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Streifenbahn zur Herstellung räumlich verformter Isolierungen aus festem Isolierstoff
Beim Bau von Hochspannungsapparaten und-maschinen wird häufig von Isolierungen Gebrauch gemacht, die aus dünnen Schichten meist aufgewickelten Isoliermaterials bestehen, die nach dem Wickeln durch "Reissen" eines überstehenden Randes in Streifen geteilt, eine räumliche Verformung, etwa bei der Bildung einer Randfeldisolierung, erlauben.
Ein bekanntes Beispiel für eine derartig räumlich verformte Isolierung sind die abgewinkelten Flansche der Lagenisolation von ölgefüllten Hochspannungstransformatoren mit Lagenwicklung, wie sie etwa in Fig. 1 dargestellt sind. Mit 1, 2 und 3 sind dabei die Lagen einer Hochspannungswicklung bezeichnet, mit 4, 5 und 6 die jeweils zugehörende Lagenisolation und mit 7,8, 9 die zuetwarechtwinkeligabstehenden Isolierflanschen"umgerissenen"Teile der ursprünglich überstehenden Lagenisolation. Mit 10 ist die Ausleitung der Hochspannungswicklung bezeichnet, mit 11 die Niederspannungswicklung.
Eine derartige in dem bekannten Reissverfahren aus der Lagenisolierung hergestellte Randfeldisolierung der Wicklung ergibt zwar eine sehr gute Randfeldisolierung, diese ist aber auch sehr teuer, so dass schon verschiedene Vorschläge zur Verbilligung des Herstellungsverfahrens gemacht wurden.
Einer dieser Vorschläge besteht etwa darin, dass die Isolierstoffbahn, aus der die Lagenisolierung hergestellt wird, meist handelt es sich dabei um dünnes Kabelpapier, vor der Bildung der Lagenisolierung durch Aufwickeln maschinell an den Enden in Streifen unterteilt-"gefiedert"wird. Erfolgt diese Fiederung mit gleicher Teilung, dann besteht aber, vor allem bei stärkerer Lagenisolierung, die Gefahr, dass sich wegen des stetig verändernden Wickeldurchmessers mehrere Streifeneinschnitte überdecken, so dass sich eine erhebliche Isolationsminderung ergibt.
Wird anderseits, wie eigentlich notwendig, die Fiederung so durchgeführt, dass die Streifenbreite dem jeweiligen Werkstückdurchmesser angepasst vergrössert wird-die Streifenbreite müsste, unabhängig von dem jeweiligen Werks : ückwickeldurchmesser einem konstanten Teilungswinkel entsprechen, - so sind hiezu umständliche Einrichtungen, wie etwa eine starre Kupplung des Werkstückes mit der Fiedermaschine erforderlich, die dieses verfahren ebenfalls teuer machen.
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durch zwei äussere ebenfalls, aber versetzt gefiederte Isolierstoffbahnen 13 und 14 abgedeckt ist, - die äusseren Isolierstoffbahnen sind zweckmässig halb so dick, wie die mittlere-ist bei derartigen MehrfachIsolierstoffbahnen innerhalb einer oder einiger weniger aufgewickelten Lagen die Gefahr einer unzulässigen Isolationsminderung durch Zusammentreffen von Teilungsschnitten nicht gegeben. Bei grösserer Dicke aber ergibt sich diese Gefahr wieder, da die äussere Isolierstoffbahn gegenüber der inneren beim Aufwickeln stets eine, wenn auch nur geringfügig grössere Geschwindigkeit besitzt, so dass sich die Teilungen der Bahnen stetig verschieben. Damit wird besagte Gefahr wieder beschworen.
Die Erfindung erlaubt nun die Herstellung räumlich verformter Isolierungen, ohne die Nachteile der vorbeschriebenen Methoden zu besitzen. Sie betrifft eine Streifenbahn zur Herstellung räumlich verformter Isolierungen aus dünnen Schichten festen Isolierstoffes, insbesondere von Randfeldisolierungen von Hochspannungsapparaten und-maschinen, und ist dadurch gekennzeichnet, dass auf Isolierstofflängsband etwa senkrecht zu dessen Kanten Isolierstoffquerband in mehrfacher Überdeckung aufgebracht wird, und
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dass die Bänder miteinander verbunden werden.
