DE970962C

DE970962C - Verfahren zur Herstellung von mit festem Dielektrikum hohlraumfrei durchsetzten Wicklungen

Info

Publication number: DE970962C
Application number: DES21106A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Dr Hans Edler; Dipl-Ing Wilhelm Gebhardt; Georg Stauber
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1950-12-02
Filing date: 1950-12-02
Publication date: 1958-11-20

Description

Verfahren zur Herstellung von mit festem Dielektrikum hohlraumfrei durchsetzten Wicklungen Die Herstellung von hohlraumfrei mit festem Isolierstoff durchsetzten Wicklungen macht allergrößte Schwierigkeiten. Verwendet man einen Isolierstoff, beispielsweise Paraffin, das in geschmolzenem Zustand so dünnflüssig ist, daß es auch in feinste Poren eindringt, dann schrumpft dieses beim Erstarren, so daß sich wieder Hohlraum bildet. Diese Gefahr ist besonders groß, wenn der Isolierstoff beim Erstarren kristallisiert. Durchtränkt man die Spule mit nicht oder nicht fertig polymerisiertem oder kondensiertem Kunstharz, dann werden beim nachträglichen Härten die elektrische Festigkeit beeinträchtigenden Stoffe abgeschieden. Meist tritt dabei auch eine Schrumpfung ein, die zur Hohlraumbildung führt. Nimmt man, um diese Stoffabspaltung und Schrumpfung zu verhüten, sehr stark kondensierten oder polymerisierten Kunststoff, dann dringt dieser nicht mehr in die Poren ein. Eine Behandlung der Spule mit gelöstem Kunststoff scheidet aus, weil sich erfahrungsgemäß das Lösungsmittel nur schwer und überhaupt nie vollständig austreiben läßt und auch beim Austreiben des Lösungsmittels wieder Schrumpfungen eintreten.
Für Trockenspannungswandler ist es bekannt, den Leiter einer Spule unter Zugabe von pastenartigen Isolierstoffen, wie Vaseline, aufzuwickeln. Dadurch läßt sich zwar eine dielektrisch dichte Isolation ohne Hohlräume herstellen. Bei höheren Betriebstemperaturen wandert aber die Vaseline, die nie erstarrt, aus, und es entstehen wieder Hohlräume. Außerdem qualmen derartige Wicklungen im Schadensfall sehr stark.
Entsprechendes gilt beim Wickeln unter Zugabe von Kabelmasse, Asphalt od. dgl. Man kann ein ähnliches Verfahren mit härtbaren Harzen oder Kunstharzen durchführen, also diese Stoffe vor oder beim Wickeln zugeben. Da aber nach dem Fertigwickeln das Harz ausgehärtet werden muß, ergeben sich wieder die eingangs geschilderten Mängel.
Bei einem ähnlichen bekannten Verfahren wird durch Erwärmen härtbares, dabei jedoch flüchtige Stoffe abspaltendes Kunstharz. in Form von dünnen Platten oder Streifen jeweils auf die einzelnen fertiggewickelten Lagen aufgebracht. Die Erwärmung wird dabei entweder abschnittsweise nach dem Aufbringen nachfolgender Windungslagen oder nach dem Fertigwickeln der gesamten Spule vorgenommen. Ferner ist auch die Zugabe von durch Wärme erhärtendem Kunstharzpulver beim Wickeln von Spulen an sich bekannt. Aber auch diese Verfahren befriedigen nicht.
Die vorliegende Erfindung geht aus von einem weiteren bekannten Verfahren zum lageweisen Herstellen von mit festem Dielektrikum hohlraumfrei durchsetzten mehrlagigen elektrischen Wicklungen, bei der das Dielektrikum aus einem während der Verarbeitung flüssigen, jedoch nach dem Erstarren hitzebeständigen Kunstharz besteht. Gemäß der Erfindung wird dabei folgende Kombination von Verfahrensmaßnahmen angewendet: Als Dielektrikum wird ein an sich bekanntes, ohne Ausscheidung von Stoffen unter Schrumpfen härtendes und erst nach Zusatz eines Härters mit der Aushärtung beginnendes Kunstharz verwendet, im Sinne der Erzielung einer Härtung des Kunstharzes bereits beim Wickeln; an der Wickelstelle wird gegebenenfalls weiteres Kunstharz zur Lückenfüllung zugegeben; der Wicklungsleiter . wird in an sich bekannter Weise vor seinem Aufbringen auf die Spule mit dem Kunstharz ummantelt bzw. die Leiterisolation. damit