DE1287684B

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Publication number: DE1287684B
Application number: DENDAT1287684D
Authority: DE
Publication date: 1969-01-23

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum dichtung und keine genaue Maßhaltigkeit erzielt, so-Isolieren von Hochspannungswicklungen für elek- ^{! ;} fern fiieht Zusätzlich die Wicklung- bei <ler Impräg-The invention relates to a method for sealing and not achieving exact dimensional accuracy, so-isolating high-voltage windings for electrical ^{! ;} In addition, the winding - with <l impregnation-

trische Maschinen, bei dem tränkbares Isolierband nierung in üblicher Weise in eine Presse eingelegttric machines, in which the impregnable insulating tape is inserted into a press in the usual way

schichtweise überlappend satt um die Leiter oder wird.overlapping in layers around the ladder or becomes.

Leiterbündel gewickelt wird und bei dem die gesamte 5 Durch die schweizerische Patentschrift 296 448Conductor bundle is wound and in which the entire 5 By Swiss patent 296 448

Isolierbandumwicklung evakuiert, mit Kunstharz ge- ist schließlich ein Verfahren bekannt, bei dem die-Isolation tape wrapping evacuated, finally a method with synthetic resin is known in which the

tränkt und ausgehärtet wird. Isolation aus härtbarem Kunstharzmikafolium inis soaked and hardened. Insulation made of hardenable synthetic resin microfolium in

Bei solchen bekannten Verfahren zur Isolierung mehreren Arbeitsgängen aufgebracht wird. DabeiIn such known methods of insulation, several operations are applied. Included

von Hochspannungswicklungen für elektrische Ma- wird nach dem Aufwickeln einiger Lagen die erste schinen besteht die Schwierigkeit darin, einerseits eine io Isolationschicht auspolymerisiert, worauf die zweiteof high-voltage windings for electrical ma- becomes the first after winding a few layers The difficulty in machines is to polymerize one layer of insulation on the one hand, followed by the second

vollständige Durchtränkung der Isolation zu er- Hauptisolationsschicht aufgewickelt und ausgehärtetcomplete impregnation of the insulation to form the main insulation layer and cured

reichen, damit sich beim Aushärten mit Sicherheit · .^: wird. Bei diesem Verfahren ist aber nicht gewähr-enough to ensure that when it cures, ·. ^: will. However, this procedure does not guarantee

keine Hohlräume und offene Stellen bilden, anderer- leistet, daß die Isolation frei von Hohlräumen ist.do not form cavities and open areas, otherwise it ensures that the insulation is free of cavities.

seits aber auch sicherzustellen, daß die äußeren Ab* Insbesondere können sich zwischen den getrennt ausmessungen der mit der Isolation versehenen Leiter 15 gehärteten Isolierschichten Hohlräume bilden. DasOn the one hand, however, also ensure that the outer dimensions can, in particular, differ between the dimensions of the conductors 15 provided with the insulation hardened insulating layers form cavities. That

oder Leiterbündel innerhalb enger Toleranzen den Verfahren ist ferner durch die Notwendigkeit, mehr-or bundles of conductors within tight tolerances the process is further influenced by the need to

Abmessungen der Nuten im Anker oder Ständer der falls zu polymerisiern, kompliziert und unwirt-Dimensions of the grooves in the armature or stator which, if polymerized, are complicated and inhospitable

Maschine entsprechen, damit die Nutöffnung voll schaftlich.Machine so that the slot opening is fully operational.

ausgenützt wird und doch die Spulen eingelegt werden Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, können, ohne daß deren Isolation verletzt wird. Die 20 in einfacher Weise eine derart kompakte Isolation zuis exploited and yet the coils are inserted The invention is therefore based on the object without damaging their isolation. The 20 in a simple manner to such a compact insulation

Schwierigkeiten sind hauptsächlich darauf zurück- schaffen, daß die einwandfreie Imprägnierung derDifficulties are mainly due to the proper impregnation of the

zuführen, daß einerseits die polymerisierbaren Kunst- ganzen Isolation in einem Arbeitsgang gewährleistetsupply that, on the one hand, the polymerizable synthetic ensures complete insulation in one operation

harze bei Raumtemperatur relativ dickflüssig sind, ist, andererseits aber auch die Maße innerhalb engerResins are relatively viscous at room temperature, but on the other hand the dimensions are also narrow

andererseits nur eine kompakte Isolation die einwand- Toleranzen eingehalten werden, ohne daß bei der freie Durchtränkung gewährleistet, da der Imprägnier- 25 Herstellung Pressen oder Formvorrichtungen erfor-on the other hand, only a compact insulation, the perfect tolerances are maintained without the Free impregnation guaranteed, since the impregnation 25 production requires presses or molding devices.

