NL1013165C2 - Werkwijze voor het isoleren van een langwerpige geleider bestaande uit een bij hoge temperatuur supergeleidend in hoofdzaak keramisch materiaal alsmede inrichting voor uitvoering van de werkwijze. - Google Patents

Description

Werkwijze voor het isoleren van een langwerpige geleider bestaande uit een bij hoge temperatuur supergeleidend in hoofdzaak keramisch materiaal alsmede inrichting voor uitvoering van de werkwijze

De uitvinding heeft algemeen betrekking op een werkwijze voor het isoleren van een langwerpige geleider bestaande uit een bij hoge temperatuur supergeleidend in hoofdzaak keramisch materiaal en met een althans bij benadering rechthoekige 5 doorsnede met in hoofdzaak platte hoofdoppervlakken en daarop aansluitende zij oppervlakken, omvattende het aanbrengen van een isolerende strook rondom de langwerpige geleider, alsmede op een inrichting voor het uitvoeren van deze werkwijze.

Een werkwijze van de bovenvermelde soort wordt bij-10 voorbeeld beschreven in het artikel "Evaluation of a strengthening and insulation system for high temperature BSCCO-2223 superconducting tape" door C. King, K. Herd, T. Laskaris, A. Mantone, gepubliceerd in Advances in Cryogenic Engineering, deel 42, uitgegeven door Plenum Press, New York, 1996. De in 15 dit artikel beschreven werkwijze omvat het isoleren van een BSCCO-2223-geleider met behulp van ee±i isolerend papier zoals eerder werd gebruikt bij geleiders uit Nb3Sn die bij lage temperatuur supergeleidend zijn. In het kader van de onderhavige beschrijving wordt onder "lage temperatuur" de temperatuur 20 verstaan van vloeibaar helium of lager en onder "hoge temperatuur" de temperatuur van vloeibaar stikstof, dat wil zeggen een temperatuur van ongeveer 70° Kelvin of hoger.

Bekend is dat supergeleiders geschikt voor supergeleiding bij hoge temperatuur bestaan uit keramische superge-25 leidende vezels opgenomen in een matrix van bijvoorbeeld zilver. Dergelijke geleiders zijn zeer bros en dienen met de nodige voorzichtigheid te worden behandeld daar anders gemakkelijk een aantasting optreedt van de supergeleidende eigenschappen, hetgeen erop neerkomt dat de geleider bij de tempe-30 ratuur waarbij deze supergeleidend zou moeten zijn elektrische weerstand vertoont. De uitvinding heeft een verbeterde werkwijze van de in de aanhef vermelde soort tot doel die een uitstekende isolatie van de supergeleider tot stand brengt zonder 1013165 2 aantasting van de supergeleidende eigenschappen en heeft het kenmerk, dat de werkwijze de stappen omvat van het verschaffen van een foliestrook met een breedte die gelijk is aan of gio-ter is dan de omtreksafmeting van de dwarsdoorsnede van de ge-5 leider en die aan een zijde is voorzien van een tevoren daarop aangebrachte kleeflaag van een onder druk bij kamertemperatuur hechtend kleefmiddel,dat de werkwijze verder het uitvoeren bij kamertemperatuur omvat van de volgende stappen: het hechterd aan de kleeflaag aanbrengen van een hoofdvlak van de geleider 10 op een middengedeelte van de foliestrook en evenwijdig aan de lengterichting daarvan, het omvouwen van de delen van de fc-liestrook ter weerszijden van de aangebrachte geleider over een hoek van in hoofdzaak 90 graden en het hechtend aan de kleeflaag aanbrengen van de foliestrook tegen de zijvlakker 15 van de geleider en het vervolgens na elkaar nogmaals omvoiwen van de delen van de foliestrook ter weerszijden van de aance-brachte geleider over een hoek van in hoofdzaak 90 graden en het hechtend aan de kleeflaag aanbrengen van de foliestrook tegen het andere hoofdvlak van de geleider, dat tijdens het 20 uitvoeren van de werkwijze buigkrachten, drukkrachten en trekkrachten die worden uitgeoefend op de geleider zijn geleger buiten een bereik van waarden die een negatieve invloed ver -oorzaken op de supergeleidende eigenschappen van het geleicer-materiaal en dat het kleefmiddel van een type is dat ook hecht 25 aan de foliestrook en aan de geleider bij de temperatuur ven supergeleiding zonder uitoefening van een negatieve invloec op de supergeleidende eigenschappen van het geleidermateriaal.

Door de werkwijze volgens de uitvinding wordt voor het eerst gebruik gemaakt van een foliestrook met een onder 30 druk bij kamertemperatuur hechtend kleefmiddel bij de isolatie van een geleider uit bij hoge temperatuur supergeleidend materiaal. Dit leidt tot een vereenvoudiging van de werkwijze en is gebleken tot een product te kunnen leiden dat de gewenste kwaliteiten bezit. Eén van de voordelen is dat de gehele werk-35 wijze bij kamertemperatuur kan plaatsvinden, zodat degradatie van het geleidermateriaal door inwerking van temperatuursir-vloeden wordt voorkomen. Voorts wordt door de werkwijze volgens de uitvinding de geleider uiterst voorzichtig behandeld ter voorkoming van ongewenste mechanische spanningen in de ge- 10131 65 3 leider die eveneens aanleiding zouden kunnen zijn tot aantasting van de supergeleidende eigenschappen.

