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Mit Kunststoff umgossene elektrische Wicklung
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Es ist bekannt daß auf eine elektrIsche Wicklung von dem sie umgebenen
Kunststoff, insbesondere Gießharz, ein Druck ausgeübt wird, wenn der Kunststoff
nach Einbettung der elektrischen Wicklung aushärtet. Ferner ist bekannt, daß bL-
eimer mit Kunststoff umgossenen elektrischen Wicklung auch im Betrieb innere mechanische.Spannungen
auftreten können, die auf unterschiedliche Warmeausdehnungszahlen des Werkstoffes
der elektrischen Wicklung und des Kunststoffes zurückzufüren sind. Die durch das
Schrumpfen des Kunststoffes und durch Wärmedehnungen im Betrieb erzeugten mechanischen
Spannungen können so groß werden, daß sie zu Schäden an der elektrischen Wicklung
führen oder die magnetischen Eigenschaften eines von der Wicklung umfaßten Eisenkernes,
beispielsweise im Falle eines induktiven Spannungswandlers oder eines Transformators,
störend verändern.
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Um solche Auswirkungen innerer mechanischer Spannungen in einer mit
Kunststoff umgossenen elektrischen Wicklung zu vermeiden, ist es bereits bekannt
(deutsche Patentanmeldung K 22 009 VIIIb/ 21e2) die elektrische Wicklung an ihrem
äußeren Umfange mit einem doppelwandigen Schirm zu umgeben, dessen Inneres zur Gewinnung
eines Polsterraumes durch Textilgewebe oder dergleichen ausgefüllt ist. Der Schirm
dient somit auch als Polster, um die auf die elektrische Wicklung ausgeübten mechanischen
Spannungen aufzunehmen.
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In dem Bestreben, eine in einem Gießharzkörper eingebettete elektrische
Wicklung noch besser als eben beschrieben vor mechanischen Uberbeanspruchungen zu
schützen, wird bei einem weiteren
bekannten Verfahren zum Einbetten
einer elektrischen Wicklung in einem Gießharzkörpor (DT-AS 10 72 748) die Wicklung
mit einer. gummielastischen Auflage umgeben und zusammen mit dieser mit einer für
Gießharz undurchlässigen Isolierumhüllung versehen.
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Durch die Isolierumhüllung ist ein Röhrchen geführt, das eine derartige
Länge aufweist, das beim Umgießen der Wicklung das äußere Ende des Röhrchens aus
dem Gießharz noch herausragt. Danach wird die Wicklung evakuiert und danach das
äußere Ende des Röhrchens luftdicht verschlossen. Anschließend wird auch das äußere
Ende des Röhrchens mit Gießharz vergossen.
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In Weiterbildung dieses bekannten Verfahrens hat man ein weiteres
Verfahren entwickelt (DT-AS 15 14 499), bei dem das gummielastische Druckpolster
fortgelassen wird und durch die in der Wicklung eingeschlossene Luft das Polster
gebildet wird.
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Diese beiden bekannten Verfahren bieten einen zuverlässigen Schutz
gegen nachhaltige Beeinträchtigungen der elektrischen Wicklung durch die von dem
Kunststoff bzw. Gießharz hervorgerufenen mechanischen Spannungen, haben aber den
Nachteil, daß sie einen verhältnismäßig hohen FertigungsauSwand erfordern und nur
für Stromwandler anwendbar sind.
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Entsprechendes gilt hinsichtlich eines weiteren bekannten Verfahrens
(DT-OS 20 24 931) zum Herstellen eines gießharzisolier ten elektrischen Apparates,
bei dem einzelne aktive. Teile des elektrischen Apparates mit für Gießharz undurchlässigem
Schaumstoff umhüllt werden, der dann das Polster zwischen dem darauf aufgebrachten
Kunststoff und den aktiven Teilen bildet.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine mit Kunststoff umgossene
elektrische Wicklung vorzuschlagen, bei der ein zur Aufnahme von mechanischen Spannungen
vorgesehenes Polster mit vergleichsweise geringem Aufwand hergestellt werden kann.
