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Isolierband für elektrische Zwecke Gewebe, welche auch als Bänder
verwendbar sind und welche aus Glasfäden und aus beliebigen anderen Fasern, beispielsweise
organischen Fasern, hergestellt sind, wobei beide beliebig als Kette oder als Schuß
verwendet werden können, sind bereits bekannt. Desgleichen sind Isolierbänder für
elektrische Zwecke, insbesondere auch auf der Basis von speziellen Glasgeweben,
die mit einem Harz imprägniert und überzogen sind, bekannt.
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Die Erfindung betrifft ein Isolierband für elektrische Zwecke aus
einem Gewebe mit Glasseidenfäden als Kettfäden und Fäden aus organischem Material
als Schußfäden mit einer Harzimprägnierung. Erfindungsgemäß besteht das Band aus
einem Gewebe aus dichtgepackten Glasseidenkettfäden und in weiten Abständen dazwischengeschossenen
organischen Schußfäden.
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Das erfindungsgemäße Isolierband hat eine hohe Beständigkeit, die
Zugfestigkeit liegt bei 56 bis 105 kg/cm=2, so daß das Isolierband zum Umwickeln
von rotierenden elektrischen Bauteilen, z. B. von Ankern, besonders geeignet ist.
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Besonders geeignet erwies sich ein Gewebe, das mit einem wärmehärtbaren
Harz imprägniert und überzogen ist, vorzugsweise in einem Harzverhältnis von ungefähr
1,10 bis 1,50.
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Das Harzverhältnis ist definiert als das Verhältnis des Gewichtes
der unbehandelten Gewebefolie plus Gewicht des Harzes, welches auf die Folie aufgebracht
ist, zu dem Gewicht der unbehandelten Folie.
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Geeignete wärmehärtbare Harze sind z. B. Epoxydharze, Polyesterharze,
Phenol- und Silikonharze. Die Glasseidenkettfäden, welche longitudinal im Band verlaufen,
bestehen aus endlosen Glasseidenfäden mit kontinuierlichen Zugfestigkeitseigenschaften.
Sie sind dicht gepackt, und die Anzahl der Kettfäden beträgt vorzugsweise 20 bis
40 pro Zentimeter. Die Schußfäden werden in weiten Abständen dazwischengeschossen,
und zwar 0,4 bis 8 Fäden pro Zentimeter, meist 4 bis 7 Fäden pro Zentimeter. Sie
verlaufen praktisch senkrecht zu den Glasseidenkettfäden.
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Geeignete organische Fasermaterialien sind z. B. natürliche und synthetische
organische Fasern. Geeignete natürliche organische Fasern sind z. B. Baumwolle und
Seide. Geeignete synthetische organische Fasern sind z. B. Polyacrylnitril und Mischpolymerisate
aus Vinylchlorid und Acrylnitril, Polyäthylenterephthalate, lineare Polyamide von
hohem Molekulargewicht, Copolymerisate von Vinylchlorid und Vinylidenchlorid und
Copolymerisate von Vinylchlorid und Vinylacetat. Es können auch Schußfäden verwendet
werden, die Kombinationen der oben angegebenen Fasern enthalten.
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Die erfindungsgemäßen Isolierbänder können aus breitem Folienmaterial,
beispielsweise 90 bis 100 cm breit, oder aus einem Gewebe, das bereits in die gewünschte
Bandbreite, 0,2 bis 5 cm breit, geschnitten worden ist, hergestellt sein. Bei Verwendung
breiter Folien werden nach der Harzbehandlung Schlitze in den Isolierbändern in
der gewünschten Breite angebracht.
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Zum besseren Verständnis der Erfindung soll die Zeichnung dienen.
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F i g. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Gewebes, das gemäß
der Erfindung verwendet werden kann; F i g. 2 ist ein Querschnitt des Gewebes von
F i g. 1 unter Verwendung einer möglichst wärmehärtbaren Harzmasse, und F i g. 3
ist ein Längsschnitt eines Teiles einer elektrischen Dynamomaschine, bei der ein
Bandteil um ein Ende des Ankers gewickelt ist.
