Verfahren zur Herstellung eines aus gegeneinander isolierten Teilleitern bestehenden, von einer hochspannungsfesten Isolierhülse umgebenen Leiterverbandes einer elektrischen Maschine Die Erfindung befasst sich mit einem Verfahren zur Herstellung eines aus gegeneinander isolierten Teil leitern bestehenden Leiterverbänden, die mit einer hochspannungsfesten Isolierhülse umgeben sind. Sol che Leiterverbände werden z. B. in Form von Gitter stäben oder in Form von Spulen ausgeführt.
Es ist bekannt, einen solchen Leiterverband in der Weise herzustellen, dass man zunächst die gegen einander isolierten Teilleiter mit Hilfe von härtbaren Phenolharzen verklebt und dann den Leiterverband in einer Heisspresse aushärtet, so dass er mechanisch verfestigt wird. Dieses bekannte Verfahren hat jedoch beispielsweise für Gitterstäbe, die anschliessend mit einer hochspannungsfesten Glimmerkunstharzhülse umgeben werden, den Nachteil, dass das Phenolharz beim Aushärten Blasen bildet, so dass sich an der Oberfläche des Gitterstabes störende Gaseinschlüsse befinden.
Diese Gaseinschlüsse an der Oberfläche des Gitterstabes, die sich vor allem in den durch die Teilleiter gebildeten äusseren Zwickeln befinden, werden auch bei der anschliessenden Vakuumimprä gnierung mit einem hochwertigen Kunstharz, beispiels weise mit einem Polyesterharz, nicht gefüllt, so dass die tan-B-Charakteristik des Stabes verhältnismässig schlecht ist. Bei der Isolierung von Spulen wird die Teilleiterisolierung durch das ausgehärtete Phenolharz so sehr abgekapselt, dass bei der nachfolgenden Vakuumimprägnierung zur Herstellung der hoch spannungsfesten Isolierhülse weder eine vollständige Evakuierung noch eine vollständige Ausfüllung der Hohlräume möglich ist.
Zur Vermeidung dieser Schwierigkeiten ist es daher bereits bekannt, die Gitterstäbe in einem Vakuumgiessverfahren möglichst hohlraumfrei zu verfestigen. Dieses Verfahren bedingt jedoch einen beträchtlichen technischen Aufwand, da zusätzliche Vakuumimprägnieranlagen erforderlich sind, die mit Rücksicht auf die Länge der zu verfestigenden Gitter stäbe sehr grosse Abmasse aufweisen müssen.
Zur Vermeidung der genannten Schwierigkeiten ist es weiterhin bereits bekannt, die Teilleiter eines Gitterstabes zunächst unverfestigt zusammenzufügen und mit einem aushärtbaren Isoliermaterial zu um geben, das dann gemeinsam mit dem Kunstharz der auf diesem Gitterstab aufgebrachten Isolierhülse aus gehärtet wird. Dieses Verfahren bringt jedoch fertigungstechnische Scflwierigkeiten mit sich, da unverfestigte Leiterbündel schwer zu handhaben sind und sich überdies leicht verbiegen.
Zur Überwindung der erwähnten Schwierigkeiten geht die Erfindung einen anderen Weg. Die Erfindung sieht nämlich eine lediglich teilweise Verfestigung des Leiterverbandes durch ein aushärtbares Harz vor, das vor der durch das Aufbringen der hochspannungs festen Isolierhülse bedingten Weiterverarbeitung des Leiterverbandes ausgehärtet wird.
Durch die gemäss der Erfindung vorgesehene teilweise Verfestigung des aus gegeneinander isolierten Teilleitern bestehen den Leiterverbandes wird erreicht, dass der Leiter verband eine ausreichende mechanische Festigkeit erhält, so dass er ohne Schwierigkeiten weiterverar beitet und mit der hochspannungsfesten Isolierhülse umgeben werden kann; bei der anschliessenden Im prägnierung des umbandelten Leiterverbandes kann das Tränkharz jedoch ungehindert den Leiterverband durchdringen und vorhandene Hohlräume ausfüllen.
Als aushärtbares Harz wird zweckmässigerweise ein bei hohen Temperaturen und ohne Abspaltung von niedermolekularen Bestandteilen aushärtbares, in nicht gehärtetem Zustand thermoplastisch erweich bares Harz verwendet. So können im Rahmen der Erfindung Epoxydharze verwendet werden.
