Verfahren um den Abstand zwischen elektrischen Leitern beizubehalten Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren um den Abstand zwischen benachbarten elektrischen Leitern, wie z. B. den Wicklungen elektromagncti- scher Anlagen, beispielsweise Motoren., Generatoren, Transformatoren oder dergleichen beizubehalten. Bei verschiedenen Arten solcher elektrischer Anlagen ist es notwendig, die elektrischen Leiter in bestimmten Abständen voneinander zu halten.
Bei grossen elek trischen Maschinen können :die als elektrische Leiter dienenden Profile sehr gross sein, wobei sie während des Betriebes der Maschine verschiedenartigen Kräf ten bzw. Beanspruchungen unterworfen sind. Die verwendeten Abstandselemente müssen den Raum zwischen den Leitern ganz genau ausfüllen, damit sich der ganze Spulenaufbau bzw. die Wicklung nicht verschieben bzw. lösen kann.
Bis jetzt war es üblich, entweder .die Abstandselemente von Hand dem Zwi schenraum zwischen, den Leitern genau anzupassen, oder die Leiter nach Einsetzen der Abstandselemente zu verformen. Die erste Art der Montage benötigt sehr viel Zeit, während die letztere bei Leitern mit duroplatischer Isolation schwierig ist, da die .ausge härtete Isolation eine beschränkte Elastizität .bzw. Dehnungsfähigkeit aufweist, so dass eine übermässige Verformung des Leiters Isolationsrisse verursacht.
Die Erfindung soll nun eine Abstandshaltung, insbesondere bei grossen Statorwicklungen von Ge neratoren .ermöglichen und den bisher üblichen Mon tageaufwand vermindern oder ausschalten.
Das Verfahren gemäss oder Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass man eine flexible Hülle, welche eine mindestens aus härtbare.m Kunststoffbestehende verformbare Masse enthält, zwischen den benachbar ten Leitern anordnet und anschliessend die Masse härtet.
Das Verfahren soll nun anhand der beiliegenden Zeichnungen beispielsweise erläutert werden. Dabei zeigen: Fig. l eine Abwicklung des Endteiles :der Stator- wicklung eines Generators radial nach aussen, Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer Ausfüh rungsform eines Distanzierelementes; ,Fig.3 eine detaillierte perspektivische Ansicht gemäss Fig. 1, wobei die Anwendung des Distanzier elementes gemäss Fig. 2 dargestellt ist;
Fig.. 4 ,eine .Ansicht eines Ausschnitts von Fig. 3; Fig. 5 und 6 die einzelnen Schritte bei der Mon tage .des Distanzierelementes und Fig. 7 ist die Ansicht einer Variante des Distan- zierelementes.
Die formveränderlichen Distanzierelemente wer den zwischen die Leiter :eingesetzt, indem ein flexi bler Beutel bzw. Behälter mit einem härtbaren Kunststoff gefüllt wird, wobei Mittel vorgesehen sind ,die bewirken, dass der Beutel die Tendenz zeigt eine im Querschnitt kreisförmige Form anzunehmen, während er zwischen zwei Leitern angeordnet wird. Der Abstand der beiden Leiter ist dabei kleiner .als ,der Durchmesser des Querschnittes, den Idas form veränderliche Distanzierelement annehmen würde, wenn .es nicht durch die Leiter daran gehindert würde.
Der Kunststoff wird idann zu einer harten Masse gehärtet, wobei er ein solides bzw.dauerhaftes Distanzierelement bildet, das genau mit Odem Abstand zwischen den Leitern übereinstimmt.
Im einzelnen zeigt Fig. 1 den Eisenteil 1 der elek trischen Maschine, der längliche Schlitze 2 aufweist, in denen zwei isolierte Leiter 3 und 4- übereinander angeordnet sind. Die Leiter 3 und 4 .sind so zusam mengebunden, dass sie voneinander divergieren, und ,die eigentlichen elektrischen Verbindungen herstel len. Die unteren Leiter 4 sind mit reifenförmigen Be- festigungsbändem 5 zusammengehalten, die ihrer seits auf Stützelementen 6 befestigt sind.
Um die unteren Leiter 4 an den Bändern 5 zu befestigen, wird harzimprägnierte Schnur 7 verwendet. Die oberen Leiter 3 sind von :den unteren Leitern 4 durch reifenförmige Bänder 8 distanziert und sind ebenfalls mit harzimprägnierter Schnur 9 auf :den Bändern 5 befestigt.
Zusätzlich zu der oben genannten Art der Befe stigung werden die Leiter 3 und 4 mit Bändern bzw. Schnüren 10 selbst miteinander verbunden, wodurch eine Bewegung der Leiter relativ zueinander verhinr- dert wird.
