DE1438284C - Isolierter Feldpol - Google Patents

Description

Durchschlagwiderstand wird durch das Zwischenschieben der verstärkenden Isolierstreifen erhöht, und eine Beschädigung der darunter befindlichen, verhältnismäßig weichen und ungehärteten Isolation wird verhindert. Es ist somit nicht mehr notwendig, die in der Regel mit scharfen Kanten ausgebildeten Polkerne abzuschrägen oder abzurunden, wie es bei der oben beschriebenen bekannten Vorrichtung der Fall ist. Dort werden die Ecken gegebenenfalls noch durch Holzkörper ausgefüllt, die den Druck der Wicklung weicher aufnehmen. Derartige umständliche Maßnahmen sind durch die Erfindung überflüssig geworden.

Weiterhin ist es besonders vorteilhaft, wenn der Feldpol in Weiterbildung der Erfindung eine Beschichtung aus wärmehärtbarem, harzartigem Material mit glasartiger Oberfläche aufweist. Nach Erhärtung des Harzes findet eine feste Bindung zwischen benachbarten Lagen und den einzelnen Drahtwicklungen in der Spule statt. Der Spule wird hierdurch eine glatte Außenfläche verliehen, so daß keine ,--% Fremdteilchen hängenbleiben können. Diese Außen-L schicht kann aus einem wärmehärtbaren Harzwerkstoff hergestellt sein, der durch Anstreichen oder durch Tauchen aufgebracht wird. Es versteht sich, daß diese Außenschicht auch vor der Aushärtung der Feldpolisierung aufgebracht werden kann, so daß sie in einem einzigen Arbeitsgang zusammen mit der Isolierung aushärtbar ist.

Besonders zweckmäßig wird die Erfindung noch durch ein Verfahren zur Herstellung der obengenannten Isolierschicht dadurch weiter ausgestaltet, daß je ein Bogen aus Asbest- und Glasfasergewebe gleichzeitig durch ein Bad aus wärmehärtbarem Harz hindurchgezogen und danach durch ein Walzenpaar fest gegeneinander gepreßt werden. Das Bad kann ein Epoxyharz, ein Polyesterharz oder ein anderes wärmehärtbares Harz, das eine vollständige Imprägnierung der Materialbögen bewirkt, enthalten. Durch das Pressen der getränkten Bögen beim Durchlaufen durch das Walzenpaar werden die Faserteilchen des Asbests in die kleinen Zwischenöffnungen des Glas- ^. tuches hineingedrückt, so daß die beiden Lagen da-'(_/ nach das Aussehen eines einschichtigen Isolationsmaterials annehmen und wie ein solches wirken. Die Bindung zwischen den beiden Lagen und der Bögen ist so stark, daß sie unlösbar miteinander verbunden sind.

Durch die obengenannten erfindungsgemäßen Maßnahmen wird in vorteilhafter Weise ferner noch der auf dem Polkern für die Wicklung zur Verfügung stehende Raum besser ausgenutzt, und es wird eine bessere Wärmeübertragung auf den Eisenkern bewirkt, als es bei den bisher bekannten Feldpolen möglich war.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispiels erläutert.

Fig. 1 zeigt im Schnitt die verschiedenen Isolationsschichten bei dem Feldpol gemäß der Erfindung;

F i g. 2 zeigt die Schlitzung der Isolierschichten für die Stirnflächen der Wicklung.

Auf dem Polkörper, der symmetrisch aufgebaut ist, so daß die Darstellung der linken Hälfte genügt, ist eine Wicklung 18 aufgebracht. Eine Dämpferwicklung 20 in der Außenfläche des Polkörpers 14 erleichtert das Anlaufen der Maschine.

Die zwischen der Wicklung 18 und dem Polkörper 14 vorgesehene Hauptisolation besteht aus einem anfänglich weichen, leicht formbaren Material, das sich der Außenform des Polkörpers 14 gut anpassen kann. Ein in der Isolation enthaltenes Harz erleichtert die Herstellung einer festen Bindung zwischen der Isolation und einer vorher auf den Polkörper 14 aufgebrachten Harzmasse. Für die Hauptisolation sind hohe Zugfestigkeit und hohe Dielektrizitätskonstante wesentlich.