Een voorkeursuitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding heeft tot kenmerk, dat het geleidermateriaal van 5 de supergeleidende geleider vezels omvat van BSCCO-2223 in een zilverhoudende matrix, dat de tijdens de werkwijze op de geleider in de lengterichting uitgeoefende spanningen zijn gelegen in het bereik van 0-10 N/mm2 en dat de tijdens de werkwijze uitgeoefende vlaktedrukken op de geleider zijn gelegen in 10 het bereik van 1 tot 15 N/mm2.

Geleiders van de bij deze voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding gebruikte soort kunnen tegenwoordig op commerciële wijze worden vervaardigd in lengtes van enkele honderden meters en kunnen bijvoorbeeld worden betrokken bij de 15 firma VAC Vacuumschmelze GmbH, een firma uit de Bondsrepubliek Duitsland met een kantoor in Hanau, onder de typeaanduiding "Multifilamentary Bi-2223-tape". De aangegeven bereiken voor de uitgeoefende spanningen en vlaktedrukken bij het isoleren van de geleider garanderen, zoals uit proeven is gebleken, dat 20 de geleider wordt belast binnen een gebied waarin de supergeleidende eigenschappen niet worden aangetast. Een verdere voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding heeft tot kenmerk, dat de foliestrook wordt gekozen uit de verzameling bestaande uit: polyimide, polyester. Gebleken is dat folies gekozen uit 25 deze verzameling geschikt zijn bij toepassing bij de temperatuur van supergeleiding en geen negatieve invloed uitoefenen op de supergeleidende eigenschappen van de geleider. Waarschijnlijk zijn ook andere soorten folie bruikbaar, alhoewel dit niet werd beproefd door de aanvrager.

30 Een verdere voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvin ding heeft tot kenmerk, dat het materiaal van de kleeflaag wordt gekozen uit de verzameling bestaande uit: kleefmiddelen op basis van acryl, kleefmiddelen op basis van silicone, kleefmiddelen op basis van siloxaan. Kleefmiddelen volgens de-35 ze verzameling zijn in het kader van de uitvinding toegepast en bleken aan de belangrijkste eisen die moeten worden gesteld te voldoen, namelijk dat het kleefmiddel ook bij de temperatuur van supergeleiding zijn klevende werking in voldoende ma- 1013165 4 te behoudt en voorts geen negatieve invloed uitoefent op de supergeleidende eigenschappen van de geleider.

Een interessante uitvoeringsvorm van de uitvinding heeft tot kenmerk, dat de foliestrook aan de rugzijde is voor-5 zien van een microruwing in het bereik van 0,1/ 5μ en dat op de kleeflaag van de foliestrook een loslaatstrook is aangebracht die van de kleeflaag wordt getrokken alvorens deze in contact komt met de geleider. Door gebruik van deze uitvoeringsvorm wordt een geïsoleerde supergeleider verkregen waar-10 bij in de toestand waarin de supergeleider is opgewikkeld op een productspoel, de wikkelingen weinig neiging bezitten om aan elkaar te kleven, zodat het afwikkelen van de geleider van de productenspoel kan gebeuren zonder dat ongewenste spanningen worden veroorzaakt in het geleidermateriaal, die zouden 15 kunnen leiden tot een vermindering van de supergeleidende eigenschappen .

Bij een volgende uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding is het kenmerk aanwezig, dat aan de rugzijde van de foliestrook een strook uit vezelmateriaal, bij 20 voorkeur glasvezelmateriaal, van te voren is aangebracht. Bij deze werkwijze ontstaat een geïsoleerde supergeleider voorzien van een strook uit vezelmateriaal die is verbonden met de fo-liestrook, waardoor het vervaardigen van spoelen die worden geïmpregneerd met een impregneermiddel zoals epoxyhars wordt 25 vergemakkelijkt. Vezelmateriaal en in het bijzonder glasvezsl-materiaal is geschikt om te worden gebruikt in combinatie mat een dergelijk impregneringsmiddel. Van voordeel bij deze uitvoeringsvorm is dat de strook uit vezelmateriaal reeds tevoren wordt verbonden met de foliestrook. Dit voorkomt dat het ve-30 zelmateriaal met de foliestrook moet worden verbonden in eei later stadium waardoor een belasting zou kunnen optreden va a de geleider en daardoor een vermindering van de eigenschappsn van het supergeleidende materiaal.

Een volgende uitvoeringsvorm van de werkwijze is in 35 de praktijk gunstig gebleken en heeft tot kenmerk, dat de foliestrook een dikte bezit in de orde van grootte van 60-70 ni-cron en dat de kleeflaag een dikte bezit in de orde van grootte van 35 micron.