Zwischen den Leitern 3 bzw. 4 sind formverän derliche Distanzierelemente 11 angebracht, die den Raum zwischen den Leitern ausfüllen und als seitli che Druckelemente dienen, um die gemeinsame Be wegung eines oberen oder unteren Leiters gegen einen benachbarten Leiter zu verhindern.
Die Distan- zierelemente 11 sind in :einer Reihe angeordnet, so dass sie die Druckbelastung so übertragen, dass ,eine Verbiegung der Leiter verhindert wind.
Der Aufbau und das Verfahren zur Herstellung der formveränderlichen Distanzierelemente 11 ist .aus den Fig. 2, 3 und 4 deutlicher .ersichtlich. Fig. 2 zeigt ein formveränderliches Distanzierelement 11 vor sei ner Anwendung an einer Statorwicklung eines Gene rators, wobei @es eine flexible ;bzw.dehnbare Hülle 12 und :
einen vorzugsweise aus einem @duroplastischen oder einem anderen :geeigneten Kunststoff bestehen den Körper 13 mit rechteckigem Querschnitt auf weist. Die Hülle 12 besteht aus ,gewobenem Material, wobei die einzelnen, Fasern :des Gewebes einander kreuzen und in bezug auf die Achse der Hülle diago nal verlaufene, wie es in Fig. 2 gezeigt ist.
Daher weist die geflochtene Hülle keine bestimmte bzw. feste Form auf, da durch den Winkel der gewobenen Fasern bedingt wind, dass der Durchmesser und die Länge :der Hülle sich frei verändern können. Bei axialer Druckbeanspruchung der Hülle wird diese einen grösseren Durchmesser annehmen, während sich bei axialer Zugbeanspruchung ihr Durchmesser verringert.
Das Material, aus welchem die Hülle gewoben ist, besteht aus einer Mischung .aus Glas- und Polyäthy- lenterephthalatfasern. Bei erhöhten Temperaturen, zwischen 80 und 125 C, ziehen sich die ,Polyäthylen- teraphthalatfasern zusammen.
Der rechteckige Körper 13 besteht aus einem duroplastischen Kunststoff, der gute dielektrische Eigenschaften und nach dem Aushärten eine hohe Druckfestigkeit aufweist. Als solche duroplastische Kunststoffe werden vorzugsweise solche Harze ver wendet, :
die über die Epoxy- oder unigesättigten Polyestergruppen härten. In der dargestellten Aus- führungsform wird eine Epoxyharz verwendet, wel ches einen Bortrifluoridamin-Komplex als Härter aufweist, ,der auf Grund seiner verhältnismässig hohen Härttemperatur verwendet wird.
Ein solches Harz wird bei 13.5 C, d. h. nach dem Aushärten, eine sehr grosse Härte aufweisen und ist mit Asbest, kurzen Glasfasern., gewissen Tonen und Talk oder mit Kombinationen dieser Komponenten versehen, .um .eine geeignete Viskosität vordem Aushärten und eine ausreichende Druck- und Schlagfestigkeit nach dem Aushärten zu erreichen.
Seine Viskosität bei Raumtemperatur soll so -gewählt sein, dass es seine Form nicht verändert, aber -als teigige, kittähnliche Masse vorliegt, die durch mässige Drucke formver änderlich ist.
Die Länge der .Hülle 12 wird vorzugsweise so ge wählt, dass sie sich über den gesamten Umfang des Leiters erstreckt und sich ihre Enden dabei überlap pen. Aus Fig. 3 ist zu ersehen, wie das formveränder- liche Distanzierelement 11 an einem Leiter 14 ange ordnet ist, wobei sich die einander überlappenden Enden 12e und 12b der Hülle 12 -an der in der Dar stellung vordern Seite des Leiters befinden. Der Lei ter 14 ist mit einer Bandage bzw.
einem Faserstrang 10 .an einem benachbarten Leiter 15 befestigt, um zu erreichen, dass der Abstand der Leiter 14 und 15 nie grösiser als der in der Zeichnung mit A bezeichnete Abstand ist.
Das Verfahren zur Herstellung und die Verwen dung der formveränderlichen Distanzierelemente 11 soll nun anhand eines Beispiels näher erläutert wer den.
Da eine .axiale Streckung der gesponnenen Hülle 12 eine Einschnürung derselben zur Folge hat, wobei diese eine Form mit kreisförmigem Querschnitt von relativ kleinem Durchmesser annimmt, wird der Druck, der von ,den Seiten :
der Hülle 12 auf den in (der Hülle sich befindenden, formv eränderlich@en, duroplastischen Körper 13 ausgeübt wird, eine Deformierung ges im Querschnitt rechteckigen Kör pers 13 verursachen, wobei der Körper 13 einen, dem Innendurchmesser oder Hülle 1.2 :entsprechenden kreisförmigen Querschnitt annimmt.
