DE1635652A1 - Dehnbares Band - Google Patents

Description

• Dehnbares Band Gegenstand der Erfindung sind bei hohen Terriperaturen hochelastische Bander und insbesondere verbesserte Bänder für Isolationszwecke. fsolierbänder fiir den Bau elektrischer Maschinen, die Betriebstemperaturen von 180°C und mehr aushalten, wurden bisher in der eise produziert, daß man Glasgewebe als innere Verstärkungsschicht herstellte und diese durch Eintauchen oder Kalandern mit Organopolysiloxan-Elastomeren beschichtete. Diese Verfahren gehen wegen der langen i1rocknungazeiten ftir das Jiloxan-Gel und sein Lösungsmittel ungemein langsam vor sich0 Sie sind weiter kompliziert und daher kostspielig0 Wo ein gleichmä#iges Umwickeln von Maschinenteilen um scharfe Kanten oder über unebene Flächen erforderlich ist, wurde das Glasgewebe als dehnbare schräggewebte Schicht gefertigt, die leicht dem Auffasern unterworfen war und ein bindemittel erforderte, urn die im iiinkel verlaufenden Fasern während dem Überziehens mit dem Silicon und während des Härten an Ihrer Stelle zu halten. Das Bindemittel wird gewöhnlich in einem Lösungsmittel verwendet und muß vor dem Auftragen des. Silicons in einem besonderen einen getrocknet werden. Danach muß das anhaftende Material mechanisch entfernt oder chemisch gelöst werden, wodurch das an sich komplizierte Verfahren weiter verteuert wird0 Bei allen bekannten Verfahren zur erstellung von Isolierbändern wird der Wirtschaftlichkeit wegen zunächst ein sehr breites beschichtetes Band hergestellt. Dieses wird dann in schmale Streifen von brauchbarer Breite geschnitten.
• Durch das Zerschneiden wird an den seitlichen Rändern des Bandes das Innere des Gewebes freigelegt, viodurch dieses heraustreten kann und ein Auffasern des Gewebestranges innerhalb des Bandes begünstigt.
• Eine Verbesserung bei der Herstellung dehnbarer Bänder umfamt die Herstellung eines Gewebes der erforderlichen Breite aus in Längsrichtung parallel angeordneten sinusförmigen Fasern, die von geraden Längsfasern $ehEilten werden; Auspressen plastischen Isoliermaterials durch ein Paar im Abstand angeordneter otrangpressdüsen gegen eine Seite des Gewebes und gegen eine Seite eines Bandes; andrücken das Gewebes und des Bandes gegen die Strangpressd. iisen durch mindestens ein frei bewegliches Druclteil um einen imprägnierenden Uberzug auf einer weite des Gewebes und auf einer Seite des Bandes zu erhalten, und Auf bringen des Jberzugs auf dem Band auf die nicht beschichtete weite des Gewe bes. flansch wird das überzogene Gewebe erhitzt, um das plastische Isoliermaterial zu h{rten. Nach dem härten wird das äberzogene Gewebe durch Paare von mit unterschiedlicher Geschwindigkeit laufenden Strechwalzen geführt um das Gewebe längszustrecken und die Längssperrfassern zu zerreilden, so daß das fertige Band der Lcinge und Breite nach gedehnt werden kann0 Dieses Verfahren lä#t sich schnell und wirtschaftlich durchfähren und stellt das Band in lertiger gebrauchafähiger Breite her, wobei sich die Isolierschicht seitlich über das Stützgewebe erstreckt und so beide seitliche Ränder des Bandes verschließt.
• Nach einer Rbwandlung des Verfahrens verwendet man elktrisch leitende Drahte als Stützfasern oder Stützgewebe, um leitende oder igiderstandsbänder zu erhalten, in denen jeder Draht vollkommen durch die Umhüllung mit Isoliermaterial vom anderen isoliert ist. ach einer weiteren Abwandlung werden die Längssperrfassern im Stützgewebe weggelassen und die Längsfasern während des Strangpressverfahrens direkt in die uberzugsschichten eingebettet, wobei man gleichzeitig eine quer dazu verlaufende liin- und Herbewegung ausübt, um die Basern in Längsrichtung parallel und sinusförmig anzuordnen. Hierdurch entfällt das Weben des Stütz- bzw. verstärkenden Gewebes und es wird ein fertiges, direkt brauchbares Band von geringer breite mit geschlossenen seitlichen ändern erhalten, das in Längs- und seitlicher Richtung dehnbar ist.
