Die Erfindung betrifft einen elektrischen Leiter mit einer Längsrichtung und einer Stapelrichtung senkrecht zur Längs¬ richtung, der mit einer Mehrzahl gleichartiger Leiter unter Einfügung einer Isolierschicht jeweils zwischen zwei einander benachbarte Leiter in der Stapelrichtung stapelbar ist, der zwei im wesentlichen ebene und senkrecht zur Stapelrichtung ausgerichtete Hauptseiten aufweist und mit zumindest einer

Vielzahl von Schlitzen versehen ist, die etwa in Längsrichtung hintereinander angeordnet sind und deren jeder etwa in Stapel¬ richtung durch den Leiter führt sowie in jeder Hauptseite eine Mündung hat.

Derartige elektrische Leiter finden vielfältige Anwendung in Wicklungen elektrischer Maschinen, insbesondere in Wick¬ lungen von Turbogeneratoren, die zur Abführung der im Betrieb erzeugten Wärme mit einem Kühlgas, insbesondere Luft oder Wasserstoff, gekühlt werden. Elektrische Leiter der genannten Art, wie auch ihre Verwendung in Wicklungen elektrischer Maschinen, sind beschrieben in dem von H. Sequenz herausge¬ gebenen Buch "Herstellung der Wicklungen elektrischer Maschi¬ nen", Springer Verlag, Wien und New York 1973, insb. in dem in diesem Buch enthaltenen Aufsatz "Läuferwicklungen für Tur¬ bogeneratoren" von D. Lambrecht (S. 169 ff.). Zur Auswahl des Werkstoffes für einen elektrischen Leiter der beschriebenen Art ist insbesondere auf den in dem zitierten Buch ebenfalls enthaltenen Aufsatz "Leiterwerkstoffe" von R. Knobloch (S. 1 ff.) zu verweisen. Ein Anwendungsbeispiel für einen solchen elektrischen Leiter geht aus der EP 0 160 887 Bl hervor.

Wie insbesondere in dem Aufsatz von D. Lambrecht näher ausge¬ führt, werden elektrische Leiter der beschriebenen Art üblicherweise in einer Stapelrichtung senkrecht zu den Längs¬ richtungen der elektrischen Leiter zur Bildung einer Wicklung

für eine elektrische Maschine, ggf. unter Verwendung isolie¬ render Zwischenschichten, übereinander gestapelt. Schlitze in einander benachbarten elektrischen Leitern und Isolier¬ schichten werden dabei untereinander zur zumindest teilweisen Überlappung gebracht, so daß sie untereinander unter Bildung von durch die aufeinander gestapelten elektrischen Leiter füh¬ renden Kühlkanälen miteinander kommunizieren. Die Kühlkanäle sind dabei im wesentlichen parallel zu einer durch die unter¬ einander parallelen Längsrichtungen und die Stapelrichtung de- finierten Ebene ausgerichtet. Beim Betrieb der Wicklung werden die Kühlkanäle von Kühlgas, insbesondere Luft oder Wasser¬ stoff, durchflutet, was in den zitierten Dokumenten ausführ¬ lich erläutert ist.

Bei der Herstellung der Schlitze in den elektrischen Leitern ist, wie u. a. in dem zitierten Aufsatz von D. Lambrecht aus¬ führlich erläutert wird, besondere Sorgfalt und damit entspre¬ chend bisheriger Praxis eine aufwendige Nachbearbeitung der gestanzten oder gefrästen Schlitze erforderlich, um zwischen zwei aufeinander liegenden elektrischen Leitern, zwischen denen sich lediglich eine dünne Isolierschicht befindet, un¬ erwünschte elektrische Verbindungen in Form von Kurzschlüssen o. dgl. zu vermeiden. So müssen üblicherweise die Mündungen der Schlitze durch nachträgliches Aussenken, Prägen o. dgl. entgratet und abgerundet oder abgeschrägt werden, was als wichtiger Arbeitsgang trotz der damit verbundenen Aufwendun¬ gen, insbesondere der damit verbundenen Kosten, in Kauf genommen wird.