1013165 5

De werkwijze volgens de uitvinding bezit bij voorkeur tevens de volgende kenmerken: de ongeisoleerde geleider wordt afgewikkeld van een geleidervoorraadspoel en de geïsoleerde geleider wordt opgewikkeld op een productvoorraadspoel op af-5 stand van de geleidervoorraadspoel en wel in een richting van kromming van de geleider op de productvoorraadspoel die overeenkomt met de richting van de kromming die aanwezig was op de geleidervoorraadspoel, dat de foliestrook wordt afgewikkeld van een folievoorraadspoel waarop de foliestrook met daarop de 10 hechtende laag is opgewikkeld, dat tussen de geleidervoorraadspoel en de productvoorraadspoel de geleider door een isola-tietraject wordt gevoerd waar de van de geleidervoorraadspoel afgewikkelde geleider en de van de folievoorraadspoel afgewikkelde foliestrook met elkaar worden samengebracht en, dat in 15 het isolatietraject het aandrukken van de foliestrook tegen de hoofdvlakken en de zijvlakken van de geleider plaats vindt tussen ter weerszijde van de hoofdvlakken en de zijvlakken, op een tegenover elkaar gelegen positie, opgestelde aandrukele-menten bestaande uit elementen uit de verzameling: rollen, 20 banden, schoenen, combinaties daarvan, dat het transport van de geleider tussen de geleidervoorraadspoel en de productvoorraadspoel uitsluitend gebeurt in een toestand die de supergeleidende eigenschappen van de geleider onverlet laten, zoals in rechte toestand en/of in een gebogen toestand die overeen-25 stemt met de buigingsrichting van de geleider op de geleidervoorraadspoel en de productvoorraadspoel en dat het genoemde transport van de geleider plaats vindt onder automatische besturing die waarborgt dat de in de geleider optredende spanningen gelegen blijven binnen het in conclusie 2 genoemde be-30 reik. Van belang in dit verband is verder een werkwijze die tot kenmerk heeft,dat de geleider voorafgaand aan het isoleren wordt afgewikkeld van een geleidervoorraadspoel en na het isoleren wordt opgewikkeld op een produktvoorraadspoel en dat de diameter van de kleinste wikkeling van de geleider op de ge-35 leidervoorraadspoel en op de productvoorraadspoel minimaal gelijk is aan 200 mm. Op deze wijze kan de geleider worden afgespoeld en opgespoeld met vermijding van het optreden van te grote buigspanningen.

1013165 6

Gebleken is dat met deze wijze van isoleren van de geleider een product kan worden verkregen dat op economische wijze kan worden vervaardigd en de vereiste supergeleidende eigenschappen behoudt.

5 De uitvinding heeft tevens betrekking op een inrich ting, in het bijzonder voor het uitvoeren van de werkwijze volgens de hierboven laatstgenoemde voorkeursuitvoeringsvoxm van de uitvinding, die tot het kenmerk heeft, dat elektromcto-rische aandrijfinrichtingen aanwezig zijn voor de geleider-10 voorraadspoel, de productvoorraadspoel en de folievoorraad-spoel, dat elektrische besturingsmiddelen aanwezig zijn voer het besturen van de elektromotorische aandrijfinrichtingen voor het tijdens het genoemde transport handhaven van spanrin-gen in de lengterichting van de geleider binnen het bereik dat 15 wordt genoemd in conclusie 2 en dat de aandrukelementen die aanwezig zijn voor het aandrukken van de foliestrook tegen de band de foliestrook aandrukken met een vlaktedruk binnen het bereik dat wordt genoemd in conclusie 2.

Bij deze inrichting kan verder nog het kenmerk aanwe-20 zig zijn dat de aandrukelementen een of meer om een rotatie as roteerbare en in dwarsrichting beweegbare aandrukelementen omvatten met in dwarsrichting flexibel belastende drangmiddelen die, binnen het bereik van afmetingen aanwezig in de geleider, in iedere stand een vlaktedruk veroorzaken binnen het bereik 25 dat wordt genoemd in conclusie 2.

De uitvinding zal nu uitsluitend ten behoeve van illustratie worden beschreven aan de hand van de tekening var een niet-limitatief uitvoeringsvoorbeeld, in welke tekeninc: Figuur 1 een dwarsdoorsnede toont van een typische 30 bij hoge temperatuur supergeleidende geleider van het type Bi-2223 ,

Figuur 2 schematisch een inrichting toont voor het: isoleren van een geleider van de in Figuur 1 getoonde soort, Figuren 3A tot 3D schematisch details tonen van on-35 derdelen van de inrichting van Figuur 2,

De werkwijze volgens de uitvinding zal worden besproken aan de hand van de figuren. Hierbij zullen overeenkomst.ige onderdelen in de figuren worden aangeduid met overeenkomstige verwi j z ingsnummers.

IO13 'i 65 7

Figuur 1 toont in dwarsdoorsnede een typische geleider 1 van de soort waarvoor de werkwijze volgens de uitvinding bij uitstek geschikt is. De geleider bezit bijvoorbeeld een breedte van ongeveer 3,7 mm en een dikte van 0,25 mm. Dit 5 soort geleiders wordt bijvoorbeeld op de markt gebracht door de firma VAC Vacuumschmelze GmbH, een firma uit de Bondsrepubliek Duitsland met een vestiging te Hanau. Deze firma verkoopt bijvoorbeeld bij hoge temperatuur geleidende supergeleiders met ongeveer 55 supergeleidende vezels 3 uit keramisch 10 materiaal, bijvoorbeeld bestaande uit Bi2Sr2Ca2Cu3O10. De vezels zijn ingebed in een matrix 5 die in hoofdzaak bestaat uit zilver of geheel of ten dele uit een zilverlegering, bijvoorbeeld met magnesium of goud. Het geheel is weer ondergebracht in een uit zilver of uit één van de voorgaande legeringen bestaande 15 mantel 7. De zo gevormde geleider bezit evenwijdige hoofdvlakken 10 en 11 en dwars daarop staande evenwijdige zijvlakken 13 en 15. Geleiders van deze soort worden typisch geleverd in lengtes van minder dan 1000 meter, bijvoorbeeld 100 tot 500 meter.

