DE1690032B1 - ABSORBENT FLEXIBLE INSULATING TAPE - Google Patents
ABSORBENT FLEXIBLE INSULATING TAPEInfo
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Description
Die Spulenköpfe von Wicklungen, insbesondere großer elektrischer Maschinen, hat man vielfach durch Umwickeln der Spulenleiter mit saufgähigen Isolierbändern, die nachträglich mit Lack oder Harz getränkt werden, isoliert. Um diese Isolierung feuchtigkeitsbeständig zu machen und dem Spulenkopf eine gewisse mechanische Festigkeit zu geben, hat man diese Isolierbänder mit Harz im Vakuumverfahren getränkt und nach dem Tränken gehärtet. Diese Art der Imprägnierung ist mit einem erheblichen Aufwand an Einrichtungen und Arbeitszeit verbunden, insbesondere auch deshalb, weil man hierzu möglichst dünne, saugfähige Isolierbänder verwendet hat, da bei den bisherigen Ausführungen der Isolierbänder nur verhältnismäßig dünne Bänder eine ausreichende Anschmiegsamkeit an die Leiter aufweisen, die lufthaltige Falten oder Taschen in der Isolierumbandelung, die die Kapillarwirkung und damit die homogene Durchdringung der gesamten Isolierung mit Harz in Frage stellen, vermeiden.The coil ends of windings, especially large electrical machines, one has in many cases by wrapping the coil conductors with absorbent insulating tape, which are subsequently soaked with varnish or resin, isolated. To this isolation To make moisture-resistant and the coil end a certain mechanical strength to give, one has these insulating tapes soaked with resin in the vacuum process and after hardened by soaking. This type of impregnation involves considerable effort connected to facilities and working hours, especially because one has used as thin, absorbent insulating tape as possible, as with the previous Versions of the insulating tapes only relatively thin tapes are sufficient Have conformability to the ladder, the air-containing folds or pockets in the insulating bandage, the capillary action and thus the homogeneous penetration Avoid questioning the entire insulation with resin.
Für Isolierbänder werden saugfähige Stoffe aus Geweben, Vlies od. dgl. benutzt, die nachträglich mit Lack, Harz oder wachsähnlichen Stoffen imprägniert werden, um sowohl die Isolierfestigkeit als auch die mechanischen Eigenschaften zu verbessern.For insulating tapes, absorbent materials made of fabrics, fleece or similar are used. Like. Used, which is subsequently impregnated with paint, resin or wax-like substances to improve both the insulation strength and the mechanical properties to improve.
Es ist auch bekanntgeworden (deutsches Gebrauchsmuster 1789 276), Isolierbänder aus Kunststoffvlies mit in Längsrichtung eingebetteten Kunststoffäden zur Vergrößerung der Zugfestigkeit, beispielsweise aus Terephthalsäure-Polyester, zu verwenden, wobei das Isolierband mit Kunstharz beschichtet oder imprägniert auf den Leiter gewickelt wird.It has also become known (German utility model 1789 276) to use insulating tapes made of plastic fleece with plastic threads embedded in the longitudinal direction to increase the tensile strength, for example made of terephthalic acid polyester, the insulating tape being coated with synthetic resin or impregnated and wound onto the conductor.
