DE1992074U - In Gießharz unter Vakuumeinwirkung eingebettetes elektrisches Bauelement oder Gerät, z.B. Eisenkern oder/und Wicklung eines Meßwandlers oder Durchführungsbolzen - Google Patents

Description

ZjK M 38 395/210 GTm

MESSWAHDLER-BAÜ GMBH
BAMBERG

In Gießharz unter Yakuumeinwirkung eingebettetes elektrisches Bauelement oder Gerät, z.B. Eisenkern oder/und Wicklung eines Meßwandlers oder Durchführungsbolzen

Es ist bekannt, beim Einbetten elektrischer Bauelemente oder Geräte, z.B. des Eisenkernes oder/und der Wicklungen von Meßwandlern, Transformatoren, Drosselspulen, oder eines Durchführungsbolzens oder eines Kondensators in härtbares Kunstharz (Gießharz) die jeweils einzubettenden Teile mit Polstern zu umgeben, welche zur Aufnahme von längendifferenzen zwischen den einzubettenden Teilen und dem Gießharz dienen oder/und die einzubettenden Teile gegen mechanische Beanspruchung^ insbesondere gegen die beim Schrumpfen des Gießharzes während des Härtens auftretenden Druckbeanspruehungen schützen. Die Polster werden aus Gummi, Kunststoffschaum_s Faserstoffen«, Paserstoffgeweben, Pilz oder anderen flexiblen, luftdurchlässigen Werkstoffen hergestellt. Wenn man zur Erzielung eines blasenfreien Gießharzkörpers das Gießharz unter Yakuum vergießt oder das vergossene Harz mit der umgebenden Gießform kurzzeitig unter Vakuum setzt, muß man bei den bisher bekannt gewordenen Herstellungsverfahren für einen Druckausgleich im Raum der Polster und einzubettenden Teile einerseits und dem in der Gießform jeweils herrschenden Druck andererseits sorgenf d.h. man muß die durch die Polster gebildeten Räume durch Kanäle, welche den fertigen Gießharzkörper durchsetzen, mit der Außenluft in Verbindung bringen.

Die Belüftungskanäle für die Polster bestehen dabei aus starren oder flexiblen Rohren oder Röhrchen oder aus flexiblem, fadenartigem und luftdurchlässigem Material in Gestalt von doehtartigen für das flüssige Gießharz undurchlässig gemachten Streifen. Es ist ein großer Nachteil dieser bekannten Herstellungsverfahren

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und der nach ihnen hergestellten Bauelemente bzw. Geräte, daß man hinsichtlich lorm und Gestaltung der Gießharzkörper für die einzubettenden !Teile auf die Anordnung der Belüftungskanäle Rücksicht nehmen muß, was häufig mit Schwierigkeiten verbunden ist. Störend und mitunter nachteilig sind auch die Austrittsöffnungen der Kanäle an der Oberfläche des Gießharzkörpers. Will man solche störenden Stellen an der sonst glatten Oberfläche des Gießharzkörpers vermeiden, so müßten die Kanäle verschlossen und auf den Gießharzkörper eine Deckschicht aus Gießharz angegossen werden, was umständlich und zeitraubend ist.

Die Erfindung betrifft ein in Gießharz unter Vakuumeinwirkung eingebettetes, mit einem Polster versehenes elektrisches Bauelement oder Gerät, z.B. lisenkern oder/und Wicklung eines Meßwandlers oder Durchführungsbolzen, Erfindungsgemäß werden die oben geschilderten lachteile dadurch vermieden, daß das Polster aus einem gummielastischen Stoff mit in sieh gas- oder.flüssig--, keitsdieht geschlossenen Hohlräumen besteht, dessen Struktur so elastisch und gleichzeitig so fest ist, daß die etwa unter Atmosphärendruck oder einem höheren Druck stehenden Hohlräume unter der Einwirkung von Vakuum oder von Überdruck zwar aufgebläht bzw. komprimiert werden, aber nicht platzen. Kanäle zur Verbindung der durch die Polster gebildeten Räume mit der Außenluft sind hier vermieden und damit auch die durch sie bedingten Herstellungssehwierigkeiten. Das Polster kann aus einem Natur- oder Kunststoffschaum bestehen, vorzugsweise aus Zellkautschuk, einem Kunststoffschaum, der z.B. unter der Warenbezeichnung "Tesamoll 771" oder unter dem Warennamen "Zellgummi" bekannt und käuflich ist. Dieses Material ist gasdicht und auch flüssigkeitsdicht, so daß das flüssige Gießharz nicht in das Polsterinnere etwa eindringen kann, und hat auch die erwünschten Eigenschaften hinsichtlich Elastizität und Festigkeit. Als Polstermaterial insbesondere für zu dem einzubettenden Bauteil oder S-erät gehörende rohrförmige Teile, z.B. Spulentragkörper, kann man auch ein Hohlgummiprofilband verwenden, dessen Endöffnungen gas- und flüssigkeitsdieht verschlossen werden.

