AT521302A1 - Elektrischer Leiter zur Verwendung in elektrischen Maschinen - Google Patents

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AT521302A1 ATA50008/2019A AT500082019A AT521302A1 AT 521302 A1 AT521302 A1 AT 521302A1 AT 500082019 A AT500082019 A AT 500082019A AT 521302 A1 AT521302 A1 AT 521302A1
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Leiter zur Verwendung in elektrischen Maschinen, insbesondere zur Herstellung von Wicklungen für Statoren oder Rotoren von elektrischen Maschinen wie Elektromotoren oder Generatoren. Der Leiter umfasst einen elektrisch leitfähigen Leiterkern mit einem im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt und weist zwei gegenüberliegend angeordnete Längsstirnflächen und zwei gegenüberliegend angeordnete Querstirnflächen sowie eine Gesamt- Längserstreckung zwischen einem ersten Ende und einem zweiten Ende auf. Der Leiter umfasst außerdem zumindest eine Isolationsschicht, welche wenigstens über einen überwiegenden Teil der Gesamt-Längserstreckung des Leiterkerns vollumfänglich um den Leiterkern angeordnet ist. Die zumindest eine Isolationsschicht besteht überwiegend aus einem extrudierbaren, polymeren, thermoplastischen Material ausgewählt aus der Gruppe aromatischer Polysulfone (PAES) oder Mischungen aus aromatischen Polysulfonen (PAES).

Description

Zusammenfassung
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Leiter zur Verwendung in elektrischen Maschinen, insbesondere zur Herstellung von Wicklungen für Statoren oder Rotoren von elektrischen Maschinen wie Elektromotoren oder Generatoren. Der Leiter umfasst einen elektrisch leitfähigen Leiterkern mit einem im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt und weist zwei gegenüberliegend angeordnete Längsstirnflächen und zwei gegenüberliegend angeordnete Querstirnflächen sowie eine GesamtLängserstreckung zwischen einem ersten Ende und einem zweiten Ende auf. Der Leiter umfasst außerdem zumindest eine Isolationsschicht, welche wenigstens über einen überwiegenden Teil der Gesamt-Längserstreckung des Leiterkerns vollumfänglich um den Leiterkern angeordnet ist. Die zumindest eine Isolationsschicht besteht überwiegend aus einem extrudierbaren, polymeren, thermoplastischen Material ausgewählt aus der Gruppe aromatischer Polysulfone (PAES) oder Mischungen aus aromatischen Polysulfonen (PAES).
Fig. 4 / 41
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Die Erfindung betrifft einen elektrischen Leiter zur Verwendung in elektrischen Maschinen, insbesondere zur Herstellung von Wicklungen für Statoren oder Rotoren von elektrischen Maschinen wie Elektromotoren oder Generatoren.
Grundsätzlich sind elektrische Maschinen mit elektrischen Leitern aus dem Stand der Technik wohlbekannt. Als prominente Beispiele seien an dieser Stelle Maschinen zur Erzeugung, Umwandlung oder Umsetzung von elektrischer Energie genannt.
Abhängig von Zweck oder Bauart einer jeweiligen elektrischen Maschine können elektrische Leiter zur Führung von elektrischem Strom in unterschiedlicher Art und Weise in einer elektrischen Maschine angeordnet sein. Häufig werden elektrische Leiter in elektrischen Maschinen in Form von Spulen oder Wicklungen angeordnet, letzteres beispielsweise im Falle eines üblichen Stators oder Rotors eines Generators oder Elektromotors.
Oftmals werden im Betrieb von elektrischen Maschinen hohe Spannungen induziert bzw. elektrische Maschinen mit hohen Spannungen beaufschlagt und kann es hierbei prinzipiell zur Ausbildung von unerwünschten elektrischen Kontakten zwischen elektrischen Leitern untereinander oder zwischen elektrischen Leitern und anderen Bestandteilen bzw. insbesondere leitfähigen Komponenten einer elektrischen Maschine, wie etwa einem Blechpaket eines Stators oder Rotors kommen. Um dies zu vermeiden ist es erforderlich, elektrische Leiter gegeneinander sowie zu anderen Komponenten einer elektrischen Maschine hin elektrisch zu isolieren bzw. möglichst abzuschirmen. Hierzu gibt es einschlägige Normen, wie / 41
N2018/29500-AT-00 etwa EN 60664-1, welche die Ausbildung zumindest einer absolut fehlerfreien Isolationsschicht bzw. einer zweilagigen Isolationsschicht vorschreiben.
In der Vergangenheit stellte die Isolation der elektrischen Leiter mittels einer auf dem elektrischen Leiter abgeschiedenen Lackschicht und einem harzgetränkten Isolationspapier eine sehr gängige Methode dar, die Isolationserfordernisse für elektrische Leiter in elektrischen Maschinen zu erfüllen. Das Aufbringen einer Lackschicht mit einer Dicke von einigen 10 μm bis einigen 100 μm auf einem elektrischen Leiter erfordert ein Aushärten dergleichen, welches häufig in einem Ofen durchgeführt wird und sowohl zeit-, energie- und auch kostenintensiv ist. Ebenso sind das Einführen des harzgetränkten Isolationspapiers und das daran anschließende Einfügen der elektrischen Leiter zum Beispiel in Nuten eines Stators oder Rotors einer elektrischen Maschine mit hohem technischen Aufwand verbunden.
Eine Alternative wird in der DE102015216840A1 offenbart. Es wird darin ein Stator für eine elektrische Maschine mit elektrischen Leitern beschrieben, welche mittels eines Isolationselements gegenüber dem Blechpaket isoliert sind. Das Isolationselement ist dabei aus einem thermoplastischen Schlauchelement gebildet, welches den jeweiligen elektrischen Leiter umschließt bzw. ummantelt. Somit wird anstatt der Verwendung eines Isolationspapiers der Zusammenbau jedes elektrischen Leiters mit einem dafür vorgesehenen Schlauchelement vor dem Einfügen in die elektrische Maschine erforderlich, was einen signifikanten Prozessaufwand bedeutet.
Eine weitere Möglichkeit zur Erreichung einer ausreichenden Isolation wird in EP3043355A1 offenbart. Hierin werden elektrische Leiter mit einer mehrlagigen Isolierschicht beschrieben, welche einen urethanhaltigen, duroplastischen, Lack als Haftschicht zu einem darauf abgeschiedenen thermoplastischen Kunststoff aufweisen. Die Lackschicht muss jedoch vor der Weiterverarbeitung in einem Ofen ausgehärtet werden, bevor die zweite Lage bzw. Topschicht aufgebracht werden kann, was mit erhöhtem Prozessaufwand verbunden ist.
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US2015243410A1 beschreibt das Problem, dass eine Isolationsschicht auf elektrischen Leitern aus mehreren duroplastischen Lackschichten mit zunehmender Anzahl an Lackschichten zu verringerter Haftung zwischen den einzelnen Lackschichten führt und zudem Blasenbildung auftreten kann. In der US2015243410A1 wird vorgeschlagen eine Isolationsschicht aus einer Mehrlagenschicht aufzubauen, wobei die äußerste Schicht aus einem thermoplastischen Kunststoff besteht und mittels einer duroplastischen Lackschicht mit dem elektrischen Leiter zu verbinden ist. Hierbei ist jedoch ebenso ein Aushärten der Basislackschicht erforderlich, was wiederum mit einem hohen Prozessaufwand verbunden ist.
Bei elektrischen Maschinen ist zudem in der Regel Kompaktheit und dennoch möglichst hohe Leistungsstärke gefragt. Zudem kann die Leistung bzw. der Wirkungsgrad von elektrischen Maschinen stark von der Anzahl der eingesetzten, elektrischen Leiter bzw. deren Packungsdichte abhängen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, die noch vorhandenen Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und einen elektrischen Leiter zur Verfügung zu stellen, welcher eine ausreichend gute Isolation gegenüber weiteren elektrischen Leitern sowie gegenüber anderen, insbesondere leitfähigen Komponenten einer elektrischen Maschine mit einer möglichst platzsparenden Anordnung des elektrischen Leiters in einer elektrischen Maschine kombiniert, insbesondere einen besonders hohen Füllfaktor an elektrischen Leitern in einer elektrischen Maschine ermöglicht. Des Weiteren war es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektrotechnische bzw. elektrische Wicklung bestehend aus einem oder mehreren entsprechend ausgebildeten, elektrischen Leiter(n) sowie einen Stator mit einem oder mehreren entsprechend ausgebildeten, elektrischen Leiter(n) bereitzustellen.
