Aus Einzelleitern zusammengesetzter Nutleiter mit Isolierhülse für elektrische Maschinen und Verfahren zu seiner Herstellung Bei elektrischen Maschinen, deren Nut- leiter 'gegenÜber dein Eisen eine höhere Span- nun.g aufweisen, ist.
gewöhnlich der gesamte, aus <B>E</B> inzelleitern zusammengesetzte Nutleiter voii einer Igolierhülse umgeben, die beispiels weise derart hergestellt wird, dass auf den Nutleiter zunächst Glimmerpapier (Papier, auf dein Glimnierblättehen oder Schuppen tititer Verwendung von Schell#aek aufgeklebt sind)
in einer genügenden Anzahl von Lagen aufgewiekelt wird und dass dann dieses Glim- inerpa,pier durch Umbügeln unter Anwendung von Wärme und Druck züi ein-er starren Hüls e verfestigt wird-, die dann mit dem Leiter in die :
%,Tuten eingebracht wird. Auf diese Weise worden insbesondere die rechteckigen Quer- t. aufweisenden. Wicklungseleinente bzw. sehnit die we-en der Stroinverdrängung aus ver- C <B>M</B> drillten Einzelleitern zusammengesetzten Git terleiter elektrischer Maschinen gegenüber dem Eisen isoliert. Fig. <B>1</B> der Zeichnung zeigt.
eine derartige Anordnung, wobei der insge- ,.amte Nutleiter aus ebenfalls rechteckigen Einzelleitern, <B>1</B> zusammengesetzt ist und von einer in der geschilderten Weise hergestellten Isolierhülse 2 aus G'limmerpapier unigeben ist.
Es zeigt sieh nun, dass es nicht möglich ist, die Isolierhülse überall dauernd zum. satten Anliegen an die Aussenfläehen der Nutleite.r züi bringen;
es entstehen vielmehr m#it. Luft gefüllte Hohlräume<B>3</B> und #4 (über- trieben dargestellt) an den äussern Seiten flächen des Nutleiters- Diese Erscheinung hat zur Folge, dass die durch die Spannung zwischen den Nutleitern und der Nutwand hervorgerufene elektrische Feldstärke nicht nur im Innern der Igolierhülse 2 vorhanden ist, sondern auch in den Lufträumen<B>3</B> und 4.
Bei genügender Höhe der Feldstärke ent stehen in diesen Lufträumen daher Glimment,- ladungen, die für die Lebensdauer des Nut- stabes und seiner Isolierung höchst nachteilig sind. Man muss die Einzelleiter des Nut- bzw. Gitterleiters zur Vermeidung von Schwingun gen miteinander fest verbinden.
Dies geschieht dadurch, dass die Einzelleiter zunächst in einen aushärtbaren Lack oder Harz, wie Bakelite, eingebracht werden, worauf der<B>ge-</B> samte Nutstab unter Anwendung von Wärme und Druck zu einem festen Körper zusammen- ,gebacken wird. Stellen sich nun im Betrieb die geschilderten Gxlimmentladungen ein, so hat dies eine chemische Veränderung der in den Räumen<B>3</B> und 4 vorhandenen Luft zur Folge, da sich Stickstoffoxyd und einatomiger Sauerstoff bilden.
Bei gleichzeitigem Zutritt von Wfflerdampf kommt es dann zur Bil- dun,- von Salpetersäure. Diese Salpetersäure zersetzt nun dass, Bakeliteharz zwischen den Einzelleitern des Gitterstabes, so dass es zer mürbt wird und die Einzelstäbe nicht mehr fest miteinander verbunden sind. Bei Strom- belastung des Gritterleiters langen dann die Einzelstäbe infolge der elektrodynamischen Kräfte an za schwingen und werden lose.
-Nach einiger Zeit wird dann auch die um gebene Isolierhülse (2) durch diese Schwin- gingen zermürbt, was schliesslich den elektri- sehen Durchschlag hervorruft-.