20 De geleider 1 wordt voorzien van isolatie door het aanbrengen van een isolerende strook 17. De strook bestaat uit een foliestrook, bij voorkeur bestaande uit polyimide of polyester. Een geschikte foliestrook uit polyimide wordt bijvoorbeeld op de markt gebracht onder het typenummer P 221 door de 25 firma Stokvis Tapes & Lijmen BV, welke firma een vestiging bezit te Ridderkerk in Nederland. Door deze firma wordt ook een voor de uitvinding geschikte uit polyester bestaande foliestrook op de markt gebracht onder de typeaanduiding P 280. De foliestrook van het type P 221 wordt geleverd met een kleef-30 laag uit een materiaal op basis van siliconen en de foliestrook van het type P 281 wordt geleverd met een kleeflaag op basis van acryl. Hoewel in de documentatie van de firma Stokvis Tapes Sc Lijmen BV de beide voornoemde foliestroken niet staan beschreven als geschikt om te gebruiken bij een tempera-35 tuur van omstreeks 70° Kelvin is niettemin verrassenderwijs gebleken dat foliestroken van deze soort geschikt zijn voor de uitvinding, een goede isolatie verschaffen en bij juiste verwerking niet leiden tot vermindering van de supergeleidende eigenschappen van de geleider. De foliestrook 17 bezit een 10131 65 8 breedte van ongeveer 11 mm en een dikte van ongeveer 25 micron. De foliestrook bezit dus een breedte die groter is dan de omtreksafmeting van de dwarsdoorsnede van de geleider 1.

Aan één zijde is de foliestrook voorzien van een tevoren daar-5 op aangebrachte kleeflaag 19 van onder druk bij kamertemperatuur hechtend kleefmiddel. In de figuren 3A tot en met 3D is zowel de dikte van de geleider 1 als de dikte van de foliestrook 17 en de dikte van de kleeflaag 19 niet op schaal en overdreven groot getekend, ten behoeve van de duidelijkheid.

10 Het hoofdvlak 9 van de geleider 1 word op een middengedeelte van de foliestrook 17 gelegd, evenwijdig aan de lengterichting daarvan. Daarna vindt het omvouwen van de delen van de foliestrook ter weerszijden van de aangebrachte geleider 1 plaats op een wijze die verderop nog nader zal worden besproken, 15 waardoor de kleeflaag 19 hechtend wordt aangebracht tegen de zijvlakken 13 en 15 van de geleider. Vervolgens worden de delen van de foliestrook 17 ter weerszijden van de geleider wederom in hoofdzaak over een hoek van 90° aangebracht tegen het andere hoofdvlak 11 van de geleider 1.

20 Van het grootste belang is dat tijdens het uitvoeran van de werkwijze volgens de uitvinding geen buigkrachten, drukkrachten of trekkrachten worden uitgeoefend op de geleider 1 van zodanige grootte dat deze een negatieve invloed zouden kunnen veroorzaken op de supergeleidende eigenschappen van het 25 geleidermateriaal. De brosse vezels 3 uit het keramische BSC-CO-materiaal kunnen namelijk gemakkelijk door mechanische belasting worden beschadigd waardoor supergeleiding door de betreffende vezel niet langer plaats kan vinden.

Ook het kleefmiddel dat wordt gebruikt is in dit vsr-30 band van groot belang. Het kleefmiddel moet namelijk bij de temperatuur van supergeleiding eveneens geen negatieve invloed uitoefenen op de supergeleidende eigenschappen van het geleL-dermateriaal en klevend in contact blijven met de geleider.

Zou dit laatste niet het geval zijn dan zouden luchtinsluitίη-35 gen kunnen optreden tussen de foliestrook en de geleider waardoor plaatselijk de temperatuur in de geleider zou kunnen stijgen tot boven de kritische temperatuur van supergeleidiig.

Figuur 2 toont schematisch en niet op schaal het principe van een inrichting voor het uitvoeren van een voor de

10131 SS

9 uitvinding geschikt voorkeurswerkwijze voor het vervaardigen van een geïsoleerde bij hoge temperatuur supergeleidende geleider. De ongeïsoleerde geleider 1 wordt afgewikkeld van een geleidervoorraadspoel 21 en de gerede geïsoleerde geleider 5 wordt opgewikkeld op een productvoorraadspoel 23 die zich op afstand bevindt van de geleidervoorraadspoel 21. Dit afwikkelen en opwikkelen gebeurt zodanig dat in iedere situatie ervoor gezorgd wordt dat de kromming die de geleider 1 ondergaat op de productvoorraadspoel 23 voor wat betreft de richting 10 overeenkomt met de kromming die reeds aanwezig was op de geleidervoorraadspoel 21. In de uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding volgens Figuur 2 wordt er bovendien voor gezorgd dat tijdens het transport van de geleider 1 tussen de geleidervoorraadspoel 21 en de productvoorraadspoel 23 15 nergens de geleider verder wordt verbogen dan hoogstens tot in de rechte toestand, eventueel kan er voor worden zorggedragen dat de geleider tijdens alle stadia van het genoemde transport door de inrichting van de geleidervoorraadspoel naar de productvoorraadspoel gebogen blijft in de richting die overeen-20 komt met de kromming van de geleider op de beide genoemde spoelen. Van belang is dat het transport van de geleider in een zodanige toestand gebeurt, dat de supergeleidende eigenschappen niet achteruit gaan.

De foliestrook wordt afgewikkeld van een folievoor-25 raadspoel 25 waarop de foliestrook met de daarop hechtende kleeflaag is opgewikkeld.

Tussen de geleidervoorraadspoel 21 en de productvoorraadspoel 23 wordt de geleider 1 door een isolatietraject 27 gevoerd, waar de van de geleidervoorraadspoel 21 afgewikkelde 30 geleider en de van de folievoorraadspoel 25 afgewikkelde foliestrook 17 met elkaar worden samengebracht. Het isolatietraject 27 omvat de beide rollen 29A en 29B, zie Figuur 3A, alsmede de beide rollen 31A en 31B, zie Figuur 3D. Verder omvat het isolatietraject een symbolisch met streepstippellijnen als 35 rechthoekje aangeduid trajectgedeelte 33 dat navolgend nog zal worden besproken.

