Hartschichtstoff Die vorliegende Erfindung betrifft einen Hart schichtstoff, der gekennzeichnet ist durch eine Schichtung von flächigem, saugfähigem Material, z.B. Papier, insbesondere in Form von Bahnen, das ein flüssiges Dielektrikum, z. B. Mineralöl, enthält, wobei das flächige Material und das Dielektrikum durch gehärtetes Kunstharz so intensiv gebunden sind, dass der Schichtstoff einen harten Körper bildet. Zur Bindung der einzelnen Lagen des flächigen, saug fähigen Materials eignet sich insbesondere ein durch Polymerisation oder Polyaddition blasenfrei härtendes Harz, z.
B. ein Niederdruckharz, vor allem ein Epoxy- harz, oder ein ungesättigtes Polyesterharz.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung von solchen Hartschichtstoffen, das da durch gekennzeichnet ist, dass man flächiges, saug fähiges Material, insbesondere in Form von saug fähigen Bahnen, mit flüssigem Dielektrikum im prägniert und aufwickelt, wobei man zwischen die einzelnen Lagen eine durch Polymerisation oder Polyaddition blasenfrei in gehärtetes Kunstharz über führbare Masse bringt, und dass man den Wickel körper Bedingungen aussetzt, unter denen die ge nannte Masse zu gehärtetem Kunstharz polymerisiert bzw. polyaddiert.
Zur Herstellung des Hartschicht stoffes kann man auch so vorgehen, dass man die in das gehärtete Kunstharz überführbare Masse dem flüssigen Imprägniermittel beigibt und mit diesem zu einer Emulsion mischt.
Die saugfähigen Bahnen können Papiere sein, insbesondere wenn das Produkt eine hohe elektrische Durchschlagsfestigkeit aufweisen soll. Ferner können es Gewebe sein, wie z. B. Baumwollgewebe, Glas, fasergewebe, Nylongewebe, Gewebe aus Polytetra fluoräthylen, wie z. B. Teflon (eingetragene Marke) usw., insbesondere wenn das Produkt hohe mecha nische Festigkeitswerte aufweisen soll. Die saugfähi- gen Bahnen können auch in Form von schmalen Bändern verwendet werden, welche z. B. durch schraubenförmiges Aufwickeln den gewünschten Wickelkörper ergeben.
Als flüssige Dielektrika eignen sich u. a. Mineral öle, insbesondere auch Transformatorenöl, Petro leum, ferner zwecks Verminderung der Brennbarkeit flüssige Chlordiphenyle und solche in Mischung mit Trichlorbenzol, ferner sog. Fluorcarbons (fluorierte Kohlenwasserstoffe), deren es mehrere gibt. Auch Mischungen, z. B. von Chlordiphenyl und Mineralöl, können verwendet werden.
Ferner eignet sich eine Mischung von Hexachlorbutadien mit Mineralöl, vorzugsweise mit 30 bis 40 Gew.0/a des ersteren.
Es ist selbstverständlich, dass die porösen Bahnen in gut - vorzugsweise unter Vakuum - getrockne tem Zustand zu imprägnieren sind, wenn auf höchste elektrische Festigkeit Bedacht zu nehmen ist.
Die Aushärtung kann vorteilhaft nach der erfolg ten Aufschichtung vorgenommen werden, da ja bei der Aushärtung keine flüchtigen Bestandteile frei werden. Doch ist es auch möglich, die Härtung teil weise schon vor und während der Aufschichtung vor zunehmen.
In Fällen, wo Gefahr besteht, dass das flüssige Dielektrikum durch Erhitzung Gasblasen abgibt, z. B. infolge Verdampfung, wird vorteilhaft mit kalthär tendem Harz gearbeitet.
Das Verfahren eignet sich auch zur Einfügung von hoch durchschlagsfesten Blättchen wie insbeson dere Spaltglimmer, indem die poröse Bahn damit belegt wird. Dieses Verfahren ist u. a. zur Herstellung der Spulenisolation von Hochspannungsgeneratoren und Motoren hervorragend, da es sehr porenfreie, harte und doch geschmeidige, glimmerreiche Isola tionen ergibt. Das Verfahren eignet sich im übrigen zur Her stellung von geschichteten Rohren, Hohlzylindern verschiedener Profilquerschnitte usw., indem die Bahnen oder Bänder auf Dorne entsprechender Quer schnitte gewickelt und nach teilweiser oder voller Aushärtung davon abgezogen werden.
Im Gegensatz zu bekannten analogen Verfahren eignen sich als Dorne Werkstoffe von mässiger Härte, Festigkeit und Wärmebeständigkeit, da ja mit mässigem Druck und niedriger Aushärtungstemperatur gearbeitet werden kann.
Sehr bedeutsam ist indes die Tatsache, dass die porösen Bahnen resp. Bänder durch maschinelle Mittel wie auch von Hand direkt auf zu isolierende Körper, wie z. B. Transformatorenwicklungen, Eisen kerne, Verbindungsleitungen an Transformatoren und Apparaten, Sammelschienen, Kabel und Kabel- end- und Verbindungsarmaturen, Bolzen von Durch führungen, Wickel von Kondensatoren, Generator- und Motorenwicklungen, unter Spannung stehende Teile von Schaltapparaten usw., gewickelt und auf gelegt werden können,
wobei auch Einlagestücke von jeweils dem besonderen Fall angepasster Form ver wendet werden können. Zum Beispiel lassen sich Spulen maschinell bewickeln, während ihre Ablei tungen im allgemeinen Handwickel- und Auflege arbeit erfordern. Diese Möglichkeit ergibt sich aus dem Umstand, dass weder hohe Arbeitstemperaturen noch ein hoher Druck auf die imprägnierten Bänder nötig ist, und dass die Aushärtung nicht fortlaufend vorgenommen werden muss wie bei den bisher be kannten Hartpapieren, sondern am Schluss bei der Aufbringungsarbeit vorgenommen werden kann.
