Verfahren für die elektrische Isolierung von Wicklungen Es ist heute allgemein üblich, dass der aus ein zelnen, gegeneinander isolierten Teilleitern bestehende Stab (z. B. Röbelstab) einer elektrischen Wicklung zuerst mit einem Harz oder Lack behandelt und dann ausgebacken und somit verfestigt wird, bevor am so entstandenen, mechanisch ziemlich stabilen Stab die Isolierhülse aus Folien oder Bändern aufgewickelt und noch gegebenenfalls imprägniert wird. Dieses Ver fahren geht beispielsweise folgendermassen vor sich: Die Einzelleiter werden durch Einlegen von Iso lierstreifen zwischen die Leiter des Bündels, oder durch Verwendung umsponnener oder lackierter Drähte, gegeneinander isoliert.
Das verseilte Leiter bündel wird dann z. B. mit Bakelit -Lack (einge tragene Marke) gestrichen, in Formen eingepackt und in einem Ofen bei etwa 200 C ausgebacken. Durch die Kondensation des Bakelit-Lackes wird der Leiter bündel zusammengebacken und mechanisch verfestigt.
Die Isolierhülse für die Wicklung wird aus einem Band, eventuell mit einem Blatt für den Nutteil, her gestellt. Die Isolierbänder und Blätter bestehen aus einem Träger (z. B. Glasgewebe oder Papier) und Glimmer in Form von Blättchen oder dergleichen. Für das Befestigen des Glimmers auf den Träger und das Wickeln der Isolierhülse sind verschiedene Verfahren bekannt.
Häufig wird das sogenannte Um- pressverfahren angewendet, bei welchem Micafolium, das heisst ein blattförmiges Isoliermaterial, bestehend aus einem Trägermaterial und aufgelegten Glimmer blättchen mit Schellack, Asphalt oder einem härtbaren Kunstharz als Bindemittel, aufgewickelt und durch Pressen in einer V-förmigen Mulde für den Nutteil in der Wärme verklebt wird. Für den Spulenkopf wird eine Bandisolation verwendet.
Ein anderes gebräuch licheres Verfahren besteht darin, dass Micabänder be stehend aus Faserstoffträgern mit aufgeklebten Glim merblättchen auf den Leiter aufgewickelt werden. Der mit einigen Lagen Micaband umwickelte Leiter wird mit heissem Asphalt oder einem anderen Bindemittel imprägniert. Durch wiederholtes Bewickeln mit Iso lierband und anschliessendem Imprägnieren wird die Isolation bis zur gewünschten Dicke aufgebaut. Schliesslich gibt es auch noch das bekannte Verfahren, wo der Wicklungsstab mit einem Wickel aus saug fähigem Isoliermaterial versehen wird und dann in Vakuum mit einem Kunstharz, z. B. Polyesterharz, imprägniert wird.
Bei allen diesen bekannten Ver fahren wird nur der Isolierwickel mit Asphalt oder Kunstharz imprägniert, während die einzelnen Lei ter des Stabes vor der Umbändelung bereits durch das Bakelitback mit anschliessender Wärmebehand lung verfestigt worden sind.
Insbesondere beim Verwenden einer Umbände- lung, die mit einem Polyester-Harz imprägniert wird, bietet die klassische Aufbauweise des Stabes grosse fabrikatorische Nachteile, denn sie verursacht viel Handarbeit, viele Arbeitsgänge, grosse zeitliche Un terschiede der Dauer der einzelnen Arbeitsgänge usw.
Die Qualität des Stabes, in dielektrischer und mechanischer Hinsicht, ist, insbesondere für hoch beanspruchte Maschinen mit grossen Eisenlängen, oft nicht allen Ansprüchen gewachsen. Eine grosse Schwie rigkeit bietet der Übergang Isolierhülse-Leiterbündel. Es. ist bekannt, dass dieser Übergang durch das An bringen einer halbleitenden Schicht auf dem Leiter bündel verbessert werden kann, wodurch aber fabri- katorische Nachteile entstehen.
Durch eine solche leitende Schicht werden zwar die Lufteinschlüsse, die längs der Leiter, z. T. als Folge des Ausbackens in Form von Lunkern und Blasen, oder sogar Wassereinschlüssen, die als Rest produkt der Kondensation des Bakelits sich er geben, z. T. als Folge des schlechten Haftens der Isolierhülse am Kupferstab, elektrisch unschädlich ge- macht, doch bleiben die wärmetechnischen Nachteile mindestens bestehen.
Beim Imprägnieren der Isolierhülse mit einem Kunstharz im Vakuum, dieses Verfahren liefert unbe streitbar von den bekannten die beste Isolation für lange Stäbe, befinden sich die zum Imprägnieren am ungünstigsten liegenden Isolationslagen direkt am Leiter, sind also dielektrisch am höchsten beansprucht.
Ein fabrikatorisches Problem bietet natürlich auch die Verschmutzung der Formen durch das Imprägnier harz, die eine peinliche Reinigung der letzteren von ausgehärteten Harzresten zur Folge hat, wobei das Einpacken der imprägnierten Stäbe in die Pressformen, in denen sie dann ausgehärtet werden sollen, schon wegen dem Hantieren des Stabes mit der harzdurch tränkten Isolation, sehr unangenehm ist. Eine teil weise Verbesserung kann z. B. dadurch erreicht wer den, dass der Stab aus dem Harzbad herausgenommen und in eine Folie eingepackt wird, wodurch das Aus laufen des Harzes aus der Isolation und die Ver schmutzung der Formen etwas herabgesetzt wird. Eine andere Möglichkeit zum Reinhalten der Formen besteht darin, dass die Formen mit z.