Ein anderes bekanntgewordenes Isolierband (deutsches Gebrauchsmuster 1805 669) hat zwischen zwei Deckschichtbändern aus Kunststoffvlies ein zugbeanspruchbares Zwischenschichtband aus gewirkten Kunststoffäden. Das Gewirke ist zugbeanspruchbar und unlösbar mit den im Kunststoffvlies enthaltenen Bindefasern verschweißt. Ein solches mehrschichtiges und im Verhältnis zu einschichtigen Isolierbändern dickeres Isolierband benötigt weniger Lagen und damit weniger Arbeitszeit für die Umbandelung der Spulenleiter, jedoch ist im Vergleich zu einschichtigen, dünneren Isolierbändern eine Falten- oder Taschenbildung nicht auszuschließen, da die einzelnen Schichten miteinander über die ganze Oberfläche verteilt unlösbar verschweißt sind.Another insulating tape that has become known (German utility model 1805 669) has an intermediate layer tape made of knitted plastic threads that can be subjected to tensile stress between two cover layer tapes made of plastic fleece. The knitted fabric is tensile and permanently welded to the binding fibers contained in the synthetic fleece. Such a multilayered and thicker insulating tape compared to single-layered tapes requires fewer layers and thus less working time for wrapping the coil conductors, however, in comparison to single-layered, thinner insulating tapes, the formation of creases or pockets cannot be ruled out, as the individual layers overlap over the entire surface are distributed inseparably welded.
Die Erfindung betrifft ein saugfähiges, schmiegsames und zugbeanspruchbares Isolierband, das aus zwei porösen Deckschichtbändern und mindestens einem dazwischen angeordneten, zusammendrückbaren, porösen Zwischenschichtband besteht. Es ist die Aufgabe gestellt, trotz gegebenenfalls einer noch größeren Zahl von Schichtbändern die Saugfähigkeit des Isolierbandes zu erhöhen und bei einfacher und schneller Handhabung des Isolierbandes beim Umwickeln der Spulenleiter mit Sicherheit eine falten- und taschenlose Umbandelung zu erhalten.The invention relates to an absorbent, pliable and tensile one Insulating tape made up of two porous top-layer tapes and at least one in between arranged, compressible, porous interlayer tape. It is the Task set, despite possibly an even larger number of shift tapes to increase the absorbency of the insulating tape and with easy and quick handling of the insulating tape when wrapping the coil conductors with security a fold and to get pocketless wrapping.
Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt nach der Erfindung dadurch, daß die beiden Deckschichtbänder aus mit Kettfäden versehenem, zugbeanspruchbarem Kunststoffvlies auf der Basis von Terephthalsäure-Polyester, Polyamid, Polyimid, Polyester-Polyimid u. dgl. und die Zwischenschichtbänder aus anorganischem Vliesmaterial (Glasfaservlies, Asbestfaservlies) bestehen und daß alle Schichtbänder des Isolierbandes im verarbeitungsbereiten Zustand lediglich an den Rändern miteinander verbunden, sind.The object is achieved according to the invention in that that the two top layer tapes are made of warp threads that can be subjected to tensile stress Synthetic fleece based on terephthalic acid polyester, polyamide, polyimide, Polyester-polyimide and the like and the interlayer tapes made of inorganic non-woven material (Glass fiber fleece, asbestos fiber fleece) and that all layer tapes of the insulating tape when ready for processing only connected to each other at the edges, are.
Die einzelnen Schichtbänder von hoher Saugfähigkeit sind somit gegeneinander in ausreichendem Maße verschieblich, so daß sie sich bei der durch die Randverbindung ermöglichten erleichterten Umbandelung gut aneinander anpassen können, wodurch die Kapillarität der Isolierung an allen Stellen sichergestellt ist und das Imprägniermittel die Umbandelung hohlraum-und porenfrei ausfüllen kann. Die Dicke eines Isolierbandes nach der Erfindung ist vorzugsweise größer als 0,4 mm, was insbesondere dadurch erreicht wird, daß zwischen den beiden Deckschichtbändern mehrere Zwischenschichtbänder angeordnet sind.The individual layer tapes of high absorbency are thus against each other slidable enough so that they can be moved by the edge connection facilitated easy Umbandelung can adapt well to each other, whereby the Capillarity of the insulation is ensured at all points and the impregnating agent the wrapping can be filled without cavities and pores. The thickness of an electrical tape according to the invention is preferably greater than 0.4 mm, which in particular thereby what is achieved is that a plurality of intermediate layer tapes between the two top layer tapes are arranged.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert: F i g. 1 zeigt einen Querschnitt durch ein saugfähiges, schmiegsames Isolierband nach der Erfindung; F i g. 2 und 3 zeigen in schematischer Darstellung eine Tränkvorrichtung für die Wickelköpfe, die mit einem Isolierband nach der Erfindung isoliert sind.The invention is illustrated below with reference to one in the drawing Exemplary embodiment explained in more detail: F i g. 1 shows a cross section through a absorbent, pliable insulating tape according to the invention; F i g. 2 and 3 show a schematic representation of an impregnation device for the winding heads, which with an insulating tape according to the invention are isolated.
