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Patent Searching and Data


Title:
METHOD FOR PRODUCTION OF AN ELECTRICAL WINDING, AND ELECTRICAL CONDUCTOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2011/141213
Kind Code:
A1
Abstract:
A method is specified for production of an electrical winding for an electrical appliance, in which the winding is embedded in a liquid which is used for cooling. A conductor is first of all produced, in which a multiplicity of insulated electrical individual conductors having a rectangular cross section are arranged in at least one stack, with their flat faces resting on one another. Winding material composed of insulating material is wound around the stack in order to produce common insulation, and the conductor is then shaped to form a single-part winding. A winding material in the form of ribbon or strip and composed of a plastic with impressed shape memory is used for winding around, and has a greater length than its original length, with this greater length being produced by stretching. The finishing winding is heated to a temperature at which the winding material becomes shorter in the winding direction.

Inventors:
TILLNER, Siegbert (Danziger Strasse 9, Erndtebrück, 57339, DE)
Application Number:
EP2011/054416
Publication Date:
November 17, 2011
Filing Date:
March 23, 2011
Export Citation:
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Assignee:
Essex Europe (L'Européen Parc Tertiaire de la Croix, rue Jean Monnet, Compiègne, F-60200, FR)
TILLNER, Siegbert (Danziger Strasse 9, Erndtebrück, 57339, DE)
International Classes:
H01F17/04
Foreign References:
DE19727758A11998-10-22
EP2103637A22009-09-23
DE2363981A11975-07-03
DE2108343A11972-09-07
US4321426A1982-03-23
EP0917164A21999-05-19
DE19727758A11998-10-22
EP2103637A22009-09-23
Attorney, Agent or Firm:
DÖRING, Roger (Weidenkamp 2, Langenhagen, 30855, DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung e ine r e le ktrisc he n Wicklung fürein elektrisches Gerät, in welchem die Wicklung in eine derKuhlung dienende Flüssigkeit eingebettet ist, mit welchem zunä c hst e in Iß ite r he rg e ste 11t wird , in d e m e ine Vie Iza hl vo n isolierten ele ktrisc hen Einzelleitern mit re c hte c kig e m Quersc hnitt mit ihren

Flachseiten aneinanderliegend in mindestens einem Stapelangeordnet wird, um den zurFizeugung einergemeinsamen Isolierung aus Isoliermaterialbestehendes Wie kelmaterialherumge wie kelt wird, und mit welchem anschließend derißiterzu e ine r e inte üig e n Wicklung geformt wird, dadurch gekennzeichnet,

- daßderlßiter(l) mit einem band - bzw. sträng förmigen Wie keim ateria laus einem Kunststoff mit eingeprägtem Fb rmg e d ä c htnis umg e wie ke lt wird , das eine durch Strecken erzeugte, gegenübe r seine rUrsprungslänge größere länge hat und bei Wärme zufuhrkürzer wird, und

- daß die fertige Wie klung (W) auf eine Temperatur erwärmt wird, bei welc her das Wicke Im ateria 1 in Wickelrichtung kürzerwird.

2. Fle ktrisc he riß ite r zur Herstellung einerWic klung für ein elektrisches Gerät, in

welchem die Wicklung in eine derKuhlung dienende Hüssigkeit eingebettet ist, welc heraus einer Vie Iza hl von isolierten ele ktrisc hen Finzelleitem mit

rechteckigem Quersc hnitt besteht, die mit ihren Flachseiten aneinanderliegend in mindestens einem Stapelangeordnetund von einergemeinsamen Isolierung umgeben sind, welc he aus einem um den Stapel he rumge wie kelten

Wickelmate rialaus Isoliermaterial besteht, dadurch gekennzeichnet, daß das Wie keim ateria laus einem Kunststoff mit eingeprägtem Formgedächtnis besteht, das beim Umwickeln des Stapels aus Finzelleitem (2) eine durc h Strecken erzeugte , g e g e nüb e r se ine r Ursp rung slä ng e größere Länge hatundbei

Wä rm e zufuhr in Wie ke Iric htung kürze r wird .

3. Le ite r na c h Anspruc h 2, dadurch gekennzeichnet, daß er als Drilleiter mit zwei nebe neinander lieg enden Stapeln von Finzelleitem (2) ausgeführt ist.

Description:
Verfahren zur Herstellung e ine r e le ktrisc he n Wie klung und e le ktrisc he r Iß ite r Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung e ine r e le ktrisc he n

Wicklung fürein elektrisches Gerät, in welchem die Wie klung in e ine derKühlung dienende Hüssigkeit eingebettet ist, mit welchem zunächst ein Iß iter hergestellt wird, in dem eine Vielzahlvon isolierten elektrischen Einze lle item mit rechteckigem

Quersc hnitt mit ihren Hachse iten aneinanderliegend in mindestens einem Stapel angeordnet wird, um den zur Erzeugung einer gemeinsamen Isolierung aus

Iso lie rma te ria 1 b e ste he nd e s Wie ke Ima te ria 1 he rumg e wie ke lt wird , und mit we le he m anschließend der Iß iter zu einer einte Aigen Wie klung geformt wird sowie auf einen elektrischen leiter (DE 19727758 AI).

