DE1227133B - Verfahren zur Herstellung einer hochspannungs-festen Isolierhuelse fuer Wicklungsstaebe elektrischer Maschinen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Hergtellung einer hochspünnünggfesten Igolierhtilge für Wicklungsstäbe elektrischer Maschinen Zur Herstellung der Isolierhülse von Hochspannung führenden Leitern, und zwar insbesondere der Niatisolierhülse von elektrischen Maschinen, ist es bereits bekannt, die Haupfigolation der Hülse durch Unigießen des Leiterbündels mit einem Kunstharz, das durch Wärmebehandlung olnie Abspaltung flüch- tiger Bestandteile aushärtet und eine feste, auch bei höheren Temperaturen nicht mehr erweichbare IscK-lation bildet, herzustellen, Bei einem anderen, Herstellungsverfah,ren für eine derartige Isolierhülse wird der zu isolierende Stab mehrmals (die Z ahl der Lagen richtet sich nach. der Betriebsspannung-) spiralig mit einein Band =wickelt, da,% aus zw ei Lagen von Japanpapier besteht, zwischen denen Glimmerplättchen mittels eines thermoplastischen, Klebers eingeklebt sind. Nach der Umwicklugg wird der Stab ausgetrocknet und dann im, Vakuum mit einem dünnflüssigen Kunstharz getränkt. Nach der Tränkung kommen die Stäbe in Preßgestelle, und das Kunstharz wird durch Zuführung von Wärme ausgehärtet. Derartig gestaltete Iselierhülsen haben vor allem den Vorteil, daß sie, eine höhere Wärmebeständigkeit aufweisen als die bekannten, unter Verwendung von Papier, Schellack und Glimmer hergestellten Mikafoliumhülgen, Auch. die, dielektrischen Verluste derartiger Kunstharzhülsen sind niedriger.
• Weiterhin ist es bck#annt, eine hochspannungsfeste Isolierhülse für Wicklungsstäbc elektrischer Maschinen dadurch herzugtellen, daß auf eine Papierbahn ein flüssige& warmhärtendos Epoxydharz aufgestrichen und mit Glimmerplättchon Überdeckt wird. Hierauf wird eine weitere Epoxydharzschicht gespritzt und die so erhaltene Igolierstoffolie derart getrocknet, daß das Epoxydharz Roch nicht aushär.tet. Zur Verarbeitung wird diegg Isolierstoffolie erwärmt, so daß gegebenenfalls im Harz enthaltene Lösungsmittel abdampfen und der zähklebrige Zustand wieder erreicht wird. In diesem Zustand wird die Isolierstoffolie gegebenenfalls in mehreren Arbeitsgängen um, den Stab, herumgewickelt.
• Die Erfindung hat ein Verfahren zur Herstellung einer hochspanntingsfesten Isolierhülse füT Wicklungsstäbe elektrischer Maschinen zum Gegenstand, durch dir, weitere Verbegserung, der Durchschlagfestigkeit und Glimmbeständigkeit der Isolierung erreicht wird, Die Erfindung goM von einem Verfahren aus, bei dein eint Isofierstoffolie verwendet wird, die aus einer würmebeständigen Unterlage einer mindestens der, Länge des geraden Teiles des zu umwickelnden, Wickdungsstabes entsprechenden ]Breite besteht, auf die ein oh= Ausscheiden von Gas,en aushärtbares, X=-gtharz sowier G.limn.ierplktchen aufgebracht sind, und bei dem die folie, die beispielsweise, mit Hilfe einer BügelA magehine einer Behandlung durch vorzugsweise beheizte Walzen unterwoTfen wird, in breiter Bahn mehrfach um den Wicklungssiab herumgewkkelt und anschließend das Kunstharz ausgehärtet wird. GemäG der Erfindung werden auf die wärmebeständige Unterlage abwechselnd Schichten aus Epoxydharz odeir aus in =gesättigten Kohlenwas;ser-5toffen, wie Styrol, gelöstem, Polyesterhürz -und Schichten aus Glimm,&rplättehon aufgebracht, wobei Anfang und Ende der aufgebrachten Glimmerplättchensch-iChten in Wiekelrichtung entsprechend dem Umfang des zu umwickelnden. Wickhmgssubes gegeneinander versetzt werden.
