ELektroisoLierfoLie ELECTROISULATION FILM
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft eine ELektroisoLierfoLie nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to an electrical insulation film according to the preamble of claim 1.
Aus dem Prospekt "ELektroisoLierstoffe" der Firma KREMPEL ist auf Seite 3.1.8 eine Mehrschichtisolierfolie aus Polyesterfolie mit beidseitiger AramidfaseraufLage bekannt. Der Halt der Schichten wird mit Klebstoff erzielt.A multilayer insulating film made of polyester film with an aramid fiber layer on both sides is known from the brochure "ELectro-insulating materials" from KREMPEL on page 3.1.8. The layers are held in place with adhesive.
Eine solche Mehrschichtisolierfolie dient bei Elektromotoren und Generatoren als Nutisolation in den Statoren und in den Rotoren (Läufer, Anker). Ferner eignet sie sich beispielsweise als Zwischenisolation bei Mehrschichtwicklungen und als Leiterisolierung. Sie ist während des Betriebs vielfachen Beanspruchungen ausgesetzt. Neben der mechanischen Beanspruchung infolge wechselnder Temperaturen und infolge der Bewegung des Rotors ist die Mehrschichtisolierfolie einer elektrischen Beanspruchung, einer thermischen und einer chemischen Beanspruchung ausgesetzt. Die chemische Beanspruchung wird hervorgerufen durchSuch a multilayer insulating film is used in electrical motors and generators as slot insulation in the stators and in the rotors (rotor, armature). It is also suitable, for example, as intermediate insulation in multi-layer windings and as conductor insulation. It is exposed to multiple stresses during operation. In addition to the mechanical stress due to changing temperatures and the movement of the rotor, the multilayer insulating film is exposed to electrical stress, thermal stress and chemical stress. The chemical stress is caused by
Imprägniermittel, die während der Herstellung aufgetragen werden und die Wärmeleitung begünstigen sollen, und eventuell durch eindringende Feuchtigkeit. Allerdings sind auf Polyester- oder auf Polyimidbasis durch Verkleben hergestellte Isolierfolien hydrolyseempfindlich.Impregnating agents that are applied during production and are intended to promote heat conduction, and possibly due to penetrating moisture. However, insulating foils produced on the basis of polyester or polyimide by gluing are sensitive to hydrolysis.
Aus der DE-A1-23 12 816 ist ein Verfahren zur Herstellung von Halbzeug aus faserverstärkten thermoplastischen Kunststoffen bekannt. Mehrere textile Flächengebilde, welche aus Temperaturen zwischen 150 und 300 "C vorerwärmt wurden, werden mit einer Schmelze eines thermoplastischen Kunststoffes zusammengeführt und dann in einer Druckzone miteinander verpresst und abgekühlt. Als textiLe Flächengebilde finden Matten, Vliese, Filze oder Gewebe Verwendung, die aus Glas-Kohlenstoff- oder Kunststoffasern hergestellt sein können.DE-A1-23 12 816 discloses a process for producing semi-finished products from fiber-reinforced thermoplastic materials. Several textile fabrics, which have been preheated from temperatures between 150 and 300 "C, are brought together with a melt of a thermoplastic and then pressed together and cooled in a pressure zone. As textile fabrics, mats, nonwovens, felts or fabrics made of glass are used -Carbon or plastic fibers can be made.
ERSATZBLATT
-≥.REPLACEMENT LEAF -≥.
Die FasergebiLde werden von einem WaLzenpaar zusam engepresst, nach dem aus einer Düse zwischen die vorerwärmten textilen FLachengebi Ide der Kunststoff in flüssigem Zustand aufgetragen wurde. Die FormteiLe sollen im Automobil- oder Möbelbau Verwendung finden.The fiber structures are pressed together by a pair of rollers, after which the plastic in a liquid state is applied from a nozzle between the preheated textile surface areas. The molded parts are to be used in automobile or furniture construction.