Die den Körper 1,3 enthaltende Hülle 12 ist, wie dargestellt, am Leiter 14 angeordnet, wobei der Kör per zwischen dem Leiter 14 und dem Leiter 15 liegt. Die Hülle 12 wind dann von Hand durch Ziehen an beiden Enden aderselben gestreckt bzw. .auseinander- ,gezogen, wobei ,sie dazu neigt, einen kreisförmigen Querschnitt mit einem, in der Fig. 4 reit B bezeichne ten und durch.
die gestrichelte Linie 1:6 dargestellten Durchmesser anzunehmen. Da jedoch die Bandage 10 die Leiter 14 rund 15 im Abstand A auf Distanz hält, werden die sich in der Hülle 12 befindlichen, duroplastischen Körper<B>13</B> eine abgeflachte,
in der Fig.4 mit 17 bezeichnete Form annehmen. Die Emden 12a und 12b der Hülle 12 werden dann auf der dem Körper 13 gegenüberliegenden Seite des Leiters überlappt angeordnet und noch unter Zug- Spannung durch geeignete Mittel, vorzugsweise einem Klebstoff,
fixiert. Als geeigneter Adhäs iv- oder Kleb stoff kann :eine aus einem hochschmelzenden thermo plastischen Material bestehende Masse, die eine ge eignete Lösung, wie z. B. Polyvinylformal als Poly meres und Äthylendichlorid als Lösungsmittel ent- hält, verwendet werden.
Nachdem der Stator .des Ge nerators vollkommen fertiggestellt bzw. montiert ist, indem ein Leiter am nächsten befestigt wurde, wird die ganze Anordnung zur Aushärtung des duropla- stischen Materials bzw. Harzes einer Wärmebehand lung unterworfen. Für Epoxyharz beträgt die Härt- temperatur ungefähr 135 C.
Während der Wärmebehandlung zur Aushärtung des Harzes können Bewegungen der Leiter auftreten, die den Abstand zwischen den Leitern geringfügig verändern. Diese Tatsache wird dadurch kompen siert, dass das Polyäthylenterephthalat der Hülle 12 im Bereich zwischen 80 und l25 C entsprechend schrumpft. Diese Schrumpfung verursacht Spannun gen in der Längsrichtung der Hülle 12, die bewirken, dass das Distanzierelement 11 den Raum zwischen den Leitern vollständig ausfüllt.
Vorzugsweise wird für den Körper 13 :ein solcher duroplastischer Kunst stoff verwendet, dessen Härttemperatur höher liegt als die Temperatur, bei der die Hülle ihre Schrump fung beendet hat.
In Fig. 5 und 6 :sind anhand einer Variante die Bedingungen vor und nach oder Wärmebehandlung ,gezeigt. Zwischen den Leibern 36 und 37 ist ein formveränderlicher Körper 38 angeordnet, der noch urgehärtet ist und noch nicht seine endgültige Form besitzt.
Er besteht aus einem im,, Querschnitt rechtek- kigen oder einem gleichartigen, im Querschnitt nicht kreisförmigen Körper 39 aus duroplastischem Kunst stoff, der in einer wänneschrumpfend,en Membrane bzw. Hülle 4;0 angeordnet ist. Zur Bildung oder Mem brane 40 sind verschiedene Materialien geeignet. Eine wesentliche Anforderung .an -die Membrane 40 besteht darin, dass sie ihre Schrumpfung vor dem Aushärten des duroplastisch.en Körpers 39 beenden soll.
Als eine geeignete Kombination der Materialien zur Herstellung des formveränderlichen Körpers 38 kann das oben beschriebene Epoxyharz mit :einem Bortrifluoridaminkomplex als Härter für den Körper 3<B>9</B> und Polyäthylenterephthalat für die Membrane 40 verwendet werden. Eine :besonders geeignete und bil ligere Kombination besteht jedoch aus den folgenden Komponenten: Der duroplastische Körper 3,9 mit rechteckigem Querschnitt besteht aus einem Polyesterharz, z. B. einem Alkydharz, und weist als Verstärkung Glasfa sern und Tone auf.
Die Membrane 40 besteht aus einem orientierten Polyäthylenterephthalat aufwei senden Film.
Fig.6 zeigt den .gleichen formveränderlichen Körper 38' nach dem. Schrumpfen oder Membrane, wobei zu ersehen ist, dass der Körper 3,8' einen vor zugsweise kreisförmigen Querschnitt aufweist und .den Abstand A zwischen den Leitern 3,6 und 37 voll ; ständig überbrückt.
