CH413987A - Verfahren zur Herstellung und Verfestigung isolierter elektrischer Leiterbündel - Google Patents

Description

  Verfahren     zur    Herstellung und Verfestigung       isolierter        elektrischer    Leiterbündel    Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur  Herstellung und     Verfestigung    isolierter elektrischer  Leiterbündel für elektrische Maschinen.

   Es ist be  kannt, für     Hechspannungs-Leiterisolationen    in     elek-          trischen    Maschinen     Bandwidkellagen    zu verwenden,  sie anschliessend in Formen zu     evakuieren,    mit     Im-          prägnierharzen        durchzutränken    und     gegebenenfalls    zu  härten.

   Es ist     auch    schon     vorgeschlagen        worden,        Band-          wiekellagen,    die     ungehärtetes        Kunstharz    als Binde  mittel enthalten,     lagenweise        anzubügeln,    mit     lösungs-          mittelfreiem    Kunstharz einzustreichen und nachher  beide Harzanteile unter     Pressformdruck    auf die Lei  terbündel auszuhärten, ohne dass eine Vakuumim  prägnierung     erforderlich    ist.

   Bei einer durchgehen  den Isolation von     Wickelkopf    über     Kernteil    zu Wickel  kopf bedingt     jedoch        die    Herstellung der dazu passen  den Formen     erhebliche    Kosten, die vor allem auf die  räumlich komplizierte Gestaltung der     Wickelköpfe          zurückzuführen    sind,     während    der Kernteil mit     seinem     geraden     Verlauf        relativ    geringe Formkosten verur  sacht.  



  Es ist     auch        vorgeschlagen        worden,    über einen mit       Isolierbändern        umwickelten    Leiter einen     Schrumpf-          schlauch    zu ziehen und diesen vor oder nach der       Imprägnierung    der     Wicklung        aufzuschrumpfen.        Nach          einen    weiteren     Vorschlag    soll! die     Gl'immeriso'lations-          schicht    von Leitern     oder        

  Leiterbündeln    mit einer     als          Trennfolie    ausgebildeten     Schrumpffolie        umwickelt,    in       bekannter    Weise     durch    Druck und     Wärme        formge-          presst        urid    durch     Aufschrumpfen    der     Trennfolie    zu-         sätzlich        verdichtet        werden,

          wobei        dIas    Formpressen der       Wickelisolation    in     l#brtfall    kommen kann.  



  Es hat sich nun gezeigt, dass die     Schrumpfung     zwar im ganzen eine Kontraktion der     Schrumpffolie          bedeutet,    die     verdichtende    Wirkung auf     die    Leiter  isolation     jedoch    nicht     eeidhmässig    verteilt ist.

   Die  isolierten Leiterbündel weisen meistens einen recht  eckigen Querschnitt auf, so dass der beim Schrump  fen der darauf gewickelten     Schrum'pffohen    entstehen  de     Druck        auf    die Breitseiten der     Leiterbündel    merk  lich geringer     ausfällt    als auf die     Schmalseiten    und       insbesondere    die Kanten.

   Hier setzt die     Erfindung     ein.     Ihr    liegt die Aufgabe zugrunde, vor     allem    für  die     Verdichtung    der Wickelkopfteile, aber auch für  die Kernteile isolierter elektrischer Leiterbündel eine  Arbeitsweise zu     schaffen,        bei    der kostspielige     Press-          formen        nicht        benötigt        werden    und von der Kontrak  tion von     Schrumpffolien        Gebrauch        .gemacht        wird,

            ohne        dass    die     Nachteile        ungleichen        Schrumpfdruckes     auf die Breit-,und     Schmalseiten    auftreten.

