DE1030437B

DE1030437B - Vorrichtung zur Herstellung von Nutisolationshuelsen fuer elektrische Maschinen

Info

Publication number: DE1030437B
Application number: DEL22260A
Authority: DE
Inventors: Fritz Schindelmeiser
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1955-06-22
Filing date: 1955-06-22
Publication date: 1958-05-22

Description

Vorrichtung zur Herstellung von Nutisolationshülsen für elektrische Maschinen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Nutisolationshülsen beliebiger Länge, vornehmlich. für thermisch hochbelastete Induktoren.
Isolationshülsen für Induktoren wurden bisher praktisch ausschließlich aus Mikaniten mit Schellack als Bindemittel im Preßverfahren hergestellt. Die mechanischen Eigenschaften derartiger Materialien werden weitgehend vom Bindemittel beeinflußt. Da Schellack selbst nach längerem Ausbacken bei höheren Temperaturen bei etwa 80 bis 90° C wieder weich wird, ist es selbstverständlich, daß diese Materialien bei Temperaturen oberhalb 100° C keine großen mechanischen Festigkeiten besitzen. Verbesserungen der Festigkeiten können lediglich durch Verwendung von sehr großflächigen Glimmersplittings erzielt werden. Aus den oben angeführten Gründen ist sehr häufig ein Abreißen der Isolationshülsen in Nähe des Nutengrundes, der bei Zugbeanspruchungen durch Zentrifugalkräfte am stärksten beanspruchten Stelle, beobachtet worden. Diese Erscheinungen wirken sich bei Induktoren mit direkter Leitungskühlung, bei welchen die Leiter mit Kühlnuten versehen sind, sehr ungünstig aus, da hierbei das Hülsenmaterial infolge der relativ geringen Knickfestigkeit durch die Zentrifugalbeanspruchungen in die Kühlnuten gedrückt wird und dieselben verstopft. Hierdurch kommt es zu Überhitzungen innerhalb der Induktoren, was gleichbedeutend mit dem Ausfall derselben sein kann.
Es ist schon vorgeschlagen worden, Nutwandungen mit einer Oberflächenisolation zu versehen, derart, daß durch Einsetzen von Formkernen in die Nut und Ausgießen der Zwischenräume die Nutwandung mit einer Oberflächenisolation versehen wird. Für die Praxis bedeutet dieses Verfahren eine Blockierung des Ankers bzw. Stators der Maschine für die Herstellung allein der Isolation, abgesehen davon, daß dieses Verfahren nur bei kleinen Maschinen in Frage kommt, wenn zum Aushärten der Isolation diese in einen Aushärtungsofen gebracht werden muß.
Isolationshülsen aber an sich wurden bisher nur aus Schichtpreßstoffen hergestellt.
Überraschenderweise genügt aber ein selbsttragender Gießharzkörper in Form einer Isolationshülse, insbesondere mit einer Gerfüstkörperverstärkung, den gleichen Anforderungen in mechanischer und elektrischer Hinsicht, wie sie sonst an Isolationspreßstücke gestellt werden.
Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Herstellung von Isolationshülsen zur Nutisolation für elektrische Maschinen, die erfindungsgemäß durch eine Gießform gekennzeichnet ist, welche aus einem wannenartigen Unterteil, einem Kern und einem Deckel besteht, der außer Formverschlußelementen noch Kernbefestigungs- und Abdrückschrauben aufweist.
Die Vorrichtung nach der Erfindung ist zweckmäßig als Vakuumform ausgebildet.
Mit der Vorrichtung nach der Erfindung hergestellte Nuthülsen aus Glasseide und reinem Epoxydharz zeigen im Vergleich zu den bisher verwendeten Mikanitmaterialien bei Temperaturen oberhalb 100° C weit höhere mechanische Festigkeiten; die Zug- und Knicklastfestigkeit liegen um ein Vielfaches höher als bei Mikanit. Die Martensfestigkeiten liegen über 220° C. Durch die gute Einbettung der Glasfaser in Epoxydharz kommt die weit größere Härte der Glasfasern voll zur Geltung. So beträgt die Härte nach M oh s z. B. für Glimmer 2 bis 2,5, für Glas 6 bis 7. Bei Temperaturen von 150° C durchgeführte Schabeversuche mit hartem Kupfer als Schabeelement zeigten, daß dieses Glashartgewebematerial eine um eine Zehnerpotenz höhere Schabefestigkeit besitzt als Mikanit. Hinzu kommt noch, daß der lineare Wärmeausdehnungskoeffizient dieser Materialien bedeutend niedriger ist - er liegt in der Nähe des Ausdehnungskoeffizienten von Kupfer und Stahl - als bei Mikaniten, was sich bei der Beanspruchung des Materials sehr günstig auswirkt. Es ist aus diesem Grunde möglich, diese Isolationshülsen zwecks Verbesserung der Wärmeabführung und Erhöhung der mechanischen Festigkeiten direkt in die Induktornut einzukleben. Die elektrischen Eigenschaften dieser Materialien sind sehr gut. Beispielsweise wurden Durchschlagsfestigkeiten von über 30 kV/mm ermittelt. Der tg b, gemessen bei 50 Hz und 5 kV, liegt bei 0,01. Bei Spannungen bis zu 20 kV ändert sich der Wert praktisch nicht, da diese Materialien vollkommen frei von Hohlräumen sind. Mit steigender Temperatur verschlechtern sich die tg 8-Werte erst oberhalb 110° C geringfügig.
