Isolierung von Wicklungsdrähten für elektrische Maschinen Für die Isolierung thermisch besonders bean spruchter elektrischer Leiter werden für Drähte mit rundem bzw. quadratischem oder rechteckigem Querschnitt ein- und mehrfache Umspinnungen mit gefachter Glasseide oder Umbandelungen mit geweb tem Glasseidenband vorgesehen.
Die Befestigung der Glasseide bzw. des Glasseidenbandes auf der Leiter oberfläche oder bei mehrmaligen Umspinnungen zwischen den einzelnen Lagen erfolgt mit einem Iso- lierharz auf organischer oder siliziumorganischer Ba sis mit besonders guten Klebe- und Antrockeneigen- schaften. Zur Erhöhung der mechanischen und elek trischen Festigkeit wird die Oberfläche des um sponnenen Leiters ein- oder mehrmals mit einem Isolierharz auf organischer oder siliziumorganiseher Basis imprägniert.
Diese Oberflächenimprägnierung hat den Zweck, die elektrische Durchschlagsfestigkeit der Leiterisolierung zu erhöhen, die Oberflächenbe schaffenheit der Isolierschicht möglichst glatt und griffig zu gestalten und ausserdem die mechanische Festigkeit derselben für die Beanspruchung während der Verarbeitung -sicherzustellen. Durch die Oberflä chenglätte kann zusätzlich die Abriebfestigkeit der Isolierschicht wesentlich gesteigert werden, die pri mär von der Haftfestigkeit der Umspinnung auf der Leiteroberfläche abhängig 'ist.
Eine weitere Forde rung für die Leiterisolierung ist eine genügende Ela stizität, damit Rissbildungen bei, der Verformung der Spulen und Spulenteile nicht auftreten können. Die optimale Erreichung der geschilderten Eigenschaften ist begrenzt durch den Isolationsauftrag, welcher in einem bestimmten Verhältnis zu dem blanken. Kup ferquerschnitt steht und durch die Materialeigen- ,schaften der Glasseidenerzeugnisse und der Binde mittel.
Die Erfindung hat sich nun zur Aufgabe gestellt, unter Verringerung des Isolationsauftrages durch eine besondere Zusammensetzung der Umspinnung sowie eine chemische Abstimmung der dazu notwendigen Bindeinittel die vorerwähnten mechanischen und elek trischen Eigenschaften der Leiterisolierung wesent lich zu verbessern.
Die erfindungsgemässe Isolierung von Wicklungs drähten führ elektrische Maschinen, die mit einer ein zigen Lage aus Glasseide umsponnen und mit einem Isolierharz imprägniert sind, ist dadurch gekenn zeichnet, dass die Glasseidenumhüfl, ung mit einer dünnen Imprägnierschicht versehen ist, welche aus einem Isolierharz besteht, das einen der Imprägnier schicht Thermoplastizität vermittelnden Anteil von mindestens 12 Gewichtsprozent an Methyl- oder Me- thylphenyl-Si,liconharz enthält,
wobei zusätzlich auf die imprägnierte Glasseidenumhül#lung eine Folie auf Isoph,thal,#säure- oder TerephthajI#säure-Polyesterbasis in einer Stärke von<B>10</B> bis 20 #t aufgebracht ist.
Durch den erfindungsgemässen Aufbau der Iso lierung ergibt sich ein wesentlich geringerer und en ger tolerierter Isolationsauftrag gegenüber dem ein gangs geschilderten Stand der Technik bei den be kannten glasseideumsponnenen Drähten mit Impräg nierung. Durch die gewählte chemische Einstellung der Imprägnierschicht entsteht eine äusserst innige Verbindung zwischen dieser und der Folie. Diese innige Verbindung bleibt bei der Zuführung von Wärme beim Einbrennen des Tränklackes oder beim Betrieb der Maschinen nicht nur erhalten, sondern sie wird durch die Wirkungen des Zusatzes an Me- thyl- oder Methylphenyl-Siliconharz noch erhöht.