Zwischen den beiden Deckschichtbändern 1 sind mindestens ein, insbesondere aber mehrere Zwischenschichtbänder 3 angeordnet, wobei alle Schichtbänder an den Rändern 3 mit einer zunächst thermoplastischen Kittmasse 5 zusammengehalten sind. Die verhältnismäßig dünnen Deckschichtbänder 1 bestehen vorzugsweise aus Kunststoffvlies auf der Basis von Terephthalsäure-Polyester, Polyamid, Polyimid, Polyester-Polyimid u. dgl. und sind zur Erhöhung der Zugfestigkeit mit längs verlaufenden Kettfäden 4 versehen. Die Zwischenschichtbänder sind von vergleichsweise größerer Dicke als die Deckschichtbänder und bestehen aus einem stark zusammendrückbaren anorganischen Vliesmaterial, wie Glasfaservlies, Asbestfaservlies u. dgl. Die thermoplastische Kittmasse 5 kann ein schmelzbares Bindeharz oder aber beispielsweise aus einer mit Füllstoffen und Harz gebildeten Kittmasse bestehen. Als besonders geeignetes Material für die Zwischenschichtbänder hat sich ein anorganisches Wirrvlies, insbesondere ein Glasfaserwirrvlies erwiesen, das mit wenig Schlichte gebunden ist. Unter Schlichte ist dabei eine dünne Verklebung der Wirrfasern zu verstehen, die die Durchlässigkeit dieser gebundenen Fasern für das Imprägniermittel nicht beeinträchtigt. Um eine besonders lückenlose und enge Umhüllung des mit dem Isolierband nach der Erfindung umgebenen Leiters zu ermöglichen, ist es vorteilhaft, die Isolierbänder schrumpffähig zu machen, wozu die Kettfäden aus vorgereckten schrumpffähigen Fasern gebildet sind.At least one, but in particular a plurality of intermediate layer tapes 3 are arranged between the two cover layer tapes 1, all of the layer tapes being held together at the edges 3 with an initially thermoplastic cement compound 5. The relatively thin cover layer tapes 1 are preferably made of synthetic fleece based on terephthalic acid-polyester, polyamide, polyimide, polyester-polyimide and the like and are provided with warp threads 4 running longitudinally to increase the tensile strength. The intermediate layer tapes are comparatively thicker than the top layer tapes and consist of a highly compressible inorganic nonwoven material, such as glass fiber nonwoven, asbestos fiber nonwoven and the like. An inorganic tangled fleece, in particular a glass fiber tangled fleece, which is bound with little size, has proven to be a particularly suitable material for the interlayer tapes. A size is to be understood as a thin bond of the random fibers, which does not impair the permeability of these bonded fibers to the impregnating agent. In order to enable the conductor surrounded by the insulating tape according to the invention to be particularly seamless and tight, it is advantageous to make the insulating tapes shrinkable, for which purpose the warp threads are formed from pre-stretched shrinkable fibers.
