CH403902A - Process for the production of insulated electrical conductors and conductors produced by this process - Google Patents

Process for the production of insulated electrical conductors and conductors produced by this process

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CH403902A
CH403902A CH800962A CH800962A CH403902A CH 403902 A CH403902 A CH 403902A CH 800962 A CH800962 A CH 800962A CH 800962 A CH800962 A CH 800962A CH 403902 A CH403902 A CH 403902A
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CH
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insulating material
resin
conductor
thermoplastic material
impregnation
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CH800962A
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German (de)
Inventor
Narve Dipl Ing Skaar-Pedersen
Knut Dipl Ing Nylund
R Andersson Anders
Original Assignee
Asea Ab
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/32Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation
    • H02K3/34Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation between conductors or between conductor and core, e.g. slot insulation

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacture Of Motors, Generators (AREA)
  • Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)
  • Insulating Bodies (AREA)

Description

  

  Verfahren zum Herstellen von     isolierten    elektrischen Leitern  und nach diesem Verfahren hergestellter Leiter    Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren  zum Herstellen von     isolierten    elektrischen Leitern,  z. B.     formgewickelten    Spulen für elektrische Ma  schinen, und nach diesem Verfahren hergestellter  Leiter.  



  Die Herstellung von formgewickelten Spulen für  elektrische Maschinen     erfolgt    oft derart, dass ein aus  einzelnen Leitern zusammengesetztes Leiterbündel  in mehreren Schichten mit einem band- oder bogen  förmigen Isoliermaterial, z. B.     Glimmerband,    Glas  faserband, Papier, umwickelt wird, wonach das um  wickelte Leiterbündel, oft unter Verwendung eines  Vakuumdruckverfahrens, mit einem flüssigen     härt-          baren        Imprägnierungsharz    imprägniert wird, das  dann - unter gleichzeitiger Formung der Isolierung   in gehärteten Zustand     übergeführt    wird.

   Diese For  mung der isolierenden Hülle des Leiterbündels erfolgt  gewöhnlich in einem     Formwerkzeug,    und da die Här  tung in vielen Fällen eine beträchtliche Zeit, mehrere  Stunden bis zu einem Tage, erfordert, ist das Form  werkzeug eine lange Zeit für die Formung jeder  Isolierung gebunden.

   Man ist nämlich oft gezwungen,  als     Imprägnierungsharze    Material mit einer langen       Härtungszeit    anzuwenden, teils mit Rücksicht auf  die Forderungen, die an die thermischen und elektri  schen Eigenschaften des gehärteten Produkts gestellt  werden, und teils mit     Rücksicht    auf die     erforderliche     lange Lagerungszeit, damit das flüssige Harz wäh  rend seiner Aufbewahrung in der     Imprägnierungs-          anlage    keine Veränderungen erleidet.  



  Der genannte Nachteil bei früheren Verfahren,  dass das Formwerkzeug eine lange Zeit für die Her  stellung jedes isolierten Leiters gebunden ist,     wird     gemäss der vorliegenden Erfindung     vermieden.    Das  neue Verfahren weist auch noch andere Vorteile; auf.    Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Her  stellung von isolierten elektrischen Leitern, z. B.

    formgewickelten Spulen für elektrische Maschinen,  bei dem ein Leiter oder ein aus     einzelnen    Leitern zu  sammengesetztes Leiterbündel in mehreren Schichten       mit        einem    band- oder bogenförmigen     Isoliermaterial     umwickelt wird und der umwickelte Leiter oder das       umwickelte    Leiterbündel danach     mit    einem flüssigen,       härtbaren        Imprägnierungsharz,    das später gehärtet  wird, imprägniert wird.

   Die Erfindung ist dadurch  gekennzeichnet, dass in dem     flüssigen    Harz unlös  liches oder     schwerlösliches        Thermoplastmaterial,    vor  zugsweise eine dünne     Thermoplastfolie,    zwischen auf  einanderfolgenden Schichten von     Isoliermaterial    an  gebracht wird, und dass das     umwickelte    Isoliermate  rial mit einverleibtem     Thermoplastmaterial    unter       Druck    auf eine     Temperatur        erwärmt    wird, die er  forderlich ist,

   damit das     Thermoplastmaterial    an  angrenzenden Schichten von     Isoliermaterial    haftet  und das Isoliermaterial bei einer nachfolgenden Ab  kühlung eine formfeste Hülle um den Leiter oder       das    Leiterbündel bildet, bevor die Hülle mit dem       Imprägnierungsharz        imprägniert    wird.  



       Die        Erwärmung    unter     Druck,    die     eventuell        in     einem Formwerkzeug stattfinden kann, ist zweck  mässig     kurzzeitig,    da ihr Zweck nur der ist, das       Thermoplastmaterial    zu     schmelzen    oder durch eine       beginnende    Schmelzung seine     Oberfläche    klebrig zu  machen.

   Durch diese Erwärmung und die darauf  folgende Abkühlung wird wenigstens ein punktweises  Anhaften zwischen den Schichten des Isoliermaterials  erreicht, so     -dass    die Isolierung nun eine formfeste  Hülle um den     Leiter    bildet.     Damit    die     Bindung     zwischen den Schichten sich nicht während der     Im-          prägnierung    lockert,     muss    das     Thermoplastmaterial         in dem flüssigen     Imprägnierungsharz        unlöslich    oder  schwerlöslich sein.