Die Erfindung beruht auf der durch. Versuche als richtig bestätigten Erkenntnis, daß sich das den einzubettenden Teil umgebende Polster während des unter Yakuum erfolgenden Eingießens des Gießharzes in die Gießform bzw. während der zur Entlüftung des in die Gießform gegossenen Gießharzes erforderlichen Zeit der Vakuumeinwirkung zwar aufbläht und dabei sein "Volumen vergrößert, daß jedoch nach Beendigung der Vakuumeinwirkung sich das Polster wieder auf sein ursprüngliches Yolumen zusammenzieht, wobei das noch nicht gehärtete, also noeh flüssige Gießharz, ohne daß eine Hohlraumbildung zwischen Polster und Gießharz möglich wäre, nachfließt. Das in den Hohlräumen des Polsters befindliche Gas (oder Luft) nimmt den beim Härten des Gießharzes auftretenden Schrumpfdruck auf, da es ja komprimierbar ist. "

In den IPig. 1 bis 7 sind verschiedene Ausführungsbeispiele für die Erfindung dargestellt.

Pig. 1 zeigt einen beispielsweise aus Band gewickelten ringförmigen Eisenkern 11, der mit einem aus Natur- oder Kunststoffschaum mit in sich gas- und flüssigkeitsdieht geschlossenen Hohlräumen, z.B. Zellkautschuk, bestehenden Polster 12 versehen ist. Um den Kern und das Polster ist ein mit einer leitenden oder halbleitenden Beschichtung versehenes Band 13 gewickelt. Mit 14 ist der Gießharzkörper bezeichnet, in den der Eisenkern eingebettet ist. Wenn es sich um einen Stromwandler handelt, wird die nicht dargestellte Sekundärwicklung zweckmäßig zwischen Polster und Eisenkern angeordnet, während der Durchgang 15 zur Aufnahme des stabförmigen Primärleiters oder zum Hindurchfädeln der auf den ringförmigen Gießharzkörper aufzubringenden Primärwicklung dient. Auf der Innenfläche des Ringkernes braucht keine Polsterschieht angeordnet zu werden, da ja der Schrumpfdruck beim Härten des Gießharzes nach innen gerichtet ist und der in der Gießform zur Bildung des Durchganges 15 für den Primärleiter bzw. die Primärwicklung dienende Formkern entsprechend

gepolstert sein kann. Das Band 13ist so elastisch, daß es den Volumenänderungen des Polsters ohne Beeinträchtigung seiner Funktionsfähigkeit zu folgen vermag. Besonders geeignet ist ein Band, das aus einem aus Kunststoffolie oder Textilien hergestellten Trägerband besteht, welches mit einer ein- oder beidseitig aufgebrachten Schicht eines vorzugsweise mit Graphit elektrisch leitend gemachten organischen Bindemittels aus einem härtbaren Kunststoff auf Epoxy- oder Polyesterharz-Basis versehen ist. Bei Verwendung eines solchen Bandes erzielt man eine glimmfreie Verbindung zwischen dem Gießharzkörper und der leitenden Schicht des Bandes.

Als weiteres Ausführungsbeispiel zeigt Fig. 2 eine in einen Gießharzkörper 16 eingebettete Hochspannungswicklung 17 eines einpolig zu erdenden Spannungswandlers. Die Wicklung 17 ist unter Zwischenlage eines Polsters 18, das mit einem leitenden Band 19 umwickelt ist, auf das z.B. aus Hartpapier bestehende Tragrohr 20 lagenweise aufgebracht. Auf der äußersten lage der Wicklung 17 befindet sich ein weiteres Polster'21, das auch mit einem Leitbelagband 22 umwickelt ist. In dem Hohlraum 23 liegt, was in der Zeichnung nicht dargestellt ist, der die Sekundärwicklung tragende Schenkel des Spannungswandlerkernes. Die mit den Leitbelagbändern 19» 22 umwickelten Polster 18 und 22 bilden hier gleichzeitig die auf Erdpotential bzw. Hochspannungspotential liegenden Abschirmelektroden.Mir das Polstermaterial und die Leitbelagbänder gilt das diesbezüglich zu Fig. 1 Gesagte. Mit 24 ist die Hochspannungsausleitung der Wicklung 17 bezeichnet.

