DE19912667A1

DE19912667A1 - Insulating tape for winding an electrical conductor

Info

Publication number: DE19912667A1
Application number: DE19912667A
Authority: DE
Inventors: Armin Piur
Original assignee: Micafil AG
Current assignee: Isovolta AG
Priority date: 1999-03-20
Filing date: 1999-03-20
Publication date: 2000-09-28
Also published as: KR20020003553A; CZ20013240A3; AU4288700A; SK11772001A3; CN1199198C; CN1344417A; EP1171889A1; JP2002540558A; WO2000057429A1; PL354041A1

Abstract

The invention relates to an insulating tape for spooling an electric conductor. The insulating tape is provided with a woven fabric serving as support body. Material having a high-quality dielectricity is mounted on the woven fabric which is wide-meshed and contains warp threads made of a relatively coarse yarn and weft threads made of a finer yarn. The warp threads and the weft threads are guided in the direction of winding. The warp threads are provided with little fibre density. This results in a surface weight that matches the surface weight of a fine-meshed woven fabric containing warp and weft threads made of finer yarn. A greater edge breaking strength is obtained in relation to the fine-meshed woven fabric. Said strength is obtained by means of the coarser yarn which is guided with less fibre density and is used in the warp threads. The insulating tape is characterised by a lower content of woven fabric and thus by good dielectric properties and great edge breaking strength at the same time and hereby by good windability at high winding speeds.

Description

Technical field

Die Erfindung bezieht sich auf ein Isolierband zum Bewickeln eines elektrischen Leiters mit einem als Tragkörper dienenden Gewebe mit in Wicklungsrichtung geführten Kettfäden aus einem ersten Garn und mit Schussfäden aus einem im Vergleich zum ersten Garn feineren zweiten Garn und mit einem auf dem Gewebe aufgebrachten, dielektrisch hochwertigen Material. Ein solches Band wird zur Isolierung der Wicklung einer elektrischen Maschine um einen elektrischen Leiter gewickelt, anschliessend unter Vakuum und Druck mit einem Imprägnierharz getränkt und danach unter Wärmezufuhr ausgehärtet.The invention relates to an insulating tape for winding an electrical Conductor with a fabric serving as a support body with in the winding direction guided warp threads from a first yarn and with weft threads from an in Compared to the first yarn finer second yarn and with one on the fabric applied, dielectric high quality material. Such a band becomes Insulation of the winding of an electrical machine around an electrical conductor wrapped, then under vacuum and pressure with an impregnation resin soaked and then cured with heat.

State of the art

Ein Isolierband gemäss dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 ist beispielsweise DE 38 24 254 A und EP 0 194 974 B zu entnehmen. Dieses Isolierband enthält einen mechanisch festen Tragkörper aus Glasseidengewebe mit einem Flächengewicht von typischenrweise 20 bis 40 g/cm² und eine auf dieses Gewebe aufgebrachte Schicht aus einem dielektrisch hochwertigen Material, wie etwa Feinglimmer oder Glimmerpapier, mit einem Flächengewicht, welches ein Mehrfaches des Flächengewichts des Gewebes ist. Durch den Gewichtsanteil an dielektrisch hochwertigem Material bestimmt sich die Güte, insbesondere die Durchschlagsfestigkeit, einer aus dem Isolierband hergestellten Isolierung.An insulating tape according to the preamble of claim 1 can be found, for example, in DE 38 24 254 A and EP 0 194 974 B. This insulating tape contains a mechanically strong support body made of glass silk fabric with a basis weight of typically 20 to 40 g / cm ² and a layer of a dielectric high-quality material, such as fine mica or mica paper, applied to this fabric with a basis weight which is a multiple of the basis weight of the Fabric is. The quality, in particular the dielectric strength, of an insulation made from the insulating tape is determined by the proportion by weight of high-quality dielectric material.

