DE3031529A1

DE3031529A1 - Verfahren und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens zum aufbringen eines bandes aus isoliermaterial in laengsrichtung eines elektrischen leiters

Info

Publication number: DE3031529A1
Application number: DE19803031529
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Gunnar Västeraas Borgström; Dipl.-Ing. Bengt Skultuna Rothman
Original assignee: ASEA AB
Current assignee: ABB Norden Holding AB
Priority date: 1979-09-04
Filing date: 1980-08-21
Publication date: 1981-03-19
Also published as: SE7907341L; SE445503B; US4309231A; FR2464541A1; CH651959A5; FR2464541B1

Description

ASEA AB, Västeras/Schweden

Verfahren und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Aufbringen eines Bandes aus Isoliermaterial in Längsrichtung eines elektrischen Leiters

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Aufbringen eines Bandes aus Isoliermaterial in Längsrichtung eines elektrischen Leiters gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

In der DE-OS 27 16 634 werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufbringen eines Bandes aus Isoliermaterial in Längsrichtung eines rechteckigen elektrischen Leiters beschrieben, wobei das Isolierband um den Leiter geschlagen wird. Dabei wird zunächst ein in Längsrichtung verlaufender Streifen des Isolierbandes mit einem im voraus auf dem Band angebrachten Bindemittel an einer Seite des Leiters fixiert, bevor die übrigen Teile des Isolierbandes um die anderen Seiten des Leiters geschlagen und mit dem Bindemittel daran fixiert werden.Die Fixierung der einzelnen Teile am Leiter geschieht dadurch, daß das Bindemittel beim Kontakt mit dem im voraus erhitzten Leiter erhitzt wird. Zur Durchführung des Verfahrens kann man gemäß der genannten DE-OS seitlich des Leiters angeordnete Rollen verwenden, die ein Umschlagen des Bandes besorgen und umgeschlagene Teile des Bandes zur Erzielung einer guten Fixierung am Leiter gegen den Leiter drücken. Mit dieser bekannten

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Technik kann man in effektiver und kontinuierlicher Weise mit dem Isolierband isolierte Leiter herstellen, deren Isolierung völlig oder nahezu blasenfrei ist und eine gut definierte und vorherbestimmbare Geometrie und Lokalisierung auf dem Leiter hat.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Verfahren und die zugehörige Durchführungsvorrichtung in der Weise weiterzuentwickeln, daß eine noch gleichmäßigere Auftragung ' des Isolierbandes auf den Leiter möglich wird und die Gefahr eines Zerreissens des Isolierbandes bei der Verarbeitung (Biegung) des isolierten Leiters praktisch ausgeschlossen wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 vorgeschlagen, welches erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale hat.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens nach der Erfindung ist im'Anspruch 2 genannt. Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist gemäß der Erfindung durch die im Anspruch 3 genannten Merkmale gekennzeichnet.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Durchführungsvorrichtung ist im Anspruch 4 genannt.

Wie bei dem bekannten Verfahren geht auch das Verfahren nach der Erfindung von einem mit Bindemittel versehenen Isolierband

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aus, das zunächst nur mit einem in Längsrichtung des Bandes verlaufenden Streifen an einem in Längsrichtung verlaufenden Teil des Leiters fixiert wird, bevor die übrigen Teile des Isolierbandes um den Leiter herumgeschlagen und an diesem fixiert werden. Dadurch, daß gemäß der Erfindung das Herumschlagen der übrigen Teile des Isolierbandes um den Leiter durch eines oder mehrere endlose Bänder erfolgt, wird eine wirksame Streckung des Isolierbandes um den Leiter erreicht, insbesondere um die am Leiter vorhandenen Kanten. Diese Streckung bewirkt, daß das Isolierband außerordentlich gleichmäßig um den Leiter zu liegen kommt. Der isolierte Leiter kann deshalb um Dorne mit sehr kleinen Radien gebogen werden ohne daß das Isoliermaterial zerreißt. Ferner ermöglicht die Erfindung die Anwendung einer höheren Geschwindigkeit beim Umschlagen, da die Dämpfung von Schwingungen des Leiters verbessert wird. Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist kürzer als die bekannten Vorrichtungen.