Die Aufgabe der Erfindung wird einerseits durch einen elektrischen Leiter gemäß den Ansprüchen gelöst.
Der erfindungsgemäße, elektrische Leiter ist zur Verwendung in elektrischen Maschinen, insbesondere zur Herstellung von Wicklungen für Statoren von elektrischen Maschinen wie Elektromotoren oder Generatoren geeignet.
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Der elektrische Leiter umfasst einen elektrisch leitfähigen Leiterkern mit einem im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt und mit einem durchgehend geschlossenen Leiterkernquerschnitt. Der Leiterkern weist zwei gegenüberliegend angeordnete Längsstirnflächen und zwei gegenüberliegend angeordnete Querstirnflächen sowie eine Gesamt-Längserstreckung zwischen einem ersten Ende und einem zweiten Ende des Leiterkerns auf. Die Gesamt-Längserstreckung kann hierbei je nach Anwendungsfall sehr kurzgehalten sein, zum Beispiel im Falle eines Verschweißens mehrerer elektrischer Leite zu einer Wicklung, ein Leiterkern kann aber auch für weitere Anwendungsfälle eine große Gesamt-Längserstreckung aufweisen. Des Weiteren muss der Leiterkern entlang seiner Gesamt-Längserstreckung keinen geradlinigen Verlauf zeigen, sondern kann der Leiterkern entlang seine Gesamt-Längserstreckung zwischen dem ersten und dem zweiten Ende durchaus je nach Anwendungsfall zum Beispiel auch Biegungen bzw. einen abschnittsweise gebogenen Verlauf aufweisen.
Der elektrische Leiter umfasst des Weiteren zumindest eine Isolationsschicht. Diese Isolationsschicht ist wenigstens über einen überwiegenden Teil der GesamtLängserstreckung des Leiterkerns vollumfänglich um den Leiterkern angeordnet bzw. ummantelt den Leiterkern im Querschnitt vollständig.
Die zumindest eine Isolationsschicht besteht überwiegend aus einem extrudierbaren, polymeren, thermoplastischen Material ausgewählt aus der Gruppe aromatischer Polysulfone (PAES) oder Mischungen aus aromatischen Polysulfonen (PAES). Hier und im Folgenden ist in Zusammenhang mit dem Material, aus welchem die zumindest eine Isolationsschicht besteht, unter dem Begriff „überwiegend“ zu verstehen, dass die zumindest eine Isolationsschicht vorrangig bzw. zu einem überwiegenden Anteil, beispielsweise zu mindestens 90 Gew.%, vorzugsweise 95 Gew.% oder mehr aus einem der angegeben, polymeren Materialien oder deren Mischungen besteht. Zu einem geringen Anteil, beispielsweise höchstens 10 Gew.%, vorzugsweise 5 Gew.% oder weniger kann die Isolationsschicht auch andere Bestandteile, wie etwa bei thermoplastischen Polymeren übliche Additive umfassen. Des Weiteren versteht sich von selbst, dass zum Beispiel auch / 41
N2018/29500-AT-00 geringe Mengen an herstellungs- und/oder verarbeitungsbedingten Verschmutzungen in der Isolationsschicht vorhanden sein können.
Derart ausgestaltete elektrischen Leiter können vorteilhafterweise besonders platzsparend in elektrischen Maschinen, beispielsweise in zur Aufnahme der elektrischen Leiter vorgesehenen Nuten eines Stators angeordnet werden, und weisen trotzdem eine ausreichende Isolationswirkung gegenüber weiteren, elektrischen Leitern und/oder anderen, insbesondere elektrische leitfähigen Bestandteilen einer elektrischen Maschine, beispielsweise den Nutwänden eines Stators auf. Grundsätzlich können mit derart ausgebildeten, elektrischen Leitern die erforderlichen Isolationseigenschaften bereits mit einer Isolationsschicht erzielt werden. Im Prinzip kann die zumindest eine Isolationsschicht hierbei durch direkten Auftrag auf den Leiterkern erfolgen, wobei wie nachstehend noch näher erläutert wird, das Auftragen der Isolationsschicht auf den Leiterkern vorzugsweise durch Extrusion erfolgt. Der Leiterkern kann wie ausgeführt im Querschnitt eine im Wesentlichen rechteckige Form aufweisen, wobei abgerundete Kanten bei solchen Leiterkernen üblich und auch bevorzugt sind.
Von Vorteil ist außerdem, dass derart ausgestaltete, elektrische Leiter schnell, komfortabel und sicher in eine elektrische Maschine anzuordnen bzw. einzuführen sind, zumal kein zusätzliches Isolationselement, wie etwa ein Isolationspapier vorgesehen werden muss. Überaschenderweise hat sich gezeigt, dass die zumindest eine Isolationsschicht bei der angegebenen Auswahl an polymeren Material insgesamt sehr schlank gewählt werden kann, sodass eine sehr hohe Packungsdichte an stromleitenden bzw. leitfähigen Leiterkernen, welche üblicherweise durch Kupfer gebildet sind, erzielbar ist. Es hat sich gezeigt, dass dieses auch als „KupferFüllfaktor“ bezeichnete Designkriterium eine Steigerung des Wirkungsgrades einer elektrischen Maschine, beispielsweise eines Stators, ohne einer Einbuße der Isolationseigenschaften, erlaubt. Zudem kann die Sicherheit gegen Beschädigung beim Einführen der elektrischen Leiter in das Blechpaket oder auch etwa bei etwaigen nachfolgenden Biegevorgängen, etwa zum Ausbilden von Wicklungen bzw. Spulen, positiv beeinflusst werden kann.
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Außerdem ist bei den elektrischen Leitern mit den angegeben, polymeren Materialien für die zumindest eine Isolationsschicht, ein fortwährender Betrieb einer elektrischen Maschine auch bei hohen Temperaturen, beispielsweise bis zu 170 °C, vorzugsweise bis zu 180 °C und insbesondere bis zu 210 °C bei üblichen Betriebsspannungen, beispielsweise 220 V bis 1400 V ohne Einbußen bei den elektrischen Isolationseigenschaften möglich. Dies trotz der platzsparenden Ausgestaltung, welche eine möglichst dichte und kompakte Anordnung der elektrischen Leiter ermöglicht.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass die zumindest eine Isolationsschicht aus einem Material mit einer relativen Permittivität von weniger als 4 bei einer Frequenz von 0,1 kHz bis 100 kHz und einer Temperatur von 50 °C bis 180 °C, gemessen nach IEC 60250, besteht.
Hierdurch können elektrische Leiter mit ausreichend guten Isolationseigenschaften und gleichzeitig besonders geringem Platzbedarf bereitgestellt werden, da die zumindest eine Isolationsschicht besonders schlank gewählt sein kann. In anderen Worten ausgedrückt kann die zumindest eine Isolationsschicht mit verhältnismäßig geringer Schichtdicke auf dem Leiterkern aufgebracht sein, ohne Einbußen bei den Isolationseigenschaften hinnehmen zu müssen. Die relative Permittivität wird häufig auch als Dielektrizitätszahl bezeichnet.
Es kann aber auch von Vorteil sein, wenn das Material, aus welchem die zumindest eine Isolationsschicht besteht, eine Glasübergangstemperatur größer als 160 °C, vorzugsweise größer als 170 °C, insbesondere größer als 180 °C aufweist.
Hierdurch kann ein Material für die zumindest eine Isolationsschicht gewählt werden, welches einerseits bis zu hohen Temperaturen bei Betriebsbedingungen einer elektrischen Maschine formbeständig bleibt, gleichzeitig aber ohne allzu großen Energieaufwand formbar gemacht werden kann. Die beispielsweise zum Zwecke des Aufbringens auf den Leiterkern, oder zwecks Umformen des elektrischen Leiters nach Aufbringen der zumindest einen Isolationsschicht, zum Beispiel durch Biegen.
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Des Weiteren kann auch vorgesehen sein, dass die zumindest eine Isolationsschicht aus einem Material mit einer Wärmeformbeständigkeitstemperatur nach
ISO 75-1, -2, -3, Methode A von mindestens 170 °C besteht.
