DE2818193C2 - Verfahren zur Herstellung einer imprägnierbaren Glimmerisolierfolie - Google Patents

Verfahren zur Herstellung einer imprägnierbaren Glimmerisolierfolie

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Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer imprägnierbaren Glimmerfolie für die Isolation elektrischer Maschinen, bei welchem ein gewebtes, Schuß- und Kettfäden aufweisendes Trägermaterial mit einem härterfreien, im -Imprägnierharz löslichen, bei Raumtemperatur klebfreien Epoxidharzkleber überzogen, in waagrecht oder schräg verlaufender Lage vorgetrocknet und mit Glimmerpapier verklebt wird.
Derartige Glimmerisolierfolien sind aus der FR-PS 23 986 bekannt und werden vorwiegend in Bandform verarbeitet. Hiermit werden Roebel-Stäbe oder Ganzformspulen durchgehend ummantelt. Bei kleineren Maschinen werden teilweise auch die geraden Nutteile mit Breitfolien aus diesen Materialien umwickelt und die Μ Wickelköpfe mit imprägnierbaren Glimmerbändern isoliert.
Bei Betriebsspannungen bis etwa 10 kV und bei Maschinen kleinerer sowie mittlerer Leistung werden die Roebel-Stäbe oder Ganzformspulen meist nach dem Aufbringen der imprägnierbaren Materialien in die Nut eingelegt und zusammen mit dem Ständerblechpaket einer Vakuum-Druck-Imprägnierung (Ganztränkung) mit einem relativ niedrigviskosen Epoxidharz unterzogen. Nach der Imprägnierung wird die Isolation durch Wärmebehandlung ausgehärtet
Bei Roebel-Stäben (Gitterstäben) für Maschinen höherer Betriebsspannungen und Leistungen werden die Roebel-Stäbe in Behälter gegeben und unter Vakuum und Druck mit Epoxidharz imprägniert Anschließend werden die Stäbe bzw. Isolierungen in Preßformen ausgehärtet Es ist aber auch bekannt, die umbandelten Roebel-Stäbe in Formen aus Stahl oder Schichtpreßstoff unter Vakuum und Druck zu imprägnieren. Die Aushärtung erfolgt dann in den Fonrien. Diese können so beschaffen sein, daß sie entweder die gesamten Roebel-Stäbe (einschließlich der Wickelköpfe) einbeziehen oder nur die geraden Nutteile.
Die Imprägnierharze bestehen in der Regel aus niedrigviskosen Epoxidharzen und einem nüssigen Anhydridhärter. Die Viskosität muß so niedrig sein, daß sie bei der Imprägnierungstemperatur für kleinere Maschinen unter 30OcP und bei Roebel-Stäben für höhere Betriebsspannung unter 100 cP liegt Um diesen Wert zu unterschreiten, sind in de- Regel Imprägnierungstemperatusan von etwa 700C erforderlich.
Um die Lagerfähigkeit der Imprägnierharze zu erhöhen, ist es üblich, den für eine wirtschaftliche Aushärtungszeit der Imprägnierharze erforderlichen Katalysator in das imprägnierbare Band zu geben. Üblich sind für derartige Zwecke z. B. Metallnaphthenat und -octoat, z.B. Cobalt- oder Zinknaphthenat oder -octoat
Diese Naphthenate oder Octoate werden in Form einer Lösung vor dem Verarbeiten in die Bandrollen gebracht und die Lösungsmittel mittels Warmluftbehandlung wieder ausgetrieben.
Bei dem eingangs genannte.) Verfahren wird ein relativ dicht gewebtes Trägermaterial, ζ. Β. ein Glasfasergewebe mit einem Gewicht von 25 g/m2 bei einer Dicke von 3Λοο mm, verwendet Bei der Durchführung des Verfahrens wird das Trägermaterial zunächst mit einer geringen Menge eines härterhaltigen Epoxidharzes behandelt welches die Glasfasern umschließt und eine dünne Beschichtung auf dem Trägermaterial bildet Anschließend wird eine Schicht eines härterfreien Epoxidharzes aufgebracht Das derart beschichtete Trägermaterial wird dann getrocknet und mit dem Glimmerpapier versehen. Während des Verfahrens diffundiert das härterfreie Epoxidharz langsam in das Glimmerpapier und teilweise in die vom härterhaltigen Epoxidharz gebildete Schicht, wodurch eine Klebeverbindung hergestellt wird. Dabei wird das Trägermaterial zur Verklebung nur mit einem Epoxidharzkleber imprägniert, der im Imprägnierharz löslich ist.
