ELEKTROISOLIERTES ELEKTRISCHES LEITUNGSBAND, INSBESONDERE FÜR ELEKTROMOTOREN UND TRANSFORMATOREN

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektroisoliertes elektrisches Leitungsband, insbesondere für Elektromotoren und Transformatoren, mit einem bandförmigen elektrischen Leiter, der eine obere Deckfläche und eine untere Deckfläche, zwei Seitenkantenflächen und endseitig jeweils eine Stirnkantenfläche aufweist, und mit einer elektrischen Isolierung, die auf mindestens einer Deckfläche des Bandes angeordnet ist.

[0002] Derartige elektrische Leitungsbänder werden beispielsweise als Elektroblech oder Elektroband bezeichnet und zur Herstellung von magnetischen Kreisen für elektrische Maschinen, also von Kernen für Dynamos, Elektromotoren, Transformatoren, Relais, Schaltschützen, Drosselspulen, Zündspulen, Stromzähler und steuerbare Ablenkmagneten eingesetzt. Üblich sind dabei insbesondere kaltgewalzte Bänder und Bleche aus Eisen-Silizium-Legierungen. Da unter dem Einfluss veränderlicher Magnetfelder in einem Spulenkern aus Vollmaterial Wirbelströme entstehen, wodurch der Kern heiß werden kann, werden die Kerne ausschließlich als lamellierte und isolierte Bleche in Paketen oder als gewickelte Schnittbandkerne ausgeführt.

[0003] Um eine Isolation zwischen zwei übereinander liegenden Leiterband-Lagen zu erreichen, werden heute in Metallbandspulen beispielsweise Kunststofflagen als Isolierung eingewickelt. Dazu werden oft Polyimid-Folien verwendet, die beispielsweise von der Fa. DuPont unter dem Namen Kapton^® vertrieben werden. Um den Aufwand bei der Herstellung einer Metallbandspule zu verringern, bestünde eine Alternative zur Legung von Folien zwischen die Bänder darin, das Band einseitig oder beidseitig mit einem Elektroisolierlack zu lackieren, wie dies bekanntermaßen mit Leitern realisiert wird, die einen runden Querschnitt aufweisen. Hierzu sind Drahtlacke bekannt, bei denen es sich um Isolierlacke auf Kunstharzbasis handelt, die als möglichst dünne, homogene, elektrisch isolierende Filme auf Kupfer- oder Aluminiumdrähte aufgebracht werden können. Dabei unterscheidet man verschiedene Gruppen von Drahtlacken, wie THEIC-modifizierten Polyesterimide, Polyamiden und Epoxiden, lötbaren Drahtlacke aus Polyurethan und Kleblacken, wie z. B. aus PVB (Polyvinylbutyral) und Polyamid.

[0004] Bei der Lackierung eines elektrischen Leiterbandes mit rechteckigem Querschnitt, das geometrisch als quaderförmig beschrieben werden kann und damit eine obere und untere Deckfläche, zwei Seitenkantenflächen und endseitig jeweils eine Stirnkantenfläche aufweist, bleiben aber insbesondere die beiden Seitenkantenflächen dann regelmäßig unzureichend oder gar nicht lackiert. Dies liegt daran, dass sich vor der eigentlichen - z. B. durch ein so genanntes Einbrennen erfolgenden - Polymerisation des Drahtlacks aufgrund der Oberflächenspannungen ein Meniskus bildet, wodurch sich dann während der Lackaushärtung an der jeweiligen Ober- und Unterkante der Seitenkantenflächen, wo diese jeweils an die Deckflächen grenzen, die Lackschicht auf ein Minimum verjüngt oder gar Defekte bildet. Hier ist die elektrische Isolationswirkung in der Folge dann unzureichend. Es kann zu Stromüberschlägen zwischen den Lagen und/oder zumindest zur Ausbildung von Kriechströmen kommen.