In folge der Thermoplastizität der Imprägnierschicht ist kein sehr starker Lackauftrag erforderlich im Ge gensatz zu den bekannten glasseidenumsponnenen Drähten, wobei letzterer eine möglichst glatte harte -Oberfläche bewirken #soll. Die Oberflächenglätte und damit die Abriebfestigkeit werden durch die Folien- umspinnung und die Bindung der Folie an die Glas- seidenumspinnung erreicht.
Die erfindungsgemässe Isolierung kann beispiels weise aus einer auf der Drahtrolle aufgebrachten Klebemittelschicht, einer darüber angeordneten Glasseidenumspinnung, einer darauf aufgebrachten Imprägnierschicht und einer abschliessenden Folien- umspinnung auf Isophtalsäure- oder Terephthalsäu- re-Polyester-Basis bestehen, wobei das Klebeinittel und das Iniprägniermittel, gleiche oder ähnliche Zu sammensetzungen haben können,
das Imprägnier mittel aber stets einen Anteil von mindestens 12 Ge wichtsprozent eines Thermoplastizität vermittelnden Methyl- oder Methylphenyl-Sihconharzes enthält. Beim Methylphenyl-Siliconharz können z. B. bis 5001o der Mcthylgruppen des Methyl-Silikonharzes durch Phenylgruppen ersetzt sein.
Ausser dem Me- thyl- oder Methylphenyl-Siliconharz kann die Impräg nierschicht noch Siliconharze enthalten, die ausser Methyl- und Phenylgruppen noch weitere organische Gruppen aufweisen.
Auch für die Isolierung thermisch besonders be anspruchter elektrischer Leiter ist grundsätzlich nur eine einmalige Glasseidenumspinnung des Drahtes erforderlich. Die Dicke der zu umspinnenden Folie auf Isophthalsäure- oder Terephthalsäure-Polyester- Basis braucht auf Grund ihrer hervorragenden me chanischen Eigenschaften nur in den Stärken von<B>10</B> bis maximal 20 #t vorgesehen werden.
Sie können zusammen mit anorganischen Isolierstoffträgern und entsprechend hitzebeständigen Bindemitteln, bei spielsweise Siliconharzeii, für Betriebstemperaturen eingesetzt werden, wie wei-t über der von den Her stellern angegebenen Dauertemperaturbeständigkeit der Folien allein liegt. Durch die in dem Bereich ab <B><I>1501</I> C</B> eintretende Schrumpfung wird die Bindung an die Imprägnierschicht noch erhöht und der Isola- lationsauftrag verkleinert.
Weiterhin wird auch die Verbackfestigkeit der getränkten Wicklung durch die Folienumspinnung der glasseiden-isolierten Leiter wesentlich erhöht.
Für die Umspinnung kann sowohl eine schmale Folie in den Breiten von<B>3</B> und<B>5</B> mm mit einer gegen seitigen teilweisen Bedeckung vorgesehen werden, als auch das bekannte Längsbedeckungsverfahren zur Anwendung kommen. Für die Verbesserung der me chanischen und elektrischen Eigenschaften der Leiter isolierung ist dies ohne Einfluss.
In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung weist ein Wicklungsdraht für Dynamos einen blanken Durchmesser von 1,4 mm auf. Mit der erfindungsge- mässen Isolierung versehen, ergibt sich bei einwand freien Isolierverhältnissen lediglich eine Durchmes- servergrösserung auf maximal 1,54 mm.
