DE1265803B

DE1265803B - Verfahren zur Isolierung von elektrischen Leitern

Info

Publication number: DE1265803B
Application number: DEW25356A
Authority: DE
Inventors: George R Bogovich; Charles F Jenkins; John R Shirley
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1958-06-05
Filing date: 1959-04-09
Publication date: 1968-04-11

Description

Verfahren zur Isolierung von elektrischen Leitern Es ist bekannt, elektrische Bauteile in einem Zweistufenverfahren mit einer Folie aus Kunststoff und Äthoxylinharz als Bindemittel zu isolieren. Solche Verfahren sind aber vielfach nicht rationell genug, und die Isolierung ist auch für zahlreiche Einsätze nicht ausreichend beständig. Es ist auch bekannt, zur Erzielung von besseren elektrischen Eigenschaften elektrische Leiter mit einem Polyhalogenäthylenprodukt in Folienform zu umwickeln, wodurch eine gute Warmfestigkeit erreicht werden konnte. Aber auch solche Isolierungen befriedigten noch nicht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine nicht glimmende und lunkerfreie Isolation für elektrische Leiter zu erhalten, die eine rasche Wärmeübertragung vom Leiter nach außen ermöglicht.
Die Lösung der Aufgabe besteht darin, daß bei einem Verfahren zur Isolierung von elektrischen Leitern mit Folien aus Polyhalogenäthylen gemäß der Erfindung die Folie während der Auf bringung mit einem Epoxydharz versehen wird, das in einem späteren Prozeß ausgehärtet wird. Die Aushärtung zu einem festen Verbund kann unter Hitze und Druck erfolgen.
Zur Veranschaulichung der Erfindung wird auf die Zeichnung Bezug genommen.
Die Figur zeigt im Querschnitt eine gemäß der Erfindung isolierte Feldspule.
Eine isolierte elektrische Spule, die in einer elektrischen Dynamomaschine verwendet werden kann, ist mit 10 bezeichnet. Die Spule 10 enthält eine Vielzahl von Lagen eines geeigneten metallischen Leiters 12 und eine dazwischenliegende faserige Isolation 14. Wenigstens eine Lage einer Polyhalogenäthylenfolie 16, bestehend z. B. aus Polytetrafluoräthylen und Polychlortrifluoräthylen, wird mit einem Epoxydharz versehen und spiralartig um den metallischen Leiter 12 und die Faserisolation 14 gelegt. Das Ganze wird dann ausgehärtet.
Beide Oberflächen der Polyhalogenäthylenfolie 16 sind behandelt worden, indem man sie z. B. ein Ammoniumhydroxydbad passieren ließ, damit ein Epoxydharz auf den Oberflächen haftet.
Ein geeignetes Epoxydharz kann dargestellt sein durch Umsetzung von wenigstens einem mehrwertigen Phenol mit wenigstens einem Epihalogenhydrin im alkalischen Medium. Geeignete Phenole für die Herstellung solcher harzartiger polymerer Epoxyde enthalten wenigstens zwei phenolische Hydroxylgruppen pro Molekül. Mehrkernige Phenole, bei denen die Phenolkerne durch Kohlenstoffbrücken verbunden sind, wie z. B. 4,4-Dioxy-diphenyl-dimethylmethan (weiterhin bezeichnet als Bisphenol »A(o, 4,4-Dioxydiphenylmethyl-methan und 4,4'-Dioxy-diphenyl-methan, sind besonders geeignet. Zusammen mit den genannten mehrkernigen Phenolen können auch solche mehrkernigen Phenole benutzt sein, deren Phenolkerne durch Schwefelbrücken verbunden sind, wie z. B. 4,4'-Dioxy-diphenyl-sulfon.
Als Epihalogenhydrin ist vorzugsweise Epichlorhydrin und ferner auch Homologe, z. B. Epibromhydrin, verwendet.
Die Folie wird spiralartig um den Leiter 12 gewickelt, und das Epoxydharz von melasseartiger Konsistenz wird auf die Oberfläche der Leiter 12 und die Polyhalogenäthylenfolie 16 aufgebracht. Das Harz kann auf die Folie aufgestrichen werden, oder man läßt die Folie ein Harzbad passieren, während man sie auf den Leiter aufwickelt.
Das Epoxydharz kann bis zu 33 Gewichtsprozent wenigstens einen Füllstoff enthalten, wie z. B. Titandioxyd, Siliciumdioxyd, Aluminiumoxyd und gemahlenen Glimmer, wobei der Füllstoff sehr fein sein soll.
