DE1917211A1

DE1917211A1 - Elektrische Vorrichtung mit einem Traegerkoerper

Info

Publication number: DE1917211A1
Application number: DE19691917211
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Ruppert
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1969-04-03
Filing date: 1969-04-03
Publication date: 1970-10-15
Also published as: BE737398A; FR2038195A1; NL6910485A; AT303907B; ES369511A1; CH499189A; GB1268107A

Description

Wilhelm Ruppert

5o38 Hahnwald, Osteriethweg 4

Elektrische Vorrichtung mit einem Trägerkörper.

Die Erfindung betrifft eine elektrische Vorrichtung mit einem Trägerkörper, der elektrische Bandleiter, insbesondere lackisolierte Bandleiter, aufweist.

Nach einem, auf den Anmelder zurückgehenden Vorschlag sind gedruckte Schaltungen bekannt, bei dem dünne Bandleiter in Form von selbständigen, einzelnen oder auch zusammenhängenden Bandeinheiten über ihren ganzen Querschnitt flächig in den Trägerkörper eingepreßt werden. Der Trägerkörper hat die Form einer Platte, In diese ebene Platte können die Bandleiter mit Hilfe eines gleichfalls ebenen Stempels durch Preßdruck eingebettet werden, ggfs. unter Erwärmung der Platte, die aus isolierendem Werkstoff besteht. Andererseite ' ist es altbekannt, Drähte, aber nicht Bandleiter, zu Spulen zu wickeln. Da Bandleiter in ihren Trägerkörpern eine Sonderform einer gedruckten Schaltung darstellen, wobei in beiden Fällen dünne oder auch sehr dünne, in einer ebenen Fläche verteilte leiter etwa in Schichtform vorhanden sind, bilden Drahtwicklungen kein Vorbild für gedruckte Schaltungen. Ferner ist es zwar bekannt, bei Transformatoren statt kompakter Kerne, Kernbleche zu verwenden und die besondere Form des Joches kann vorsehen, daß die Kernbleche eine bandförmige Struktur haben. Die Kernbleche haben aber mit einem elektrischen leiter nichts zu tun,sondern dienen magnetischen Zwecken, bilden z.B. den Streukern. Ferner ist es be-

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kannt, Bandleiter in Form von oxydierten Kupferschiehten aber wiederum in ebener, flächiger Form in einen Träger-* körper einzupressen oder teilweise in ihn einzubetten. Außerdem sind Transformatoren mit Zylinder-und Scheibenwicklung als Kern- oder Manteltransformatoren altbekannt, wobei aber wiederum lediglich Drahtleiter, also Leiter etwa runden Querschnitts verwendet werden.

Demgegenüber stellt der Erfindungsgegenstand eine Weiterentwicklung hinsichtlich der Bandleiter¹ und der zugehörigen Trägerkörper dar. In überraschender Weise wird vorgeschlagen, solche Bandleiter auch für Anwendungszwecke auf gekrümmten Oberflächen zu benutzen. Hierbei verwendet man dünne, z_eB, aus Kupfer bestehende, etwa 2o bis 2oo my starke Bandleiter, die vorzugsweise vorher durch einen Polyamid-, Polyurethan-, Polyviny!acetal- oder Terephthalpolyesterlack einen Überzug erhielten, mit oder im Einzelfall ohne eine besondere Kantenverstärkung durch zusätzlichen Lacküberzug. Es hat sich in überraschender Weise gezeigt, daß Befürchtungen nicht zutreffen, daß die recht dünnen Bandleiter.. beim Aufbringen auf stark.gekrümmte Oberflächen wie Bohre, sich nachteilig verformen oder daß der Lack insbesondere an dem Kaatea abspringt. Es ist gleichfalls überraschend₉ daß solche, mit Bandleitern versehene, elektrische Vorrichtungen ausgezeichnete elektrische Eigenschaften, besonders hinsichtlich der Durchschlagfestigkeit und des Leitvermögens besitzen.

In weiterer Ausgestaltung dieses Grundgedankens wird vorge_r schlagen, di· Bandleiter auf einem rohrförmigen Trägerkörper anzuordnen. Hierbei kann man vorteilhafterweise von im Handel befindlichen Isolierrohren aus Epoxyd-, oder Polyesterharz, aus gepreßten Hartfasern oder Geweben kostensparend ausgehen. Man erzielt hierdurch elektrische Bauteile, die in vieler Hinsieht vorteilhafte elektrische

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Charakteristika, z.B. eimen im Vergleich zu Drähten wesentlich Yerkleinerten ohmschen Widerstand haben.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird Torgeschlagen, daß mindestens zwei kontinuierliche, elektrisch isolierte Bandleiter übereinander, insbesondere in Lagen bzw. schichtartig übereinander angeordnet bzw· gewickelt sind. Die Anordnung kann so getroffen sein, daß eine Schicht bzw. Lag· aus Epoxydharz, Hartfasern oder dgl. zwischen den Lagen Ton Bandleitern, -vorhanden ist· Vorzugsweise sind die Band- i leiter spiral- oder wendelförmig gewickelt, alt der für den einzelnen. Zweck Torgesehenen Steigung bzw. der entsprechenden Bandleiterzahl pro Längeneinheit bzw. pro Bohrhöhe. Eine besonders zweckmäßige Ausgestaltung sieht Tor, daß solche Bandleiter in Form einer Primär- und Sekundär"wikklung" angeordnet sind, so daß die Bandleiter mit dem Trägerkörper in überraschender Weise einen Transformator bilden. Eine Torteilhafte Ausgestaltung der Erfindung hierbei besteht in einer solchen Auslegung und/oder Anordnung der zumindest zwei Bandleiterwicklungen, daß ein Hochfrequenzoder Hochstromtransformator gebildet wird. Hierbei kann man die dem Bandleiter eigentümlichen Vorteile ausnutzen. Die große Oberfläche des Bandleiters nutzt den Skin-Effekt aus, ' wonach Wechselströme, insbesondere hochfrequente Wechselströme, den Leiterqusrschnitt nicht gleichmäßig ausfüllen, Tielmehr durch Induktionswirkung im Leiter zur Oberfläche hin Terdrängt werden. Diese Stromrerdrängung nimmt bekanntlich mit wachsender frequenz zu. Aus Bandleitern gewickelte Transformatoren haben einen kleineren Wieklungswiderstand für hochfrequente, umzuspannende Potentiale. Solche Transformatoren werden z.B. in elektrischen Verteilungsanlagen Terwendet, in Verbindung mit freitragenden Überlandleitungen und dgl·. Ferner ist Torteilhaft, daß bei Hochleistungs-, insbesondere Hochstromtransformatoren, die erfindungegemäße