   Ein     gleich-          mässig    verteilter     Schrumpfdruck        lässt    sich     dadurch     erzielen, dass der     Querschnitt    des     Leiterbündels    für  die Dauer des     Umwickelns    mit der     Schrumpffolie    und  des     Sdhrulmpfvorganges        durch    besondere     Auflage    an  genähert     elliptisch    ist,

   wobei die     Hauptachse    der El  lipse senkrecht zu den Breitseiten der Leiterbündel  steht und das     Längenverhältnis    der     Hauptachse    zur  Nebenachse etwa dem     Breitenverhältnis    der Breitsei  te zur Schmalseite des     Leiterbündels        entspricht.    We  sentlich     dabei    ist,     diass    so die     Schrumpfungskräfte    der-           art    verteilt     werden,    dass auf der     Oberfläche    des Lei  terbündels eine     gleichmässige    Flächenpressung re  sultiert.  



  Das Verfahren zur     Herstellung    und Verfestigung       isolierter        elektrischer    Leiterbündel für elektrische Ma  schinen ist     dadurch    gekennzeichnet, dass die Leiter  zunächst mit     Glasseide-Glimmer-Material        durchgehend          umwickelt    werden,     diaiss        lösungsmittelfreies    Harz spä  testens nach dem vollständigen Wickeln in die     Be-          wicklung        eingebracht        wird,

      dass dann mindestens die       Wickelkopfteile    der Leiterbündel mit derart bemes  senen     Auflagestücken    versehen werden, dass letztere  die betreffenden Querschnitte der Leiterbündel an  genähert so gestalten, dass nach der     anschliessenden          Bewicklung        mit    Schrumpfband die durch eine     Wär-          mebehand!lung    ausgelöste     Schrumpfung    des Schrumpf  bandes eine     gleichmässige        Flächenpressung    auf den  Breit- und     Schmalseiten    der     bewickelten    Teile er  zeugt,

   und dass das     lösungsmittelfreie        Harz    ausge  härtet     wird.       Die Erfindung betrifft weiter eine Vorrichtung zur  Ausführung des     Verfahrens    und     nach    dem Verfah  ren hergestellte     isolierte    Leiterbündel für     elektrische     Maschinen.    Die folgenden     Ausführungen.    betreffen     Ausfüh-          rungsbeispiele    der Erfindung. Als Schrumpfband kom  men an     µich    bekannte     schrumpffähige        Kunststoffe    in  Betracht.

   Besonders geeignet sind für den Zweck der  Erfindung gesättigte Polyester wie     Terephthalsäure-          ester,    z. B. lässt     sich    das unter dem Warenzeichen        Trevira     bekannte     Schrumpfband    gut verwenden.  Bei der     Bewicklung    mit     Schrumpfband    geht man     vor-          teilh'aft    so vor, dass man jeweils zwei Lagen gegen  läufig     aufbringt,    damit sich die beim Schrumpfen er  gebenden     Torsionskräfte    gegenseitig aufheben.

   Nach  dem Schrumpfen und Aushärten entfernt man sowohl  das geschrumpfte Band als auch die Auflagestücke  von den verfestigten und     verdichteten    Leiterbündeln.  



  Es ist     zweckmässig,    den Querschnitt der Wickel  kopfteile der     Leiterbündel    mittels der     Auflagestücke          etwa        elliptisch    zu gestalten, wie     schon    angedeutet wur  de, jedoch kann auch eine von der Ellipse abweichen  de     Querschnittsgestaltung    die gewünschte Wirkung  gestatten.

   Die Auflagestücke für die Wickelkopfteile  bestehen zweckmässig aus Asbest oder Sandsäcken;  en den     Schmalseiten    der     Wickelkopfteile        haben        sich     auch     Aluminium-Beil'agestücke    gut     bewährt.    Zur Her  stellung der     Asbestauflagestücke        eignet        sich    eine     Vor-          richtung,    die gekennzeichnet ist durch einen Muster  stab, dessen     Abmessungen    einem     Wickelkopfteil    ent  sprechen,

   und provisorisch diesem angepasste     Auflä-          gestüdke    aus Asbest, die zunächst auf den Musterstab       beidseitig    aufgebracht, mittels Wasserglas     verklebt     und mit     Schrumpfband        umwickelt        sind,    um     ihnen      in Vorbereitung für eine Warmbehandlung - die rich  tige Form zu     geben.    Bei der     Warmbehandlung          schrumpft    das     Schrumpfband,    und die Asbeststücke  nehmen die gewünschte Gestalt an.