Bevorzugte Glasseidengewebe für ein Isolierband weisen Flächengewichte von ca. 23 g/cm² und ca. 33 g/cm² auf. Das leichtere Gewebe ist von Kett- und Schussfäden aus einem Garn mit einem Fadengewicht von ca. 5,5 tex (Masse in g pro 1000 m Fadenlänge) gebildet, wohingegen das schwerere Gewebe Schussfäden aus Garn mit einem Fadengewicht von ca. 5,5 tex und Kettfäden aus einem gröberen Garn mit einem Fadengewicht von ca. 11 tex aufweist. Die Zugfestigkeit des leichteren Gewebes in Richtung der Kettfäden beträgt ca. 75 N/cm, diejenige des schwereren Gewebes ca. 130 N/cm. Bei der Herstellung der Isolierung werden die Kettfäden in Wicklungsrichtung gerichtet. Da das schwerere Gewebe eine höhere Zugfestigkeit in Wicklungsrichtung aufweist als das leichtere Gewebe, kann ein das schwerere Gewebe enthaltendes Isolierband mit höherer Geschwindigkeit gewickelt werden, ohne dass hierbei das Band reisst. Allerdings ist dann wegen des höheren Gewebeanteils am Isolierband die Durchschlagsfestigkeit der Isolierung geringer als die Durchschlagsfestigkeit einer gleich dicken Isolierung aus einem das leichtere Gewebe enthaltenden Isolierband.Preferred glass silk fabrics for an insulating tape have basis weights of approximately 23 g / cm ² and approximately 33 g / cm ² . The lighter fabric is made up of warp and weft threads from a yarn with a thread weight of approximately 5.5 tex (mass in g per 1000 m of thread length), whereas the heavier fabric is made from weft threads made of yarn with a thread weight of approximately 5.5 tex and warp threads made of a coarser yarn with a thread weight of approx. 11 tex. The tensile strength of the lighter fabric in the direction of the warp threads is approx. 75 N / cm, that of the heavier fabric approx. 130 N / cm. When producing the insulation, the warp threads are directed in the winding direction. Since the heavier fabric has a higher tensile strength in the winding direction than the lighter fabric, an insulating tape containing the heavier fabric can be wound at a higher speed without the tape tearing. However, because of the higher proportion of fabric on the insulating tape, the dielectric strength of the insulation is lower than the dielectric strength of an insulation of the same thickness from an insulating tape containing the lighter fabric.

Presentation of the invention

Es stellt sich deshalb die Aufgabe, ein Isolierband der eingangs genannten Art zu schaffen, welches einen geringen Gewebeanteil aufweist und sich dennoch durch eine hohe Reissfestigkeit auszeichnet.It is therefore the task of an insulating tape of the type mentioned create, which has a small proportion of tissue and still through high tear resistance.

Das Isolierband nach der Erfindung ist wegen des geringen Gewebeanteils zur Herstellung dielektrisch hochwertiger Isolierungen hervorragend geeignet, so wie sie bisher aus einem Isolierband mit einem leichten Glasgewebe aus feinem Garn hergestellt wurden. Da das im Isolierband nach der Erfindung in den Kettfäden des Gewebes eingesetzte, verhältnismässig grobe Garn lediglich eine geringe Fadendichte aufweist, kann der Gewebeanteil dieses Bandes praktisch genausogross gehalten werden wie derjenige beim vorgenannten Isolierband mit leichtem Glasgewebe. Zudem beeinträchtigt auch die Dicke des in den Kettfäden verwendeten gröberen Garns nicht die dielektrischen Eigenschaften des Isolierbandes nach der Erfindung bzw. der danach hergestellten Isolierung, da einerseits eine Verdoppelung des Fadengewichts lediglich eine Verdickung des Fadendurchmessers um das 1,4-fache bewirkt, und da sich andererseits wegen der geringen Fadendichte die dicken Fäden beim Wickeln verflachen.The insulating tape according to the invention is due to the small proportion of fabric Manufacture of high quality dielectric insulations, just like them So far from an insulating tape with a light glass fabric made of fine yarn were manufactured. Since that in the insulating tape according to the invention in the warp threads of Fabric used, relatively coarse yarn only a small one Having thread density, the fabric portion of this tape can be practical are kept the same size as those with the aforementioned insulating tape lightweight glass fabric. The thickness of the warp threads also affects coarser yarns did not use the dielectric properties of the Insulating tape according to the invention or the insulation produced thereafter, because on the one hand a doubling of the thread weight only a thickening of the Thread diameter caused by 1.4 times, and because on the other hand because of low thread density flatten the thick threads during winding.

