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In Giessharz eingegossener elektrischer Wandler und Verfahren zu dessen Herstellung Eine der grössten zu überwindenden Schwierigkeiten beim Herstellen von Wandlern mit Giessharzisolation besteht darin, dass durch den Schwund beim Härten des Harzes und vor allem durch die unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Harze und der übergossenen Apparateteile beim Abkühlen Spannungen im Material entstehen. Der hierdurch auftretenden Rissgefahr des gehärteten Harzes kann im allgemeinen durch geeignete Formgebung und vor allem durch Beimischen von anorganischen Füllstoffen gesteuert werden, da hierdurch Schwund und Differenzen der thermischen Ausdehnungskoeffi- zienten vermindert werden können.
Diese Massnahmen genügen aber nicht, um extrem druckempfindliche Apparateteile, wie z. B. Magnetkerne der Wand- ler aus geglühtem hochlegiertem Si-Blech und speziell aus Nickeleisenblech, zufriedenstellend zu entlasten. Die magnetische Permeabilität des Kernmaterials verschlechtert sich bei Druckbeanspruchung derart stark, dass der Wandler für die Arbeit in den üblichen Genauigkeitsklassen unbrauchbar wird.
Es ist schon vorgeschlagen worden, den druck- empfindlichen Wandlerkern durch einen Überzug aus elastischem Kunststoff oder durch Einbettung in Schaumgummi gegen den Schrumpfdruck des Giessharzes zu schützen, aber diese Vorschläge vermögen nicht zu befriedigen, weil mit einem elastischen überzug der Schrumpfdruck höchstens etwas ausgeglichen, aber nicht ferngehalten werden kann und die Einbettung in Schaumgummi nicht immer anwendbar oder vorteilhaft ist.
Mit der vorliegenden Erfindung sollen die genannten Schwierigkeiten behoben werden. Die Erfindung betrifft einen in Giessharz eingegossenen elektrischen Wandler und das Verfahren zu dessen Herstellung.
Der Wandler mit einem Kern aus hochpermeablem Eisen, der zum Schutz gegen den Schrumpfdruck des Giessharzes durch einen Überzug vom Giessharzmantel getrennt ist, ist dadurch gekennzeichnet, dass der Überzug mindestens teilweise aus einem Polymerisat von ungesättigtem fettem öl besteht.
Das Verfahren zur Herstellung des Wandlers ist dadurch gekennzeichnet, dass man zur Herstellung des Überzuges ungesättigtes fettes Öl in einer Giessform durch Polymerisation zu einer kompressiblen Masse, die praktisch keine Zugfestigkeit besitzt, verfestigt, und dass man dann den Wandler mit dem Giessharz umgiesst und das Giessharz in der Hitze härtet, wobei die Hitze die Weiterpolymerisation des Überzuges bewirkt und wobei der Überzug Risse bekommt und sich vom Giessharz absetzt. Dabei kann der Überzug in der Giessform direkt auf den zu schützenden Kern gegossen werden, oder er kann in mehreren Teilen gegossen und in käsigem Zustand auf den zu schützenden Kern gekettet werden.
Für den Überzug kommen als polymerisierbare ungesättigte fette Öle z. B. Tung- und Oiticiaöle in Frage, welche öle auf bekannte Weise durch Zusatz von geeigneten Katalysatoren, z. B. Ferrichlorid mit Zugabe von Rizinusöl, polymerisiert werden können.
Diese Öle ergeben im polymerisierten Zustand eine Reihe spezifischer Eigenschaften, welche sie als Überzugsmaterial zum Zwecke der Druckentlastung sehr geeignet machen, da a) es sich hier um einen thermohärtenden Stoff handelt, was erst die Verwendung im Zusammenhang mit den warmhärtenden Giessharzen auf einfache Art ermöglicht, wobei die zum Härten der Giessharze notwendigen Temperaturen oder bemerkenswerte Ver- änderungen der Eigenschaften des überzugsstoffes ausgehalten werden, b) die Haftfestigkeit mit andern Stoffen, z.
B. mit Metallen und auch mit den Giessharzen, sehr schlecht ist,
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c) der Härteschwund und der thermische Dehnungskoeffizient grösser sind als bei den üblichen Giessharzen, speziell, wenn letztere mit Streckmitteln versetzt sind, wodurch sich das Material während des Härteprozesses des darumgegossenen Harzes und während des Abkühlens - speziell auch mit Hilfe der Eigenschaft wie unter b) genannt - vom Harz absetzen kann, d) die mechanische Zugfestigkeit des polymerisierten Öls ausserordentlich gering ist, so dass eine nennenswerte Druckbelastung durch Aufschrumpfen auf den zu schützenden Kern nicht entstehen kann,
sondern höchstens Risse im überzugsmaterial auftreten können, die nicht schaden, da sie erst in der Endphase der Aushärtung des Giessharzkörpers entstehen, e) das polymerisierte Öl gut druckelastisch ist und diese Eigenschaft die unter c) genannten Vorteile vorteilhaft ergänzen kann, wobei allerdings nicht feststeht, wieweit das Material in sich selbst allseitig kompressibel ist, die Kompressibilität aber nach bekannten Methoden durch Bildung eines Schaumes im Öl wesentlich erhöht werden kann, falls sich das als notwendig erweist und f)
das genannte überzugsmaterial mindestens bis 100 C dauernd wärmebeständig ist, also in dieser Hinsicht keine Verschlechterung des Wandlers gegen- über dem nur in Giessharz vergossenen darstellt.
