DE102007005326A1 - Bandaging tape especially for electrical winding units such as rotors, has adjacent weft-fibers joined to one another by weft-fiber winding section - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Bandagenband mit einem Fasergewebe und einem aushärtbaren Harzmaterial nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, insbesondere zur Bandagierung elektrischer Wicklungseinheiten. Speziell werden solche und ähnliche Bandagenbänder z.B. zur Bandagierung von bewegten elektrischen Wicklungseinheiten, wie Rotoren elektrischer Maschinen, um die Fliehkraft von Wicklungsteilen; Kommutatoren oder anderer nicht fixierter Baugruppen aufzunehmen, aber auch zur Bandagierung stehender elektrischer Wicklungseinheiten z.B. von Transformatoren eingesetzt.The This invention relates to a bandage band having a fibrous web and a curable Resin material according to the preamble of claim 1, in particular for bandaging electrical winding units. Be special such and similar Banding tapes e.g. for the bandaging of moving electrical winding units, such as Rotors of electrical machines to control the centrifugal force of winding parts; Pick up commutators or other unfixed assemblies, but also for bandaging standing electrical winding units e.g. used by transformers.
Übliche, für diesen Zweck benutzte Bandagenbänder bestehen bevorzugt aus parallel gezwirnten Glasfäden, die mit einem noch reaktiven Kunstharzmaterial im B-Zustand als Matrix imprägniert sind. Das Kunstharzmaterial hält die parallelen Glasfäden zusammen. Derartige Bandagenbänder werden z.B. von der Firma Isovolta österreichische Isolierwerkstoffe AG unter der Bezeichnung Isoglas vom Polyester-Glas-Typ und von der Firma Isola S.p.A., Ghisalba, Italien unter der Bezeichnung Polyglas unter Verwendung eines Polyesterimidharzes vertrieben.usual, For this Purpose used bandage tapes are preferably made of parallel twisted glass fibers, with a still reactive Resin material in the B state are impregnated as a matrix. The synthetic resin material Hold the parallel glass threads together. Such bandages tapes are used e.g. from the company Isovolta Austrian insulation materials AG under the name Isoglas of the polyester-glass type and of the company Isola S.p.A., Ghisalba, Italy under the name Polyglas distributed using a polyesterimide resin.
Bei der Verarbeitung wird das Bandagenband unter definierten Zugspannungen auf den zu bandagierenden Körper typischerweise in mehreren Lagen abhängig von der angestrebten Zugfestigkeit gewickelt. Bei einem anschließenden Härteprozess mit definiertem Zeit/Temperatur-Verlauf wird das Harzmaterial aufgeschmolzen und dann ausgehärtet.at Processing the bandage band under defined tensile stresses on the body to be bandaged typically wrapped in multiple layers depending on the desired tensile strength. In a subsequent Hardening process with defined time / temperature history The resin material is melted and then cured.
Es zeigt sich, dass besonders bei dicken Bandagen mit einer Dicke von z.B. bis 20 mm bei Verwendung des genannten Typs von Bandagenbändern mit längsparallel orientierten Glasfasern Spannungsrisse in Umfangsrichtung des bandagierten Körpers auftreten können, die in ungünstigen Fällen durch die gesamte Bandagendicke durchgehen können.It shows that especially with thick bandages with a thickness of e.g. up to 20 mm when using said type of bandage tapes along parallel oriented fiber stress cracks occur in the circumferential direction of the bandaged body can, the in unfavorable Cases through can go through the entire bandage thickness.
In
der Patentschrift
In
der Offenlegungsschrift
Bei
einem in der Offenlegungsschrift
Der Erfindung liegt als technisches Problem die Bereitstellung eines Bandagenbandes der eingangs genannten Art zugrunde, bei dessen Verwendung zur Bandagierung elektrischer Wicklungseinheiten auch bei dickeren Bandagen die gewünschte Festigkeit erhalten und die Gefahr von Rissbildungen minimiert wird.Of the Invention is the technical problem of providing a Bandage tape of the type mentioned, in the use thereof for the bandaging of electrical winding units even with thicker ones Bandages the desired strength and the risk of cracking is minimized.