   Das Härten des Harzes in der  imprägnierten Isolierung kann dann erfolgen, ohne  dass der isolierte Leiter in ein Formwerkzeug     placiert     wird. Sie kann z. B. in einem gewöhnlichen Ofen  raum stattfinden. Damit die Isolierung auch während  des     Härtungsprozesses    ihre Form behält, ist es in  der Regel notwendig, dass das     Thermoplastmaterial     bei der für die Härtung erforderlichen Temperatur  ganz fest ist. Eine Schmelzung oder eine beginnende  Schmelzung hat nämlich zur Folge, dass die Bindung       zwischen    den     Isoliermaterial-Schichten    aufhört oder  in hohem Grad geschwächt wird, was zu einer De  formierung der Isolierung     führt.     



  Das band- oder bogenförmige     Isoliermaterial     kann u. a. aus     Glimmerband    oder     Glimmerbogen     bestehen. Diese können aus grossen     Glimmerschup-          pen    gewöhnlicher Art gebildet sein, die z. B. mit  einem Lackbindemittel am Trägermaterial aus Pa  pier, Glasfaser oder dergleichen     befestigt    worden  sind. Die     Glimmerprodukte    können auch aus selbst  tragenden Bändern oder Bögen aus einander über  lappenden     Glimmerschüppchen    bestehen, die nach  bekannten Methoden, z.

   B. durch Spalten von ge  wöhnlichem Glimmer, hergestellt sind, wobei der       Glimmer    erst     erwärmt    und dann nacheinander der  Einwirkung von zwei Lösungen ausgesetzt wird, die  unter Entwickeln von Gas miteinander reagieren,  wonach der dabei gespaltene     Glimmer    mit Wasser  zu einem Brei angerührt und schliesslich zu einem  bogenförmigen     Material    nach einer Methode ge  formt     wird,    die der bei der Herstellung von Papier  verwendeten ähnlich ist. Auch diese letztgenannten       Glimmerprodukte    können z. B.     mit    einem Lack  bindemittel an einem Trägermaterial wie Papier,  Glasfasern oder dergleichen befestigt sein.

   Ausser       Glimmerprodukten    können mehrere andere     band-          und    bogenförmige     Isoliermaterialien    verwendet wer  den, z. B. Papier, Glasband, Glasgewebe, Band oder  Gewebe von anderen     Fibermaterialien    wie Asbest,  Baumwolle, Seide.  



  Als besonders geeignetes     Thermoplastmaterial     können Folien aus     Polyäthylenglykolterephthalat    und  Polykarbonat     genannt    werden, weiter     Folien    aus  Polyamid,     Polystyren,        Polypropylen,        Zelluloseacetat,          Zelluloseatriacetat,        Zelluloseacetatbutyrat,        Zellulose-          anitrat,        Zellulosepropionat,        regenerierte    Zellulose,       Polyvinylbutyral,        Polyvinylchlorid,

          Polyvinylchlorid-          acetat    und     Polyvinylidenchlorid.    Welche     Folie    in  jedem besonderen Fall     gewählt    wird, hängt in hohem  Grad vom verwendeten     Imprägnierungsharz    ab, was  aus dem Vorhergesagten hervorgeht, in dem die For  derungen genannt sind, die erfüllt werden müssen, um  eine     effektive    Bindung während -der Imprägnierung  und Härtung des     Imprägnierungsharzes    aufrechter  halten zu können.

   Besonders geeignet als     Impräg-          nierungsharze        sind        lösungsmittelfreie        Epoxyharze    und  ungesättigte Polyesterharze.  



  Die Erfindung wird durch Beschreibung einer  Anzahl von Ausführungsbeispielen unter     Hinweis       auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert, in der  die Figuren ein Leiterbündel bei seiner Herstellung  nach dem erfindungsgemässen Verfahren zeigen.    <I>Beispiel 1</I>    Das Leiterbündel 10     nadh        Fig.    1, das z. B. ein  Teil einer Hochspannungsspule einer elektrischen  Maschine sein kann, besteht aus mehreren einzelnen  Leitern 11. Die Isolierhülle des Leiterbündels ist  teilweise entfernt, damit sein Aufbau deutlicher aus  der Figur hervorgeht. Die Leiter 11 sind dadurch  voneinander isoliert, dass sie mit Glasgarn 12 um  sponnen und mit einem Bindemittel imprägniert sind,  z.

   B. einem     Epoxyharz,    einem     Alkydharz    oder einem  Phenolharz, das danach gehärtet worden ist. Bei der  Isolierung des Leiterbündels 10 wird dieses erst mit  halber     Überlappung    mit einer Schicht eines Glimmer  bandes 13 umwickelt, das aus einer z. B. 0,09 mm  dicken selbsttragenden Folie von einander überlap  penden     Glimmerschüppchen    besteht, die mit einem  Bindemittel, z. B.     einem        Epoxyharz,        Alkydharz    oder  Phenolharz, an einem Trägermaterial in der Form  eines gewebten     Glasbandes,    z. B. mit der Dicke von  0,04 mm, befestigt ist. Das     Glimmerband    13 kann  z.