In het isolatietraject 27 vindt het aandrukken plaats van de foliestrook tegen de hoofdvlakken 9 en 11 en tegen de zijvlakken 13 en 15 van de geleider 1. Bij de inrichting vol- 1013165 10 gens de uitvinding die wordt toegelicht aan de hand van de figuren 2 en 3A tot en met 3D, gebeurt dit met behulp van rol -len, maar er kan ook worden gebruik gemaakt van banden, schoenen en combinaties van rollen, banden en/of schoenen. De roL-5 len 29A,B en 31A,B roteren respectievelijk om rotatieassen 35A,B en 37A,B. Hiertoe zijn de rollen 29A,B met behulp van ter weerszijden zijdelings uitstekende tappen 39A,B gelagerd in geschikte niet in de tekening getoonde lagers. Op dezelfde wijze worden ook de rollen 31A,B, met behulp van de tappen 10 41A,B op geschikte wijze door lagers roterend ondersteund.

Het transport van de geleider 1 tussen de geleider-voorraadspoel 21 en de productvoorraadspoel 23 vindt plaats onder automatische besturing waartoe symbolisch weergegeven besturingsmiddelen aanwezig zijn die een besturingsinrichting 15 43 omvatten. De automatische besturing zorgt ervoor dat de Ln de geleider optredende spanningen gelegen blijven binnen he: eerder genoemde bereik, ter voorkoming van aantasting van ds supergeleidende eigenschappen van de geleider. De besturing3-inrichting 43 is bij het getoonde uitvoeringsvoorbeeld verbDn-20 den met elektromotorische aandrijfinrichtingen voor de gelei-dervoorraadspoel 21, de productvoorraadspoel 23 en verder mst elektromotorische aandrijfinrichtingen voor de rollen 29A,B, 31A,B en alle overige aanwezige rollen binnen het trajectge-deelte 33. De elektromotorische aandrijfinrichtingen omvatten 25 elektromotoren 45 en 47 die in Figuur 2 slechts schematisch worden getoond en respectievelijk met de geleidervoorraadspcel 21 en de productvoorraadspoel 23 zijn verbonden ten behoeve van rotatie om de respectievelijke rotatieassen 49 en 51. Verder toont Figuur 2 elektromotoren 53, 55, 57 en 59 voor rota-30 tie om de respectievelijke rotatieassen 35A, 37A, 35B en 37B. De motoren zijn met behulp van symbolisch door streeplijnen aangegeven signaalleidingen 61, 63, 67, 69, 71 en 73 verbonden met de besturingsinrichting 43. Aan de besturingsinrichting worden voorts een aantal ingangssignalen 77 toegevoerd die de 35 ingestelde waarden vertegenwoordigen van de koppels die docr de elektromotoren moeten worden uitgeoefend, alsmede een aantal symbolisch aangegeven terugkoppelsignalen 79 afkomstig van niet in de tekening weergegeven sensoren die de verschillerde spanningen in de geleider 1 meten binnen het traject vanaf de 1013165 11 geleidervoorraadspoel 21 naar de productvoorraadspoel 23, dan wel van daarmede direct samenhangende grootheden. In principe zouden in plaats van elektromotoren andere motoren kunnen worden toegepast, bijvoorbeeld hydraulisch of pneumatisch.

5 Ook de folievoorraadspoel 25 wordt elektromotorisch aangedreven met behulp van een elektromotor 81. Deze is met de folievoorraadspoel 25 verbonden ter rotatie van de folievoorraadspoel om een rotatieas 83. Vanaf de folievoorraadspoel gaat de foliestrook 17 via een omleidrol 85 naar de drukzone 10 die aanwezig is tussen de rollen 29A en 29B. Onderweg wordt de trekspanning in de foliestrook 17 gemeten met een roterende sensorarm 87 die is verbonden met een roterende signaalgever 89. De elektromotor 81 en de signaalgever 89 zijn via signaal-leidingen 91, respectievelijk 93 verbonden met een aparte be-15 sturingsinrichting 95 voor het regelen van de trekspanning in de foliestrook 17. Aan de besturingsinrichting 95 wordt een ingangssignaal 97 toegevoerd voor het instellen van de trekspanning .

Duidelijk is dus uit Figuur 2 dat alle in de tekening 20 getoonde elementen die een kracht uitoefenen op de geleider 1 onder automatische besturing staan die waarborgt dat de in de geleider optredende spanningen gelegen blijven binnen het eerder genoemde veilige bereik. Ook de middelen voor het aandrukken van de rollen 29A, 29B en 31A, 31B die aanwezig zijn voor 25 het aandrukken van de foliestrook 17 tegen de geleider 1 en die hieronder nu zullen worden besproken oefenen krachten uit binnen het betreffende bereik.

De wijze van aanbrengen van de foliestrook 17 met behulp van de rollen 29A, 29B, 31A, 31B en de middelen aanwezig 30 binnen het isolatietraject 33 zullen nu worden besproken naar de Figuren 3A tot en met 3D. Hierin toont Figuur 3A de wijze waarop de foliestrook 17 tegen het hoofdvlak 9 van de geleider 1 wordt aangebracht, Figuur 3B hoe de foliestrook wordt aangedrukt tegen de beide zijvlakken 13 en 15, Figuur 3C hoe het 35 linker gedeelte van de foliestrook 17 wordt aangebracht over het hoofdvlak 11 van de geleider en Figuur 3D hoe het rechter gedeelte van de opstaande foliestrook wordt aangebracht over het hoofdvlak 11 van de geleider 1 en tevens voor een gedeelte over het reeds omgevouwen linker gedeelte van de foliestrook.