Die Erfindung löst dieses Problem durch die Bereitstellung eines Bandagenbandes mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bei diesem Banda genband ist das Fasergewebe aus Kettfaden-Fasern und Schussfaden-Fasern mit gegenüber den Kettfaden-Fasern geringerem Faserquerschnitt und/oder gegenüber dem Kettfadenabstand größerem Schussfadenabstand aufgebaut.The Invention solves this problem by providing a bandage band with The features of claim 1. In this Banda genband is the fiber fabric of warp and weft fibers with less than the warp fibers Fiber cross section and / or opposite the warp spacing greater weft distance built up.
Des Weiteren ist gemäß einem ersten Erfindungsaspekt eine durchgehende geschlossene Schussfaden-Webart vorgesehen, d.h. je zwei in Kettfadenrichtung benachbarte Schussfäden hängen über einen Schussfaden-Verbindungsabschnitt an einer der beiden Längsseiten des Bandagenbandes miteinander zusammen. Diese geschlossene Schussfaden-Webart sichert vor einem Auseinandergehen der in Querrichtung nebeneinanderliegenden Kettfaden-Fasern, wodurch die Querfestigkeit des Bandagenbandes im Vergleich zu Bandagenbändern mit offen endenden Schussfäden deutlich gesteigert werden kann.Furthermore, according to a first aspect of the invention, a continuous closed weft weave is provided, ie two weft yarns adjacent each in the warp direction hang on a weft thread connecting portion on egg ner of the two longitudinal sides of the bandage band together. This closed weft weave ensures separation of the transversely juxtaposed warp fibers, which can significantly increase the transverse strength of the bandage band as compared to open band weft banding tapes.
In einem zusätzlich oder alternativ zu diesem ersten vorgesehenen zweiten Aspekt der Erfindung sind benachbarte Schussfaden-Fasern nicht parallel, sondern schräg zueinander und/oder zu den Kettfaden-Fasern angeordnet, d.h. wenigstens einer von je zwei benachbarten Schussfäden verläuft nicht orthogonal, sondern unter einem Schrägwinkel größer 0° und kleiner 90° relativ zur Kettfadenrichtung, d.h. zur Längsrichtung des Bandagenbandes. Es zeigt sich, dass diese schräge Schussfaden-Webart ebenfalls zu einem Bandagenband hoher Reißfestigkeit führt. In Kombination mit dem ersten Erfindungsaspekt ist zudem eine Minimierung der Länge der seitlichen Schussfaden-Verbindungsabschnitte möglich, ohne merklichen Verlust an erhöhter Querfestigkeit des Bandagenbandes. Es versteht sich, dass bei dieser schrägen Schussfaden-Webart, bei welcher der Abstand je zweier benachbarter Schussfäden in Querrichtung nicht konstant ist, ein mittlerer Wert des in Querrichtung nicht konstanten Schussfadenabstands zu verwenden ist, der vorzugsweise deutlich größer als der Kettfadenabstand ist.In one in addition or alternatively to this first contemplated second aspect of the Invention, adjacent weft fibers are not parallel, but aslant to each other and / or to the warp yarn fibers, i. at least one of two adjacent weft threads extends not orthogonal, but at an oblique angle greater than 0 ° and less than 90 ° relative to the warp direction, i. to the longitudinal direction of the bandage band. It turns out that these are weird Weft weave also to a bandage tape high tensile strength leads. In In addition, a combination with the first aspect of the invention is a minimization the length Side weft connecting sections possible without noticeable Loss of increased Transverse strength of the bandage band. It is understood that in this oblique weft weave, in which the distance between two adjacent weft threads in the transverse direction is not constant, a mean value of the transversely not constant weft spacing is to be used, preferably significantly larger than the warp spacing is.
Es zeigt sich, dass sich mit diesem Bandagenband nicht-metallische Bandagierungen realisieren lassen, die mittels der Kettfaden-Fasern auch hohen Zugbelastungen in Längsrichtung z.B. aufgrund von Zentrifugalkräften rotierender bandagierter Körper standhalten und dank eines gewissen Schuss- bzw. Querfadenanteils durch die Schussfaden-Fasern eine gute Querfestigkeit haben, welche die Bildung von Spannungsrissen wirksam unterbindet.It shows that with this bandage band non-metallic Bandages can be realized by means of the warp thread fibers also high tensile loads in the longitudinal direction e.g. due to centrifugal forces rotating bandaged body withstand and thanks to a certain shot or Querfadenanteils by the weft fibers have a good transverse strength, which effectively prevents the formation of stress cracks.