   B. eine Breite von 25 mm haben. Danach wird  eine Schicht einer dünnen     Polyäthylenglykoltere-          phthalatfolie    14 ohne     überlappung    aufgebracht.  Diese     Thermoplastfolie    kann eine Dicke von 0,006  Millimeter und eine Breite von 50 mm haben. Es  folgt dann eine neue Schicht     Glimmerband    13 und  darauf wieder eine Schicht der     Thermoplastfolie    14.  Diese Prozedur mit abwechselndem Aufbringen von       Glimmerband    und     Thermoplastfolie    wird wiederholt,  bis eine gewünschte Dicke der Isolierung erreicht ist,  die z.

   B. etwa dreissig     übereinanderliegende    Glimmer  bandschichten enthalten kann. Danach wird die Iso  lierung in einem Formwerkzeug auf eine Temperatur  von 260  C     während    einer Zeit von 5 min erwärmt,  wobei sie einem Druck von 5     kp/cm2    ausgesetzt  wird. Die Isolierung darf dann abkühlen. Durch  diese Behandlung erreicht man ein Anhaften zwischen  den Schichten von     Glimmerband,    so dass die Isolie  rung bei einer Temperatur unter der Schmelztempe  ratur des Thermoplastes eine formfeste Hülle um  das Leiterbündel bildet.  



  Die Isolierung wird dann gemäss     Fig.    2 mit einer  dichten äusseren Schicht eines umwickelten Dich  tungsbandes 15 versehen, das die Oberfläche der  ganzen Isolierung mit Ausnahme einiger Öffnungen  16 deckt, durch welche flüssiges Harz in die Iso  lierung eindringen kann.    Die Wicklung wird bei einem niedrigeren Druck  als 1 mm     Hg    getrocknet, wonach das     Imprägnie-          rungsharz    bei dem genannten Druck zugeführt und  das umwickelte Bündel einem Druck von z. B.  10     kp/cm2    ausgesetzt wird. Das     Imprägnierungs-          harz    kann z.

   B. ein Polyesterharz sein, das aus       Adipinsäure    (11     Molprozent),        Phthalsäureanhydrid         (11     Molprozent),        Maleinsäureanhydrid    (23     Molpro-          zent)    und     Äthylenglykol    (55     Molprozent)    hergestellt  und teils mit     Diallylphthalat    in einer solchen Menge  versetzt ist, dass das     Diallylphthalat    40 % der zu  sammengelegten Menge des     Esterharzes    und     Diallyl-          phtalats    ausmacht,

   und teils mit     Benzoylperoxyd    in  einer Menge, die 1 % des Gewichts der Mischung  entspricht. Das Polyesterharz selbst wird durch Reak  tion einer Mischung der genannten Säuren und Al  kohole in     inerter    Atmosphäre hergestellt durch Er  höhung der Temperatur auf 220  C und Beibehalten  dieser Temperatur, bis die Säurezahl des Reaktions  produkts etwa 30 ist. Unter     Vakuumdruckbehandlung     dringt das     Imprägnierungsharz    durch die Öffnungen  16 in die äussere dichtende Schicht ein und füllt die  Poren und Hohlräume in der Isolierung aus.

   Die  Öffnungen 16 werden dann durch Umwicklung mit  weiterem Dichtungsband 15 gedichtet, wonach die  imprägnierte Wicklung in einem Ofen mit einer  Temperatur von 130  C eine Stunde lang zwecks  Härtung des     Polyesterharzes    aufbewahrt wird.  



  <I>Beispiel 2</I>  Ein Leiterbündel nach     Fig.    1 wird in derselben  Weise und unter Anwendung desselben Materials wie  in Beispiel 1 isoliert, mit der Ausnahme, dass anstatt  des beschriebenen Polyesterharzes ein     Epoxyharz    ver  wendet wird, das aus 85 Gewichtsteilen      Araldit    F   (eingetragene Marke), 100 Gewichtsteilen  Härter  905  (eingetragene Marke) und 15 Gewichtsteilen       Phenylglycidyläther    besteht. Die Härtung des     Epoxy-          harzes    erfolgt dadurch, dass die imprägnierte Wick  lung in einem Ofen mit einer Temperatur von 160  C  6 Stunden lang verwahrt wird.  



  <I>Beispiel 3</I>  Ein Leiterbündel nach     Fig.    1 wird in derselben  Weise wie in Beispiel 1 und unter Verwendung des  selben Materials wie in Beispiel 1 isoliert mit der  Ausnahme, dass anstelle des beschriebenen     Glimmer-          band'es    ein 0,15 mm dickes und 25 mm breites       Glimmerband    verwendet wird, das aus gewöhnlichen  grossen     Glimmerschuppen    besteht, die an einem Trä  ger aus 0,03 mm dickem Papier mit einem Binde  mittel aus demselben ungesättigten     Esterharz    wie  dem bei der Imprägnierung verwendeten befestigt  sind.  



  <I>Beispiel 4</I>  Ein Leiterbündel nach     Fig.    1 wird in der in Bei  spiel 1 beschriebenen Weise und unter Verwendung  desselben Materials     isoliert    mit der Ausnahme, dass  anstelle des beschriebenen     Glimmerbandes    ein     Glim-          merbogen    verwendet wird, der aus einer selbsttragen  den breiten     Glimmerfolie    und einem Glasgewebe  besteht. Die Breite des     Glimmerbogens    ist gleich  gross wie die Länge des Leiterbündels.  



