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Verfahren zur Herstellung der elektrisch leitenden Verbindungen zwischen
aus flachen, lamellenartigen Leitern bestehenden Metallschichten, die auf beiden
Seiten eines isolierenden kreisringförmigen Trägers angebracht sind Die Erfindung
betrifft ein Verfahren zur Herstellung der elektrisch leitenden Verbindungen zwischen
aus flachen, lamellenartigen Leitern bestehenden Metallschichten, die auf beiden
Seiten eines isolierenden kreisringförmigen Trägers angebracht sind. Es handelt
sich dabei um Spulen für elektrische Maschinen mit ebenem Luftspalt.
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Die Herstellung solcher Wicklungen für flache Elektromotorenanker
geht im allgemeinen von einem »Sandwich« mit drei übereinanderhegenden Hauptschichten
aus: einer leitenden Metallschicht, einem isolierenden Träger und einer weiteren
leitenden Metallschicht. Dieses Halbfertigmaterial wird dann entsprechend der gewünschten
Form und Größe zugeschnitten, meistens in Form einer Ringscheibe. Die elektrischen
Stromkreise werden nach bekannten Verfahren auf chemischem oder elektrischem Wege
vor oder nach der Herstellung des »Sandwich« gebildet.
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Eine besonders schwierige Aufgabe besteht schließlich darin, Verbindungen
zwischen den beiden Seiten der Ringscheibe herzustellen. Bei einem bekannten Verfahren
werden in den äußeren Enden der einzelnen Wicklungselemente den Isolierträger durchsetzenden
Löcher vorgesehen, durch die die Enden verbunden werden. Die Lochwand wird dabei
elektrolytisch mit einem leitenden Metall verkleidet, wodurch die entsprechenden
beiden Wicklungselemente auf der Rück- und Vorderseite des isolierenden Trägers
elektrisch miteinander verbunden werden.
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Ein anderes bekanntes Verfahren besteht darin, daß man die Verbindung
mittels Nieten oder äsen oder auch durch Verlöten der zugehörigen Wicklungsenden
herstellt, die hierfür innen und außen die Ränder des isolierenden Trägers überragen.
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Diese Verfahren sind zeitraubend, umständlich und erfordern große
Genauigkeit in der Ausführung und sind trotzdem unzuverlässig wegen der unterschiedlichen
Qualität der so hergestellten elektrischen Verbindungen. Sie eignen sich daher nicht
für eine wirtschaftliche industrielle Serienfertigung, die Unzuverlässigkeit wächst
außerdem, wenn es sich um das Durchleiten starker Ströme handelt.
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Die Erfindung trifft Verfahren zur Herstellung der elektrisch leitenden
Verbindungen zwischen aus flachen, lamellenartigen Leitern bestehenden Metallschichten,
die auf beiden Seiten eines isolierenden Trägers angebracht sind. Die Erfindung
kann auf die Herstellung von elektrischen Spulen und insbesondere auf die Herstellung
von flachen Elektromotorenankern angewendet werden.
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Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschichten
bzw. Leiter auf den beiden Seiten des isolierenden Trägers am inneren und äußeren
Rande in einem durchlaufenden leitenden Ring verbunden werden und daß diese leitenden
Ringe dann durch Einschnitte durchtrennt werden, die die Fortsetzung der die einzelnen
Leiter der Metallschichten trennenden isolierenden Zwischenräume bilden.
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Die folienförmigen Leiter können vor oder nach der Herstellung des
»Sandwich«, d. h. der Schichtfolge gebildet werden. Wie weiter oben schon erwähnt
wurde, kann dies durch bekannte Verfahren erfolgen, welche jedoch nicht in den Rahmen
der vorliegenden Erfindung fallen, da diese nur die Art der Ausführung der Verbindungen
an den Rändern der Ringscheibe betrifft.
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Die Erfindung soll nun an Hand von Ausführungsbeispielen in Verbindung
mit der Zeichnung näher erläutert werden.
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Fig. 1 zeigt einen schematischen Querschnitt einer Scheibe aus aufeinanderfolgenden
Schichten, die zur Ausübung der Erfindung bestimmt ist;
Fig.2 und
3 zeigen zwei Ausführungsmöglichkeifen für die leitenden Ringe gemäß der Erfindung
ebenfalls im Querschnitt; Fig. 4 zeigt einen ähnlichen Schnitt, der eine etwas abgewandelte
Ausführungsform darstellt; Fig. 5 zeigt eine Aufsicht eines Teiles eines Motorankers,
die die gemäß der Erfindung ausgeführten Verbindungen zwischen der Vorderseite und
der Rückseite des Motors erkennen läßt.
