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Verfahren zur Herstellung von elektrischer Isolation aus Papier- und ähnlichen dünnen Bändern.
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Das Aufbringen des Bandes erfolgt derart, dass das Band schraubenförmig um den Gegenstand gewickelt wird. Hiebei kann das Band entweder so aufgebracht werden, dass die aufeinanderfolgenden Windungen einander überlappen, aneinander anstossen oder Zwischenräume bilden.
Man versucht, diese einzelnen Bandlagen so übereinanderzulegen, dass die Ränder oder Fugen der Windungen nicht übereinander fallen sondern gegeneinander versetzt sind.
In allen Fällen entstehen in einer so aufgebrachten Isolierung unvermeidlich Stellen, welche nicht von dem eigentlichen Isoliermaterial ausgefüllt sind, sondern entweder leer bleiben oder sich bei nachfolgender Imprägnierung mit dem Imprägniermittel allein füllen. Wenn nämlich überlappt gesponnen wird. so entstehen Verdickungen an den Vberlappungsstellen und neben denselben Hohlräume. Wenn ohne Überlappung gesponnen wird, so entstehen die Fugen zwischen den aufeinanderfolgenden Windungen.
Diese Fugen setzen die Durchschlagsfestigkeit der Isolierung gegenüber der Durchschlagsfestigkeit des imprägnierten Bandmaterials erheblich herab. Dies gilt auch für den Fall, dass alle Fugen beim nachträglichen Imprägnieren mit der Imprägnierflüssigkeit vollkommen ausgefüllt sind, da diese fast stets eine erheblich geringere Durchschlagsfestigkeit hat als das imprägnierte Bandmaterial. Der Übelstand wird noch grosser, wenn in den Fugen Hohlräume bleiben oder beim nachträglichen Verarbeiten oder Biegen entstehen.
Man hat bereits gewebte Isolierbänder vorgeschlagen, die aus mechanischen Gründen am Rande dünnere oder weniger Kettenfäden besitzen als in der Mitte. Hiedurch sollen Verdickungen bei dem Überlappen vermieden werden. Der Zweck kann nur sehr unvollkommen erreicht werden, weil die Stärke des Schussfadens nicht geändert werden kann. Infolgedessen ergeben sich Ränder von ungleicher Stärke, so dass keine glatte Isolierfläche erzielt werden kann.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde. dass in allen Fällen. wo Bänder aus dichten Stoffen, zu denen beispielsweise Papier, nicht aber Gewebe gehören, verwendet werden (z. B. für getränkte Papierisolation) die Durchschlagsfestigkeit der Isolierschicht sehr stark dadurch erhöht werden kann, dass die Bänder vor ihrer Aufbringung auf den Leiter an den Rändern zugesrhärft oder abgestuft und so aufgebracht werden, dass sie sich an den Rändern ohne Verdickung überlappen. Versuche haben ergeben, dass man beispielsweise eine Erhöhung der Durchschlagsfestigkeit bis zu 50% auf diese Weise erzielen kann.
Die Durchschlagsfestigkeit lässt sich so weit erhöhen, dass sie derjenigen des zusammenhängenden,
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oder Unregelmässigkeiten auftreten können.
Neben Papier kommen alle dünnen Bänder aus festen Stoffen in Frage, die infolge ihrer Struktur
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keine Verwendung, insbesondere da nicht, wo es sich um getränkte Isolation handelt. Schliesslich ist noch zu beachten, dass ein Gewebe kein dichtes Gefüge, wie beispielsweise Papier, sondern durchlässige Stellen zwischen den einzelnen Fäden zeigt.
Auf der Zeichnung sind beispielsweise mehrere Ausführungsformen von Bandquerschnitten
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gebaut wird, ist in ihrem ganzen Umfang nicht dargestellt. Ihre Form kann beliebig sein, z. B. rund oder viereckig im Querschnitt usw.
Bei dem Querschnitt gemäss Fig. l legen sich die einzelnen Windungen des parallelogrammartigen
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Die Zuschärfung des Randes. solcher Bänder kann durch Walzen oder durch Schärf-oder Schneid- vorrichtungen erfolgen.