Das wegen der Verwendung der angegebenen Materialien gut wärmebeständige Isolierband nach der Erfindung wird im trockenen Zustand, d. h. nicht imprägniert, unter mäßigem Zug überlappend auf die zu isolierenden Spulenleiter aufgebracht. Durch die Haftung der einzelnen Schichtbänder nur an ihren Rändern ist die für eine falten- und taschenfreie Aufbringung des Isolierbandes notwenige Längs- und Querverschiebbarkcit der einzelnen Schichtbänder gegeneinander ermöglicht, wobei ein Ausgleich etwaiger kleiner Falten an den Rändern dadurch ermöglicht wird, daß beim Vortrocknen der Isolierung für das Imprägnieren die thermoplastische Kittmasse aufweicht und die Schichtbänder sich dabei gegeneinander ausgleichen können. Es ist also zwischen den einzelnen Schichtbändern ein gewisser Dehnungsausgleich möglich. Mit dem Schmelzen bzw. dem Plastischwerden der Kittmasse schrumpft bei diesem Vortrocknungsprozeß das Isolierband und schmiegt sich eng und gleichmäßig an den Leiter an. Das hohlraum- und lufttaschenfrei aufgebrachte Isolierband kann dann mit Harz ohne Anwendung von Druck getränkt werden, wobei die gute Kapillarwirkung der Isolierung eine schnelle Durchtränkung bewirkt und danach ein Auslaufen dieses Tränkharzes beim Aushärten verhindert.The good heat resistance because of the use of the specified materials Insulating tape according to the invention is applied in the dry state, i. H. not impregnated, Applied overlapping with moderate tension on the coil conductors to be insulated. Due to the adhesion of the individual layer tapes only at their edges, this is for one Wrinkle-free and pocket-free application of the insulating tape, necessary longitudinal and transverse displacement kit of the individual layer tapes against each other, with a compensation of any small wrinkles at the edges is made possible by the fact that during the pre-drying of the Insulation for the impregnation softens the thermoplastic putty mass and the Layer bands can compensate each other. So it's between A certain amount of expansion compensation is possible for the individual layer tapes. With melting or the plasticizing of the putty mass shrinks during this pre-drying process the insulating tape and hugs the conductor tightly and evenly. The cavity and free of air pockets Applied electrical tape can then be made with resin can be soaked without the application of pressure, whereby the good capillary action of the insulation causes rapid soaking and then leakage of this impregnating resin prevented during hardening.
Als besonders vorteilhaft haben sich für die Bildung eines Isolierbandes nach der Erfindung Deckschichtbänder mit einer Dicke von beispielsweise etwa 0,05 mm erwiesen. Die Zwischenschichtbänder aus vorzugsweise Glasfaserwirrvlies haben beispielsweise eine Dicke von 0,2 bis 0,3 mm. Dies ist für das gute Saugvermögen vonVorteil. Das Glasfaserwirrvlies derZwischenschichtbänder ist mit einem ganz geringen Anteil der erwähnten Schlichte verbunden.They have proven to be particularly advantageous for the formation of an insulating tape according to the invention top layer tapes with a thickness of, for example, about 0.05 mm proven. The intermediate layer tapes are preferably made of nonwoven fiberglass for example a thickness of 0.2 to 0.3 mm. This is for the good pumping speed advantageous. The fiberglass fleece of the intermediate layer tapes is very small Share of the aforementioned finishing touches.
