DE751676C - Verfahren zur Herstellung einer anorganischen Isolierung fuer elektrische Leiter - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung einer anorganischen Isolierung für elektrische Leiter Die Erfindung betrifft ein. Herstellungsverfahren für eine anorganische Isolierung elektrischer Leiter, z. B. aus. Glas" oder glasähnlichen Werkstoffen;. Derartige Leiter werden z. B. für elektrische Leitungen, Kabel, für die Spulen und Wicklungen elektrischer Maschinen und Apparate, z. B. Transformatoren, Drosselspulen, Generatoren, Motoren, Meßnnstrumente, z. B. für die Stromspulen und Spannungsspulen von Zählern, Meßwandlern usw., verwendet. Der Leiter kann dabei aus gut leitenden Werkstoffen, z. B. aus Kupfer oder Aluminium oder aus. schlechter leitenden Werkstoffen bestehen, wie sie z. B. bei elektrischen. Widerständen. verwendet werden.
• Es ist bekannt, elektrische Leiter dadurch mit einer Glasschicht zu versehen, daß auf den Leiter aufgeschobene und in irgendeiner Weise erwärmte Glasrohre im plastischen Zustand auf den .Leiterdurchmesser herunter ausgezogen werden. Dieses Verfahren hat aber den Nachteil, daü jeweils schon von vornherein die gesamte zum Ausziehen benötigte Glasroh.rlänge auf den Leiter vor dem Ausziehvorgang aufgebracht werden muß, da der Leiter in diesem Betriebszustand einerseits auf der Vorratstrommel und anderseits auf der Aufwickeltrommel sich befindet. Die Folge ist, daß Vorrats- und Aufwickeltrommel wegen der übermäßig langen Glasrohre weit auseinander liegen müssen. Dadurch ergibt sich aber ein großer Aufwickelzug am Leiter, der, zumal dann, wenn der Leiter sich beim Verglasen stark erwärmt, gefährlich werden kann. Auch die beim Aufwickelvorgang noch nicht erstarrte Glasschicht kann infolge dieses Zuges einseitig durchgedrückt werden, so daß eine gleichmäßig starke Glasschicht sich am Leiterumfang nicht erzielen läßt.
• Diese Nachteile werden durch das erfindungsgemäß; Verfahren vermieden. Erfindungsgemäß werden beim Anbringen einer den elektrischen. Leiter mittels einer den Leiter umgebenden, auf den Leiterdurchmesser heruntergezogenen Isolierhülle aus anorganischem Material als Ausgangsstoff für die Isolierung Glasrohrstücke oder Glasstäbe beliebigen Querschnitts dem Leiter zugeführt, die der Länge nach mit einem mindestens dem Durchmesser des Leiters entsprechenden Schlitz versehen sind. Dadurch ist es möglich, beliebig lange Leiter mit Glasschichten zu versehen, ohne daß dabei Aufwickeltrommel und Vorratstrommel weit auseinandergerückt werden und dadurch sowohl der Leiter selbst als auch die aufgebrachte Glasschicht gefährdet werden. Die Glasrohre oder Glasstäbe werden, wie beim bekannten Verfahren, erwärmt und im plastischen Zustand auf den Leiter heruntergezogen.
• In der Zeichnung ist eine beispielsweise Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. z ist dabei die Vorratstrommel, von der der Leiter z abgezogen wird. Der Leiter .2 kann unisoliert sein oder mit organischen. oder anorganischen Isolierhüllen versehen sein. Bei Kupfer- und Aluminiumleitern kann die Leiteroberfläche in dem Zustand bleiben, in dem der Draht angeliefert wird, z. B. blank geglüht oder mit seinen Oxydschichten und/oder Fettschichten versehen. Als unmittelbar auf dem Leiter aufliegende Isolierhülle kommt in an sich bekannter Weise eine Umspinnung, Umflechtung, Umklöppelung oder Umfaltung aus Fäden; Bändern oder Geweben von Glas-oder Schlackenwodlefasern, Asbestfasern oder Steinwollefasern in Betracht. Auch an sich bekannte Papiere, deren Cellulosefaserbrei mit oder ohne Zusatz vonGlas-oder Schlackenwolle zu Papier verarbeitet wurde, können als erste Isolierschicht auf dem Leiter dienen. Diese Isolierschicht kann also auch brennbare oder verkohlbare Stoffe enthalten. Eine vorherige Isolierung des Leiters. ist vorteilhaft als Schutz des Leiters vor der Schmelzwärme der durch das Ausziehen aufgebrachten Iso, lierung, wenn die Schmelztemperatur des Leiters in der Nähe oder über der Schmelztemperatur des Isoliermittels liegt, das durch das Ausziehen aufgebracht wird. Auf den Leiter :2 wird nun. das Glasrohr 3, das der Länge nach mit einem mindestens dem Durchmesser des Leiters entsprechenden Schlitz versehen ist, aufgesteckt. An Stelle von Glasrohren können auch geschlitzte Glasstäbe beliebigen