• An sich ist es für die Herstellung. von Mikanit und von Pre3glinimer'platten sowie auch für die Herstellung von IselierbändeTn zum Isolieren von Wickelköpfen, Ankergtäben elektrischer Maschinen od. dgl. bekannt, auf eine einzige Unterlage mehrere Glimmergehichten müubringen", Dieses Aufbringen mehrerer Glimm, erplättchenselächten aüf eine eiftzige Unterlage hat den Vorteil", daß der prozeäüuale Gewichtsanteil des Glimmers in dein, hieraus Hera gestellten Isolieestoff verhältnismäßig hach, ist Für dit Erfindung, die sich mit der Herstellung einer möglichst hochspannungsfesten Isolierhülse be># faßt, ist demgegenübee das Zusammeim.Irken, aller aufgeführten, Maßnahmen wesentlich. Es kotimt für die Erfind=g also, darauf an, daD die Isolierstoffolie in einer mindestens der,' Länge deg geraden,. Teiles, des zu. =wickelnden Wicklunggstabes, entsprechenden Breite aufgewickelt wird, daß jeweils auf eine wärme-'beständige Unterlage abwechselnd mehrere Schichten aus; aushärtbarem Epoxydharz oder Polyestärhafz und Schichten alas Glin=erplätteheu aufgebracht werden und daß Anfang und Ende dieser aufgebrachten Glimmerplättchenschichten in Wickelrichtung gegeneinander versetzt werden. Dadurch, daß pro Lage der um den Wicklungsstab herumgewickelten wärmebeständigen Unterlage mehrere Glimmerplättchenschichten vorgesehen sind, wird ein außerordentlich hoher 'prozentualer Glimmergehalt der fertigen Isolierhülse erreic * ht. Durch das Versetzen der auf die wärmebesiändige Unterlage aufgebrachten Glimmerplättchenschichten am Wickelanfang und am Wickelende schmiegt sich die in breiter Bahn aufgewickelte Isolierhülse ohne Zwischenräume eng um den Wicklungsstab. Durch die beispielsweise mit Hilfe von Bügelmaschinen durchgeführte Behandlung der breiten Isolierstoffolien mit vorzugsweise beheizten Walzen wird # die innige Verbindung zwischen den miteinander abwechselnden Schichten aus flüssigem Kunsthari-und'Glimmerplättchen stark gefördert, wobei überschüssiges Kunstharz aus der Folie herausgedrückt -wird.
• Erst durch das Zusammenwirken dieser Maßnahmen werden die elektrischen und dielektrischen Eigenschaften erreicht,#'die für eine hochspannungsfeste Isolierhülse für die Wicklung einer elektrischen Maschine gefordert werden.. Dies ergibt sich dadurch, daß eine nach2 dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellte Isolierhülse praktisch frei von Lufteinschlüssen ist und infolge -. ihres hohen Glimmergehaltes bei geringer Wandstärke eine sehr hohe Durchschlagfestigkeit-und auch bei Erwärmung einen sehr kleinen Verlustfaktor hat. Darüber hinaus besitzt eine solche Isolierhülse auch eine gute Wärme-Ibitfähigkeit, was besonders für hochbeanspruchte Grenzleistungsmaschinen von Bedeutung ist.
• Im folgenden ist die. Erfindung an Hand des Ausführungsbeispiels der Zeichnung näher erläutert.
• Die F i g. 1 und 2 zeigen in der Seitenansicht und in der Draufsicht die über der ausgebreiteten Unterlage aufgebrachten Glimmerschichten. 1 ist eine Unterlage aus Glasseide, die auf einem Tisch ausgebreitet ist und deren schmale Rechteckseite der Länge der herzustellenden Isolierhülse entspricht. Die Unterlage aus Glasseide wird zunächst mit dem flüssigen Kunstharz bestrichen oder bespritzt, hierauf wird eine Lage von Glimmerplättchen 2 aufgebracht. Diese wird ebenfalls mit Kunstharz bestrichen, dann folgt wieder eine Auflage von neuen Glimmerplättchen usw., bis schließlich gemäß F i g. 1 zehn Lagen von Glimmerplättehen, durch Kunstharz voneinander getrennt, auf der Glasseideunterlage aufgebracht sind. Damit beim anschließenden Aufrollen dieser Mehrfachfolie auf den Stab sich am Anfang und am Ende ein allmählicher übergang ergibt, sind in F i g. 1 die einzelnen Glimmerlagen der Folie am Wickelanfang (links) und am Wickelende (rechts) in der Wickelrichtung einzeln (oder auch stufenweise) gegeneinander versetzt, so daß sich beim Auftreffen einer neuen Wickellage auf die vorhergehende allmähliche übergänge ergeben.