Das Isoliermaterialband kann direkt auf den blanken Leiter oder auf einen bereits beispielweise mit Lack oder Polymerfilm isolierten Leiter aufgebracht werden. Der Lack kann dabei von der Art sein, wie er normalerweise zur Lackierung von Wicklungsdraht verwendet wird,also z.B. Terephtalsäurealkyde, Polyesterimiden, Polyamidimiden, Polyimiden, Polyuretane, Silikone und Epoxyharze. Das Polymer im Polymerfilm kann u.a. aus einem linearen, unverzweigten oder verzweigten Polymer bestehen, wie z.B.PoIyamidimid, Polyimid, ein auf Polyhydantoin basierendes Polymer,

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Polyäthylenglykolterephtalat, Polykarbonat und Polysulfon. Der Polymerfilm kann gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebracht werden, wobei der Film in Längsrichtung des Leiters angeordnet und um die Kanten des Leiters umgeschlagen wird. .Es ist auch denkbar, den Film um den Leiter zu spinnen. Zumindest im letztgenannten Fall wird bei der Anwendung der vorliegenden Erfindung ein anderes Isoliermaterialband auf den Polymerfilm in Längsrichtung des Leiters aufgebracht.

Außer Polymerfilmen können als Beispiel für Isolierbänder, die sich für ein Aufbringen gemäß der vorliegenden Erfindung eignen, verschiedene Arten von Glimmerband genannt werden, z.B. ein Band, das aus einer Mischung von kleinen Glimmerschuppen (<I5mm ) und kurzen Fasern eines linearen Polymers, wie Polyamid, oder kurzen Fasern aus Zellulose oder Glas aufgebaut ist, oder ein Band, das nur aus kleinen Glimmerschuppen besteht. Auch Isolierband aus beispielsweise Papier oder gewebten Textilfaden, wie Baumwollfäden oder Polyamidfäden kann zur Isolierung von Leitern gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Das Bindemittel, das vor dem Aufbringen des Bandes auf den Leiter auf das Isoliermaterialband aufgetragen wird, kann so beschaffen sein, daß es erhitzt werden muß, bevor es am Leiter fixiert wird. Notwendig ist dies jedoch nicht. Als Beispiel für geeignete Bindemittel können flexible Polyuretanharze, mit Polyamiden modifizierte Epoxyharze, mit Isozyanaten modifizierte Polyesterharze, Tnit Polyuretanharz modifizierte Epoxyharze sowie gewisse Gummiarten genannt werden.

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Anhand der Figuren soll die Erfindung näher beschrieben werden.

Es zeigen

Figur 1 schematisch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung in Seitenansicht, Figur 2- 6 T 'Ie der Vorrichtung gemäß Figur 1 in Ansichten in Längsrichtung des zu isolierenden Leiters, Figur 7 einen isolierten Leiter zur Erläuterung einer alternativen Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung.

Ein Kupferleiter mit rechteckigem Querschnitt 10, der beispielsweise eine Breite von 8 mm und eine Höhe von 3 mm hat und der blank oder isoliert sein kann,z.B. mit einer Lackschicht aus Terephtalsäurealkyd oder mit einem Film aus beispielsweise PoIyamidimid, wird gemäß Fig.1 von einer Vorratsrolle 11 durch eine Induktionsspule 12 geführt, wo er auf 300° erhitzt wird. Ein Band 13 aus Isoliermaterial, das beispielsweise eine Breite von 20 mm und eine Dicke von 75JU-m hat und aus einer Mischung von gleichen Gewichtsteilen kleiner Glimmerschuppen und kurzer

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Fasern eines aromatischen Amids (z.B.NOMEX M von Du Pont,USA) besteht, und das auf der einen Seite mit einer dünnen Schicht eines Bindemittels versehen ist, das beispielsweise aus einem polyaraidmodifizierten Epoxyharz besteht (z.B. AF-42 von Minnesota Mining and Manufacturing Company, USA), wird von der Vorratsrolle 14 zum Leiter geführt, wobei die mit Bindemittel belegte Seite zum Leiter gerichtet ist. Das Isolierband wird längs seines mittleren Bereichs 13a mit einer ersten Seite 10a des Leiters in Kontakt gebracht und mit diesem Mittenbereich

