DE19929344A1

DE19929344A1 - Wicklung

Info

Publication number: DE19929344A1
Application number: DE1999129344
Authority: DE
Inventors: Guntram Scheible; Kai Garrels
Original assignee: ABB Research Ltd Switzerland
Current assignee: ABB Research Ltd Switzerland
Priority date: 1999-06-26
Filing date: 1999-06-26
Publication date: 2000-12-28

Abstract

Es wird eine Wicklung vorgeschlagen, bestehend aus mehreren separaten Wicklungsabschnitten (1a bis 1d, 5a bis 5d), welche jeweils aus mehreren parallelen Leitern aufgebaut sind, wobei die einzelnen Wicklungsabschnitte über Verbindungselemente (2a bis 2d, 6a bis 6d) mechanisch und elektrisch miteinander verbunden sind und wobei bei einem Verbindungselement zwei Wicklungsabschnitte versetzt gegeneinander miteinander verbunden sind, wodurch sich freie, zum Anschluß von Verbindungsleitungen (3, 4, 7, 8) zu einem Generator oder Oszillator geeignete Wicklungsenden ergeben. DOLLAR A Anternativ wird eine Wicklung vorgeschlagen, bestehend aus einem flexiblen, aus mehreren parallelen Leitern aufgebauten Kabel (9) und einem Verbindungselement (10), welches die beiden Kabelenden versetzt gegeneinander elektrisch und mechanisch miteinander verbindet, wodurch sich freie, zum Anschluß von Verbindungsleitungen (11, 12) zu einem Generator oder Oszillator geeignete Wicklungsenden ergeben.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Wicklung und kann beispielsweise zum Aufbau ei nes Transformators oder einer Spule verwendet werden.

Wicklungen werden üblicherweise durch Wickeln eines Leiters in mehreren Windungen gewünschter Anzahl hergestellt. Bei großflächig auszubildenden Wicklungen kann dies Schwierigkeiten bereiten, beispielsweise bei nachträglicher Integration einer relativ gro ßen Wicklung in einem Herstellungs- bzw. Fertigungsautomaten oder allgemein in ei ner Maschine. Unter "relativ groß" ist zu verstehen, daß die Wicklung etwa die Größe des Herstellungsautomaten selbst aufweist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wicklung anzugeben, die ohne Schwie rigkeiten auch nachträglich in einer Anlage oder Maschine integriert werden kann.

Diese Aufgabe wird durch eine Wicklung gelöst, welche aus mehreren separaten, je weils aus mehreren parallelen Leitern aufgebauten Wicklungsabschnitten besteht, wo bei die einzelnen Wicklungsabschnitte über Verbindungselemente mechanisch und elektrisch miteinander verbunden sind und wobei bei einem Verbindungselement zwei Wicklungsabschnitte versetzt gegeneinander elektrisch miteinander verbunden sind, wodurch sich zwei freie, zum Anschluß von Verbindungsleitungen zu einem Generator oder Oszillator geeignete Wicklungsenden ergeben.

Diese Aufgabe wird alternativ durch eine Wicklung gelöst, welche aus einem flexiblen, aus mehreren parallelen Leitern aufgebauten Kabel und einem Verbindungselement besteht, welches die beiden Kabelenden versetzt gegeneinander elektrisch und me chanisch miteinander verbindet, wodurch sich zwei freie, zum Anschluß von Verbin dungsleitungen zu einem Generator oder Oszillator geeignete Wicklungsenden erge ben.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Wick lung auftrennbar ist und deshalb ein nachträglicher Einbau der vorgeschlagenen Wick lung in einer Maschine in einfacher Art möglich ist. Die Wicklung wird erst in der Ma schine selbst durch Verbinden der einzelnen Wicklungsabschnitte bzw. des flexiblen Kabels unter Einsatz des mindestens einen Verbindungselementes hergestellt, wobei eine exakte Anpassung an die Maschine durch die Anzahl und Lage der Verbindungs elemente und durch flexible Ausgestaltung der Wicklungsabschnitte, bestehend vor zugsweise aus flexiblem Flachbandkabel, ermöglicht wird. Der Einsatz von Flachband kabel hat den weiteren Vorteil, daß das von der Wicklung produzierte Magnetfeld axial relativ breit ausgebildet ist, was die magnetische Ankopplung an weitere Wicklungen verbessert.

Die vorgeschlagene Wicklung ist insbesondere geeignet für eine in der DE 199 26 799 A1 vorgeschlagenen Anordnung zur drahtlosen Versorgung einer Vielzahl Sensoren mit elektrischer Energie unter Einsatz mindestens einer von einem mittelfrequenten Oszil lator gespeisten Primärwicklung, wobei jeder Sensor mindestens eine zur Energieauf nahme aus einem mittelfrequenten Magnetfeld geeignete Sekundärwicklung aufweist. Die dort erforderliche Primärwicklung kann sehr gut durch die vorgeschlagene Wicklung realisiert und beispielsweise nachträglich in einen Fertigungsautomaten integriert wer den.