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Fig. 1 zeigt eine Ringscheibe in »Sandwich«-Anordnung, die übereinanderliegend
eine metallische Schicht 1, eine Isolierschicht 2 und eine zweite metallische Schicht
1 umfaßt; die zwei Metallschichten 1 überragen dabei innen und außen die isolierende
Mittelschicht 2. Diese Anordnung bezweckt ein Verlöten der überstehenden Ränder
der Metallschichten 1 durch die beiden Lötkronen 3-3 zu ermöglichen, wie Fig. 2
zeigt.
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Auf die Flansche der Metallschicht angrenzend an den inneren und äußeren
Rand der Isolierschicht wird dann ein Lötdraht gelegt und die Verbindung wird dann
mittels einer geheizten Presse, eines Lötkolbens oder auf irgendeine andere geeignete
Weise hergestellt.
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Die Verbindung des Außen- und Innenrandes der Metallschichten 1 kann
auch durch autogenes Schweißen erfolgen, wie bei 4 in Fig. 3 dargestellt ist.
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Die so hergestellte Ringscheibe enthält also einen inneren und einen
äußeren leitenden Rand oder eine leitende Krone, die entweder durch das zwischen
die beiden hervorstehenden Ränder eingebrachte Material gebildet sind, wie Fig.
2 zeigt, oder durch autogenes Verschweißen der beiden Metallschichten, wie in Fig.
3 dargestellt ist.
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In beiden Fällen sind die beiden Metallschichten 1,1 längs ihres ganzen
inneren und äußeren Randes durch zwei Leiterkronen oder -ringe verbunden.
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Die Bildung der Scheibenwicklung mit lamellenartigen Leitern 6, die
durch Schlitze 7 (Fig. 5) voneinander getrennt sind, in denen der isolierende Träger
2 freiliegt, erfolgt ausgehend von den Metallschichten durch irgendein bekanntes
Verfahren; die dabei gebildeten Leiter sind dann zunächst noch durch die Außenkronen
miteinander verbunden.
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Die gewünschten Verbindungen zwischen den Leitern auf der Vorder-
und Rückseite der Isolierscheibe 2 werden dadurch hergestellt, daß man auf mechanischem,
chemischem oder einem anderen geeigneten Wege radiale Kerben oder Aussparungen 8
bzw. 9 in der äußeren und inneren Krone in Fortsetzung der Enden der die flachen
Leiter 6 voneinander trennenden Schlitze 7 anbringt. Die Kerben sind so tief, daß
sie die Kronen ganz durchsetzen und den isolierenden Träger 2 erreichen. Man erhält
auf diese Weise Metallzähne 8 a und 9 a, die durch die Kerben 8 bzw. 9 voneinander
getrennt sind und die Verbindungen zwischen den lamellenförmigen Leitern 6 auf den
beiden Seiten des isolierenden Trägers darstellen.
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Bei den beschriebenen Beispielen war davon ausgegangen worden, daß
die lamellenförmigen Leiter der Scheibenwicklungen nach dem Aufbau der Schichtfolge
1, 2, 1 und nach der Herstellung der Kronen oder Ringe 3 bzw. 4 gebildet worden
waren.
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Selbstverständlich kann man auch vorher hergestellte und auf die beiden
Seiten der isolierenden Schicht 2 aufgeklebte Metallblätter, in welche die lamellenförnügen
Leiter bereits eingeschnitten sind, benutzen. Der mechanische Zusammenhalt der Leiter
vor der Befestigung auf dem isolierenden Träger wird dabei durch die geschlossenen
ringförmigen Ränder der Metallblätter gewährleistet, die sich am inneren und äußeren
Rand der Kreisringscheibe befinden.
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Wenn man das Aufkleben der erwähnten Metall-Blätter auf den isolierenden
Träger und die Anbringung der Lötkronen 3 gleichzeitig bewerkstelligen will, empfiehlt
es sich, ein solches Lot zu verwenden, dessen Schmelztemperatur annähernd mit der
Polymerisationstemperatur des isolierenden Trägers zusammenfällt.
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Die Herstellung der Verbindungen zwischen den Leitern der beiden Metallblätter
wird wie vorher durch Kronen 3 gewährleistet, in die man Kerben einschneidet.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 haben alle übereinanderliegenden
Schichten gleichen Innendurchmesser und gleichen Außendurchmesser.
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Man stellt dann die fortlaufenden Kronen der zwei Metallschichten
1 durch elektrolytischen Niederschlag 5 auf dem ganzen Innen- und Außenrand der
Anordnung her. Der Niederschlag 5 erhält eine bestimmte einer guten Ausführung des
Verfahrens und einer ausreichenden Stromleitung entsprechende Dicke.
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Die Verbindungen zwischen den Leitern der Scheibenwicklung auf der
Vorder- und Rückseite der Isolierscheibe 2 werden dann wie in den vorhergehenden
Beispielen durch Kerben oder Einschnitte, die die verbindenden Schichten 5 durchsetzen,
ausgeführt.