In den Fig. 3a und 3b ist in zwei verschiedenen Schnitten eine in einen Gießharzkörper 25 eingebettete Primärwicklung (Hochspannungswicklung) eines Stromwandlers dargestellt. Sie besteht aus einem zu einem Ring gebogenen Flachkupferband 26, dessen nach oben herausgeführten Enden die primären Stromwandleran-

Schlüsse bilden. Mit 27 ist das Polster bezeichnet, wele'hes das Flachkupferband, wie insbesondere Pig. 3b erkennen IaBt₉ nur außen und auf den beiden Schmalseiten umgibt. Auf der Innenfläche des Plachkupferbandes braucht aus den schon in der Beschreibung der Pig. 1 erörterten Gründen kein Polster vorhanden zu sein. TJm das mit dem Polster versehene Plachkupferbahd ist ein Leitbelagband 28 herumgewickelt. Das Polster 27 erstreckt sich, wie aus Fig. 3a ersichtlich ist, bis zu den Stellen, an denen die Enden des Flachkupferbandes 26 aus dem Gießharzkörper 25 heraustreten. Trotzdem erfolgt dadurch nicht etwa eine Belüftung des Polsters? denn die Hohlräume des Polsters sind ja in sich gasdicht geschlossen, d.h. es besteht zwischen ihnen und der Außenluft keine Verbindung, wie bei den einleitend erwähnten bekannten Polstern. Der Durchgang 29 dient zur Aufnahme des die Sekundärwicklung tragenden Schenkels des nicht dargestellten Stromwandlerkernes.

Die Pig. 4 bringt ein Beispiel für die Einbettung zweier sekundärbewickelter Eisenkerne eines Stromwandlers in Gießharz unter Verwendung von Polstern gemäß der Erfindung« Auf den einen aus Band gewickelten Ringkern 30, der außen ein Polster 31 aufweist, ist die Sekundärwicklung 32 aufgebracht. Der andere Ringkern mit seinem Polster 34 trägt die Sekundärwicklung 35. Zwischen den beiden so gepolsterten und bewickelten Ringkernen ist ein weiteres Polster 36 zur Aufnahme der beim Härten des Gießharzes 37 in achsialer Richtung auftretenden Schrumpfdrücke angeordnet, während die beiden anderen Polster 31 und 34 dem Schutz gegen die radial nach innen gerichteten Sehrumpfdrücke dienen. Als Polstermaterial wird auch hier wieder das gleiche wie bei dem Beispiel der Pig. 1 verwendet. Leitbelagbänder sind hier nicht notwendig, da die außenliegenden dünndrähtigen Sekundärwicklungen 32 und 35 deren Punktion mitübernehmen können. Der Durchgang 38 des Gießharzkörpers 37 dient zur Aufnahme des nicht dargestellten Primärleiters oder zum Hindurchfädeln der auf den ringförmigen Gießharzkörper aufzubringenden Primärwicklung

des Stromwandlers. Die Ausleihungen der "beiden Sekundärwicklungen werden an geeigneter Stelle des Gießharzkörpers herausgeführt und an in der Zeichnung nicht dargestellte, zweckmäßig miteingegossene Anschlußklemmen angeschlossene

In den Pig. 5 und 6 sind zwei verschiedene Beispiele für die Einbettung der Hochspannungswicklung eines doppelpolig isolierten Spannungswandlers in Gießharz unter Verwendung von Polstern gemäß der Erfindung dargestellt. In "beiden Beispielen besteht die lagenweise gewickelte Hochspannungswieklung aus zwei Spulen 40 und 41 mit den beiden Hochspannungsausleitungen 42 und 43.

In der Pig. 5 sind die beiden Spulen unter Zwischenfügung eines Polsters 44 auf ein isolierendes Iragrohr 45 aufgebracht. Um das Iragrohr mit dem Polster ist-ein Leitbelagband 46 gewickelt, welches sich auf dem Potential der Verbindungsleitung der beiden Spulen befindet. Das Polster 44 besteht hier aus einem Hohlgummiprofilband; dieses weist eine Mehrzahl von in sich luft- und flüssigkeitsdicht abgeschlossenen Hohlräumen 47 auf. Das Hohlgummiprofilband, dessen Breite etwa der Länge des Iragrohres 45 entspricht, wird um letzteres herumgelegt, wobei die an den beiden Enden des Profilbandes befindlichen offenen Hohlräume (Endöffnungen) gas- und flüssigkeitsdicht verschlossen werden. Dann wird das Leitbelagband 46 herumgewickelt, die Spulen 40, 41 aufgebracht und das Ganze in Gießharz 48 eingebettet. Auf den Stirnflächen der beiden Spulen brauchen keine Polster angeordnet zu werden, da das Polster 44 für die Aufnahme des radial wirkenden Schrumpfdruckes sorgt. Der Durchgang 49 des Gießharzkörpers dient zur Aufnahme des die Sekundärwicklung tragenden Eisenkernschenkels des Spannungswandlers.