Durch diese Ausgestaltung kann eine Isolationsschicht mit ausreichenden Isolationseigenschaften bereitgestellt werden, welche gleichzeitig auch eine Nutzung der elektrischen Leiter bei hohen Betriebstemperaturen erlaubt. Vorzugsweise kann die Isolationsschicht aus einem Material mit einer Wärmeformbeständigkeitstemperatur nach ISO 75-1, -2, -3, Methode A von mindestens 180 °C bestehen. Die Wärmeformbeständigkeit nach ISO-1, -2, -3 wird auch als HDT-Wert (Heat Deflection Temperature oder Heat Distortion temperature) bezeichnet, im konkreten Fall kann die Wärmeformbeständigkeit auch als HDT-A-Wert (Methode A, Belastung der Probe mit 1,8 N/mm2) bezeichnet werden.
Zweckmäßig kann auch eine Ausgestaltung sein, bei welcher die zumindest eine Isolationsschicht eine Durchschlagsfestigkeit nach IEC 60243-1 von mindestens 28 kV/mm bei einer Schichtdicke von weniger als 500 μm aufweist.
Hierdurch können elektrische Leiter bereitgestellt werden, mittels welchen im Betrieb einer elektrischen Maschine insbesondere unerwünschte Spannungsdurchschläge, etwa Lichtbögen oder Funkenschläge, bzw. Kurzschlüsse zwischen einzelnen elektrischen Leitern und/oder zwischen elektrischen Leitern und weiteren Komponenten von elektrischen Maschinen im Betrieb der elektrischen Maschinen, also bei mit elektrischer Spannung bzw. elektrischem Strom beaufschlagten, elektrischen Leiterkernen, hintangehalten werden können.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltungsform kann die zumindest eine Isolationsschicht des elektrischen Leiters überwiegend aus Polysulfon (PSU), Polyethersulfon (PES oder PESU) oder Polyphenylensulfon (PPSU), oder aus Mischungen dieser aromatischen Polysulfone (PAES) besteht
Es kann also die zumindest eine Isolationsschicht überwiegend aus Polysulfon (PSU) mit der Basisstruktur / 41
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ό ch3 oder Polyethersulfon (PES oder PESU) mit der Basisstruktur
o o oder Polyphenylensulfon (PPSU) mit der Basisstruktur
O
oder aus Mischungen dieser aromatischen Polysulfone mit den angegebenen Basisstrukturen besteht. Elektrische Leiter mit derartigen Isolationsschichten ermöglichen eine besonders schlanke Ausgestaltung der Isolationsschichten mit sehr geringer Schichtdicke und dennoch ausreichenden Isolationseigenschaften. Dadurch kann eine besonders platzsparende Anordnung derart ausgestalteter, elektrischer Leiter in elektrischen Maschinen bereitgestellt werden.
Weiters kann die zumindest eine Isolationsschicht im Bereich der Querstirnflächen eine Schichtdicke aufweisen, welche das 2-fache bis 8-fache einer Schichtdicke der zumindest einen Isolationsschicht im Bereich der Längsstirnflächen beträgt.
Diese Ausführungsform der zumindest einen Isolationsschicht bietet vor allem Vorteile bei einer Anordnung mehrerer elektrischer Leiter direkt aneinandergrenzend, wie zum Beispiel in einer Aufnahmenut für mehrere elektrische Leiter in einem Blechpaket eines Stators einer elektrischen Maschine. Es hat sich nämlich überraschend gezeigt, dass eine Isolation zwischen benachbarten, elektrischen Leitern, also eine jeweilige Isolation an den Längsstirnflächen des Leiterkerns vergleichsweise schlank gewählt werden kann, sodass eine hohe Packungsdichte der
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N2018/29500-AT-00 elektrischen Leiter, zum Beispiel in Aufnahmenuten eines Blechpakets eines Stators erzielt werden kann. Dadurch kann letztlich auch der Wirkungsgrad einer elektrischen Maschine, wie etwa eines Stators weiter gesteigert werden. Bei einem typischen elektrischen Leiter für eine elektrische Maschine, wie etwa einen Stator kann eine Schichtdicke der zumindest einen Isolationsschicht im Bereich der Längsstirnflächen beispielsweise 10 μm bis 100 μm betragen, dementsprechend kann eine Schichtdicke der zumindest einen Isolationsschicht im Bereich der Querstirnflächen zum Beispiel 50 μm bis 500 μm betragen.
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die zumindest eine Isolationsschicht eine Gesamtquerschnittsfläche aufweist, welche das 0,1-fache bis 0,18-fache einer Gesamtquerschnittsfläche des Leiterkerns beträgt.
Auch hierbei hat sich überaschenderweise gezeigt, dass mit einer solchen relativ geringen Gesamtquerschnittsfläche der zumindest einen Isolationsschicht trotzdem eine ausreichende Isolationswirkung im Betrieb von elektrischen Maschinen erzielt werden kann. Somit kann der Anteil an tatsächlich elektrisch leitendem Material in Form des Leiterkerns, beispielsweise aus Kupfer, im Verhältnis zur hierfür unwirksamen, zumindest einen Isolationsschicht gesteigert werden, und kann so eine effizientere elektrische Maschine mit weiter verbesserten Metall- bzw. KupferFüllfaktor bereitgestellt werden. Eine Gesamtquerschnittsfläche eines typischen, im Wesentlichen rechteckigen Leiterkerns für elektrische Maschinen kann zum Beispiel 4 mm2 bis 10 mm2 betragen. Dementsprechend kann eine Gesamtquerschnittsfläche der zumindest einen Isolationsschicht beispielsweise 0,6 mm2 bis 1,5 mm2 betragen.
Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltungsform des elektrischen Leiters kann vorgesehen sein, dass die zumindest eine Isolationsschicht mittels Extrusion auf den Leiterkern aufgebracht ist.
Auf diese Weise lässt sich einerseits eine ausreichend gute Haftung der zumindest einen Isolationsschicht auf dem, in der Regel aus Kupfer bestehenden Leiterkern realisieren. Wie sich erwiesen hat, ist außerdem bei auf den Leiterkern auf / 41
N2018/29500-AT-00 extrudierten Isolationsschichten die Wahrscheinlichkeit einer Ausbildung von Fehlstellen verschwindend gering. Dies ist im Vergleich zur Verwendung von Isolationslacken oder Isolationspapier vorteilhaft hinsichtlich der Betriebssicherheit und können auch die Herstellungskosten somit gesenkt werden. Extrudierte Polymere weisen oftmals charakteristische Oberflächenmerkmale bzw. -strukturen auf, welche naturgemäß in Extrusionsrichtung als eine Art „Extrusionsriefen“ erkennbar sind und somit deutlich von einer herkömmlich aufgebrachten Lackschicht unterscheidbar sind.
Bei einer weiteren Ausgestaltungsform des elektrischen Leiters kann es sinnvoll sein, dass die zumindest eine Isolationsschicht vollumfänglich von einer Stützschicht ummantelt ist, dass also diese Stützschicht die zumindest eine Isolationsschicht im Querschnitt vollständig umgibt. Die Stützschicht kann hierbei an allen Stellen, an welchen die zumindest eine Isolationsschicht auf den Leiterkern aufgebracht ist, vollständig ummantelnd auf die zumindest eine Isolationsschicht aufgebracht sein.
Eine solche Stützschicht kann im Speziellen durch ein hochtemperaturstabiles, polymeres Material gebildet sein, und kann hierdurch eine verbesserte Stabilität der zumindest einen Isolationsschicht auch bei fortwährend hohen Betriebstemperaturen einer elektrischen Maschine bewirkt werden. Auch eine solche Stützschicht kann als elektrische Isolationsschicht ausgebildet sein bzw. aus einem elektrisch isolierenden Material bestehen, wodurch sich eine nochmals verbesserte Isolationswirkung bereitstellen lässt. Zusätzlich können etwaige Fehlstellen in der darunterliegenden, zumindest einen Isolationsschicht durch Applikation einer solchen Stützschicht ausgeglichen werden, sodass eine nochmals verbesserte Betriebssicherheit ermöglicht ist.
Hierbei kann die Stützschicht des elektrischen Leiters vorzugsweise überwiegend aus einem extrudierbaren, polymeren, thermoplastischen Material ausgewählt aus der Gruppe aromatischer Polysulfone (PAES) oder Polyaryletherketone (PAEK), oder aus Mischungen dieser Materialien bestehen.