behandelt, z. B. getränkt; das Aufbringen nachfolgender Windungslagen wird erst vorgenommen, wenn Erhärtung und Schrumpfung des Kunstharzes der vorhergehenden Lage oder Lagen so weit gediehen sind, daß die Gefahr einer Hohlraumbildung durch den Schrumpfvorgang nicht mehr besteht. Da die genannten, an sich auch zum Isolieren elektrischer Wicklungen bekannten Kunstharze rasch erhärten, tritt die Härtung und etwaige Schrumpfung schon beim Wickeln ein. So kann z. B. bei einer lagenweise gewickelten Spule das Harz der ersten Wicklungslage schon ausgehärtet sein, bevor die zweite Lage aufgewickelt wird. Eine etwa durch Schrumpfung verursachte Volumenverringerung in der ersten Lage kann durch Kunstharzzugabe bei der Herstellung der zweiten Lage ohne weiteres ausgeglichen werden. Da eine solche Spule schichtweise oder schichtgruppenweise durchhärtet, werden alle die eingangs geschilderten Mängel vermieden. Im allgemeinen wird man den Leiter oder seine Isolation vor dem Aufwickeln mit einem mit Härter vermischten Kunstharz behandeln und die Temperatur, die Mischverhältnisse od. dgl. derart abstimmen, daß die Härtung beispielsweise unmittelbar nach dem Wickeln einer Lage eintritt. Arbeitet der Härter sehr stark und will man den Wickelvorgang jederzeit unterbrechen können, dann empfiehlt es sich, den Härter erst unmittelbar vor oder beim Wickeln zuzugeben. Man wird in diesem Falle einen rasch arbeitenden Härter bevorzugen. Wird der Härter mit Lösungsmittel verarbeitet, dann kann man statt dessen die Drahtumspinnung zunächst mit der Härterlösung tränken, dann das Lösungsmittel austreiben und anschließend den Leiter kurz vor dem Aufwickeln mit Kunstharz behandeln. Auch hier lassen sich die Verhältnisse unschwer so abstimmen, daß die Härtung kurz nach dem Wickeln auftritt.
Als Kunstharz eignen sich beispielsweise Kondensationsprodukte aus Epichlorhydrin und Dioxydiphenylpropan, etwa Polytri-dimethyl-dipara - oxyphenylmethan - dipropylhexaäther, mit Härterzusatz. Statt dessen kann man auch Äthylendiiminester mit Härterzusatz, wie Schwefelsäureester, verwenden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Verfahren zum lageweisen Herstellen einer mit festem Dielektrikum hohlraumfrei durchsetzten mehrlagigen elektrischen Wicklung, bei der das Dielektrikum aus einem während der Verarbeitung flüssigen, jedoch nach dem Erstarren hitzebeständigen Kunstharz besteht, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Verfahrensmaßnahmen: Als Dielektrikum wird ein an sich bekanntes, ohne Ausscheidung von Stoffen unter Schrumpfung härtendes und erst nach Zusatz eines Härters mit der Aushärtung beginnendes Kunstharz verwendet, im Sinne der Erzielung einer Härtung des Kunstharzes bereits beim Wickeln; an der Wickelstelle wird gegebenenfalls weiteres Kunstharz zur Lückenfüllung zugegeben; der Wicklungsleiter wird in an sich bekannter Weise vor seinem Aufbringen auf die Spule mit dem Kunstharz ummantelt bzw. die Leiterisolation damit behandelt, z. B. getränkt; das. Aufbringen nachfolgender Windungslagen wird erst vorgenommen, wenn Erhärtung und Schrumpfung des Kunstharzes der vorhergehenden Lage oder Lagen so weit gediehen sind, daß die Gefahr einer Hohlraumbildung durch den Schrumpfvorgang nicht mehr besteht. z. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiter vor dem Wickeln zuerst mit dem Kunstharz allein und anschließend mit dem Härter behandelt wird. 3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterisolation zuerst mit dem Härter versehen und anschließend mit dem Kunstharz getränkt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 6o6 363, 665 834; österreichische Patentschrift Nr. Io8 569; schweizerische Patentschriften Nr. 2II 116, 257 218, 262 655, 269 924; Ciba Aktiengesellschaft, Basel, »Arbeitsvorschrift für ,Araldit'-Gießharz B«, (I. 5. I949)