Einfüreine derartige Wicklung einsetzbare riß iter ist beispielsweise e in Drille ite r, d e r in Wie klung en fürUansformatoren verwendet wird, in welchen Ol als Kühlmittel enthalten ist. Ein so le he r Drilleiterbe steht aus zwei Stapeln von flac hen, isolierten elektrischen Einze lle ite m, die in ihrem Veriauf durch ständigen Platztausch von einem Stapelin den anderen verdrillt sind. Um einen solchen Ißiterwerden entsprechend der eingangs erwähnten DE 19727758 AI mehrere lagen aus Papierais Isolierung herumgewickelt. Zwischen den Windungen eineraus einem solchen Iß iter hergestellten Wicklung verbleibt ein Spalt zum Durc htritt d e s Kühlmitte 1s, der durch Ab standshalter eingestellt wird. Beim Herstellen derWic klung und auch beim Betrieb derselben kann esgesc he hen, daß die Papieriagen sich lockern und aufbauschen, so daß derSpaltzwischen den Windungen zumindest teilweise zugesetzt wird. Die Kühlung derWic klung wird dadurch wesentlich verschlechtert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs gesc hüderte Verfahrenso weiterzubilden, daß eine ausreichende Kühlung einermit dem entsprechenden Iß iter hergesteilten Wie klung auf Da uer gewährleistet ist. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst,

- daß de rLe itermit einem band - bzw. sträng förmigen Wie keim ateria laus einem Kunststoff mit eingeprägtem Fo rmg e d ä c htnis umg e wie ke lt wird , daseine durch Strecken erzeugte, gegenüberseinertfeprungslänge größere Länge hatundbei Wä rme zufuhr kürze r wird , und

- daß die fertige Wicklung auf eine Temperatur erwärmt wird, bei welcher das Wie ke Im ateria 1 in Wie keine htung kürzerwird.

Dasbeidiesem Verfahren eingesetzte Wie keim ateria 1 kann beispielsweise als Band oder Gewebe o de r Sc hnur ausgeführt sein. Esbesteht aus einem Kunststoff mit eingeprägtem Ebrmgedäc htnis, dasim Wege derVorfertigung gedehnt und in dem dadurc h verlängerten Zustand durc h Abkühlung gehalten bzw.„eingefroren" ist. Ein solches einlag ig odermehriagig ausgeführtes Wickelmaterial geht bei Wärme zufuhr dank se ine s Ebrmgedäc htnisses auf seine ursprüngliche Länge zurüc k Es wird dann also kürzer. Ein entsprechend der Erfindung verlängertes Wickelmaterial kann in he rkö mmlic he r Te c hnik um den Stapel aus Bnzelle item, also den Leiter,

herumgewickelt werden, so daß esdenselben ausreichend fest umgibt. Die

Uhiwic klung mitdem Wickelmaterial entspricht in derEestigkeit etwa derüb liehen Urnwic klung mit anderen Materialien, so daß derLeitereine fürseine

Weiterverarbeitung ausreichende Biegbarkeit hat. Der so umwickelte Leiterkann daher ebenfalls in he rkö mmlic her Tee hnik zu einerWic klung verarbeitet werden, deren Windungen durch einen Spalt getrennt sind. Nach Ee rtig ste llung derWic klung wird dieselbe auf eine vorgegebene Mindesttemperatur erwärmt. Dazu kann sie beispielsweise zum Austreiben von Restfeuchtigkeit und zum Verbacken von Lack, wenn ein so 1c her als Isolierung und zur Verfestigung auf die Einzelleite raufgetragen ist, in einen Trockenofen eingebrac ht werden. Durch die dabeistattfindende Wärme zufuhr wird das Wie kelmaterialin Ric htung seiner ursprünglichen Länge, auf die e s zurüc kg e he n wüL kürze r, so daß es sie h mit erhöhterKraft um den Leiterlegt. Der zwischen den Windungen der Wie klung eingestellte Spalt bleibt dadurc h auf Daue r in seine r ganze n lic hten Weite erhalten, so daß die Kühlung derWic klung während ihres Betriebs ständig sie he rg e ste 11t ist.