Das aus den Deck- und Zwischenschichtbändern bestehende Isolierband ist an den Rändern in einem Bereich von etwa 0,5 bis 1 mm Breite mit der thermoplastischenKittmassegebunden. Hierzu sind die Schichtbänder von gleicher Breite in der besagten Reihenfolge übereinandergelegt zu einer losen Bandrolle aufgerollt und die Bandrolle mit ihren Rollenstirnseiten beispielsweise auf eine mit geschmolzener Kittmasse dünn bedeckten Heizplatte gelegt und nach dem Tränken der Stirnseiten wieder entfernt. Man kann auch die zu Bandrollen zusammengerollten Bänder an ihren Rollenstirnseiten in dünner Schicht mit aus gelöstem Harz und Füllstoffen bestehender Kittmasse imprägnieren und nach dem Imprägnieren das Lösungsmittel des Harzes wieder entfernen, so daß in beiden Fällen ein Aufrollen der Bandrollen von selbst vermieden wird, jedoch unter leichtem Zug sich die Bandrolle abrollen läßt, wobei das Isolierband an den Rändern verklebt bleibt. Diese Verklebung ist trocken und hat somit beim Aufbringen des Isolierbandes auf den Leiter keinen nachteiligen Einffuß auf die leichte Verarbeitbarkeit. Außerdem ist durch das Verkleben der Bänder dafür gesorgt, daß die Zwischenschichtbänder nach außen abgekapselt sind, was bei Verwendung von Glasfaservliesen von Vorteil ist, da auf diese Weise Hautreizungen durch Glasstaub vermieden werden können.The insulating tape consisting of the cover and interlayer tapes is bonded to the thermoplastic cement mass at the edges in a range of about 0.5 to 1 mm wide. For this purpose, the layer strips of the same width are laid one on top of the other in the order mentioned Rolled up to a loose roll of tape and the roll of tape with its roll end faces for example placed on a heating plate thinly covered with molten putty and removed again after soaking the front sides. You can also use the tape rolls rolled up tapes on their roll front sides in a thin layer with loosened Impregnate the resin and fillers of the existing putty compound and after impregnation remove the solvent from the resin again, so that in both cases a roll-up the roll of tape is avoided by itself, but the roll of tape is tightened slightly lets unroll, the insulating tape remains glued to the edges. This bonding is dry and therefore does not have any when the insulating tape is applied to the conductor disadvantageous influence on the ease of processability. It is also due to the gluing of the tapes ensured that the interlayer tapes are encapsulated from the outside, which is an advantage when using fiberglass fleeces, as this causes skin irritation can be avoided by glass dust.
Vorzugsweise wird eine an sich bekannte, gering-fügig mehr als 50°/oige Überlappung des aufgewickelten Isolierbandes angewandt, wodurch an den Überlappungsstellen ein gewisses Überangebot an saugfähigem Isoliermaterial dargeboten wird und somit diese für die Isolierung etwas kritischen Stellen dadurch in ihrer dielektrischen Festigkeit erhöht werden.Preferably, a slightly more than 50% overlap of the wound insulating tape, known per se, is used, whereby a certain oversupply of absorbent insulating material is presented at the overlap points and thus these areas, which are somewhat critical for the insulation, are increased in their dielectric strength .
Zum Isolieren der Spulenköpfe elektrischer Maschinen unter Verwendung eines Isolierbandes nach der Erfindung kann- man vorteilhaft die Spulenköpfe mit dem Isolierband überlappt umwickeln und danach das Isolierband durch Wärmeeinwirkung bei gleichzeitigem Erweichen der Kittmasse an den Bandrändern auf die Leiter aufschrumpfen und danach das Blechpaket 7 gemäß F i g. 2 und 3 mit eingelegter Wicklung auf einer drehbaren Haltevorrichtung 8 anordnen, so daß sie durch flüssiges Tränkharz 9 bewegt wird. Dabei werden die Spulenköpfe fortschreitend vom äußeren Umfang zur Drehachse 10 hin mit Tränkharz benetzt. Die Bewegungsgeschwindigkeit des- Blechpaketes, der Harzzulauf und die Viskosität des Tränkharzes sind vorteilhafterweise auf die Saugfähigkeit und Kapillarität der porösen Isolierung so abgestimmt, daß eine hohlraum-und porenfreie Isolierung erzielt wird. Nach dem Tränken wird die Anordnung, beispielsweise unter Drehung, in einem Ofen gehärtet. Es hat sich dabei ergeben, daß bei einem Isolierband mit einem spezifischen Gewicht von 0,35 g/ccm und einer Viskosität des Tränkharzes von etwa 1000 cP die Drehgeschwindigkeit des Blechpaketes mit der Wicklung etwa eine Vierteldrehung pro Minute und die Steiggeschwindigkeit des Harzes etwa 3 bis 5 mm/Min. betragen soll.To isolate the coil heads of electrical machines using an insulating tape according to the invention, the coil heads can advantageously be wrapped in an overlapping manner with the insulating tape and then the insulating tape is shrunk onto the conductors by the action of heat while softening the putty at the tape edges and then the laminated core 7 according to F i G. Arrange 2 and 3 with inserted winding on a rotatable holding device 8 so that it is moved by liquid impregnating resin 9. The coil heads are gradually wetted with impregnating resin from the outer circumference to the axis of rotation 10. The speed of movement of the laminated core, the resin feed and the viscosity of the impregnating resin are advantageously matched to the absorbency and capillarity of the porous insulation in such a way that insulation that is free of cavities and pores is achieved. After the impregnation, the arrangement is hardened, for example with rotation, in an oven. It has been shown that with an insulating tape with a specific weight of 0.35 g / ccm and a viscosity of the impregnating resin of about 1000 cP, the speed of rotation of the laminated core with the winding is about a quarter turn per minute and the rate of rise of the resin about 3 to 5 mm / min. should be.
