DE610043C - Verfahren zur Isolierung elektrischer Spulen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Isolierung elektrischer Spulen Die Erfindung betrifft elektrische; und zwar insbesondere elektromagnetische Spulen, deren Wirkungsgrad durch ein verbessertes Wicklungs- und Isolierverfahren erhöht wird, so daß sie den Einflüssen von Feuchtigkeit, Schmutz usw., besonders aber starken Erschütterungen, in hohem Maße widerstehen.
• Bei der Herstellung von Spulen für elektrische Maschinen, Geräte u. dgl. ist es bisher üblich gewesen, entweder besponnene Drähte in Lackschichten einzubetten oder die nicht isolierten Windungen mehr oder weniger in Asbestlagen einzubetten und dann vollständig von einer Isoliermasse, der Natriumsilikat und Metalloxyd als Bindemittel beigegeben sind, zu umgeben. Ferner ist bekannt, die nicht isolierten Windungen auf eine Lage unvulkanisierten Gummi zu bringen, diese mit einer weiteren Lage unvulkanisiertem Gummi zu umgeben. und die einzelnen Gummilagen dann infolge ihres Gehaltes an freiem Schwefel zu einem festen Isolierblock zu vulkanisieren. Auch kann nach einem weiteren Verfahren die Isolation aus einer mit Paraffin imprägnierten Asbestlage bestehen, die von einer zweiten, ebenfalls -.mit Paraffin imprägnierten Asbestschicht umgeben ist und der dann als äußere Isolation ein Trockenfirnis folgt. Derartige Verfahren erweisen sich jedoch mehr oder weniger als unzureichend, da einerseits Spulen obiger Bauart verhältnismäßig groß und für bestimmte Zwecke unbrauchbar werden, andererseits bei hohen Belastungen infolge der schlechten Wärmeableitung Temperaturen erreichen, welche die Isoliermasse zum Schmelzen bringen und in den Zwischenräumen der Spulen häufig Hohlräume entstehen lassen, wodurch die Spulen mechanisch geschwächt und die Leiter atmosphärischen Einflüssen ausgesetzt werden. Treten außerdem noch Erschütterungen auf, so kann eine Verlagerung der Windungen und damit eine Beschädigung der Spulenisolation stattfinden.
• Es ist ferner ein Verfahren zur Herstellung von Isolierkörpern durch Pressen eines erhitzten Gemenges von gepulvertem Isolierstoff, z. B.- Kalk, Gips, Magnesit, Quarz u. dgl., und Bitumen vorgeschlagen worden. Für die Isolierung von elektrischen Spulen ist eine derartige Isoliermasse infolge ihroer Sprödigkeit nicht geeignet.
• Es ist auch vorgeschlagen worden, Serpentin oder Speckstein unter,Verwendung eines Bindemittels, wie Leinölfirnis, Teerrückstände, Paraffin oder Wasserglas, zu einer Isoliermasse zu verarbeiten. Als Bindemittel sind auch Harze, wie z. B. Schellack oder Paraffin, als geeignet angegeben worden. Alle diese Isoliermassen haben den Nachteil, daß sie entweder sehr spröde sind und auch an den zu isolierenden -Körpern, insbeson= dere bei hohen Temperaturen, schlecht anhaften, oder sie sind schlechte Wärmeleiter, so daß die damit isolierten Wicklungen oder Spulen infolge der erforderlichen starken Leiterquerschnitte sehr groß ausfallen. - .
• Diese Nachteile könndn-dadurch vermieden werden, daß erfindungsgemäß als Isolations-und Bindemittel eine aus etwa 400/0 Asphalt und etwa 6o % gLpulvertem aufsaugefähigem Speckstein bestehende plastische A_ sphaltmischung verwendet wird, die die Zwischenräume zwischen den einzelnen Teilen ausfüllt. .
• Eine mit einer derartigen Isolierung versehene Spule erfüllt alle an sie zu stellenden Anforderungen, indem sie durch ihre mechanische Festigkeit ein sicheres Halten der Windungen bedingt, einen relativ kleinen Raumfaktor besitzt und mit einer hochwertigen Isolationsmasse versehen ist, die einen gleichmäßigen Wärmeausgleich und eine gute Wärmeableitung ermöglicht, so daß die Spule selbst unter hoher Belastung bei verhältnismäßig niedriger Temperatur arbeitet, wodurch andererseits erhebliche Ersparnisse an Kupfer erzielt werden. Ferner erfolgt vermöge der plastischen Eigenschaft des Isoliermaferials. die Ausdehnung des Leiters ohne Bildäng von Hohlräumen, so .daß eine Herabsetzung des Wärmeausstrablungsvermögens der Spule nicht eintreten kann. Auch können infolge der guten Plastizität des Isoliermaterials Erschütterungen u. dgl. die Windungen der -Spüle nicht "verlagern, so daß dadurch jede -Gefahr einer Beschädigung der Leiterisolation vermieden ist.
• .. -In-'der@ Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel .des Erfindungsgegenstandes veranschaulicht, und zwar :zeigt Abb. i.- den Querschnitt einer:-Spule, wie. sie besonders bei Elektromagneten- für :magnetische Erzaufbereitung u: dgr- Verwendung. findet, und :Abb. 2= einen Teil dieser Spule in vergrößertem Maßstabe. -Der: Spulenkörper besitzt eine. zylindrische Wicklungsfläche iu: mit. Endflanschen i i und r.2'-.die den erforderlichen Wicklungsraum für -den,:Leiter vorsehen.:. Der @pulenkörper-i4 kann=aus:eineni geeignetenMaterial, beispielsweise -aus Metallblech, hergestellt sein, dem dann eine . Wicklungsfläche i3 .aus: Glimme= aufliegt. . .
