfahren   hergestellte Feindraht-Scheibenspule zeichnet    sich   dadurch aus,    dass   die Drahtwindungen der Spule ohne Hohlraumbil- 

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    dung   in der auf der Trägerfolie ein- oder beidseitig haftenden Schicht aus    thermoplastischem      Material   allseitig eingebettet und darin    fixiertsind.   



  Das    erfindungsgemässe      Verfahren   und die nach diesem hergestellte    Feindraht-Scheibenspule   sind anhand der Zeichnung an    :einem      Ausführungsbeispiel   nähr erläutert. 



  Es zeigen:    Fig.   1 eine nach dem    erfindungsgemässen   Verfahren    hergestellte      Feindraht-Scheibenspule   in perspektivische: Ansicht, teilweise    ausgeschnitten,      Fig.   2 eine Trägerfolie    zusammen   mit    ,einer   Folie aus einem unter Wärmeeinwirkung    erweichbaren   Werkstoff,    Fig.   3 eine Trägerfolie zusammen mit zwei Folien aus einem unter Wärmeeinwirkung    erweichbaren   Werkstoff,

      Fig.   4 einen Schnitt durch eine nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellte    Feindraht-      Scheibenspule   in vergrössertem Massstab und    Fig.   5 einen Schnitt durch eine Wickelvorrichtung für    Feindraht-Scheibenspulen.   



  Die nach dem erfindungsgemässen    Verfahren   gefertigte und in    Fig.   1 in perspektivischer Ansicht und teilweise im Schnitt dargestellte    Feindraht-Scheiben-      spul--   besteht aus Drahtwindungen 1, einem Isolierwerkstoff 2, durch den die Drahtwindungen beiderseits eingebettet werden, und    schliesslich      einem      Spu-      lenkörper   3, dessen Stärke    jeweils   vom Drahtdurchmesser bestimmt wird. 



  Der Isolierwerkstoff 2 besteht aus einer Trägerfolie 4, die als eigentliche    elektrische   Isolation dient und bei der Herstellung der    Feindraht-Scheibenspule   gemeinsam mit mindestens    einer      Folie   aus einem unter Wärmeeinwirkung    erweschbaren      Isolierwerk-      stoff      eingelegt   wird. 



  In    Fig.   2 ist eine solche Trägerfolie 4, die aus dünnem    Cellulosepapicr,      Glasfaserpapier,   Asbestpapier und anderen Faserstoffen oder aber aus einem verhältnismässig schwer    erweichbaren   Kunststoff, z. B.    Poiyäthylenglykolterephthalat,      Polybisphenolcarbonat   usw., besteht, in der Ausführungsform als    Einschicht-      folie,   d. h. mit einer einseitig auf der    Trägerfolie   4 haftenden Schicht 5 aus einem    thermoplastischen   Werkstoff von    verhältnismässig      niedriger      Erwei-      chungstemperatur,   wie z. B.

   Polyäthylen,    Polyobyty-      len,   Polystyrol,    Polypropylen   usw.,    ,dargestellt,   während in der    Fig.   3 eine gleiche Trägerfolie 4 in der Ausführungsform als    Zweischichtfolie,   d. h. zusammen mit einer oberen Schicht 6 und einer unteren Schicht 7 aus einem    thermoplastischen   Werkstoff von verhältnismässig niedriger    Erweichnrngstemperatur,   gezeigt ist. 



  In der    Fig.   4 ist ein Schnitt durch eine nach ,dem    erfindungsgemässen   Verfahren hergestellte    Feindraht-      Scheibenspule   in einem grösseren Massstab dargestellt. Hierbei soll darauf hingewiesen werden, dass je nach dem Verwendungszweck der    Feindraht-Scheibenspule   diese nur an einer ihrer beiden Seiten 8 und 9 oder aber auf beiden Seiten 8, 9 mit einer Ein- oder    Zweischichtfolie   isoliert werden kann. Ausserdem ist es denkbar, den    Spulenkörper   3 bzw. 11, 15 (siehe    Fig.   4 und 5) aus dem gleichen Isolierwerkstoff, wie er in den    Fig.   2 und 3 gezeigt und demgemäss beschrieben .ist, zu verwenden, obwohl dies für das erfindungsgemässe Verfahren nicht Bedingung ist.