1013165 12

In de Figuren 3B en 3C worden rollen getoond die respectievelijk worden aangeduid met de verwijzingsnummers 99A,B en ΙΟΙΑ,Β die zijn voorzien van zijdelingse tappen, respectievelijk 103A,B en 105A,B voor rotatie om respectievelijk de ro-5 tatieassen 107A,B en 109A,B met behulp van in de tekening niet nader getoonde lageringen. Alle rollen in de Figuren 3A tot en met 3D, de lagering daarvan en de nog te bespreken aandrukking daarvan zijn in hoofdzaak aan elkaar gelijk zodat niet van elk daarvan een gedetailleerde beschrijving behoeft te worden ge-10 geven.

Zoals in Figuur 3A is te zien worden de rollen 29A en 29B die roteerbaar zijn om de rotatieassen respectievelijk 35A en 35B in dwarsrichting flexibel ter plaatse van de tappen 39A respectievelijk 39B aangedrukt met behulp van een in dwars-15 richting werkende symbolisch aangeduide kracht F. Hiertoe zijn niet in de tekening weergegeven in dwarsrichting beweegbare drangmiddelen aanwezig die van geheel conventionele soort kunnen zijn en bijvoorbeeld kunnen bestaan op veren die een verende kracht F uitoefenen op de lagers waarin de tappen 39A en 20 39B zijn gelagerd. De krachten F zijn zodanig gekozen dat de vlaktedruk die wordt uitgeoefend op de beide hoofdvlakken 9 en 11 van de geleider 1 binnen het gewenste bereik blijven maar tevens een goede hechting garanderen van de kleeflaag 19 die aanwezig is op de foliestrook 17 aan het hoofdvlak 9 van de 25 geleider. Door de toepassing van rollen en door zorgvuldige uitvoering van de inrichting wordt er daarbij voor gezorgd dat geen lucht wordt ingesloten tussen de kleeflaag en de geleider. De drangmiddelen zijn zodanig ontworpen dat de daardoor uitgeoefende kracht F slechts weinig varieert bij variaties 30 van de dikteafmeting van de geleider 1 zodat onder alle omstandigheden de vlaktedruk binnen het toelaatbare gebied blij ft.

Binnen het isolatietraject 33 wordt met behulp van rollen, banden, schoenen of combinaties daarvan de foliestrook 35 17 ter weerszijden van de geleider omgebogen waarna de ter weerszijden gelegen delen van de foliestrook 17 door de rollen 99A en 99B tegen de zijvlakken 13 en 15 wordt gedrukt. De c.oor de aanwezige drangmiddelen uitgeoefende krachten F2 zullen kleiner zijn dan de krachten F1 van Figuur 3A gezien het ge:- 1013165 13 ringere oppervlak van de zijvlakken 13, 15 in vergelijking tot de hoofdvlakken 9 en 11. Na de beschrijving van de Figuren 3A en 3B zal het duidelijk zijn dat in de Figuren 3C en 3D met behulp van de rollen 101A, 101B eerst de foliestrook 17 aan de 5 linker zijde tegen de geleider A wordt gedrukt en vervolgens het aan de rechter zijde nog aanwezige deel van de foliestrook 17 vanaf de bovenzijde op de geleider 1 wordt aangedrukt en gedeeltelijk overlappend over het linker gedeelte van de foliestrook. De daarbij optredende krachten F3 respectievelijk 10 F4 van de respectievelijk drangmiddelen zijn wederom aan het beoogde doel aangepast.

Figuur 3D is slechts een schematische weergave die de indruk zou kunnen wekken dat vanwege het feit dat het aandrukken van de foliestrook aan de bovenkant van de geleider 15 plaatsvindt met een overlapping lucht wordt ingesloten tussen de geleider en het rechter deel van de foliestrook. In werkelijkheid treedt een dergelijke luchtinsluiting niet op, doordat de foliestrook zeer dun is en enigszins flexibel. Desgewenst kan door extra voorzieningen gezorgd worden dat bij het 20 aandrukken geen luchtinsluitingen plaatsvinden. Een andere mogelijkheid is om de foliestrook niet overlappend aan te brengen maar de breedtes zodanig te kiezen dat aan de bovenzijde van de geleider een stotende naad ontstaat of eventueel zelfs een kleine spleet. Dit hoeft niet onder alle omstandigheden 25 nadelig te zijn.

Gebleken is dat een geleider die wordt geïsoleerd in overeenstemming met de werkwijze volgens de uitvinding supergeleidende eigenschappen bezit die vergelijkbaar zijn met die van dezelfde geleider maar dan niet voorzien van een isolatie. 30 Hiertoe werd een meting uitgevoerd aan een geleider verkregen van de eerder genoemde firma VAC Vacuumschmelze GmbH uit Ha-nau, Duitsland, met het typenummer BSCCO-2223/AG. Volgens de fabrikant bezit de variatie van de kritische stroom door de geleider over een gespecificeerde lengte ± 5%. De kritische 35 stroom is de stroom die wordt gemeten bij een elektrische spanning per lengte-eenheid van de geleider van 10~4 Volt per meter.

