DE675187C

DE675187C - Insulated aluminum copper conductor

Info

Publication number: DE675187C
Application number: DES117116D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Gustav Schoenwald
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1935-02-13
Filing date: 1935-02-13
Publication date: 1939-05-02

Description

Isolierter Aluminiumkupferleiter Es besteht das Bedürfnis, bei elektrischen Leitern das Kupfer durch einheimische Metalle, insbesondere durch Aluminium, zu ersetzen. Die Verwendung eines Metalls geringerer Leitfähigkeit als Kupfer ist aber in allen Fällen schwierig bei Leitern in räumlich beschränkten Nuten oder anderen Wickelräumen elektrischer Maschinen und Geräte. Um nämlich die gleiche Leistung durch eine Wicklung aus einem Metall mit geringerer Leitfähigkeit schicken zu können, muß der Leiterquerschnitt entsprechend der gegenüber Kupfer geringeren Leitfähigkeit vergrößert werden, und das bedingt eine Vergrößerung des Wickelraumes und damit der elektrischen Maschine. In der Regel geht aber der Wirkungsgrad der elektrischen Maschine bei gleicher Leistung und einer Vergrößerung der Abmessungen der Maschine zurück. Der Mehraufwand an Energie zur Erzielung gleicher Leistung überwiegt meist die durch die Verwendung des Metalls geringerer Leitfähigkeit erstrebte Einsparung, ganz abgesehen von den weiteren mit einer Vergrößerung der Abmessungen verbundenen Nachteilen.Insulated aluminum copper conductor There is a need for electrical Conduct the copper through indigenous metals, especially aluminum substitute. The use of a metal of lower conductivity than copper is however difficult in all cases with ladders in spatially restricted grooves or other Baby changing rooms for electrical machines and devices. Namely, the same performance to be able to send through a winding made of a metal with lower conductivity, the conductor cross-section must correspond to the lower conductivity compared to copper are enlarged, and that requires an increase in the changing space and thus of the electric machine. As a rule, however, the efficiency is lower than the electrical one Machine with the same performance and an increase in the dimensions of the machine return. The additional expenditure of energy to achieve the same performance usually predominates the savings aimed at by using the metal of lower conductivity, quite apart from the others associated with an increase in dimensions Disadvantages.

Man könnte daran denken, Kupfer dadurch zu sparen, daß man die elektrischen Leiter nur zum Teil aus Kupfer herstellt, indem man das Kupfer mit Aluminium legiert. Derartige Legierungen haben aber so schlechte mechanische Eigenschaften, daß sie für den erwähnten Zweck unbrauchbar sind.One might think of saving copper by using the electrical Making conductors only partially from copper by alloying the copper with aluminum. Such alloys have so poor mechanical properties that they are useless for the purpose mentioned.

Nach der Erfindung werden für die genannten Zwecke isolierte Aluminiumkupferleiter verwendet, die sowohl anorganisch durch teilweise Oxydation der außenliegenden Aluminiumschicht als auch organisch durch eine Faserstoff-oder Lackschicht derart isoliert sind, daß ihr Außendurchmesser dem eines nur faserstoffisolierten, elektrisch gleichwertigen Kupferdrahtes entspricht.According to the invention, insulated aluminum copper conductors are used for the purposes mentioned used, both inorganically by partial oxidation of the outer aluminum layer as well as organically by a fiber or lacquer layer are insulated in such a way that that its outer diameter is electrically equivalent to that of a fiber-insulated one Copper wire.

Man gelangt demnach durch die Erfindung zu einer gesteigerten Anwendung des Aluminiums ohne Vergrößerung des Raumbedarfs für den Leiter.The invention therefore leads to increased application of aluminum without increasing the space required for the conductor.

Zur Erläuterung der Erfindung sei auf folgendes hingewiesen Der Unterschied der Leitfähigkeit des Kupfers (56) und des Aluminiums (33) ist beträchtlich. Er beträgt rund 7o °/o. Der Unterschied ist so groß, daß man bei Ersatz von Kupferleitern durch solche aus Aluminium die dabei notwendige Vergrößerung des Querschnittes auch bei Anwendung einer neuzeitlichen hochwertigen Isolation geringerer Dicke nicht ausgleichen kann. Durch eine Kombination von Kupfer und Aluminium gemäß der Erfindung aber läßt sich die resultierende Leitfähigkeit auf einen Wert bringen, bei dem die Querschnittsvergrößerung in Grenzen bleibt, die durch Anwendung hochwertiger und infolgedessen dünnerer Isolierschichten ausgeglichen werden kann. Eine derartige Isolation läßt sich bei aluminiumplattierten Kupferleitern leicht erzielen, indem man in bekannter Weise das Aluminium oxydiert und auf die Oxydschicht eine dünne Lack-; Seide- oder Kunstseideschicht aufbringt.To explain the invention, the following should be noted: The difference the conductivity of the copper (56) and the aluminum (33) is considerable. He is around 70 ° / o. The difference is so great that you can replace copper conductors with those made of aluminum, the necessary enlargement of the cross-section is also achieved not when using modern, high-quality insulation with a smaller thickness can compensate. By a combination of copper and aluminum according to the invention but the resulting conductivity can be brought to a value at which the Cross-sectional enlargement remains within the limits of the application higher quality and consequently thinner insulating layers can be compensated. Such insulation can easily be achieved with aluminum-clad copper conductors achieve by oxidizing the aluminum in a known manner and applying it to the oxide layer a thin lacquer; Applying a layer of silk or rayon.