Bei dem bekannten Verfahren wird ein dichtgewebtes Trägermaterial verwendet, das für das härterfreie Epoxidharz praktisch undurchlässig ist, insbesondere dann, wenn es noch mit einem härterhaltigen Epoxidharz vorbehandelt ist. Das mit härterhaltigem Epoxidharz vorbehandelte Gewebe bildet nämlich eine geschlossene Fläche, auf die das härterfreie Epoxidharz flächenmäßig aufgebracht wird. Infolgedessen erfolgt beim Aufbringen des Glimmerpapiers eine großflächige Benetzung mit Kleber in diesen Bereichen, was die Imprägnierbarkeit nachteilig beeinflußt. Dies wirkt sich
vor allem bei dickwandigen Umbandelungen von Roebel-Stäben für Nennspannungen über 20 kV sehr nachteilig aus.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugnlhde, das Verfahren der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß sich Glimmerfolien mit wesentlich verbesserter Imprägnierbarkeit herstellen lassen.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß ein offen gewebtes Trägermaterial verwendet wird, dessen Gewebefeider durch Gegenblasen mit einem gasförmigen Medium, vorzugsweise Luft, als offene, barzfreie Felder ausgebildet werden, und daß das Glimmerpapier mittels einer beheizten Walze und einer entsprechenden Gegenwab.e zur Verklebung gegen die aufgrund der waagrechten oder schräg verlaufenden Transportlage mit Harzkleber angereicherte untere Seite des Trägermaterials gepreßt wird.
Mit dem Verfahren gemäß der Erfindung wird eine Glimmerisolierfolie für die Isolation elektrischer Maschinen geschaffen, die eine hervorragende Imprägnierbarkeit aufweist Diese verbesserte Irrprägnierbarkeit ergibt sich vor allem dadurch, daß bei dem Verfahrer, durch Verwendung eines offen gewebten TrägermateriaJs und Gegenblasen des mit Epoxidharzklebei rösung imprägnierten Trägermaterials die Kontaktfläche zwisehen dem Epoxidharzkleber und dem Glimmerpapier wesentlich reduziert wird, jedoch noch so groß bleibt, daß das Trägermaterial beim Schneiden nicht ausfranst. Die Glimmerisolierfolie läßt sich ferner vorteilhaft für die Wärmeklasse Feinsetzen. so
Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Aus der US-PS 35 86 557 ist an sich zwar die Verwendung offen gewebter Trägermaterialien bei der Herstellung von Glimmerisolierfolien bereits bekannt. Bei diesem Verfahren wird jedoch im Gegensatz zu dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Polyesterfolie als Kleber verwendet. Nachteilig hierbei ist, daß die mehr oder weniger angeschmolzene Polyesterfolie als Fremdkörper in der Isolation wirkt und ein wesentlicher Teil der Zwischenräume in dem Glasseidengewebe mit angeschmolzener Polyesterfolie abgedeckt bleibt. Da das dabei verwendete Glimmerpapier nicht vorimprägniert werden kann, »stauben« diese Bänder beim Verarbeiten sehr stark. Da die Polyesterfolie einen wesentlich höheren linearen Wärmeaurdehnungskoeffizienten als die übrige Isolierung hat, können die an- oder aufgeschmolzenen »Fremdkörper« aus Polyesterfolie später Ausgangspunkte für Rißbildungen sein. Auch können die Vorteile eines offen gewebten Trägermate- '" rials bei diesem Verfahren nicht voll genutzt werden, da ein Teil der freien Felder von der Polyesterfolie abgedeckt bleibt.
Als Klebeharz kann vorteilhaft 'ein härterfreies Bisphenol-Epoxidharz mit einem Schmelzpunkt von " über 50° C verwendet werden.
Das Glimmerpapier kann vorteilhaft vor dem Aufbringen des Trägergewebes mit einer dünnen Lösung eines härterfreien Epoxidharzes auf der offenen Seite (Siebseite) mit max. 1 % Festharz derart b0 vorimprägniert werden, daß das Glimmerpapier nur zur Hälfte bis Dreiviertel hiermit imprägniert wird. Der Gewebeträger wird nach dem Abdunsten der Lösungsmittel auf der Imprägnierseite aufgebracht bzw. aufgeklebt.
Bei den gemäß eier Erfindung hergestellten impräenierbaren Glimmerisoiierfolien ist die zum Gewebeträger zeigende Oberfläche des Glimmerpapieres zu 60%—70% unbenetzt vom Klebeharz. Der freie Abstand zwischen den Kett- sowie den Schußfäden liegt hierbei im Mittel bei =1,2 mm. Hierdurch wird die Durchimprägnierbarkeit der Bänder ganz erheblich verbessert. Bei Verwendung bekannter Glimmerpapiere kommt man bei Roebel-Stäben für Nennspannungen von 20—27 kV bei Formtränkung auf Imprägnierungszeiten von 3,5 und bei Tränkung ohne Formen auf 2£ h. Das ist im Vergleich zu den o. a. ca. 72 h eine ganz beachtliche Verbesserung. Durch die verbesserte Imprägnierbarkeit des Materials verbessert sich die Qualität der später imprägnierten und ausgehärteten Isolation ganz erheblich, da die Gefahr von ungenügend durchimprägnierten Stellen (erhöhen die dielektrischen Verluste und verringern die Dauerspannungsfestigkeit) wesentlich reduziert wird.