Voor het meten van de kritische stroom wordt een recht stuk geleider geplaatst in kokende vloeibare stikstof 1013165 14 bij atmosferische druk. Er wordt een elektrische stroom door de geleider gevoerd afkomstig uit een stroombron met lage ruis via stroomaansluitingen en de stroom wordt gemeten met behulp van een nauwkeurige stroommeter. De spanning V wordt gemeten 5 over het stuk geleider met behulp van aansluitingen die op de geleider zijn gesoldeerd op een afstand L van elkaar en gemeten met een gevoelige voltmeter. De stroom wordt zo ingesteld dat V/L is 10"4 Volt per meter. Tijdens de meting worden geen externe magnetische velden aangelegd. De aldus gemeten strcom 10 is de kritische stroom.

Voor het vergelijken van de supergeleidende eigenschappen van de ongeïsoleerde geleider en van geleiders voorzien van isolatie in overeenstemming met de uitvinding werden van een bepaald stuk geleider van het bovengenoemde type dat 15 nog niet voorzien was van isolatie vijf gelijke stukken afgesneden (eerste reeks). Van een ander stuk geleider dat reeds was voorzien van isolatie werden vier gelijke stukken afgesneden (tweede reeks). De kritische stroom van alle monsters werd gemeten. Het resultaat was dat de gemiddelde kritische strcom 20 van de eerste reeks monsters 47,7 Ampère ± 2% bedroeg en de kritische stroom van de tweede reeks monsters 49,9 Ampère ± 4% bedroeg. Uit dit resultaat kan worden geconcludeerd dat het aanbrengen van de isolatie volgens de uitvinding geen significante reductie van de kritische stroom met zich meebrengt in 25 vergelijking met geleiders die niet zijn voorzien van isolatie .

De gevoeligheid van de geleider voor mechanische -verbuiging mag blijken uit de volgende door metingen verkregen gegevens. Wordt de geleider, met een profiel zoals weergegeven 30 in Figuur 1 en met afmetingen zoals eerder in de beschrijving werden genoemd, verbogen in dezelfde richting als waarop deze zich bevond op de geleidervoorraadspoel 21 (zie Figuur 2) tot op een kromtestraal van 35 mm, dan bleek dat te leiden tot een vermindering van de kritische stroom bij 77° Kelvin van onge-35 veer 20%. Buiging in de andere richting gaf reeds bij een kromtestraal van 100 mm hetzelfde resultaat.

Bij buiging over een smalle zijde leidt verbuiging over een kromtestraal van 500 mm tot een daling van de kriti- 1013165 15 sche stroom met 30% en over een kromtestraal van 300 mm tot een vermindering van de kritische stroom met 50%.

Alhoewel in het voorgaande de uitvinding in hoofdzaak is besproken aan de hand van slechts een enkel uitvoerings-5 voorbeeld is deze daartoe geenszins beperkt. De uitvinding omvat in tegendeel iedere mogelijke uitvoeringsvorm die zich bevindt binnen de reikwijdte van de bij gevoegde conclusies.

10 15 20 25 30 35 1013165

Claims (11)

5

1. Werkwijze voor het isoleren van een langwerpige geleider (1) bestaande uit een bij hoge temperatuur supergeleidend in hoofdzaak keramisch materiaal (3) en met een allo thans bij benadering rechthoekige doorsnede met in hoofdzaak platte hoofdoppervlakken (9, 11) en daarop aansluitende zij oppervlakken (13, 15), omvattende het aanbrengen van een isolerende strook (17) rondom de langwerpige geleider, met het kenmerk, 15 dat de werkwijze de stap omvat van het verschaffer van een foliestrook (17) met een breedte die gelijk is aan of groter is dan de omtreksafmeting van de dwarsdoorsnede van de geleider (1) en die aan een zijde is voorzien van een tevoren daarop aangebrachte kleeflaag (19) van een onder druk bij ka- 20 mertemperatuur hechtend kleefmiddel, dat de werkwijze verder het uitvoeren bij kamertemperatuur omvat van de volgende stappen: - het hechtend aan de kleeflaag (19) aanbrengen van een hoofdvlak (9) van de geleider (1) op een middengedeelte 25 van de foliestrook (17) en evenwijdig aan de lengterichting daarvan, - het omvouwen van de delen van de foliestrook ter weerszijden van de aangebrachte geleider (1) over een hoek van in hoofdzaak 90 graden en het hechtend aan de kleeflaag (19) 30 aanbrengen van de foliestrook (17) tegen de de zijvlakken (13, 15) van de geleider (1) en - het vervolgens na elkaar nogmaals omvouwen van ce delen van de foliestrook (17) ter weerszijden van de aangebrachte geleider (1) over een hoek van in hoofdzaak 90 gracen 35 en het hechtend aan de kleeflaag aanbrengen van de foliestrook tegen het andere hoofdvlak (11) van de geleider (1), 1013165 dat tijdens het uitvoeren van de werkwijze buigkrach-ten, drukkrachten en trekkrachten die worden uitgeoefend op de geleider (1) zijn gelegen buiten een bereik van waarden die een negatieve invloed veroorzaken op de supergeleidende eigen-5 schappen van het geleidermateriaal en dat het kleefmiddel van een type is dat ook hecht aan de foliestrook (17) en aan de geleider (1) bij de temperatuur van supergeleiding zonder uitoefening van een negatieve invloed op de supergeleidende eigenschappen van het geleiderma- 10 teriaal.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, - dat het geleidermateriaal van de supergeleidende geleider (1) vezels (3) omvat gekozen uit BSCCO-2223, BSCCO-2212, lagen van YBCO, in een zilverhoudende matrix (5) of een 15 andere geleidende of niet-geleidende matrix, - dat de tijdens de werkwijze op de geleider (1) in de lengterichting uitgeoefende spanningen zijn gelegen in het bereik van 0-10 N/mm2 en - dat de tijdens de werkwijze uitgeoefende vlakte- 20 drukken op de geleider zijn gelegen in het bereik van 1 tot 15 N/mm2 .