Die Hauptisolation wird dadurch hergestellt, daß je ein Bogen aus Faserasbest und Glasfasergewebe gleichzeitig durch ein Bad aus einem Epoxyharz oder einem anderen wärmehärtbaren Harz hindurchgezogen werden, das eine vollständige Imprägnierung der Bögen bewirkt. Nach dem Herausziehen der Bögen aus dem Bad laufen sie durch ein Walzenpaar, wodurch die beiden Lagen so fest gegeneinander gepreßt werden, daß die Faserteilchen des Asbests im Grenzbereich in das Glasfasergewebe eindringen und dieses durchsetzen, so daß sich eine einheitlich wirkende Isolierungsschicht bildet.

Durch die Verwendung des erfindungsgemäßen Asbest-Glasfasergewebes als Hauptisolation kann die Dicke der Isolierung stark herabgesetzt werden.

Aus der vorbeschriebenen Hauptisolation wird auf die entgegengesetzten Stirnflächen der Wicklung 18 oben in der Figur eine Schicht 26 und unten eine Schicht 30 angeordnet. Eine solche Schicht wird so hergestellt, daß man bei einem rechteckigen Gewebestück von etwa der Größe des Wicklungsquerschnittes das Mittelteil, das vom Polkern 14 durchsetzt werden soll, von den vier Polkernecken ausgehend zu den zwei Enden eines Mittelteils hin schlitzt. Die Form der Schlitze ist die eines Paares von » Y«, die so gegeneinander gedreht sind, daß ihre senkrechten Balken fluchtend miteinander verbunden sind. Die dabei entstandenen Lappen werden aufgebogen und nach außen gefaltet. Eine Art offener Hut bildet sich auf diese Weise, durch dessen Mittelteil der Polkern 14 hindurchgesteckt wird. Der Rand dieses Hutes liegt auf dem Feldpol in inniger Berührung mit der Polspitze 28. Die gebildeten Lappen verlaufen entlang den Seiten des Pols. Ein ähnliches Stück aus dem gleichen Material bildet die Isolierung 30, die in ähnlicher Weise am gegenüberliegenden, dem Läuferkörper zugekehrten Ende des Polkörpers 14 angebracht wird. Außerdem ist an der Polspitze 28 eine Manschette 32 aus glasfaserverstärktem Polyester vorgesehen, die der Isolation wie auch der Verteilung der Zentrifugalkräfte dient und die die Wicklung gegenüber der Polspitze festlegt. Durch diese Anordnung ist eine erhöhte Durchschlagsicherheit der Isolation an den inneren und äußeren Enden des Polkörpers gewährleistet.

Die Außenfläche des Polkörpers 14 wird zuerst mit einem Epoxyharz oder mit einem anderen wärmehärtbaren Harz 36 überzogen, das mit dem in der Asbestglasfasergewebe-Isolierung 34 enthaltenen Harz verträglich ist. Hierdurch wird eine feste Bindung zwischen der Hauptisolierschicht 34 und dem Polkörper 14 hergestellt. Es wird somit verhindert, daß Feuchtigkeit, z. B. Wasser, die Wicklung von den Polflächen her erreichen kann. Die Asbestglasfasergewebe-Isolierung 38 wird sodann bis zu einer Dicke aufgewickelt, die von der Spannung, an der die Feldpolwicklung liegt, abhängig ist. Da das Imprägnierungsmittel in der Isolierung noch ungehärtet ist, so daß es auf den Pol 14 aufformbar ist und sich seine

einzelnen Schichten miteinander fest verbinden können, hat das Material in diesem Zustand eine verhältnismäßig geringe Druckfestigkeit. Wenn daher der Leiter unter Spannung auf dieses Material aufgewikkelt wird, so entstehen an den Polecken sehr hohe Druckkräfte, die ein Abscheren der Hauptisolation zur Folge haben können. Um dies zu verhindern, sind die Ecken mit einem verstärkten Isolierstreifen versehen, der die Druckkräfte verteilt. Das Material des Isolierstreifens weist eine hohe Druckfestigkeit auf und gestattet eine Verformung um eine scharfe Kante von 90° ohne Beeinträchtigung seiner Durchschlagsfestigkeit. Verwendbar sind für diesen Zweck eine voll polymerisierte Asbestglasschicht, die mit einem flexiblen Polyesterharz imprägniert ist, Polyesterfilmwerkstoffe, gewebtes Dacron oder mit Epoxyharz behandelte Polyesterfilmschichten.

