CH395286A - Verfahren zur Herstellung eines aus gegeneinander isolierten Teilleitern bestehenden, von einer hochspannungsfesten Isolierhülse umgebenen Leiterverbandes einer elektrischen Maschine - Google Patents

Description

  Verfahren zur Herstellung eines aus gegeneinander     isolierten     Teilleitern bestehenden, von einer hochspannungsfesten     Isolierhülse     umgebenen Leiterverbandes einer elektrischen Maschine    Die Erfindung befasst sich mit einem Verfahren zur  Herstellung eines aus gegeneinander isolierten Teil  leitern bestehenden Leiterverbänden, die mit einer  hochspannungsfesten Isolierhülse umgeben sind. Sol  che Leiterverbände werden z. B. in Form von Gitter  stäben oder in Form von Spulen ausgeführt.  



  Es ist bekannt, einen solchen Leiterverband in der  Weise herzustellen, dass man zunächst die gegen  einander isolierten Teilleiter mit Hilfe von     härtbaren          Phenolharzen    verklebt und dann den Leiterverband in  einer Heisspresse aushärtet, so dass er mechanisch  verfestigt wird. Dieses bekannte Verfahren hat jedoch  beispielsweise für Gitterstäbe, die anschliessend mit  einer hochspannungsfesten     Glimmerkunstharzhülse     umgeben werden, den Nachteil, dass das Phenolharz  beim Aushärten Blasen bildet, so dass sich an der  Oberfläche des Gitterstabes störende Gaseinschlüsse  befinden.

   Diese Gaseinschlüsse an der Oberfläche des  Gitterstabes, die sich vor allem in den durch die  Teilleiter gebildeten äusseren Zwickeln befinden,  werden auch bei der anschliessenden Vakuumimprä  gnierung mit einem hochwertigen Kunstharz, beispiels  weise mit einem Polyesterharz, nicht gefüllt, so dass  die     tan-B-Charakteristik    des Stabes verhältnismässig  schlecht ist. Bei der Isolierung von Spulen wird die       Teilleiterisolierung    durch das ausgehärtete Phenolharz  so sehr abgekapselt, dass bei der nachfolgenden  Vakuumimprägnierung zur Herstellung der hoch  spannungsfesten Isolierhülse weder eine vollständige  Evakuierung noch eine vollständige Ausfüllung der  Hohlräume möglich ist.

      Zur Vermeidung dieser Schwierigkeiten ist es  daher bereits bekannt, die Gitterstäbe in einem       Vakuumgiessverfahren    möglichst     hohlraumfrei    zu  verfestigen. Dieses Verfahren bedingt jedoch einen  beträchtlichen technischen Aufwand, da zusätzliche       Vakuumimprägnieranlagen    erforderlich sind, die mit  Rücksicht auf die Länge der zu verfestigenden Gitter  stäbe sehr grosse     Abmasse    aufweisen müssen.  



  Zur Vermeidung der genannten Schwierigkeiten  ist es weiterhin bereits bekannt, die Teilleiter eines  Gitterstabes zunächst     unverfestigt    zusammenzufügen  und mit einem     aushärtbaren    Isoliermaterial zu um  geben, das dann gemeinsam mit dem Kunstharz der  auf diesem Gitterstab aufgebrachten Isolierhülse aus  gehärtet wird. Dieses Verfahren bringt jedoch  fertigungstechnische     Scflwierigkeiten    mit sich, da       unverfestigte    Leiterbündel schwer zu handhaben sind  und sich überdies leicht verbiegen.  



  Zur Überwindung der erwähnten Schwierigkeiten  geht die Erfindung einen anderen Weg. Die Erfindung  sieht nämlich eine lediglich teilweise Verfestigung des  Leiterverbandes durch ein     aushärtbares    Harz vor,  das vor der durch das Aufbringen der hochspannungs  festen Isolierhülse bedingten Weiterverarbeitung des  Leiterverbandes ausgehärtet wird.

   Durch die gemäss  der Erfindung vorgesehene teilweise Verfestigung  des aus gegeneinander isolierten Teilleitern bestehen  den Leiterverbandes wird erreicht, dass der Leiter  verband eine ausreichende mechanische Festigkeit  erhält, so dass er ohne Schwierigkeiten weiterverar  beitet und mit der hochspannungsfesten Isolierhülse      umgeben werden kann; bei der anschliessenden Im  prägnierung des     umbandelten    Leiterverbandes kann  das     Tränkharz    jedoch ungehindert den Leiterverband  durchdringen und vorhandene Hohlräume ausfüllen.  