Mit der vorliegenden Erfindung soll ein elektrischer Leiter angegeben werden, der leicht und kostengünstig herstellbar ist und der aufwendige Nachbearbeitungen zur Beseitigung der Grate und weiterer Formung der Mündungen der Schlitze entbehrlich macht.

Erfindungsgemäß wird ein elektrischer Leiter mit einer Längs¬ richtung und einer Stapelrichtung senkrecht zur Längsrichtung angegeben, der a) mit einer Mehrzahl gleichartiger Leiter in der Stapelrich- tuπg stapelbar ist, wobei zwischen jeweils zwei Leiter zumindest eine Isolierschicht einzufügen ist; b) von zwei im wesentlichen ebenen und senkrecht zur Stapel¬ richtung ausgerichteten Hauptseiten begrenzt ist und in Stapelrichtung eine maximale Dicke hat; c) zumindest eine Vielzahl von Schlitzen aufweist, die etwa in Längsrichtung hintereinander angeordnet sind und deren jeder etwa in Stapelrichtung durch den Leiter führt sowie in jeder Hauptseite eine scharfkantige Mündung hat; d) auf zumindest einer Hauptseite eine der Vielzahl von Schlitzen zugeordnete, etwa parallel zur Längsrichtung aus¬ gerichtete Längsnut mit zwei etwa parallel zur Stapelrich¬ tung liegenden Nutwänden und einem etwa senkrecht zur Stapelrichtung liegenden Nutboden sowie einer in Stapel¬ richtung zu messenden Nuttiefe aufweist, die klein gegenüber der maximalen Dicke ist, wobei die in dieser

Hauptseite befindliche Mündung jedes Schlitzes beabstandet von jeder Nutwand in dem Nutboden liegt.

In dem erfindungsgemäßen elektrischen Leiter sind die Mündun- gen aller Schlitze so scharfkantig belassen, wie sie mit üb¬ lichen Fertigungsmethoden nach Art des Stanzens oder Fräsens, allenfalls in Verbindung mit einfachen abtragenden Oberflä¬ chenbehandlungen nach Art des Sandstrahleπs oder Bürstens, erreichbar sind. Verrunden oder Abschrägen der Mündungen durch Aussenken, Fräsen, Prägen o. dgl. ist nicht erforder¬ lich. Die Isolation zwischen zwei benachbarten Leitern, zwischen denen lediglich eine (ggf. mehrteilige) Isolier¬ schicht liegt, die mit den Schlitzen der Leiter korrespon¬ dierende Ausnehmungen oder ähnliches aufweist, ist gesichert

durch eine in zumindest einem der Leiter befindliche Längsnut mit den erfindungsgemäßen Eigenschaften, durch die die Mündungen der Schlitze dieses Leiters von der Isolierschicht beabstandet sind. Ein für die Güte der Isolation, also die elektrische Spannungsfestigkeit, zwischen den beiden Leitern ausreichend hoher Kriechweg kann ohne aufwendige Nachbear¬ beitungen gewährleistet werden. Die Nuttiefe der erfindungs¬ gemäßen Längsnut kann relativ klein gehalten werden; eine Nuttiefe von höchstens etwa 20 % , vorzugsweise höchstens etwa 10 % , der maximalen Dicke des Leiters, bzw eine Nuttiefe der Größenordnung von etwa einem Millimeter, namentlich zwischen 0,5 mm und 2 mm, insbesondere um 1 mm, ist für übliche An¬ wendungen ausreichend. Mithin erfordert die Erfindung keine wesentliche Verringerung des Querschnittes eines elektrischen Leiters für übliche Anwendungen.

Die maximale Nutbreite der erfindungsgemäßen Längsnut in der Hauptseite des Leiters kann so bemessen werden, daß unter Wahrung eines hinreichend hohen Kriechweges die Einbuße an Querschnitt zur Leitung des elektrischen Stromes beson¬ ders klein ist. Insbesondere kann im Rahmen üblicher An¬ wendungen die maximale Nutbreite so bemessen werden, daß die maximale Schlitzbreite jedes der Schlitze, denen die Längsnut zugeordnet ist, höchstens etwa 80 % der maximalen Nutbreite beträgt. In der Regel stellt eine maximale Nutbreite, die zwischen etwa 0,5 mm und etwa 2 mm, insb. um etwa 1 mm, größer als die maximale Schlitzbreite bemessen ist, eine bevorzugte Ausbildung der Erfindung dar.