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an dieser Seite des Leiters in einer Vorrichtung fixiert, die einen flachen Tisch 15 und Rollen 16 umfaßt, die gegen die Oberseite des Leiters gedrückt werden (Fig.2). Der Druck wird durch auf die Achsen der Rollen wirkende Federn erzeugt. Die Rollen 16 bestehen vorzugsweise aus einem Kunststoff, wie Polytetrafluoräthylen, der eventuell mit einem Metallmantel überzogen ist. Die Fixierung des Mittenbereichs des Bandes geschieht dadurch, daß das Bindemittel, das anfänglich trocken ist, im Mittenbereich 13a durch die Wärme des Leiters schmilzt und härtet. Jedes der über die erste Seite des Leiters hinausragenden Teile 13b und 13c des Bandes wird danach um die Kante des Leiters geschlagen, die von der ersten Seite 10a und einer benachbarten Seite 10b bzw. 10c gebildet wird. Dieses Umschlagen erfolgt durch eine Anzahl Vorrichtungen 17»18 mit endlosen Bändern 19,20, die zweckmäßigerweise aus einem Material bestehen, das einen niedrigen Reibungskoeffizienten hat, wie z.B. PoIytetrafluoräthylen. Die'Bänder laufen senkrecht zur Längsrichtung des Leiters. Jede der Vorrichtungen 17 und 18 enthält außer den endlosen Bändern 19 und 20 auch Förderrollen 21 bzw.22 und Umlenkrollen 23 bzw.24. Die Bänder 19 und 20 werden unter Zwischenlegung des Isolierbandes 13 durch auf die Achsen der Förderrollen wirkende Federn um den Leiter gespannt. Wie aus Fig.3 hervorgeht, bewirkt das Band 19, daß der Teil 13b des Isolierbandes so um den Leiter herumgeschlagen wird, daß der Teil 13b.. an die Seite 10b und der Teil I3bp an die Seite 10d des Leiters anliegt. Durch die Bewegung des Bandes wird eine Streckung des Bandteils 13b längs des Leiters bei dem Umschlagen verursacht.

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Auf entsprechende Weise bewirkt das Band 20 ein Umschlagen des Teils 13c des Isolierbandes, so daß der Teil 13C₁ an die Seite 10c und der Teil 13c„ an die Seite lOd anliegt. Das Umschlagen geschieht im gezeigten Ausführungsbeispxel schnell genug, damit das Bindemittel auf dem Band nicht härtet, wodurch die Teile 13b und 13c eine gewisse Gleitbewegung auf dem Leiter bei dem Umschlagen ausführen können. Es ist offensichtlich, daß eine Vorrichtung 17 nur dann dazu benutzt werden kann, den Teil 13b~ gegen die Seite 10d des Leiters zu drücken, wenn der Teil 13b. zuvor in einer weiteren entsprechenden Vorrichtung, deren endlose Bänder einen Winkel mit der Seite 10d des Leiters bilden, gegen die Seite 10b gedrückt wurde. Nachdem der Leiter die Vorrichtungen 17 und 18 passiert hat, erreicht er eine Anzahl Druckrollen 25 bzw.26. Die Rollen 25 haben ein an der Seite 10b des Leiters liegendes zylindrisches Teil 25a und ein an der Seite 10d des Leiters liegendes Teil 25b mit einer auf den Leiter gerichteten Fläche, die zu der Seite 10d parallel liegt. Auf entsprechende Weise haben die Rollen 26 ein an der Seite 10c des Leiters liegendes zylindrisches Teil 26a und ein an der Seite 10d des Leiters liegendes Teil 26b mit einer auf den Leiter gerichteten Fläche, die zu der Seite 10d des Leiters parallel liegt. Die Rollen 25 und 26, die vorzugsweise aus Polytetrafluoräthylen bestehen können, werden durch Federkraft gegen die Seiten 10b und 1Od bzw. 10c sowie 10d des Leiters gedrückt. Unter den Rollen 25 und 26 sind mehrere Stützen angeordnet, die als Gegenhalter für den nach unten gerichteten Druck der Rollen auf den Leiter dienen. Durch die Rollen 25 und 26 erreicht man