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Die Eigenschaften eines geeigneten Glasgewebes in Folien- oder Bandform,
welches gemäß der Erfin-
Jung verwendet werden kann, werden in der
folgenden Tabelle zusammengestellt:
| Webart...................... kettenstark |
| Gewicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,3 kg/cm' |
| Glasseidenkettfäden (endloser |
| Faden) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150-2/2 *) |
| Keafäden pro Zentimeter ..... 32 |
| Schußfaden (endloser Polyäthy- |
| lenterephthalatfaden) ....... 70 Denier |
| Schußfäden pro Zentimeter ... 5,6 |
| ') 150-2/2 bedeutet, daß zwei Enden von hundertfünfzig |
| ungezwirnten Fäden zusammengebracht werden und dann |
| zwei von diesen 150-2-Endfäden zusammen aufgeschichtet |
| werden, wobei der Ausdruck D150« 15000 Fäden auf das |
| englische Pfund bedeutet. |
In der F i g. 1 der Zeichnung ist ein Gewebe
10
mit einer kettenstarken Webart
gezeigt, das hergestellt ist, indem zwischen die Fäden 12 aus endlosen Glasfaserfäden
Schußfäden
14 von geringerem Durchmesser hindurchgeschossen werden. Die Fäden
14 sind in weiteren Zwischenräumen angebracht als die Kettfäden 12, welche
eng gepackt sind.
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Ein einzelner endloser Faden von ungefähr 70 Denier, hergestellt aus
einem der oben beschriebenen synthetischen organischen Materialien, hat sich für
die Darstellung des kettenstarken Gewebes als äußerst zufriedenstellend erwiesen.
Die Schußfäden haben einen wesentlich geringeren Durchmesser, gewöhnlich in der
Größenordnung von 60 bis 120 Denier, als die Kettfäden und werden in relativ weiten
Abständen eingeschossen. Ein Gewebe, das so hergestellt ist und in der F i g. 1
gezeigt ist, hat in einer Richtung im allgemeinen quer zur Richtung der Keafäden
12 eine geringe Zugfestigkeit und eine extrem hohe Zugfestigkeit in Richtung
der Glasseidenkettfäden 12. Der relativ geringe Durchmesser der Schußfäden
14 und der relativ große Zwischenraum zwischen den einzelnen Schußfäden verhütet
scharfe Kanten in den Glasseidenfäden 12, so daß diese in einer relativ geraden
Linie angeordnet sind und die Kettf'äden hohe Zugbeanspruchungen aushalten.
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Das kettenstarke Gewebe wird mit dem gewünschten Harz imprägniert
und/oder überzogen, vorzugsweise durch Eintauchen einer Gewebefolie oder eines Bandes
in ein Bad, welches das Harz in einem geeigneten Lösungsmittel gelöst enthält. Nach
dieser Imprägnierung und/oder überziehung des Gewebes wird das behandelte Gewebe
getrocknet, um daraus das Lösungsmittel zu entfernen und ein behandeltes Folienmaterial
zu erhalten, welches flexibel und blasenfrei ist. Es kann dann für spätere Verwendung
gelagert oder auch unmittelbar eingesetzt werden. Gewebefolien werden später in
Bänder von gewünschter Breite geschlitzt.
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Es ist wichtig, daß das Harz, mit dem das Gewebe behandelt ist, einen
blasenfreien Harzüberzug auf der Oberfläche des Gewebes bildet. Eine blasenfreie
behandelte Folie ist wichtig, beispielsweise wegen ihrer leichten Anwendung und
da sie ferner ein Anhaften von Schmutz usw. während der Verwendung verhütet.
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F i g. 2 der Zeichnung ist ein Querschnitt des Glasgewebes
10, imprägniert und überzogen mit einer wärmehärtbaren Harzmasse
16.
Es gibt viele wärmehärtbare Harze, mit welchen das Gewebe imprägniert
und überzogen sein kann. Thermoplastische Harze sind nicht erwünscht, weil sie bei
relativ niedrigen Temperaturen weich werden, die erfindungsgemäßen Isolierbänder
aber in Apparaturen verwendet werden, welche im Betrieb hohen Temperaturen unterliegen.
Es werden vorzugsweise wärmehärtbare Harze verwendet. Geeignete wärmehärtbare Harze
sind z. B. Phenolharze, Epoxydharze, Melamin-Aldehydharze und Silikonharze.