  <I>Beispiel 5</I>  Ein Leiterbündel nach     Fig.    1 wird in derselben  Weise und unter Verwendung desselben     Materials    wie    in     Beispiel    1     isoliert        mit    der Ausnahme, dass     anstelle     des beschriebenen     Glimmerbandes    ein 0,15     mm        dik-          ker        Glimmerbogen    verwendet wird, der aus gewöhn  lichen grossen     Glimmerschuppen    besteht, die an     einem     Träger aus 0,

  03 mm dickem Papier     mit    einem  Bindemittel aus demselben ungesättigten     Esterharz     wie dem bei der Imprägnierung benutzten befestigt  sind.  



  <I>Beispiel 6</I>  Ein Leiterbündel wird in der in Beispiel 1<B>be-</B>  schriebenen. Weise isoliert. Anstelle des beschriebenen       Glimmerbandes    wird jedoch ein gewebtes Glasband  mit einer Breite von 25 mm und einer Dicke von  0,04 mm als Isoliermaterial verwendet und anstelle  der     Polyäthylenglykolterephthalat-Folie    eine 0,05 mm  dicke und 50 mm breite     Zelluloseatriacetatfolie.    Wei  ter erfolgt die     Erwärmung    der Isolierung im Form  werkzeug bei einer Temperatur von 230  C während  einer     Zeit    von 5 min, und anstelle des beschriebenen  Polyesterharzes wird als     Imprägnierungsmittel    ein  Polyesterharz verwendet,

   das aus 60 Gewichtsteilen  eines Reaktionsproduktes von 3     Mol        Maleinsäure-          anhydrid,    1     Mol        Adipinsäure,    4,4     Mol        Äthylenglykol,     das nach dem vorhin beschriebenen Prozess hergestellt  wird, besteht, mit einer Säurezahl von 30, welchem  40 Gewichtsteile     Diallylphthalat        und    0,75 Gewichts  teilen     Benzoylperoxyd        beigefügt    sind:

    Die     imprägnierte    Wicklung wird eine Stunde lang  in einem Ofen bei einer Temperatur von 120  C  zur Härtung des     Imprägnierungsharzes    verwahrt.  



  <I>Beispiel 7</I>  Eine Leiterbündel wird     in        derselben    Weise und  mit demselben Material wie in Beispiel 6 isoliert,  mit der Ausnahme, dass statt des angegebenen Im  prägnierungsharzes ein     Epoxyharz    verwendet wird,  das aus 100 Gewichtsteilen      Epon    820  (eingetra  gene Marke) besteht und 65 Gewichtsteilen     Hexa-          hydrophthalatsäurehydrid.    Die     imprägnierte    Wick  lung wird 24 Stunden lang in einem Ofen bei einer  Temperatur von 120  C zwecks Härtung des     Epoxy-          harzes    verwahrt.  



  <I>Beispiel 8</I>  Ein Leiterbündel wird in der in Beispiel 1 be  schriebenen Weise isoliert. Anstelle der beschriebenen       Polyäthylenglykolterephthalat-Folie    wird jedoch eine  0,01     mm        dicke    und 50 mm breite     Polykarbonatfolie     verwendet.

   Weiter erfolgt die     Erwärmung    der Iso  lierung bei einer Temperatur von 250  C während  einer Zeit von 5 min, und     anstelle    des beschriebenen       Imprägnierungsharzes    wird ein     Epoxyharz    verwendet,  das aus 100     Gewichtsteilen         Dow   <B>331 </B>     (eingetragene     Marke) und 65     Gewichtsteilen        Tetrahydrophthal-          säureanhydrid    besteht.

   Die imprägnierte Wicklung  wird 24 Stunden lang     in:-    einem Ofen bei einer  Temperatur von 130  C zwecks Härtung des     Epoxy-          harzes        aufbewahrt.     



  Ausser den     beschriebenen    vollständig     polymeri-          sierbaren        Imprägnierungsmitteln    können ü. a. meh  rere andere im Handel     zugängliche    ungesättigte Poly-           esterharze    und     Epoxyharze    verwendet werden. An  dere     Polyesterharze    und     Epoxyharze,    die zur Ver  wirklichung der     Erfindung    verwendbar ,sind, sind u. a.  in den amerikanischen     Patentschriften    Nm. 2 656 290  und 2 324 483 beschrieben.  



  Das     Aufbringen    des     Thermoplastmaterials    kann  in vielen anderen Arten geschehen als in den     be-          schriebenen    Beispielen. So brauchen Schichten aus       Thermoplastfolien    nicht     zwischen    jeder Schicht aus  Isoliermaterial angebracht zu sein. Man kann sie u. a.       vorzugsweise    zwischen den äusseren Schichten des       Isoliermaterials    anbringen. Die     Folienbänder    brau  chen auch nicht Kante an Kante in derselben Schicht       gewickelt    zu sein, sondern können mit Zwischen  räumen aufgebracht werden.