Gemäß einer günstigen Weiterbildung der Erfindung ist bei dem erfindungsgemäßen elektrischen Leiter jeder Vielzahl von Schlitzen nur eine Längsnut, dies heißt insbesondere auf nur einer Hauptseite eine Längsnut, zugeordnet. Damit kann, bei weitgehender Wahrung aller Vorteile der Erfindung, die Quer- schnittseinbuße an dem elektrischen Leiter gering gehalten und die elektrische Belastbarkeit des elektrischen Leiters

beträchtlich gesteigert werden.

Vorteilhaft ist es weiterhin, an dem erfindungsgemäßen elek¬ trischen Leiter nur eine Vielzahl von Schlitzen, also nur eine Reihe von in Längsrichtung etwa hiπtereiπanderliegenden

Schlitzen, vorzusehen. Dies kommt insbesondere einer kosten¬ günstigen Fertigung entgegen und wirkt sich auch günstig auf die Erzielung eines hohen Querschnitts bei gegebenen Anfor¬ derungen an die Kühlbarkeit durch Kühlgas, das durch die Schlitze strömt, aus. Ebenfalls vorteilhaft ist es, den erfindungsgemäßen elektrischen Leiter in der Weise flach aus¬ zuführen, daß ihm senkrecht zur Längsrichtung und senkrecht zur Stapelrichtuπg eine maximale Breite zukommt, die größer als die parallel zur Stapelrichtung zu messende maximale Dicke ist. Insbesondere hat sich ein Verhältnis von maximaler Breite zu maximaler Dicke zwischen 5 und 10 als vorteilhaft erwiesen.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung ist, daß scharfkantige Konturen, evtl. mit geringfügigen Resten von Graten, an den Mündungen der Schlitze toleriert werden, was an elektrischen Leitern gemäß dem Stand der Technik schlechthin nicht möglich war. Nachbearbeitungen des elektrischen Leiters nach dem Ein¬ bringen der Schlitze müssen nicht unbedingt eine Verrundung jeder Mündung mit einem oberhalb eines bestimmten Grenzwertes liegenden Krümmungsradius liefern oder jedweden Grat vollstän¬ dig beseitigen. Sinnvoll ist es allerdings, daß die maximale Grathöhe der evtl. verbliebenen Grate an den Schlitzen kleiner als die Nuttiefe der den Schlitzen zugeordneten Längsnut ist. Auf diese Weise können die an den Mündungen verbliebenen Grate benachbarte Leiter und/oder Isolierschichten keinesfalls be einträchtigen. Die maximale Grathöhe an einem erfindungs¬ gemäßen elektrischen Leiter sollte kleiner als 0,5 mm, vor¬ zugsweise kleiner als 0,3 mm, sein. Maximale Grathöhen dieser

Größenordnung s ind im übrigen problemlos durch einfache Nach -

behandlung des elektrischen Leiters nach dem Einbringen der Schlitze, insb. durch Sandstrahlen, erreichbar.

Der erfindungsgemäße elektrische Leiter wird vorteilhafter- weise hergestellt, indem zunächst die Läπgsnut in den Leiter eingebracht wird und anschließend die Schlitze eingestanzt werden. Die Einarbeitung der Längsnut erfolgt vorteilhafter¬ weise durch Ziehen, Walzen oder Formpressen, insbesondere unmittelbar bei der Herstellung des Leiters aus einem entspre- chenden Rohling.

Besonders günstig ist es, jeden Schlitz derart in den Leiter einzustanzen, daß der Leiter mittels eines Stanzwerkzeuges von dem Nutboden der Längsnut zu der diesem gegenüberliegen- den Hauptseite durchstoßen wird. Auf diese Weise kann als Auflage für den zu stanzenden Leiter eine einfache ebene Platte oder dgl. verwendet werden. Es besteht keine Gefahr, daß sich der elektrische Leiter bei dem Stanzprozeß verbiegt.

