DE1158632B

DE1158632B - Zum Herstellen einer elektrischen Spule mit einer hochtemperaturbestaendigen Isolierung dienendes Verfahren

Info

Publication number: DE1158632B
Application number: DEG28196A
Authority: DE
Inventors: Adolph John Wesolowski; William Bernard Penn
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1958-10-30
Filing date: 1959-10-21
Publication date: 1963-12-05

Description

Zum Herstellen einer el'ektr'ischen Spule mit,einer hochtemperaturbeständigen Isolierung dienendes Verfahren Die Erfindung betrifft ein zum Herstellen einer elektrischen Spule mit einer hochtemperaturbeständigen Isolierung dienendes Verfahren, bei welchem auf den Draht ein biegsames organisches Kunstharz aufgebracht und dieses dann gehärtet wird, worauf der Draht in die Spule umgeformt und diese dann zum Zerstören des biegsamen Kunstharzes erhitzt wird.
Es ist bereits ein Verfahren zur Herstellung von elektrischen Spulen bekannt, bei welchem der Draht, aus dem eine Spule hergestellt werden soll, zunächst mit einer biegsamen Emaille überzogen wird, auf die dann ein feuerfester Kitt aufgebracht wird, der einen feinverteilten anorganischen Füllstoff enthält. Der auf diese Weise überzogene Draht wird dann zu einer Spule gebogen und anschließend gebacken, um den Kitt zu brennen und gleichzeitig die biegsame Emaille zu zersetzen.
Weiterhin ist bereits ein Verfahren bekannt, bei welchem ein mit Glasseide umsponnener Draht mit einer Siliconharzlösung imprägniert wird. Aus diesem Draht wird dann die Spule geformt und mit einem zusätzlichen hochtemperaturbeständigen Lack getränkt.
Weiterhin ist es bekannt, einen blanken Draht mit einem Kunstharz zu überziehen und den überzug soweit zu verfestigen, daß er auf dem Draht haftet. Der Draht wird dann zu einer Spule gewickelt, worauf die vollständige Verfestigung durchgeführt wird.
Von diesen bekannten Verfahren unterscheidet sich nun das Verfahren nach der Erfindung, bei welchem auf den Draht ein biegsames organisches Kunstharz aufgebracht und dieses dann gehärtet wird, worauf der Draht in die Spule umgeformt und diese dann zum Zerstören des biegsamen Kunstharzes erhitzt wird, erfindungsgemäß dadurch, daß vor dem Aufbringen des biegsamen organischen Harzes der Draht mit einer Lage anorganischen Faserstoffes versehen und daß nach dem Zerstören des biegsamen Kunstharzes die Spule mit einem hochtemperaturbeständigen, organischen oder anorganischen, härtbaren Stoff getränkt wird, der anschließend gehärtet und gebacken wird.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren verhindert die aus einem anorganischen Faserstoff bestehende Lage mit Sicherheit jeden Kontakt zwischen einzelnen Windungen der Spule beim Formen der Spule und bildet beim Erhitzen einen porösen Mantel, durch den die entstehenden Gase, ohne Schaden anzurichten, entweichen können und der dann anschließend leicht mit dem härtbaren, hochtemperaturbeständigen Stoff getränkt werden kann.
Zum überziehen dos überzogenen Drahtes können beliebige anorganische Harze verwendet werden, die bei annähernd 400° C ohne Rückstand zerfallen oder sich verflüchtigen. Zu diesen Harzen gehören die Phenolformaldehydharze, die aus Phenol und Formaldehyd in verschiedenen Anteilen hergestellt werden, die Polyvinylalharze, z. B. solche, die durch Vereinigung von einem Aldehyd und einem teilweise oder vollständig hydrolysierten, polymerisierten Vinylester gebildet werden, Phenolformaldehydpolyvinylalharze, Ölmodifikationen der phenolischen Harze, butyralmodifizierte phenolische Harze, Polyäthylen, die acrylischen Harze, die Epoxy- oder Äthoxylinharze und alle Polyesterharze. Jeder der üblichen elektrisch leitenden Stoffe kann für den Draht oder den leitenden Teil der Spule verwendet werden, z. B. Eisen, Kupfer, Aluminium, Nickel und die Legierungen dieser Metalle sowie andere übliche Materialien. Die vorliegende Beschreibung erwähnt die Auftragung einer Glasschicht auf den Draht. Es lassen sich auch andere anorganische Stoffe, z. B. Asbest oder faserige anorganische Materialien, in gleicher Weise verwenden. Der Ausdruck »Glas« soll in der nachstehenden Beschreibung solche Stoffe einschließen. Bei der Herstellung der Spule wird zuerst der elektrische Leiter mit einer Glasschicht oder Umspinnung versehen, die aus parallelen Glassträngen besteht, die in einer oder mehreren Schichten auf den Leiter selbst aufgebracht werden. Der Draht kann ebenso mit Glasgespinst oder -band umwickelt werden. Diese Glasauflage wird dann mit Hilfe eines der üblichen Verfahren, z. B. durch Aufsprühen, Tauchen. Bestreichen od. dgl., mit einer der oben erwähnten organischen Harzarten imprägniert. Das Harz dient dazu, den recht spröden Glasüberzug zu festigen, und gleichzeitig liefert es die Geschmeidigkeit, so daß der mit Glas überzogene Leiter leicht in eine Spule oder in eine andere gewünschte Form gebracht werden kann, ohne daß er bricht oder reißt. Der Leiter mit einem derartig imprägnierten Überzug wird