Die langsame Drehgeschwindigkeit läßt überschüssiges Harz von der Oberfläche abtropfen, so daß eine Überspülung und Abkapselung der Wicklung. mit überschüssigem Harz und damit ein Lufteinschluß sicher vermieden wird.The slow rotation speed lets excess resin off the Drain the surface so that an overflushing and encapsulation of the winding. with Excess resin and thus an air lock is reliably avoided.
Aus den genannten Gründen ist auch die Steiggeschwindigkeit des Harzes auf die Sauggeschwindigkeit - des Bandes abgestimmt. Da das Harz am gesamten Umfang der Spulenköpfe radial vordringen kann, wird die Tränkzeit auf ein Minimum herabgesetzt. Wenngleich dank der guten Kapillarwirkung des getränkten Isolierbandes die Harzfüllung auch beim Aushärten im Ofen im Inneren des Bandes bzw. der Isolierung gehalten wird, so kann es jedoch vorteilhaft sein, das Blechpaket mit der Wicklung in bekannter Weise bis zum Gelieren des Harzes im Ofen rotieren zu lassen. Dies bringt den Vorteil mit sich, daß das Harz an der Spulenkopfoberfiäche bleibt und somit auch zur besseren mechanischen Befestigung der Spulenkopfversteifungselemente beiträgt.For the reasons mentioned, so is the rate of rise of the resin matched to the suction speed of the belt. Because the resin on the entire circumference the coil heads can penetrate radially, the soaking time is reduced to a minimum. Albeit thanks to the good capillary action of the soaked insulating tape, the resin filling is held in the interior of the tape or insulation even during curing in the oven, however, it can be advantageous to use the laminated core with the winding in a known Rotate in the oven until the resin has gelled. This brings the advantage with it that the resin remains on the coil head surface and thus also for the better mechanical fastening of the coil head stiffening elements contributes.
Die Isolierung nach der Erfindung hat einen Verlustfaktoranstieg in Abhängigkeit von der Spannung ergeben, der geringer als 2 - 10-3 kV ist. Durch die innige Verklebung der Wicklungsisolierung und der Versteifungselemente bei der in kompakter Anordnung ausgehärteten Isolierung wird auch die mechanische Verfestigung und damit die Steifigkeit der Wickelköpfe beträchtlich verbessert. Es hat sich darüber hinaus gezeigt, daß die Isolierung nach der Erfindung wasserdicht ist.The insulation according to the invention has a dissipation factor increase in Depending on the voltage, which is less than 2 - 10-3 kV. Through the intimate bonding of the winding insulation and the stiffening elements in the in more compact arrangement cured insulation will also provide mechanical strengthening and thus the stiffness of the winding heads is considerably improved. It's got to be about it also shown that the insulation according to the invention is waterproof.
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