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Flüssigkeitsdicbte Wicklung für elektrische Maschinen.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung wasserdichter Wicklungen bei wasserdichten Maschinen, welche eine sichere Abdichtung der Wicklung für den Dauerbetrieb unter Wasser und eine fabriksmässige Herstellung der Motoren ermöglicht.
Es wurde bereits vorgeschlagen, eine wasserdichte Hülle an dem Ständerpaket aus vulkanisiertem Gummi anzuordnen, in welcher die Wicklung untergebracht ist. Ein Einpressen von Isoliermasse in die hohle Hülle von den Stirnseiten aus zur Verbesserung der Abdichtung erreicht nicht den angestrebten Zweck und ist für Tauchmotore nicht geeignet, weil sich diese Masse mit der Hülle nicht verbindet und in den Nuten Luftsäcke verbleiben, durch welche das Wasser zu der Wicklung eindringt, falls die Hülle verletzt wird. Es ist auch bekannt, die Wicklung durch Einandergiessen halbflüssiger und plastischer Isoliermasse von den Stirnseiten aus zu umhüllen. Die in den Nuten verbleibende Luft strebt dabei nach aussen zu entweichen und verursacht Luftblasen und poröse Stellen, welche gleichfalls zu einem Durchschlag des Motors führen.
Diese Nachteile werden erfindungsgemäss dadurch beseitigt, dass die Stirnköpfe zuerst in eine gummiartige Masse eingebettet werden und der so entstandene Block mit einer wasserdichten äusseren kapselnden Schichte aus einem gut gepressten Material, wie z. B. Roh-oder halbvulkanisiertem Gummi, versehen wird. Der in den Nuten liegende Teil der schützenden Schichte wird vorzugsweise an dem Ständer vor der Bewicklung angeordnet. Die äussere kapselnde Schichte hat den Zweck, etwaige poröse Stellen des zuerst gebildeten Blockes bzw. allfällige Mängel in der Verbindung dieses Blockes mit den Nutenröhrchen auszugleichen.
Die Herstellung erfolgt also in folgender Weise : Zuerst werden in den Nuten Röhrchen aus Isolier- material, z. B. aus Rohgummi, eingelegt und die Stirnseiten mit Stirnscheiben aus gleichem Material versehen, darauf wird die Wicklung hergestellt. Während der Herstellung der Wicklung und nachher werden die Nutenschlitze und andere Hohlräume in den Nuten und an den Stirnseiten mit einer teigartigen Isoliermasse, wie z. B. Spritzgummi u. dgl., unter Druck ausgefüllt, u. zw. so, dass sich ein genügend starker Block der Masse auch ausserhalb der Stirnverbindungen bildet. Die teigartige Masse wird dabei vorzugsweise angewärmt und mit Hilfe einer Presse eingepresst.
Dabei füllt sie alle Lufträume aus, dringt tief in die Nuten hinein und presst und bindet sich fest mit der Nutenisolation und mit den Stirnscheiben und bildet die Stirnverbindungen umhüllende Blöcke. An die Stirnblöeke wird nun eine weilere äussere Schichte angebracht und das Ganze mit einer Pressvorrichtung versehen und nochmals zusammengepresst. Der Ständer wird nun samt Pressvorrichtung in einen Windkessel, Vulkanisationskessel u. dgl. eingebracht oder auf eine andere Weise durch Wärme oder chemisch bearbeitet. Die geschmolzene Gummimasse dringt dabei in etwa noch verbliebene Hohlräume hinein und schmilzt mit der äusseren Umkleidung zusammen, so dass sich ein fester wasserdichter Block bildet, in dem die Wicklung eingebettet ist.
Die weiteren Einzelheiten sind an Hand der Zeichnung ersichtlich. Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch den Motor. Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch den Ständer samt Pressvorrichtung.
Fig. 3 veranschaulicht einen eben solchen Schnitt durch den Ständer allein, nach der Fertigstellung, und Fig. 4 einen Querschnitt nach der Linie a-b der Fig. 1.
Der Motor besitzt einen Ständer 1 mit Wicklung 3 und 4 und einen Rotor 22, welcher vorzugsweise mit einer Käfigwicklung versehen ist, so dass er ohne besondere Schutzmassnahmen im Wasser arbeiten kann. Das Ständerpaket kann mit geschlossenen oder halboffenen Nuten ausgebildet sein.
Bei den geschlossenen Nuten wird die Nutenisolation in Form von Nutenrohrchen aus Gummi u. dgl.
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hergestellt, durch welche die Wicklungsdrähte hindurchgezogen werden. Bei den offenen Nuten wird die Nutenisolation 2 in Form von Gummistreifen angebracht und die Drähte durch die Nutenschlitze eingelegt. Die Kanten der Nutenisolation werden nachher überlappt und zusammengeklebt oder durch die Gummimasse gegen aussen wasserdicht abgeschlossen. In den Nuten können ferner Keile 23 eingeschoben werden, um das Gummi zusammenzupressen. Die Nutenisolation kann mit zwei Stirnscheiben 21, welche mit den gleichen Nuten wie die Ständernuten versehen sind, aus Rohgummi oder halbvulkanisiertem Gummi verbunden werden.