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Bauart eine bessere Wasser- oder Ölkühlung der Leiterteile ermöglicht.

Eine beispielhafte Ausführungaform der Erfindung ist is der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im folgenden !beschrieben· Es zeigen

Pig. 1 eine Bandleiterwicklung auf einem Isoli@rroM3?₉ wobei die zweite Lage wegen besserer ÜbersiehtIi©i keit weggelassen ist und

Pig· 2 ein Schnitt nach Linie Il-Ilder Pig· 1.

Der rohrförmige Trägerkörper 1o aus gepreßten Hartfaaera beispielsweise 3 mm Dicke dient als Basiskörper für zwei Lagen von Bandleitern, die spiral- bzw. wendelförmig auf aufgewickelt sein können. Nur die obere Wicklungeschicht 11 ist in Pig. 1 dargestellt. Die Höhe der Steigung, die Breite des Bandleiters und die Anzahl der Einzelwindungen ist mit der anderen Lage abgestimmt, wobei etwa ein Verhältnis 1s2_t vgl. Pig. 2, dargestellt ist. Der Bandleiter der jeweiliges, Lage besteht in der Hegel aus einem einzigen, entepreeheafi langen Bandleiterstück. In diesem Pail bildet der Bandleiter 1o mit seinen Windungen die Primärspule, der Bandleiter 11 die Sekundärβpule. Eine Materialschicht 13 de® Trägerkörpers 1o von z.B. 5o my (diese Dicke ist in weiten (rrsxLzen je elektrisches Bauteil variabel) vergrößert die Dureheelilags» spannung zwischen Schichten 1o und 12. Es hat sich gezeigt, daß trotz großflächiger Anordnung der Schichten zueinander durch diese Werkstoffe dee Irägerkörpers eine beachtliche Durchschlagsfestigkeit erreicht wird,, nicht eehlech.t@r als die= jenige bei Drahtwicklungen. Insbesondere Fig« 2 zeigt die großflächige Anordnung, die bei hohen Frequenzen den öl

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Widerstand außerordentlich herabsetzen (die Dicke des Bandleiters ist aus Anschauungsgründen stark vergrößert)· H und 15 sind Anzapfungen, also vorstehende Bandleiterenden·

Die Erfindung ist hierauf nicht eingeschränkt. Man kann eine Mehrzahl von Bandleiterwicklungen Lage um Lage auf einen rohr- oder epulenförmigen Träger aufbringen und zu gleichen Schaltungsgruppen zusammenschalten· Zwischen den Lagen bzw. im Trägerkörper können Kühlräume für den Durchgang von Wasser oder Öl vorgesehen werden} die Öffnung des _Λ Kühlraumes ist schematisch mit 16 bezeichnet. Solche Vorrichtungen können, versehen mit einer oder einer Mehrzahl von Wicklungen als elektrischer Leitungskörper verwendet werden. Die Anwendung ist auf Wechsel- oder Drehstrom nicht beschränkt. Der Leitungskörper kann selbstverständlich auch Gleichspannungen übertragen·

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Claims

Schutzangprüchc

Elektrische Vorrichtung mit einem Trägerkörper, der elektrische Bandleiter, insbesondere laekisolierte Bandleiter bzw. lackisolierte Bandleiter mit zusätzlichem Lackkantenschutz aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Bandleiter auf einem rohrförmigen Träger-Q körper vorhanden ist.
2. Vorrichtung, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei elektrisch isolierte Bandleiter kontinuierlich übereinander, insbesondere in Form von Lagen oder Schichten angeordnet bzw. gewickelt sind«
3. Vorrichtung, insbesondere nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandleiter mit dem Trägerkörper einen Transformator, insbesondere einen Hochfrequenz- bzw. Hoehstromtransformator, bilden.
t 4. Vorrichtung, insbesondere nach einem der Ansprüche 1—3, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein spiral- bzw. wendelförmig aufgewickelter, insbesondere auf die Oberfläche aufgewickelte, eingepreßte und/oder eingebettete Bandleiter aufweisender Leiterkörper bzw. Leiter bzw. Spulenkörper ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3t dadurch ge- / kennzeichnet, daß der radiale Abstand der benachbarten Bandleiter., verschiedener Wicklungsschichten weniger als einen Bruchteil eines mm beträgt.

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6* Vorrichtung nach, einem der Anspräche 1-5, dadurch gektnnsselohnet, daß der isolierende, insbesondere rohrföraig® Srägerkörper aus Hartfaeem» aus Stwebe, -aus Epoxydwsä/' jäer Polyesterharz

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