       Schliesslich    zer  schneidet man     d!as    geschrumpfte Band, um die beiden         Asbestauflagestücke    vom Musterstab     abzunehmen,     die nun genau die gewünschte     Gestalt        aufweisen.     



  Damit die     Oberflächen    der     Wickelkopfisolation          nach    der mittels Schrumpfdruck und     Wärme    erzielten  Verfestigung möglichst glatt sind, werden     zweckmäs-          sig    dünne     Blechzwischenlagen    zwischen den Asbest  auflagestücken und der Isolation angeordnet. Zwi  schen     Schmalseiten-Auflagestücken    aus Aluminium  und der     Isol'ati'on    sind solche Blechlagen     nicht    erfor  derlich.  



  Auch bei den Kernteilen der Leiterbündel ver  wendet man, wenn sie mit     Auflagestücken    und  Schrumpfband versehen werden     sollen,        zweckmässig          Bl'echzwisehenlagen        zwischen    Isolation und Aufla  gestücken,     jedoch    können sie ohne weiteres eine sol  che Stärke aufweisen, dass die Auflagestücke     nicht    in  voller Ausdehnung auf die Zwischenlagen drücken,  sondern nur im mittleren Teil angreifen,     wobei    sich  der Druck dank der     Steifigkeit    der Zwischenlagen  genügend zu den Seiten hin fortpflanzt.  



  Dieses     Verfahren    bringt gegenüber dem bisher  bekannten Verfahren, bei welchem die Kernteile der  Leiterbündel in starren Farmen gepresst werden, eine  bedeutende     Verein'fachun'g.    Es ist nunmehr möglich,  die Leiterbündel' nach dem Anbringen der     Auflagen     und dem Umwickeln mit Schrumpfband in einem zu  sammenhängenden Arbeitsgang zu verfestigen. Dazu  ordnet man vorteilhaft die umwickelten     Leiterbündel     in einer geschlossenen     Heizvorrichtung    an.

   Sie wer  den dort zunächst auf eine Temperatur     gebracht,    bei  welcher das Kunstharz     erweicht,    nach einer bestimm  ten     Haltezeit    von dieser Temperatur auf eine höhere  Temperatur gebracht, bei welcher das Schrumpfband       schrumpft,    und nach einer bestimmten Haltezeit       schliesslich    auf eine Temperatur aufgeheizt, bei wel  cher d'a's Harz aushärtet, und nach genügend langem  Halten bei der     Aushärttemperatur    abkühlt.

   Wäh  rend des Aufenthalts der Leiterbündel in der     Heiz-          vorrichtung    können die Anschlussenden der Wickel  köpfe und dar Kernteil des Stabes     räumlich    so auf  dem Traggestell festgespannt werden, wie es der für  des     nachherige    Einlegen der Wicklung in die Maschi  ne     gewünschten    Stellung entspricht, so dass eine Ver  formung     nach    der Wärmebehandlung entfällt.  



  Es ist möglich, während der Haltezeiten bei der       Erweichungstemperatur    des Harzes und der Schrumpf  temperatur des Schrumpfbandes zur Vermeidung von  Gaseinschlüssen Unterdruck auf die Leiterbündel ein  wirken zu lassen. Das Mass des Unterdrucks muss da  bei so abgestimmt werden, dass der Dampfdruck kei  ner Harzkomponente unterschritten wird. Bei Ver  wendung eines     Epoxydharzes    als Imprägnierharz wur  de z.

   B. zunächst eine Erwärmung auf 80  C vorge  nommen, diese Temperatur unter Evakuierung     auf     25     Torr        etwa    eine Stunde gehalten, dann eine Weiter  erwärmung auf 120  C angeschlossen, diese Tempe  ratur     wieder    unter Evakuierung auf 25     Torr    ebenfalls  etwa eine Stunde     gehalten,        schliesslich    eine     Aufheizung     auf 160  C vorgenommen und     diese    Temperatur           zwecks    vollständiger     Aushärtung    des Harzes für     etwa     16 Stunden gehalten.  