  Als     aushärtbares    Harz wird     zweckmässigerweise     ein bei hohen Temperaturen und ohne Abspaltung von  niedermolekularen Bestandteilen     aushärtbares,    in  nicht gehärtetem Zustand thermoplastisch erweich  bares Harz verwendet. So können im Rahmen der  Erfindung     Epoxydharze    verwendet werden.

   Besonders  geeignet sind in möglichst kurzer Zeit aushärtende,  jedoch     schmelzbare    Gemische aus einem     Epoxyd-          harzvoraddukt    mit einem     Säureanhydridhärter,    wie  beispielsweise das Gemisch aus einem eine     Epoxyd-          zahl    von 0,23 bis 0,26 aufweisenden     Epoxydharz    mit       Hexahydrophthalsäureanhydrid.    Vorzugsweise sind  bei diesem     Voraddukt    mehr als 50 % des zugesetzten       Härters    an die im Harz vorhandenen     Hydroxyl-          gruppen    gebunden.

   Ein weiteres geeignetes Beispiel  ist eine Kombination aus bei Raumtemperatur festem       Epoxydharz    mit einem kaschierten     (maskierten),    die  ionische     Polymerisation    anregenden Härter, wie es  z. B.     Borfluoridaminkomplexe    sind.  



       Im    Rahmen der     Erfindung    können aber auch  Polyesterharze verwendet werden. Geeignet sind bei  Raumtemperatur nichtklebende, ungesättigte Polyester  harze bzw. Mischungen von ungesättigten Polyester  harzen mit daran     anpolymerisierbaren,    reaktiven       Monomeren.        Zweckmässigerweise    werden diesen Po  lyesterharzen     Peroxydbeschleuniger    zugesetzt, die  erst bei höheren Temperaturen wirksam werden.

   Bei  spiele von geeigneten Polyesterharzen sind die       Addukte    aus     Fumarsäure    an     Epoxydharze    und  Mischungen dieser Harze mit beispielsweise     Triallyl-          cyanurat    oder     Diallylphthalat.     



  Eine weitere Gruppe von im Rahmen der Erfin  dung geeigneten Harzen sind Kombinationen aus bei  Raumtemperatur festen, amorphen oder kristallinen,  kaschierten oder freien     Polyisocyanaten,    wie z. B.       dimerisiertes        Tolylendiisocyanat,    und aus bei Raum  temperatur nicht klebenden     Polyoxyverbindungen,     wie z.

   B.     Addukten    von einwertigen     Phenolen    an       Epoxydharze    mit mindestens im Mittel 1,5     Epoxyd-          gruppen    im Molekül.<B>s</B>  Zur teilweisen     Verfestigung    eines aus gegeneinan  der     isolierten    Teilleitern bestehenden Leiterverbandes  werden die erwähnten Harze     zweckmässigerweise    auf  einen Träger aufgebracht. Gegebenenfalls ist es aber  auch möglich, Filme bzw. Folien aus den Harzen  selbst herzustellen und diese dann zur teilweisen Ver  festigung des Leiterverbandes zu verwenden.

   So  lassen sich beispielsweise aus der letztgenannten, aus  Kombinationen aus     Polyisocyanaten    und     Polyoxyver-          bindungen    bestehenden Gruppe     aushärtbare    Harze  ohne Träger     verwenden,    wenn man die angegebenen       Polyisocyanate    mit     hydroxylgruppenhaltigen        Acetalen     des     Polyvinylalkohols    kombiniert.  



  Anhand der in den Figuren 1 und 2 beispielhaft  dargestellten Gitterstäbe sei die Erfindung erläutert.  Der in der Figur 1 im Schnitt gezeichnete Gitter-    Stab besteht aus den Teilleitern 1, die zu den beiden  nebeneinander liegenden     Teilleiterstapeln    2 und 3  zusammengefasst sind. Auf der oberen und unteren  Schmalseite ist jeweils ein Teilleiter dargestellt, der  infolge der bei Gitterstäben üblichen     Kröpfung    von  dem einen     Teilleiterstapel    zu dem anderen über  wechselt. Die einzelnen Teilleiter sind gegeneinander  durch die Isolierung 4 isoliert, die beispielsweise aus  einer     Glasseideumspinnung    oder auch aus einem mit  dem späteren Imprägnierharz verträglichen Lack  besteht.  