Am geeignetsten erwies sich eine Polyhalogenäthylenfolie mit einer Dicke von 0,13 bis 0,25 mm. Die Polsterung 18, die eine Dicke von 0,015 bis 150 mil hat, kann z. B. aus Glimmer oder Asbest bestehen. Sie kann auf die äußere Oberfläche der Polyhalogenäthylenfolien gelegt werden, um für diesen Teil des Leiters, der mit dem Rahmen der Maschine in Berührung steht, einen mechanischen Schutz zu erzeugen. Auf die Polyhalogenäthylenfolie 16 kann eine Lage der abschließenden Schicht 20 gelegt werden, um eine zusätzliche mechanische Festigkeit zu erzeugen.
Nach dem Umwickeln der elektrischen Leiter mit der Polyhalogenäthylenfolie, dem Polstern und Versehen mit der abschließenden Folie wird das Gebilde in eine Presse gegeben und einem Druck von 1,76 bis 3,52 kg/cm2 und einer Temperatur von 150'C während 6 bis 10 Stunden ausgesetzt, wodurch der Epoxydharzkleber zu einem festen Produkt gehärtet wird, wobei keine Lunker oder Blasen zwischen den Lagen der Folien entstehen und die Lagen der Polyhalogenäthylenfolien gleichmäßig mit dem elektrischen Leiter verbunden sind.
Teste an gemäß der Erfindung isolierten Leitern haben gezeigt, daß eine bessere Wärmeverarbeitung erhaltenwerden kann,wenndiePolyhalogenäthylenfolie mit einem Epoxydharz überzogen ist als mit Folien vom Glimmertyp ohne irgendwelche Minderung der elektrischen Eigenschaften.
Für Vergleichsteste wurde die Feldspule von zwei elektrischen Motoren wie folgt hergestellt: Eine Spule wurde erfindungsgemäß spiralförmig mit zwei Lagen PolytetrafluoräthyIenfolie umwickelt, die 2,54 cm breit und ungefähr 5 mil dick waren und welche mit einem Epoxydharz überzogen worden waren. Die Folie wurde mit 1/4-Überlappung aufgewickelt und dann bei einem Druck von 3,52 kg/CM2 und 150'C während 6 Stunden gehärtet. Die Isolierung war ungefähr 19 mil dick. Die andere Spule wurde mit zwei Lagen einer glaskaschierten Glimmerfolie umwickelt, die eine Breite von 19,05 mm und eine Dicke von 0,006 mil hatte. Die Folie wurde mit 1/4-Überlappung aufgewickelt, und die Isolation hatte eine durchschnittliche Dicke von 29 mil. Der Motor konnte bei einer Belastung von 560 Volt und 1020 Ampere 5 bis 8 Stunden arbeiten. Während dieser Zeit wurde jeder Motor mit, 76,46 cem Luft pro Minute gekühlt. Gegen Ende der Testzeit war die Temperatur der mit Polytetraffgoräthylenfolie umwickelten Spule 140'C. Die Tempor#tur der Spulen, die mit glaskaschierten Glimmerfolien umwickelt waren, war annähernd 240'C.
Die obigen Testdaten zeigen, daß durch die Verwendung von Polyäthylenisolierfolien ein elektrisches Isolationssystem entsteht, welches die entstehende Wärme schnell in die umgebende Atmosphäre verteilt, wobei die Leistung der elektrischen Einrichtung erhöht werden kann, ohne daß die elektrische Einrichtung vergrößert werden muß.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zur Isolierung von elektrisphpn Leitern mit Folien aus Polyhalogenäthylen, d adurch gekennzeichnet, daß die Folie während der Aufbringung mit einem Epoxydbffl versehen wird, das in einem späteren Prqgoß ausgehärtet wird.
2. Verfahren nach Anspruch l,. dadurgh gekQ=r zeichnet, daß eine 0,13 bis 0,25 mil dicke Volie verwendet wird. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch 6- bis 10stündiges Erhitzen auf 150'C bei einem Druck von 1,76 biß 3,52 kg/cm2 ausgehärtet wird. 4. Abänderung des Verfah.rens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie zunä.phst durch ein Ammoniumhydroxydbad geleitet wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 968 940, 808 599,; Deutsche Auslegeschrift Nr. 1004 252; »Electronics«, Oktober 1956, S. 214/215; »S t o e c k h e r t, »Kunststoff-Lexikon«, 1953, S.247.