Verfahren zur Herstellung von elektrischer Isolation aus Papier- oder ähnlichen dünnen Bändern für elektrische Stromleiter. In der Elektrotechnik werden blanke Lei ter vielfach dadurch isoliert, dass bandförmi ges Isoliermaterial in Schichten so lange aufgebracht wird, bis die erforderliche Stärke der Isolation erreicht ist. Das Aufbringen des Bandes erfolgt derart, dass das Band schraubenlinienförmig um den zu isolieren den Gegenstand gewickelt wird. Hierbei kann das Band entweder so aufgebracht werden, dass die aufeinander folgenden Windungen einander überlappen, aneinander anstossen oder Zwischenräume bilden.
Man versucht, diese einzelnen Bandlagen so übereinander zu legen, dass die Ränder oder Fugen der Windungen nicht überein ander fallen, sondern gegeneinander versetzt sind.
In. allen Fällen entstehen in einer so aufgebrachten Isolierung unvermeidlich Stel len, welche nicht von dem aufgewickelten Isoliermaterial ausgefüllt sind, sondern ent weder leer bleiben oder sich bei nachfolgen der Imprägnierung mit dem Imprägnier- mittel allein füllen. Wenn nämlich überlappt gewickelt wird, so entstehen Verdickungen an den Überlappungsstellen und neben den selben Hohlräume. Wenn ohne Überlappung gewickelt wird, so entstehen die Fugen zwi- s 'hen den aufeinander folgenden Windungen.
<I>o</I><B>C,</B> Diese Fugen setzen *die Durchschlags festigkeit der Isolierung gegenüber der Durchschlagsfestigkeit des imprägnierten Bandmaterials erheblich herab. Dies gilt auch für den Fall, dass' alle Fugen beim nach träglichen Imprägnieren mit der Imprägnier flüssigkeit vollkommen ausgefüllt sind, da diese fast. stets eine erheblich geringere Durchschlagsfestigkeit hat als das impräg nierte Bandmaterial. Der Übelstand wird noch grösser, .wenn in den Fugen Hohlräume bleiben oder beim nachträglichen Verarbei ten oder Biegen entstehen.
Man hat bereits gewebte Isolierbänder vorgeschlagen, die aus mechanischen Grün den am Rande dünnere oder weniger Ketten fäden besitzen als in der Mitte. Hierdurch sollen Verdickungen bei dem Überlappen ver mieden werden. Der Zweck kann nur sehr unvollkommen erreicht werden, weil die Stärke des Schussfadens nicht geändert wer den kann. Infolgedessen ergeben sich Rän der von ungleicher Stärke, so dass keine glatte Isolierfläche erzielt werden kann.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Er kenntnis zugrunde, dass in allen. Fällen, wo Bänder aus dichten Stoffen, zu denen bei spielsweise Papier, nicht aber Gewebe ge hören, verwendet werden (zum Beispiel für getränkte Papierisolation), die Durchschlags festigkeit der Isolierschicht. sehr stark da durch erhöht wird, wenn die Bänder mit an den Rändern vermindertem Querschnitt erzeugt und auf den Leiter so aufgebracht werden, dass sie sich an den Rändern ohne Verdickung überlappen. Versuche haben er geben, dass man beispielsweise eine Erhöhung der Durchschlagsfestigkeit bis zu 50 % auf diese Weise erzielen kann.
Die Durchschlags festigkeit lässt sich so weit erhöhen, dass sie derjenigen des zusammenhängenden, das heisst ungesclinittenen und fugenlosen Stof fes gleichkommt.
Durch das Zuschärfen oder Abstufen mittelst geeigneter Vorrichtungen erreicht man einen durchweg gleichmässigen Quer.. schnitt des Bandrandes, so dass beim über lappen der Ränder keine Verdickungen oder Unregelmässigkeiten auftreten können.
Neben Papier kommen alle dünnen Bän der aus festen Stoffen, zum Beispiel aus Pressspan, in Frage, die infolge ihrer Struk tur geeignet sind, eine entsprechende Be arbeitung der Ränder auszuhalten. Gewebe kommen für das vorliegende Verfahren nicht in Frage, weil die an den Rändern liegenden Fäden bei der Bearbeitung zerreissen würden. Ausserdem finden Gewebe bei der Isolierung von Starkstromleitungen für erhebliche Span nung 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, zeigt, sondern durch- lässige Stellen zwischen den einzelnen Fäden zeigt.
Auf der Zeiclniung sind beispielsweise mehrere Ausführungsformen von Bandquer schnitten in den Abb. 1. bis 4 dargestellt. Die Querschnitte sind so gestaltet, dass die aneinander und übereinander gewickelten Bänder nur solche Fugen bilden, die mög lichst schräg oder senkrecht znr Kraft- linienrichtung verlaufen, während Stoss fugen, die in der ILraTtlinienrichtung sich erstrecken, entweder ganz vermie den werden oder nur sehr kurz aus fallen. Die Isolierung, die in dieser Weise aus den Bändern aufgebaut wird, ist in ihrem ganzen Umfang nicht dargestellt.
Ihre Form kann beliebig sein, zum Beispiel rund oder viereckig im Querschnitt usw.