vorgang auf dem Saugvermögen des Isoliermaterials derlich sind.process are dependent on the pumping speed of the insulating material.

beruht, so daß die vollständige Durchtränkung nur Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gedann mit Sicherheit erfolgt, wenn die Isolation über- löst, daß jeweils nach Aufbringen einer Schicht aus all kompakt ist, und zwar umso sicherer, je dünn- tränkbarem Isoliermaterial ein Kunstharz getränktes flüssiger das Harz ist. Bei der Viskosität, die die zu 30 Festigungsband nicht überlappend satt aufgebracht solchen Zwecken verwendbaren polymerisierbaren und ausgehärtet wird. Dieses Verfahren wird so oft Harze aufweisen, werden aber schon kleine Hohl- wiederholt bis die Isolation die vorgeschriebenen räume zwischen den Isolationsschichten nicht mehr Abmessungen erreicht hat. Dadurch, daß jedesmal mit Harz gefüllt, selbst wenn die Imprägnierung unter nach dem Aufbringen einer Isolierbandschicht diese Vakuum erfolgt. Es ist deshalb unbedingt darauf zu 35 durch ein Festigungsband, das ausgehärtet wird, festachten, daß die aufgewickelten Schichten aus tränk- gehalten wird, werden Verschiebungen der unteren barem Material an allen Stellen satt aufeinander Schichten während des Aufbringens weiterer Schichliegen. ten mit Sicherheit verhindert. Bevor jeweils das Durch die USA.-Patentschrift 2 763 798 ist ein Festigungsband einer Schicht ausgehärtet wird, kann Verfahren zum Isolieren elektrischer Wicklungen be- 40 mittels einer einfachen Kalibriervorrichtung die Dicke kannt, bei dem die Teile der Wicklung, die in die geprüft bzw. erreicht werden, daß die für jede Nut zu liegen kommen, zur Verfestigung der Isolation Schicht gewünschten Abmessungen eingehalten werunter Spannung nicht überlappend mit einem Isolier- den. Die isolierten Spulen oder Leiterbündel weiband umwickelt werden. Nach der Imprägnierung sen somit schon vor dem Imprägnieren ihre fertige werden diese Teile dann in einer Preßform ausge- 45 Form und endgültigen Abmessungen auf, die härtet, um genaue Abmessungen zu gewährleisten. durch den Evakuier-, Imprägnier- und Aushärte-Dieses Verfahren liefert somit zwar Wicklungen, die prozeß nicht verändert werden. Es ist deshalb nicht in den Nutenteilen eine kompakte und maßhaltige erforderlich, beim Tränken und Aushärten Pressen Isolation besitzen. Zur Aushärtung sind aber Pressen anzuwenden.based, so that the complete impregnation only This object is then achieved according to the invention with certainty, if the insulation is over, that occurs after a layer has been applied everything is compact, and the safer the thinly impregnable insulating material a synthetic resin impregnated the resin is more fluid. With the viscosity, which the fastening tape to 30 does not overlap fully applied polymerizable and cured for such purposes. This procedure is so often Have resins, but are already small hollow repeated until the insulation is the prescribed spaces between the insulation layers has not reached any more dimensions. Because every time filled with resin, even if the impregnation under after applying a layer of insulating tape this Vacuum takes place. It is therefore imperative to secure it by means of a fastening tape that is hardened, that the wound layers are kept impregnated, there are displacements of the lower ones layer of material on top of one another at all points during the application of further layers. prevented with certainty. Before each of the US Pat. No. 2,763,798 is hardened, a layer of reinforcement tape can Method for isolating electrical windings determines the thickness by means of a simple calibration device knows, in which the parts of the winding that are tested or reached in the, that the for each Grooves come to rest, to consolidate the insulation layer, the desired dimensions are adhered to Tension not overlapping with an insulating end. The insulated coils or bundles of conductors are disconnected be wrapped. After the impregnation, your finished product will be ready before the impregnation these parts are then molded in a mold and given their final dimensions hardens to ensure accurate dimensions. by evacuating, impregnating and curing this The method thus delivers windings that are not changed in the process. It is therefore not a compact and dimensionally stable required in the groove parts, pressing during impregnation and curing Have isolation. However, presses must be used for hardening.