  In Durchführung des     Erfindungsgedankens    wird  beim Zusammenfügen zwischen die beiden Teilleiter  stapel 2 und 3 die     Längszwischenlage    5 eingefügt, die  in dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus Glas  seide besteht, die mit einem der angegebenen     aus-          härtbaren    Harze getränkt ist. Dieses zur teilweisen  Verfestigung des Gitterstabes dienende Harz ist in der       Längszwischenlage    5 lediglich in einer so geringen  Menge vorhanden, dass der Stab     dei    Aushärten nur  von innen her verklebt wird. Nach dem beispielsweise  in einer Heisspresse durchgeführten Aushärten dieses  Harzes nimmt der Querschnitt des Gitterstabes die  in der Figur 2 gezeigte Form an.

   Das ursprünglich in  der     Längszwischenlage    5 enthaltene Harz ist in den  Innenraum zwischen     dei    beiden     Teilleiterstapeln     2 und 3 und auch innerhalb des diesem Innenraum  zugekehrten Bereiches in die Zwischenräume zwischen  den einzelnen Teilleitern 1 eingedrungen, so dass der  gesamte Gitterstab von innen her, und zwar nur von  innen her, durch das ausgehärtete Harz verklebt ist.  Infolge der geringen Mengen des durch die     Längs-          zwischenlage    5 zwischen die beiden     Teilleiterstapel    2  und 3 eingebrachten Harzes quillt bei der Aus  härtung des Gitterstabes in der Heisspresse kein Harz  an den Aussenseiten des Stabes heraus.

   Der Gitterstab  ist also, da er nur von innen verklebt ist, lediglich teil  weise verfestigt und ähnelt äusserlich einem nicht  verklebten Stab.  



  Durch die gemäss der Erfindung vorgesehene teil  weise Verfestigung weist der Gitterstab meist eine aus  reichende mechanische Festigkeit auf, so dass er  mechanisch weiterverarbeitet werden kann, d. h. es  werden nach der teilweisen Verfestigung gemäss der       Erfindung    z.

   B. die     Stabenden    abgebogen, gegebenen  falls     erforderliche    Sicheln angelötet und schliesslich  der Stab mit     Glimmerbändern        umbandelt.    Bei der  Vakuumimprägnierung des isolierten Gitterstabes  füllt dann das     Tränkharz    die von aussen gut zu  gänglichen Zwickel, die bei der teilweisen Verfestigung  frei geblieben sind, in vollem Umfang auf, so dass der  einschliesslich seiner hochspannungsfesten Isolierhülse  fertig ausgehärtete Gitterstab an den Aussenseiten  seiner Teilleiter keine Lufteinschlüsse enthält.  



  Während bei Gitterstäben in dem durch die Teil  leiter gebildeten Innenraum nur ein sehr geringes  Feld herrscht, so dass dieser Raum praktisch als  feldfrei     anzüsehen    ist, kommt es bei aus Teilleitern  aufgebauten Spulen darauf an, dass auch die Isolie  rung der Teilleiter bei der späteren Imprägnierung      der     umbandelten    Spule mit einem hochwertigen       Tränkharz    von diesem     Tränkharz    möglichst gut  durchtränkt wird.

   Demzufolge empfiehlt es sich, zur  teilweisen Verfestigung gemäss der Erfindung die  die Spule bildenden Teilleitern an vereinzelten, räum  lich voneinander getrennten Stellen mit einem vor  zugsweise porösen Band zu     umbandeln,    das mit dem       aushärtbaren    Harz getränkt ist, und dieses Harz  anschliessend auszuhärten.  



  Zur Erläuterung dieses Verfahrens ist in der  Figur 3 eine aus den sechs Teilleitern 6 bis 11 be  stehende Spule perspektivisch dargestellt, wobei die       abgekröpften    Teile der Spule fortgelassen sind. Die  einzelnen Teilleiter 6 bis 11 dieser Spule sind mit der       tränkbaren    Isolierung 12 umgeben, die mit Rücksicht  auf die höhere     Windungsspannung    zwischen den  einzelnen Teilleitern stärker ausgebildet ist als die       Teilleiterisolierung    4 des in den Figuren 1 und 2  dargestellten Gitterstabes.  