Bei dem Querschnitt gemäss Xbb. 1 legen sich die einzelnen Windungen des parallelo- gra.mmartigen Querschnittes des Bandes a derart aneinander, dass überhaupt keine pa rallel zur Kraftfeldrichtung c verlaufenden Stossfugen entstehen. Die Stossfugen b liegen schräg zur hraftfeldriehtung c.
Je schräger die Fugen sind, um so günstiger ist die Wir kung, denn um so länger wird der Weg zwi schen den Punkten d und e, auf dem sich die Spannring ausgleichen müsste, welche be triebsmässig in der Richtung c auf die dar gestellte. Schicht des Bandes a entfällt.
Die Zuschärfung des Randes solcher Bän der kann durch Walzen oder durch Schärf- oder Schneidvorrichtungen erfolgen.
Für Isolierungen, die nach der Fertig stellung nicht gebogen erden, kann eine weitere Verbesserung der Durchschlagsfestig keit noch dadurch Herbeigeführt werden, dass die schrägen Kanten b zweier aufeinander folgendes Windungen fest miteinander ver klebt werden. Dies kann zum Beispiel da durch geschehen, dass diese Ränder zunächst mit einem geeigneten Stoff, zum Beispiel mit einem synthetischen Harz, bestrichen oder geträn.ld w(,rden. Bei dem späteren Er liitzen kleben dann die Kanten b durch die Veränderung des aufgebrachten Mittels in der Hitze dauerhaft: zusammen, so dass prak- tisch überhaupt keine Trennung zwischen den anstossenden Umgängen 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 gan zen Bandbreite einnehmen. Beispielsweise wird bei einer Bandbreite von 25 mm eine Überlappung von 2 bis 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 an stossenden Ränder kann auch vielfach in ge wissen Teilen von Isolierungen angewandt werden, selbst wenn diese später gebogen werden. Zum Beispiel können die innern La gen der Isolierung eines Kabels, welche dem Metalleiter zunächst liegen, in dieser Weise hergestellt werden, da diese Lagen. nur ge ringer Verschiebung bei der Biegung ausge setzt sind, während die Hauptbeanspruchung und hierzu notwendige Verschiebung in den äussern Lagen auftritt.
In Abb. 2 ist ein der Querschnittsform gemäss Abb. 1 ähnlicher Querschnitt darr- bestellt; er hat abgestumpfte Kanten bei f und g, wodurch die empfindlichen dünnen Kanten bei d in Abb. 1 vermieden werden.
Man kann auch, wie in Abb. 3 dargestellt ist, den Querschnitt des Bandes a so aus bilden, da.ss die schrägen Kanten durch stu fenförmige Kanten<I>h, i,</I> 7c, l ersetzt sind.
Durch die gestrichelte Linie m ist an gedeutet, dass das Band a auch aus. zwei dünneren Bändern n und o hergestellt und angewandt werden kann. Die beiden Teile können durch beliebige Mittel, zum Beispiel durch Verkleben, aneinander befestigt sein. Der Klebstoff wird zweckmässig nur an den Rändern oder in quer zur Längsrichtung verlaufenden Streifen aufgetragen, um das Tränken der Isolierung zu ermöglichen.
Man sieht, dass bei Bändern nach Abb. 2 und 3 tatsächlich Fugen parallel zur Feld richtung nicht gänzlich vermieden sind. Sie sind jedoch auf einen Bruchteil der Band stärke, zum Beispiel bei Abb. 3 auf die Hälfte der Bandstärke, vermindert. Je kür zer diese Fugen sind, um so weniger störend wirken sie.
Bezüglich der Abb. 3 könnte man ein wenden, 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 gebun den aus rein mechanischen Gründen, damit dieselben durch die Spannung beim Ruf spinnen nicht reissen. Da es erforderlich ist, die Bänder mit möglichst grosser Spannung aufzuspinnen, um ihr festes Anliegen unter einander zu bewirken, so ist es nicht mög lich, Papiere unterhalb einer gewissen Dicke zu verwenden.
Man sieht daher, dass dieser Gesichtspunkt mit der Forderung möglichst kurzer Fugen nicht vereinbar ist und dass nach Abb. 3 ein Fortschritt erzielt wird.
In Abb. 4 ist endlich noch dargestellt, wie die treppenförmige Ineinanderschachte- lung zweier benachbarter Bandlagen durch geführt werden kann. Die beiden Lagen a, und ä2 bestehen aus Bändern von gleichem und zwar zweiseitig symmetrischem Quer schnitt- mit stufenförmigen Kanten<I>p, q, r, s,</I> t, u, <I>v,</I> zv. Solche Bänder lassen sich durch Walzen leicht herstellen.
Das vorliegende Verfahren ist in erster Linie für die Herstellung von Isolierungen .für Starkstromleiter geeignet. Man kann das Verfahren auch für Leiter aller Art ver wenden, wenn der für das Band verwendete Stoff, also zum Beispiel Papier oder Press- span, entsprechend widerstandsfähig gewählt wird und man entsprechend ausgebildete Vorrichtungen zum Zuschärfen oder Abstu fen der Stoffränder benutzt.