Kunststoffe mit eingeprägtem Formgedäc htnis im Sinne derElfindung gehen beispielsweise aus der EP 2103637 A2 hervor. Ei handelt sich dabei im wesentlichen um Polymere und/o de rOligomere mit unterschiedlichsten Basismaterialien. Das Verfahren nach derBfindung und ein damit he ige stellte riß iter werden anhand d e r Ze ic hnung enals Ausführung sb e isp ie 1 e rlä ute rt.

Ei zeigen:

Flg.1 e ine n Ab sc hnitt e ine s Iß ite rs na c h derBfindung.

Flg.2 Schema tisch eine Anordnung zur Durc hführung desVerfahrens nach der Fifind ung .

Statt des Wortes,, Wie keknaterial" wird im folgenden derFinfac hheit halberdas Wort „Band" verwendet.

Derlßiternac h derFifindung besteht in einfac hster Ausführungsform auseinem Sta p e 1 vo n fla c he n, iso lie rte n e le ktrisc he n Finze lle ite m mit e twa re c hte c kig e m

Quersc hnitt, die mit ihren Flac hseiten aneinanderliegen. h bevorzugter

Ausführungsform ist derißiterein Drille itermit zweinebeneinanderliegenden Stapeln von Finze lle ite m, so wie erin Flg.1 dargestellt ist. Die Finze lle iter können beispielsweise mit einem sogenannten Ba c kla c k iso lie rt sein, derbei Wärme zufuhr aktiviert wird und einVerbacken derFinzelleiterim jeweiligen Stapelbewirkt.

Der in Flg.1 d a rg e ste llte Drille iter 1 - im folgenden weiter kurz„Iß iter 1" genannt - be steht aus zweinebeneinanderliegenden Stapeln von flac he n, isolierten

elektrischen Finze lle item 2 mitetwa rechteckigem Querschnitt, die mit ihren

Flachseiten aufe inander lie gen. Die Finze lleiter2 bestehen vorzugsweise aus Kupfer. Sie sind miteinem Iso lie rla c k iso lie rt, insbesondere einem Backlack Um beim Finsatz des Ißiters 1 in einerWicklung den Finfluß derStromverdrängung möglic hst gering zu halten, wird auf der ganzen länge desselben ein sich ständig wiederholender We c hse 1 d e r Finze lle ite r 2 von einem Stapelzum anderen vorgenommen. Zu diesem Zwec k werden die Finze lle ite r 2 mittels eines geeigneten Werkzeugs an aus Flg.1 hervorgehenden Stellen 3 gekröpft, und zwar je weils ein oben lieg ende rund ein unten liegend er Finze lle iter. Da s g e sc hie ht ko ntinuie rlic h. De r damit durc hg e führte regelmäßige Wechsel der Finze lle iter 2 im Querschnitt des Ißiters 1 führt auch zu geringeren Wirb e Istro mve rluste n. Um den Ißiterl ist a 1s Iso lie rung ein Band 4 herumgewickelt, dasauseinem Kunststoff mit eingeprägtem Fo rmg e d ä c htnis b e ste ht. Es wird in verlängertem Zustand, in welchen es dur h Dehnung und„Einfrieren" gebracht ist, mit üblicher Festigkeit um den Ißiterl herumgewickelt. Dabeikann es überlappend oderauf Stoß um den Iß ite r he rumg e wie ke lt sein, aberauc h mit Lücken zwisc he n den einzelnen

Windungen.

DerLeiterl wird kontinuierlich in großerlänge, quasi„endlos" gefertigt. Er kann dabeiaufeine Spule aufgewic kelt oderauc h direkt zu einer Wicklung fürein elektrisches Gerät, insbesondere einen Transformator, we ite rverarbe ite t werden. Für eine solche Weiterverarbeitung kann derLeiterl gegebenenfalls mit derSpule zu eine ränderen Fertigungsstätte transportiert und dort wiedervon derSpule

abgewickelt werden.

Zur He rste llung e ine r e le ktrisc he n Wicklung W wird derLeiterl gemäß Eg.2 auf einen mechanisch stabilen Kern 5 mit vorgegebenem Durchmesse raufgewickelt, und zwar mit einerlücke bzw. einem Spalt zwisc hen seinen Windungen, die bzw. derdureh Anbringung von Ab stand sha Itern eingestellt weiden kann. Die fertige Wicklung W wird vor ihrem Einsatz in einem elektrischen Gerät auf eine vorgegebene Temperatur erwärmt, bei welc herdas Band 4 in seiner Längsrichtung schrumpftbzw. kürzerwird und sich mit erhöhter Festigkeit um den Ißiterl legt. Dazu kann die Wicklung W beispielsweise in einen Trockenofen 6 eingebrac ht werden, in welchem sie

beispielsweise zum Austreiben von Restfeuchtig keit und/o der zur Aktivie rung eines auf den Einze lie item 2 angebrachten Bac klacks erwärmt wird.