  Beim     Bewicke'l'n    der mit Auflagen versehenen     Lei-          terbündel-Kernteile    mit     Schrumpfbund    geht man       zweckmässigerweise    so vor, dass man die     Bewick-          lungsdichte        von    den Enden zu den mittleren Zonen  steigert.

   Diese Massnahme     bewirkt,    dass beim Errei  chen der Schrumpftemperatur der Schrumpfvorgang  und damit die     Verdichtung    von den mittleren     Zonen     zu den Enden der Kernteile fortschreitet und etwaige       Lufteinschlüsse    ausgetrieben     werden.        Ausserdem    ist  es auch hier vorteilhaft, jeweils zwei Lagen Schrumpf  band gegenläufig aufzubringen, damit sich die beim  Schrumpfen ergebenden     Torsionskräfte    gegenseitig       aufheben.     



  Die     Auflagestücke    für die Breitseiten der Kern  teile bestehen zweckmässig aus Metall und können  etwa die Form von     Rechteckprofilstäben    haben. Die  weiter oben erwähnten     Blechzwischenlagen    zur Anord  nung     zwischen    dem Kernteil und den Auflagestücken  können in verschiedener Weise gestaltet werden. Sehr  wirtschaftlich hat     sich    für das Verfahren gemäss der  Erfindung die     Verwendung    von handelsüblichen Win  keleisen erwiesen, die jeweils paarweise den zu verfe  stigenden Kernteil von allen vier Seiten umschliessen.

    Nach     Anordnung    der Auflagestücke und     Umwicklung     mit     Schrumpfband        werden    die Winkeleisen durch den  infolge Erwärmung erzeugten Schrumpfdruck des  Schrumpfbandes zusammengezogen. Damit der Kern  teil masshaltig aushärtet, sind an den Winkeleisen An  schläge vorgesehen, die die Zusammenziehung der       durch    die     Winkeleisen    gebildeten Form in der Höhe  als auch in der Breite     nach    Wunsch begrenzen. Auf  lagestücke für die Schmalseiten der Kernteile sind  nicht     erforderlich.     



  In Abänderung des bisher beschriebenen Verfah  rens können die Kernteile auch vor     Anordnung    der  Auflagestücke bereits mit Schrumpfband umwickelt  werden, dessen     Schrumpfwirkung    vor allem den  Schmalseiten der Kernteile zugute kommt. Nach An  ordnung der     Auflagestücke    wird dann eine     weitere          Umwicklung    mit     Schrumpfband    vorgenommen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH I Verfahren zur Herstellung und Verfestigung iso lierter elektrischer Leiterbündel für elektrische Ma schinen, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiter zunächst mit Glasseide-Glimmer-Material durchgehend umwickelt werden, dass lösungsmittelfreies Harz spä testens nach dem vollständigen Wickeln in die Be- wicklung eingebracht wird, dass dann mindestens die Wickelkopfteile der Leiterbündel mit derart bemesse nen Auflagestücken versehen werden,

   dass letztere die betreffenden Querschnitte der Leiterbündel angenä hert so gestalten, dass nach der anschliessenden Be- wicklung mit Schrumpfband die durch eine Wärmebe handlung ausgelöste Schrumpfung des Schrumpfban des eine gleichmässige Flächenpressung auf den Breit- und Schmalseiten der bewickelten Teile erzeugt,

   und dass das lösungsmittelfreie Harz ausgehärtet wird. UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach. Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass Schrumpfband aus gesättigten Po lyestern, wie Terephtha'1'säureester, verwendet wird. 2.

   Verfahren nach Patentanspruch I und Unteran- spruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mit Auf lagen versehenen Teile mindestens zweilagig gegen läufig umwidkelt werden. 3.

   Verfahren nasch Patentanspruch I und den Un teransprüchen 1 und 2, d'ad'urch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der mit Schrumpfband zu umbandelh- den Wickelikopfteile der Leiterbündel mittels der Auf lagen etwa elliptisch gestaltet wird und die Haupt achse der Ellipse senkrecht auf den Breitseiten der Wickelkopfteile steht. 4.