Wird der Harzausgangsstoff nicht von Anfang an, sondern erst nach einer gewissen Schichtungs- dicke zugefügt, so entsteht ein kombiniertes Dielek- trikum, das zu innerst aus dem flüssigkeitsimprägnier ten Stoff, darum herum aus einer Schale des Hart schichtstoffes besteht. Die Schale wirkt nun als Be hälter und bei geeigneter Dicke gleichzeitig als Teil dielektrikum. In manchen Fällen ist es erwünscht, dass die Schale elektrisch leitend oder aus andern Gründen metallischer Natur ist. Es ist dann nur nötig, dass die saugfähige Bahn aus leitendem Mate rial besteht wie z.
B. Feindrahtgewebe, graphitiertes Papier, metallkaschiertes Papier.
Hard laminate The present invention relates to a hard laminate which is characterized by a layering of flat, absorbent material, e.g. Paper, especially in the form of webs, containing a liquid dielectric, e.g. B. mineral oil, the sheet material and the dielectric are so intensely bound by hardened synthetic resin that the laminate forms a hard body. To bind the individual layers of the flat, absorbent material, a resin that cures without bubbles by polymerization or polyaddition, e.g.
B. a low pressure resin, especially an epoxy resin, or an unsaturated polyester resin.
The invention also relates to a method for producing such hard laminates, which is characterized in that flat, absorbent material, in particular in the form of absorbent webs, is impregnated with liquid dielectric and rolled up, with a through between the individual layers Polymerization or polyaddition brings bubble-free into hardened synthetic resin over feasible mass, and that the winding body is exposed to conditions under which the ge named mass is polymerized or polyadded to hardened synthetic resin.
To produce the hard layer material, one can also proceed in such a way that the mass which can be converted into the hardened synthetic resin is added to the liquid impregnating agent and mixed with it to form an emulsion.
The absorbent webs can be papers, especially if the product is to have high dielectric strength. Furthermore, it can be tissue, such as. B. cotton fabric, glass, fiber fabric, nylon fabric, fabric made of polytetra fluorethylene, such. B. Teflon (registered trademark) etc., especially if the product is to have high mechanical strength values. The absorbent webs can also be used in the form of narrow ribbons, which can be used e.g. B. give the desired winding body by helical winding.
As liquid dielectrics are u. a. Mineral oils, in particular transformer oil, petroleum, furthermore liquid chlorodiphenyls and those mixed with trichlorobenzene, furthermore so-called fluorocarbons (fluorinated hydrocarbons), of which there are several, to reduce the flammability. Mixtures, e.g. B. chlorodiphenyl and mineral oil can be used.
A mixture of hexachlorobutadiene with mineral oil, preferably with 30 to 40% by weight of the former, is also suitable.
It goes without saying that the porous webs should be impregnated in a well-dried state, preferably under vacuum, if maximum electrical strength is to be taken into account.
The hardening can advantageously be carried out after the layering has taken place, since no volatile constituents are released during hardening. But it is also possible to partially increase the hardening before and during the layering.
In cases where there is a risk that the liquid dielectric will give off gas bubbles when heated, e.g. B. as a result of evaporation, it is advantageous to work with Kalthär tend resin.
The method is also suitable for inserting highly puncture-resistant flakes such as, in particular, split mica by covering the porous web with it. This method is u. a. excellent for producing the coil insulation of high-voltage generators and motors, as it results in very pore-free, hard and yet supple, mica-rich insulation. The method is also suitable for the manufacture of layered tubes, hollow cylinders of different profile cross-sections, etc., by winding the webs or tapes on mandrels of corresponding cross-sections and peeling them off after partial or full curing.
In contrast to known analogous processes, materials of moderate hardness, strength and heat resistance are suitable as mandrels, since it is possible to work with moderate pressure and low curing temperature.
However, the fact that the porous webs resp. Tapes by mechanical means as well as by hand directly on bodies to be isolated, such as. B. transformer windings, iron cores, connecting lines to transformers and apparatus, busbars, cables and cable end and connection fittings, bolts of implementation, winding of capacitors, generator and motor windings, live parts of switchgear, etc., wound and on can be laid
it is also possible to use inserts of a shape adapted to the particular case. For example, spools can be wound by machine, while their Ablei lines generally require hand-winding and laying work. This possibility arises from the fact that neither high working temperatures nor high pressure on the impregnated tapes is necessary, and that the curing does not have to be carried out continuously as with the previously known hard papers, but can be carried out at the end during the application work.
If the resin starting material is not added right from the start, but only after a certain layer thickness, a combined dielectric is created, which consists of the liquid-impregnated material on the inside and a shell of the hard laminate around it. The shell now acts as a container and, if the thickness is appropriate, as part of the dielectric. In some cases it is desirable for the shell to be electrically conductive or, for other reasons, of a metallic nature. It is then only necessary that the absorbent sheet consists of conductive mate rial such.
B. fine wire mesh, graphitized paper, metal-clad paper.