   Wenn sie mit Zwischen  räumen gewickelt werden, erreicht man den Vorteil,  dass das Eindringen des     Imprägnierungsharzes    in       die    Isolierung     :erleichtert    wird. Das Thermoplast  material kann der     Leiterisolierung        in    anderer Weise  als durch     Umwickeln        einer    Folie in Form eines  Bandes zugeführt werden. Es kann z. B. in Form  von dünnen Blättern geeigneter Grösse zwischen an  grenzenden Schichten des Isoliermaterials während  des     Aufwickelns    desselben gelegt werden. Ferner  kann das     Thermoplastmaterial    wie eine Komponente  im Isoliermaterial angeordnet sein.

   In einem ge  webten Isoliermaterial, z. B. einem Glasband oder  Glasgewebe, kann das     Thermoplastmaterial    in Form  von     Fiberfasern    in das Produkt eingewebt sein. Ge  wisse     Glasfaserfäden    können dabei beim Weben  gegen Fäden aus z. B.     Polyäthylenglykolterephthalat     oder Polyamid ausgetauscht werden. Das     nermo-          plastmaterial    kann auch auf der einen Fläche des  Isoliermaterials     angeordnet    sein. So kann z.

   B.     Poly-          äthylenglykolterephthalat    oder Polyamid in Form  einer     Folie    an der einen Seite eines Glasban  des oder     Glimmerbandes    befestigt sein. Das Auf  bringen der Folie kann zum Beispiel dadurch  erfolgen, dass die Folie oder das Isoliermaterial  erwärmte Walzen passiert, wobei das     Thermo-          plastmaterial    klebrig wird und am     Isoliermate-          rial    haftet.

   Der einen Seite des     Isoliermaterials     kann man auch einen dünnen Belag aus dem     Thermo-          plastmaterial    geben, indem das     Thermoplastmaterial     in einem     Lösungsmittel    aufgelöst auf das Isolier  material     gestrichen    wird. Das     Zelluloseatriacetat    kann  somit z. B. auf ein     Glimmerband,    Glasband oder  Papier in dieser     Weise    aus einer Lösung in Aceton  oder     Äthylenacetat    aufgebracht werden.



  Method for producing insulated electrical conductors and conductors produced by this method. The present invention relates to a method for producing insulated electrical conductors, e.g. B. form-wound coils for electrical Ma machines, and conductors made by this method.



  The manufacture of form-wound coils for electrical machines is often carried out in such a way that a conductor bundle composed of individual conductors is in several layers with a strip-shaped or arc-shaped insulating material, e.g. B. mica tape, fiberglass tape, paper, is wrapped, after which the wrapped conductor bundle, often using a vacuum pressure process, is impregnated with a liquid, curable impregnation resin, which is then - while forming the insulation in the hardened state.

   This shaping of the insulating sheath of the conductor bundle is usually done in a mold, and since the hardening in many cases takes considerable time, several hours to a day, the mold is bound for a long time to form each insulation.

   In fact, one is often forced to use material with a long curing time as impregnation resin, partly with consideration of the demands placed on the thermal and electrical properties of the cured product, and partly with consideration of the long storage time required for the liquid resin does not suffer any changes while it is stored in the impregnation plant.



  The mentioned disadvantage in previous processes that the mold is bound for a long time for the manufacture of each insulated conductor is avoided according to the present invention. The new process also has other advantages; on. The invention relates to a method for the manufacture of insulated electrical conductors such. B.

    Form-wound coils for electrical machines, in which a conductor or a conductor bundle composed of individual conductors is wrapped in several layers with a tape or sheet-like insulating material and the wrapped conductor or the wrapped conductor bundle is then covered with a liquid, curable impregnation resin that is later cured , is impregnated.

   The invention is characterized in that insoluble or sparingly soluble thermoplastic material in the liquid resin, preferably a thin thermoplastic film, is placed between successive layers of insulating material, and that the wrapped insulating material with incorporated thermoplastic material is heated under pressure to a temperature, which he is required,

   so that the thermoplastic material adheres to adjacent layers of insulating material and the insulating material forms a dimensionally stable sheath around the conductor or the conductor bundle during a subsequent cooling before the sheath is impregnated with the impregnation resin.



       The heating under pressure, which can possibly take place in a mold, is expediently short-term, since its purpose is only to melt the thermoplastic material or to make its surface sticky by beginning to melt.

   As a result of this heating and the subsequent cooling, at least point-wise adherence between the layers of the insulating material is achieved, so that the insulation now forms a dimensionally stable envelope around the conductor. So that the bond between the layers does not loosen during the impregnation, the thermoplastic material must be insoluble or sparingly soluble in the liquid impregnation resin.

   The curing of the resin in the impregnated insulation can then take place without the insulated conductor being placed in a mold. You can z. B. take place in an ordinary furnace space. In order for the insulation to retain its shape during the curing process, it is usually necessary for the thermoplastic material to be quite solid at the temperature required for curing. A melting or a beginning melting has the consequence that the bond between the insulating material layers ceases or is weakened to a high degree, which leads to a deformation of the insulation.



  The tape or sheet-shaped insulating material can u. a. consist of mica tape or mica sheet. These can be formed from large mica flakes of the usual type, which z. B. with a lacquer binder on the carrier material made of Pa pier, fiberglass or the like have been attached. The mica products can also consist of self-supporting bands or sheets of overlapping mica flakes, which are made by known methods, e.g.