[0005] GB 900 519 A und EP 3 109 873 A1 offenbaren elektrische Leitungsbänder, die mit einer isolierenden Lachschicht beschichtet sind, und weiter in einem isolierenden Klebeband eingewickelt sind.

[0006] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektroisoliertes elektrisches Leitungsband der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, das mit verringertem Aufwand, insbesondere unter Einsatz eines Lacks für die Isolierung, herstellbar ist, jedoch eine hohe elektrische Isolationswirkung aufweist.

[0007] Die vorstehende Aufgabe wird erfindungsgemäß, wie im Anspruch 1 definiert, dadurch gelöst, dass die Isolierung eine Lackschicht umfasst sowie ein Folienklebeband, das auf die untere Deckfläche und/oder die obere Deckfläche des bandförmigen elektrischen Leiters geklebt ist, und zwar mindestens jeweils in einem Bereich, der unmittelbar an eine Seitenkantenfläche angrenzt.

[0008] Die Bandkante wird insbesondere vor (bzw. alternativ nach) der Lackierung mit einem temperaturstabilen Klebeband (z.B. aus Polyimid) kaschiert. So kann - im Vergleich mit dem Stand der Technik - eine große Fläche der teuren Kunststofflage durch Lack ersetzt werden, ohne dass die Elektroisolationswirkung an der Bandkante beeinträchtigt wird.

[0009] Weitere vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und in der nachfolgenden detaillierten Beschreibung enthalten.

[0010] Anhand eines durch die beiliegende Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert. Dabei zeigt Fig. 1 in schematisierter Darstellung ein erfindungsgemäßes Leitungsband. Die Figuren 2 bis 7 zeigen Varianten des erfindungsgemäßen Leitungsbandes.

[0011] Zu der anschließenden Beschreibung wird ausdrücklich betont, dass die Erfindung nicht auf das Ausführungsbeispiel und dabei auch nicht auf alle oder mehrere Merkmale von beschriebenen Merkmalskombinationen beschränkt ist. Vielmehr kann jedes einzelne Teilmerkmal des Ausführungsbeispiels auch losgelöst von allen anderen im Zusammenhang damit beschriebenen Teilmerkmalen für sich und auch in Kombination mit anderen Teilmerkmalen eine erfinderische Bedeutung haben, soweit es innerhalb des Umfangs der beiliegenden Ansprüche bleibt. In den Figuren 2 bis 7 sind gleiche Teile des Leitungsbandes mit denselben Bezugsziffern gekennzeichnet.

[0012] Das in Fig. 1 dargestellte erfindungsgemäße Leitungsband 1 umfasst einen bandförmigen elektrischen Leiter 2, der eine obere Deckfläche 2a und eine untere Deckfläche 2b, zwei Seitenkantenflächen 2c und endseitig jeweils eine nicht dargestellte Stirnkantenfläche aufweist. Des Weiteren umfasst das erfindungsgemäße Leitungsband 1 eine elektrischen Isolierung 3, die auf mindestens einer Seite des Bandes 1 - in der dargestellten Ausführung auf sowohl auf die untere Deckfläche 2b als auch auf die obere Deckfläche 2a - aufgebracht ist.

[0013] Die Isolierung umfasst eine Lackschicht 3a sowie ein Folienklebeband 3b, welches aus Kunststoff besteht und das auf die untere Deckfläche 2b und/oder die obere Deckfläche 2a des bandförmigen elektrischen Leiters 2 geklebt ist, und zwar mindestens jeweils in einem Bereich 4, der unmittelbar an eine Seitenkantenfläche 2c angrenzt.

[0014] Das Folienklebeband 3b weist einen Überstand 5 gegenüber der Seitenkantenfläche 2c des bandförmigen elektrischen Leiters 1 auf, wodurch Kriechströme unterbunden werden können. Der Überstand 5 kann bevorzugt eine Länge L im Bereich 0 cm < L ≤ 5 cm aufweisen.