Querschnitts benutzt werden. Die lichte Weite der Glasrohre bzw. der Schlitze in den Glasstäben muß also dem Leiterdurchtnesser oder der Leiterstärke (bei Leitern mit rechteckigem Querschnitt oder beliebigen Umrissen) entsprechen oder wesentlich größer sein. Letzteres ergibt den. Vorteil, daß dem Leiter eine größere Isolierstoffmenge zugeführt werden kann. Das Glasrohr 3 kann auf irgendeine Weise, z. B. durch Führungsrollen .I, geführt werden und wird an der Stelle 5 durch eine beliebige Wärmequelle 6 plastisch gemacht. Diese Wärmequelle kann eine offene Flamme oder eine elektrische Heizung sein. Bei Beginn des erfindungsgemäßen Verfahrens werden etwa an der Stelle 5 das weichgemachte Glasrohrende und das Leiterende zusammengefaßt und in der Richtung des Pfeiles 7 gezogen. Hierbei wird das Glasrohr 3 auf die Außenabmessungen des Leiters heruntergezogen. Bei diesem Vorgang verschmelzen die beiden plastischen Schlitzseiten miteinander und ergeben eine zusammenhängende, die Leiter vollständig umschließende Isolierschicht. Gleichzeitig erfolgt auch durch,den Ziehvorgang die Bemessung der Schichtstärke. Diese hängt von der Abzugsgeschwindigkeit ab, von der Viskosität des Glases bzw. von seiner Temperatur, die sich elektrisch sehr feinstufig regeln läßt. Wenn nun der Leiter anschließend zu einer elektrischen Spule aufgewickelt werden soll, wird eine Aufwickeltrommel 8 verwendet, die am besten von einem Wärmeschutzgehäuse 9 oder einer Heizverrichtung umgeben ist, damit die Glashülle noch mindestens so lange weich bleibt, bis der Leiter die für die Spule erforderliche Formänderung erhalten hat. Wenn auf dem Weg bis zur Aufwickeltrommel 8 eine zu starke Abkühlung der Glashülle zu erwarten ist, kann noch eine den Leiter rohrförmig umgebende elektrische Heizvorrichtung ro angeordnet werden. Falls es notwendig sein sollte, kann die fertiggewickelte und verglaste Spule oder auch der gerade Leiter, falls keine Spule gewickelt wurde, entweder in dem Gehäuse 9 oder in einer besonderen Kühlvorrichtung, deren Temperatur einstellbar ist; so langsam abgekühlt oder getempert werden, daß die mechanische Festigkeit der Glashülle gefährdende Spannungen vermindert oder vollständig beseitigt werden:. Unter Umständen genügt es auch, wenn die. Glashülle durch die Vorrichtung io nur an der Stelle erwärmt wird, an der der Leiter der beim Aufwickeln auf die Trommel 8 auftretenden Biegung unterworfen ist. Im übrigen kann der aufgewickelte Teil der Spule -8 bereits bis auf den Transformationspunkt des Glases heruntergekühlt sein. Dann empfiehlt sich, die Heizung der Haube 9 so. einzustellen, daß die Spule auf einer Temperatur bleibt, die dem Transformationspunkt des Glases entspricht. Erst wenn die Spule fertiggewickelt ist, wird sie von diesem Punkt ausgehend auf Raumtemperatur abgekühlt, und zwar im Gehäuse 9 oder in einem besonderen Kühlofen;. Das Gehäuse kann gegebenenfalls ganz fortbleiben oder braucht nur einen. Teil der Trommel zu umgeben und zu erwärmen.
• Wenn, es auf genaue Maßhaltigkeit der Isolierschichtstärke ankommt, kann hinter der Heizvorrichtung 6 noch eine Kalibriervorrichtung angeordnet werden, die z. B. aus den Kalibrierwalzen i i besteht. Besser sind allerdings für das Kalibrieren Formdüsen, durch die der Leiter mit der noch weichen Hülle hindurchgezogen wird. Diese Kalibriervorrichtung kann gegebenenfalls geheizt sein und dicht vor der Auflaufstelle auf die Trommel 8 liegen. Der Glasüberzug 17 wird dadurch gereckt. Es hat sich herausgestellt, daß die Hülle 17 trotz ungleicher Wärmeausdehnungskoeffizienten der Glashülle dem Leiterwerkstoff gegenüber bei den im Betrieb vorkommenden Stromwärmebeanspruchungen der Spulenl.eiter weder reißt noch platzt. Dieses Ergebnis ist darauf zurückzuführen, daß die anorganische Hülle an keiner Stelle ° an der Leiteroberfläche haftet und offenbar kapillare Hohlräume frei bleiben. Zu diesem Zweck empfiehlt es, sich, den Leiter vor oder während des Herunterziehens der Glashülle auf die Leiteroberfläche zu kühlen. Der Leiter kann z. B. die Kühlbacken, 1:2 mit den Kühlmittelanschlüssen 18 durchlaufen, die mit Wasser, Kohlens.äüreschnee, flüssiger Luft usw. beschickt werden. Hierdurch werden mindestens kapillare Zwischenräume zwischen Leiteroberfläche und der anorganischen Iso, lierhülle erzeugt.
