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Isolation von mehrlagigen Hochspannungsspulen,, insbesonddrtr" für
Fernsehempfangsgeräte. Die Erfindung bezieht sich auf eine Ausbildung der Isolation
von mehrlagigen Hochspannungsspulen, insbesondere für den Zeilentransformator von
Fernsehempfangsgeräten.
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Auf einem kleinen Raum gewickelte Hochspannungsspulen erfordern besondere
Maßnahmen zur Isolierung, um Entladungsvorgänge und Durchschläge zu vermeiden. Bei
derartigen Spulen sind Hohlräume in der Isolierung besonders nachteilig, da sie
wegen der hohen Feldstärken Anlaß zu störenden Entladungsvorgängen geben. Durchweg
werden deswegen Hochspannungsspulen mit bestimmten Isolierstoffen, vor allem mit
Kunstharzen imprägniert.
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Doch kann auch eine Imprägnierung, vorausgesetzt sie füllt alle Zwischenräume
im Wickel aus, nicht verhindern, daß, vor allem von den Stirnseiten der Spule ausgehend,
Entladungserscheinungen auftreten können. Ursache dafür sind Rißbildungen, die durch
Temperaturwechsel und den unterschiedliehen Temperaturbeiwert von Wickeldraht und
Isoliermasse entstehen.
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Auch die Alterung und die Außenatmosphäre sind von Einfluß.
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Besondere Sorgfalt erfordert der Imprägniervorgang, bei dem hauptsächlich
dLxauf geachtet werden muß, daß das Imprägniermittel auch in die kleinsten Zwiscaenräume
eindringt. Um eine vollständige Ausfüllunb der Zwischenräume zu gewährleisten, ist
schon vorgeschlagen worden, verschiedenartige Abstandshalter zwischen den einzelnen
Wicklungslagen, wie z.B. Stege, einzulegen, uiid zwar so, daß die dadurch entstandenen
Kanäle eine einwandfreie Ausfüllung mit Isolierstoff ermöglichen.
Diese
Methode wäre aber nur dann ertolgreich, wenn man verhältnismäßig viele Abstandshalter
einsetzt. Das würde aber. die Ausdehnung eines !Jickels stark vergrößern. So bietet
diese Miethode keine völlige Gewähr, daß alle Zwischenräume ausgefüllt werden. Der
Vorschlag berücksichtig nämlich nicht die von den Außenflächen des Wickels ausgehenden
Rißbildungen.
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Weiterhin ist ein anderer Vorschlag erwähnenswert, der eine hoöhwertige;'
jedoch sehr aufwendige Isolierung angibt. Dieser Vorschlag beschränkt sich auf jiochspannungswickel
von elektrischen Maschinen und läßt sich auf andere Wickel nicht übertragen. Bei
diesem Vorschlag werden einzelne, aus einem Leiter mit rechteckförmigem Querschnitt
bestehende Lagen nach fränkung mit einer Compoundmasse (Zwickelfüllung) mit einer
als Umpressung bezeichneten Schicht umwickelt. Diese Umpressung-besitzt einen besonderen
ikufbau, Auf einem 'träger aus schrumpffähigeril organischem Stoff, der mit Schlitzen,
Löchern oder anderen Einschnitten versehen ist, wird'ein anorganischer Isolator,
wie z.B. Glimmer aufgebracht. Die aufgewickelte Umpressung wird durch Wärme oder
Katalysatoren ausgehärtet, wobei der `träger schrumpft und die Wickellage als sehr
feste Umpressung umschließt. Die einzelne Wickellage ist dadurch nach außen hin
gut abgeschlossen und verhältnismäßig hohlraumfrei. Die Anwendung dieses Vorschlages
setzt voraus, daß ein Leiter mit rechteckigem oder quadratischem Querschnitt verwendet
wird, da Leiter mit kreisförmigem Querschnitt bei dem Schrumpfprozess aus ihrer
Lage gedrückt würden. Ferner läßt sich jede Lage nur für sich umpressen, so daß
das Wickeln einer aus mehreren Lagen bestehenden Spule nicht auf einfache Weise
möglich ist. Schließlich düfte diese Art der Umpressung auf größere Spulen beschränkt
sein, da bei stärkerer _ Krümmunz keine Gewähr für eine dichte Umpressung besteht.
Die
nachstehend näher beschriebene Erfindung geht gleichfalls von Schrumpffolien aus,
die zwischen den einzelnen Lagen einer Spule mit eingewickelt werden. Dabei ist
die Folie breiter ausgeführt als die Wicklung. Die an den Stirnseiten des Wickels
überstehenden Teile der Folie biegen sich bei Erwärmung zur Wickelachse hin und
schließen die Stirnseiten gut ab. ,Jas bis hier an sich bekannte Verfahren fuhrt
insbesondere dann zu Schwierigkeiten, wenn ein sehr dünner Draht verwendet wird.