   Wie weiter aus    Fig.   4 zu ersehen ist,    liegt   eine unterste Drahtwindung 10 einer    Spulenwicklung   auf einem    Spulenkörper   11 auf, während die übrigen die    Spu-      lenwicklung   bildenden Drahtwindungen    entsprechend   übereinander liegen. Um nun der    Spulenwicklung   die    erforderliche   mechanische Festigkeit zu geben, werden ihre Drahtwindungen an einer oder an beiden Seiten der    Spulenwicklung   mit entsprechenden Trägerfolien 12, 13 umschlossen und dann erwärmt. 



  Die Herstellung einer    Feindraht-Scheibenspule   ist anhand der    Fig.   5, in der eine einfache Wickelvorrichtung    gezeigt   ist, erklärt. Hierbei sind zwei einander gegenüber angeordnete planparallele Scheiben 14, gemeinsam mit einem    Spulenkörper   15, an den sie beiderseits anstehen und    @so   auf Distanz gehalten werden, auf einen Wickeldorn 16 aufgeschoben. Darauf werden .diese Teile durch eine Befestigungsvorrichtung, bestehend aus einem schraubenförmig    aus-      gebildeten   Ende 17 :des Wickeldorns 16, einer Befestigungsschraube 18, einer Federscheibe 19 und einem Anschlag 20, zusammengehalten.

   Da der Abstand der beiden einander gegenüberstehenden Scheiben 14 einerseits von der Drahtstärke der zu wickelnden    Feindraht-Scheibenspule   und anderseits von der Dicke der Trägerfolie abhängt und somit vorbestimmt ist, wird dem durch entsprechende Dimensionierung des    Spulenkörpers   15 Rechnung getragen. 



  Zum Fertigen der    Feindraht-Scheibenspule   werden vor dem    Zusammenfügen   der Wickelvorrichtung in vorstehend beschriebener Weise auf die Scheiben 14    mit   thermoplastischem Werkstoff niedriger Erweichungstemperatur beschichtete Trägerfolien 21 gelegt, die gemeinsam mit den Scheiben 14 auf den Wickeldorn 16 aufgeschoben werden. Um zu verhindern, dass die Trägerfolien 21 an den Randteilen verrutschen, werden sie an diesen mit einer geeigneten Haltevorrichtung 22, z. B. einen Klemmring, festgehalten.

   Danach wird der Feindraht in der Wickelvorrichtung    zu   einer    Feindraht-Scheibenspule      gewik-      kelt,   wobei    derart   verfahren wird,    dass   im Inneren des Wickeldorns ein Wicklungsende in einer in der Zeichnung nicht sichtbaren Nut festgelegt ist und unter Drehen der Wicklungsvorrichtung Windung um Windung zu einer    Spulenwicklung   geformt wird. Sodann wird die    Spulenwicklung   in geeigneter Weise auf die Schmelztemperatur der thermoplastischen Werkstoffschicht gebracht, z. B. durch Erhitzen in    einem      Wärmeofen   oder durch Strombelastung des Wickeldrahtes.

   Schliesslich wird durch Pressen der Feindraht Scheibenspule der Feindraht völlig mit thermoplastischem Werkstoff allseitig und ohne    Hohl-      raumbildung   umschlossen. 



  Bei    Feindraht-Scheibenspulen,   die nach diesem    Verfahren      hergestellt   werden, entspricht ihre Stärke 

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 bei Verwendung einer reinen    Thermoplastfolie   an Stelle einer Trägerfolie oben ausgeführter Art lediglich dem    Feindrahtdurchmesser   mit Isolation. Werden hingegen beschichtete Trägerfolien verwendet, wird die    Feindraht-Scheibenspule      demgemäss   um die Dicke der jeweiligen Trägerfolie und deren Beschichtung bzw. Beschichtungen bei    Zweäschichtfolien,   stärker. Da die Trägerfolie sehr dünn sein    kann,   ohne dass dadurch :der Wickelvorgang störend beeinträchtigt würde, ist es möglich, den Wickelraum    optimal   zu nutzen.

   Infolge der ausserordentlichen    Feuchtigkeits-      beständigkeit   des    thermoplastischen   Materials ist die    Feindraht-Scheibenspule   gegen Feuchtigkeitseinflüsse nahezu :unempfindlich. Durch :die geeignete Auswahl des Isolierwerkstoffes, z. B.    ,Polyäthylen,   weist die nach diesem Verfahren    hergestellte      Feindraht-Schei-      benspule   hohe    elektrische   Durchschlagsfestigkeit und kleine    dielektrische   Verluste auf. Dadurch    ist   es möglich, diese    Feindraht-Scheibenspulen   sowohl für die Hochfrequenz- als auch für die    Hochspannungs-Tech-      nik   verwenden zu können.