[0015] Der bandförmige elektrische Leiter 2 kann insbesondere aus Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung bestehen und bevorzugt eine Dicke D im Bereich von 0,1 mm bis 1,5 mm aufweisen.

[0016] Der Lack der Lackschicht 3a, welcher durch Eintauchen, wie durch eine Elektrotauchlackierung, durch Aufpinseln, Aufwalzen, Schleudern, Spritzen, insbesondere in einem Banddurchlaufverfahren, aufgebracht werden kann und dann ausgehärtet wird, bewirkt, dass zumindest die untere Deckfläche 2b und/oder die obere Deckfläche 2a hinreichend elektrisch isoliert sind.

[0017] Die Lackschicht 3a kann dabei aus einem Lack auf der Basis organischer Polymere, wie aus einem Acryl-, Epoxy-, Polyester-, Polyamid- oder Fluorpolymerlack, oder auf der Basis von Sol-Gel-Zusammensetzungen gebildet sein, insbesondere aus einem Drahtlack, wie einem THEIC-modifizierten Polyesterimid. Sie kann bevorzugt eine Dicke DL im Bereich von 5 µm bis 50 µm aufweisen. Wie dargestellt, kann im Bereich des Folienklebebandes 3b diese Dicke DL auch kleiner sein, insbesondere, damit eine ebene Oberfläche O der Isolierung 3 entsteht.

[0018] Das Folienklebeband 3b kann bevorzugt eine Dicke DK im Bereich von 3 µm bis 20 µm aufweisen, wobei diese Dicke DK vorzugsweise mindestens halb so groß sein kann wie die Dicke DL der Lackschicht 3a in dem Bereich, wo sich kein Folienklebeband 3b befindet.

[0019] Der Bereich 4, der unmittelbar an die Seitenkantenfläche 2c des bandförmigen elektrischen Leiters 2 angrenzt, kann eine Breite B im Bereich von 0,2 cm bis 4,5 cm, vorzugsweise im Bereich von 0,5 bis 1,5 cm, aufweisen.

[0020] In den Fig. 2 bis 7 sind weitere Ausführungsformen dargestellt.

[0021] In Fig. 2 sind die beiden Überstände 5 der beidseitig aufgebrachten Klebebänder 3a, 3b miteinander verklebt.

[0022] In Fig. 3 ist das Folienklebeband 3b nur einseitig mit dem Überstand 5 aufgebracht, und die Lackschicht 3a läuft auf dem Folienklebeband 3b meniskusartig aus und endet vor dem Überstand 5. Hierbei ist die untere Deckfläche 2b und die jeweils angrenzende Seitenkantenfläche 2c mit der Lackschicht 3a versehen, wobei die Lackschicht 3a am Übergang zur Seitenkantenfläche 2c und auf dieser eine derartige Dicke DL haben kann, die für sich betrachtet nicht für die geforderte elektrische Isolierung ausreichend ist.

[0023] In Fig. 4 ist eine Alternative zu Fig. 3 dargestellt, bei der die Deckfläche 2b und die Seitenkantenfläche 2c jeweils keine elektrische Isolierung und insbesondere keine Lackschicht 3a aufweist.

[0024] In Fig. 5 ist eine Variante dargestellt, bei der das Folienklebeband 3b C-förmig ausgehend von den beiden Deckflächen 2a, 2b um die Seitenkantenfläche 2c herum mit einem Deckabschnitt 3c geklebt ist. Auch bei dieser Ausführung endet die Lackschicht 3a meniskusartig auf dem Folienklebeband 3b vor Beginn des Deckabschnitts 3c.

[0025] In Fig. 6 ist eine Alternative zu Fig. 3 dargestellt. Hierbei ist die Lackschicht 3a nur einseitig auf der oberen Deckfläche 2a sowie auf dem Folienklebeband 3b bis zu Beginn des Deckabschnitts 3c aufgebracht.

