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Einrichtung an Spulen von elektrischen Geräten für die Imprägnierung mit Niederdruckharzen ohne Verwendung von Formen
Die Imprägnierung der Spulen von elektrischen Geräten mit Niederdruckharzen (z. B. Epoxydharzen) wird im Gegensatz zu den andern üblichen Arten der Lackimprägnierung, bei welchen die Spulen ein- fach in den Lack in einem Imprägnierbad eingetaucht und nach dem rurcildringen mit dem Lack aus dem Bad herausgezogen und getrocknet werden, in Formen durchgeführt. Die Spule, welche mit einem niederviskosen Epoxydharz imprägniert wurde, soll in der Form bleiben, bis es ausgehärtet ist, damit die dünne Mischung aus ihr bei dem ziemlich langdauerndenAushärtungsprozess nicht entweichen kann.
Die Imprä- gnierung jeder Spule in einer separaten Form verursacht aber beträchtliche Kosten und ist für eine Grossserienproduktion ungeeignet. Die Verwendung von Formen bei der Imprägnierung der Spulen ist auch noch mit einem anderen Nachteil verbunden, da bei einem beträchtlichen Spalt zwischen der Oberfläche der Spule und dem Inneren der Spule unerwünschte dickwandige Angüsse aus reinem Harz entstehen. Dieser Umstand verursacht besondere Schwierigkeiten im Falle, dass die imprägnierte Spule noch mit einer stärkerenschichte von z. B. mit einem Quarzstaub gefüllten Harz abgegossen werden soll.
Das reine Harz und das mit einem anorganischen Füllstoff gefüllte Harz habenso verschiedene Koeffizienten der Polymerisation und Wärmekontraktion, dass dadurch Spannungen in der Trennungsfläche der stärkeren Schichten entstehen können, was zu einem Zerspringen des Vergusses führen kann.
Es ist ein Verfahren zur Herstellung von mit Giessharz vergossenen elektrischen Apparaten bekanntgeworden, bei welchem dünnwandige, aus einer Kunststoffolie gezogene Gefässe als Formen verwendet werden, die nach dem Erhärten der Vergussmasse am Giessharzkörper verbleiben. Es ist ferner ein Verfahren zum Einkapseln elektrischer Geräte in eng anliegende Kunststoffhüllen bekannt, bei welchen die Form für die dünnflüssige Imprägnierharzverbindung durch Tauchen des elektrischen Gerätes in eine dickflüssige Harzverbindung und nachfolgendes Erhärten dieser Harzverbindung gebildet wird.
Diese bekannten Vorschläge sind jedoch für die Fertigung dann nicht geeignet, wenn Epoxydharze Verwendung finden, insbesondere in solchen Fällen, in denen auf dieseArt imprägnierte elektrische Geräte noch weiter in eine stärkere Schicht von Epoxydharz eingegossen werden sollen. Das Epoxydharz haftet meist nicht mit genügender elektrischer und mechanischer Festigkeit an den Oberflächen einer ganzen Reihe von Kunststoffen, zu denen auch die gemäss dem zuletzt genannten Verfahren verwendeten dickflüssigen Harzverbindungen bzw. die für gezogene dünnwandigeGefässe verwendetenKunststoffe gehören. Ausserdem ergibt das zuletzt genannte Verfahren einen grossen Abfall und eine schlechteAusnützung des zum Abdichten der elektrischen Geräte verwendeten Kunststoffes.
Erfindungsgemäss wird nun die zu imprägnierendeSpule mit einer Einrichtung versehen, die eine Verwendung von Formen beim Imprägnieren überflüssig macht und auch die oben angeführten Nachteile der bekannten Verfahren vermeidet. Diese Einrichtung an Spulen von elektrischen Geräten für die Imprägnierung mit Niederdruckharzen, z. B.
Epoxydharz, ohne Verwendung von Formen ist erfindungsgemäss dadurch gekenn- zeichnet, dass die in einzelnen Lagen gewickelte und mit einem festen Isolierstoffmantel umgebene Spule auf einer Stirnfläche durch eine mittels Eingiessen von mit einem Füllstoff versetzten Epoxydharz hergestellte Schicht abgeschlossen ist, so dass diese Verschlussschicht nach ihrer Aushärtung den Boden eines innen durch denSpulenkörper und aussen durch denMantel begrenztenBehälters für die nachträgliche Ein-
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bringung des Imprägnierharzes bildet.
Ein Anwendungsbeispiel der Erfindung ist in der beigeschlossenen Zeichnung dargestellt. Es ist eine Spule mit einer Wicklung in einzelnen Lagen angedeutet, bei welcher die Wicklung aus zwei Teilwicklungen unterschiedlicher Höhe besteht. Die Spule ist auf einem zylindrischen Spulenkörper 1 aufgewickelt.
