DE859492C - Elektrischer Leiter mit einer auf einer rauhen Oberflaeche haftenden Isolierung - Google Patents

Description

• Elektrischer Leiter mit einer auf einer rauhen Oberfläche haftenden Isolierung . Die Erfindung betrifft elektrische Leiter mit einer auf einer rauhen Oberfläche haftenden Isolierung. Die Forderung nach einer festen Haftung der Isolierschicht am Leiter besteht in erster Linie bei elektrischen Leitern mit eingebrannter Lackschicht, die für Spulenwicklungen in elektrischen Geräten und Maschinen verwendet und dabei stärkeren Wärmebeanspruchungen ausgesetzt werden. Die stärkeren Wärmebeanspruchungen können durch die bei der Imprägnierung der Spulen und insbesondere durch,die währenddes Betriebes auftretenden erhöhten Temperaturen entstehen. Für die Isolierung verwendet man neuerdings bevorzugt Kunstharzlacke, die bei hohen Temperaturen eingebrannt werden. Verschiedene Kunstharzlacke haben aber den Nachteil, idaB sie auf der glatten Leiteroberfläche schlecht haften und bei starken Biegungen abblättern. Zur Vermeidung dieser Nachteile bringt man auf den Leiter eine besondere Trägerschicht auf in Form von Umspinnungen aus dünnen Fasern:, wie Asbest und Glasfasern. Diese zusätzlichen Trägerschichten verstärken aber den isolierten Leiter in unerwünschter Weise, abgesehen davon, daB in derartigen Trägerschichten Hohlräume verbleiben, in die Feuchtigkeit eintreten kann. Es ist auch schon bekanntgeworden, aus Aluminium bestehende oder mit Aluminium plattierte Leiter zunächst mit einer dünnen elektrolytisch erzeugten Aluminiumoxyd- oder Silicatschicht, und darüber mit einer fest gebrannten Öllackschicht zu bedecken, so daB die Öllackschicht ganz oder im wesentlichen allein die elektrische Durchschlagfestigkeit bedingt. Bei diesen Leitern muß aber durch ein besonderes elektrolytisches Verfahren die erforderliche Oxyd-oder Silicatschicht erzeugt werden.
• Gemäß der Erfindung wird die rauhe Oberfläche von elektrischen Leitern durch eine aus reinem Magnesium oder aus einer Magnesiumlegierung erzeugte Magnesiumverbindung, vorzugsweise durch Magnesiumoxyd gebildet. Derartige Leiter werden mit besonderem Vorteil zur Herstellung von Lackdrähten verwendet, die sowohl starken Biegungen als auch hohen Temperaturen unterworfen werden, ohne daß sichRisse in derLackisolierung bilden und die Lackschicht vom Leiter abplatzt. Für die Lackschicht werden in solchen Fällen bevorzugt hochwärmebeständige Kunstharzlacke verwendet. Beispielsweise kommen Lacke auf der Basis eines Polykondensates von Siliziumverbindun.gen in Frage, wie die unter dem Namen Silikone bekannten Polyaralkylsiloxane. Ferner sind mit Vorteil Lacke auf der Basis fluorierter Kohlenwasserstoffe verwendbar, vorzugsweise Polytrifluorchloräthylen.
• Falls :die Leiterisolierung nur eine geringe Spannungsfestigkeit aufzuweisen braucht, kann es für bestimmte Anwendungsfälle genügen, im wesentlichen nur die Poren der durch die Magnesiumv erbindung @ gebildeten rauhen Leiteroberfläche durch einen Isolierstoff auszufüllen. Dies kann beispielsweise durch Hindurchziehen des Leiters durch den verflüssigten Isolierstoff und gegebenenfalls durch Abstreifendes überflüssigen Isolierstoffes geschehen. Bei :der Herstellung von Spulen bzw. Spulenwicklungen kann man so vorgehen, daß man die Spule aus einem nicht oder schwach isolierten Leiter wickelt und den Isolierstoff zur gegenseitigen Isolierung der Leiter%vindungen in bekannter Weise während oder nach dem Wickeln der einzelnen Wicklungslagen bzw. der gesamten Spule auf die Leiteroberfläche aufbringt bzw. zwischen die Leiterwindungen einbringt, z. B. durch Tränken, Ausgießen, Ausspritzen oder Bestreichender Wicklungslagen oder der gesamten Wicklung. Der zunächst flüssige Isolierstoff dringt in die feinen Poren der Leiteroberfläche ein, so daß nach der Verfestigung des Isolierstoffes eine innige Verbindung zwischen dem Leiter und der Isolierung bzw. eine feste Lagerung des Leiters im Isolierstoff erreicht wird.