• Man könnte in F i g. 1 die einzelnen Glimmerlagen unmittelbar durch Auflegen von Glimmerplättchen auf die Unterlage 1 herstellen. Dies führt je- doch zu Schwierigkeiten, da man beim Auflegen durch den klebrigen Aufstrich des Kunstharzes gehindert ist. Es erweist sich daher die Anordnung nach F i g. 5 als zweckmäßiger. In dieser bedeutet 3 den Tisch, auf dem sich die Glasseideunterlage und die Glimmerschichten befinden. Rechts vom Tisch befindet sich ein über einen muldenförmigen Behälter 4 befestigtes Sieb 5. Das Sieb entspricht in der Breite und in der Länge der Breite und der Länge der einzelnen auf die Unterlue 1 aufzubrinf4enden Gliminerschichten. Auf dem Sieb werden nun von Hand die einzelnen Glimmerplättdhen-in-einer Schicht aufgelegt, wobei man das Sieb vollständig mit den Glimmerplättchen bedeckt. Mittels der schlauchartigen Leitung 11 wird nun in dem muldenförmigen Behälter unterhalb des Siebes ein Unterdruck erzeugt, so daß der Luftdruck die GH=erplättchen an das Sieb anpreßt. Hierauf wird der ganze Behälter um die Achsen 6 geschwenkt und über den Tisch 3 gebracht und auf die Glasseideunterlage bzw. auf die vorhergehenden Glimmerschichten aufgelegt. Anschließend wird der Unterdruck in dem Behälter 4 beseitigt, so daß -die auf der Kunstharzschicht aufliegenden Glimmerplättchen nicht mehr an das Sieb angepreßt werden. Dieses kann nunmehr für die Auflage einer neuen Glimmerschicht wieder in die dargestellte Lage zurückgeschwenkt werden. Um die geschilderte Versetzung der- einzelnen Glimmerschichten zu erreichen, kann man in Fig. S den Tisch 3 vor jeder neuen Auflage von Glimmer um eine der Versetzung entsprechende Strecke, - z. B. mittels eines Handrades oder einer Klinke, nach links verschieben.
• Nach der beschriebenen'Herstellung der Isolierstoffolie wird diese auf den Stab gewickelt. Zu diesem Zweck befinde'n'sich am linken Ende des Tisches 3 der F i g. 4 zwei in ihrer Länge der Breite der Isolierstoffolie entsprechende Rollen 7 und 8, von denen die Rolle 8 mittels Bügelfedern 9 nach links gedrückt werden kann. Die- Rolle 8 ist zunächst abgenommen. Der zu umwickelnde Stab 10 (Hochspannungsgitterstab einer elektrischen Maschine) wird zunächst mit dem überragenden Ende der Glasseideunterlage 1 in einer Lage umwickelt und in die dargestellte Lage neben der Rolle 7 ge- bracht. Hierauf wird die Rolle 8 mittels der Bügelfedern 9 in die dargestellte Lage gebracht, so daß die beiden Rollen an den Flanken des Stabes 10 unter Druck anliegen. Der Stab wird dann hu Uhrzeigersinn gedreht, so daß er die Glasseideunterlage und die auf ihr befmdlichen Glimmerschichten anzieht und aufgewickelt. Bei diesem Aufwickeln pressen die Rollen die Mehrfachfolie fest an den Stab an, wobei an den Stimseiten der so gebildeten Hülse das überschüssige flüssige Kunstharz herausläuft. Am Ende des Aufwickelvorganges wird dann noch das mit Kunstharz eingestrichene rechte Ende der Glasseideunterlage um den Stab herumgewickelt. Nach dem Aufwickeln kommt der Stab mit der Isolierhülse in eine Preßform, in der die Isolierhülse maßhaltig eingespannt wird. Mit der Preßform kommt dann der Stab in einen Ofen, in dem das Kunstharz aushärtet. Nach dem Aushärten wird die Isolierhülse außen mit einem halbleitenden Anstrich (Graphit enthaltend) versehen, um Glirnmentladungen zwischen der Nutwand und der Isolierhülse zu vermeiden.