Zwar ließe sich eine vor Spannungsrissen sichernde erhöhte Querfestigkeit des Bandagenbandes auch durch Verwendung eines herkömmlichen reinen Glasgewebebandes in Leinwandbindung mit in Kett- und Schussrichtung praktisch gleichem Glasfaseranteil erzielen, demgegenüber hat die Erfindung jedoch den Vorteil, dass sich bei gegebener benötigter Querfestigkeit ein deutlich höherer Kettfaden-Faseranteil und damit eine entsprechend höhere Zugfestigkeit erreichbar ist, indem die Schussfaden-Fasern im Fasergewebe mit gegenüber den Kettfaden-Fasern geringerem Faserquerschnitt und/oder größerem Abstand vorgesehen sind.Though could is a secured against stress cracks increased transverse strength of the bandage tape also by using a conventional pure Woven glass cloth tape in plain weave with in warp and weft direction achieve virtually the same glass fiber content, in contrast, has However, the invention has the advantage that, given the required transverse strength a much higher one Warp fiber content and thus a correspondingly higher tensile strength is achievable by using the weft fibers in the fibrous tissue across from the warp thread fibers lower fiber cross section and / or greater distance are provided.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Stärke der Schussfaden-Fasern größenordnungsmäßig etwa halb so groß gewählt wie diejenige der Kettfaden-Fasern, z.B. gemäß Anspruch 2 dadurch, dass der Schussfadenquerschnitt zwischen etwa 40% und etwa 60% des Kettfadenquerschnitts liegt.In an advantageous development of the invention is the strength of Weft fibers on the order of about chosen half as tall as that of the warp yarn fibers, e.g. according to claim 2, characterized in that the weft cross-section is between about 40% and about 60% of the warp cross-section.
In einer Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 3 ist der Schussfadenabstand im Bereich zwischen etwa 2 mm und etwa 8 mm gewählt. Dies ist in vielen Fällen mehr als der doppelte Kettfadenabstand.In a development of the invention according to claim 3, the weft thread spacing chosen in the range between about 2 mm and about 8 mm. This is more in many cases as the double warp spacing.
In einer Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 4 beträgt die Dicke der Fasern und damit die Bandagenbanddicke etwa 0,05 mm bis etwa 0,8 mm, wobei ein bevorzugter Dickenbereich zwischen etwa 0,15 mm und etwa 0,30 mm liegt. In einer weiteren dimensionierungsbezogenen Ausgestaltung der Erfindung weist das Bandagenband gemäß Anspruch 5 eine Breite von etwa 4 mm bis etwa 300 mm auf, wobei ein bevorzugter Bereich zwischen etwa 10 mm und etwa 40 mm ist.In An embodiment of the invention according to claim 4, the thickness the fibers and thus the bandage band thickness about 0.05 mm to about 0.8 mm, with a preferred thickness range between about 0.15 mm and about 0.30 mm. In another dimensioning related Embodiment of the invention, the bandage tape according to claim 5 has a width of about 4 mm to about 300 mm, with a preferred Range is between about 10 mm and about 40 mm.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung hinsichtlich Faserart und Harzmaterialtyp sind in den Ansprüchen 6 und 7 angegeben.advantageous Embodiments of the invention in terms of fiber type and resin material type are in the claims 6 and 7 indicated.