Die Erfindung ha ferner ein Verfahren zur Her stellung einer erfindungsgemässen Isolierung sowie eine Vorichtung zur Durchführung dieses Verfahren zum Gegenstand. Das Verfahren zeichnet sich da durch aus, dass der Draht zwischen einer Liefertrom mel und einer Aufwickeltrommel in fortlaufendem Arbeitsgang durch ein Gefäss mit Klebemittel, einen Spinntopf mit gefachtem Glasseiden-Faden,
einem Gefäss mit dem einen Anteil von mindestens 20 Ge wichtsprozent einer Thernioplastizität vermittelnden Methyl- oder Methylphenylharzlösung (entsprechend 12 Gewichtsprozent Methyl- bzw. Methylphenylharz ,in der ausgehärteten Isolierung) enthaltenden Imprä gniermittel sowie einen Spinnteller mit einer bandför migen Folie auf Isophthalsäure- oder Terephthal- säure-Polysterbasis in einer Stärke von<B>10</B> bis 20 #x geführt wird.
Die Wärmebehandlung des Imprägnier mittels und des Klebemittels kann nach dem Einlegen und vor dem Tränken der Wicklung beim Vertrock nen derselben erfolgen-. Bei Verwendung eines Imprä gniermittels und eines Klebemittels auf Siliconklebe- harzbasis kann die Vernetzung bei normaler Umge bungstemperatur durch Zusatz von Vernetzern er folgen.
Bei der Isolierung von Drähten mit Glasseiden- Umspinnung sind unter Zugrundelegung der bekann ten Herstellungsverfahren zwei verschiedene, vonein ander getrennte Arbeitsgänge erforderlich. Man lässt den blanken oder vorlackierten Draht durch ein Ge- fäss, das mit einem Klebernittel gefüllt ist, laufen und streift vor der Umspinnung die überschüssige Menge des Klebemittels ab.
Dann erfolgt die Umspinnung des Drahtes mit dem gefachten Glasseiden-Faden. Beides erfolgt auf waagerechten oder senkrechten Umspi#nnmaschinen. Es hängt von der Stärke und der Quersch,nittsform des Drahtes ab, wieviel Lagen die Umspinnung umfasst. Die umsponnenen Drähte wer den dann in einem zweiten Arbeitsgang mit einem Isolierharz oder Lack imprägniert und einem Ein- brennvorgang unterworfen.
Der Auftrag des Imprä- gnierlackes und das Einbrennen geschieht auf waage rechten oder senkrechten Lackiermaschinen, mit nachgeschalteten Durchlauföfen. Die Imprägnierung, die bisher mit Isolierharzen auf organischer oder Si- licon-Basis erfolgt, muss auf Grund der mechanischen Eigenschaften der Glasseide mehrfach aufgetragen und eingebrannt werden, damit eine für die Verar- beituno, notwendige Oberflächenglätte und -härte er zielt wird.
Nicht--imprägnierte glasseidenumsponnene Drähte lassen sich im Gegensatz zu batimvollumspon- nenen Drähten für die Wicklungen elektrischer Ma schinen wegen der geringen Scheuer- und Abrieb- festigkeit grundsätzlich nicht verwenden. Aus der ge schilderten Arbeitsweise ist klar zu erkennen, dass eine kontinuierliche Herstellung der gesamten Isolie rung von glasseidenumsponnenen Drähten in einem Arbeitsgang nicht möglich ist, weil der Arbeitsgang der Umspinnung eindeutig vom Arbeitsgang der Im prägnierung getrennt ist.
Diesem Stand der Technik gegenüber vermittelt die Erfindung mit ihrem neuen Verfahren den Vorteil, dass die gesamte Isolierung des Drahtes, also einschliesslich der vorher notwen digen Glasseiden-Umspinnung, fortlaufend in einem Arbeitsgang hergestellt werden kann, woraus sich eine Einsparung an Arbeitszeit und Kosten ergibt.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung zur Durch führung des neuen Verfahrens zeichnet sich durch eine Umspinneeinrichtung aus, wobei im Wege des Drahtverlaufs zwischen Liefertrommel und Aufwik- keltrommel ein Gefäss für das Imprägniermittel sowie ein diesem Gefäss na:chgeschalteter Spinnteller für die bandförmige Folie angeordnet sind.