[0026] Fig. 7 zeigt eine Variante zu Fig. 5. Hier weist der elektrische Leiter 2 im Bereich vor seiner Seitenkantenfläche 2c eine reduzierte Banddicke D₁ im Vergleich zur Banddicke D im übrigen Bandbereich auf. Hierbei ist insbesondere die Banddickenreduzierung im Bereich der Deckflächen 2a, 2b gleich groß und ist kleiner/gleich der Dicke DK des Folienklebebandes 3b. Die Lackschicht 3a verläuft hierbei durchgehend bis zum Deckabschnitt 3c.

[0027] Auch kann der Fachmann weitere technische Merkmale ergänzen, ohne dass der Rahmen der Erfindung verlassen wird. So zeigt das Ausführungsbeispiel nur eine Möglichkeit der Kaschierung mit dem Folienklebeband 3b. Alternativ kann auch ein Klebestreifen 3b um die Kantenfläche 2c gelegt werden, oder die Lackschicht 3a könnte sich unter dem Folienklebeband 3b befinden.

Bezugszeichenliste

[0028] 

1

Leitungsband

2

Leiter

2a

Obere Deckfläche

2b

Untere Deckfläche

2c

Seitenkantenfläche

3

Isolierung

3a

Lackschicht

3b

Folienklebeband

3c

Deckabschnitt

4

Bereich

5

Überstand

B

Breite von 4

D

Banddicke

D₁

Reduzierte Banddicke

DL

Dicke von 3a

DK

Dicke von 3b

L

Länge von 2

O

Oberfläche von 3

Ansprüche

1. Elektroisoliertes elektrisches Leitungsband (1), insbesondere für Elektromotoren und Transformatoren, mit einem bandförmigen elektrischen Leiter (2), der eine obere Deckfläche (2a) und eine untere Deckfläche (2b), zwei Seitenkantenflächen (2c) und endseitig jeweils eine Stirnkantenfläche aufweist, und mit einer elektrischen Isolierung (3), die auf mindestens einer der beiden Deckflächen (2a, 2b) des Bandes (1) angeordnet ist, wobei die Isolierung (3) eine Lackschicht (3a) sowie ein aus Kunststoff bestehendes Folienklebeband (3b) umfasst, das auf die untere Deckfläche (2b) und/oder die obere Deckfläche (2a) des bandförmigen elektrischen Leiters (2) geklebt ist, und zwar jeweils in einem Bereich (4) der unteren Deckfläche (2b) und/oder der oberen Deckfläche (2a), der unmittelbar an eine Seitenkantenfläche (2c) angrenzt,
dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich (4) des Folienklebebandes (3b), der unmittelbar an eine Seitenkantenfläche (2c) des bandförmigen elektrischen Leiters (2) angrenzt, eine Breite (B) im Bereich von 0,2 cm bis 4,5 cm aufweist, wobei die Lackschicht (3a) über dem Folienklebeband (3b) liegt, und wobei die Isolierung (3) in einem Bereich der unteren Deckfläche (2b) und/oder der oberen Deckfläche (2a), welcher an den mit dem Folienklebeband (3b) beklebten Bereich angrenzt, ausschließlich durch die Lackschicht (3a) gebildet ist.

2. Leitungsband (1) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass das Folienklebeband (3b) jeweils C-förmig, ausgehend von den Deckflächen (2a, 2b), um eine Seitenkantenfläche (2c) geklebt ist.

3. Leitungsband (1) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass das Folienklebeband (3b) einen Überstand (5) gegenüber der Seitenkantenfläche (2c) des bandförmigen elektrischen Leiters (2) aufweist, der bevorzugt eine Länge (L) im Bereich 0 cm < Ü ≤ 5 cm aufweist.

4. Leitungsband (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass der bandförmige elektrische Leiter (2) aus Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung besteht und bevorzugt eine Dicke (D) im Bereich von 0,1 mm bis 1,5 mm aufweist.