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Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung von einer mit Kuntstoff
umgossenen elektrischen Wicklung aus, die mit einem für den Kunststoff undurchdringlichen
Polster zur Aufnahme von mechanIschen Sp annunen versehen ist. Erfindungsgemäß ist
das Polster innerhalb der elektrischen Wicklung etwa in 5n.ilber Äiikkelhöhe angeordnet
und der Kunststoff umgibt die jeweils äußeren Windungen der Lagen, Der Erfindung
liegt nämlich die Erkenntnis zugrunde, daß die aufgrund der' mechanischen Spannungen
auf die elektrische Wicklung ausgeübten Kräfte ihren größten Wert etwa in halber
Wickelhöhe erreichen. Deshalb lassen sich die mechanischen Spannungen in überraschend
einfacher Weise mit verhältnismäßig geringem Aufwand dadurch wesentlich abbauen,
daß das Polster innerhalb der elektrischen Wicklung an der Stelle vorgesehen wird,
wo die mechanischen Spannungen am größten sind; dies ist in etwa halber Wickelhöhe
der elektrischen Wicklung der Fall, Es genügt also, nur dort ein Polster vorzusehen.
Auf eine vollständige Umhüllung der elektrischen Wicklung wird daher verzichtet.
Um die Hochspannungsfestigkeit zu gewährleisten, sind die jeweils äußeren Windungen
mit Kunststoff umgeben.
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Das Polster kann in unterschiedlicher Weise ausgebildet sein.
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Beispielsweise kann es aus mehreren Lagen Kreppapier bestehen, das
von einer für den Kunststoff undurchlässigen, nachgiebigen Hülle umgeben ist. Auch
Textilgewebe kann zur Herstellung des Polsters herangezogen werden, wobei dann auch
in diesem Falle dafür zu sorgen ist, daß durch Verwendung einer nachgiebigen Umhüllung
des Polsters ein Eindringen des Kunststoffes vermieden wird. Als besonders vorteilhaft
wird es angesehen, wenn das Polster aus einem gas elastischen Stoff besteht, der
ein für den Kunststoff undurchdringlicher Schaumstoff sein kann. Bei Verwendung
derartiger Materialien kann auf eine zusätzliche, für den Kunststoff undurchdringliche
Umhüllung des Polsters verzichtet werden, was sich zusätzlich vorteilhaft auf die
Herstellungskosten auswirkt.
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Zur Erläuterung der Erfindung ist in Figur 1 ein Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen elektrischen Wicklung im Schnitt zur Hälfte dargestellt, und
in Figur 2 ist eine Einzelheit der Wicklung nach Figur 1 gezeigt.
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Die in Figur 1 dargestellte elektrische Wicklung 1 ist auf einem Rohr
2 aufgewickelt. Die elektrische Wicklung 1 besteht - wie insbesondere Figur 2 erkennen
läßt - aus mehreren Lagen beispielsweise Kupferdrahtes, die unter Zwischenlage von
Isolierfolien 3 gegeneinander isoliert sind. Etwa in halber Wickelhöhe ist in der
Wicklung 1 ein Polster 4 vorgesehen, das beispielsweise aus für Kunststoff undurchlässigem
Schaumstoff besteht.
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Die elektrische Wicklung 1 mit dem Polster 4 ist mit Kunststoff 5
umgossen, so daß die elektrische Wicklung 1 bis auf ihren inneren Umfang, wo sich
das Rohr 2 befindet, vom Kunststoff umgeben ist. Dabei sind jeweils die äußeren
Windungen der einzelnen Lagen vom Kunststoff 5 umgeben. Die beim Schrumpfen des
Kunststoffes auftretenden inneren Spannungen sind auf halber Wickelhöhe am größten
und werden dort durch das Polster 4 aufgenommen und damit weitgehend abgebaut. Durch
das Schrumpfen des Kunststoffes 5 beim Aushärten kann also eine Beschädigung der
elektrischen Wicklung 1 nicht eintreten. Auch sind keine Beschädigungen der elektrischen
Wicklung 1 durch thermische Ausdehnungen des Kunststoffes 5 und der elektrischen
Wicklung 1 zu erwarten, weil auch die dadurch entstehenden mechanischen Spannungen
durch das Polster 4 abgebaut werden.
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Mit der Erfindung ist eine mit Kunststoff umgossene elektrische Wicklung
vorgeschlagen, die durch Einbringung eines Polsters auf halber Wickelhöhe die durch
den Kunststoffumguß unter verschiedenen Bedingungen sich ergebenden inneren mechanischen
Spannungen abbaut, wobei das Polster verhältnismäßig einfach herstellbar ist, was
sich auf den Herstellungsaufwand günstig auswirkt.
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2 Figuren 3 Patentansprüche
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