Aus der EP-A2-0 387 566 ist die Herstellung von glasfaserverstärkten, tiefziehfähigen Tafeln bekannt, welche auf der Basis von Polyätheri id und geflochtenen Glasfasermatten hergestellt werden. Das Polyimid dient zur Schmelzimprägnierung der Fasermatten bei Temperaturen von ca. 300 bis 400 °C, einem Druck von 3,5 x 105 N/m2 bis 4 x 106 N/m2 und einer Einwirkungsdauer von 2 bis 30 Minuten.EP-A2-0 387 566 discloses the production of glass-fiber reinforced, thermoformable sheets which are produced on the basis of polyether id and braided glass fiber mats. The polyimide is used to melt impregnate the fiber mats at temperatures of approximately 300 to 400 ° C, a pressure of 3.5 x 10 5 N / m 2 to 4 x 10 6 N / m 2 and an exposure time of 2 to 30 minutes.
Auch bei der DE-A1-37 43 243 handelt es sich um Laminat, welches eine hohe Resistenz gegen mechanische Belastungen aufweisen soll. Das textile FLachengebiLde wird mit Kunststoff imprägniert. Der Kunststoff bildet auch gleichzeitig die zweite Komponente des Laminats, welches dadurch besonders gegen Schlag- und ballistische Einwirkung entsprechend widerstandsfähig wird. Als Polymerfilme werden Duromere, Thermoplaste, Elastomere und Mischungen, beispielsweise Phenole, Polyester, Polyamide, Polyurethane, Epoxide, PoLycarbonate, Polyätherimide, Polyatherketone, Kautschuke und Silikone, vorgeschlagen. Für das textile Gebilde werden Aramidgarne verwendet.DE-A1-37 43 243 is also a laminate which is said to have high resistance to mechanical loads. The textile flat area is impregnated with plastic. The plastic also forms the second component of the laminate, which makes it particularly resistant to impact and ballistic effects. Duromers, thermoplastics, elastomers and mixtures, for example phenols, polyesters, polyamides, polyurethanes, epoxies, polycarbonates, polyetherimides, polyatherketones, rubbers and silicones, are proposed as polymer films. Aramid yarns are used for the textile structure.
Die bekannten Laminate sind aufgrund der Tatsache, dass die textilen Faserschichten bzw. FLachengebi Lde vom flüssigen Kunststoff vollständig durchtränkt sind, nicht besonders biegsam und können daher nicht als Nutisolation im Elektromaschinenbau verwendet werden.The known laminates are not particularly flexible due to the fact that the textile fiber layers or flat areas are completely saturated with the liquid plastic and can therefore not be used as groove insulation in electrical machine construction.
Der Erfindung Liegt die Aufgabe zugrunde, eine ELektroisoLierfoLie zu schaffen, die möglichst einfach und ohne Verwendung von Klebstoff herstellbar ist und deren Schichten auch bei hoher Temperatur und bei Feuchtigkeitseinwirkung sich nicht lösen. Die ELektroisoLierfoLie soll Leicht zu biegen sein und sich Langgestreckten Hohlformen gut anpassen. Diese Aufgabe wird durch eine ELektroisoLierfoLie gemäss Anspruch 1 gelöst.The invention is based on the object of creating an electrical insulation film which can be produced as simply as possible and without the use of adhesive and whose layers do not detach even at high temperature and in the presence of moisture. The ELektroisoLierfoLie should be easy to bend and adapt to elongated hollow shapes. This object is achieved by means of an electrical insulation film according to claim 1.