Darüber hinaus zeichnet sich das Isolierband nach der Erfindung vor allem dadurch aus, dass es beim Wickeln wie ein Isolierband belastet werden kann, welches als Tragkörper für das dielektrisch hochwertige Material ein schweres Gewebe enthält mit engmaschig abgelegten Kettfäden aus gröberem Garn. Diese Entdeckung war zweifelsohne überraschend, da ja die beim Wickeln wesentliche Eigenschaft der Zugfestigkeit des zu wickelnden Isolierbandes beim Isolierband nach der Erfindung wegen der geringen Anzahl an Kettfäden nicht grösser ist als bei einem Isolierband mit einem gleichschweren Gewebe und mit einer grossen Anzahl an Kettfäden aus feinerem Garn. Der Erfinder hat aber erkannt, dass beim Bewickeln eines elektrischen Leiters, welcher im allgemeinen rechteckiges oder quadratisches Profil aufweist, nicht allein die Zugfestigkeit von Bedeutung ist, sondern vor allem die Kanteneinreissfestigkeit. Die Kettfäden reissen beim Wickeln nicht gemeinsam, sondern ausgehend von einer auf dem Leiter abgelegten Bandkante Faden für Faden. Daher ist die Festigkeit der einzelnen Kettfäden für die Reissfestigkeit des Isolierbandes von besonderer Wichtigkeit. Durch Verwendung weniger, jedoch relativ dicker und damit auch reissfester, Kettfäden wurde nun eine Gewebe konstruktion erreicht, welche den Forderungen nach einem kanteneinreissfesten und leichten Gewebe nachkommt.In addition, the insulating tape according to the invention is characterized above all from that it can be loaded like an insulating tape when winding, which as Support body for the dielectric high-quality material contains a heavy fabric with closely laid warp threads made of coarser yarn. That discovery was Undoubtedly surprising, since the essential property of winding is that Tensile strength of the insulating tape to be wrapped in the insulating tape according to the invention because of the small number of warp threads is not larger than with an insulating tape with an equally heavy fabric and with a large number of warp threads finer yarn. However, the inventor recognized that when winding a electrical conductor, which is generally rectangular or square profile not only the tensile strength is important, but above all that Edge tear resistance. The warp threads do not tear together when winding, but starting from a band edge thread on the conductor for Thread. Therefore, the strength of the individual warp threads for the tensile strength of the Insulating tape of particular importance. By using less, however relatively thick and therefore also more tear-resistant, warp threads now became a fabric construction achieved, which meet the requirements for an edge tear resistant and lightweight tissue.

Darüber hinaus ist das Isolierband nach der Erfindung verhältnismässig grobmaschig ausgebildet und zeichnet sich dementsprechend durch eine verhältnismässig grosse Porosität aus. Diese grosse Porosität erleichtert und beschleunigt das Tränken des gewickelten Isolierbandes mit Imprägnierharz ganz wesentlich.In addition, the insulating tape according to the invention is proportionate coarse-meshed and is accordingly characterized by a relatively large porosity. This large porosity eases and accelerates the impregnation of the wound insulating tape with impregnating resin essential.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Isolierbandes nach der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Advantageous developments of the insulating tape according to the invention are in the dependent claims specified.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend beschrieben.A preferred embodiment of the invention is described below.

Way of carrying out the invention

Für das Bewickeln eines elektrischen Leiters von rechteckigem Profil wurden drei Isolierbänder hergestellt. Diese Isolierbänder enthielten jeweils als Tragkörper ein unterschiedlich strukturiertes Glasseidengewebe sowie ein mit dem Gewebe verklebtes Glimmerpapier mit einem Flächengewicht von 180 g/m². Diese drei Isolierbänder wurden jeweils in einer Breite von ca. 25 mm in Kettrichtung (Wicklungsrichtung) aus ca. 1 m breiten Isolierbandbahnen herausgeschnitten. An den drei Isolierbändern wurden sodann die Zugfestigkeit, die Kanteneinreissfestigkeit (Reissfestigkeit eines schräg zu einer Kante des Leiters geführten und auf dieser Kante abgestützten Isolierbandes) und die Porosität (nach Gurley Hill) ermittelt. Diese Grössen sind beim Bewickeln des elektrischen Leiters sowie beim Tränken des bewickelten Leiters mit Imprägnierharz von Bedeutung. Die Strukturen der zu den drei Isolierbändern gehörenden Glasseidengewebe und die vorgenannten Eigenschaften der drei Bänder sind in der nachfolgenden Tabelle zusammengefasst.
Three insulating tapes were made for winding an electric conductor of rectangular profile. These insulating tapes each contained a differently structured glass silk fabric and a mica paper glued to the fabric with a weight per unit area of 180 g / m ² . These three insulating tapes were each cut out of approx. 1 m wide insulating tape strips with a width of approx. 25 mm in the warp direction (winding direction). The tensile strength, the edge tear resistance (tear strength of an insulating tape guided at an angle to an edge of the conductor and supported on this edge) and the porosity (according to Gurley Hill) were then determined on the three insulating tapes. These sizes are important when winding the electrical conductor and when impregnating the wound conductor with impregnating resin. The structures of the glass silk fabrics belonging to the three insulating tapes and the aforementioned properties of the three tapes are summarized in the table below.