• Durch die Verwendung von nicht bzw. schwach isolierten ' Leitern gemäß der Erfindung zur Herstellung von Spulen bzw. Spulenwicklungen läßt sich ein kleiner Wickelfüllfaktor erreichen, weil die aus Magnesiumoxyd od. dgl. bestehende Schicht sehr dünn ist und bereits ohne Aufbringung zusätzlicher Isolierstoffe als Isolierschicht wirksam ist. Der Wickelfüllfaktorkann aber noch dadurch weiter vergrößert werden, daß man die Spule unter Druck verdichtet. beispielsweise durch Zusammenpressung mittels eines Preßstempels. Sollten. bei der Verdichtung der Spule -bzw. Spulenwicklung an einigen Stellen leitende Berührungen zwischen den Leiterwindungen auftreten, so werden diese durch eine nachträgliche Oxydbildung wieder beseitigt. Auch bei einer derartigen verdichteten bzw. gepreßten Spule können verbleibende Hohlräume nachträglich mit einem zusätzlichen Isolierstoff ausgefüllt werden.
• Der Leiter kann, insbesondere dann, wenn es sich um einen dünnen Leiter handelt, ein Magnesiumleiter sein, .der oberflächlich oxydiert ist. Da die Trägerschicht extrem dünn sein kann, wird man es aber vorziehen, für den Leiter einen besser leitenden Werkstoff, vorzugsweise Kupfer, zu verwenden und den gut leitenden Kern mit einer oberflächlich oxydierten Magnesium.schicht zu versehen. Die Magnesiumschicht kann in Form eines geschlossenen Mantels oder in Form eines in Längsrichtung verlaufenden, um den Leiterkern rohrförmig gebogenen Bandes ausgeführt sein, dessen Seitenränder miteinander oder mit dem Leiterkern verbunden werden. In beiden Fällen wird ein so gebildeter Bimetalleiter einer zusätzlichen Ouerschnittsv erminderung, z. B. einem Ziehprozeß, unterworfen, um zu einer möglichst dünnen Magnesiumschicht zu kommen. Nach Bildung der Magnesiumoxydschicht wird -die Lackschicht nach an sich bekannten Verfahren aufgebracht, entweder in Form von Lösungen oder in Form von Suspensionen, wobei das Eintrocknen bzw. Einbrennen der Lackschicht vorzugsweise in Trockenöfen bei Temperaturen von etwa 3,00° und darüber vorgenommen wird.
• In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele der Erfindung .dargestellt.
• Der isolierte Leiter nach der Fig. i besteht aus dem oberflächlich oxydierten Magnesiumdraht io und der hierauf aufgebrannten Schicht vi aus Polytrifluorchloräthylen.
• Nach der Fig. 2 wird um einen Kupferdraht @i2, der mit einer Längsnut.13 versehen ist, ein in Längrichtung verlaufendes Magnesiumband 14 herumgelegt und die Seitenränder des Magnesiumband-es in die Nut 13 eingebogen. Durch einen anschließenden Ziehprozeß wird das Magnesiumband 14 fest mit dem Kupferleiter ,i2 verbunden und dabei auch der O_uerschnitt des Leiters herabgesetzt. Auf die oberflächlich oxydierte Magnesiumschicht wird die vorzugsweise aus Polytrifluorchloräthylen bestehende Lackschicht 15 aufgebracht.
• Die Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem der Kupferleiter 16 mit einer nahtlosen Magnesiumhülle 17 versehen, z. B. umpreßt ist. Die Magnesiumhülle wird oberflächlich oxydiert und mit der Lackschicht 18 aus Polytrifluorchloräthylen umgeben.
• Es kann unter Umständen zweckmäßig sein, :den mit einer Magnesiumoxydschicht versehenen Leiter vor Aufbringung der Lackschicht einem leichten Glättungsprozeß, z. B. Ziehprozeß, zu unterwerfen, um die Oxydschicht zu festigen und größere Unebenheiten auf der Leiteroberfläche zu beseitigen,. die den Isolationswiderstand der Isolierung herabsetzen können.
