CH343989A - In Giessharz eingegossener elektrischer Wandler und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

Description

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    In   Giessharz eingegossener elektrischer Wandler und Verfahren zu dessen Herstellung Eine der grössten zu überwindenden Schwierigkeiten beim Herstellen von Wandlern mit Giessharzisolation besteht darin, dass durch den Schwund beim Härten des Harzes und vor allem durch die unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Harze und der übergossenen Apparateteile beim Abkühlen Spannungen im Material entstehen. Der hierdurch auftretenden    Rissgefahr   des gehärteten Harzes kann im allgemeinen durch geeignete Formgebung und vor allem durch Beimischen von anorganischen    Füllstoffen   gesteuert werden, da hierdurch Schwund und Differenzen der thermischen    Ausdehnungskoeffi-      zienten   vermindert werden können.

   Diese Massnahmen genügen aber nicht, um extrem druckempfindliche Apparateteile, wie z. B.    Magnetkerne   der    Wand-      ler   aus geglühtem hochlegiertem    Si-Blech   und speziell aus Nickeleisenblech, zufriedenstellend zu entlasten. Die magnetische    Permeabilität   des Kernmaterials verschlechtert sich bei    Druckbeanspruchung   derart stark, dass der    Wandler   für die Arbeit in den üblichen Genauigkeitsklassen unbrauchbar wird. 



  Es ist schon vorgeschlagen worden, den    druck-      empfindlichen      Wandlerkern   durch einen Überzug aus elastischem Kunststoff oder durch Einbettung    in   Schaumgummi gegen den Schrumpfdruck des Giessharzes zu schützen, aber diese Vorschläge    vermögen   nicht zu befriedigen, weil mit einem elastischen überzug der    Schrumpfdruck   höchstens etwas    ausgeglichen,   aber nicht    ferngehalten   werden kann und die Einbettung in Schaumgummi nicht immer anwendbar oder vorteilhaft ist. 



  Mit der vorliegenden Erfindung sollen die genannten Schwierigkeiten behoben werden. Die Erfindung betrifft einen in Giessharz eingegossenen elektrischen Wandler und das Verfahren    zu   dessen Herstellung. 



  Der Wandler mit einem Kern aus hochpermeablem Eisen, der zum Schutz gegen den Schrumpfdruck des Giessharzes durch einen Überzug vom    Giessharzmantel   getrennt ist, ist dadurch    gekennzeichnet,   dass der Überzug mindestens teilweise aus einem    Polymerisat   von    ungesättigtem   fettem öl besteht. 



  Das Verfahren zur Herstellung des Wandlers ist dadurch gekennzeichnet, dass man zur Herstellung des Überzuges ungesättigtes fettes Öl in einer Giessform durch    Polymerisation   zu einer    kompressiblen   Masse, die praktisch keine Zugfestigkeit besitzt, verfestigt, und dass man dann den Wandler mit dem Giessharz umgiesst und das Giessharz in der Hitze härtet, wobei die Hitze die    Weiterpolymerisation   des    Überzuges   bewirkt und wobei der Überzug Risse    bekommt   und sich vom Giessharz absetzt. Dabei kann der Überzug in der Giessform direkt auf den zu schützenden Kern gegossen werden, oder er kann in mehreren Teilen gegossen und in käsigem Zustand auf den zu schützenden    Kern   gekettet werden. 



  Für den Überzug kommen als    polymerisierbare   ungesättigte fette Öle z. B.    Tung-   und    Oiticiaöle   in Frage, welche öle auf bekannte Weise durch Zusatz von geeigneten Katalysatoren, z. B.    Ferrichlorid   mit Zugabe von    Rizinusöl,   polymerisiert werden können. 



  Diese Öle ergeben im    polymerisierten   Zustand eine Reihe spezifischer Eigenschaften, welche sie als    Überzugsmaterial   zum Zwecke der Druckentlastung sehr geeignet machen, da a) es sich hier um einen    thermohärtenden   Stoff    handelt,   was erst die Verwendung im    Zusammenhang      mit   den warmhärtenden Giessharzen auf einfache Art ermöglicht, wobei die zum Härten der Giessharze notwendigen Temperaturen oder bemerkenswerte Ver- änderungen der Eigenschaften des    überzugsstoffes   ausgehalten werden, b) die Haftfestigkeit mit    andern      Stoffen,   z.