Die in Fig. 5 und 6 gezeigte Montageart d er Kör per ist wie folgt: Nach einem allmählichen Anstieg der Tempera tur beginnt das Material der Membrane 40 zu schrumpfen, und die am Umfang der Membrane 40 wirkende Spannung drückt den rechteckigen Körper 39 zusammen, so dass er eine Form mit kreisförmi gem Querschnitt annimmt.
Wie oben beschrieben, wird der Durchmesser des Querschnitts, den die Membrane nach ihrer ungehinderten Schrumpfung aufweist, so gewählt, dass er :grösser ist, als der Ab stand A zwischen den Leitern 36 und 37. Bei andau ernder Schrumpfung der Membrane 4ss überbrückt der Körper 38 vollständig den Abstand A, wobei er abflacht und an den einander gegenüberliegenden Wänden der Leiter 36 und 37 dicht anliegt.
Bei voll ständiger Schrumpfung ;der Membrane befindet sich das den Körper 39 bildende duroplastische Material immer noch in plastischem :bzw. deformierbarem Zu stand. Brei fortschreitender Erwärmung härtet jedoch ,der Körper 39 zu einer harten Masse aus und bildet ein Druckmittel zwischen den mit Bandagen. bzw. Schnüren 10 zusammengehaltenen Leitern 36, 37.
In Fig. 7 ist eine andere bevorzugte Ausführungs form dargestellt. Dabei ist der formveränderliche Körper vor dem Einsetzen zwischen die Leiter 46 und 47 mit 45 bezeichnet, während der gleiche Kör per in seiner endgültigen Lage, d. h. nach dem Ein- setzen zwischen die Leiter 46 und 47 mit 45' be zeichnet ist. Der Körper befindet sich dabei in einer .streckbaren .bzw. ,elastischen Membrane 48.
Diese Membrane 48 wird während idem Einsetzendes den Körper 45 bildenden Harzes gestreckt bzw. auseinan- dergezogen, so dass sie einen gleichmässigen Druck auf den Harzkörper 45 ausübt und diesem, eine Form mit kreisförmigem Querschnitt verleiht.
Wie in den vorhergehenden Beispielen ist der Körper 45 be- strebt,einen kreisförmigen Querschnitt anzunehmen, dessen Durchmesser grösser ist als der Abstand A zwischen d en Leitern 46 und 47.
Ein geeignetes Material für die Membrane 48 ist .ein natürlicher oder synthetischer Kautschuk von hoher Streckfestigkeit, wobei die Membrane über ,eine geeignete zu formende Masse, .aus der der Kör per 45 gebildet werden soll, gezogen wird. Als Bei spiel einer solchen Masse kann eine Mischung aus ungesättigtem Polyester- oder Alkydharz mit einem kleinen Prozentsatz an Diallylphthalat und einem Peroxydhärter, wie z. B. B;enzoylperoxyd, verwendet werden.
Solch ein harzähnliches Material ist mit einem grossen Prozentsatz eines mineralischen Fül lers, wie z. B. Ton und Talk, und :einem beträchtli chen Teil faseriger Verstärkungen, wie z. B. kurze Glasfasern und/oder Sisal, gemischt.
,Die Montageart der in Fig.7 beschriebenen Variante ist von derjenigen d er vorhergehenden Aus führungsformen leicht verschieden.. Der Körper 45 kann, schon vor dem Einsetzen zwischen :die Leiter eine Form mit kreisförmigem Querschnitt annehmen, wobei die gestreckte bzw. auseinandergezogene Membrane auf alle Seiten des Harzes einen gleich- mässigen Druck ausübt.
Zusätzlich wind ein mässiger Druck auf die :einander entgegengesetzten Seiten des Körpers 45 ausgeübt, wie es in Fig. 7 durch die Pfeile angedeutet ist, um den Körper 45 in. eine Form mit elliptischem Querschnitt zu bringen. Dann wird der Körper 45 zwischen .die Leiter 46 .und 47 eingesetzt und der auf ihn vordem Einsetzen ausgeübte seitli che Druck wieder aufgehoben.
Der Körper 45' zeigt in Abhängigkeit von,der Konsistenz des Harzes und der Elastizität der Membrane 48 die Tendenz, wieder einen kreisförmigen Querschnitt anzunehmen und übt dadurch einen Druck auf die sich gegenüberliegenden Seiten der Leiter 46 ,und 47 aus; wobei er jedoch einen teilweise abgeflachten Querschnitt beibehält. Das Harz wird wie oben beschrieben gehärtet, was bei Zimmertemperatur oder bei erhöhter Temperatur erfolgen kann. Wenn,das Harz so gewählt ist, dass es bei Raumtemperatur aushärtet, muss es. natürlich vor dem Gebrauch gekühlt aufbewahrt wenden.