   B. are made by splitting ge ordinary mica, the mica is first heated and then successively exposed to the action of two solutions that react with the development of gas, after which the split mica mixed with water to a pulp and finally to a sheet material is formed by a method similar to that used in the manufacture of paper. These last-mentioned mica products can, for. B. be attached with a paint binder on a carrier material such as paper, glass fibers or the like.

   In addition to mica products, several other tape and sheet-like insulating materials can be used who, for. B. paper, glass tape, glass fabric, tape or fabric of other fiber materials such as asbestos, cotton, silk.



  Films made of polyethylene glycol terephthalate and polycarbonate can be mentioned as particularly suitable thermoplastic materials, as well as films made of polyamide, polystyrene, polypropylene, cellulose acetate, cellulose triacetate, cellulose acetate butyrate, cellulose anitrate, cellulose propionate, regenerated cellulose, polyvinyl butyral, polyvinyl

          Polyvinyl chloride acetate and polyvinylidene chloride. Which film is chosen in each particular case depends to a large extent on the impregnation resin used, which is evident from the foregoing, in which the requirements are specified that must be met in order to maintain an effective bond during the impregnation and curing of the impregnation resin to be able to hold.

   Solvent-free epoxy resins and unsaturated polyester resins are particularly suitable as impregnation resins.



  The invention is explained in more detail by describing a number of exemplary embodiments with reference to the accompanying drawing, in which the figures show a conductor bundle being produced by the method according to the invention. <I> Example 1 </I> The conductor bundle 10 according to FIG. B. can be part of a high-voltage coil of an electrical machine, consists of several individual conductors 11. The insulating sleeve of the conductor bundle is partially removed so that its structure can be seen more clearly from the figure. The conductors 11 are insulated from one another in that they are spun with glass yarn 12 and impregnated with a binder, e.g.

   B. an epoxy resin, an alkyd resin or a phenolic resin that has been cured thereafter. When isolating the bundle of conductors 10 this is only wrapped with a half overlap with a layer of mica tape 13, which consists of a z. B. 0.09 mm thick self-supporting film from each other overlap penden mica flakes, which with a binder, z. B. an epoxy resin, alkyd resin or phenolic resin, on a carrier material in the form of a woven glass ribbon, e.g. B. with the thickness of 0.04 mm attached. The mica tape 13 can, for.

   B. have a width of 25 mm. Then a layer of a thin polyethylene glycol terephthalate film 14 is applied without overlapping. This thermoplastic film can have a thickness of 0.006 millimeters and a width of 50 mm. This is then followed by a new layer of mica tape 13 and then another layer of thermoplastic film 14. This procedure with alternating application of mica tape and thermoplastic film is repeated until a desired thickness of the insulation is reached, which z.

   B. may contain about thirty superimposed mica tape layers. The insulation is then heated in a mold to a temperature of 260 ° C. for a period of 5 minutes, while it is exposed to a pressure of 5 kgf / cm 2. The insulation is then allowed to cool down. This treatment achieves adhesion between the layers of mica tape so that the insulation forms a dimensionally stable sheath around the conductor bundle at a temperature below the melting temperature of the thermoplastic.



  The insulation is then provided according to FIG. 2 with a dense outer layer of a wrapped up device tape 15 that covers the surface of the entire insulation with the exception of a few openings 16 through which liquid resin can penetrate the insulation. The winding is dried at a pressure lower than 1 mm Hg, after which the impregnation resin is supplied at the said pressure and the wrapped bundle is subjected to a pressure of e.g. B. 10 kp / cm2 is exposed. The impregnation resin can z.

   B. be a polyester resin made from adipic acid (11 mol percent), phthalic anhydride (11 mol percent), maleic anhydride (23 mol percent) and ethylene glycol (55 mol percent) and partly mixed with diallyl phthalate in such an amount that the diallyl phthalate 40% the combined amount of ester resin and diallyl phthalate,

   and partly with benzoyl peroxide in an amount corresponding to 1% of the weight of the mixture. The polyester resin itself is produced by reacting a mixture of the acids and alcohols mentioned in an inert atmosphere by increasing the temperature to 220 ° C. and maintaining this temperature until the acid number of the reaction product is about 30. Under vacuum pressure treatment, the impregnation resin penetrates through the openings 16 into the outer sealing layer and fills the pores and cavities in the insulation.

   The openings 16 are then sealed by wrapping further sealing tape 15, after which the impregnated winding is kept in an oven at a temperature of 130 ° C. for one hour for the purpose of curing the polyester resin.



  <I> Example 2 </I> A conductor bundle according to FIG. 1 is insulated in the same way and using the same material as in Example 1, with the exception that instead of the polyester resin described, an epoxy resin is used which is composed of 85 parts by weight of araldite F (registered trademark), 100 parts by weight of hardener 905 (registered trademark) and 15 parts by weight of phenyl glycidyl ether. The curing of the epoxy resin takes place in that the impregnated winding is kept in an oven at a temperature of 160 C for 6 hours.



  <I> Example 3 </I> A conductor bundle according to FIG. 1 is isolated in the same way as in Example 1 and using the same material as in Example 1, with the exception that instead of the described mica tape, a 0, 15 mm thick and 25 mm wide mica tape is used, which consists of ordinary large mica flakes, which are attached to a carrier made of 0.03 mm thick paper with a binder made of the same unsaturated ester resin as that used in the impregnation.