Zweckmässig be steht das Gefäss für das Imprägnierm:ittel aus einem rohrförmigen längeren Teil kleineren Durchmessers und einem trommelförmigen kurzen Teil grösseren Durchmessers und sind am freien Ende des roh.rför- migen Teils eine aus ka:utschukart-igem Werkstoff be stehende Dichtung sowie am Ausgang des trommel förmigen Teils ein Abstreifer vorgesehen. Die Nach- füllöffnung für das Gefäss ist vorteilhaft am trom- melförmigen Teil angeordnet.
Das erfindungsgemässe Verfahren lässt sich also auf normalen senkrechten oder waagerechten Umspinnmaschinen durchführen, sofern an diesen nur geringfügige Abänderungen vor genommen werden. Die besondere Ausgestaltung des Gefässes für das Imprägniermittel hat den weiteren Vorteil, dass einmal durch den trommelförmigen Teil ein verhältnismässig grosser Vorrat an Imprägnier mittel vorhanden ist, so dass ein häufiges Nachfüllen des Gefässes entfällt. Durch einen rohrförmigen Teil kleineren Durchmessers kann gewährleistet werden, dass Viskositätsänderungen des Imprägniermittels durch Verdampfen der Lösemittel, welche einen zu starken Auftrag auf den Draht zur Folge hätten,
weitgehendst vermieden si#nd. Durch Anordnung einer Nachfüllöffnung im trommelförmigen Teil kann der Vorteil, erzielt werden, dass das Imprägniermittel bei laufender Maschine leicht nachgefüllt werden kann. Die Vorrichtung ist in der nachstehenden Beschrei bung anhand der Zeichnung beispielhaft erläutert. Fig. <B>1</B> zeigt eine senkrechte Umspinn-Maschine nach der Erfindung in Ansicht und Fig. 2 einen Schnitt durch das Gefäss für das Imprägniermittel.
Gemäss Fig. <B>1</B> ist in einem Gestell<B>1</B> die Liefer trommel 2 mit geglühtem Vorziehdraht gelagert. Der Draht<B>3</B> läuft über eine Umlenkrolle 4 oberhalb eines Gefässes <B>5,</B> welches mit einem Klebemittel gefüllt ist, in dieses Gefäss hinein und über eine Umlenkrolle <B>6</B> durch einen Abstreifer<B>7</B> wieder aus dem Gefäss heraus.
Der am oberen, Rande des Gefässes <B>5</B> ange ordnete Abstreifer<B>7</B> streift die überschüssige Menge des Klebemittels ab, so dass eine einwandfreie Do sierung der notwendigen Menge des Klebemittels ge- währIei#stet ist. Das Klebemittel muss einerseits hin- sichtlich seiner therrnischen Beständigkeit auf die spätere Verwendung des Drahtes für eine bestimmte Isolationsklasse abgestimmt werden und andererseits möglichst schnell antrocknen.
Eine weitere notwen <B>dige</B> Eigenschaft dieses Klebemittels ist die Verträg lichkeit mit der Materialzusammensetzung deT nach folgend vorzunehmenden Umspinnung. Der mit einem Auftrag von Klebemittel auf seiner Leiteroberfläche versehene Draht durchläuft nunmehr den Spinntopf <B>8</B> mit der Glasseide, welcher über einen Lagerbock<B>9</B> mit der Umspinnmasch-ine <B>10</B> verbunden ist. Die Glasseiden-Urnspinnung wird durch das Klebemittel auf der Leiteroberfläche festgelegt.
Nach der Glassei- den-Umspinnung durchläuft der Draht ein weiteres Gefäss <B>11</B> mit dem Imprägniermittel. Dieses Gefäss ist wiederum über einen Lagerbock 12 an der Spinn- maschi,ne <B>10</B> angeordnet.