Besonders geeignet sind in möglichst kurzer Zeit aushärtende, jedoch schmelzbare Gemische aus einem Epoxyd- harzvoraddukt mit einem Säureanhydridhärter, wie beispielsweise das Gemisch aus einem eine Epoxyd- zahl von 0,23 bis 0,26 aufweisenden Epoxydharz mit Hexahydrophthalsäureanhydrid. Vorzugsweise sind bei diesem Voraddukt mehr als 50 % des zugesetzten Härters an die im Harz vorhandenen Hydroxyl- gruppen gebunden.
Ein weiteres geeignetes Beispiel ist eine Kombination aus bei Raumtemperatur festem Epoxydharz mit einem kaschierten (maskierten), die ionische Polymerisation anregenden Härter, wie es z. B. Borfluoridaminkomplexe sind.
Im Rahmen der Erfindung können aber auch Polyesterharze verwendet werden. Geeignet sind bei Raumtemperatur nichtklebende, ungesättigte Polyester harze bzw. Mischungen von ungesättigten Polyester harzen mit daran anpolymerisierbaren, reaktiven Monomeren. Zweckmässigerweise werden diesen Po lyesterharzen Peroxydbeschleuniger zugesetzt, die erst bei höheren Temperaturen wirksam werden.
Bei spiele von geeigneten Polyesterharzen sind die Addukte aus Fumarsäure an Epoxydharze und Mischungen dieser Harze mit beispielsweise Triallyl- cyanurat oder Diallylphthalat.
Eine weitere Gruppe von im Rahmen der Erfin dung geeigneten Harzen sind Kombinationen aus bei Raumtemperatur festen, amorphen oder kristallinen, kaschierten oder freien Polyisocyanaten, wie z. B. dimerisiertes Tolylendiisocyanat, und aus bei Raum temperatur nicht klebenden Polyoxyverbindungen, wie z.
B. Addukten von einwertigen Phenolen an Epoxydharze mit mindestens im Mittel 1,5 Epoxyd- gruppen im Molekül.<B>s</B> Zur teilweisen Verfestigung eines aus gegeneinan der isolierten Teilleitern bestehenden Leiterverbandes werden die erwähnten Harze zweckmässigerweise auf einen Träger aufgebracht. Gegebenenfalls ist es aber auch möglich, Filme bzw. Folien aus den Harzen selbst herzustellen und diese dann zur teilweisen Ver festigung des Leiterverbandes zu verwenden.
So lassen sich beispielsweise aus der letztgenannten, aus Kombinationen aus Polyisocyanaten und Polyoxyver- bindungen bestehenden Gruppe aushärtbare Harze ohne Träger verwenden, wenn man die angegebenen Polyisocyanate mit hydroxylgruppenhaltigen Acetalen des Polyvinylalkohols kombiniert.
Anhand der in den Figuren 1 und 2 beispielhaft dargestellten Gitterstäbe sei die Erfindung erläutert. Der in der Figur 1 im Schnitt gezeichnete Gitter- Stab besteht aus den Teilleitern 1, die zu den beiden nebeneinander liegenden Teilleiterstapeln 2 und 3 zusammengefasst sind. Auf der oberen und unteren Schmalseite ist jeweils ein Teilleiter dargestellt, der infolge der bei Gitterstäben üblichen Kröpfung von dem einen Teilleiterstapel zu dem anderen über wechselt. Die einzelnen Teilleiter sind gegeneinander durch die Isolierung 4 isoliert, die beispielsweise aus einer Glasseideumspinnung oder auch aus einem mit dem späteren Imprägnierharz verträglichen Lack besteht.
In Durchführung des Erfindungsgedankens wird beim Zusammenfügen zwischen die beiden Teilleiter stapel 2 und 3 die Längszwischenlage 5 eingefügt, die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus Glas seide besteht, die mit einem der angegebenen aus- härtbaren Harze getränkt ist. Dieses zur teilweisen Verfestigung des Gitterstabes dienende Harz ist in der Längszwischenlage 5 lediglich in einer so geringen Menge vorhanden, dass der Stab dei Aushärten nur von innen her verklebt wird. Nach dem beispielsweise in einer Heisspresse durchgeführten Aushärten dieses Harzes nimmt der Querschnitt des Gitterstabes die in der Figur 2 gezeigte Form an.
Das ursprünglich in der Längszwischenlage 5 enthaltene Harz ist in den Innenraum zwischen dei beiden Teilleiterstapeln 2 und 3 und auch innerhalb des diesem Innenraum zugekehrten Bereiches in die Zwischenräume zwischen den einzelnen Teilleitern 1 eingedrungen, so dass der gesamte Gitterstab von innen her, und zwar nur von innen her, durch das ausgehärtete Harz verklebt ist. Infolge der geringen Mengen des durch die Längs- zwischenlage 5 zwischen die beiden Teilleiterstapel 2 und 3 eingebrachten Harzes quillt bei der Aus härtung des Gitterstabes in der Heisspresse kein Harz an den Aussenseiten des Stabes heraus.