  <I> Example 4 </I> A conductor bundle according to FIG. 1 is insulated in the manner described in Example 1 and using the same material, with the exception that, instead of the described mica tape, a mica sheet is used which is self-supporting the wide mica foil and a glass fabric. The width of the mica sheet is the same as the length of the conductor bundle.



  <I> Example 5 </I> A conductor bundle according to FIG. 1 is insulated in the same way and using the same material as in Example 1, with the exception that a 0.15 mm thick mica sheet is used instead of the mica tape described, which consists of ordinary large mica flakes attached to a support of 0,

  03 mm thick paper are fastened with a binder made from the same unsaturated ester resin as that used for the impregnation.



  <I> Example 6 </I> A conductor bundle is described in example 1 <B> </B>. Way isolated. Instead of the described mica tape, however, a woven glass tape with a width of 25 mm and a thickness of 0.04 mm is used as the insulating material and instead of the polyethylene glycol terephthalate film, a 0.05 mm thick and 50 mm wide cellulose triacetate film is used. Furthermore, the insulation is heated in the molding tool at a temperature of 230 C for a period of 5 minutes, and instead of the polyester resin described, a polyester resin is used as the impregnation agent.

   which consists of 60 parts by weight of a reaction product of 3 moles of maleic anhydride, 1 mole of adipic acid, 4.4 moles of ethylene glycol, which is produced according to the process described above, with an acid number of 30, which 40 parts by weight of diallyl phthalate and 0.75 parts by weight Benzoyl peroxide are attached:

    The impregnated winding is kept in an oven at a temperature of 120 ° C. for one hour to harden the impregnation resin.



  <I> Example 7 </I> A conductor bundle is insulated in the same way and with the same material as in Example 6, with the exception that instead of the specified impregnation resin, an epoxy resin is used, which is composed of 100 parts by weight Epon 820 (registered trademark ) and 65 parts by weight of hexahydrophthalate hydride. The impregnated winding is kept for 24 hours in an oven at a temperature of 120 C to harden the epoxy resin.



  <I> Example 8 </I> A conductor bundle is isolated in the manner described in Example 1. Instead of the polyethylene glycol terephthalate film described, however, a 0.01 mm thick and 50 mm wide polycarbonate film is used.

   The insulation is also heated at a temperature of 250 ° C. for 5 minutes, and instead of the impregnation resin described, an epoxy resin is used which is composed of 100 parts by weight of Dow 331 (registered trademark) and 65 parts by weight Tetrahydrophthalic anhydride consists.

   The impregnated winding is kept for 24 hours in: - an oven at a temperature of 130 C to allow the epoxy resin to harden.



  In addition to the fully polymerizable impregnating agents described, ü. a. several other commercially available unsaturated polyester resins and epoxy resins can be used. At other polyester resins and epoxy resins, which are really useful for Ver realization of the invention, are u. a. in the American patents Nm. 2,656,290 and 2,324,483.



  The thermoplastic material can be applied in many other ways than in the examples described. For example, layers of thermoplastic films need not be attached between each layer of insulating material. You can u. a. preferably apply between the outer layers of the insulating material. The foil strips do not need to be wound edge to edge in the same layer, but can be applied with spaces in between.

   If they are wrapped with spaces in between, the advantage is achieved that the penetration of the impregnation resin into the insulation is facilitated. The thermoplastic material can be fed to the conductor insulation in other ways than by wrapping a film in the form of a tape. It can e.g. B. be placed in the form of thin sheets of suitable size between adjacent layers of the insulating material during winding of the same. Furthermore, the thermoplastic material can be arranged like a component in the insulating material.

   In a ge woven insulating material, e.g. B. a glass ribbon or glass fabric, the thermoplastic material can be woven into the product in the form of fiber fibers. Ge certain glass fiber threads can weave against threads from z. B. polyethylene glycol terephthalate or polyamide are exchanged. The thermoplastic material can also be arranged on one surface of the insulating material. So z.

   B. polyethylene glycol terephthalate or polyamide in the form of a film on one side of a Glasban or mica tape. The film can be applied, for example, by passing the film or the insulating material through heated rollers, the thermoplastic material becoming sticky and adhering to the insulating material.

   One side of the insulating material can also be given a thin coating of the thermoplastic material, in that the thermoplastic material, dissolved in a solvent, is brushed onto the insulating material. The cellulose triacetate can thus, for. B. be applied to a mica tape, glass tape or paper in this way from a solution in acetone or ethylene acetate.