5. Leitungsband (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass die Lackschicht (3a) eine Dicke (DL) im Bereich von 5 µm bis 50 µm aufweist.

6. Leitungsband (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass das Folienklebeband (3b) eine Dicke (DK) im Bereich von 3 µm bis 20 µm aufweist, wobei diese Dicke (DK) vorzugsweise mindestens halb so groß ist wie die Dicke (DL) der Lackschicht (3a) in dem Bereich, wo sich das Folienklebeband (3b) nicht befindet.

7. Leitungsband (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass die Lackschicht (3a) aus einem Lack auf der Basis organischer Polymere, wie aus einem Acryl-, Epoxy-, Polyester-, Polyamid- oder Fluorpolymerlack, oder auf der Basis von Sol-Gel-Zusammensetzungen gebildet ist, insbesondere aus einem Drahtlack, wie einem THEIC-modifizierten Polyesterimid.

8. Leitungsband (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich (4) des Folienklebebandes (3b), der unmittelbar an eine Seitenkantenfläche (2c) des bandförmigen elektrischen Leiters (2) angrenzt, eine Breite (B) im Bereich von 0,5 bis 1,5 cm aufweist.

Claims

1. Electrically insulated electrical conductive strip (1), especially for electric motors and transformers, having an electrical conductor (2) in strip form that has an upper face (2a) and a lower face (2b), two lateral edge faces (2c) and one end edge face at each end, and having an electrical insulation (3) disposed on at least one of the two faces (2a, 2b) of the strip (1), wherein the insulation (3) comprises an enamel layer (3a) and an adhesive strip (3b) which consists of plastic and is bonded to the lower face (2b) and/or the upper face (2a) of the electrical conductor (2) in strip form, in each case at least in a region (4) of the lower face (2b) and/or of the upper face (2a) that directly adjoins a lateral edge face (2c),
characterized in that the region (4) of the adhesive strip (3b) directly adjacent to a lateral edge face (2c) of the electrical conductor (2) in strip form has a width (B) in the range from 0.2 cm to 4.5 cm, wherein the enamel layer (3a) is above the adhesive strip (3b), and wherein the insulation (3) in a region of the lower face (2b) and/or of the upper face (2a) that adjoins the region to which the film adhesive tape (3b) has been applied is formed exclusively by the enamel layer (3a).

2. Conductive strip (1) according to Claim 1, characterized in that the adhesive strip (3b) is bonded in a C shape in each case around a lateral edge face (2c) proceeding from the faces (2a, 2b).

3. Conductive strip (1) according to Claim 1, characterized in that the adhesive strip (3b) has an excess (5) with respect to the lateral edge face (2c) of the electrical conductor (2) in strip form that preferably has a length (L) in the range of 0 cm < excess ≤ 5 cm.

4. Conductive strip (1) according to any of Claims 1 to 3,
characterized in that the electrical conductor (2) in strip form consists of aluminium or of an aluminium alloy and preferably has a thickness (D) in the range from 0.1 mm to 1.5 mm.

5. Conductive strip (1) according to any of Claims 1 to 4,
characterized in that the enamel layer (3a) has a thickness (DL) in the range from 5 µm to 50 µm.

6. Conductive strip (1) according to any of Claims 1 to 5,
characterized in that the adhesive strip (3b) has a thickness (DK) in the range from 3 µm to 20 µm, where this thickness (DK) is preferably at least half the thickness (DL) of the enamel layer (3a) in in the region where there is no adhesive strip (3b).

7. Conductive strip (1) according to any of Claims 1 to 6,
characterized in that the enamel layer (3a) is formed from an enamel based on organic polymers, as of an acrylic enamel, epoxy enamel, polyester enamel, polyamide enamel or fluoropolymer enamel, or is based on sol-gel compositions, especially from a wire enamel such as a THEIC-modified polyesterimide.