B. Silikonöl ge strichen werden, wobei allerdings das Auslaufen des Harzes nicht verhütet wird.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist nun mehr ein Verfahren für die elektrische Isolierung von Wicklungen, die aus einem durch gegeneinander iso lierten und miteinander verseilten Leitern gebildeten Leiterbündel bestehen, insbesondere für elektrische Maschinen, wobei die erwähnten Nachteile der bis herigen Isolierverfahren vermieden werden sollen. Gemäss der Erfindung wird dies dadurch erreicht, dass erst nach der Umbändelung des Leiterbündels mit einem aus Glimmer und einem blattförmigen Trä germaterial bestehenden Isoliermaterial, der Leiter bündel gemeinsam mit dem Isolierwickel mittels eines Kunstharzes imprägniert wird.
Anhand eines Ausführungsbeispieles sei die Er findung näher erläutert, und zwar zeigt die Figur einen Teil eines Wicklungsstabes im Querschnitt.
Auf den Leiterbündel des Stabes, der aus den einzelnen beispielsweise durch Glasgewebe gegenein ander isolierten und miteinander verseilten Kupfer leitern 1 besteht, wird unmittelbar der Isolierwickel 2 aufgebracht. Zu diesem Zweck wird vor der Um- bändelung der verröbelte Stab in einer geeigneten Vor richtung zusammengepresst und gleichzeitig mit einer ersten Isolierbandlage umwickelt, die die Einzelleiter zusammenhält.
Diese Umbändelung 2 besteht aus an sich bekanntem Isoliermaterial, beispielsweise einem Glasträger mit Glimmersplitting. Erst dann wird der Leiterbündel 1 zusammen mit der Isolierhülse 2 ge meinsam mit einem Kunstharz, z. B. Polyesterharz, in Vakuum durchimprägniert, so dass keine Trenn fuge, die eventuell durch eine halbleitende Schicht überbrückt werden müsste, zwischen dem Leiterbündel und der Isolierhülse entsteht.
Die einzelnen verseilten Leiter 1 und die Isolierhülse 2 liegen also in einer homogenen Kunstharzmasse. Alle Lufträume zwi- sehen den Leitern selbst sowie zwischen diesen letz teren und der Isolierhülse werden mit Imprägnier mittel 3 ausgefüllt. Mit 4 ist noch eine Isolationsein lage bezeichnet. Zwischen den Einzelleitern können eventuell noch Distanzierungsstücke mit eingewickelt, oder gewisse Leiter als mit Durchbrechungen vorge sehenen Hohlleitern ausgebildet werden.
Um ein gutes Durchimprägnieren der innersten Lagen der Isolierhülse zu erreichen, kann man das Imprägnierharz zwischen den Einzelleitern einfliessen lassen, gegebenenfalls unter Vakuum, wodurch die Imprägnierung des Leiterbündels sowie der Hülse von innen nach aussen erfolgt. Die Imprägnierung kann aber auch in einem Vakuumofen in umgekehrter Richtung erfolgen, das heisst von aussen nach innen.
Ein wesentlicher fabrikatorischer Vorteil kann noch dadurch erreicht werden, dass vor dem Imprä gnieren ein auf dem Isolierwickel 2 satt aufliegender Überzug 5 vorgesehen wird. Ein solcher kann bei spielsweise durch Tauchen in einem Harzbad oder durch Umwickeln mit einem Band hergestellt werden; ein sattes Anliegen kann insbesondere durch Verwen dung von Band aus gummiartigem Material erzielt werden. Vörteilhaft ist auch die Anwendung eines sogenannten Schrumpfschlauches, dessen Öffnungs querschnitt sich nach dem Anbringen bei geeigneter Behandlung stark verringert.
Der Überzug, der für das Imprägnierharz undurchlässig sein soll, verhin dert praktisch das Eindringen von Imprägniermittel zwischen der äussersten Isolationslage und dem über zug, wo es als Isolation im Vergleich zum Isolier- wickel praktisch wertlos ist. Er verhütet ferner das Austreten des noch nicht ausgehärteten Harzes aus der Isolierhülse 2, so dass keine unangenehme Hand habung notwendig ist oder eine Verschmutzung der Pressformen stattfindet. Ausserdem kann dadurch eine eventuell nachteilige Lösung des Sauerstoffes der Luft im Imprägnierharz vermieden werden.
Das Material des Überzuges kann so gewählt werden, insbesondere elektrisch leitend sein, dass es auf der Isolierhülse be lassen werden kann und die Funktion des Glimm- schutzes, der Nutauskleidung übernehmen und, sofern genügend vakuumdicht, als Hülle beim Evakuieren verwendet werden kann, so dass sich ein Vakuum ofen erübrigt. Wenn sich der Überzug im Harz teil weise löst, ergibt sich der Vorteil einer innigen Ver bindung zwischen Überzug und Imprägnierharz. Zu diesem Zweck kann auch eine Zwischenschicht be nützt werden, die zwischen Isolierhülse und Überzug liegt.
Die Pressformen für die Wicklung können ent weder vor oder nach dem Imprägnieren auf der Wick lung angebracht werden. Dadurch, dass die Einzelleiter des Stabes erst durch das Imprägnierharz verfestigt werden, wird das Abkröpfen des Stabes zwecks Bil dung der Spulenköpfe wesentlich erleichtert.
Wenn der Stab noch mit einem äusseren Überzug versehen wird, ergibt sich der grosse Vorteil, dass die Wicklung erst in die Nut eingebaut werden kann und dann imprägniert wird. Der Überzug ersetzt die sonst notwendige Nutauskleidung und eventuell auch den Glimmschutz. Ferner werden dadurch die sonst beim Einbau von mit Kunstharz imprägnierten Stäben vor kommenden Schwierigkeiten infolge ihrer Starrheit vermieden. Es sind auch keine Pressformen notwendig.