Nachdem die Hauptisolierung 38 aufgebracht ist, wird die Spule in der üblichen Weise zur Bildung der Wicklung 18 aufgewickelt. Die erste Drahtwindung neben der Manschette 32 kann zur Erhöhung der Duchschlagssicherheit mit einem Isoliermaterial umwickelt sein. Um eine feste Bindung zwischen benachbarten Lagen und Windungen des Drahtes in jeder Lage zu gewährleisten, wird beim Wickeln der Spule ein Epoxyharz auf die Lagen aufgegossen. Nach Beendigung dieses Verfahrensschrittes wird der fertig isolierte Feldpol während einer bestimmten Zeitspanne einer solchen Temperatur ausgesetzt, daß die in der Wicklung 18 und in der Isolation 26, 30, 32, 34, 36, 38 enthaltenen Harze aushärten. Hierdurch wird eine feste Bindung zwischen der Isolation und dem Polkörper 14 und zwischen der Wicklung 18 und der Isolation sowie auch zwischen den einzelnen Windungen in den Wicklungslagen selbst gewährleistet.

Der Feldpol kann außen noch mit einer Schicht 10 aus Isoliermaterial versehen werden, damit er eine glasartige Außenfläche erhält, durch die eine Ablagerung von Fremdteilchen verhindert wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Isolierter Feldpol mit einer auf dem Polkörper aufgebrachten Wicklung und einer zwischen dieser und dem Eisen des Polkörpers vorgesehenen Isolierung, die eine mit einem wärmehärtbaren Harz getränkte, Glasfasern enthaltende Isolierschicht aufweist, welche um den Polkörper herumgewickelt und fest mit diesem verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die harzgetränkte Schicht (26, 30, 34) aus übereinanderliegenden!, sich im Grenzbereich gegenseitig durchsetzendem Asbest- und Glasfasergewebe vorgefertigt ist.

2. Feldpol nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf den entgegengesetzten Stirnflächen der Wicklung (18) je eine Isolierschicht (26, 30) angeordnet ist, die aus rechteckigen Gewebestücken von etwa der Größe des Wicklungsquerschnittes durch Schlitzen des vom Polkern (14) durchsetzten Schichtmittelteils von den vier Polkernecken zu den Enden eines Mittelschlitzes und Aufbiegen der so entstandenen Lappen gebildet ist.

3. Feldpol nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an den Kanten des Polkerns je ein die Isolierschicht (34) verstärkender Isolierstreifen (38) angeordnet ist.

4. Feldpol nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Beschichtung (10) aus wärmehärtbarem, harzartigem Material mit glasartiger Oberfläche aufweist.

5. Verfahren zur Herstellung der Isolierschicht nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß je ein Bogen aus Asbest- und Glasfasergewebe gleichzeitig durch ein Bad aus wärmehärtbarem Harz hindurchgezogen und danach durch ein Walzenpaar fest gegeneinander gepreßt werden.

Die Erfindung bezieht sich auf einen isolierten Feldpol mit einer auf dem Polkörper aufgebrachten Wicklung und einer zwischen dieser und dem Eisen des Polkörpers vorgesehenen Isolierung, die eine mit einem wärmehärtbaren Harz getränkte, Glasfasern enthaltende Isolierschicht aufweist, welche um den Polkörper herumgewickelt und fest mit diesem verbunden ist, sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Schicht.