   B. mit Metallen und auch mit den Giessharzen, sehr schlecht ist, 

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 c) der Härteschwund und der    thermische   Dehnungskoeffizient grösser sind als bei den üblichen Giessharzen,    speziell,   wenn letztere mit Streckmitteln versetzt sind, wodurch sich das Material während des Härteprozesses des    darumgegossenen   Harzes und während des    Abkühlens   - speziell auch    mit      Hilfe   der Eigenschaft wie unter b) genannt - vom Harz absetzen kann,    d)   die mechanische Zugfestigkeit des polymerisierten Öls    ausserordentlich   gering ist, so dass eine    nennenswerte   Druckbelastung durch Aufschrumpfen auf den zu schützenden Kern nicht entstehen kann,

      sondern   höchstens Risse im    überzugsmaterial   auftreten können, die    nicht   schaden, da sie erst    in   der Endphase der Aushärtung des    Giessharzkörpers   entstehen, e) das polymerisierte Öl gut druckelastisch ist und diese Eigenschaft die unter c) genannten Vorteile vorteilhaft ergänzen kann, wobei allerdings nicht feststeht, wieweit das Material in sich selbst allseitig    kompressibel   ist, die    Kompressibilität   aber nach bekannten Methoden durch    Bildung   eines Schaumes    im   Öl    wesentlich   erhöht werden kann, falls sich das    als   notwendig erweist und    f)

     das genannte    überzugsmaterial   mindestens bis 100  C dauernd wärmebeständig ist, also in dieser Hinsicht    keine   Verschlechterung des    Wandlers   gegen- über dem nur in Giessharz vergossenen darstellt. 



  Die fabrikationstechnischen Vorteile bestehen    in   der leichten    Verarbeitbarkeit   des genannten Stoffes. Die Härtezeit kann durch zweckmässige Anwendung von Katalysator und Wärme in weiten Grenzen gesteuert werden. Das    überzugsmaterial   kann in beliebiger Menge angebracht werden durch Giessen desselben in entsprechende Giessformen. 



     Ein   Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. 



  Die Zeichnung zeigt    einen      in   Giessharz eingegossenen Stromwandler    im   Schnitt. 



  Der Stromwandler hat einen    dreischenkligen   Eisenkern mit den beiden    Aussenschenkeln   1 und dem mittleren Schenkel 2, welcher von den Wicklungen umschlossen ist. Der Kern besteht aus einem    lamel-      lierten   Paket von hochpermeablen Eisenblechen. Der mittlere Schenkel 2 ist von einer    Isolierhülse   3 umgeben, auf welche die Sekundärwicklung 4    mit   dem Wicklungsanfang 5 und dem Wicklungsende 6 gewickelt ist. Auf die Sekundärwicklung 4 ist    direkt   die    Primärwicklung   7 gewickelt, welche aus nur wenigen Windungen eines dicken Kupferleiters 8 besteht, welcher von einer Isolationsschicht 9 umgeben ist.

   Die    Eisenkernlamellen   sind    in   bekannter    Weise      in   die Wicklung eingeschachtelt. Alles aus der Wicklung vorstehende Eisen ist mit einem Überzug 10 versehen und das ganze    in   Giessharz 11 eingegossen, so dass der Wandler ein starrer Block ist.

   Der Überzug 10 dient dazu, das bei der    Aushärtung   und Abkühlung stark schrumpfende Giessharz vom    Eisenkern   fernzuhalten,    damit   es nicht auf diesen drückt.    D.er   Überzug besteht aus mit    Ferrichlorid   und einem Zusatz von Rizinusöl polymerisiertem    Tungöl   (ungefähres Mengenverhältnis: 100 Teile    Tungöl,   20 Teile Rizinusöl und 1 Teil    Ferrichlorid).   Dieses Öl wird    unpolymerisiert   in Formen gegossen und durch    Polymerisation   zu    einer      kompressiblen   Masse, die praktisch    keine   Zugfestigkeit besitzt, verfestigt.