• Es muß eine Kühlung für den Leiter vorgesehen werden, wenn der Schmelzpunkt des Leiterwerkstoffes tiefer liegt als der Schmelzpunkt der verwendeten anorganischen Hülle. Dieser Fall ist z. B. bei der Isolierung von Aluminiumleitern mit Glashüllen oder bei Kupferleitern mit Quarzhüllen gegeben.
• Eine gleichmäßige Schichtstärke der am organischen Hülle wird durch Ziehen der Hülle und dies Leiters in vertikaler oder nahezu vertikaler Richtung gewährleistet. Ist eine derartige Abzugsrichtung nicht möglich, so empfiehlt es sich, bei horizontaler oder nahezu horizontaler Abzugsrichtung 7 den Glasmantel 3 allein oder zusammen mit dem Leiter 2 während des Ziehvorganges um seine Achse zu drehen..
• Die Hüllen 3 aus anorganischem Isolierstoff können dem Leiter stückweise zugeführt werden. Es kann z. B. ein Führungsrohr 13 vorgesehen werden, das zwischen die Führungsrollen 4 Glasrohrstücke 14 liefert. Im Rohr 13 befinden sich Führungsteile 15, die in den Längsschlitz der zugeführten Glasrohre und -stäbe eingreifen und das Rohrstück 14 in der gewünschten Weise auf den Leiter 2 führen.
• Wenn es Schwierigkeiten: macht, die Hülle 3 vorzuschieben, -empfiehlt es sich, diese an ihrer Stelle zu lassen und die Wärmequelle 6 in der Richtung des gestrichelt dargestellten Pfeils 16 während des Ziehvorganges vorzuschieben.
• Das erfindungsgemäße Verfahren zum Aufbringen der anorganischen Hülle kann natürlich beliebig häufig wiederholt werden, d. h. der Leiter kann die Ummantelungsvo:rrichtung mehrmals durchlaufen oder es werden in der Abzugsrichtung mehrere Vorrichtungen in Reihe geschaltet, so daß auf dem Leiter mehrere anorganische Hüllen übereinander aufbiringbar sind. Die einzelnen Hüllen können voneinander durch an sich bekannte Zwischenschichten. getrennt sein., die z. B. aus bekannten anorganischen oder organischen Faserstoffen oder Pulvern bestehen. Die Schmelzpunkte der nacheinander aufzubringenden Glashüllen und Zwischenschichten können verschieden hoch oder gleich sein.
• Um beim Aufbringen der Glashülle auf den Leiter eine zu starke Erwärmung des Leiters oder beim Aufbringen mehrerer Schichten eine zu starke Erwärmung Schichten zu vermeiden, empfiehlt es sich, die Leiteroberfläche oder die obengenannten Zwischenschichten in an sich bekannter Weise aus folgenden Werkstoffen vorzusehen: Ma, gnesiumoxyd, Kaolin, Cailciumoxyd, z. B. Oxyde oder Carbonate der Erdalkalimetalle, Gips usw.
• Die erfindungsgemäße Hülle kann auch außer elektrotechnischen Isolierzwecken als Schutzüberzug zum Erhöhen der Ko@rros.ionsfestigkeit von beliebigen Metalldrähten dienen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung einer anorganischen Isolierung für elektrische Leiter, bei der eine den Leiter umgebende Hülle aus anorganischem Isolierstoff im plastischen Zustand auf den Leiterdurchmesser heruntergezogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Ausgangsstoff für die Isolierung Glasrohre oder hohle Glasstangen beliebigen (Querschnitts dem Leiter zugeführt werden, welche der Länge nach mit einem mindestens dem Durchmesser des Leiters entsprechenden Schlitz versehen sind. a. `Terfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das den Leiter umgebende Glasrohr dem Leiter durch eine Düse zugeführt wird. ZurAbgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Britische Patentschrift Nr 428094; USA.-Patentschrift Nr. i#, Xo4 o54.