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Gute Ergebnisse sind mit reaktionsfähigen wärmehärtbaren Polyestern
erhalten worden. Diese können eine oder mehrere Verbindungen mit zwei oder mehreren
ungesättigten aliphatischen Gruppen enthalten, z. B. Diallylphthalat, Diallylsebacat
und Divinylbenzol. Die verwendeten flüssigen Harzmassen können zwei oder mehrere
Verbindungen mit der polymerisationsfähigen >C=C<-Gruppierung enthalten. Besonders
gute Ergebnisse sind durch Verwendung eines Polyesterharzes erhalten worden, das
ein Reaktionsprodukt einer ungesättigten Dicarbonsäure bzw. deren Anhydrid, wie
z. B. Maleinsäure, Fumarsäure, Maleinsäureanhydrid, Monochlormaleinsäure, Itaconsäure,
Itaconsäureanhydrid, Citraconsäure und Citraconsäureanhydrid ist. Die ungesättigten
Dicarbonsäuren oder deren Anhydride oder Mischungen davon werden im äquimolaren
Verhältnis mit einem oder mehreren mehrwertigen Alkoholen, wie z. B. Äthylenglykol,
Glyzerin, Propylenglykol, Diäthylenglykol, Pentaerythrit, oder Mischungen derselben
umgesetzt. Gut ist beispielsweise Rizinusölmaleinat, das mit einem polymerisierbaren
ungesättigten Monomeren, z. B. Monostyrol, gemischt ist, und zwar im Verhältnis
von ungefähr 10 bis 95 Gewichtsteilen Monostyrol und 90 bis 5 Gewichtsteilen des
Esters. Beispiel Das durch Reaktion von 30 Molprozent Sebacinsäure, 20 Molprozent
Maleinsäureanhydrid und 50 Molprozent Diäthylenglykol hergestellte sirupartige Harz
von niedriger Säurezahl wird in Monostyrol gelöst, um eine Lösung mit 35 Gewichtsprozent
Monostyrol und 65 Gewichtsprozent des Polyesters zu erhalten. Je 100 Gewichtsteile
der resultierenden Lösung werden mit drei Gewichtsteilen tert.Butylhydroperoxyd
vermischt. Die so hergestellte Harzmasse wird in Toluol gelöst, um einen Harztränklack
zu erzeugen, der ungefähr 500/u an Harzfestkörpern enthält.
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Zur Auflösung der hier beschriebenen Polyester können ferner Benzol,
Xylol, Äthanol, Isopropanol und Methyläthylketon verwendet werden.
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Mit der so erhaltenen Harzlackmasse werden Gewebebahnen, welche den
in der Tabelle angegebenen Aufbau haben, in einem Harzverhältnis von ungefähr 1,20
imprägniert und überzogen. Die imprägnierte Bahn wird in einen Ofen gegeben, um
das Lösungsmittel zu entfernen und die Härtung des Harzes zu fördern und eine blasenfreie,
flexible Gewebefolie zu erhalten, die aus einem Glasgewebe 10 und dem Polyesterharz
zusammengesetzt ist.
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Die behandelte Folie wird in 2,5 cm breite Bahnen geschlitzt, um blasenfreie,
flexible Wickelbänder zu erhalten. Eines der Bänder wird um einen Dorn von 15 cm
Durchmesser gewickelt, um ein zusammengerolltes aufgewickeltes Band bzw. einen Reifen
mit einer Wandstärke von etwa 2,5 cm zu erhalten.
Der umwickelte
Dorn wird 30 Minuten in einen Ofen gegeben, in dem eine Temperatur von über 160°
C herrscht, aus dem Ofen entfernt und auf Raumtemperatur gekühlt. Das so hergestellte
Band wird von dem Dorn entfernt und auf Zugfestigkeit geprüft. Der Test zeigte,
daß die Reifen eine Belastung von 13455 kg aushalten und eine Zugfestigkeit
von 6805 kg/cm2 haben. Diese Teste wurden in einer Baldwin-Southwark-Testmaschine
durchgeführt.
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F i g. 3 der Zeichnung zeigt die Anwendung des erfindungsgemäßen Isolierbandes
für ein Anker- oder Läuferteil 20 einer elektrischen Dynamomaschine, welche auch
ein Feld- oder Ständerteil 22 hat. Ein Ankerband oder ein Bandglied 24 ist um den
Umfang der Spulenenden oder Endwindungen 26 der Ankerwicklung gewickelt, um die
Wicklung gegen die Zentrifugalkraft zu halten. Eine gewünschte Lagenzahl des erfindungsgemäßen
flexiblen, blasenfreien Isolierbandes wird dicht um die Spulenenden 26 gewickelt.
Durch Erhitzen wird die Harzmasse, die das Band enthält, gehärtet, um das Ankerband
24 unschmelzbar und unlöslich zu machen.
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Es ist bekannt, daß die Endspulen des Läufers, der Anker und ähnlicher
rotierender Teile in elektrischen Dynamomaschinen mit einem Band umwickelt werden
müssen, um zu verhüten, daß sich die Endspulen unter der Einwirkung der Zentrifugalkraft
radial nach außen bewegen.
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In dem hier beschriebenen Fall wird das Ankerband 24 benutzt, um die
Endspulen 26 an den Spulenhalterungen 28 festzuhalten.