Aus dieser Tabelle ist ersichtlich, dass im Unterschied zu den zum Stand der Technik zu zählenden Isolierbändern 1 und 2 beim Isolierband 3 die Kettfäden von einem groben Garn gebildet sind und eine geringe Fadendichte aufweisen. Dadurch wird ein grobmaschiges Gewebe mit einem Flächengewicht erreicht, dass dem Flächengewicht des Kett- und Schussfäden aus feinerem Garn enthaltenden, feinmaschigen Gewebes des Isolierbandes 1 entspricht. Im Unterschied zu diesem Gewebe weist das Gewebe des Isolierbandes 3 jedoch eine doppelt so hohe Kanteneinreissfestigkeit auf. Eine vergleichbar hohe Kanteneinreissfestigkeit weist zwar auch das Gewebe des Isolierbandes 2 auf, jedoch ist dieses wesentlich schwerer, so dass eine danach gefertigte Isolierung eine erheblich geringere dielektrische Festigkeit aufweist als eine geometrisch entsprechend ausgebildete Isolierung aus dem Isolierband 3.This table shows that, in contrast to the status of Technology to count insulating tapes 1 and 2 in the insulating tape 3 the warp threads of a coarse yarn are formed and have a low thread density. Thereby a coarse-mesh fabric with a basis weight is achieved that the Weight per unit area of warp and weft threads made of finer yarn corresponds to fine-mesh fabric of the insulating tape 1. Unlike this Tissue, however, the fabric of the insulating tape 3 is twice as high Edge tear resistance. It has a comparably high edge tear resistance the fabric of the insulating tape 2 is also on, but this is essential heavier, so that insulation manufactured afterwards is considerably less Dielectric strength has a geometrically correspondingly designed Insulation from the insulating tape 3.

Um kein zu grosses Flächengewicht und keine zu grosse Dicke des Gewebes bei grosser Kanteneinreissfestigkeit zu erreichen, empfiehlt es sich, vorwiegend Garne zu verwenden, deren Fadengewichte sich etwa wie 2 zu 1 verhalten. Bei einem Flächengewicht des Gewebes zwischen 20 bis 28 g/cm² sollte die Fadendichte der Kettfäden 10 bis 20 Fäden pro cm beträgt. Das Isolierband 3 kann dann mit einer Kanteneinreisskraft zwischen 12 und 18 N beaufschlagt werden. In order not to achieve a too large basis weight and not too great a thickness of the fabric with great edge tear resistance, it is advisable to use predominantly yarns whose thread weights behave roughly like 2 to 1. With a basis weight of the fabric between 20 to 28 g / cm ² , the thread density of the warp threads should be 10 to 20 threads per cm. The insulating tape 3 can then be subjected to an edge tearing force between 12 and 18 N.

Wie aus der Tabelle entnommen werden kann, weist das Isolierband 3 eine fast doppelt so hohe Porosität wie das vom Flächengewicht her vergleichbare, zum Stand der Technik zählende Isolierband 2 auf. Daher kann bei der Herstellung eines isolierten Leiters nach dem Bewickeln des Leiters sehr rasch mit Tränkharz imprägniert und dadurch die Herstellzeit ganz wesentlich herabgesetzt werden.As can be seen from the table, the insulating tape 3 has an almost twice as high porosity as that comparable in basis weight, for State of the art insulating tape 2. Therefore, in the manufacture of a insulated conductor very quickly after soaking the conductor with impregnating resin impregnated and thus the manufacturing time can be reduced significantly.

Claims

1.Insulating tape for winding an electrical conductor with a fabric serving as a supporting body with warp threads made of a first yarn guided in the winding direction and with weft threads made of a finer second yarn compared to the first yarn and with a dielectric high-quality material applied to the fabric, characterized that the fabric is coarse-meshed and that the warp threads have a thread density such that the weight per unit area of the fabric corresponds to the weight per unit area of a warp and weft threads made of the finer second yarn containing fine-mesh fabric.

2. Insulating tape according to claim 1, wherein the first and the second yarn from the are made of the same material, characterized in that the Thread weights from first to second yarn behave roughly like 2 to 1.

3. Insulating tape according to claim 2, in which the first and the second yarn are made of glass fibers, characterized in that with a basis weight of the fabric between 20 to 28 g / cm ^2, the thread density of the warp threads is 10 to 20 per cm.

4. Insulating tape according to claim 3, characterized in that the insulating tape an edge tear force between 12 and 18 N can be applied.