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eine effektive Anlage der Isolierbandteile 13b und 13b_? bzw. 13c-und 13Cp längs ihrer ganzen jeweiligen Anlagefläche am Leiter dadurch,daß die genannten Teile des Isolierbandes an den Leiterseiten durch Härten des Bindemittels fixiert werden. Wenn die Fixierung der Teile des Isolierbandes bereits in den Vorrichtungen 17 und 18 erfolgt, kann man auf die Rollen 25 und 26 verzichten. Der Leiter mit dem aufgebrachten Band passiert schließlich einen flachen Tisch 28 mit einer Anzahl Rollen 29 von gleicher Art wie 'die Rollen 16, bevor er auf die Aufrollvorrichtung 30 gewickelt wird.

Figur 7 zeigt die Aufbringung eines Bandes 31 auf den Leiter, das breiter ist als das Band 13. Man kann beispielsweise zuerst das Teil 31a mit Vorrichtungen entsprechend den Vorrichtungen 15 und 16 fixieren und danach die Teile 31b und 31c mit einer Vorrichtung umschlagen, die der Vorrichtung 18 entspricht. Danach kann man die Teile 31d und 31e mit einer weiteren derartigen Vorrichtung umschlagen. Sämtliche Teile 31b-31e werden somit mit Vorrichtungen umgeschlagen, deren endlose Bänder längs der Leiteroberfläche im Uhrzeigersinn laufen.

Die anhand der Figuren erläuterten Beispiele zeigen die Anwendung eines Bindemittels auf dem Isoliermaterialband, welches das Band dadurch am Leiter fixiert, daß das Bindemittel vom Leiter erhitzt wird. Die Erfindung eignet sich jedoch auch für die Anwendung eines Bindemittels, mit dem die Fixierung am Leiter bei Raumtemperatur geschieht.

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Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Aufbringen eines Bandes aus Isoliermaterial in Längsrichtung eines unisolierten oder isolierten elektrischen Leiters mit rechteckigem Querschnitt, wobei das Isolierband mit einem Bindemittel zu seiner Fixierung am Leiter versehen ist und das Isolierband nur mit einem in Längsrichtung verlaufenden Streifen an einer Seite des Leiters anliegt und daran fixiert wird, bevor die übrigen Teile des Isolierbandes um den Leiter geschlagen und an diesem fixiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß zum Umschlagen der genannten übrigen Teile ( 13b, 13c,3.1b,31c,31d,31e) um den Leiter (10) ein oder mehrere endlose Bänder (19,20) verwendet werden, die im wesentlichen senkrecht zur Längsrichtung des Leiters laufen und dabei die genannten Teile des Isolierbandes an den Leiter heranführen.

2..Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten übrigen Teile ( ISb₁ , 13b₂, 13c.j , 13c₂,31b,31c,31d,3Ie) des Isolierbandes (13,31) nach dem Umschlagen um den Leiter(IO) dadurch an dem Leiter fixiert werden, daß sie gegen den Leiter gedrückt werden.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß, der Reihe nach hintereinander

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angeordnet, vorhanden sind eine Vorrichtung (15,16)zur Fixierung nur eines in Längsrichtung verlaufenden Streifens (13a,31a) des Isolierbandes an einer Seite (10a,1Od) des Leiters und ein oder mehrere endlose, im wesentlichen senkrecht zur Längsrichtung
des Leiters laufende Bänder (19,20) zum Umschlagen der übrigen Teile (13b,13c,31b,31c,3Id,31e) des Bandes um den Leiter.

A. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie
eine oder mehrere Vorrichtungen (25,26) enthält, die mit einem oder mehreren endlosen Bändern (19,20) umgeschlagene Teile
(1Sb₁₁ISb₂₁ISc₁₁IaC₂JaIb₁SiCiSId₁SIe) des Isolierbandes (13,31) gegen den Leiter (10) pressen.

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