Der Gitterstab ist also, da er nur von innen verklebt ist, lediglich teil weise verfestigt und ähnelt äusserlich einem nicht verklebten Stab.
Durch die gemäss der Erfindung vorgesehene teil weise Verfestigung weist der Gitterstab meist eine aus reichende mechanische Festigkeit auf, so dass er mechanisch weiterverarbeitet werden kann, d. h. es werden nach der teilweisen Verfestigung gemäss der Erfindung z.
B. die Stabenden abgebogen, gegebenen falls erforderliche Sicheln angelötet und schliesslich der Stab mit Glimmerbändern umbandelt. Bei der Vakuumimprägnierung des isolierten Gitterstabes füllt dann das Tränkharz die von aussen gut zu gänglichen Zwickel, die bei der teilweisen Verfestigung frei geblieben sind, in vollem Umfang auf, so dass der einschliesslich seiner hochspannungsfesten Isolierhülse fertig ausgehärtete Gitterstab an den Aussenseiten seiner Teilleiter keine Lufteinschlüsse enthält.
Während bei Gitterstäben in dem durch die Teil leiter gebildeten Innenraum nur ein sehr geringes Feld herrscht, so dass dieser Raum praktisch als feldfrei anzüsehen ist, kommt es bei aus Teilleitern aufgebauten Spulen darauf an, dass auch die Isolie rung der Teilleiter bei der späteren Imprägnierung der umbandelten Spule mit einem hochwertigen Tränkharz von diesem Tränkharz möglichst gut durchtränkt wird.
Demzufolge empfiehlt es sich, zur teilweisen Verfestigung gemäss der Erfindung die die Spule bildenden Teilleitern an vereinzelten, räum lich voneinander getrennten Stellen mit einem vor zugsweise porösen Band zu umbandeln, das mit dem aushärtbaren Harz getränkt ist, und dieses Harz anschliessend auszuhärten.
Zur Erläuterung dieses Verfahrens ist in der Figur 3 eine aus den sechs Teilleitern 6 bis 11 be stehende Spule perspektivisch dargestellt, wobei die abgekröpften Teile der Spule fortgelassen sind. Die einzelnen Teilleiter 6 bis 11 dieser Spule sind mit der tränkbaren Isolierung 12 umgeben, die mit Rücksicht auf die höhere Windungsspannung zwischen den einzelnen Teilleitern stärker ausgebildet ist als die Teilleiterisolierung 4 des in den Figuren 1 und 2 dargestellten Gitterstabes.
In Durchführung des Erfindungsgedankens sind die Teilleiter 6 bis 11 an den räumlich voneinander getrennten Stellen 13 mit einem porösen Band um- bandelt, das mit einem aushärtbaren Harz der oben angegebenen Art getränkt ist. Der Harzgehalt des an den Stellen 13 aufgebrachten Bandes ist gerade so gross gewählt, dass die Spule bei einer thermischen Behandlung in einer Heisspresse an diesen Stellen von aussen her verklebt wird, ohne dass das in den Banda gen enthaltene Harz beim Aushärten in das Innere des Spulenverbandes eindringt.
Nach dem Aushärten des an den Stellen 13 auf gebrachten Harzes weist die Spule eine ausreichende mechanische Festigkeit auf, so dass sie weiterver arbeitet und schliesslich mit dem zur Herstellung der hochspannungsfesten Isolierhülse erforderlichen Glim- merband umbandelt werden kann.
Da die Spule lediglich an vereinzelten, räumlich getrennten Stellen von aussen her verklebt ist, kann bei der Tränkung der umbandelten Spule im Rahmen der vorgesehenen Vakuumtränkung das Tränkharz der Hauptisolierung ungehindert bis in das Innere des Spulenverbandes eindringen und damit auch die Teilleiterisolierungen 12 der Teilleiter 6 bis 11 durchsetzen.
Als Trägermaterial für das zur Verklebung ver wendete Harz, also als Material für die Längs- zwischenlage 5 des in den Figuren 1 und 2 darge stellten Gitterstabes sowie für das an den Stellen 13 aufgebrachte Band der in der Figur 3 dargestellten Spule, sind poröse Materialien geeignet, die das aus- härtbare Harz aufnehmen können. Solche Materia lien sind beispielsweise Glasgewebe, Glasvlies, Poly estergewebe, Polyestervlies oder auch Polyesterglas stränge. Wie bereits erwähnt, ist es aber auch möglich, das aushärtbare Harz zwischen benachbarten Teil leiterstäben des Gitterstabes ohne Träger einzufügen.