Wie bereits erwähnt, wird vorteilhafterweise die Herstellung des erfindungsgemäßen Leiters mit einer abtragenden Ober¬ flächenbehandlung, insb. einer Strahlbehandlung nach Art einer Sandstrahlbehandlung, abgeschlossen. Diese Oberflächen¬ behandlung beseitigt zuverlässig auf der Oberfläche lose haftende Partikel, entfernt eventuell vorhandene Grate und dgl. in dem für die Zwecke der Erfindung erforderlichen Umfang und ist dennoch besonders einfach und kostengünstig durchführbar.

ie bereits ausgeführt, eignet sich der erfindungsgemäße elektrische Leiter besonders zur Herstellung einer Wicklung für eine dynamoelektrische Maschine, z. B. für einen Turbo¬ generator, wobei eine Mehrzahl gleichartiger Leiter mit einer

Mehrzahl von Isolierschichten mit jeweils einer Vielzahl von

Ausnehmunoen abwechselnd in Stapelrichtung gestapelt wird,

wobei jede Ausnehmung mit zumindest einem Schlitz in jedem der der Isolierschicht benachbarten Leiter kommuniziert und wobei an jeder Isolierschicht zumindest ein Leiter mit einer eine Läπgsnut aufweisenden Hauptseite anliegt. So kommen die Vorteile des erfindungsgemäßen Leiters in besonderem Maße zur Geltung.

Günstig ist es dabei, an jeder Isolierschicht nur einen Leiter mit einer eine Längsnut aufweisenden Hauptseite anzulegen. Diese Lösung ermöglicht die Verwendung von Leitern, die an nur einer Hauptseite mit zumindest einer Längsnut versehen und somit in besonderem Maße elektrisch belastbar sind.

Vorteilhaft ist es darüber hinaus, bei der Verwendung des erfindungsgemaßen elektrischen Leiters zur Herstellung einer Wicklung für eine dyπamoelektrische Maschine jede Ausnehmung in jeder Isolierschicht im wesentlichen deckungsgleich mit zumindest einem Schlitz, mit dem sie kommuniziert, aus¬ zuführen. Auf diese Weise kann ein besonders großer Kriechweg erzielt werden, was der Erhöhung der elektrischen Belastbar¬ keit der Wicklung förderlich ist. Wicklungen, die unter Verwendung erfindungsgemäßer elektrischer Leiter hergestellt wurden, eignen sich im besonderen zur Verwendung als Rotor¬ wicklungen in Turbogeneratoren, insb. in Turbogeneratoren mit Nennbelastbarkeiten bis zu etwa 300 MVA.

Die weitere Erläuterung der Erfindung erfolgt anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele, welche zum Zwecke der Verdeutlichung der speziellen Vorteile der Er- findung teilweise schematisiert, nicht maßstäblich und/oder leicht verzerrt gezeichnet sind. Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 eine Anordnung aus zwei erfindungsgemäßen elektrischen Leitern und einer Isolierschicht;

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Leiters;

Fig. 3 einen Querschnitt durch ein weiteres Ausführungs¬ beispiel der Erfindung;

Fig. 4 das Einstanzen eines Schlitzes in einen elektrischen Leiter;

Fig. 5 den elektrischen Leiter nach dem Einstanzen des Schlitzes.

Fig. 1 zeigt zwei elektrische Leiter 1 gemäß der Erfindung, die unter Zwischenfügung einer Isolierschicht 13 entlang einer Stapelrichtung 3 gestapelt sind. Jeder Leiter 1 weist zwei senkrecht zur Stapelrichtung 3 ausgerichtete Hauptseiten 4 und 5 auf, wobei jeweils eine erste Hauptseite 4 mit einer flachen Längsnut 8 versehen und jeweils eine zweite Hauptseite 5 im wesentlichen glatt ist. Zur Durchleitung eines Kühlgases durch die elektrischen Leiter 1 und die Isolierschicht 13 weisen die Leiter 1 Schlitze 6 bzw die Isolierschicht 13 eine Ausπeh ung 14 auf, wobei jeder Schlitz 6 in jeder Hauptseite 4,5 eine Mündung 7 hat.