ERSATZBLATT
Vorteilhaft wirkt sich dabei aus, dass durch den Verbund die Eigenschaften der verschiedenen Einzelschichten in günstiger Weise kombiniert werden. So trägt die Kunststoffolie erheblich zur elektrischen Isolierung bei. Durch den Verbund, beispielsweise mit einem Gewebe oder einem Vlies, wird die Reissfestigkeit erhöht, die Falz- und Stanzbarkeit verbessert und die Elektroisolierfolie vor schädlichen Einflüssen durch Oxidation und Hydrolyse geschützt. Ausserdem hält eine Mehrschichtisolierfolie besser bei der Verarbeitung auftretenden mechanischen Einwirkungen stand. Der Verbund der Schichten wird allein durch Druck und durch Temperatur hergestellt; eine Verwendung von KLebstoff ist nicht erforderlich, da die Ther oplastfoLie als SchmeLzkleber wirkt. Es handelt sich um eine haltbare, hydrolysebständige ELektroisoLierfoLie, deren Schichten durch den guten Verbund dauerhaft zusammengehalten werden.REPLACEMENT LEAF The fact that the properties of the various individual layers are combined in a favorable manner by the composite has an advantageous effect. So the plastic film contributes significantly to the electrical insulation. The bond, for example with a woven or non-woven fabric, increases the tear resistance, improves the foldability and punchability, and protects the electrical insulation film against harmful influences from oxidation and hydrolysis. In addition, a multilayer insulation film withstands mechanical influences that occur better during processing. The layers are bonded solely by pressure and temperature; The use of adhesive is not necessary, since the thermoplastic material acts as a hot melt adhesive. It is a durable, hydrolysis-resistant ELECTROISULATION film, the layers of which are held together by the good bond.
Vorzugsweise wird die ELektroisoLierfoLie beidseitig durch eine Gewebeschicht aus Aramidfasern (aromatisches Polyamid) begrenzt; die Gewebeschicht kann besonders gut Imprägniermittel aufnehmen. Diese Imprägnierung erfolgt nach der Montage der ELektroisoLierfoLie.The electrical insulation film is preferably delimited on both sides by a fabric layer made of aramid fibers (aromatic polyamide); the fabric layer can absorb impregnating agents particularly well. This impregnation takes place after the installation of the ELectroisoLierfoLie.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.Further advantageous designs can be found in the subclaims.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Ausführungsbeispiele, aus denen sich weitere MerkmaLe, Einzelheiten und Vorteile ergeben, näher beschrieben.The invention is described in more detail below on the basis of the exemplary embodiments from which further features, details and advantages result.
Zwischen zwei Gewebeschichten aus Aramidfasern von jeweils 80 ^rm Stärke wird eine Schicht aus Polyätherätherketon von 100yu,m Stärke eingefügt. Diese drei Schichten werden etwa 1 s unter eine beheizte Presse gelegt. Bei massigem Druck und bei Temperaturen von 320 bis 335 °C entsteht in der Presse ein fester Verbund der drei Schichten, da das Polyätherätherketon als SchmeLzkleber wirkt. Dabei werden die Gewebeschichten nur so weit erhitzt, dass die Oberfläche der Polyätherätherketon-Folie gerade zu schmelzen, bzw. erweichen beginnt. Das Gewebe aus Aramidfasern, das auf der Ober- und auf der Unterseite der Mehrschichtisolierfolie vorhanden ist, kann anschliessend gut Imprägniermittel aufnehmen.A layer of polyether ether ketone 100yu, m thick is inserted between two fabric layers made of aramid fibers, each of 80 mm thick. These three layers are placed under a heated press for about 1 s. At moderate pressure and at temperatures of 320 to 335 ° C, the three layers are firmly bonded in the press, since the polyether ether ketone acts as a hot melt adhesive. The fabric layers are only heated to such an extent that the surface of the polyether ether ketone film just begins to melt or begin to soften. The fabric made of aramid fibers, which is present on the top and on the bottom of the multilayer insulation film, can then absorb impregnating agents well.