Da ein dünner Draht unter gerin@,erer Spannung bewickelt wird als ein dickerer,
läBt er sich beim Auftreten von Kräften leichter aus seiner Lage verschieben. Die
bei Erwärmung sich verformende Schrumpffolie bewirkt, daß gerade die Drähte an den
Stirnseiten zur Spulenachse hin gedrückt werden. Das kann dazu führen, daß einzelne
Drähte brechen, oder daß sie in Berührung mit Drähten anderer Lagen kommen
und Kurzschlüsse hervorrufen. Hierauf haben naturgemäß die Umstände einer Imprägnierung,
die Aushärtung, sowie das Verhalten der Folie Einfluß. Um auch Schrumpffolien bei
Iiochspannungsspulen, die aus einem dünnen Drahtgewickelt sind, verwenden zu können,
wird erfindungsgemäß vorgeschlagens unter jeder einzelnen Lage eine steife, bei
Erwärmung sich nur unwesentlich verformende Folien zu legen. Die steife Folie nimmt
die Kräfte der sich verformenden Schrumpffolie auf und verhindert damit, daß insbesondere
die Drahtwindungen an den Enden (Stirnseiten) des Wickels verschoben und u.U, völlig
aus ihrer Lage gedrückt werden. Dadurch ist es auf verhältnismäßig einfache Weise
möglich, derartige Ilochs,;annungsspulen einwandfrei zu isolieren und nach
außen hin auch. gut abzuschließen.
Eine Schrumpffolie erweist
sich einer reinen Imprägnierung, wie es
z.B. bei einer völlig vergossenen
Spule der Fall ist, überlegen,
da eine Imprägnierung nicht in dem Maße beständig
ist wie eine
Folie und auch leicht zu Rißbildungen neigt. In der Regel
werden
Hochspannungsspulen mit zwischengelegten Folien zusätzlich
imprägniert,
um Hohlräume zu vermeiden. Bei Spulen, die mit einer
Schrumpffolie gewickelt
und zusätzlich imprägniert sind, schützt
die Schrumpffolie die Imprägnierung
und wirkt einer-Rißbildung weitgehendst entgegen, außerdem preßt sie eine
noch nicht fest-
gewordene Imprägnierung während des Schrumpfprozesses in
die . Wicklung hinein. Dies trifft gleichfalls auch für den erfindungsgemäß
vorgeschlagenen
Spulenaufbau zu.
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Die Erfindung soll an Hand eines dargestellten Ausführungsbeispiels
näher erläutert werden.
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Die Abmessungen der gezeigten Teile sind dabei zur Veranschaulichung
stark
vergrößert gezeichnet. In der Figur ist eine zylinderförmige
Spule im Schnitt
dargestellt. Auf einem Spulenhalter 1 sind Leiter 2
aufgewickelt. Die
unterste Lage der Leiter 2 ist, wie jede folgende
Lage, von einer isolierenden
Schrumpffolie bedeckt, die an den
seitlichen Enden zur Spulenachse
hin durch einen Schrumpfprozess
abgebogen ist und die diese Wicklungslage
nach außen hin gut abdeckt.
Auf die Schrumpffolie 3 der ersten Lage
folgt eine steife, isolierende
Folie 4, die aus einem sich nicht wesentlich
verformenden Material
besteht. Gegenüber der Folie 3 wird man eine etwas dickere
Folie 4@ verwenden, u#n eine genügende Steifigkeit zu erhalten.
Auf
diese Folie 4 folgt eine weitere Lage Leiter 2, die ihrerseits
von einer Schrumpffolie
3a abgedeckt ist. Die steife Folie
verhindert ein zu starkes Abbiegen der
Schrumpffolie 3a an den
Stirnseiten. Für die untersten Wicklungslagen bietet
der
Spulenkörper 1 an sich eine feste Unterlage. Je weiter aber die
Wicklungslagen
vom Spulenkörper 1 entfernt liegen, desto
notwendiger erweist sich
die Verwendung der steifen Folie
Sie verhindert, wie angegeben, insbesondere
an den Stirnseiten
eine unzulässige Verformung des Wickeln. Der
erfindungsgemäß vorgeschlagene Spulenaufbau wird im allgemeinen in bekannter
Weise
mit einer Imprägnierung versehen sein, die in der Figur
nicht näher dargestellt
ist.