In Fig. 3 ist das Prinzip einer derartigen Streifenbahn in einem Schnitt wiedergegeben. Es sind hier zwei Isolierstofflängsbänder 15 und 16 gestrichelt gezeichnet dargestellt. Auf diese ist hier schuppenförmig sich mehrfach überdeckend, das Querband 17 aufgebracht. Nach einer weiteren Erfindungsidee ist zusätzlich noch ein Tragband 18 vorgesehen.
Ein weiterer Schnitt durch eine derartige Isolierstoffbahn ist in Fig. 4 dargestellt. Mit 19 ist hier das Tragband bezeichnet, mit 20 und 21 zwei schmale Längsbänder, mit 22 und 23 zwei breite Längsbänder, während das schuppenförmig auf das Trag- und die Längsbänder in mehrfacher Überdeckung aufgewickelte Querband mit 24 bezeichnet ist. - Es sei hier ausdrücklich darauf hingewiesen, dass der Einfachheit halber in Fig. 3, 4 und 5 die Versetzungen und Übergänge der einzelnen Querbänder, die sich aus dem Aufwickeln auf die Längs- bzw. Tragbänder ergeben, nicht dargestellt sind. Die Querbänder in Fig. 4 bilden im Schnitt in Wirklichkeit keine geschlossene, sondern offene Bahnen. Diese Feinheiten. der Darstellung sind für die prinzipielle Erläuterung der Erfindung aber nicht entscheidend.
In Fig. 5 ist eine weitere Darstellung der in Fig. 4 im Schnitt gezeigten Streifenbahn wiedergegeben. Das Tragband ist mit 25 bezeichnet ; 26 und 27 sind ein schmales und ein breites Längsband ; 28 die Querbänder.
Die in Fig. 6 dargestellte Streifenbahn- unterscheidet sich von jener nach Fig. 5 grundsätzlich dadurch, dass die Querbänder 29, 30, 31, 32 nicht schuppenförmig, sondern in ebenen Lagen überdeckt sind, wobei die Bänder innerhalb der einzelnen Lagen einen geringen Abstand besitzen. 33 ist ein Trag, band. 34,35, 36 sind schmale Längsbänder zwischen den einzelnen Lagen ; 37,38, 39 die zugeordneten breiten Längsbänder je Lage.
Fig. 7 ist der zu Fig. 6 gehörende Längsschnitt, der die auf jeder Seite des Tragbandes 40 in jeweils drei Lagen angeordneten Querbänder 41,42, 43,44, 45 und 46 und die jeweils dazwischenliegenden gestrichelt angedeuteten Längsbänder zeigt.
Die in Fig. 5 und 6 dargestellten Streifenbahnen wird man im allgemeinen für die Weiterverarbeitung durch Schnitte entlang der Längskanten der Tragbänder in zwei Bahnen zerlegen. Jede Bahn kann dann getrennt weiter verarbeitet werden.
Bezeichnet nun b die Breite eines Querbandes der Streifenbahn und n die Zahl der je Bahn minde-
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(l--).überschlagsweg aus Sg = Z. s. Wird nur eine Bahn verwendet, so ist selbstverständlich auf die sorgfältige Überdeckung an der Stossstelle zu achten. Dieses Problem ist bei den erfindungsgemäss vorgeschlagenen Streifenbahnen ohne jede Schwierigkeit zu lösen. Wählt man n = 5, dann gibt die für die Verklebung bleibende Breite von 0, 2 b noch gute Verarbeitungsbedinungen.
Für eine Streifenbahn mit einem Aufbau nach den Fig. 6 und 7 ergibt sich der Überschlagsweg s längs der Streifen sinngemäss mit
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und beiz übereinanderliegenden Bahnen der gesamte Überschlagswegsg mit Sg =-Z. s. Dabei ist der ungünstigste Fall angenommen, dass bei je zwei übereinanderliegenden Streifenbahnen zwei Schneidlücken zur Deckung kommen. Auch hier ist eine zuverlässige Überlappung an der Stossstelle bei Verwendung nur einer Streifenbahn ohne Schwierigkeit möglich.