erforderlich, was die Herstellung erheblich korn- 50 Es ist zweckmäßig, als Festigungsband Isolierbandpliziert. material mit hoher Reißfestigkeit zu verwenden, das Es ist ferner durch die USA.-Patentschrift ein beim Aushärten um mindestens 3 °/o schrumpfen-2 928 964 bekannt, die aus mehreren Bandlagen des Imprägnierharz enthält. Dank der Schrumpfung bestehende Umwicklung eines Leiterbündels mit des Festigungsbandes erhält die von ihm umwickelte einem Band aus in der Wärme schrumpfendem 55 Isolierschicht einen besonders festen Sitz auf dem Material zu umwickeln, das bei der Anwendung von Leiterbündel bzw. auf den bereits vorher aufgebrach-Wärme einen Druck auf das Isoliersystem ausübt ten Wickellagen. Wird ein Festigungsband verwendet, und dieses verfestigt. Auch ist es durch die deutsche das nicht oder wenig schrumpft,- so ist es notwendig, Auslegeschrift 1113 017 bereits bekannt, über die dieses von Anfang an entsprechend satter, d. h. unter mit Isolierbändern umwickelten Leiter oder Leiter- ^6o höherer Spannung, aufzuwickeln. Damit die gesamte bündel einen Schrumpfschlauch zu ziehen, der nach Isolation eine möglichst gleichmäßige Dicke aufweist, oder vor der Imprägnierung der Wicklung aufge- werden die Festigungsbänder alle im gleichen Wickelschrumpft wird. Bei diesen beiden Verfahren wird sinn aufgebracht, so daß keine Kreuzungsstellen entbeim Aushärten durch das Schrumpfen des Bandes stehen. Dabei wird zweckmäßig jedes folgende Festi- oder Schlauches zwar ein verfestigender Druck auf die 65 gungsband derart versetzt gegen das vorhergehende Isolation ausgeübt. Der Druck ist aber nicht gleich- Festigungsband aufgebracht, daß die Windungen des mäßig verteilt, sondern in der Nähe der Ecken am nachfolgenden Bandes zwischen den Windungen des größten und es wird deshalb keine gleichmäßige Ver- vorhergehenden Bandes liegen.50 It is advisable to apply insulating tape as a reinforcement tape. It is also known from the USA patent to shrink by at least 3% when hardening-2,928,964, which consists of several tape layers of the impregnating resin. Thanks to the shrinkage existing wrapping of a conductor bundle with the reinforcement tape, the tape wrapped by it from the heat-shrinking insulation layer is given a particularly firm fit on the material that is wrapped in the application of the conductor bundle or on the previously exposed heat The winding layers exert pressure on the insulation system. A strengthening tape is used and this is strengthened. It is also due to the German that it does not shrink or shrink a little - so it is necessary, Auslegeschrift 1113 017 already known, over which this from the beginning correspondingly more full, ie under conductor wrapped with insulating tape or ^{conductor 6o} higher voltage, wind up. So that the entire bundle can be pulled into a shrink tube which, after isolation, has as uniform a thickness as possible, or before the winding is impregnated, the fastening tapes are all shrunk in the same winding. In both of these processes, it is sensible to apply so that there are no crossing points due to the shrinkage of the tape during hardening. In this case, each following fastening or hose is expediently exerted a consolidating pressure on the transmission band in such a way that it is offset against the previous insulation. However, the pressure is not applied evenly, so that the turns of the tape are moderately distributed, but in the vicinity of the corners of the next tape between the turns of the largest tape and therefore there will not be a uniform connection of the previous tape.

Im folgenden ist das erfindungsgemäße Verfahren an Hand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigtThe method according to the invention is described in more detail below with reference to the drawings. It shows

F i g. 1 einen Querschnitt durch ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren isoliertes Leiterbündel,F i g. 1 shows a cross section through a conductor bundle insulated according to the method according to the invention,

F i g. 2 ein solches Leiterbündel in Seitenansicht mit noch nicht fertiggestellter Isolation am Endteil des Leiterbündels.F i g. 2 shows such a conductor bundle in a side view with insulation not yet completed on the end part of the conductor bundle.