Um den geschilderten Nachteil zu vermei den, hat man bereits vorgeschlagen, auf den aus Einzelleitern zusammengesetzten Nutleiter die Glimmerpapierhülse nicht. unmittelbar auf-zuwickeln, sondern unter Zwischenschal tung reiner leitenden Sehicht, die in leitender Verbindung mit den Nutstäben steht, so dass sieh innerhalb dieser leitenden Schicht eine elektrische Feldstärke bzw. eine Glimment- ladung nicht ausbilden kann.
Die praktischen Erfahrungen haben jedoch gezeigt, dass eine derartige Anordnung noch verschiedene Nach teile aufweist. Beispielsweise ist ein gafes An liegen dieser leitenden Schicht an die Innen seite der Isolierhülse und damit die Vermei- dang von Luftzwischenräumen nicht immer zu erreichen.
Bei dem Nutleiter nach der Erfindung werden zur Vermeidung von Glimmentladun- gen zwischen dem Nutleiter und der den mit- leiter umgebenden Iso-Iierhülsse zwei minde stens halbleitende Schichten zwischen der Isolierhülse und den Natleitern angeordnet, von denen die eine Schicht.
sich an die Nut- leiter ansehmiegt und mit diesen leitend ver bunden ist, während die zweite Schicht- sieh an die Innenwand der Isolierhülse anschmiegt und mit der ersten Schicht in leitender Be rührung steht. Zwischen den beiden Schichten kann dann ohne weiteres ein durch die Her stellung des Stabes bedingter Laftzwischen- raum vorhanden sein, da in diesem Raum eine elektrische Feldstärke unddamit eine Glinun- entladung -nicht auftreten kann.
Die Erf in- dang bezieht sieh insbesondere auf Nutleiter eljektriseher Ma#sehinen, die aus Einzell.eitern zusammengesetzt, sind und dabei zur Vermin derung der Verluste einen Gitterstableiter bil den.
Bei dein Nutleiter nach Fig. <B>1</B> der Zeich nung sind also die Einzelleiter, die in der geschilderten Weise mit Hilfe der Bakelite- zwischensehichten <B>5</B> miteinander fest verbun- den sind, an den Aussenfläe.hen des Gesamt stabes noch von einer leitenden Schicht<B>6</B> um,geben, die:
sich an die Aussenfliiehen gut ansehmiegt und die in leitender Berührung mit den Stäben<B>1</B> steht. Aasserdem ist an der Innenwand der Isolierhülse 2 eine zweite leitende oder halbl,eitende Schicht.<B>7</B> allge bracht, die sieh an diese Innenwand gTit an- sehmiegt. Da beide Schichten, insbesondere <B>g</B> an den Ecken des Reehteekquerschnittes, mit einander in leitender Berührun,- stehen, wird dadurch die Feldfreiheit der Zwischenräume<B>3</B> und 4 erzwungen.
Die leitende oder halbleitende Schicht kann in verschiedener Weise hergestellt werden, Man kann beispielsweise dafür einen leiten-, den oder halbleitend#en Anstrich verwenden, den man auf dem Natstab und auf der Innen- 8eite der Isolierhülse anbringt, oder man ver wendet.
als Träger für die leitende oder halb leitende Schieht Papier oder ein Gewebe<B>,</B> in- dein man das Papier oder Gewebe mit einem derartigen Anstrich versieht oder leitend oder halb#leiten,d imprägiiiert,. Als -Material für (lie leitende oder halbleitende Sehieht eignet sieh insbesondere Kohle- oder Graphitpulver oder, auch Silizium-Karbidpulver oder auch ein Metallpulver.
Als besonders günstig hat sieh die Verwendung eines graphitierten Papiers als leitende Schicht erwiesen, bei dem das (-Iraphitpulver bei der Herstellting des Pa- i piers zwisehen die Papierfasern eingebracht wird.
