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T i t e 1 : Elektrisches Heizband
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Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrisches Heizband als Stiilstandsheizung
für Nieder- bis Hochspannungsmaschinen, wie Elektromotoren, Generatoren, Transformatoren
mit zwei isolierten Aderleitungen, einer Heizleiterwicklung, die den Isolationsmantel
umgibt, und die abschnittsweise und wechselweise versetzt an den Leitern anliegt
und einer äußeren Hülle aus elektrisch isolierendem Werkstoff.
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Aus der DE-OS 31 47 995 ist ein elektrisches Heizband bekannt, bei
dem zwei Aderleitungen in einem Isolierkörper angeordnet sind, und eine Heizlelterwicklung,
die aus einem, auf einem Glasfaserkern aufgewendelten Heizleiterdraht besteht, umgeben
ist.
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Der Querschnitt des Heizbandes ist wegen des Glasfaserkernes relativ
groß, und es besteht die Gefahr, daß bei ungünstigem Abwinkeln des Heizbandes der
Heizleiterdraht abreißt. Auch ist die Fertigung dieses Heizbandes aufgrund des zusätzlichen
Glasfaserkernes aufwendig.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Heizband zu schaffen,
das einfach herstellbar ist und einen relativ kleinen Querschnitt aufweist.
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Diese Aufgabe löst die Erfindung dadurch, daß die Heizleiterwicklung
direkt auf den aus Silikon und äußerlicher Glasseidenisolierung bestehenden Isolationsmantel
gewickelt ist.
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Wesentlich ist für die Erfindung, daß der Heizleiterdraht in die Glasseidenisolierung
eingeformt bzw. eingebettet ist, so daß sehr kleine Biegeradien möglich sind, ohne
daß der Heizleiterdraht abreißt. Das Heizband kann nahezu geknickt werden, ohne
daß diese Gefahr besteht. Bei kleinsten Biegeradien werden die auf der Außenseite
des Heizbandes liegenden Heizleiterwicklungen auf Zug beansprucht. Die in dem Silikonkörper
eingebettete, gewebte Glasseideni solierung puffert die unter Zugspannung stehenden
Wickel abschnitte ab, so daß der Heizleiterdraht den Silikonkern nicht bis zur Aderleitung
durchschneiden kann.
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Auf der inneren Seite des Biegeradius, also auf der Schubseite, ist
die Vorspannung des Heizleiterdrahtes noch so groß, daß die einzelnen Windungen
nicht von ihrem Bett abheben. Ein
eventuelles, paralleles Aneinanderlegen
von einzelnen Heizleiterwindungen ist für die Funktion des Heizbandes ohne Belang.
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Nach dem Anspruch 2 besteht die äußere Hülle des Heizbandes aus einem
Glasseiden-Isolierschlauch mit umfangseitig aufvulkanisierter Schicht aus Silikonkautschuk.
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Dieser Isolierschlauch ist sehr dünn und ist aus Glasseide gewebt.
Die Beschichtung besteht aus aufvulkanisiertem Silikonkautschuk, die unmittelbar
im Gewebe ohne Absperrung verankert und auch durch starke, mechanische Beanspruchung
vom Gewebe nicht zu trennen ist. Der Isolierschlauch ist durch den Silikonkautschuk
feuchtigkeitsabweisend, bleibend flexibel und weist eine hohe Durchschlagsfestigkeit,
auch an den Knickstellen, auf.
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Durch die Beschichtung ist der Isolierschlauch ohne weiteres manuell
auf den gewickelten Grundkörper des Heizbandes aufzuschieben. Ein nachträgliches
Einweben und Beschichten des Gewebes des Heizband-Grundkörpers kann daher entfallen.
Das mit diesem Isolierschlauch versehene Heizband ist allseitig flexibel und in
der Wärmeklasse H von - 800C bis + 1800C einsetzbar. Durch die geringe Dicke des
beschichteten Glasseiden-Isolierschlauches liegt ein ausgezeichneter Wärmeübergang
bei hoher Durchschlagsfestigkeit und großer, mechanischer Widerstandsfähigkeit vor.
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Der Isolierschlauch liegt mit Vorspannung an der Heizleiterwicklung
an, so daß die mit Luft gefüllten Freiräume zwischen
den eizelnen
Windungen des Heizleiterdrahtes sehr klein sind.
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Der Wärmeübergang vom Heizleiterdraht zum beschichteten Glasseiden-Isolierschlauch
ist aufgrund des Körperkontaktes von Draht und Isolierschlauch ausgezeichnet. So
werden durch einen relativ kleinen Querschnitt des Heizbandes eine relativ hohe,
spezifische Heizleistung von etwa 75 W/m erreicht.
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Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind den Unteransprüchen
zu entnehmen.
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Nach den Ansprüchen 3 und 4 können die Aderleitungen in einem einstückigen
Körper aus Silikon oder jede Aderleitung für sich in einem Körper aus Silikon angeordnet
sein Der Grundkörper für die Aderleitungen aus Silikon ist durchschlagsfest und
elastisch. Die Glasseiden-Isolierung fängt den Wickeldraht beim Aufwickeln mechanisch
ab, so daß dieser den Silikon-Grundkörper nicht bis zur Aderleitung durchschneiden
kann.
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Nach dem Anspruch 5 weist das Heizband eine parallele Stromzuführung
auf und ist dadurch einfach zu installieren.
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Nach dem Anspruch 6 liegt eine einfache Montage von Anschlußleitungen
am beheizbaren Abschnitt des Heizbandes sowie eine rationelle, elektrische Isolierung
an den beiden Enden des Heizbandes vor.