   Verfahren nach Patentanspruch I und den Un teransprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflagen für die Breitseiten der Wickelkopfteile aus Asbest bestehen. 5. Verfahren nach Patentanspruch I und den Un teransprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflagen für die Breitseiten der Wickelkopfteile aus Sandsäcken bestehen. 6. Verfahren nach Patentanspruch I und den Un teransprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflagestücke für die Schmalseiten der Wickel kopfteile aus Asbest bestehen. 7.

   Verfahren nach Patentanspruch I und den Un teransprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflagestücke für die Schmalseiten der Wickel kopfteile aus Aluminium bestehen. B. Verfahren nach Patentanspruch I und den Un teransprüchen 1 bis 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Asbestauflagen und der Isolation der Wickelkopfteile Blechzwischenlagen eingelegt werden. 9.

   Verfahren nach Patentanspruch I und den Un teransprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflagestücke für die Breitseiten der Kernteile der Leiterbündel aus Metall bestehen und etwa die Form von Rechteckprofilstäben aufweisen und dass sie auf Blechzwischenlagen aufliegen, die vorzugs weise die Form handelsüblicher Winkeleisen haben, die jeweils paarweise den zu verfestigenden Kernteil von allen vier Seiten umschliessen und Anschläge tragen,

   die die Zusammenziehung der durch die Win keleisen gebildeten Form beim Schrumpfen der SChrumpfbandumwicklung sowohl in der Höhe als auch in der Breite nur soweit gestatten, dass der Kern teil den gewünschten Querschnitt annimmt. 10. Verfahren nach Patentanspruch I und den Un teransprüchen 1, 2 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewicklungsdichte beim Umwickeln mit Schrumpfband von den Enden zu den mittleren Zo nen der Kernteile gesteigert wird. 11.

   Verfahren nach Patentanspruch I und den Unteransprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die mit Auflagestücken versehenen und mit Schrumpfband umwickelten Leiterbündel in einer ge schlossenen Heizvorrichtung auf eine Temperatur ge- bracht werden, bei welcher das Kunstharz erweicht, nach einer bestimmten Haltezeit von dieser Tempe ratur auf eine höhere Temperatur gebracht werden, bei welcher das Schrumpfband schrumpft,

   und nach einer bestimmten Haltezeit schliesslich auf eine Tem- peratur aufgeheizt werden, bei welcher das Harz aus härtet, und nach genügend langem Halten auf der Aushärttemperatur albgekühlt werden. 12. Verfahren nach Patentanspruch I und den Un teransprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass während der Haltezeiten bei der Erweichungstempe- ratur des Harzes -und der Schrumpftemperatur des Schrumpfbandes Unterdruck auf die Leiterbündel einwirkt. 13.

   Verfahren nach Patentanspruch I und den Un teransprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterdruck so bemessen wird, dass der Dampf- druck keiner Harzkomponente unterschritten wird. 14.

   Verfahren nach Patentanspruch I und den Un teransprüchen 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass während des Aufenthalts der Leiterbündel in der Heizvorrichtung die Anschlussenden der Wickelköpfe und des Kernteils räumlich so auf einem Traggestell festgespannt sind, wie es der für das nachherige Ein legen der Wicklung in die Maschine gewünschten Stellung entspricht.

   15. Verfahren nach Patentanspruch I und den Un teransprüchen 1, 2 unkt 9 bis 14, dadurch gekennzeich net, dass die Kernteile der Leiterbündel auch vor Anordnung der Auflagestücke mit Schrumpfband umwickelt werden.

   PATENTANSPRUCH 1I Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, gekennzeichnet durch einen Mu sterstab, dessen Abmessungen einem Wickelkopfteil entsprechen, und provisorisch diesem angepasste Auf- la#gestüdke aus Asbest, die zunächst auf dem Muster stab beidseitig aufgebracht, mittels Wasserglas ver- klebt und mit Schrumpfband umwickelt sind, um ihnen - in Vorbereitung für eine Warmbehandlung die richtige Form zu geben.

   PATENTANSPRUCH III Isolierte elektrische Leiterbündel für elektrische Maschinen, hergestellt nach dem Verfahren gemäss Patentanspruch I.