8. Conductive strip (1) according to any of Claims 1 to 7,
characterized in that the region (4) of the adhesive strip (3b) directly adjacent to a lateral edge face (2c) of the electrical conductor (2) in strip form has a width (B) in the range from 0.5 to 1.5 cm.

Revendications

1. Bande de conduction électrique (1) isolée électriquement, destinée en particulier à des moteurs électriques et des transformateurs, ladite bande comprenant un conducteur électrique (2) en forme de bande qui comporte une surface de recouvrement supérieure (2a) et une surface de recouvrement inférieure (2b), deux surfaces de bord latérales (2c) et à chaque extrémité une surface de bord frontale, et une isolation électrique (3) qui est disposée sur l'une au moins des deux surfaces de recouvrement (2a, 2b) de la bande (1), l'isolation (3) comprenant une couche de vernis (3a) et une bande de film adhésif (3b) en matière synthétique qui est collée sur la surface de recouvrement inférieure (2b) et/ou sur la surface de recouvrement supérieure (2a) du conducteur électrique (2) en forme de bande, c'est-à-dire à chaque fois dans une zone (4) de la surface de recouvrement inférieure (2b) et/ou de la surface de recouvrement supérieure (2a) qui est directement adjacente à une surface de bord latérale (2c),
caractérisée en ce que la zone (4) de la bande de film adhésif (3b), qui est directement adjacente à une surface de bord latérale (2c) du conducteur électrique (2) en forme de bande, a une largeur (B) dans la gamme allant de 0,2 cm à 4,5 cm, la couche de vernis (3a) étant située par-dessus la bande de film adhésif (3b), et l'isolation (3) dans une zone de la surface de recouvrement inférieure (2b) et/ou de la surface de recouvrement supérieure (2a), qui est adjacente à la zone revêtue de la bande de film adhésif (3b), étant formée exclusivement par la couche de vernis (3a).

2. Bande de conduction (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce que la bande de film adhésif (3b) est collée en forme de C, à partir des surfaces de recouvrement (2a, 2b), autour d'une surface de bord latérale (2c).

3. Bande de conduction (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce que la bande de film adhésif (3b) comporte une saillie (5) par rapport à la surface de bord latérale (2c) du conducteur électrique (2) en forme de bande qui a de préférence une longueur (L) dans la gamme 0 cm < Ü ≤ 5 cm.

4. Bande de conduction (1) selon l'une des revendications 1 à 3,
caractérisée en ce que le conducteur électrique (2) en forme de bande est en aluminium ou un alliage d'aluminium et a de préférence une épaisseur (D) dans la gamme allant de 0,1 mm à 1,5 mm.

5. Bande de conduction (1) selon l'une des revendications 1 à 4,
caractérisée en ce que la couche de vernis (3a) a une épaisseur (DL) dans la gamme allant de 5 µm à 50 µm.

6. Bande de conduction (1) selon l'une des revendications 1 à 5,
caractérisée en ce que la bande de film adhésif (3b) a une épaisseur (DK) dans la gamme allant de 3 µm à 20 µm, cette épaisseur (DK) étant de préférence au moins égale à la moitié de l'épaisseur (DL) de la couche de vernis (3a) dans la zone où il n'y a pas de bande de film adhésif (3b).

7. Bande de conduction (1) selon l'une des revendications 1 à 6,
caractérisée en ce que la couche de vernis (3a) est formée d'un vernis à base de polymères organiques, tel qu'un vernis acrylique, époxy, polyester, polyamide, fluoropolymère, ou à base de compositions sol-gel, notamment d'un vernis pour fils tel qu'un polyesterimide modifié THEIC.

8. Bande de conduction {1) selon l'une des revendications 1 à 7,
caractérisée en ce que la zone (4) de la bande de film adhésif (3b), qui est directement adjacente à une surface de bord latéral (2c) du conducteur électrique (2) en forme de bande, a une largeur (B) dans la gamme allant de 0,5 à 1,5 cm.

Zeichnung