Die fabrikationstechnischen Vorteile bestehen in der leichten Verarbeitbarkeit des genannten Stoffes. Die Härtezeit kann durch zweckmässige Anwendung von Katalysator und Wärme in weiten Grenzen gesteuert werden. Das überzugsmaterial kann in beliebiger Menge angebracht werden durch Giessen desselben in entsprechende Giessformen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert.
Die Zeichnung zeigt einen in Giessharz eingegossenen Stromwandler im Schnitt.
Der Stromwandler hat einen dreischenkligen Eisenkern mit den beiden Aussenschenkeln 1 und dem mittleren Schenkel 2, welcher von den Wicklungen umschlossen ist. Der Kern besteht aus einem lamel- lierten Paket von hochpermeablen Eisenblechen. Der mittlere Schenkel 2 ist von einer Isolierhülse 3 umgeben, auf welche die Sekundärwicklung 4 mit dem Wicklungsanfang 5 und dem Wicklungsende 6 gewickelt ist. Auf die Sekundärwicklung 4 ist direkt die Primärwicklung 7 gewickelt, welche aus nur wenigen Windungen eines dicken Kupferleiters 8 besteht, welcher von einer Isolationsschicht 9 umgeben ist.
Die Eisenkernlamellen sind in bekannter Weise in die Wicklung eingeschachtelt. Alles aus der Wicklung vorstehende Eisen ist mit einem Überzug 10 versehen und das ganze in Giessharz 11 eingegossen, so dass der Wandler ein starrer Block ist.
Der Überzug 10 dient dazu, das bei der Aushärtung und Abkühlung stark schrumpfende Giessharz vom Eisenkern fernzuhalten, damit es nicht auf diesen drückt. D.er Überzug besteht aus mit Ferrichlorid und einem Zusatz von Rizinusöl polymerisiertem Tungöl (ungefähres Mengenverhältnis: 100 Teile Tungöl, 20 Teile Rizinusöl und 1 Teil Ferrichlorid). Dieses Öl wird unpolymerisiert in Formen gegossen und durch Polymerisation zu einer kompressiblen Masse, die praktisch keine Zugfestigkeit besitzt, verfestigt.
Die Polymerisation verläuft anfänglich rasch und wird nach und nach langsamer. Bei einer Polymerisations- temperatur von etwa 100 C erreicht das Öl in 50 bis 60 Sekunden einen käsigen Zustand, in welchem es der Form entnommen und weiter verarbeitet werden kann. Es hat einen thermischen Ausdehnungskoeffizient, der etwas grösser als derjenige von Giessharz ist, und .es hat praktisch keine Zugfestigkeit, weshalb es als Überzug beim Abkühlen und dem damit verbundenen Schwund Risse bildet, ohne einen wesentlichen Druck auf den empfindlichen Eisenkern auszuüben. Zur Erhöhung der thermischen Leitfähigkeit können dem Öl anorganische Füllstoffe, z. B. Quarzsand, zugesetzt werden.
Zum Eingiessen wird der Wandler in eine erste Giessform gebracht, die um die zu schützenden Wand- lerteile so viel freien Raum aufweist, als die Dicke des Überzuges betragen soll. Die Dicke des Überzuges muss nicht gleichmässig sein, sondern der Überzug kann eine von der Wandlerform unabhängige Aussenfläche aufweisen, was den Vorteil hat, dass einfache Giessformen verwendet werden können. Die Dicke des Überzuges soll jedoch wenigstens .einen, vorzugsweise einige Millimeter, betragen.
Das unpoly- merisierte Öl wird direkt in die geheizte Form um den Wandler gegossen und in der Form während 1 Minute bis zu einem käsigen Zustand vorpolymerisiert. Hierauf wird der Wandler aus der Form genommen und in eine zweite Giessform gebracht, in welcher er in das Giessharz, z. B. Epoxydharz, eingegossen wird. Unter der Hitze des Giessharzes polymerisiert der Überzug weiter aus. Nach einer Aushärtungszeit des Giessharzes von 2 bis 3 Stunden wird der Wandler aus der Form genommen.
Die bei der Abkühlung auftretende Schrumpfung des Giessharzes kann nicht schaden, weil auch der Überzug unter Rissbildung schrumpft, und zwar stärker als das Giessharz und sich dabei vom Giessharz abhebt, was aber nicht schadet, weil das Giessharz bereits so weit ausgehärtet ist, dass ausser der Schrumpfung keine Formänderung mehr möglich ist.
Je nach der Form des zu schützenden Kernes kann es auch zweckmässig sein, den Überzug in der ersten Giessform statt auf dem Wandler in einzelnen Teilen zu giessen und diese nach der Vorpolymeri- sation in käsigem Zustand vor dem Eingiessen auf den zu schützenden Kern zu betten.