Schlitze 6 und Ausnehmung 14 kommunizieren unter Bildung eines Kühlkanals, durch den in Stapelrichtung 3 ein gasförmiges Kühlmedium geblasen werden kann. Die Weiterbildung der in Fig. 1 gezeigten Anordnung zu einer elektrischen Wicklung für eine dynamoelektrische Maschine sowie der Einbau einer derar¬ tigen Wicklung in einen dem jeweiligen Zweck entsprechenden Wicklungsträger sind in dem zitierten Stand der Technik, insb. in dem erwähnten Aufsatz von Lambrecht, ausführlich beschrieben. Die erfindungsgemäße Längsnut 8 in dem elek¬ trischen Leiter 1 weist zwei im wesentlichen parallel zur Stapelrichtung 3 orientierte Nutwände 9 und einen im

wesentlichen senkrecht zur Stapelrichtung 3 ausgerichteten Nutboden 10 auf. Im konkreten Fall sind zwar die Nutwände 9 gerundet, was sich u. U. aus der gewählten Fertigungsart für den Leiter 1 von selbst ergibt, ihrer grundsätzlichen Aus- richtung zur Stapelrichtung 3 jedoch nicht entgegensteht. Die Breite der Längsnut 8 zwischen den Nutwänden 9 ist so bemessen, daß jede in der ersten Hauptseite 4 befindliche Mündung 7 vollständig in dem Nutboden 10 liegt. Dies gestattet es, den für einen elektrischen Kriechstrom zwischen zwei einander benachbarten Leitern 1 zur Verfügung stehenden Kriechweg zu vergrößern, denn, wie auch aus Fig. 1 ersicht¬ lich, ein Kriechstrom muß nicht nur eine Strecke parallel zur Stapelrichtung 3 durch die Ausnehmung 14 in der Isolierschicht 13 nehmen, sondern zusätzlich noch Wege senkrecht zur Stapel- richtung 3. Der Verlängerung des Kriechweges kommt aus diesem Grunde auch entgegen, daß die Ausnehmung 14 in der Isolierschicht 13 im wesentlichen kongruent zu einem Schlitz 6 in einem benachbarten Leiter 1 ausgeführt ist. Leiter 1 und Isolierschicht 13 sind so angeordnet, daß an jeder Isolier- schicht 13 nur ein elektrischer Leiter 1 mit einer eine Längsnut 8 aufweisenden Hauptseite 4 anliegt. Es hat sich erwiesen, daß die auf diese Weise erzielbaren Kriechwege hinreichend hoch sind; eine Längsnut 8 an nur einer Hauptseite 4 jedes Leiters 1 gewährleistet jedoch einen besonders hohen Querschnitt zur Leitung eines elektrischen Stromes, was unter dem Aspekt der durch den elektrischen Strom verursachten Wär ebelastuπg vorteilhaft ist.

Fig. 2 zeigt eine Schrägaπsicht auf einen Leiter 1 gemäß der Erfindung. Der Leiter 1 ist gestreckt entlang einer Längs¬ richtung 2 und weist eine Vielzahl von Schlitzen 6 auf, die parallel zu einer Stapelrichtung 3 durch den Leiter 1 hindurchführen und deren jeder in jeder Hauptseite 4,5 eine

Münduπα 7 hat. Die erste Hauptseite 4 des Leiters 1 enthält

die erfindungsgemäße flache Längsnut 8. Die Längsnut 8 erstreckt sich im wesentlichen über die gesamte Länge des Leiters 1 und kann daher bereits unmittelbar bei der Her¬ stellung des Leiters 1 in diesen eingebracht werden. Im dar- gestellten Beispiel sind die Nutwände 9 im wesentlichen parallel zur Stapelrichtung 3, und der Nutboden 10 ist orthogonal zu den Nutwänden 9. Wie bereits ausgeführt, ist die konkrete Gestaltung der Längsnut 8 den jeweiligen ferti¬ gungstechnischen Möglichkeiten entsprechend anpaßbar. Wesentlich ist nur, daß die Längsnut 8 zwischen Hauptseite 4 und Nutboden 10 eine für den Zweck der Kriechwegverlängerung sowie zur Aufnahme evtl. verbliebener Grate an den Mündungen 7 ausreichende Nuttiefe aufweist. Wie bereits erwähnt, sollte die Nuttiefe auf ein hinreichend kleines Maß beschränkt sein, damit der Querschnitt des Leiters 1 nicht übermäßig verringert ist.

Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Leiters 1, bei dem zwei Reihen von in Längsrichtung (nicht dargestellt) hintereinander angeordneten Schlitzen 6 vorge¬ sehen sind. Jeder Reihe von Schlitzen 6 ist eine Längsnut 8 zugeordnet, so daß der elektrische Leiter 1 zwei Längsnuten 8 aufweist. Diese Längsnuten 8 sind im dargestellten Beispiel auf beide Hauptseiten 4 verteilt.

Fig. 4 zeigt, wie ein Leiter 1 zur Bildung eines Schlitzes gestanzt werden kann. Hierzu wird der Leiter 1 auf eine Auf¬ lage 15 aufgelegt, die für die ausgestanzten Stücke sowie für das Stanzwerkzeug 12 eine entsprechende Ausnehmung 16 auf- weist. Der Stanzprozeß erfolgt in der Weise, daß der Leiter 1 von der die Längsnut 8 aufweisenden Hauptseite 4 zu der dieser gegenüberliegenden, auf der Auflage 15 aufliegenden und im wesentlichen glatten Hauptseite 5 durchstoßen wird. Die in

Fig. 4 dargestellte Art des Einstanzens ist deswegen besonders

vorteilhaft, weil ein Durchbiegen des elektrischen Leiters 1 in Stapelrichtung 3 (in Fig. 4 nicht dargestellt) ausge¬ schlossen ist. Wird der Leiter 1 von der glatten Hauptseite 5 zur Läπgsnut 8 durchstoßen, so muß eventuell ein Durchbiegen durch eine speziell angepaßte Auflage 15 oder andere Maßnahmen verhindert werden.

Fig. 5 zeigt das Produkt des in Fig. 4 dargestellten Stanz¬ prozesses. Der Leiter 1 weist einen von der Längsnut 8 zur glatten Hauptseite 5 durchgehenden Schlitz 6 auf, an dessen in der glatten Hauptseite 5 gelegenen Mündung 7 ein Grat 11, verursacht durch den Stanzprozeß und in Fig. 5 übertrieben dargestellt, hervorsteht. Wie bereits ausgeführt, kann ein solcher Grat 11 durch einfache Nachbehandlung des Leiters 1, wie z. B. Sandstrahlen, weitestgehend entfernt werden. Ein evtl. verbleibender geringfügiger Rest des Grates 11 ist im Rahmen der Erfindung nicht bedenklich, sofern nicht der konkrete Anwendungsfall im Hinblick auf eine benötigte be¬ sonders hohe Spannungsfestigkeit anderes erfordert. Wird der dargestellte elektrische Leiter 1 mit einem weiteren Leiter 1 (evtl. unter Zwischenfügung einer Isolierschicht) zur Bildung einer Wicklung gestapelt, so ragt ein evtl. verbliebener Grat 11 (bzw. die von diesem leicht verformte Isolierschicht) in die Längsnut 8 des benachbarten Leiters 1 hinein; die Stapelbarkeit des Leiters 1 ist dadurch nicht beeinträchtigt.

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Leiter mit einer

Längsrichtung und einer zu dieser senkrechten Stapelrichtung, der mit einer Mehrzahl gleichartiger Leiter unter Zwischen- fügung von Isolierschichten in der Stapelrichtung stapelbar ist und eine Vielzahl von Schlitzen zur Durchleitung eines

Kühlgases aufweist; der Leiter ist einfach und kostengünstig herstellbar und erfordert im Rahmen des Herstellungsprozesses keine aufwendige Nachbearbeitung nach Einbringen der Schlitze.