   Darüber hinaus lassen sich diese    Feindraht-Scheibenspulen   in kaltem Zustand zum Teil und bei Wärmebehandlung nahezu beliebig verformen, wodurch ihre Verwendungsmöglichkeiten gegenüber den bisher bekannten    Feindraht-      Scheibenspulen   beachtlich erweitert sind. So lässt sich beispielsweise .aus einer mit Widerstandsdraht    gewik-      kelten      Feindraht-Scheibenspule   durch Falten in    ihrer   Mitte eine induktionsarme und kapazitätsarme Spule herstellen, die unter anderem als    Balanceregler,   z. B. in der Radiotechnik, verwendbar ist.

   Ausserdem kann man mit    :einer   aus Widerstandsdraht    gefertigten   Feindraht-Scheibenspule den Widerstand nach einer beliebigen Funktion kontinuierlich veränderbar einstellen. Aber auch zum    Transformatorenbau   eignen sich derartige    Feindraht-Scheibenspulen   ausgezeichnet. Sie werden ähnlich einer gedruckten    S-Band-Spule   aus einzelnen Scheiben zu    einer      Transformatorspule   zusammengesetzt, verlötet und mit Druck und Wärme zu einer kompakten Einheit verschweisst. 



  Die besondere Bedeutung, die dem erfindungsgemässen    Herstellungsverfahren   von    Feindraht-Schei-      benspulen   zukommt, liegt für die    Messtechnäk   darin, dass    .diese   Spulen ohne Einbusse an    Güte   im Vergleich zu bekannten Erzeugnissen dieser Art    mit   sehr kleinen Abmessungen gefertigt werden können. Insbesondere für die Entwicklung und den Bau von sehr flachen und somit raumsparenden elektrischen    Mess-      instrumenten   erweisen sich diese    Feindraht-Scheiben-      spulen,   die darüber hinaus auch noch beachtliche elektrische Vorteile haben, als ausserordentlich günstig.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH I Verfahren zur Herstellung einer Feindraht-Schei- benspule fürelektrische Apparate, bei ider die Spulenwindungen allseitig in einer Isolation eingebettet sind, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Trägerfolie (4 bzw. 12, 13 bzw. 21), an der mindestens an einer ihrer beiden Seiten eine Schicht (5 bzw.

   6, 7) aus .einem thermoplastischen Material haftet, in eine Wickelvorrichtung (15 bis 20) eingelegt, der Feindraht (1) in der Wickelvorrichtung zu einer Spule gewickelt und dann die Trägerfolie (4) zusammen mit den auf ihrer Schicht anliegenden Drahtwindungen (10) erwärmt werden. UNTERANSPRüCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Erwärmen der Trägerfolie bzw. der Spulenwindungen diese gepresst werden und dadurch der Feindraht völlig mit thermoplasti- schem Werkstoff allseitig und ohne Hohlraumbildung eingeschlossen wird. 2.

   Verfahren nach Patentanspruch I, idadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeeinwirkung zur Erweichung des thermoplastischen Werkstoffes durch Erhitzen in. einem Wärmeofen oder durch Strombelastung des Wickeldrahtes erfolgt. PATENTANSPRUCH II Feindraht-Scheibenspule für elektrische Apparate, hergestellt nach :dem Verfahren gemäss Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Drahtwindungen der Spule ohne Hohlraumbildung in der auf der Trägerfolie ein- oder beidseitig haftenden Schicht .aus thermoplastischem Material allseitig eingebettet und darin fixiert sind.

   UNTERANSPRÜCHE 3. Feindraht-Scheibenspule nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerfolie aus Faserstoff, vorzugsweise Cellulosepapier, besteht. 4. Feindraht Scheibenspule nach Patentanspruch 1I, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerfolie vorzugsweise aus Polyäthylenglykolterephthalat besteht. 5. Feindraht-Scheibenspule nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass der thermoplastische Werkstoff Polyäthylen ist. 6.

   Feindraht-Scheibenspule nach Patentanspruch 1I, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerfolie als Einschichtfolie ausgebildet ist. 7. Feindraht-Scheibenspule nach Patentanspruch 1I, dadurch gekennzeichnet, -dass die Trägerfolie als Zweäschichtfolie ausgebildet ist.