• An Stelle von reinem Magnesium kommen solche Magnesiumlegierungen in Frage, die entweder leicht oxydieren oder sich durch besondere Behandlungsverfahren in geeignete Magnesiumverbindungen überführen lassen, beispielsweise Magnesiumlegierungen mit kleinen Zusätzen von Aluminium, Zink und Kupfer. Als Magnesiumverbindung ist außer Magnesiumoxyd auch Magnesiumphosphat geeignet.
• Die Erfindung ist nicht auf die angegebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Beispielsweise ist die Erfindung auch anwendbar für Leiter mit von der Kreisform abweichendem Querschnitt, z. B. mit rechteckigem Querschnitt. Wird die Erfindung bei isolierten Widerstandsdrähten angewendet, so wird der Leiterkern aus einem Metall mit hohem Widerstand hergestellt.

Claims (14)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Elektrischer Leiter mit einer auf einer rauhen Oberfläche haftenden Isolierung, dadurch gekennzeichnet, daß die rauhe Oberfläche durch eine aus reinem Magnesium oder aus einer Magnesiumlegierung erzeugte Magnesiumverbindung, vorzugsweise durch Magnesiumoxyd gebildet ist.
2. 2. Elektrischer Leiter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß auf die muhe Oberfläche eine oder mehrere Schichten aus einem hochwärmebeständigen Kunstharzlack aufgebracht sind.
3. 3. Elektrischer Leiter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Kunstharzlack ein Lack auf der Basis eines Polykondensates von Siliziumverbindungen, vorzugsweise ein Lack aus Polyaralkylsiloxanen verwendet ist. q..
4. Elektrischer Leiter nach Anspruch 2, dadurchgekennzeichnet, daß als Kunstharzlack ein Lack auf .der Basis fluorierter Kohlenwasserstoffe, vorzugsweise ein Lack aus Polytrifluorchloräthylen verwendet ist.
5. 5. Elektrischer Leiter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß im wesentlichen nur die Poren der durch die Magnesiumverbindung gebildeten rauhen Oberfläche durch einen Isolierstoff ausgefüllt sind.
6. 6. Elektrischer Leiter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß .der gesamte Leiter aus Magnesium besteht.
7. 7. Elektrischer Leiter nach Anspruch i, da-,durch gekennzeichnet, daß der Leiter aus einem gut leitenden Kern aus Kupfer od. dgl. iznd einer Schicht aus Magnesium besteht. B.
8. Elektrischer Leiter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Magne@siumschicht in Form eines in Längsrichtung verlaufenden, um den gut leitenden Kern herumgelegten Bandes gebildet wird, dessen Seitenränder miteinander oder mit dem Leiterkern verbunden sind. g.
9. Elektrischer Leiter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß :die Seitenränder des Magnesiumbandes in eine im Leiterkern vorhandene Längsnut eingefügt sind. io.
10. Elektrischer Leite- nach Anspruch 7, da-,durch gekennzeichnet, daß die Magnesiumschicht als nahtlose Hülle um .den Leiterkern gepreßt ist. ri.
11. Verfahren zur Herstellung von elektrischen Leitern nach den Ansprüchen 7 bis 1o, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiter zur Zierabsetzung der Stärke der Magnesiumschicht einem Ouerschnittsvermin@derungsprozeß unterworfen wird.
12. 12. Verfahren zur Herstellung von elektrischen Leitern nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiter nach Bildung der oberflächlichen Magnesiumverbindung einem leichten Glättungs- bzw. Ziehprozeß unterworfen wird.
13. 13. Verfahren zur Herstellung einer Spule bzw. Spulenwicklung unter Verwendung von Leitern nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß .die Spule aus einem nicht oder schwach isolierten Leiter gewickelt und der Isolierstoff zur gegenseitigen Isolierung der Leiter in bekannter Weise während oder nach ,dem Wickeln der einzelnen Wicklungslagen oder der gesamten Spule auf dieLeiteraberfläche aufgebracht bzw. zwischen die Leiterwindungen eingebracht wird, z. B. durch Tränken, Ausgießen, Ausspritzen oder Bestreichen der Wicklungslagen oder der gesamten Spule.
14. 14. Verfahren zur Herstellung einer Spule bzw. Spulenwicklung unter Verwendung von Leitern nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die aus einem nicht bzw. schwach isolierten Leiter gewickelte Spule nachträglich unter Anwendung von Druck so stark ver-,dichtet wird, z. B. durch Zusammenpressung mittels eines Preßstempels, daß sich ein merklich vergrößerter Wickelfüllfaktor ergibt.