• Entsprechend ist das Hauptziel der Erfindung ein verbessertes das das direkt in gebrauchsfertiger Breite hergestellt wird. und bei dem beide Ränder des inneren Stützgewebes oder der Fasern mit einem isolierenden, imprägnierenden Material umhüllt sind, Ein weiteres Ziel der Erfindung ist ein Band mit den oben beschriebenen Eigenschaften, bei dem die überzüge auf den entgegengesetzten Seiten aus verschiedenen Materialien bestehen und z,B. aus klebendem und nichtklebsndem Material hergestellt sind.
• Ein Ziel der Erfindung ist ferner ein verbessertes Band mit einer Stützschicht, auf deren beiden Seiten Teilüberzüge aus verschiedenem Isoliermaterial aufgebracht sind, wobei ein Teil auf einer eite des fertigen Bandes nach dem Härten klebend und der andere eil nicht klebend sein kann, und die eine auf der Rückseite des Bandes umgekehrt angeordnet sind, so da# beim Aufrollen des Bandes die aufeinanderliegenden Schichten nicht zusammenkleben, beim Umwickeln von elektrischen Maschinen oder Teilen davon die Bandlagen jedoch aneinander und an der Maschine haften.
• Außerdem ist Ziel der Erfindung ein verhessertes Band, bei dem das zu imprägnierende Stütz-oder Verstärkungsgewebe einfach dadurch gebildet-wird, daß man ein Muster paralleler, sinusförmiger Fasern der Länge nach legt und diese masern mit zerreißbaren Fasern hält, das Band durch Imprägnieren und Umhüllen des Gewebes fertigstellt, das plastische Überzugsmaterial härtet und. das Band gleichmäßig dehnt, um die Sperrfasern zu zerreißen, wodurch das fertige Band längs und quer dehnbar wird.
• Darüberhinaus ist Gegenstand der Erfindung die Herstellung eines verbesserten dehnbaren Bandes mit den oben angegebenen Eigenschaften, bei dem das innere Stützgewebe nicht vor dem Überziehen hergestellt wird, sondern bei dem die einzelnen Gewebe fasern direkt auf eine Schicht aus plastischem Material gelegt und mit einem darauf gepreßten Überzug aus plastischem Material bedeckt werden. Dadurch entfällt die Herstellung des Gewebes vor dem Imprägnieren und Überziehen.
• Ziel der Erfindung ist ferner die Herstellung eines verbesserten Bandes, bei dem das mit Isoliermaterial überzogene Stiitzgewebe sinusförmige, in Längsrichtung angeordnete Fasern aus elektrisch leitendem Material enthält, 80 daß das fertige Band dehnbar und als isoliertes Leit- oder Widerstandselement verwendbar ist.
• Die Bänder gemäß der Erfindung können schnell in wirksamer und leichter Weise mit geringen Kosten hergestellt werden und besitzen eine verbesserte Qualität. Die Erfindung wird anhand der bsiliegenden Zeichnungen an speciellen Ausftthrungsformen erläubert. Zn diesen Zeichnungen beziehen sich gleiche Bezugserz anf gleiche Teile: Abufang T zeiet eine Teilasbht eins in erfindungsgemä#er @@@ @@@@ tan Bandes, wobai ein Teil des Überzunges weggenommen ist, um die innere Stützschicht freizulegen, bevor die Sperrfasern zerrissen werden; Abbildung 2 zeigt eine vergrößerte Teilansicht längs der Linie 2-2 der Abb. 1; Abbildung 3 zeigt ähnlich wie Abbo 2 eine Teilansicht eines modifizierten Bandes, bei dem die imprägnierenden Überzüge an den seitlichen Rändern des Bandes abgeflacht sind; Abbildung 4 zeigt einen Querschnitt eines weiteren modifizierten Bandes Abbildung 5 zeigt eine Teilansicht durch einen Teil einer Bandrolle von der in Abb. 4 gezeigten Art; abbildung 6 zeigt einen Teilquerschnitt eines Bandes nach Abb. 5, das auf einen Teil einer elektrischen Maschine aufgewickelt ist; Abbildung 7 zeigt ähnlich wie Abb. I eine Teilansicht eines Banues.
• In den Abb. I und 2 ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dargestellt nach der ein elastisches Band. direkt in der gewünschten Gebrauchsbreite ohne Zerschneiden oder Zerschlitzen in der Länge hergestellt wird, und ein Stützgewebe aus den masern 10 und 12 enthält, die auf ihren gegenüberliegenden Seiten von Schichten a Isoliermaterial 14 und 16 überzogen sind. Die Schicht 14 und 16 erstrecken sich seitlich über die Kinder des Stützgewebes und verschließen diese.
• Der Gewebestreifen, der die Stütz- oder Verstärkungslage des Bandes bildet kann aus Glasl- oder Dakronfasern gewebt oder aus irgendeinem gewebten Material hergestellt sein. Bevorzugt wird ein Gewebestreifen aus Glasfasern 10, die in Lilngsrichtung parallel gelegt sind. Sie bilden ein sinusförmiges oder serpentinenartiges Muster, das ermöglicht, daß am Schluß das Gewebe sowohl in Langsals auch in Querrichtung zum fertigen Band gestreckt werden kann.