In einer Ausgestaltung der Variante mit schräger Schussfaden-Webart beträgt der Schussfaden-Schrägwinkel gemäß Anspruch 8 etwa 5° bis etwa 45°. Es zeigt sich, dass dies je nach Anwendungsfall zu besonders vorteilhaften Bandagenbandeigenschaften insbesondere hinsichtlich mechanischer Stabilität und Rissfestigkeit und damit zu einer entsprechend hohen mechanischen Stabilität von mit solchen Bandagierbändern gefertigten Bandagen führt.In an embodiment of the variant with oblique weft weave is the weft skew angle according to claim 8 about 5 ° to about 45 °. It shows that this depending on the application to particularly advantageous Bandage banding properties, in particular with regard to mechanical stability and crack resistance and thus to a correspondingly high mechanical stability from with such tapes manufactured bandages leads.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Es zeigen:advantageous embodiments The invention are illustrated in the drawings and will be described below described. Show it:
Das
in
Als
Material für
die Kettfäden
Für die aushärtbare Harzmatrix
Die
Schussfäden
Außerdem ist der Schussfadenquerschnitt deutlich geringer als der Kettfadenquerschnitt. In typischen Realisierungen beträgt der Schussfaden abstand S etwa 2 mm bis etwa 8 mm, während der Kettfadenabstand k z.B. höchstens etwa 3,5 mm und häufig weniger als 1 mm beträgt, in einem konkreten Anwendungsfall z.B. mit einer Kettfadendichte von ca. zwölf Fäden/cm. Der Schussfadenquerschnitt liegt in vorteilhaften Ausführungsformen zwischen etwa 40% und etwa 60% des Kettfadenquerschnitts, d.h. die Schussfadenstärke wird in diesen Fällen in der Größenordnung der halben Kettfadenstärke gewählt.Besides that is the weft cross section significantly lower than the warp cross section. In typical realizations amounts the weft distance S about 2 mm to about 8 mm, while the Warp spacing k e.g. at the most about 3.5 mm and often is less than 1 mm, in a concrete application, e.g. with a warp density from about twelve Threads / cm. The weft cross section is in advantageous embodiments between about 40% and about 60% of the warp cross-section, i. the Weft strength will in these cases in the order of magnitude half the warp strength selected.
Die
Dicke der Kettfaden- und Schussfaden-Fasern
Wie
aus
Diese
geschlossene Schussfaden-Webart hat deutliche Vorteile insbesondere
hinsichtlich der erzielbaren Querfestigkeit des Bandagenbandes im Vergleich
zu offenen Schussfaden-Webarten üblicher Bandagenbänder, bei
denen die Schussfäden
an den Bandagenband-Längsseiten
offen enden. Denn durch die seitlichen Schussfaden-Verbindungsabschnitte
Die
Das
in
Als
günstig
haben sich Schrägwinkel α der einzelnen
Schussfaden-Fasern
Es
versteht sich, dass in einer Variante des Ausführungsbeispiels von
Wie
die gezeigten und oben erläuterten
Ausführungsbeispiele
deutlich machen, eignet sich das erfindungsgemäße Bandagenband vorzüglich zur nicht-metallischen
Bandagierung bewegter und unbewegter elektrischer Teile und insbesondere
von Wicklungseinheiten von Transformatoren, Generatoren und Motoren.
Dazu wird das Bandagenband in üblicher
Weise einlagig oder vorzugsweise mehrlagig auf den zu bandagierenden
Körper
gewickelt, wonach ein Härtungsprozess
ausgeführt
wird, bei dem das Harzmaterial
Es
zeigt sich, dass durch Verwendung des erfindungsgemäßen Bandagierbandes
die Bandagierung einerseits aufgrund des relativ hohen An teils an Kettfaden-Fasern
Da beim erfindungsgemäßen Bandagierband der Schussfadenanteil geringer als der Kettfadenanteil gehalten wird, indem der Schussfadenabstand größer als der Kettfadenabstand und/oder der Schussfadenquerschnitt kleiner als der Kettfadenquerschnitt gewählt wird, reicht dieser als Schutz vor Rissbildung aus, ohne überdimensioniert zu sein, wozu auch die geschlossene Schussfadenwebart beiträgt, und erlaubt durch den entsprechend höheren Kettfadenanteil die Erzielung einer hohen Längs-/Zugspannungsfestigkeit, wie sie insbesondere für Bandagen auf schnell rotierenden elektrischen Wicklungen benötigt wird.Since the weft thread portion according to the invention is kept smaller than the Kettfadenanteil by the weft thread pitch greater than the warp thread spacing and / or the weft thread cross section is smaller than the warp thread cross-section, this is sufficient to protect against cracking without being oversized, including the closed weft weave contributes, and allowed by the correspondingly higher Kettfadenanteil achieving a high longitudinal / tensile strength, as in particular for bandages on rapidly rotating electrical Windings is needed.
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