Der Ständer des Motors wird dabei mit starken Stirnplatten 27 versehen, welche eine feste Unterlage für die Stirnscheiben 21 ergeben. Nach dem Einlegen der Drähte werden die Stirnseiten 4 in eine teigartige Masse 6 od. dgl. gepresst, so dass sie zwei Stirnblöcke bildet, wobei die Masse auch in die Nuten möglichst tief eingepresst wird. Nunmehr werdenfür die Verkleidung der Stirnblocke zwei offene Zylinder 20 und 24 aus Roh- oder halbvulkanisiertem Gummi angebracht.
. Nach Vollendung dieses Aufbaues wird in die Bohrung des iijsenpaketes ein Kern 6 eingeschoben, und die Stirnseiten werden mit einer Pressvorrichtung 12 und 14 versehen. Das Zusammenpressen der Isoliermasse kann entweder in dem Gehäuse 8 des Motors, Fig. 1, oder in einem getrennten Gussstüek 9, 10 und 11 erfolgen (Fig. 2). Die Pressvorrichtung kann verschieden mehrteilig ausgebildet werden. Nach Fig. 2 besteht diese Vorrichtung aus zwei Pressscheiben 12 und 14, welche mittels Schrauben 16, 17 und 18 zusammengezogen werden können.
Die Pressscheiben können mit Kanälen versehen werden, um die Vulkanisation durch Dampfbeheizung durchzuführen. Eine von den Pressscheiben 12 ist mit einer Öffnung 15 für das Zuleitungskabel 25 mit dem Leiter 19 versehen, welches gleichfalls mit Isoliermasse umpresst wird.
Die vorzugsweise erwärmte Masse wird unter der Pressung die Hohlräume ausfüllen, dringt tief in die Nuten hinein und schmilzt mit der Nutenisolation und der äusseren Schicht zusammen, wobei sie an den Wandungen der Ständernuten, der Pressvorrichtung u. dgl. eine feste Unterlage findet. Da die Isoliermasse allseitig und sogar in den Nuten zusammengepresst ist, wird das Herausfliessen der Isoliermasse bei der Vulkanisation und die Blasenbildung verhindert. Der zusammengepresste Ständer wird in einen Vulkanisationskessel eingebracht oder auf eine andere Weise durch Wärme bearbeitet, wodurch die Gummimasse samt der äusseren Verkleidung zu einem einheitlichen homogenen Block zusammenvulkanisiert wird, in dem die Wicklung eingebettet ist.
Nach der Vulkanisation wird die Pressvorrichtung entfernt und das Ständerpaket samt gekapselter Wicklung in den Motor eingebaut (Fig. 1). Während des Betriebes im sandigen bzw. schmutzigen Wasser werden Sandkörner u. dgl. in den Motor hineindringen. Sie werden von dem Rotor 22 abgeschleudert und sammeln sich in den Luftspalt. Diese fremden Körper werden durch die Kurzschlussringe 26 mitgerissen und können leicht die Stirnblöcke 5 verletzen. Um dies zu verhindern, werden an den inneren Seiten der Stirnblöeke dünne schützende Zylinder 7 angeordnet, welche bei der Vulkanisation des Gummis sich mit dieser Masse fest verbinden.
Der innere Durchmesser der beiden Stirnblöeke 5 wird unbedeutend grösser gemacht als die Bohrung, so dass der Rotor einmontiert werden kann.
Falls der Motor in einer Flüssigkeit arbeiten soll, welche Gummi angreift, so wird die äussere Umkleidung und der kapselnde Block aus einer andern passenden Isoliermasse hergestellt und in dem gleichen Sinne bearbeitet. Dazu sind z. B. Cellon und Cellonpräparate geeignet. In diesem Falle kann die äussere Umkleidung aus einem mit Cellonlack präparierten Werg hergestellt werden. Auf gleiche Art und Weise kann die Kapselung der Wicklung mit Bakelit u. dgl. vorgenommen werden, welches durch Wärmebehandlung erhärtet wird. Die beiden Stirnblöcke werden beim Anbringen der äusseren Verkleidung auf beiden Stirnseiten offen gehalten, damit die Luft und Verdünnungsmittel leicht ohne Blasenbildung entweichen können.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung wasserdichter Wicklungen mit in einer Isoliermasse eingebetteten Stirnverbindungen bei dem zunächst Nutenröhrchen und Stirnplatten am Ständer angebracht und darauf die Wicklung hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass während und nach Herstellung der Wicklung an und zwischen den Stirnverbindungen plastische Isoliermasse eingebracht wird, welche darauf durch Pressung und Erwärmung in die Nutenröhrchen eingepresst und mit ihnen und den Stirnscheiben verbunden wird, wobei auch massive Stirnblöcke um die Stirnverbindungen herum gebildet werden, welche dann mit einer weiteren Schicht Isoliermasse bedeckt werden, worauf das Ganze durch neuerliche Pressung und Wärmebehandlung bzw. Vulkanisation zu einem wasserdichten Körper vereinigt wird.