ERSATZBLATT
Das Imprägniermittel erhöht die Wärmeleitfähigkeit,, was sich günstig auswirkt, wenn die Mehrschichtisolierfolie in Nuten in einem Elektromotor oder in einem Generator eingefügt wird.REPLACEMENT LEAF The impregnating agent increases the thermal conductivity, which has a positive effect if the multilayer insulating film is inserted in grooves in an electric motor or in a generator.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden zwei Glasfasermatten, zwischen denen sich eine Folie aus Polyphenylensulfid befindet, durch ein WaLzenpaar geschickt und dabei miteinander verbunden. Bevor die Schichten in die Walzen einlaufen, wird die Kunststoffolie mitteLs HeissLuft oder Infrarotstrahlung oberflächlich so weit erhitzt, dass der Erweichungspunkt erreicht ist. Dies ist bei etwa 280 °C der Fall. Beim Zusammendrücken der Schichten haftet die Folie an dem GLasfaservlies. Der Druck beträgt dabei 100 bis 1000 N/m2. Dadurch entsteht ein Verbund, welcher an seinen Aussenseiten saugfähig ist und nach dem Isolieren elektrischer Leiter in Nuten oder anderen Stellen elektrischer Maschinen mit einem Tränkmittel versehen werden kann. Damit können die Nuten hohlraumfrei gemacht werden. Die Kunststoffolie ist beispielsweise 100 ^ιm dick, während die beiden Glasfaservliese etwa 120 um dick sind. Man kann die Glasfasern auch zu einem filzartigen Gebilde verdichten und untereinander mit einer anorganischen Schlichte verbinden. Wesentlich ist nur, dass die Hohlräume beim anschliessenden AufLaminieren der Kunststoffolie erhalten bleiben, so dass die Tränkung der Isolation durchgeführt werden kann.In a further advantageous embodiment of the invention, two glass fiber mats, between which there is a film of polyphenylene sulfide, are passed through a pair of rollers and connected to one another in the process. Before the layers run into the rollers, the surface of the plastic film is heated by means of hot air or infrared radiation until the softening point is reached. This is the case at around 280 ° C. When the layers are pressed together, the film adheres to the glass fiber fleece. The pressure is 100 to 1000 N / m 2 . This creates a bond that is absorbent on the outside and can be provided with a soaking agent after isolating electrical conductors in grooves or other places on electrical machines. The grooves can thus be made free of voids. The plastic film is, for example, 100 μm thick, while the two glass fiber fleeces are approximately 120 μm thick. The glass fibers can also be compressed into a felt-like structure and connected to one another with an inorganic size. It is only important that the cavities are retained when the plastic film is subsequently laminated on, so that the insulation can be impregnated.
Statt die Fasern in einem FLachengebilde mit mehr oder weniger regelloser Struktur zu verarbeiten, kann man auch Flechtwerke oder Gewebe verwenden. Ist die Kunststoffolie erst einmal erweicht, so kann die Einwirkungszeit beim Walzendurchlauf relativ kurz sein. Ein Vorteil dieser Elektroisolierfolien besteht darin, dass sie praktisch nicht hydrolyseanfällig sind. Ausserde haben sie in Folge der verwendeten Materialien auch eine hohe mechanische und thermische Stabilität. Die Saugfähigkeit bleibt erhalten, wenn beim Laminieren der Kunststoffolie mit den textilen FLachengebiLden oder Faserschichten die Kunststoffolie nur an der Oberfläche mit oberfLächennahen Fasern in Kontakt kommt und die aufgeschmolzenen Kunststoffantei Le nur unwesentlich in die Faserschicht eindringen. Bei Verwendung einer Folie aus PoLyäthersuLfon wird beim Verbinden mit der Faserschicht eine Temperatur von 215 bis 223 °C gewählt. Die Verarbeitungszeit Liegt im Bereich von 1 s und der Druck bei 103 bis 104 N/m2.Instead of processing the fibers in a flat structure with a more or less random structure, you can also use wickerwork or fabrics. Once the plastic film has softened, the exposure time when passing through the roller can be relatively short. An advantage of these electrical insulating films is that they are practically not susceptible to hydrolysis. In addition, due to the materials used, they also have high mechanical and thermal stability. The absorbency is maintained if, when laminating the plastic film with the textile flat sheets or fiber layers, the plastic film only comes into contact with fibers near the surface on the surface and the melted plastic parts Le penetrate only insignificantly into the fiber layer. When using a film made of polyether silicone, a temperature of 215 to 223 ° C is selected when connecting to the fiber layer. The processing time is in the range of 1 s and the pressure is 10 3 to 10 4 N / m 2 .
ERSATZBLATT
REPLACEMENT LEAF