Weitere Vorteile sind aus der nachstehenden Beschreibung ersichtlich.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeich net.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausfüh rungsbeispiele erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Wicklung gemäß erster Ausführungsform,

Fig. 2 eine Detailansicht einer Ecke einer Wicklung gemäß erster Ausführungsform,

Fig. 3 eine Detailansicht der Wicklungseinspeisung bei der ersten Ausführungs form,

Fig. 4 eine Wicklung gemäß zweiter Ausführungsform,

Fig. 5 eine Detailansicht der Wicklungseinspeisung bei der zweiten Ausführungs form,

Fig. 6 eine Detailansicht einer Ecke einer Wicklung gemäß zweiter Ausführungs form,

Fig. 7 eine Wicklung gemäß dritter Ausführungsform.

In Fig. 1 ist eine Wicklung gemäß erster Ausführungsform dargestellt. Diese erste Aus führungsform ist insbesondere für eine vertikale Anordnung der Wicklung geeignet. Die rechteckförmige Wicklung weist vier separate Wicklungsabschnitte 1a, 1b, 1c, 1d auf, die an den vier Ecken über Verbindungselemente 2a, 2b, 2c, 2d elektrisch und mecha nisch miteinander verbunden sind. Für die Wicklungsabschnitte 1a bis 1d wird vor zugsweise flexibles mehradriges Flachbandkabel mit mehreren parallelen Leitern ein gesetzt.

In Fig. 2 ist eine Detailansicht einer Ecke einer Wicklung gemäß erster Ausführungs form dargestellt. Das gezeigte Verbindungselement 2a weist sieben winkelförmig aus gebildete, in einer Reihe nebeneinander angeordnete und gegenseitig elektrisch iso lierte Kontaktstellen mit jeweils zwei Anschlüssen für die beiden Wicklungsabschnitte 1a, 1b auf. Die Abwinkelung der nebeneinander angeordneten Kontaktstellen erfolgt in zwei Ebenen. Zur elektrischen Kontaktierung weisen diese Kontaktstellen beispielswei se Öffnungen mit Kontaktzungen auf, in welche die elektrischen Leiter der Wicklungs abschnitte eingesteckt werden.

In Fig. 3 ist eine Detailansicht der Wicklungseinspeisung bei der ersten Ausführungs form dargestellt. Wie zu erkennen ist, sind die beiden Wicklungsabschnitte 1a, 1d ver setzt gegeneinander in das Verbindungselement 2d eingesteckt. Die jeweils freien En den des Wicklungsabschnittes 1a bzw. des Wicklungsabschnittes 1d bilden die Wick lungsenden und sind mit einer Verbindungsleitung 3 bzw. 4 kontaktiert, welche ande rerseits mit einem Generator bzw. Oszillator verbunden sind. Die Kontaktierung zwi schen der Verbindungsleitung 4 und dem Wicklungsabschnitt 1d erfolgt über das Ver bindungselement 2d. Die weitere elektrische Verbindung zwischen der Verbindungs leitung 3 und dem Wicklungsabschnitt 1a erfolgt beispielsweise durch Verlöten. Alternativ kann auch an der Wicklungseinspeisung ein Verbindungselement eingesetzt sein, das eine Kontaktstelle mehr aufweist, als dies der Anzahl der parallelen Leiter eines Wicklungsabschnittes entspricht. Dann können beide Kontaktierungen zwischen den Verbindungsleitungen 3, 4 und den Wicklungsabschnitten über das Verbindungs element selbst erfolgen.

Die weiteren Verbindungselemente 2b, 2c der Wicklung sind in der gemäß Fig. 2 darge stellten Art und Weise mit den Wicklungsabschnitten verbunden. Insgesamt ergibt sich eine Wicklung mit sieben Windungen.

In Fig. 4 ist eine Wicklung gemäß zweiter Ausführungsform dargestellt. Diese zweite Ausführungsform ist insbesondere für eine horizontale Anordnung der Wicklung geeig net. Die rechteckförmige Wicklung weist vier separate Wicklungsabschnitte 5a, 5b, 5c, 5d auf, die an den vier Ecken über Verbindungselemente 6a, 6b, 6c, 6d elektrisch und mechanisch miteinander verbunden sind. Für die Wicklungsabschnitte 5a bis 5d wird vorzugsweise mehradriges Flachbandkabel eingesetzt.