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Die angegebenen Materialien haben sich als gut geeignet für eine Stützschicht erwiesen, da sie günstige Eigenschaften wie Formstabilität auch bei hohen Temperaturen und gute Isolationswirkung auch bei geringen Schichtdicken kombiniert aufweisen.
Besonders bevorzugt kann die Stützschicht überwiegend aus Polysulfon (PSU), Polyethersulfon (PES oder PESU), Polyphenylensulfon (PPSU) oder Polyaryletherketone (PAEK), oder aus Mischungen dieser thermoplastischen Polymere bestehen.
In anderen Worten ausgedrückt, kann die Isolationsschicht überwiegend aus Polysulfon (PSU) mit der Basisstruktur
oder Polyethersulfon (PES oder PESU) mit der Basisstruktur
oder Polyphenylensulfon (PPSU) mit der Basisstruktur
oder aus Polyaryletherketon (PAEK) bestehend aus den Basisblöcken
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N2018/29500-AT-00 oder aus Mischungen dieser polymeren Materialien mit den angegebenen Basisstrukturen bestehen.
Die angegebenen Materialien haben sich als besonders geeignet zur Bildung einer Stützschicht erwiesen, da sich bereits bei sehr geringer Schichtdicke einer derart ausgestalteten Stützschicht gute Eigenschaften hinsichtlich Stabilität und zusätzlicher elektrischer Isolationswirkung ergeben. Die Stützschicht kann hierbei also durchaus auch als zusätzliche, elektrische Isolationsschicht wirksam sein.
Ein spezifischer Schichtaufbau kann grundsätzlich je nach Anforderungsprofil für eine elektrische Maschine variiert werden, zum Beispiel in Abhängigkeit von der vorgesehenen Einsatz- bzw. Betriebstemperatur.
So kann ein Leiterkern bei einem elektrischen Leiter, welcher für fortwährende Betriebstemperaturen bis zu 180 °C vorgesehen ist, mit einer Isolationsschicht überwiegend bestehend aus Polysulfon (PSU) ummantelt sein, bzw. kann die zumindest eine Isolationsschicht bei einem solchen, elektrischen Leiter aus Polysulfon (PSU) bestehen. Die Stützschicht eines solchen elektrischen Leiters kann zum Beispiel überwiegend aus Polysulfon (PSU), Polyethersulfon (PES oder PESU) oder Polyphenylensulfon (PPSU) bestehen.
Ein Leiterkern bei einem elektrischen Leiter, welcher für fortwährende Betriebstemperaturen bis zu 200 °C vorgesehen ist, kann zum Beispiel mit einer Isolationsschicht überwiegend bestehend aus Polyethersulfon (PES oder PESU) oder Polyphenylensulfon (PPSU) ummantelt sein, bzw. kann die zumindest eine Isolationsschicht bei einem solchen, elektrischen Leiter aus Polyethersulfon (PES oder PESU) oder Polyphenylensulfon (PPSU) bestehen. Die Stützschicht eines solchen elektrischen Leiters kann überwiegend ebenfalls aus Polyethersulfon (PES oder PESU) oder Polyphenylensulfon (PPSU) bestehen, wobei vorzugsweise im Falle einer überwiegend aus Polyphenylensulfon (PPSU) bestehenden Isolationsschicht die Stützschicht überwiegend aus Polyethersulfon (PES oder PESU) besteht.
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Ein Leiterkern bei einem elektrischen Leiter, welcher für fortwährende Betriebstemperaturen bis zu 220 °C vorgesehen ist, kann bevorzugt mit einer Isolationsschicht überwiegend bestehend aus Polyethersulfon (PES oder PESU) ummantelt sein, bzw. kann die zumindest eine Isolationsschicht bei einem solchen, elektrischen Leiter aus Polyethersulfon (PES oder PESU) bestehen. Die Stützschicht eines solchen elektrischen Leiters kann vorzugsweise überwiegend aus Polyaryletherketon (PAEK) bestehen.
Von besonderem Vorteil bei dem elektrischen Leiter kann außerdem eine Ausführungsform sein, bei welcher die Stützschicht aus einem Material mit einer Bruchdehnung nach ISO 527-1, -2 von 50 % oder mehr besteht.
Durch eine solche Ausgestaltung der Stützschicht kann für eine elektrische Maschine eine besonders hohe Betriebssicherheit bereitgestellt werden, da die Wahrscheinlichkeit für Beschädigungen der Stützschicht und im Speziellen der darunterliegenden, zumindest einen Isolationsschicht weitestgehend minimiert werden können. Vorzugsweise kann die Stützschicht eine Bruchdehnung nach ISO 527-1, -2 von 55 % oder mehr, insbesondere von 60 % oder mehr aufweisen.
Des Weiteren kann es zweckmäßig sein, dass die Stützschicht aus einem Material mit einer Wärmeformbeständigkeitstemperatur nach ISO 75-1, -2, -3, Methode A von mindestens 170 °C besteht.
Durch diese Ausgestaltung kann ein elektrischer Leiter zur Verfügung gestellt werden, welcher besonders hohe Betriebssicherheit bei Einsatz von elektrischen Maschinen auch bei fortwährend hohen Betriebstemperaturen hervorbringt. Vorzugsweise kann die Stützschicht aus einem Material mit einer Wärmeformbeständigkeitstemperatur nach ISO 75-1, -2, -3, Methode A von mindestens 180 °C bestehen. Die Wärmeformbeständigkeit nach ISO-1, -2, -3 wird auch als HDT-Wert (Heat Deflection Temperature oder Heat Distortion temperature) bezeichnet, im konkreten Fall kann die Wärmeformbeständigkeit auch als HDT-A-Wert (Methode A, Belastung der Probe mit 1,8 N/mm2) bezeichnet werden.
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Eine Schichtdicke der Stützschicht kann umfänglich um die zumindest eine Isolationsschicht im Wesentlichen einheitlich sein und kann das 0,6-fache bis 1,0-fache einer Schichtdicke der zumindest einen Isolationsschicht im Bereich der Längsstirnflächen betragen.
Überaschenderweise hat sich herausgestellt, dass bereits mit derart geringen Schichtdicken der Stützschicht Verbesserungen im Betrieb einer elektrischen Maschine bereitgestellt werden können. Insbesondere kann die unterhalb der Stützschicht angeordnete, zumindest eine Isolationsschicht trotz der geringen Schichtdicke der ummantelnden Stützschicht auch im Dauerbetrieb einer elektrischen Maschine ausreichend stabilisiert werden. Eine Schichtdicke der zumindest einen Isolationsschicht im Bereich der Längsstirnflächen kann beispielsweise 10 μm bis 100 μm betragen. Dementsprechend kann eine im Wesentlichen einheitliche Schichtdicke der Stützschicht um die zumindest eine Isolationsschicht beispielsweise 6 μm bis 100 μm betragen.
Außerdem kann vorgesehen sein, dass die Stützschicht eine Gesamtquerschnittsfläche aufweist, welche das 0,22-fache bis 0,35-fache einer Gesamtquerschnittsfläche der zumindest einen Isolationsschicht beträgt.
Auf diese Weise kann ein elektrischer Leiter bereitgestellt werden, welcher einerseits sehr platzsparend in einer elektrischen angeordnet werden kann und einen hohen Füllfaktor an elektrisch leitenden Material ermöglicht, und dennoch eine ausreichende Stabilität für den Betrieb einer elektrischen Maschine ermöglicht.
Zweckmäßigerweise kann außerdem vorgesehen sein, dass die Stützschicht mittels Extrusion auf die zumindest eine Isolationsschicht aufgebracht ist.
Auf diese Weise lässt sich wiederum eine gute Haftung der Stützschicht auf der zumindest einen Isolationsschicht erzielen, und kann außerdem die Wahrscheinlichkeit einer Ausbildung von Fehlstellen weitestgehend minimiert werden. Extrudierte Polymere weisen oftmals charakteristische Oberflächenmerkmale bzw. Strukturen auf, welche naturgemäß in Extrusionsrichtung als eine Art „Extrusionsriefen“ erkennbar sind und somit deutlich von einer herkömmlich aufgebrachten / 41
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Lackschicht unterscheidbar sind. Die Stützschicht kann zum Beispiel mittels eines separaten Extrusionsschritts auf eine bereits aufgebrachte bzw. auf den Leiterkern aufextrudierte, zumindest eine Isolationsschicht aufgebracht sein. Alternativ ist es aber auch möglich, den Leiterkern mittels Co-Extrusion mit der zumindest einen Isolationsschicht und der Stützschicht zu versehen bzw. zu ummanteln, sodass die zumindest eine Isolationsschicht und die Stützschicht in einem gemeinsamen Extrusionsschritt auf den Leiterkern aufgebracht sind.