3. Werwijze volgens conclusie een of meer der voorgaande conclusies, met het kenmerk, - dat het materiaal van de foliestrook (17) wordt ge- 25 kozen uit de verzameling bestaande uit: polyimide, polyester.

4. Werwijze volgens conclusie een of meer der voorgaande conclusies, met het kenmerk, - dat het materiaal van de kleeflaag (19) wordt gekozen uit de verzameling bestaande uit: kleefmiddelen op basis 30 van acryl, kleefmiddelen op basis van silicone, kleefmiddelen op basis van siloxaan.

5. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, - dat de foliestrook (17) aan de rugzijde is voorzien van een microruwing in het bereik van 0,1 / 5μ en 35. dat op de kleeflaag (19) van de foliestrook (17) een loslaatstrook is aangebracht die van de kleeflaag wordt getrokken alvorens deze in contact komt met de geleider (1).

6. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, 10131 65 - dat aan de rugzijde van de foliestrook (17) een strook uit vezelmateriaal, bij voorkeur glasvezelmateriaal, van te voren is aangebracht.

7. Werkwijze volgens conclusie een of meer der voor-5 gaande conclusies, met het kenmerk, dat de foliestrook (17) een dikte bezit in de orde van grootte van 20 a 25 micron e:i dat de kleeflaag (19) een dikte bezit in de orde van grootte van 35 micron.

8. Werkwijze volgens een of meer der voorgaande con- 10 clusies, met het kenmerk, - dat de ongeïsoleerde geleider (1) wordt afgewikkeld van een geleidervooraadspoel (21) en de geïsoleerde geleide:: wordt opgewikkeld op een productvoorraadspoel (23) op afstand van de geleidervoorraadspoel (21) en wel in een richting van 15 kromming van de geleider (1) op de productvoorraadspoel (23i veroorzaakt die overeenkomt met de richting van kromming die aanwezig was op de geleidervoorraadspoel (21), - dat de foliestrook (17) wordt afgewikkeld van eei folievoorraadspoel (25) waarop de foliestrook met de daarop 20 hechtende kleeflaag (19) is opgewikkeld, - dat tussen de geleidervoorraadspoel (21) en de pro-ductvoorraadspoel (23) de geleider door een isolatietraject (27) wordt gevoerd waar de van de geleidervoorraadspoel (21 afgewikkelde geleider (1) en de van de folievoorraadspoel (25) 25 afgewikkelde foliestrook (17) met elkaar worden samengebracht en, - dat in het isolatietraject (27) het aandrukken van de foliestrook (17) tegen de hoofdvlakken (9,11) en de zijvlakken (13, 15) van de geleider (1) plaats vindt tussen te:r 30 weerszijde van de hoofdvlakken (9, 11) en de zijvlakken (13, 15) , op een tegenover elkaar gelegen positie, opgestelde aa:i-drukelementen bestaande uit elementen uit de verzameling: rollen, banden, schoenen, combinaties daarvan, - dat het transport van de geleider (1) tussen de ge- 35 leidervoorraadspoel (21) en de productvoorraadspoel (23) uitsluitend gebeurt in een toestand die de supergeleidende eigenschappen van de geleider (1) onverlet laten, zoals in rechte toestand en/of in een gebogen toestand die overeenstemt met de 1013165 . 19 buigingsrichting van de geleider (1) op de geleidervoorraad-spoel (21) en de productvoorraadspoel (23) en - dat het genoemde transport van de geleider (1) plaats vindt onder automatische besturing die waarborgt dat de 5 in de geleider optredende spanningen gelegen blijven binnen het in conclusie 2 genoemde bereik.

9. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, - dat de geleider (1) voorafgaand aan het isoleren wordt afgewikkeld van een geleidervoorraadspoel (21) en na het 10 isoleren wordt opgewikkeld op een produktvoorraadspoel (23) en - dat de diameter van de kleinste wikkeling van de geleider (1) op de geleidervoorraadspoel (21) en op de productvoorraadspoel (23) minimaal gelijk is aan 200 mm.

10. Inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze volgens conclusie 8 of 9, met het kenmerk, - dat motorische aandrijfinrichtingen (45, 47; 81) aanwezig zijn voor de geleidervoorraadspoel (21) , de productvoorraadspoel (23) en de folievoorraadspoel (25), 20. dat besturingsmiddelen (43; 95) aanwezig zijn voor het besturen van de motorische aandrijfinrichtingen (45, 47; 81) voor het tijdens het genoemde transport handhaven van spanningen in de lengterichting van de geleider (1) binnen het bereik dat wordt genoemd in conclusie 2 en 25 - dat de aandrukelementen die aanwezig zijn voor het aandrukken van de foliestrook tegen de geleider (1) de folie-strook aandrukken met een vlaktedruk binnen het bereik dat wordt genoemd in conclusie 2.

11. Inrichting volgens conclusie 10, met het kenmerk, 30 - dat de aandrukelementen een of meer in dwarsrich- ting beweegbare aandrukelementen omvatten met in dwarsrichting flexibel belastende drangmiddelen die, binnen het bereik van afmetingen aanwezig in de geleider (1), in iedere stand een vlaktedruk veroorzaken binnen het bereik dat wordt genoemd in 35 conclusie 2. 1013165