Die Herstellung von Isolationshülsen mit der in der Zeichnung gezeigten Vorrichtung nach der Erfindung geschieht wie folgt: Der Kern 2 der Form wird, wie in Abb. 1 und 2 angedeutet, mit feuerentschlichtetem oder mit einem entsprechenden Finish versehenen Glasseidengewebe 9 belegt und in das Unterteil 1 der Form eingebracht. Nach Einlegen der Dichtung 4 wird der Deckel 3 der Form aufgelegt und der Kern mit Hilfe der Kernbefestigungsschrauben 6 am Deckel befestigt. Zwischen Kern und Deckel befinden sich Distanzierungsringe 7 mit entsprechenden Dichtungen B. Der Deckel wird nun mit dem Unterteil durch Schraubverbindungen 11 fest verschlossen. Die genaue Einhaltung der notwendigen Abstände zwischen Kern und Unterteil wird einmal durch die Distanzringe 7 und zum anderen durch Paßstifte 15 im Deckel und Unterteil gewährleistet. Die Form wird nun auf Gießtemperatur erwärmt und dann evakuiert. Der Harzeintritt erfolgt durch das Harzeintrittsrohr 13 bei in Längsrichtung schräg gestellter Form, Da das Eintrittsrohr bis zur tiefsten Stelle der Form reicht und .dieselbe an der höchsten Stelle 14 evakuiert wird, handelt es sich hierbei um einen steigenden Guß. Zwischen dem belegten Kern und der Stirnfläche des Unterteils befindet sich ein freier Raum 12. Hierdurch ist es dem Harz möglich, den ganzen Querschnitt der Glasseide praktisch gleichzeitig zu durchströmen. Nachdem die Form vollständig mit Harz gefüllt ist, wird der Gießprozeß unterbrochen, die Form in die waagerechte Lage gebracht, das Harzeintrittsrohr entfernt und das Ganze zwecks Aushärtung des Harzes in einen Ofen eingebracht. Harzeintrittsrohr und Saugstutzen sind mittels Flansche am Deckel befestigt und zwecks besserer Sauberhaltung nach dem Gießen abnehmbar angeordnet. Ferner sind am Harzeintrittsrohr sowie am Saugstutzen Heber mit Ventilen angebracht, wodurch das Harz nach dem Gießen so weit abgelassen werden kann, daß ein sauberes Abmontieren ohne Verschmutzung durch Überlaufen des Harzes möglich ist. Um ein einwandfreies Entformen zu ermöglichen, wird die Form mit entsprechenden Silikonharzen bzw. Silikontrennfetten vorbehandelt.
Zum Entformen der Isolationshülse 9 nach erfolgtem An- bzw. Aushärten des Harzes werden zunächst die Verschlußschrauben 11 der Form aufgeschraubt und die Kernbefestigungsschrauben 6 gelockert. Der Deckel 3 wird dann durch die Abdrückschrauben 5 vom Kern gelöst, und durch Wiederanziehen der Kernbefestigungsschrauben 6 kann der Kern mitsamt der' Isolationshülse vom Unterteil 1 der Form abgehoben werden.
Im Formkern sind in Längsrichtung verlaufende Nuten 10 vorgesehen, die mit Trennfett und Preßspan ausgelegt sind. Nach Durchschneiden bzw. Fräsen der Hülse in Höhe der Nuten läßt sich die Hülse in der gewünschten Endform vom Kern abziehen.
Die Maßhaltigkeit der so hergestellten Kästen ist sehr gut, da die beim Aushärten auftretende Schrumpfung durch die starke Füllung und durch Verwendung von Epoxydharzen äußerst gering ist und praktisch vernachlässigt werden kann.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Vorrichtung zur Herstellung von Nutisolationshiilsen für elektrische Maschinen, gekennzeichnet durch eine Gießform, bestehend aus einem wannenartigen Unterteil (1), einem Kern (2) und einem Deckel (3), der außer Formverschlußelementen (11) noch Kernbefestigungs-(6) und Abdrückelemente (5) aufweist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkern mit in Längsrichtung verlaufenden Nuten versehen ist, die eine Trennlinie für die Isolationshülse bilden.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gießform als Vakuumform ausgebildet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gießform an beiden Stirnseiten zwischen Unterteil und Kern Hohlräume aufweist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Harzeintrittsrohr und Saugstutzen an der Form mittels Flansche am Deckel befestigt und abnehmbar angeordnet sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5. dadurch gekennzeichnet, daß am Harzeintrittsrohr sowie am Saugstutzen Heber mit Ventilen angebracht sind: In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 546 671, 758 876; schweizerische Patentschriften Nr. 296448,305535; »Modern Plastics«, 1954, S. 141; »ETZ-B«, 1953, S. 5 bis 7; »Kunststoffe«, 1951, S.461/462.