Die einzelnen Lagen der durch den Leiter 2 gebildeten Wicklung werden mit Zwischenlagen 3 versehen, welche die Länge'der Wicklungslagen ein wenig überlappen. Die Anordnung der Leiter- und Zwischenlagen ist in dem vergrösserten Detail im Kreis A der Zeichnung angedeutet. Jede Teilwicklung ist mit
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Wicklung mit einer undurchlässigen Schichte abgeschlossen, welche nach dem Wickeln der Spule, z. B. durch Ausgiessen mit einem Epoxydharz, dem ein geeigneter Füllstoff zugesetzt ist, gebildet wird. Die
Ausbildung der Schicht durch Giessen wird durch einen leichten Übergriff des äusseren Mantels 4 über die
Ränder der Zwischenlagen der Wicklung ermöglicht. Die Verschlussschichte 5 wird durch einfaches Auf- giessen auf dieStirnfläche der einzelnenTeilwicklungen derSpule bei lotrechter Stellung der Spulenachse aufgebracht-.
Mit Rücksicht auf die grössere Viskosität des mit einem Füllstoff gemischten Harzes, dringt dieses Harz beim Giessen der Verschlussschichte 5 nur bis zum Beginn der Wicklung vor, wie es im ver- grösserten Detail A ersichtlich ist. Nach Aushärten der Verschlussschichte und nach Vorwärmen des ganzen
Körpers der Spule wird die Spule in einer solchen räumlichen Lage imprägniert, dass bei lotrechter Stel- lung der Spulenachse die Verschlussschichte 5 unten liegt und das Imprägnierharz in die Spule von oben eindringen kann. Dies kann am besten durch eine vollkommene Überflutung der Spule in einem Bad des
Imprägnierharzes durchgeführt werden.
Nach einem vollen Ausfüllen aller Spalte der Spule durch die Im- prägnierung wird die Spule nach dem Herausnehmen aus dem Imprägnierbad mit lotrechter Stellung der
Spulenachse und mit der Verschlussschichte unten in den Ofen zum Aushärten gebracht. Sofern nachdem Aushärten der imprägnierten Spule ein grösseres Absinken des Niveaus des Imprägnierharzes eintritt, ist es möglich, in manchen Fällen auf der anderen Stirnfläche der Spule nachträglich eine Verschlussschichte 5 auszubilden, was übrigens nicht in allen Fällen nötig ist.
Die gemäss der Erfindung imprägnierten Spulen können mit Vorteil für eine ganze Reihe elektrischer
Geräte, wie z. B. kleine Transformatoren und Gerätetransformatoren für alle Spannungen, magnetische
Verstärker, Spulen der Magneten, Relais usw. verwendet werden. Gegenüber den andern bisher gebräuchlichen Mitteln ist die Imprägnierung mit Epoxydharz weitaus die vorteilhafteste Methode und ermöglicht es, eine volle Ausfüllung aller Spalte in der Wicklung mit einem festen Material zu erreichen, wodurch kompakte, einteilig gegossene und erschütterungsfeste Körper der Spule erhalten werden. Mit Rücksicht auf die unrationelle Notwendigkeit des Aushärtens in den Formen wurde bisher bei den kleinen Spulen von einer Imprägnierung mit Epoxydharz nicht Gebrauch gemacht.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht aber auch die Imprägnierung von kleinen Spulen mit Epoxydharz ohne Formen. Bei den Geräte- spannungstransformatoren für Hoch- wie auch Höchstspannung liegt ein weiterer ausserordentlicher Vorteil auch darin, dass bei der Imprägnierung ohne Verwendung von Formen auch die Verwendung von Separatoren, wie z. B. Bienenwachs, Silikonfett oder Silikonlack, welche für den Anstrich der inneren Wände der Form verwendet werden, damit der imprägnierte oder abgegossene Gegenstand aus Epoxydharz nicht an der Form haften bleibt, wegfällt.
Reste dieser Separatoren haften gewöhnlich auf der Oberfläche der imprägnierten oder ausgegossenen Gegenstände und bilden für den Fall eines weiteren Eingiessens in Epoxydharz ein Hindernis für die vollkommene Verbindung der Oberfläche der Gegenstände, welche in der ersten Operation ausgegossen oder imprägniert wurden, mit dem Harz aus der zweiten Gussoperation. Für den Fall des Eingiessens in nachträglichen Operationen ist also die Imprägnierung ohne Formen dadurch vorteilhaft, dass es auf der Oberfläche der so imprägnierten oder ausgegossenen Spulen keine Spuren von Substanzen gibt, welche die Verbindung mit dem Harze in der nachträglichen Gussoperation verhindern könnten.
Durch die erfindungsgemässe Spulenimprägnierung werden nicht nur beträchtliche Ersparnisse an Investitionen für Erzeugungseinrichtungen, sondern auch Ersparnisse an Erzeugungszeit und somit eine Erhöhung der Produktivität erreicht.