Bei der Herstellung des Nutleiters kann man folgendermassen vorgehen: Nachdem die Einzelleiter<B>1</B> des Gitterstabes zum Stab zii- i sammengefügt -Lind dann in Bakelitelack ge taucht wurden, wird zunächst der Stab mit einer Lage von Graphitpapier allseitig um- wiekelt. Das Graphitpapier ist auf beiden Seiten leitend;
es klebt an dem Bakelitelaek <B>5</B> an, und hierauf wird der Stab ineiner Presse unter Anwendung von Wärme und Druck bezüglich des Bakelitelackes ausgehärtet. Da dabei das Graphitpapier eng an den Stab angepresst wird, kommt es zu einem innigen<B>9</B> <B>i kn</B> .Anliegen des Papiers an den Stab, so dass Luftzwischenrä-Lune zwischen dem Papier und den Leitern vermieden werden.
Bei einem Gitterstab wechseln bekanntlich die Einzel leiter an den Sehmalseiten des Reehteekquer- sehnittes ihre Lace von der einen auf die andere Breitseite des Reehtecks. Dadurch ent stehen hier Einbuchtungen.
Um die Bildung von Hohlräumen zwischen dem umgehenden Graphitpapier und dein Stab in diesen Ein- buehtungen zu vermeiden, erweist es sieh als zweekmässig, a-Li-f den Sehmalseiten des Stab- quersehnittes einen Kitt, z. B. Graphitkitt, an zubringen, der eine gleichmässige Oberfläeiie der Schmalseiten herbeiführt. Über diesen Kitt kommt dann erst die leitende Schicht aus Graphitpapier.
Auf diesen so behandelten und zusammen- ,-ebaekenen Nutleiter wird dann, zweekinässig. in einer Lage, das Eussere Graphitpapier auf- ,-ewiekelt. Dieses äussere Graphitpapier besitzt nach innen züi eine leitende Oberfläche;
<B>-s</B> kommt also mit dem auf den Stab aufgebrach ten innern Graphitpapier in leitende Berüh- run--. Die Aussenseite dieses äussern Graphit- papiers ist hinge,-en lackiert.
Das Aufwiekeln des Graphitpapiers wird bis auf einen Strei- l'en dLirehgeführt-. Fig. 2 veranschaulicht mit <B>8</B> den mit dem innern Graphitpapier umkleb- ten Nutleiter, über den eine Lage<B>9</B> des äussern (Iraphitpapiers gewickelt ist.<B>10</B> ist der nieht mehr auf,
-ewiekelte Streifen dieses Grraphit- papiers. An diesen Streifen wird dann mit Sehellaek das Glimmerpapier <B>11</B> angek-lebt und nunmehrdieses Mikafolium entsprechend der gewünschten Stärke der Isolierhülse auf-- gewickelt. Hierauf kommt der Stab in die Bügelmasehine, in der das MikaTolium unter <B>C</B> Anwendung von Wärme mit Hilfe von Druck rollen (Aufbügeln)
und mit Hilfe des Sehel- laehs als Klebstoff zu einer starren Hülse verfestigt wird. Da das an der Innenfläehe der Isol#ierhülse befindliehe Graphitpapier nach aussen zu einen Laekanstrieh aufweist, so klebt sich beim Aufbügeln das Graphite papier an die Innenwand der Isolierhülse fest an,
so dass auch hier Luftzwisehenräume zwi- sehen der Isolierhülse und dem äussern Gra- phitpapier vermieden werden.
Der Nutleiter hat auch den Vorteil, dass W ärmedehnungen zwischen dem Nutstab und der Isolierhülse, keinen schädlichen Einfl-Lb3 auf die Isolierhülse ausüben, da die beiden leitenden Schicht-en eine leichte axiale Ver schiebung zwischen Nutleiter und Isolierhülse ermöglichen.