• Die Fsern 10 werden durch LTngsfasern 12 gehalten, die über und unter den Windungen der Fasern 10 verlaufen. Gegebenenfalls kann jede naser 12 um die sich mit ibr schneidenden Windungen der der Fasern 10 geknotet werden. Vorzugsweise werden Glasfasern 10 mit einem Durchmesser von etwa 0,038 - 0,050 mm (1,5-2,0 mills verwendet. Die fasern 10 können auch aus dünnen Drähten aus Kupfer oder anderen elektrisch leitenden Materialien oder legierungen bestehen. Die zerreißbaren operrfasern 12 bestehen vorzugsweise aus Nylon, Polyäthylen oder einem thermoplastischen Material oder sogar aus Baumwolle und haben einen geringeren Durchmesser von etwa 0,0038 - 0,0050 mm (0,1-0,2 mills).
• Die Schichten 14 und 16 sind aus irgendeinem geeignten Isoliermaterial, wie Siliconverbindungen, die in kittartiger Konsistenz bei Raumtemperaturen durch ein Paar Düsen, die sich über die volle Breite des Bandes und über die seitlichen Ränder des Stützgewebes 10, 12 erstrecken, bei Raumtermperatur kalt stranggepre#t werden.
• Die Strangpressung wird unter Drücken bis zu 560 kg/cm2 gegen eine Seite des sich bewegenden Gewebes und gegen eine Seite eins sich bewegenden Bandes oder eines anderen Übertragungsmittels vorgenommen.
• Die auf dem Band befindliche Schicht wird anschlie#end gegen die andere Seite des Gewebes bzw. des Stützmaterials 10, 12 gepreßt.
• Die Strangpressung beider Schichten und die Übertragung der einen Schicht vom Band auf die zweite Gewebeseite wird gegen eine Druckplatte vorgenommen, die in entgegengesetzer Richtung zur Strangpressung und unter einem Druck von etwa 0,70 - 3,50 kcm2 durchgeführt wird. Der Druck sowie die 'Strangpressgescbwindigkeit, das heißt die Geschwindigkeit des Stützgewebes 4 12 unter den Düsen der Strangpressvorrichtung bestimmen die Stärke der Ummantelung 14 und 16, die gegebenenfalls variiert werden kann.
• Ein bevorzugtes elastomeres Silicon für die Ummantelung 14 und 16 wird von der Fa. Dow Corning unter der Bezeichnung b(' 50 vertrieben. Die imprägnierenden Ummantelungen müssen nicht aus elastomeren Siliconen bestehen. Sie können auch beispielsweise einen Gummi oder Neopren enthalten, z*B. das von der Pa. Du Pont Corporation angebotene W Neopren.
• Nach der Strangpressung wird das sich bewegende Gewebe mit der Ummantelung zur üblichen Wärmehärtung bei den erforderlichen Teniperaturen und Zeiten durch einen Ofen geführt. Danach wird das fertige Band einheitlich längsgesreckt, indem man es durch zwei Paare von mit unterschiedlicher Geschviindigkeit laufenden Walzen führt, wodurch die Sperrfasern 12 an den Stellen zwischen den Windungen und den Fasern 10, d.h. zwischen den sperrenden Stellen der beiden Gruppen von Fasern zerrissen werden. Dieses band entspricht dann Abb. I, mit der Abweichung, daß die Pasern 12 zerrissen sind und so eine Dehnung des Bandes in der Länge und Breite ermöglicht ist.
• Aus Abb. I und 2 geht hervor, daß der Uberzug 14 und 16 in die Zwischenräume zwischen den Fasern 10 eine und über die seitlichen Ränder des Gewebestreifens hinaustritt und so beide Ränder des Bandes verschließt. Auf diese Weise erhält das Band von Anfang an die gewünschte geringe Breite für den Gebrauch, ohne daß es, bisher üblich, zerschnitten werden muß.
• Abb. 3 zeigt eine modifizierte Form des Bandes, bei dem die Fasern 10 des Stützgewebes zwischen den imprägnierenden Schichten 24 und 26 eingebettet sind. Letztere werden durch Strangpressung durch eine Dilse von besonderer Form hergestellt, wodurch die abgeschrägten Ränder 28 an jeder Seite des Bandes entstehen. Die abgeflachten Ränder ermöglichen ein glatteres Umwickeln von elektrischen Maschinen und deren Teilen, insofern, als die sich überlappenden Teile des Bandes eine geringe Dicke an den Rändern haben können, wodurch die Bandumwicklung weniger dick wird. Es ist kiar, daß andere Formen der verschließenden Teile der isolierenden Überzüge ebenfalls möglich sind. Ferner kann sich die Schicht 24 von der Schicht 26 durch das verwend.ete Imprägniermaterial unterscheiden; z.B. kann die Schicht 24 nach dem Härten aus einem nicht-klebenden und die Schicht 26 nach dem Härten aus einem