  In Durchführung des Erfindungsgedankens sind  die Teilleiter 6 bis 11 an den räumlich voneinander  getrennten Stellen 13 mit einem porösen Band     um-          bandelt,    das mit einem     aushärtbaren    Harz der oben  angegebenen Art getränkt ist. Der Harzgehalt des an  den Stellen 13 aufgebrachten Bandes ist gerade so  gross gewählt, dass die Spule bei einer thermischen  Behandlung in einer Heisspresse an diesen Stellen von  aussen her verklebt wird, ohne dass das in den Banda  gen enthaltene Harz beim Aushärten in das Innere  des     Spulenverbandes    eindringt.  



  Nach dem Aushärten des an den Stellen 13 auf  gebrachten Harzes weist die Spule eine ausreichende  mechanische Festigkeit auf, so dass sie weiterver  arbeitet und schliesslich mit dem zur Herstellung der  hochspannungsfesten Isolierhülse erforderlichen     Glim-          merband        umbandelt    werden kann.

   Da die Spule  lediglich an vereinzelten, räumlich getrennten Stellen  von aussen her verklebt ist, kann bei der     Tränkung    der       umbandelten    Spule im Rahmen der vorgesehenen       Vakuumtränkung    das     Tränkharz    der Hauptisolierung  ungehindert bis in das Innere des     Spulenverbandes     eindringen und damit auch die     Teilleiterisolierungen     12 der Teilleiter 6 bis 11 durchsetzen.  



  Als Trägermaterial für das zur     Verklebung    ver  wendete Harz, also als Material für die     Längs-          zwischenlage    5 des in den Figuren 1 und 2 darge  stellten Gitterstabes sowie für das an den Stellen 13  aufgebrachte Band der in der Figur 3 dargestellten  Spule, sind poröse Materialien geeignet, die das     aus-          härtbare    Harz aufnehmen können. Solche Materia  lien sind beispielsweise Glasgewebe, Glasvlies, Poly  estergewebe, Polyestervlies oder auch Polyesterglas  stränge. Wie bereits erwähnt, ist es aber auch möglich,    das     aushärtbare    Harz zwischen benachbarten Teil  leiterstäben des Gitterstabes ohne Träger einzufügen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Verfahren zur Herstellung eines aus gegeneinander isolierten Teilleitern bestehenden, von einer hoch spannungsfesten Isolierhülse umgebenden Leiterver bandes einer elektrischen Maschine, gekennzeichnet durch eine lediglich teilweise Verfestigung des Leiter verbandes durch ein aushärtbares Harz, das vor der durch das Aufbringen der hochspannungsfesten Isolierhülse bedingten Weiterverarbeitung des Leiter verbandes ausgehärtet wird. UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass als aushärtbares Harz ein bei hohen Temperaturen und ohne Abspaltung von niedermolekularen Bestandteilen aushärtbares, in nicht gehärtetem Zustand thermoplastisch erweich bares Harz verwendet wird. 2.

   Verfahren nach Unteranspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass ein in möglichst kurzer Zeit aus härtendes, jedoch schmelzbares Gemisch aus einem Epoxydharzvoraddukt mit einem Säureanhydridhärter verwendet wird, wobei vorzugsweise mehr als 50 % des zugesetzten Härters an die im Harz vorhandenen Hydroxylgruppen gebunden sind. 3.

   Verfahren nach Unteranspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass ein bei Raumtemperatur nicht klebendes, ungesättigtes Polyesterharz im Gemisch mit daran anpolymerisierbaren, reaktiven Monomeren verwendet wird, dem Peroxydbeschleuniger zugesetzt werden, die erst bei höheren Temperaturen wirksam werden. 4. Verfahren nach Patentanspruch zur Herstellung eines den Leiterverband bildenden, aus nebeneinander liegenden Teilleiterstapeln bestehenden Gitterstabes, dadurch gekennzeichnet, dass das auf einen Träger aufgebrachte, aushärtbare Harz zwischen den benach barten Teilleiterstapeln eingefügt und anschliessend ausgehärtet wird. 5.

   Verfahren nach Patentanspruch, zur Herstel lung einer den Leiterverband bildenden, aus Teil leitern bestehenden Spule, dadurch gekennzeichnet, dass die die Spule bildenden Teilleiter an vereinzelten, räumlich voneinander getrennten Stellen durch ein Band umbandelt werden, das mit dem aushärtbaren Harz getränkt ist, und dass das Harz anschliessend ausgehärtet wird.