Das zu isolierende Leiterbündel besteht, wie aus F i g. 1 ersichtlich, aus vier einzelnen Leitern 1, die in üblicher Weise mittels einer Bandisolation 2 gegeneinander isoliert sind.The conductor bundle to be isolated consists, as shown in FIG. 1 can be seen from four individual conductors 1, the are insulated from one another in the usual way by means of a tape insulation 2.

Das Leiterbündel 1 wird zuerst mit einem porösen, nicht getränkten, z. B. glimmerhaltigen Isolierband 3 überlappend umwickelt, um so eine erste Isolierschicht zu bilden. Um die erste Isolierschicht wird alsdann ein Festigungsband 4 nicht überlappend satt gewickelt.The conductor bundle 1 is first coated with a porous, not soaked, z. B. mica-containing insulating tape 3 wrapped in an overlapping manner so as to form a first insulating layer. To make the first layer of insulation then a fastening tape 4 is wrapped tightly, not overlapping.

Dieses Festigungsband 4 weist eine verhältnismäßig hohe Reißfestigkeit auf und ist mit einem Kunstharz getränkt, das bei der Aushärtung eine Schrumpfung des Bandes um etwa 3% oder mehr bewirkt. Das verwendete Festigungsband, das vorzugsweise ein 0,2 bis 0,3 mm dickes Glasseidenband mit längsgerichteten Fasern ist, kann mit demselben Harz imprägniert sein, das auch für die noch zu imprägnierende Isolierschicht verwendet wird. Auf alle Fälle ist darauf zu achten, daß das Kunstharz, mit dem das Festigungsband 4 getränkt ist, im ausgehärteten Zustand physikalische und chemische Eigenschaften aufweist, die dem Imprägnierharz der Isolierschicht angepaßt sind. Nach dem Aufwickeln des Festigungsbandes 4 wird dasselbe durch Erwärmung ausgehärtet. Dadurch erhält die vom Festigungsband umwickelte Isolierschicht einen satten, formfesten Sitz auf dem Leiterbündel. This fastening tape 4 has a relatively high tear strength and is made of a synthetic resin soaked, which causes the tape to shrink by about 3% or more when it cures. That used fixing tape, which is preferably a 0.2 to 0.3 mm thick glass fiber tape with longitudinally Fibers can be impregnated with the same resin that is used for the one to be impregnated Insulating layer is used. In any case, it must be ensured that the synthetic resin with which the fixing tape 4 is impregnated is physical in the hardened state and has chemical properties which are matched to the impregnating resin of the insulating layer. After the fastening tape 4 has been wound up, it is hardened by heating. Through this the insulating layer wrapped in the reinforcement tape receives a full, dimensionally stable seat on the conductor bundle.

Über dieser ersten, durch das ausgehärtete Festigungsband 4 festgehaltenen Schicht wird eine zweite Isolierschicht gebildet, indem man ein ebenfalls poröses, nicht getränktes Isolierband 5 überlappend um das Festigungsband 4 wickelt, wie dies in F i g. 2 veranschaulicht ist. Diese zweite Isolierschicht wird zweckmäßig etwas dicker gemacht als die erste, indem man das Band 5 mit etwas größerer Überlappung wickelt als das Isolierband 3, oder indem mehr Lagen des Isolierbandes 5 aufgebracht werden, oder auch indem ein dickeres Isolierband 5 verwendet wird. Die Isolationsschicht kann um so dicker sein, je dünnflüssiger das zu verwendende Imprägnierharz ist. Bei den heute bekannten, für diesen Zweck verwendbaren Kunstharzen ist für diese zweite Schicht eine Dicke von etwa 1 mm als vorteilhaft zu bezeichnen. Dagegen wird die erste, das Leiterbündel direkt umgebende Isolierschicht zweckmäßig so dünn als möglich gehalten, damit sich zwischen der Bandisolation 2 und dieser ersten Isolierschicht, insbesondere bei abgerundeten Leiterkanten, keine Hohlräume bilden.A second layer is placed over this first layer, which is held in place by the hardened fastening tape 4 The insulating layer is formed by overlapping a likewise porous, non-soaked insulating tape 5 wraps around the fastening tape 4, as shown in FIG. 2 is illustrated. This second layer of insulation will be expediently made a little thicker than the first by making the tape 5 with a slightly larger overlap winds than the insulating tape 3, or by applying more layers of the insulating tape 5, or else by using a thicker insulating tape 5. The more fluid the insulation layer can be, the thicker it is is the impregnation resin to be used. With those known today, which can be used for this purpose For synthetic resins, a thickness of about 1 mm can be described as advantageous for this second layer. Against it the first insulating layer directly surrounding the conductor bundle is expediently kept as thin as possible, so that between the tape insulation 2 and this first insulating layer, especially with rounded Ladder edges, do not form cavities.