Die Ausbildung des Gefässes <B>11,</B> in welchem sich das Imprägniermittel für die anschliessend zu um spinnende Folie befindet, ist im einzelnen aus Fig. 2 ersichtlich. Danach besteht es aus einem rohrförmi- gen längeren Teil<B>13</B> kleineren Durchmesser sowie einem trommelförm#i#gen kurzen Teil 14 grösseren Durchmessers. Im freien Ende des rohrförmigen Teils <B>13</B> ist eine aus kautschukartigern Werkstoff bestehen de Dichtung<B>15</B> vorgesehen, durch welche hierdurch der Draht jedo#ch in das Gefäss eintreten kann.
Der rohrförmige Teil<B>13</B> ragt mit seinen Wandungen über den Boden des trommelförmigen Teils 14 hinaus. Am Ausgang des trommelförmigen Teils 14 ist ein<B>Ab-</B> streifer<B>16</B> vorgesehen, welcher eine einwandfreie Do sierung der notwendigen Menge des Imprägniermittels gewährleistet. Im trommelförmigen Teil 14 ist ferner die Nachfüllöffnung <B>17</B> vorgesehen.
Der mit Glasseide umsponnene Draht durchläuft also eine aus kautschukartigem Material bestehende Dichtung<B>15,</B> wirdin dem rohrförmigen Teil<B>13</B> klei neren Durchmessers durch das Imprägniermittel ge zogen und verlässt über die Abstreifvorrichtung <B>16</B> wieder das Gefäss <B>11.</B> Von dort wird der Draht einern Spinnteller<B>18</B> zugeführt, auf welchem die Folienach der Erfindung gelagert ist. Der Draht wird durch die Mittedes Spinntellers geführt, wobei er mit der Folie umsponnen wird.
Die Geschwindigkeiten des Spinntopfes<B>8</B> für die Glasselde sowie des Spinntellers<B>18</B> für die Folie müssen so abgestimmt -sein, dass einerseits bei der Glasseiden-Umspinnung eine vollständige Bedeckung der Leiteroberfläche erfolgt und andererseits bei der Folien-Umspinnung eine geringfügige überlappung eingehalten wird. Weiterhin muss der Zug, mit dem die Folie auf die Imprägnierschicht bzw. die Glassei- den-Oberfläche aufgesponnrn wird, auf die Zusam mensetzung des Imprägniermittels abgestimmt sein.
Diese besondere Abstimmung ist bei der beschriebe nen Isolierung berücksichtigt. Zwischen den einzelnen Einrichtungen der Umspinnmaschine sind keine zu- sätzl,ichen aufheizbaren Trockenstrecken vorgesehen. Die notwendige thermische Behandlung des Klebe mittels und des Imprägniermittels erfolgt erst nach dem Wickeln bei Vertrocknen der bereits eingeleg- tvn Wicklung. Die Wärmebehandlung des Imprägnier mittels und des Klebemittels wird also mit dem Trecknungsvorgang zusammengelegt, der nach dem Einlegen und vor dem Trocknen der Wicklung bei allen Motoren sowieso erforderlich ist.
Vom Spinteller <B>18</B> wird der nunmehr fertig iso lierte Draht über eine Umlenkrolle <B>19,</B> welche über einen Arm 20 an der Umspinnmaschine<B>10</B> gelagert ist, sowie über eine weitere Umlenkrolle 21 an der Spitze der Umspinnmaschine der Aufwickeltrommel 22 zugeführt, die in einem Lagerbock<B>23</B> an der Um- spinmaschine abgestütztist.
Die Zusammensetzung des Klebemittels und des Imprägniermittels ist -bei aBen Isolierungen nach der Erfindung so gewählt, dass eine unbeschränkte Lager- fähi,gkeit der isolierten Drähte möglich ist, ohne dass die Bindung und Festlegung der Folie auf der Glas- seiden-Oberfläche nachlässt. Statt, wie geschildert, einer senkrechten Umspinnmaschine kann selbstver ständlich auch eine waagerechte Umspinnmaschine in der erfindungsgemässen Weise weiter entwickelt wer den, so dasssich auch auf einer solchen waagerechten Umspinnmaschine das erfindungsgemässe Verfahren durchführen lässt.