Die Aufgabe der Erfindung wird aber auch durch eine elektrische Wicklung für eine elektrische Maschine, insbesondere einen Stator eines Generators oder Elektromotors gelöst. Hierbei ist die Wicklung aus einem oder mehreren miteinander verbundenen, obenstehend beschriebenen, elektrischen Leiter(n) hergestellt.
Beispielsweise kann die elektrische bzw. elektrotechnische Wicklung durch Verschweißen von Endstücken mehrerer, geeignet ausgeformter, elektrischer Leiter hergestellt sein, oder aber kann die Wicklung auch aus einem durchgängigen, in geeignete Form gebrachten, elektrischen Leiter hergestellt sein. Die Vorteile einer aus wie obenstehend beschrieben ausgestalteten, elektrischen Leitern wurden bereits anhand der Ausgestaltung der elektrischen Leiter erläutert, und wird für die Beschreibung de Vorteile hier auf die entsprechenden Stellen dieser Beschreibung verwiesen.
Schließlich wird die Aufgabe der Erfindung auch durch einen Stator für eine elektrische Maschine, wie einen Generator oder Elektromotor gelöst. Der Stator umfasst hierbei ein Blechpaket mit mehreren in Umfangsrichtung um eine Längsachse des Blechpakets und in eine Längsrichtung des Blechpakets durchgehend erstreckenden Nuten mit jeweils mindestens zwei in einer Nut zur Bildung einer elektrischen Wicklung aufgenommenen, elektrischen Leitern.
Wesentlich ist hierbei, dass die in den Nuten aufgenommenen, elektrischen Leiter wie bereits obenstehend beschrieben ausgebildet sind. Hierdurch ergeben sich wiederum Vorteile, welche bereits anhand der Ausgestaltung der elektrischen Leiter erläutert wurden, und wird diesbezüglich wiederum auf die entsprechenden Stellen dieser Beschreibung verwiesen.
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Im Speziellen kann hierbei vorgesehen sein, dass die jeweiligen in den Nuten aufgenommenen, elektrischen Leiter zumindest über eine gesamte Längserstreckung einer jeweiligen Nut vollumfänglich mit der zumindest einen Isolationsschicht ummantelt sind.
Hierdurch kann vor allem in dem besonders isolationskritischen Bereichen innerhalb einer Nut eine ausreichende Isolation gegenüber dem Blechpaket eines Stators, in welchem Blechpaket üblicherweise diese Aufnahmenuten ausgebildet sind, erzielt werden. In Bereichen außerhalb der Nuten kann der elektrische Leiter durchaus auch nicht isoliert sein, insbesondere dann, wenn hier kein Kontakt bzw. keine unmittelbare Nähe zu anderen Komponenten des Stators gegeben ist. Im Speziellen kann der elektrische Leiter an Stellen, welche zum Verbinden mit weiteren elektrischen Leitern vorgesehen sind, beispielsweise durch Verschweißen, keine Isolierung aufweisen bzw. kann die zumindest eine Isolationsschicht und gegebenenfalls die Stützschicht an solchen Stellen vom Leiterkern entfernt sein.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.
Es zeigen jeweils in stark vereinfachter, schematischer Darstellung:
Fig. 1 eine erste beispielhafte Ausführungsform eines elektrischen Leiters in perspektivischer Ansicht;
Fig. 2 eine zweite beispielhafte Ausführungsform eines elektrischen Leiters in perspektivischer Ansicht;
Fig. 3 eine Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels für einen elektrischen Leiter;
Fig. 4 eine weitere Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels für einen elektrischen Leiter;
Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel eines Stators eines Elektromotors mit elektrischen Leitern;
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Fig. 6 ein Ausführungsbeispiel für eine in einem Stator einer elektrischen Maschine angeordnete, elektrische bzw. elektrotechnische Wicklung.
Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind diese Lageangaben bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen.
Fig. 1 und Fig. 2 zeigen rein beispielhaft zwei typische geometrische Ausgestaltungsformen von elektrischen Leitern 1 zur Verwendung in elektrischen Maschinen, insbesondere zur Herstellung von Wicklungen für Statoren oder Rotoren von elektrischen Maschinen wie Elektromotoren oder Generatoren. Der in Fig. 1 dargestellte, elektrische Leiter 1 weist einen Leiterkern 2 mit einer Gesamt-Längserstreckung 3 zwischen einem ersten Ende 4 und einem zweiten Ende 5 auf. Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel umfasst einen Leiterkern 2 mit einer Gesamt-Längserstreckung 3 mit im Wesentlichen geradlinigen Verlauf, während der in Fig. 2 dargestellte, elektrische Leiter 1 eine Gesamt-Längserstreckung 2 zwischen einem ersten Ende 4 und einem zweiten Ende 5 mit gebogenem, insbesondere U- bzw. V-förmigen Verlauf aufweist. Derartige elektrische Leiter werden im Fachjargon auch als „hair pins“ bezeichnet. Die Gesamt-Längserstreckung 3 des in Fig. 2 dargestellten, gebogenen bzw. U-förmigen Leiterkerns 2 würde im hypothetischen, gestreckten Zustand des in Fig. 2 dargestellten, elektrischen Leiters 1 einer Gesamtlänge des Leiterkerns 2 entsprechen. Unter einer Gesamt-Längserstreckung 3 eines Leiterkern 2 ist im Speziellen eine Längserstreckung entlang einer neutralen Faser des Leiterkerns 2 zu verstehen. Üblicherweise ist ein Leiterkern 2 eines elektrischen Leiters 1 für elektrische Maschinen aufgrund der erforderlichen hohen Leitfähigkeit durch Kupfer gebildet.
Die in den Fig. 1 und Fig. 2 dargestellten, elektrischen Leiter 1 können üblicherweise zur Aufnahme in Nuten eines Blechpakets und zur Bildung einer Wicklung / 41
N2018/29500-AT-00 vorgesehen sein, wie nachstehend anhand der Fig. 5 und Fig. 6 noch näher erläutert wird. Selbstverständlich sind aber auch geometrisch anders ausgestaltete, elektrische Leiter 1 als die in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiele möglich und sind anders ausgestaltete, elektrische Leiter auch durchaus üblich. Eine jeweilige, spezifische Ausgestaltungsform richtet sich hierbei nach dem jeweiligen Anforderungsprofil eines elektrischen Leiters 1, in erster Linie also nach der erforderlichen bzw. vorgesehenen Anordnung des elektrischen Leiters 1 in einer elektrischen Maschine.
Wie anhand der Fig. 1 und Fig. 2 erkennbar ist, weist der elektrische Leiter 1 unabhängig von dessen geometrischer Ausgestaltung einen elektrisch leitfähigen Leiterkern 2 mit einem im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt auf, wobei dieser Leiterkernquerschnitt durchgehend in sich geschlossen ist. Wie am besten aus der in Fig. 3 dargestellten Schnittansicht eines elektrischen Leiters 1 ersichtlich ist, weist der elektrisch leitfähige Leiterkern 2 zwei gegenüberliegend angeordnete Längsstirnflächen 6, 7 und zwei gegenüberliegend angeordnete Querstirnflächen 8, 9. Wie ebenfalls in der Fig. 3 dargestellt ist, kann der im Wesentlichen rechteckig ausgeführte Leiterkern 2 leicht abgerundete Ecken aufweisen, was sich in der Praxis bewährt hat. Eine solche Querschnittsform des Leiterkerns 2 mit abgerundeten Ecken ist im technischen Bereich elektrischer Maschinen durchaus üblich, und sind Leiterkerne 2 mit einem solchen Querschnitt vergleichsweise beständig gegenüber Beschädigungen, sowie beispielsweise auch relativ problemlos in Nuten eines Blechpakets eines Stators einführbar. Des Weiteren sind auch allfällige Beschichtungen auf derart ausgeführten Leiterkernen 2 relativ resistent gegenüber Beschädigungen, da verstärkte Abrasion an scharfen Übergängen hintangehalten ist.