Um die vom gewickelten Isolierband 5 gebildete zweite Isolierschicht wird — nach deren Kalibrierung — in ähnlicher Weise, wie um die erste Isolierschicht, ein Festigungsband 6 nicht überlappend satt aufgewickelt. Dabei ist darauf zu achten, daß die Windungen dieses zweiten Festigungsbandes 6 zwischen diejenigen des ersten Festigungsbandes 4 zu liegen kommen. Das zweite Festigungsband 6 wird nun auch wieder, wie oben erläutert, ausgehärtet.Around the second insulating layer formed by the wound insulating tape 5 - after it has been calibrated - In a manner similar to that around the first insulating layer, a fastening tape 6 is not overlapping wound up. Care must be taken that the turns of this second reinforcement band 6 between those of the first reinforcement band 4 come to rest. The second fastening tape 6 is now also cured again, as explained above.

Die Isolation wird nötigenfalls in der gleichen Weise weiter aufgebaut, indem abwechslungsweise weitere Isolierschichten und Festigungsbänder angebracht werden, bis die gewünschte Isolationsstärke erreicht ist. Die einzelnen Isolierschichten können alle gleich dick sein. Um den Wickelvorgang rascher durchzuführen, wählt man aber, insbesondere bei dickeren Isolationen, Schichten, deren Dicke mit dem Durchmesser zunimmt.If necessary, the isolation is further built up in the same way by alternately additional layers of insulation and reinforcement tapes can be applied until the required insulation thickness is achieved is reached. The individual insulating layers can all be of the same thickness. To make the winding process faster to be carried out, however, especially in the case of thicker insulation, layers are chosen whose thickness corresponds to the Increases in diameter.

Die auf diese Weise auf das Leiterbündel aufgebrachte Isolation wird in bekannter Weise evakuiert, imprägniert und ausgehärtet. Diese Behandlungsprozesse sind nun aber wesentlich einfacher als bei den bisher bekannten Isolierverfahren, da weder Pressen noch Formvorrichtungen benötigt werden. Dank der Festigungsbänder wird eine die Form eines satten, kompakten Körpers aufweisende Isolation gebildet, so wie sie für ein einwandfreies Imprägnieren mit relativ dickflüssigen Kunstharzen notwendig ist. Auf Grund dieses Verfahrens ist es möglich, Imprägnierharze zu verwenden, die eine Viskosität bis zu 200 bis 300 cP aufweisen.The insulation applied to the conductor bundle in this way is evacuated in a known manner, impregnated and hardened. These treatment processes are now much easier than with the previously known insulation method, since neither presses nor molding devices are required. Thanks to the reinforcement bands, an insulation is formed in the form of a full, compact body, just as it is necessary for perfect impregnation with relatively thick synthetic resins. Due to this process, it is possible to use impregnating resins that have a viscosity of up to 200 to 300 cP.

Claims

Patent claims:

1. Method for insulating high-voltage windings for electrical machines, at the soakable insulating tape, overlapping in layers, wrapped around the conductors or conductor bundles is and in which the entire insulation tape wrapping evacuated, soaked with synthetic resin and is cured, characterized in that after each application a layer of impregnable insulating material a synthetic resin impregnated fixing tape is applied and cured in a non-overlapping manner.

2. The method according to claim 1, characterized in that insulating material is used as the fastening tape with high tensile strength is used, the one upon curing by at least 3% Contains shrinking impregnation resin.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that each subsequent strengthening tape offset in the winding direction against the previous reinforcement tape is applied that the turns of the subsequent tape lie between the turns of the previous tape.

1 sheet of drawings