• : .Zur -I@eräbsetzung des Raumfaktors wird die Spule: vorzugsweise mit Lackdraht oder oxydiertem .Aluminiumdraht bewickelt, wodurch zugleich auch die Wärmeausstrahlung der:. Spule -im Gegensatz zu den mit Asbest, Baumwolle u. dgl. isolierten Drähten wesent lich gesteigert wird.
• Die Aspbaltrnischung wird entsprechend den einzelnen Drahtlagen nacheinander aufretragen. Für die erste Lage dient gemäß Zeichnung die Asphaltschicht 16, die in einer geeigneten Art, beispielsweise mittels eines Pinsels, auf, den Spulenkörper aufgetragen und in die dann die erste Drahtlage eingebettet :wird. , . Die Zwischenräume zwischen den einzelnen Windungen werden hierauf mit der Asphaltmischung ausgefüllt und mit einem Band i j aus Baumwolle u. dgl. umwickelt. Dieses Band ist nicht unbedingt erforderlich, jedoch wünschenswert, um Beschädigungen der Lackdrähte durch gegenseitige Reibung während des Aufwickelns zu vermeiden. Außerdem schützt das Band die Asphaltmasse während des Aufwickelns und verhindert diese im Falle des Weichwerdens vor dem Abfließen. Das Band wird zweckmäßig getrocknet, um die Feuchtigkeit auszutreiben, und dann mit einem geeigneten Asphaltlack getränkt, der das Band nach seiner Behandlung elastisch läßt.
• Auf das Band r7 wird dann eine weitere Asphaltlage 18 aufgetragen und in diese die zweite Drahteinlage eingebettet, und zwar derart, daß ihre Windungen zwischen diejenige der ersten Lage zu liegen kommen, wodurch ein hoher Wicklungsfaktor erreicht wird. Die zweite Lage wird ebenfalls mit einem weiteren Band'ig aus Baumwolle o. dgl. umwickelt. In gleicher Weise wird- bei den folgenden Lagen 'verfaliren;-Nach der _ Bewicklung wird die Spule gleichzeitig Druck und Hitze ausgesetzt, wodurch die flüchtigen Bestandteile ausgetrieben werden und die Isoliermasse zu einer kompakten homogenen Masse zusammenschmilzt. Vorzugsweise erhitzt man die Spule in Abständenf damit die flüchtigen Bestandteile nicht zu heftig, ausgetrieben werden. Bei Spulen bestimmter Größe wird ein günstiges Ergebnis dadurch erzielt,- daß man beispielsweise die- Spule -anfangs etwa 4o-Minuten lang auf-, etwa -i2o° C -erhitzt, dann, etwa -60 Minuten lang abkühlt,,. 3vieder_. auf etwa i 6o° C erhitzt, dann ungefähr * ioo. Minuten lang. abkühlt-,lind schließlich -auf -ungefähr 20o° C erhitzt: Heiztemperatur soyvie Dauer der Erwärmung und Abkühlung können selbstverständlich entsprechend der Spulengröße verändert werden. :- Vorzugsweise erfolgt die Erwärmung mittels eines durch die Spule geschickten elektrischen Stromes.
• Der Druck, der während des Erhitzens und Abkühlens auf die Spulen wirkt, kann mechanisch oder hydrostatisch erfolgen, und zwar entweder durch Gewichte oder in für hydrostatische Drücke vorgesehenen _ Behältern. Durch eine derartige Wärme- und Druckbehandlung werden die Spulen völlig kompakt in eine homogene feste Masse eingebettet. Hierauf werden die -Spulen ungefähr 12 Stunden lang bei etwa i20° C gebacken, wobei jedoch die Daten entsprechend der Spulengröße geändert werden können. Nach der Abkühlung ist die Asphaltmischung derart erhärtet, daß sie die einzelnen Drahtlagen fest zusammenhält. Die äußere Spulenoberfiäche wird dann zweckmäßig von einer Glimmerschicht bedeckt, die durch Einbiegen der seitlichen Flanschen der Spulen gesichert werden kann. Die gesamte äußere Oberfläche der Spule wird schließlich mit einem geeigneten Schutzlack versehen.

Claims (3)

1. hATENTAN51'RÜC11L: i. Verfahren zur Isolierung elektrischer Spulen, insbesondere elektromagnetischer Spulen, die atmosphärischen Einflüssen und starken Erschütterungen unterworfen sind, dadurch gekennzeichnet, daß als Isolations- und Bindemittel eine aus etwa 400,'o Asphalt und etwa 6oo/a gepulvertem aufsaugefähigem Speckstein bestehende plastische Asphaltmischung verwendet wird, die die Zwischenräume zwischen den einzelnen Teilen ausfüllt. '
2. 2. Verfahren nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Isolierschichten mit Bändern aus Baumwolle o. dgl. umwickelt werden.
3. 3. Verfahren nach Anspruch x und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen zur Vertreibung der flüchtigen Bestandteile der Asphaltmischung erhitzt und gleichzeitig unter Druck gestellt werden; um die Asphaltmischung zu einer kompakten homogenen Masse zu verschmelzen, worauf die Spulen dann gebacken werden.