Man kann z. B. gemäß der Eifindung einen doppelt mit Baumwolle isolierten Kupferdraht ersetzen durch einen aluminiumplattierten Kupferdraht mit der resultierenden Leitfähigkeit 49. Diesen Widerstand erhält man bei einem Kupferanteil von etwa 7o °/o und einem Aluminiumanteil von etwa 3o °/o. Die wegen der geringeren Leitfähigkeit notwendige Querschnittsvergrößerung des blanken Leiters beträgt hierbei etwa 3o °/o. Ein Kupferdraht von i mm Durchmesser hat bei zweifacher Baumwollisolation einen Außendurchmesser von 1,23 mm. Ein Leiter nach der Erfindung mit 30 °/o Aluminium und 7o °/o Kupfer von gleichem elektrischem Widerstand hat einen Blankleiterdurchmesser von i,i mm. Bei Anwendung einer hochwertigen Isolation aus Aluminiumoxyd und Kunstseide läßt sich ohne weiteres ein Gesamtdurchmesser des isolierten Drahtes von 1,2 mm erreichen. Die beiden Drähte haben also gleichen Gesamtquerschnitt und sind auch in ihrer elektrischen Wirkung gleich. Bei dem Draht nach der Erfindung sind aber etwa 30 % Kupfer eingespart.You can z. B. according to the Eiffindung a double insulated with cotton Replace copper wire with an aluminum clad copper wire with the resulting Conductivity 49. This resistance is obtained with a copper content of about 7o ° / o and an aluminum content of about 3o ° / o. Because of the lower conductivity The necessary cross-sectional enlargement of the bare conductor is here about 3o ° / o. A copper wire with a diameter of 1 mm has one with double cotton insulation Outside diameter of 1.23 mm. A conductor according to the invention with 30% aluminum and 70 per cent. copper of the same electrical resistance has a bare conductor diameter from i, i mm. When using high-quality insulation made of aluminum oxide and rayon a total diameter of the insulated wire of 1.2 mm can easily be achieved reach. The two wires have the same overall cross-section and are also equal in their electrical effect. In the wire according to the invention, however about 30% copper saved.

Es ist an sich bekannt, den Durchmesser isolierter elektrischer Leiter zu verringern, indem man den Isolierstoff des Leiters durch einen höher wertigen Isolierstoff ersetzt. Bei diesen bekannten Verfahren handelt es sich darum, Wickelraum zu sparen. Der erfindungsgemäße Leiter paßt sich demgegenüber dem gebräuchlichen Leiterdurchmesser an, so daß ex in vorteilhafter Weise das Kupfer der üblichen Leiter zum Teil einzusparen gestattet, ohne zu konstruktiven Änderungen der Wickelnuten elektrischer Maschinen zu zwingen. Ferner ist es bekannt, einen Kupferleiter dadurch mit einer Isolationsschicht zu umgeben, daß man auf ihn Aluminium spritzt und das aufgespritzte Aluminium zwecks Isolation oberflächlich oxydiert. Dieser bekannte Kupfer-Leiter führt jedoch den Strom ausschließlich im Kupfer selbst, so däß die erfindungsgemäße Anpassung des Gesamtdurchmessers an die vorhandenen Aüsnehmungen (Wickelnuten) für elektrische Maschinen in diesem Fälle nicht gegeben ist: Weiter sind zusammengesetzte Kupferaluminiumleiter bekannt, bei denen das Aluminium durch Oxydation in isolierendes Aluminiumoxyd umgewandelt ist. Bei derartigen Leitern hat man die Isolationswirkung der Aluminiumoxydschichten mittels organischer Isolierstoffe ergänzt. Diese organische Ergänzung anorganischer Isolierschichten aus Aluminiumoxyd auf Kupferleitern ist nicht Gegenstand der Erfindung, die in fortschrittlicher Weise eine besondere Bemessungsregel für den Gesamtdurchmesser des isolierten Leiters angibt.It is known per se, the diameter of insulated electrical conductors reduce by replacing the conductor's insulating material with a higher quality one Replaced insulating material. In these known methods, it is a question of changing room to save. In contrast, the conductor according to the invention adapts to the conventional one Conductor diameter, so that ex advantageously the copper of the usual conductors In some cases it is possible to save without having to make structural changes to the winding grooves to force electrical machines. It is also known to make a copper conductor thereby to be surrounded with an insulating layer so that aluminum is sprayed on it and that Sprayed-on aluminum is oxidized on the surface for the purpose of insulation. This well-known However, the copper conductor conducts the current exclusively in the copper itself, so the inventive adaptation of the overall diameter to the existing openings (Winding grooves) for electrical machines is not given in this case: Continue Composite copper-aluminum conductors are known in which the aluminum passes through Oxidation is converted into insulating aluminum oxide. With such ladders one has the insulating effect of the aluminum oxide layers by means of organic insulating materials added. This organic supplement to inorganic insulating layers made of aluminum oxide on copper conductors is not the subject of the invention, which is advanced a special sizing rule for the total diameter of the insulated conductor indicates.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Insulated aluminum copper conductor, characterized in that the conductor is both inorganic by partial oxidation of the outer aluminum layer as well as organically insulated by a layer of fiber or lacquer in such a way that that its outside diameter is electrically equivalent to that of a fiber-insulated one Copper wire.

2. Head according to claim i; characterized in that the weight of the aluminum is about 30 ° / a of the total ladder weight.

3rd head according to claim i, characterized in that an insulating layer consisting of artificial silk is applied to the aluminum oxide layer.