Wie am besten aus der Schnittdarstellung in Fig. 3 ersichtlich ist, umfasst der elektrische Leiter 1 des Weiteren zumindest eine Isolationsschicht 10, welche vollumfänglich um den Leiterkern 2 angeordnet ist, welche im Querschnitt betrachtet den Leiterkern 2 also vollständig ummantelt bzw. umgibt. Diese zumindest eine Isolationsschicht 10 ist hierbei wenigstens über einen überwiegenden Teil der Gesamt-Längserstreckung 3 des Leiterkerns 2 vollumfänglich um den Leiterkern 2 / 41
N2018/29500-AT-00 angeordnet, wie dies in der Fig. 1 und der Fig. 2 schematisch veranschaulicht ist. Hierbei sind mindestens die Teile der Gesamt-Längserstreckung 3 des Leiterkerns 2, welche in der elektrischen Maschine in Kontakt bzw. unmittelbar angrenzend an weitere elektrische Leiter oder andere, insbesondere elektrisch leitfähige Komponenten der elektrischen Maschine angeordnet sind, mit der zumindest einen Isolationsschicht 10 versehen. Bei jenen Teilen der Gesamt-Längserstreckung 3 des Leiterkerns 2, welche nicht unmittelbar angrenzend an weitere elektrische Leiter und/oder andere Komponenten der elektrischen Maschine kann der Leiter 1 keine Isolationsschicht aufweisen, bzw. kann die zumindest eine Isolationsschicht 10 an solchen Stellen erübrigt bzw. entfernt sein. Im Speziellen kann der elektrische Leiter 1 an Stellen, welche zum Verbinden mit weiteren elektrischen Leitern vorgesehen sind, beispielsweise durch Verschweißen, keine Isolierung aufweisen bzw. kann die zumindest eine Isolationsschicht 10 an solchen Stellen vom Leiterkern 2 entfernt oder erübrigt sein, wie dies in Fig 1 und Fig. 2 angedeutet ist.
Wesentlich ist, dass die zumindest eine Isolationsschicht 10 überwiegend aus einem extrudierbaren, polymeren, thermoplastischen Material ausgewählt aus der Gruppe aromatischer Polysulfone (PAES) oder Mischungen aus aromatischen Polysulfonen (PAES) besteht. In Zusammenhang mit dem Material, aus welchem die zumindest eine Isolationsschicht besteht, ist unter dem Begriff „überwiegend“ zu verstehen, dass die zumindest eine Isolationsschicht vorrangig bzw. zu einem überwiegenden Anteil, beispielsweise zu mindestens 90 Gew.%, vorzugsweise 95 Gew.% oder mehr aus einem der angegeben, polymeren Materialien oder deren Mischungen besteht. Zu einem geringen Anteil, beispielsweise höchstens 10 Gew.%, vorzugsweise 5 Gew.% oder weniger kann die Isolationsschicht auch andere Bestandteile, wie etwa bei thermoplastischen Polymeren übliche Additive umfassen. Des Weiteren versteht sich von selbst, dass zum Beispiel auch geringe Mengen an herstellungs- bzw. verarbeitungsbedingten Verschmutzungen in der Isolationsschicht vorhanden sein können.
Die in den Fig. 1 bis Fig. 3 dargestellte, aus aromatischem Polysulfon (PAES) oder aus einer Mischung aromatischer Polysulfone (PAES) bestehende, zumindest eine / 41
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Isolationsschicht 10 des elektrischen Leiters 1 kann im Speziellen aus einem Material mit einer relativen Permittivität von weniger als 4 bei einer Frequenz von 0,1 kHz bis 100 kHz und einer Temperatur von -50 °C bis 180 °C, gemessen nach IEC 60250, bestehen. Die relative Permittivität wird häufig auch als Dielektrizitätszahl oder Permittivitätszahl bezeichnet, und stellt das dimensionslose Verhältnis der Permittivität £ eines Mediums bzw. Materials zur Permittivität £0 des Vakuums dar.
Weiters kann das Material, aus welchem die zumindest eine Isolationsschicht 10 besteht, eine Glasübergangstemperatur größer als 160 °C, vorzugsweise größer als 170 °C und insbesondere größer als 180 °C aufweisen. Hierdurch kann ein Erweichen der zumindest eine Isolationsschicht 10 auch bei hohen Einsatztemperaturen bzw. Betriebstemperauren in einer elektrischen Maschine hintangehalten werden, wobei im Speziellen das Aufbringen der zumindest einen Isolationsschicht 10 auf den Leiterkern 2 trotzdem durch einen thermoplastischen Prozess, wie etwa Extrusion erfolgen kann.
Außerdem kann die zumindest eine Isolationsschicht 10 aus einem Material mit einer Wärmeformbeständigkeitstemperatur nach ISO 75-1, -2, -3, Methode A von mindestens 170 °C bestehen. Vorzugsweise kann die Isolationsschicht aus einem Material mit einer Wärmeformbeständigkeitstemperatur nach ISO 75-1, -2, -3, Methode A von mindestens 180 °C bestehen. Die Wärmeformbeständigkeit nach ISO-1, -2, -3 wird auch als HDT-Wert (Heat Deflection Temperature oder Heat Distortion temperature) bezeichnet, im konkreten Fall kann die Wärmeformbeständigkeit auch als HDT-A-Wert (Methode A, Belastung der Probe mit 1,8 N/mm2) bezeichnet werden.
Um eine ausreichende Isolationswirkung zu erzielen, kann die zumindest eine Isolationsschicht 10 weiters eine Durchschlagsfestigkeit nach IEC 60243-1 von mindestens 28 kV/mm bei einer Schichtdicke von weniger als 500 μm aufweisen. Hierdurch können im Speziellen unerwünschte Spannungsdurchschläge, etwa Lichtbögen oder Funkenschläge, in elektrischen Maschinen hintangehalten werden.
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Vorzugsweise kann die zumindest eine Isolationsschicht des elektrischen Leiters überwiegend aus Polysulfon (PSU), Polyethersulfon (PES oder PESU) oder Polyphenylensulfon (PPSU), oder aus Mischungen dieser aromatischen Polysulfone (PAES) bestehen.
Die zumindest eine Isolationsschicht 10 kann also überwiegend aus Polysulfon (PSU) mit der Basisstruktur
oder Polyethersulfon (PES oder PESU) mit der Basisstruktur
oder Polyphenylensulfon (PPSU) mit der Basisstruktur
O
oder aus Mischungen dieser aromatischen Polysulfone mit den angegebenen Basisstrukturen bestehen.
Wie in der Fig. 3 veranschaulicht ist, kann die zumindest eine Isolationsschicht 10 im Bereich der Querstirnflächen 8, 9 eine Schichtdicke 11 aufweisen, welche das 2-fache bis 8-fache einer Schichtdicke 12 der zumindest einen Isolationsschicht 10 im Bereich der Längsstirnflächen 6, 7 beträgt. Eine Schichtdicke 12 der zumindest einen Isolationsschicht 10 im Bereich der Längsstirnflächen 6, 7 kann zum Beispiel 10 μm bis 100 μm betragen. Eine Schichtdicke 11 der zumindest einen Isolationsschicht 10 im Bereich der Querstirnflächen 8, 9 kann zum Beispiel 50 μm bis
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500 μm betragen. Es hat sich nämlich gezeigt, dass eine Isolation zwischen benachbarten, elektrischen Leitern 1, also eine jeweilige Isolation an den Längsstirnflächen 6, 7 des Leiterkerns 2 vergleichsweise schlank gewählt werden kann. Diese Ausführungsform des elektrischen Leiters 1 ist insbesondere geeignet für eine Anordnung in einer elektrischen Maschine, bei welcher elektrische Leiter 1 unmittelbar aneinandergrenzend angeordnet werden, wie etwa in zur Aufnahme mehrere elektrische Leiter in einem Blechpaket eines Stators ausgebildete Nuten. Ein solches Ausführungsbeispiel für eine Komponente einer elektrischen Maschine wird nachstehend anhand der Fig. 5 und Fig. 6 noch näher beschrieben.