 

Claims (1)

PATENTANSPRÜCHE I. Verfahren zur Herstellung von isolierten elek- trischen Leitern, insbesondere formgewickelten Spu len für elektrische Maschinen, bei welchem ein Leiter oder ein aus einzelnen Leitern zusammen gesetztes Leiterbündel in mehreren Schichten mit einem band- oder bogenförmigen Isoliermaterial um wickelt wird und der umwickelte Leiter oder das umwickelte Leiterbündel danach mit einem flüssigen härtbaren Imprägnierungsharz imprägniert wird, PATENT CLAIMS I. A method for the production of insulated electrical conductors, in particular form-wound coils for electrical machines, in which a conductor or a conductor bundle composed of individual conductors is wrapped in several layers with a strip or sheet-like insulating material and the wrapped conductor or the wrapped conductor bundle is then impregnated with a liquid, curable impregnation resin, das später durch Härtung in festem Zustand übergeführt wird; dadurch gekennzeichnet, dass in dem flüssigen Harz unlösliches oder schwerlösliches Thermoplast material (14) zwischen aufeinanderfolgenden Schich ten von Isoliermaterial (13) angebracht wird, und dass das umwickelte Isoliermaterial mit einverleibtem Thermoplastmaterial unter Druck auf eine Tempe ratur erwärmt wird, die erforderlich ist, damit das Thermoplastmaterial an angrenzenden Schichten von Isoliermaterial haftet und das Isoliermaterial bei einer nachfolgenden Abkühlung eine formfeste Hülle um den Leiter oder das Leiterbündel bildet, which is later converted into a solid state by hardening; characterized in that insoluble or sparingly soluble thermoplastic material (14) is attached between successive layers of insulating material (13) in the liquid resin, and that the wrapped insulating material with incorporated thermoplastic material is heated under pressure to a temperature which is necessary for it the thermoplastic material adheres to adjacent layers of insulating material and the insulating material forms a dimensionally stable cover around the conductor or the conductor bundle during subsequent cooling, bevor die Hülle mit dem Imprägnierungsharz imprägniert wird. II. Isolierter elektrischer Leiter, der nach dem Verfahren gemäss Patentanspruch I hergestellt ist. UNTERANSPRüCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das Thermoplastmaterial bei der für die Härtung des Imprägnierungsharzes erfor derlichen Temperatur fest ist. 2. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das Thermoplastmaterial nur zwischen den äusseren Schichten des Isoliermaterials angebracht wird. before the shell is impregnated with the impregnation resin. II. Insulated electrical conductor which is produced by the method according to claim I. SUBClaims 1. The method according to claim I, characterized in that the thermoplastic material is solid at the temperature required for curing the impregnation resin. 2. The method according to claim I, characterized in that the thermoplastic material is attached only between the outer layers of the insulating material. 3. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das Thermoplastmaterial indem Raum zwischen zwei aufeinander folgenden Schichten des Isoliermaterials mit Zwischenräumen seitlich an geordnet wird, so dass das Eindringen des Impräg- nierungsharzes in die Hülle erleichtert wird. 4. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das Thermoplastmaterial ein in der Oberfläche des band- oder bogenförmigen Isoliermaterials vorhandener Bestandteil desselben ist. 5. 3. The method according to claim I, characterized in that the thermoplastic material is arranged laterally in the space between two successive layers of the insulating material with gaps so that the penetration of the impregnation resin into the shell is facilitated. 4. The method according to claim I, characterized in that the thermoplastic material is a component of the same that is present in the surface of the strip-shaped or arch-shaped insulating material. 5. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das Isoliermaterial aus einem Glimmerband (13) oder einem Glimmerbogen be steht, vorzugsweise aus einem Band oder einem Bogen, in dem der Glimmer in Form von einander überlappenden Schüppchen zu einer selbsttragenden Folie zusammenhängt. 6. Process according to claim 1, characterized in that the insulating material consists of a mica tape (13) or a mica sheet, preferably a tape or a sheet in which the mica is connected in the form of overlapping flakes to form a self-supporting film. 6th Verfahren nach Patentanspruch I,. dadurch gekennzeichnet, dass das Thermoplastmaterial aus einer Polyäthylenglykolterephthalat- oder einer Poly- karbonatfolie besteht, und dass das Imprägnierungs- harz ein ungesättigtes Polyesterharz oder ein Epoxy- harz ist. 7. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle um den Leiter (10) vor der Imprägnierung mit einer dichten äusseren Schicht umgeben wird, z. Method according to claim I ,. characterized in that the thermoplastic material consists of a polyethylene glycol terephthalate or a polycarbonate film, and that the impregnation resin is an unsaturated polyester resin or an epoxy resin. 7. The method according to claim I, characterized in that the sheath around the conductor (10) is surrounded with a dense outer layer prior to impregnation, for. B. durch Umwickeln mit einem Dichtungsband (15), das die ganze äussere Fläche der Hülle mit Ausnahme einiger Öffnungen (16) deckt, durch welche das Harz eindringen kann. B. by wrapping with a sealing tape (15) which covers the entire outer surface of the envelope with the exception of a few openings (16) through which the resin can penetrate.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0062602A2 (en) * 1981-04-06 1982-10-13 Siemens Aktiengesellschaft Electrical conductor with isolating wrapping of wound tapes

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3540976A (en) * 1967-12-18 1970-11-17 New England Mica Co Composite insulating laminate and method for making the same
JP5611182B2 (en) * 2011-12-07 2014-10-22 株式会社日立製作所 Dry mica tape, and electrically insulated wire ring and rotating electric machine using the same
EP2930720A1 (en) * 2014-04-08 2015-10-14 Alstom Technology Ltd A conductor bar for an electric machine

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0062602A2 (en) * 1981-04-06 1982-10-13 Siemens Aktiengesellschaft Electrical conductor with isolating wrapping of wound tapes
EP0062602A3 (en) * 1981-04-06 1982-12-08 Siemens Aktiengesellschaft Berlin Und Munchen Electrical conductor with isolating wrapping of wound tapes

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