Es ist bereits ein isolierter Feldpol bekannt, bei dem ein Überzug aus isolierendem Werkstoff unmittelbar auf dem Metallkern aufgebracht ist. Der Überzug weist ein durch Wärme umwandelbares Plastisol auf, und es ist eine zusätzliche Isolation in Form eines Glasgewebes oder einer Glasmatte vorgesehen, welche den vorgenannten Überzug umgibt und mit Harzstoff getränkt sein kann. Durch das direkte Aufbringen eines Isolierüberzuges auf den Polkern werden zwar Einschlüsse von Lufttaschen vermieden; es besteht jedoch die Gefahr, daß die Isolation durch die Einwirkung von Temperaturschwankungen, Zentrifugalkräften und infolge elektrischer Beanspruchungen bricht, so daß ein Durchgangsweg für Feuchtigkeit und Verunreinigungen entsteht.

Bekannt ist auch eine sehr druckfeste Isolierfolie unter der Bezeichnung »Vetroasbest« als Kombination von sehr reinem Asbestpapier mit Glasgewebe. Das Asbestpapier ist mit einem thermohärtenden Lack getränkt, der auch als Klebemittel für das Glasgewebe dient. Der Imprägnierlack ist noch nicht ausgehärtet und besitzt eine große Klebefähigkeit für das gleiche Material und für Metalle. Diese Isolierfolie ist für die Isolation zwischen blanken Leitern von Polwicklungen vorgesehen. Die Verfestigung der Polspulenwicklung erfolgt durch einen Preßvorgang bei Erwärmung; die Pressung geschieht nach Fertigstellen der Polspulenwicklung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Feldpol der eingangs genannten Art die Widerstandsfähigkeit der Isolierung gegen mechanische und thermische Beanspruchung zu erhöhen, so daß ein Reißen der Isolationsschicht und das Entstehen von Feuchtigkeitsdurchlässen in wirksamer Weise vermieden sind.

Diese Aufgabe wird bei einem isolierten Feldpol der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die harzgetränkte Schicht aus übereinanderliegenden!, sich im Grenzbereich gegenseitig durchsetzendem Asbest- und Glasfasergewebe vorgefertigt ist. Dadurch sind in der einstückig wirkenden Schicht die Bestandteile Faserasbest und Glasfasergewebe unentwirrbar miteinander verbunden, so daß auch bei Verminderung der Isolationsdicken gegenüber den bekannten Isolierungen ein Reißen infolge der obengenannten Beanspruchungen vermieden wird. Dies gilt insbesondere bei großen Maschinen, bei denen die Beanspruchungen so erheblich sind, daß sie mit den bisherigen Vorrichtungen nicht sicher beherrscht werden konnten. Durch die vorgefertigten Isolierschichtbahnen kann die Wicklung, den jeweiligen Bedürfnissen und Gefahrenzonen angepaßt, von der harzgetränkten Schicht entsprechend eingehüllt oder abgedeckt werden.

Es ist in Ausgestaltung der Erfindung von besonderem Vorteil, wenn auf den entgegengesetzten Stirnflächen der Wicklung je eine Isolierschicht angeordnet ist, die aus rechteckigen Gewebestücken von etwa der Größe des Wicklungsquerschnittes durch Schlitzen des vom Polkern durchsetzten Schichtmittelteils von den vier Polkernecken zu den Enden eines Mittelschlitzes und Aufbiegen der so entstandenen Lappen gebildet ist. Zwei auf diese Weise geformte Schichten liegen mit ihren Randbereichen bündig auf den entgegengesetzten Stirnflächen der Wicklung, während die herausgeklappten Lappen entlang der Polseiten verlaufen. Der Verlauf der Schlitze kann auch durch zwei »Y« im Schichtmittelteil beschrieben werden, die so gegeneinander gedreht sind, daß ihre senkrechten Balken sich so berühren, daß sie in einer Linie verlaufen. Die beiden »Y« sind also umgekehrt zueinander angeordnet. Durch diese eine Art offenen Hut bildende Schichten an den Stirnflächen der Wicklung wird die Länge des Stromkriechweges zur Masse hin wirksam verlängert.

Es ist in Ausgestaltung der Erfindung weiterhin zweckmäßig, wenn an den Kanten des Polkerns je ein die Isolierschicht verstärkender Isolierstreifen angeordnet ist. Da die Spule durch einen Wickelvorgang aufgebracht wird, werden an den Kanten des Polkerns große Druckkräfte auftreten, die den Durchschlagwiderstand herabsetzen können. Durch die vorgenannte Maßnahme wird dies vermieden, d. h. der