Wie weiters in der Fig. 3 dargestellt ist, kann die zumindest eine Isolationsschicht 10 eine Gesamtquerschnittsfläche 13 aufweisen, welche das 0,1-fache bis 0,18fache einer Gesamtquerschnittsfläche 14 des Leiterkerns 2 beträgt. Eine Gesamtquerschnittsfläche 13 des im Wesentlichen rechteckigen Leiterkerns 2 für elektrische Maschinen kann zum Beispiel 4 mm2 bis 10 mm2 betragen, eine Gesamtquerschnittsfläche 14 der zumindest einen Isolationsschicht 10 kann beispielsweise 0,6 mm2 bis 1,5 mm2 betragen.
Besonders bevorzugt ist eine Ausgestaltungsform des elektrischen Leiters 1, bei welcher die zumindest eine Isolationsschicht 10 mittels Extrusion auf den Leiterkern 2 aufgebracht ist. Hierbei kann die zumindest eine Isolationsschicht 10 zum Beispiel durch kontinuierliche Extrusion auf einen, beispielsweise von einer Rolle abgerollten Leiterkern-Strang aufgebracht werden. Ein solcher Leiterkern 2 zum Aufbringen der zumindest einen Isolationsschicht 10 kann also in Form eines sogenannten „Endlos-Stranges“ vorliegen. Nach Erkalten der zumindest einen Isolationsschicht 10 nach der Extrusion, kann ein solcher beschichteter LeiterkernStrang zu einzelnen, elektrischen Leitern 1 mit jeweils gewünschter GesamtLängserstreckung 3 zwischen einem ersten Ende 4 und einem zweiten Ende 5 vereinzelt, und im Bedarfsfall umgeformt werden, wie zum Beispiel im Falle des in Fig. 2 dargestellten, U- bzw. V-förmigen, elektrischen Leiters 1. Des Weiteren kann die zumindest eine Isolationsschicht 10 im Zuge der Weiterverarbeitung des elektrischen Leiters 1 zum Beispiel an bestimmten Stellen des elektrischen Leiters 1 vom Leiterkern 2 entfernt werden, wie etwa an Stellen, welche zum Verbinden / 41
N2018/29500-AT-00 mit anderen elektrischen Leitern 1 vorgesehen sind. Hierbei handelt es sich oftmals um die Enden 4, 5 des Leiterkerns 2, aber kann zum Beispiel im Falle des in Fig. 2 dargestellten Leiters 1 der Leiterkern 2 auch im Bereich der U- bzw. V-förmigen Biegung blank sein bzw. hier keine Isolation vorhanden sein. Eine aufextrudierte Isolationsschicht 10 kann charakteristische Oberflächenmerkmale bzw. strukturen aufweisen, welche naturgemäß in Extrusionsrichtung als eine Art „Extrusionsriefen“ erkennbar sind.
In der Fig. 4 ist eine weitere und gegebenenfalls für sich eigenständige Ausführungsform des elektrischen Leiters 1 gezeigt, wobei für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen bzw. Bauteilbezeichnungen wie in den vorangegangenen Fig. 1 -3 verwendet werden. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die detaillierte Beschreibung in den vorangegangenen Fig. 1-3 hingewiesen bzw. Bezug genommen.
Bei dem in der Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel eines elektrischen Leiters 1, ist die zumindest eine Isolationsschicht 10 zusätzlich vollumfänglich von einer Stützschicht 16 ummantelt. Wie anhand der Fig. 4 erkennbar ist, kann eine solche Stützschicht 16 die zumindest eine Isolationsschicht 10 im Querschnitt vollständig umgeben. Diese Stützschicht 16 kann hierbei an allen Stellen entlang der GesamtLängserstreckung 3, an welchen die zumindest eine Isolationsschicht 10 auf den Leiterkern 2 aufgebracht ist, vollständig ummantelnd auf die zumindest eine Isolationsschicht 10 aufgebracht sein. Diese Stützschicht 16 kann vorzugsweise aus einem hochtemperaturstabilen, polymeren Material bestehen, und kann hierbei im Speziellen als weitere Isolationsschicht zusätzlich zur zumindest einen Isolationsschicht 10 wirken. Auch können etwaige Fehlstellen in der darunterliegenden, zumindest einen Isolationsschicht 10 durch Applikation einer solchen Stützschicht 16 ausgeglichen werden.
Bevorzugt besteht die Stützschicht überwiegend aus einem extrudierbaren, polymeren, thermoplastischen Material ausgewählt aus der Gruppe aromatischer Polysulfone (PAES) oder Polyaryletherketon (PAEK), oder aus Mischungen dieser Materialien. Besonders bevorzugt kann die Stützschicht 16 überwiegend aus Polysulfon (PSU), Polyethersulfon (PES oder PESU), Polyphenylensulfon (PPSU) oder / 41
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Polyaryletherketon (PAEK), oder aus Mischungen dieser thermoplastischen Polymere bestehen.
Die Stützschicht 16 kann also überwiegend aus Polysulfon (PSU) mit der Basisstruktur
oder Polyethersulfon (PES oder PESU) mit der Basisstruktur
oder Polyphenylensulfon (PPSU) mit der Basisstruktur
oder aus Polyaryletherketon (PAEK) bestehend aus den Basisblöcken
oder aus Mischungen dieser polymeren Materialien mit den angegebenen Basisstrukturen bestehen.
Ein spezifischer Schichtaufbau kann grundsätzlich je nach Anforderungsprofil für eine elektrische Maschine variiert werden, zum Beispiel in Abhängigkeit von der vorgesehenen Einsatz- bzw. Betriebstemperatur.
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So kann ein Leiterkern 2 bei einem elektrischen Leiter, welcher für fortwährende Betriebstemperaturen bis zu 180 °C vorgesehen ist, mit einer Isolationsschicht 10 überwiegend bestehend aus Polysulfon (PSU) ummantelt sein, bzw. kann die zumindest eine Isolationsschicht bei einem solchen, elektrischen Leiter 1 aus Polysulfon (PSU) bestehen. Die Stützschicht 16 eines solchen elektrischen Leiters 1 kann zum Beispiel überwiegend aus Polysulfon (PSU), Polyethersulfon (PES oder PESU) oder Polyphenylensulfon (PPSU) bestehen.
Ein Leiterkern 2 bei einem elektrischen Leiter 1, welcher für fortwährende Betriebstemperaturen bis zu 200 °C vorgesehen ist, kann zum Beispiel mit einer Isolationsschicht 10 überwiegend bestehend aus Polyethersulfon (PES oder PESU) oder Polyphenylensulfon (PPSU) ummantelt sein, bzw. kann die zumindest eine Isolationsschicht 10 bei einem solchen, elektrischen Leiter aus Polyethersulfon (PES oder PESU) oder Polyphenylensulfon (PPSU) bestehen. Die Stützschicht 16 eines solchen elektrischen Leiters 1 kann überwiegend ebenfalls aus Polyethersulfon (PES oder PESU) oder Polyphenylensulfon (PPSU) bestehen, wobei vorzugsweise im Falle einer überwiegend aus Polyphenylensulfon (PPSU) bestehenden Isolationsschicht 10 die Stützschicht 16 überwiegend aus Polyethersulfon (PES oder PESU) besteht.
Ein Leiterkern 2 bei einem elektrischen Leiter 1, welcher für fortwährende Betriebstemperaturen bis zu 220 °C vorgesehen ist, kann bevorzugt mit einer Isolationsschicht 10 überwiegend bestehend aus Polyethersulfon (PES oder PESU) ummantelt sein, bzw. kann die zumindest eine Isolationsschicht 10 bei einem solchen, elektrischen Leiter aus Polyethersulfon (PES oder PESU) bestehen. Die Stützschicht 16 eines solchen elektrischen Leiters 1 kann vorzugsweise überwiegend aus Polyaryletherketon (PAEK) bestehen.
Als besonders geeignet hat sich eine Ausgestaltungsform des elektrischen Leiters 1 erwiesen, bei welcher die Stützschicht 16 aus einem Material mit einer Bruchdehnung nach ISO 527-1, -2 von 50 % oder mehr besteht. Hierdurch kann vor allem die Wahrscheinlichkeit für Beschädigungen der Stützschicht 16 und auch der darunterliegenden, zumindest einen Isolationsschicht 10 weitestgehend minimiert / 41
N2018/29500-AT-00 werden. Bevorzugt kann die Stützschicht 16 eine Bruchdehnung nach ISO 527-1, 2 von 55 % oder mehr, insbesondere von 60 % oder mehr aufweisen.