In diesem Zusammenhang ist darauf hinzuweisen, dass in dem Teil der endgültigen Isolierung, der aus den verformten Streifen der Streifenbahn gebildet ist, die Längsbänder fehlen. Hieraus ergibt sich ein gewisser Verlust an aktivem Isoliermaterial. Dieser kann jedoch in erträglichen Grenzen gehalten werden, wenn je Streifenbahn eine entsprechend grosse Zahl von Querbändern übereinander aufgebracht ist. Wählt man wieder fünf übereinanderliegende Querbänder und macht man die Längsbänder genau so dick, wie die Querbänder, dann beträgt dieser Verlust nur etwa 17go. Dieser Verlust kann aber dadurch wieder ausgeglichen werden, dass man die Streifenbahn aus Isolierbändern herstellt, die, verglichen mit den früher in einem Reissvorgang hergestellten Streifen, wesentlich dünner sind.
Durch die mechanische Herstellung geht ja die Dicke der Isolierbänder lange nicht in dem Mass in die Gestehungskosten einer Isolierung ein, als in dem manuellen Reissprozess.
Die Unterteilung der Tragbänder in ein breites und ein schmales Band mit dazwischenliegender frei-
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er Streifenlänge ermöglicht eine Weiterverarbeitung der Bahnen ohne freiflatternde Streifenenden, etwa durch Aufwickeln auf ein Werkstück, wobei in erster Linie das breite Längsband den Wickelzug aufnimmt. Schneidet man nach dem Aufwickeln das schmale Tragband einschliesslich des aufgeklebten Streifenanteiles ab, dann steht ohne grossen Materialverlust die freie Streifenlänge zwischen den beiden Bändern für die beliebige Weiterverformung zur Verfügung.
Die mechanische Verbindung zwischen den Längs- und Querbändern wird man im allgemeinen durch Verklebung oder etwa bei Kunststoffbändern. durch Verschweissung vornehmen, obwohl grundsätzlich in vielen Fällen auch schon die Reibungskräfte zwischen den Längs- und Querbändern für eine ausreichende mechanische Verbindung genügen.
Sind die Streifenbahnen für die Verwendung im Transformatorenbau vorgesehen, dann wird man für ölgefüllte Hochspannungstransformatoren als Isolierstoff für die Bänder hochwertiges Isolierpapier, zur Verklebung am zweckmässigsten"Dextrin"verwenden.
Das in Fig. 3,4, 5,6 und 7 jeweils mit dargestellte Tragband erlaubt, bei der Herstellung der Streifenbahnen das oder die Querbänder kontinuierlich auf die ebenfalls kontinuierlich ablaufenden Tragund Längsbänder aufzuwickeln, wobei gleichzeitig die entsprechende Verklebung oder Verschweissung ebenfalls kontinuierlich vorgenommen werden kann.
Eine sehr häufige Verwendung der Streifenbahn, insbesondere beim Bau von Hochspannungstransformatoren und Messwandlern, besteht darin, dass sie zu Isolierzylindern verarbeitet werden, wobei die Enden der Querbänder zur Bildung einer Randfeldisolierung gegenüber dem zylindrischen Teil verformt werden. Nach der Verformung können die Querbänder dann noch verklebt und unter Anwendung von Druck und Hitze nachgearbeitet werden.
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angeordneten Querbändern, nach einer weiteren Erfindungsidee darin, dass die Streifenbahn in Form einer Doppelstreifenbahn angewendet wird. In Fig. 10 ist das Prinzip einer solchen Doppelstreifenbahn dargestellt. Die Isolierstoffquerbandlagen sind mit 67 und 68 bezeichnet, die Längsbänder mit 69 und 70.
Bei einer derartigen Doppelstreifenbahn wird man aus hochspannungstechnischen Gründen die Schuppen gegenläufig ausführen.
In Fig. 11 ist die Doppelstreifenbahn von Fig. 10 in einem Längsschnitt wiedergegeben. Die Querbandagen sind mit 71 und 72 bezeichnet, ein oberes Längsband mit 73 und ein unteres mit 74. Diese Längsbänder wird man bei einer Doppelstreifenbahn gegenseitig versetzen, um den Verlust an aktivem Isoliermaterial, den solche Bänder ja darstellen, auf ein Minimum zu reduzieren.
EineDoppelstreifenbahn kann auch so ausgeführt sein, dass die Längsbänder in der Mitte zweier Ouerstreifenlagen angeordnet werden.
Befestigt man die Querbänder an den Längsbändern mit Hilfe einer"Heftklebung", dann können nach dem Aufbringen der Streifenbahn auf das Werkstück alle jene Längsbänder auf einfache Weise durch"Abziehen"entfernt werden, die der Streifenfreigabe dienen. Die zuletzt angeführte Technik ist bei den meisten Streifenbahnen anwendbar.
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