nach Härten des Überzuges in die gewünschte Gestalt gebracht und danach mindestens vier Stunden lang bei einer Temperatur von etwa 400 bis 700° C gebrannt, damit das organische Harz, das den anorganischen Überzug oder den Glasüberzug imprägnierte, vollständig entweichen kann. Dieser Verfahrensschritt zum Entzug des Harzes ist selbstverständlich von der Art, daß Zeit und Temperatur in einer bestimmten Beziehung stehen. Die Fachleute werden aber ohne Schwierigkeiten Zeit und Temperatur für die Behandlung des jeweilig verwendeten Harzes aufeinander abstimmen können. Nachdem das Harz vollständig verflüchtigt ist, bleibt eine Spule zurück, deren Zwischenschicht oder Isolierung lediglich aus einem anorganischen Stoff oder aus Glasfasern besteht. Da diese Isolierung porös ist, muß sie erneut mit einem Material imprägniert werden, das die Lücken in der Isolierung ausfüllen und gleichzeitig den erhöhten Temperaturen von 250° C und mehr widerstehen kann, die die Spule auszuhalten hat.
Man hat herausgefunden, daß die wärmebeständigen Siliconlacke oder -harze geeignete Imprägnierungsmittel für die Spule sind. Dasselbe gilt von den verschiedenen bekannten anorganischen Phosphaten und von den keramischen Materialien, die den Fachleuten geläufig sind.
Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel für die Herstellung von Spulen nach der Erfindung angegeben, das lediglich der eingehenderen Beschreibung dient und nicht als Beschränkung der Erfindung zu verstehen ist. Ein leitender Kupferdraht von etwa 0,8 mm Durchmesser wurde mit einer ungefähr 0,15 mm bis 0,2 mm starken Glasschicht, die parallel gewickelt war, umgeben. Nachfolgend wurde der Draht mit dem Glasüberzug durch eine Lösung von Polyvinylalharz geschickt, das in der üblichen, allgemein bekannten Weise gehärtet wurde. Dann wurde der Draht zu einer zylindrischen Spule geformt und diese vier Stunden lang bei 400° C erwärmt. Nach diesem Verfahrensschritt blieb lediglich Glas als Trennschicht zwischen den Kupferleiterwicklungen zurück. Die Spule wurde danach in eine 16o/oige feste Lösung von Siliconharz in Xylol getaucht. Die Spule wurde allmählich in diese Lackmasse eingetaucht, so daß Luftblasen vermieden wurden und die Zwischenräume in der Schicht zwischen den Leitern und der Glasauftragung vollständig ausgefüllt und imprägniert wurden. Diese Spule ließ man kurze Zeit trocknen, so daß der überschüssige Lack abtropfte, und nachfolgend wurde sie 11/-> Stunden lang bei 200° C gebrannt, damit das Harz härtete. Die entstandene Spule hatte eine rauhe, unebene Oberfläche, besaß die gewünschten elektrischen Eigenschaften und widerstand Temperaturen von weit über 400° C. Andere Spulen wurden in ähnlicher Weise hergestellt, mit dem Unterschied, daß an Stelle des Siliconlacks ein Natriumsilicat als feuerbeständiges Bindemittel verwendet wurde, das mehrere Stunden lang bei etwa 500° C gebrannt wurde. Auch diese Spulen waren hart und wärmebeständig und besaßen die gewünschten elektrischen Eigenschaften.
Die Erfindung liefert ein neuartiges und nützliches Verfahren zur Herstellung elektrischer Spulen, die erhöhten Temperaturen widerstehen. Bei diesem Verfahren werden die mit Glas überzogenen elektrischen Leiter zuerst mit einer biegsamen Harzschicht versehen, die durch Erhitzen auf erhöhte Temperaturen wieder entfernt wird, nachdem die Spule gebildet wurde. Nachfolgend wird das biegsame Harz durch ein wärmebeständiges ersetzt.
Durch ein solches Verfahren wird ein weiterer Vorteil erzielt, d. h., während des Verfahrensschrittes zur Entfernung des Harzes unter Anwendung erhöhter Temperaturen wird der Leiter angelassen und dadurch geschmeidiger, wodurch die Handhabung erleichtert wird. Dieser Vorteil wird besonders dann erzielt, wenn der Leiter aus Kupfer besteht.

Claims

PATENTANSPRÜCHE 1. Zum Herstellen einer elektrischen Spule mit einer hochtemperaturbeständigen Isolierung dienendes Verfahren, bei welchem auf den Draht ein biegsames organisches Kunstharz aufgebracht und dieses dann gehärtet wird, worauf der Draht in die Spule umgeformt und diese dann zum Zerstören des biegsamen Kunstharzes erhitzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Aufbringen des biegsamen organischen Harzes der Draht mit einer Lage anorganischen Faserstoffes versehen und daß nach dem Zerstören des biegsamen Kunstharzes die Spule mit einem hochtemperaturbeständigen, organischen oder anorganischen, härtbaren Stoff getränkt wird, der anschließend gehärtet oder gebacken wird.
2. Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Spule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, däß das biegsame Harz ein Polyvinylalharz oder eine Ölmodifikation eines Phenolformaldehydharzes ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das wärmebeständige Material ein Sihconharz ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 679 980, 954 531, 969 896; österreichische Patentschrift Nr. 187 214; französische Patentschrift Nr. 1117 745.