klebenden Silicon bestehen. Ein klebendes Silicon ist z.B. das von der Fa. Dow Corning Corporation vertriebene DC 65380 Abb. 4 veranschaulicht ein weiteres modifiziertes Band, bei dem die verstärkenden Gewebefasern 10, 12 nach dem Härten mit einer Schicht 26' aus einem klebenden Silicon längs eines Teils der oberen Oberfläche und mit einer Schicht 24' länge de angrenzende a der Oberfläche überzogen sind Die Untsrseite der Gewebe fasern 10, 12 ist in ähnlicher eise mit zwei Schichten 24', 26' überzogen, jedoch in umgekehrter Reihenfolge, so daß sich eine nicht-klebende Schicht 24' anker Unterseite der verstärkenden Schicht direkt unter einer klebenden Schicht 26' an der Oberseite befindet. Wenn ein solches fertiges gehärtetes Band aufgerollt wird, liegen die aneinandergrenzenden Schichten des aufgerollten Bandes so, daß die klebenden Schichten 26' durch dazwischenliegende Schichten 24' des nicht klebenden Materials getrennt sind. 9s. Abb. 5). Auf diese Weise kann das Band ohne dazwischenliegende Trennschicht aufgerollt werden; die auf ein anderliegenden Schichten kleben nicht zusammen und das Band kann leicht entrollt und auf einen elektrischen Laschinenteil oder ein Kabel aufgebracht werden, wie Abb. 6 zeigt0 Wenn das Kabel 30 mit dem Band in einem Abstand. von etwa 1/2 randbreite umwickelt wird, halten die klebenden Teile 26' die einzelnen Umwicklungen fest zusammen.
• Beim Auftragen der zwei Schichten 24' und 26' auf die beiden Seiten des inneren Stützgewebes werden Strangpressdüsen verwendet die etwa halb so breit sind wie das fertige Band. Die klebende unc die nicht-klebende Rasse werden in die beiden strangpressvorrichtungen gegeben und die Gewebelage wird in einer wichtung daran vorbeigeführt, um die unterschiedlichen Schichten zuerst auf die Bne Seite des Gewebes aufzubringen. Dann wird das teilweise beschichtete Band wegegenommen, umgedreht und wieder in der gleichen Richtung durch die Vorrichtung geführt, um die beiden verschiedenen Schichten auf der gegenüberliegenden Seite des Gewebes auf zubringen.
• Abb. 7 zeigt ein weiteres modifiziertes Band, bei dem nur parallel angeordnete Verstärkungsfasern 40 verwendet wurden und die Sperrfasern, mit denen das Gewebe während der Herstellung zusammengehalten wird, wege£lassen sind. Der Überzug 14 wird durch eine Düse gegen ein sich bewegendes Band gepreßt; die Fasern 40 werden zwischen der erwähnten Düse und einer zweiten Düse, die die Schich 16 gegen das gleiche Band in gleicher Richtung preßt, auf die Schicht 14 gebracht. Während der Zuführung werden die Pasern 40 rieitlieh zur Bewegung des Bandes eine und herbewegt, so daß sie auf der schicht 14 in sinusförmiger paralleler Anordnung haften. Die aus der zweiten Düse gepreßte Schicht 16 bedeckt bei der Bewegung des Bandes die Fasern 40. Aufgrund der wellenförmigen Anordnung der Fasern 40 ist das fertige Band in der Längsrichtung und seitlich dehnbar. während des Herstellungsverfahrens wurden keine Längssperrfasern verwendet. Es ist daher auch nicht notwendig, sie nach dem harten der sichten 14 und 16 zu zerreißen. falls gewünscht, können die wellenförmigen Fasern 40 dünne Drähte aus Kupfer oder anderen geeigneten elektrischen leitenden Metallen oder Legierungen sein. werden solche Leiter verwendet, so kann das fertige Band als dehnbares elektrisches Widerstandselement verwendet werde, das um ein Ofenteil it gekrümmten Konturen als Heizelement gewunden und gedehnt werden kann. Die einzelnen Fasern 40 können auch verwendet werden, um eile eines Stromkreises zu verbinden. Die Dehnbarkeit des Bandes in zwei Richtungen ermöglicht die Verwendung als Verbindungsstück dort, wo ein starres Verbindungsstück nicht verwendet werden kann0 Kit der Erfindung werden in wirtschaftlicher weise wirksame Bänder zur Verfügung gestellt, die direkt in der gewünschten schmalen Breite erhalten werden, ohne daß ein breiteres Band der Länge nach zersohnitten werden muß und ohne die dabei auftretenden Nachteile in Kauf nehmen zu müssen, die darin bestehen da# die seitlichen Ränder des Bandes freiliegen, so da# die Isoliereigenschatten verringert werden und die Innenschicht über die Ränder des bandes heraustreten kann0