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Nach dem Anspruch 7 ist das Verhältnis von Heizbandbreite zu Heizbanddicke
etwa 2 : 1, wodurch erreicht wird, daß das
Heizband in seinem Hauptbiegebereich
bevorzugt flexibel und bezüglich der zu beheizenden Fläche eines Gerätes eine hohe,
spezifische Heizleistung aufweist.
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Nach dem Anspruch 8 ist bei im Stillstand stehenden Anlagen, Geräten,
Maschinen gewährleistet, daß das Heizband durch Tränkharz in die elektrischen Wicklungen
von Maschinen oder Geräten durch den Tränkprozeß homogen mit diesen oder mit den
zu beheizenden Flächen verbunden ist. Die hervorragende Verbindung des Tränkharzes
mit dem beschichteten Glasseiden-Isolierschlauch ist durch die Gewebestruktur des
Isolierschlauches gewährleistet, die bei der aufvulkanisierten Schicht zu einer
äußerlichen, rauhen Struktur führt, die vom Tränkharz gut umschlossen wird.
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Das erfindungsgemäße Heizband kann direkt in den Wicklungsköpfen an
elektrischen Motoren und Generatoren untergebracht und in den Tränk prozeß einbezogen
werden. In gleicher Weise ist es bei Transformatoren oder anderen elektrischen Geräten,
die kondenswassergefährdet sind, einzusetzen. Ein weiteres Anwendungsgebiet ist
bei Vergasern von Verbrennungsmotoren.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt.
Es zeigen: Fig. 1 Ein Heizband, Fig. 2, 3 Querschnitte des Heizbandes nach Fig.
1 verschiedener Ausführungsarten,
Fig. 4 einen Abschnitt des Heizbandes
nach Fig. 1 in nahezu abgeknickter Biegung, Fig. 5 eine Einzelheit V nach Fig. 1,
Fig. 6 eine Einzelheit VI nach Fig. 1, Fig. 7 einen Schnitt des Heizbandes nach
Fig. 1 entsprechend der Einzelheit VII, Fig. 8 einen Wickel kopf eines Elektromotors
mit dem Heizband nach den Fig. 1 und 2.
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Nach Fig. 1 ist ein Heizband 1 mit Anschlußleitungen 2, 3 versehen.
Bei 4 ist das Heizband schlingenmäßig mit einem Biegeradius von 25 mm gebogen.
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Nach den Fig. 2, 3 und 7 sind Aderleitungen 8, 9 in einen Grundkörper
10 - 12 aus Silikon allseitig eingebettet. Die genannten Grundkörper sind umfangseitig
mit einem gewebten Schlauch 15 aus gewebter Glasseiden-Isolierung umgeben und fest
mit dem Grundkörper 10 - 12 verbunden. Eine Heizleiterwicklung 16 ist mit Vorspannung
auf den Schlauch 15 gewickelt, so daß die Heizleiterwicklung 16 in den Schlauch
15 und in den Grundkörper 10 - 12 formschlüssig eingebettet ist. Ein äußerer, mit
Silikonkautschuk 19 beschichteter Schlauch 20 liegt mit Vorspannung an der Heizleiterwicklung
16 an. Die mit Luft gefüllten Freiräume 21 zwischen den Windungen 22, 23 sind dadurch
sehr klein.
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Nach Fig. 5 sind die Anschlußleitungen 2, 3 durch Quetschverbindungen
mit Aderendhülsen 23, 24 mit den Aderleitungen 8, 9 verbunden. Ein Ende 26 der Heizleiterwicklung
16 liegt innerhalb der Aderendhülse 24. Die andere Aderendhülse 23 ist mit einem
isolierendem Schlauch 27 umgeben.
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Das freie Ende des Schlauches 19, 20 ist mit Silikon 30 ausgefülilt.
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Nach Fig. 6 umgibt der beschichtete Glasseiden-Isolierschlauch 19,
20 das andere Ende des Heizbandes 1. Die Heizleiterwicklung 16 liegt mit ihrem Ende
29 an der blanken Aderleitung 8 an und sind durch eine Aderendhülse 28 fest miteinander
verbunden. Diese Aderendhülse 28 und das Ende der Aderleitung 9 sind innerhalb des
Schlauches 19, 20 in Silikon 30 eingebettet.
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Nach Fig. 8 ist das Heizband 1 in einem Wicklungskopf 31 einer Ständerwicklung
32 eines nicht weiter dargestellten Elektromotors angeordnet. Zwei Querschnitte
des Heizbandes 1 sind durch eine wendelförmige Lage des Heizbandes 1 nebeneinander
auf einer Kupferwicklung durch nicht gezeigte Klebebänder befestigt und mit Tränkharz
34 beschichtet. Die Kupferwicklung 33 ist in Magnetblechen 13 durch Schläuche 35
isoliert.
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Das beschriebene Heizband 1 weist bei einem Querschnitt der Aderleitungen
8, 9 von 0,75 mm2 einen maximalen Querschnitt von 3,5 mm x 7 mm auf und ist auch
in einem fast geknickten Zustand gemäß Fig. 4 mit einem Biegeradius 36 von etwa
10 mm voll funktionsfähig.
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Nach den Fig. 7 und 8 liegt zur zu beheizenden Fläche 37 der Kupferwicklung
33 ein kurzer Weg in den Schlauch 19, 20 für den Wärmefluß vor, siehe die Pfeile
38 und den Abstand 39.
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