Für Isolierungen, die nach der Fertigstellung nicht gebogen werden, kann eine weitere Verbesserung der Durchschlagsfestigkeit noch dadurch herbeigeführt werden, dass die schrägen Kanten b zweier aufeinanderfolgender Windungen fest miteinander verklebt werden. Dies kann z. B. dadurch geschehen, dass diese Ränder zunächst mit einem geeigneten Stoff, z. B. mit einem synthetischen Harz, bestrichen oder getränkt werden. Bei dem späteren Erhitzen kleben dann die Kanten b durch die Veränderung des aufgebrachten Mittels in der Hitze dauerhaft zusammen, so dass praktisch überhaupt keine Trennung zwischen den anstossenden Wickellagen mehr vorhanden ist.
Für die Durchtränkung des an sich durchlässigen Bandes bleibt noch genügend Durchlass übrig, da die Kanten b stets nur einen verhältnismässig kleinen Teil der ganzen Bandbreite einnehmen. Beispielsweise wird bei einer Bandbreite von 25 MM eine Überlappung von 2-3 mm. genügen, so dass vier Fünftel der Breite des Bandes nicht geklebt sind und für den Durchgang der Tränkmasse zur Verfügung stehen.
Dasselbe Mittel der Vereinigung der anstossenden Ränder kann auch vielfach in gewissen Teilen von Isolierungen angewandt werden, selbst wenn diese später gebogen werden. Z. B. können die inneren Lagen der Isolierung eines Kabels, welche dem Metalleiter zunächst liegen, in dieser Weise hergestellt werden, da diese Lagen nur geringer Verschiebung bei der Biegung ausgesetzt sind, während die Hauptbeanspruchung und hiezu notwendige Verschiebung in den äusseren Lagen auftritt.
In Fig. 2 ist ein der Querschnittsform gemäss Fig. 1 ähnlicher Querschnitt dargestellt ; er hat abgestumpfte Kanten bei fund g, wodurch die empfindlichen dünnen Kanten bei d nach Fig. 1 vermieden werden.
Man kann auch, wie in Fig. 3 dargestellt ist, den Querschnitt des Bandes a so ausbilden, dass die schrägen Kanten durch stufenförmige Kanten/t, , & , ! ersetzt sind.
Durch die gestrichelte Linie m ist angedeutet, dass das Band a auch aus zwei dünneren Bändern M und o hergestellt und angewandt werden kann. Die beiden Teile können durch beliebige Mittel, z. B. durch Verkleben, aneinander befestigt sein. Der Klebstoff wird zweckmässig nur an den Rändern oder
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Bezüglich der Fig. 3 könnte man einwenden, dass derselbe Erfolg herbeigeführt werden kann, wenn man einfach getrennt Bänder der halben Dicke aufspinnt. Dies ist jedoch nicht der Fall. denn man ist mit der Dicke der Bänder an eine Grenze gebunden aus rein mechanischen Gründen, damit dieselben durch die Spannung beim Aufspinnen nicht reissen. Da es erforderlich ist. die Bänder mit mögliehst grosser Spannung aufzuspinnen, um ihr festes Anliegen untereinander zu bewirken, so ist es nicht möglich, Papier unterhalb einer gewissen Dicke zu verwenden. Man sieht daher, dass dieser Gesichtspunkt mit der Forderung möglichst kurzer Fugen nicht vereinbar ist und dass nach Fig. 3 ein Fortschritt erzielt wird.
In Fig. 4 ist endlich noch dargestellt, wie die treppenförmige Ineinanderschachtelung zweier benachbarter Bandlagen durchgeführt werden kann. Die beiden Lagen a1 und und2 bestehen aus Bändern
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Solche Bänder lassen sich durch Walzen leicht herstellen.
Das Verfahren ist in erster Linie für die Herstellung von Isolierungen für Starkstromleiter geeignet.
Man kann das Verfahren auch für Leiter aller Art verwenden, wenn das Papier entsprechend widerstandsfähig gewählt wird und man entsprechend ausgebildete Vorrichtungen zum Zusehärfen oder Abstufen der Papierränder benutzt.