Claims (1)

1. P A T E N T A N S P R U C H E : 1. Dehnbares Band aus einer Vielzahl im allgemeinen kontinuierlicher Fasern die im esentlichen aus unelastischem Material bestehen, seitlich im Abstand voneinander angeordnet und in Längsrichtung durch mehrere Seitwärtskrüemungen nach einem regelmäßigen Muster wesentlich verkürzt nd, und einem elastischen elastomere Silicone umfassenden Überzugsmaterial in dem die Fasern vollständig eingebettet sind und das dem dehnbaren Band einen verhältnismäßig flachen äußeren Querschnitt ver-leiht, der im allgemeinen konstant über die Länge des sandes ist, wobei das Überzugsmaterial auf der einen Seite des Bandes, etwa längs seiner halben Breite vom Rande aus richt-klebend und das Überzugsmaterial auf der anderen Seite des Bandes etwa längs seiner halben Breite vom gleichen Rand aus klebend ist.

   2. Dehnbares Band nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da# es sich in Längsrichtung erstreckt und in Längsrichtung dehnbar ist, bei größerer Breite als Dicke einheitliche Dicke und Breite aufweist und an den Längsrändern frei von Fasermaterial ist 30 Dehnbares Band nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet daß die seitlichen krümmungen mindestens einer der im allgemeiner kontinuierlichen Fasern mit Abschnitten verhältnismäbig schviache IJängsfasern verbunden sind.

   4. Dehnbares Band nach Anspruch 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Fasern aus Glas besteht.

   5. Dehnbares Band nach Anspruch 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, das mindestens eine der Fasern aus elektrisch leitendem material besteht.

   6. Dehnbares Band nach Anspruch 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß seine Breite ein Vielfaches seiner Dicke beträgt und die Dicke im wesentlichen über die gesamte Breite konstant ist, so daß ein verhältnismäßig flaches bandartiges Produkt vorliegt, in dem die Fasern im Abstand über die. Breite zwischen den Rändern des Bandes angeordnet sind.

   70 Dehnbares Band nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daX wenigstens ein Teil einer Seite des Bandes bei Anwendung von Druck klebend ist.

   L e e r s e i t e