In Fig. 5 ist eine Detailansicht der Wicklungseinspeisung bei der zweiten Ausführungs form dargestellt. Zur elektrischen Kontaktierung weisen die Verbindungselemente wie derum Öffnungen mit Kontaktzungen auf, in welche die elektrischen Leiter der Wick lungsabschnitte eingeführt werden. Wie zu erkennen ist, sind die beiden Wicklungsab schnitte 5a, 5d versetzt gegeneinander in das Verbindungselement 6d eingesteckt. Die jeweils freien Enden des Wicklungsabschnittes 5a bzw. des Wicklungsabschnittes 5d bilden die Wicklungsenden und sind mit einer Verbindungsleitung 8 bzw. 7 kontaktiert, welche andererseits mit einem Generator bzw. Oszillator verbunden sind. Da ein Ver bindungselement 6d eingesetzt ist, welches ein Kontaktpaar mehr aufweist als dies der Anzahl der parallelen Leiter der Wicklungsabschnitte entspricht, erfolgt die Kontaktie rung zwischen der Verbindungsleitung 7 und dem Wicklungsabschnitt 5d sowie die Kontaktierung zwischen der Verbindungsleitung 8 und dem Wicklungsabschnitt 5a über das Verbindungselement 6d.

In Fig. 6 ist eine Detailansicht einer Ecke einer Wicklung gemäß zweiter Ausführungs form dargestellt. Das gezeigte Verbindungselement 6a weist fünf winkelförmig ausge bildete, in einer Reihe nebeneinander angeordnete und gegenseitig elektrisch isolierte Kontaktstellen für die beiden Wicklungsabschnitte 5a, 5b auf, wobei die Abwinkelungen der nebeneinander angeordneten Kontaktstellen in einer Ebene erfolgen. Die elektri sche und mechanische Verbindung der weiteren Wicklungsabschnitte über die Verbin dungselemente 6b und 6c erfolgt in gleicher Art und Weise.

Vorstehend ist ausgeführt, daß für die Wicklungsabschnitte 1a bis 1d und 5a bis 5d vorzugsweise mehradriges, flexibles Flachbandkabel eingesetzt wird. Alternativ hierzu ist es insbesondere zur Bildung einer sehr leistungsstarken Wicklung mit relativ hohem Stromdurchgang möglich, die Wicklungsabschnitte aus mehreren nebeneinander anzu ordnenden, elektrisch gegeneinander zu isolierenden, starren Leiterstäben aufzubauen.

Vorstehend werden rechteckförmige Konfigurationen der Wicklung beschrieben, welche den Einsatz von Verbindungselementen mit rechtwinklig abgebogenen Kontaktstellen erfordern. Abweichend hiervon können selbstverständlich auch andere Wicklungs- Konfigurationen (dreieckig, fünfeckig usw.) realisiert werden.

Im einfachsten Fall ist eine aus einem flexiblen Kabel 9, insbesondere Flachbandkabel und einem einzigen Verbindungselement 10 bestehende Wicklung herstellbar, wobei die beiden Enden des Kabels über das einzige Verbindungselement 10 versetzt ge geneinander elektrisch miteinander verbunden sind, wodurch sich freie, zum Anschluß von Verbindungsleitungen 11, 12 zu einem Generator oder Oszillator geeignete Wick lungsenden ergeben. Eine derartige Wicklung ist in Fig. 7 gezeigt.

Claims

1. Wicklung, bestehend aus mehreren separaten Wicklungsabschnitten (1a bis 1d, 5a bis 5d), welche jeweils aus mehreren parallelen Leitern aufgebaut sind, wo bei die einzelnen Wicklungsabschnitte über Verbindungselemente (2a bis 2d, 6a bis 6d) mechanisch und elektrisch miteinander verbunden sind und wobei bei einem Verbin dungselement zwei Wicklungsabschnitte versetzt gegeneinander elektrisch miteinander verbunden sind, wodurch sich zwei freie, zum Anschluß von Verbindungsleitungen (3, 4, 7, 8) zu einem Generator oder Oszillator geeignete Wicklungsenden ergeben.

2. Wicklung, bestehend aus einem flexiblen, aus mehreren parallelen Leitern aufgebauten Kabel (9) und einem Verbindungselement (10), welches die beiden Kabe lenden versetzt gegeneinander elektrisch und mechanisch miteinander verbindet, wo durch sich zwei freie, zum Anschluß von Verbindungsleitungen (11, 12) zu einem Ge nerator oder Oszillator geeignete Wicklungsenden ergeben.

3. Wicklung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verbindungselement (2a bis 2d, 6a bis 6d) aus mehreren in einer Reihe nebeneinander angeordneten, elektrisch gegeneinander isolierten Kontaktstellen mit jeweils zwei An schlüssen besteht.

4. Wicklung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Abwinke lung der nebeneinander angeordneten Kontaktstellen in einer Ebene erfolgt.

5. Wicklung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Abwinke lung der nebeneinander angeordneten Kontaktstellen in zwei Ebenen erfolgt.

6. Wicklung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ab winkelungen rechtwinklig erfolgen.

7. Wicklung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Kontaktstellen eines Verbindungselementes (2a bis 2c, 6a bis 6c) gleich der Anzahl der parallelen Leiter eines Wicklungsabschnittes ist, mit Ausnahme des Verbindungsele mentes (2d, 6d) für den Anschluß der gegeneinander zu versetzenden Wicklungsab schnitte (1a und 1d, 5a und 5d), welches eine Kontaktstelle mehr aufweist als dies der Anzahl der parallelen Leiter eines Wicklungsabschnittes entspricht.