   Die    Polymerisation   verläuft    anfänglich   rasch und wird nach und nach langsamer. Bei einer    Polymerisations-      temperatur   von etwa 100  C erreicht das Öl in 50 bis 60 Sekunden einen käsigen Zustand, in welchem es der Form entnommen und weiter verarbeitet werden kann. Es hat einen    thermischen   Ausdehnungskoeffizient, der etwas grösser als derjenige von Giessharz ist, und .es hat praktisch keine Zugfestigkeit, weshalb es als    Überzug   beim Abkühlen und dem damit verbundenen Schwund Risse    bildet,   ohne einen wesentlichen Druck auf den empfindlichen Eisenkern auszuüben. Zur Erhöhung der thermischen Leitfähigkeit können dem Öl anorganische Füllstoffe, z. B. Quarzsand, zugesetzt werden.

   Zum Eingiessen wird der    Wandler   in eine erste Giessform gebracht, die um die zu schützenden    Wand-      lerteile   so viel freien Raum aufweist, als die Dicke des Überzuges betragen soll. Die Dicke des Überzuges muss nicht gleichmässig sein, sondern der Überzug kann eine von der    Wandlerform   unabhängige Aussenfläche aufweisen, was den    Vorteil   hat, dass einfache Giessformen verwendet werden können. Die Dicke des Überzuges soll jedoch wenigstens    .einen,   vorzugsweise einige    Millimeter,   betragen.

   Das    unpoly-      merisierte   Öl wird direkt in die geheizte    Form   um den Wandler gegossen und in der Form während 1 Minute bis zu einem käsigen Zustand    vorpolymerisiert.   Hierauf wird der Wandler aus der Form genommen und in eine    zweite   Giessform gebracht, in welcher er in das Giessharz, z. B.    Epoxydharz,   eingegossen wird. Unter der Hitze des Giessharzes polymerisiert der Überzug weiter aus. Nach einer    Aushärtungszeit   des Giessharzes von 2 bis 3 Stunden wird der Wandler aus der Form genommen.

   Die bei der Abkühlung auftretende Schrumpfung des Giessharzes kann nicht schaden, weil auch der Überzug unter    Rissbildung   schrumpft, und zwar stärker als das Giessharz und sich dabei vom Giessharz abhebt, was aber nicht schadet, weil das Giessharz bereits so weit ausgehärtet ist, dass ausser der Schrumpfung keine Formänderung mehr möglich ist. 



  Je nach der Form des zu schützenden    Kernes   kann es auch zweckmässig sein, den Überzug    in   der ersten Giessform statt auf dem Wandler    in      einzelnen   Teilen zu giessen und diese nach der    Vorpolymeri-      sation   in käsigem Zustand vor dem Eingiessen auf den zu schützenden Kern zu betten.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH I In Giessharz eingegossener elektrischer Wandler mit einem Kern aus hochpermeablem Eisen, der zum Schutz gegen den Schrumpfdruck des Giessharzes <Desc/Clms Page number 3> durch einen Überzug vom Giessharzmantel getrennt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der überzug mindestens teilweise aus einem Polymerisat von ungesättigtem fettem Öl besteht. UNTERANSPRÜCHE 1. Wandler nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der Überzug aus mit Ferrichlorid als Katalysator mit Zusatz von Rizinusöl polymerisiertem Tungöl besteht. 2.

   Wandler nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der überzug aus mit Ferrichlorid als Katalysator mit Zusatz von Rizinusöl polymerisiertem Oiticicaöl besteht. 3. Wandler nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der überzug anorganische Füllstoffe enthält. PATENTANSPRUCH II Verfahren zur Herstellung eines Wandlers nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass man zur Herstellung des überzuges ungesättigtes fettes Öl in einer Giessform durch Polymerisation zu einer kompressiblen Masse, die praktisch keine Zugfestigkeit besitzt, verfestigt,

   und dass man dann den Wand- ler mit dem Giessharz umgiesst und das Giessharz in der Hitze härtet, wobei die Hitze die Weiterpolymeri- sation des Überzuges bewirkt und wobei der Überzug Risse bekommt und sich vöm Giessharz absetzt. UNTERANSPRUCH 4. Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Herstellung des Überzuges in der Giessform direkt auf dem zu schützenden Kern aus hochpermeablem Eisen erfolgt.