• Bei der dargestellten Anordnung kommen auf eine Lage Glasseide zehn Lagen von Glimmer, wobei gemäß Fig. 3 die so gebildete Isolierstoffolie fünfmal um den Stab -herumgewickelt wird, so daß die insgesamte Stärke der Isolierhülsenwand sich aus sieben Lagen Glasseide und aus insgesamt fünfzig Lagen Glimmer zusammensetzt. Trotzdem ist die insgesamte Stärke einer fertigen Isolierhülse nur etwa 2 mm. Dadurch, daß die Zahl der Glimmerschichten sehr viel größer ist als die Zahl der Unterlageschichten, ergibt sich eine starke Verminderung der insgesamten Stärke der Isolierhülsenwand bei gleicher Spannungsfestigkeit. Die Versuche haben gezeigt, daß gegenüber einer Isolierhülse mit der üblichen Schellack-Mikafolium-Ausführung die Wandstärke der neuen Isolierhülse nur noch etwa ein Drittel ist.
• Wie aus der Draufsicht der F i g. 2 ersichtlich, besitzt die Isolierstoffolie am rechten Ende eine größere Breite als am linken Ende. Dadurch soll der übergang zwischen der Nutisolierhülse und der Isolierung des Stabes im Wickelkopf erleichtert werden. Die Isolierung des Wickelkopfes wird in der üblichen Weise vorher angebracht, wobei diese Wickelkopfisolierung nach der Nut zu allmählich ausläuft. Beim Aufwickeln der Isolierstoffolie auf den Stab läuft diese dann, da sie gemäß F i g. 2 immer breiter wird, auf die Isolation des Wickelkopfes auf, so daß sich beim Aufwickeln der Hülse eine gute, in sich geschlossene Isolation für den Nutenteil des Stabes und den Wickelkopf ergibt.
• Der Tisch 3, auf dem die Herstellung der Isolierstoffolie vorgenommen wird, kann elektrisch heizbar eingerichtet sein, so daß auch warm zu verarbeitende Kunstharze oder Lacke verwendet werden können.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Verfahren zur Herstellung einer hochspannungsfesten Isolierhülse für Wicklungsstäbe elektrischer Maschinen unter Verwendung einer Isolierstoffolie, die aus einer wärmebeständigen Unterlage einer mindestens der Länge des geraden Teiles des zu umwickelnden Wicklungsstabes entsprechenden Breite besteht, auf die ein ohne Ausscheiden von Gasen aushärtbares Kunstharz sowie Glimmerplättchen aufgebracht sind, bei dem die Isolierstoffolie, die beispielsweise mit Hilfe einer Bügelmaschine einer Behandlung durch vorzugsweise beheizte Walzen unterworfen wird, in breiter Bahn mehrfach um den Wicklungsstab herumgewickelt und anschließend das Kunstharz ausgehärtet wird, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß auf die wärmebeständige Unterlage abwechselnd Schichten aus Epoxydharz oder aus in ungesättigten Kohlenwasserstoffen, wie Styrol, gelöstem Polyesterharz und Schichten aus Glimmerplättchen aufgebracht werden, wobei Anfang und Ende der aufgebrachten Glimmerplättchenschichten in Wickelrichtung entsprechend dem Umfang des zu umwickelnden Wicklungsstabes gegeneinander versetzt werden.
2. 2. Verfahren nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wickelkopfisolation vor der Umwicklung des geraden Teiles des Wicklungsstabes mit der Isolierstoffolie derart aufgebracht wird, daß sie nach der Nutseite zu stufenweise ausläuft, und daß zur Umwicklung des geraden Teiles des Wicklungsstabes eine Isolierstoffolie verwendet wird, deren Lagenbreite im Verlauf des Aufwickelns größer wird, so daß die Isolierstoffolie auf die aufgewickelte Wicklungskopfisolation aufläuft. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Glimmerplättehenschichten zunächst auf ein Sieb aufgebracht werden und durch Erzeugen von Unterdruck auf der anderen Seite des Siebes an sie angepreßt werden, worauf das Sieb mit den Glimmerplättchen auf die mit einer Kunstharzschicht versehene wärmebeständige Unterlage gelegt, der Unterdruck aufgehoben und das Sieb ohne die Glimmerplättchen abgehoben wird. In Betracht gezogene Druckschriften. Deutsche Patentschriften Nr. 149 988, 177 254, 498 119, 604 104, 707 738, 758 876; schweizerische Patentschriften Nr. 150 725, 208 240, 234 229, 238 399, 279 741, 296 448, 300 390; USA.-Patentschrift Nr. 2 320 866; Turner-Hobart, »Die Isolierung elektrischer Maschinen«, 1906, S. 86, 87; ETZ-A, 1954, S. 486.