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Bei der in Pig. 6 dargestellten Ausführungsform sind auf den Stirnflächen der "beiden Spulen 40; 41 Polster 50 und 51 angeordnet, die ge mit einem Leitbelagband 52 bzw. 53 umwickelt sind, Diese Polster bestehen entweder aus einem Hohlgummiprofilband, wie das Polster 44 in Pig. 5, oder aus dem gleichen Material wie die Polster in den Pig. 1 bis 4« An jedem der beiden Enden des Iragrohres 54 ist ein Hohlgummiprofilband 55 bzw» 56, dessen Endöffnungen gas- und flüssigkeitsdicht verschlossen sind, zur Aufnahme der achsialen Schrumpf drücke vorgesehen» TJm das Iragrohr 54 mit den beiden Hohlgummiprofilbändern 55» 56 ist ein Leitbelagband 57 herumgewickelt, das sich auf dem Potential der Yerbindungsleitung der beiden Spulen 40 und 41 befindet. So entsteht gleichzeitig eine auf dem mittleren Hochspannungspotential liegende Abschirmelektrode, während- die umwickelten Polster 5O₃, 52 und 51, 53 gleichzeitig die auf den beiden Hoehspannungspotentialen liegenden Abschirmelektroden bilden. Der in dem G-ießharzkörper 58 vorgesehene Durchgang 59dient zur Aufnahme des die Sekundärwicklung tragenden Schenkels des nicht dargestellten Spannungswandlerkernes.

Schließlich ist in Pig. 7 noch ein Beispiel für die Einbettung eines Durchführungsbolzens in G-ießharz gemäß der Erfindung schematisch dargestellt. Der beispielsweise runde Durchführungsbolzen 60 ist auf dem größten Teil seines vom Gießharzkörper 61 umhüllten Längenbereiches mit einem Polster 62 umgeben, um das ein Leitbelagband 63 herumgewickelt ist, und zwar zweckmäßig so, daß es wenigstens um den einen Rand des Polsters zwecks Herstellung einer leitenden Verbindung mit dem Durchführungsbolzen herumgeschlagen ist, wie aus Pig. 7 erkennbar ist. Das Polster 62 kann ebenso wie das Polster 44 der Pig. 5 aus einem Hohlgummiprofilband hergestellt sein. Man kann aber als Polstermaterial auch einen Fatur- oder Kunststoffschaum mit in sich gas- und flüssigkeitsdicht geschlossenen Hohlräumen, z.B. Zellkautschuk verwenden. Bei dieser Art der Einbettung eines Durch-

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führungsbolzen in Gießharz erzielt man übrigens auf sehr einfache Art und Weise auch eine völlig dichte, insbesondere öl~ dichte Verbindung zwischen G-ießharzkörper und Durchführungsbolzen, zumal wenn man als Polster 62 einen aus dem Natur= oder Kunststoffschaum hergestellten Schlauch verwendet ₉ der stramm auf den Bolzen 60 aufgeschoben und mit dem Leitbelagband 63 umwickelt wird.

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Claims (4)

RÄ.-37-3 833-2.7.68 Schutzansprüche

1. In Gießharz unter Yakiiumeinwirkung eingebettetes, mit einem Polster versehenes elektrisches Bauelement oder Gerät, z.B., Eisenkern oder/und Wicklung eines Meßwandlers oder Durchführungsbolzen, dadurch gekennzeichnet, daß das Polster aus einem gummielastischen Stoff mit in sich gas- und flüssig= keitsdicht geschlossenen Hohlräumen "besteht, dessen Struktur so elastisch und gleichzeitig so fest ist, daß die etwa unter Atmosphärendruck oder einem höheren Druck stehenden Hohlräume unter der Einwirkung von Yakuum oder von tiberdruck zwar aufgebläht bzw. komprimiert werden, aber nicht platzen.

2. Bauelement oder Gerät nach Anspruch T, dadurch gekennzeichnet, daß das Polster aus einem Hatur- oder Kunst stoff schaum«, z.B, aus Zellkautschuk besteht.

3. Bauelement oder Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polster, insbesondere für zu dem einzubettenden Bauteil oder Gerät gehörende rohrförmige Teile, z.B. Spulentragkörper, aus einem Hohlgummiprofilband besteht, dessen Endöffnungen gas- und flüssigkeitsdicht verschlossen sind.

4. Bauelement oder Gerät nach Anspruch.A₉ 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß um das die einzubettenden Teile ganz oder teilweise umgebende Polster ein mit einer elektrisch leitenden oder halbleitenden Beschichtung versehenes Band gewiekelt ist, welches so elastisch ist, daß es den Volumenänderungen des Polsters ohne Beeinträchtigung seiner lunktionsfähigkeit zu folgen vermag.