Aus den erfindungsgemäß hergestellten Breitfolien lassen sich ohne Bildung von störenden Glasfasern einwandfrei Bänder schneiden.
Beim manuellen oder maschinelles Wickeln der Bänder tritt praktisch keine Staubentwicklung durch sich lösende Glimmerteüchen ein.
Anstelle des genannten Bisphenol-Epoxidharzes kisin man auch ein Umsetzungsprodukt aus einer Polyepoxidverbindung mit einem sekundären Amin einsetzen. Auch diese Produkte führen zu einwandfreier Verklebung.
In vielen Fällen werden derartige imprägnierbare Bänder zum Isolieren von wassergekühlten Hochspannungsleitungen mit kreisförmigem Querschnitt verwendet Hierfür ist ein beim Aushärten der imprägnierten Isolation schrumpfendes, offen gewebtes Mischgewebeband vorteilhaft als Trägermaterial zuverwenden, bei dem die Kettfäden aus organischen Fasern, wie Polyesterfasern, bestehen und die Schußfäden aus Glasfasern aufgebaut sind.
Nur unter Verwendung derartiger Mischgewebeträger kommt man bei kreisförmigen Querschnitten nach dem Ausfhärten zu faltenfreien Isolierungen.
Das Verfahren zur Herstellung einer imprägnierbaren Glimmerisolierfolie nach der Erfindung wird irn folgenden anhand des in der Zeichnung dargestellten Schemas erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung des irfindungsgemäßen Verfahrens,
F i g. 2 einen Ausschnitt aus einer erfindungsgemäß hergestellten Glimmerisolierfolie.
Wie in Fig. 1 dargestellt, wird ein Glasfilamentgewebe 1, das offen gewebt ist, von einer Vorratsrolle la durch eine mit Kleberlosung versehene Imprägnierwanne 2 gezogen und dann an einer Vorrichtung 3 zum Durchblasen von Luft vorbeigeführt, so daß von Harz freie Fe.der im Gewebe zwischen den Kett- und Schußfäden entstehen. Das Gewebe wird dann durch eine Trockenvorrichtung 4 geführt. Anschließend wird die Gewebebahn 1 zwischen der Gegenwalze 6 und der beheizten Walze 5 auf eine Glimmerbahn 7 gepreßt. Die Glimmerbahn 7 wird "orher von einer Rolle 10 durch eine Vorrichtung 8 zum Imprägnieren des Glimmerpapiers geführt. Die mit dem Gewebe 1 kaschierte Glimmerbahn 7 v/ird auf die Rolle 9 aufgewickelt.
In Fig. 2 ist eine mit einem offenen Gewebe 11 kaschierte Glimmerbahn 17 dargestellt. Das Trägergewebe ist mit einem nich* dargestellten Bindemittel, das das Fadenmaterial vollständig überzieht, versehen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1 Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung einer imprägnierbaren Glimmerfolie für die Isolation elektrischer Maschinen, bei welchem ein gewebtes, Schuß- und Kettfäden aufweisendes Trägermaterial mit einem härterfreien, im Imprägnierharz löslichen, bei Raumtemperatur klebfreien Epoxidharzkleber überzogen, in waagrecht oder schrägverlaufender Lage vorgetrocknet und mit Glimmerpapier verklebt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein offen gewebtes Trägermaterial verwendet wird, dessen Gewebefelder durch Gegenblasen (3) mit einem gasförmigen Medium, vorzugsweise Luft, als offene, harzfreie Felder ausgebildet werden, und daß das Glimmerpapier (7, 17) mittels einer beheizten Walze (5) und einer entsprechenden Gegenwalze (6) zur Verklebung gegen die aufgrund der waagrechten oder schrägverlaufenden Transportlage mit Harzkleber angereicherte untere Seite des Trägermaterials (1, il) gepreßt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Glimmerpapier (7, 17) vor dem Aufbringen des Trägermaterials (1,11) mit max. 1%, bezogen auf das Glimmerpapier (7, 17), eines im Imprägnierharz löslichen Epoxidharzes vorimprägniert wird, wobei die Vorimprägnierung des Glimmerpapiers (7, 17) von der offenen Seite her erfolgt, wobei das Glimmerpapier (7, 17) vorzugsweise nur zur Hälfte bis Dreiviertel hiermit imprägniert wird und daß das Trägermaterial (1,11) nach dem. Abdunsten der Lösungsmittel auf der imprägnierten Seite aufgebracht und aufgeklebt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial (1, 11) mit einem Harzkleber aus einem Umsetzungsprodukt aus einer Polyepoxidverbindung mit einem sekundären Amin imprägniert und dieser Harzkleber als Katalysator für das Epoxid-Imprägnierharz verwendet wird. *>
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 —3, dadurch gekennzeichnet, daß als Trägermaterial (1, 11) ein beim Aushärten der imprägnierten Isolation schrumpfendes Mischgewebeband verwendet wird, bei dem die Kettfäden aus organischen Fasern, wie 4S Polyesterfasern, und die Schußfäden aus Glasfasern bestehen.
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