Es kann aber auch sinnvoll sein, dass die Stützschicht 16 aus einem Material mit einer Wärmeformbeständigkeitstemperatur nach ISO 75-1, -2, -3, Methode A von mindestens 170 °C besteht. Vorzugsweise kann die Stützschicht aus einem Material mit einer Wärmeformbeständigkeitstemperatur nach ISO 75-1, -2, -3, Methode A von mindestens 180 °C bestehen. Die Wärmeformbeständigkeit nach ISO-1, -2, -3 wird auch als HDT-Wert (Heat Deflection Temperature oder Heat Distortion temperature) bezeichnet, im konkreten Fall kann die Wärmeformbeständigkeit auch als HDT-A-Wert (Methode A, Belastung der Probe mit 1,8 N/mm2) bezeichnet werden.
Wie anhand der Fig. 4 ersichtlich ist, kann eine Schichtdicke 17 der Stützschicht umfänglich um die zumindest eine Isolationsschicht 10 im Wesentlichen einheitlich sein. Weiters kann die Schichtdicke 17 der Stützschicht 16 das 0,6-fache bis 1,0-fache einer Schichtdicke 12 der zumindest einen Isolationsschicht 10 im Bereich der Längsstirnflächen 6 betragen. Eine Schichtdicke 13 der zumindest einen Isolationsschicht 10 im Bereich der Längsstirnflächen 6, 7 kann beispielsweise 10 μm bis 100 μm betragen. Eine im Wesentlichen einheitliche Schichtdicke der Stützschicht 16 kann zum Beispiel 6 μm bis 100 μm betragen. Außerdem kann die Stützschicht 16 eine Gesamtquerschnittsfläche 18 aufweisen, welche das 0,22-fache bis 0,35-fache einer Gesamtquerschnittsfläche 13 der zumindest einen Isolationsschicht 10 beträgt.
Vorzugsweise ist auch die Stützschicht 16 mittels Extrusion auf die zumindest eine Isolationsschicht 10 aufgebracht. Die Stützschicht 16 kann zum Beispiel mittels eines separaten Extrusionsschritts auf eine bereits aufgebrachte bzw. auf den Leiterkern 2 aufextrudierte, zumindest eine Isolationsschicht 10 aufgebracht sein. Es ist aber auch möglich, den Leiterkern 2 mittels Co-Extrusion mit der zumindest einen Isolationsschicht 10 und der Stützschicht 16 zu versehen bzw. zu ummanteln, sodass die zumindest eine Isolationsschicht 10 und die Stützschicht 16 in einem gemeinsamen Extrusionsschritt auf den Leiterkern 2 aufgebracht sind. Extrudierte Polymere weisen hierbei meist charakteristische Oberflächenmerkmale bzw. 27 / 41
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Strukturen auf, welche naturgemäß in Extrusionsrichtung als eine Art „Extrusionsriefen“ erkennbar sind.
In der Fig. 5 ist ein Ausführungsbeispiel für eine Anordnung der elektrischen Leiter 1 in einer elektrischen Maschine dargestellt. Gezeigt ist ein Stator 30 für eine elektrische Maschine, beispielsweise Generator oder Elektromotor, in Schrägansicht. Der Stator 30 umfasst dabei ein Blechpaket 19 in welche eine Vielzahl von Nuten 20 in Umfangsrichtung 21 um eine Längsachse 24 des Blechpakets 19 verteilt angeordnet sind. Die Nuten 20 sind dabei in Längsrichtung 22 durchgehend ausgebildet. In Fig. 5 sind beispielhaft mehrere elektrische Leiter 1 vor ihrer Verbindung zu einer elektrischen bzw. elektrotechnischen Wicklung dargestellt. Wie erkennbar ist, sind bei dem in der Fig. 5 dargestellten Beispiel gemäß Fig. 1 ausgebildete Leiter 1 angeordnet. Weiters ist beispielhaft aus Fig. 5 ersichtlich, dass mehrere elektrische Leiter 1 zur Ausbildung einer Spule bzw. Wicklung in Umfangsrichtung 21 verbogen sein können und miteinander korrespondierende elektrische Leiter 1 miteinander verbunden vorliegen können. Hierbei ist vorgesehen, dass jeweils mindestens zwei elektrischen Leiter 1 in einer Nut 20 zur Bildung einer elektrischen Wicklung aufgenommen sind.
Die Nuten 20 des Blechpakets 19 können in Radialrichtung 23 in Richtung einer Längsachse 24 des Stators 30 offen sein. Derartige Öffnungen können als Luftspalt 25 ausgebildet sein. Die Bereiche des Blechpakets 19, welche die Nuten 20 in Richtung Längsachse 24 begrenzen, können in Umfangsrichtung 21 als Zahnkopf 26 ausgebildet sein. An der gegenüberliegenden Seite der jeweiligen Nut 20 befindet sich der Nutgrund 27. Die genaue Anzahl an Nuten 20 sowie die Form und Anzahl der darin aufgenommenen elektrischen Leiter 1 richtet sich nach der gewünschten Größe bzw. Auslegung der elektrischen Maschine.
Grundsätzlich können die Nuten 20 unterschiedlichste Querschnittsformen aufweisen, wobei sich zur Aufnahme von elektrischen Leitern 1 korrespondierende, rechteckige Querschnitte der Nuten 20 bewährt haben. Zur Isolation der einzelnen elektrischen Leiter 1 zueinander sowie zum Blechpaket 19 ist es erforderlich zumindest eine Isolationsschicht 10 fehlerfrei in Umfangsrichtung 21 sowie Radialrichtung 23 durchgehend geschlossen auszubilden, um die elektrischen Leiter 1 / 41
N2018/29500-AT-00 zumindest innerhalb des Blechpakets 19 zu ummanteln. Wesentlich ist hierbei, dass die in den Nuten 20 aufgenommenen, elektrischen Leiter 1 gemäß den obenstehend anhand den Fig. 1-4 beschriebenen Ausführungsbeispielen ausgebildet sind. Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die jeweiligen in den Nuten 20 aufgenommenen, elektrischen Leiter 1 zumindest über eine gesamte Längserstreckung 28 einer jeweiligen Nut 20 vollumfänglich mit der zumindest einen Isolationsschicht 10 und gegebenenfalls auch mit der Stützschicht 16 ummantelt sind.
Abschließend ist in der Fig. 6 zur Veranschaulichung einer beispielhaften Verwendung der elektrischen Leiter 1 wiederum ein Blechpaket 19 eines Stators 30 mit in Nuten 20 des Blechpakets angeordneten, elektrischen Leitern 1 dargestellt, wobei die elektrischen Leiter 1 hier zu einer elektrischen Wicklung 29 verbunden, zum Beispiel verschweißt sind. Im Falle des in Fig. 6 dargestellten Ausführungsbeispiels sind beispielhaft elektrische Leiter 1, welche gemäß Fig. 2 ausgebildet sind, angeordnet und miteinander verbunden gezeigt, Aus Gründen besserer Übersichtlichkeit sind das Blechpaket 19 des Stators 30, sowie die elektrische Wicklung 29 in der Fig. 6 nur ausschnittsweise dargestellt bzw. ist nur ein Teil der Wicklung 29, also eine Teilwicklung gezeigt. Derartige Wicklungen 29 sind in elektrischen Maschinen, zum Beispiel Elektromotoren oder Generatoren üblich. Wesentlich ist hierbei, dass solche Wicklungen aus elektrischen Leitern 1 gemäß den obenstehend anhand den Fig. 1-4 beschriebenen Ausführungsbeispielen hergestellt sind.
Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten Ausführungsvarianten derselben eingeschränkt ist, sondern vielmehr auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind und diese Variationsmöglichkeit aufgrund der Lehre zum technischen Handeln durch gegenständliche Erfindung im Können des auf diesem technischen Gebiet tätigen Fachmannes liegt.
Der Schutzbereich ist durch die Ansprüche bestimmt. Die Beschreibung und die Zeichnungen sind jedoch zur Auslegung der Ansprüche heranzuziehen. Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen / 41
N2018/29500-AT-00 unterschiedlichen Ausführungsbeispielen können für sich eigenständige erfinderische Lösungen darstellen. Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrundeliegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen werden.
Sämtliche Angaben zu Wertebereichen in gegenständlicher Beschreibung sind so zu verstehen, dass diese beliebige und alle Teilbereiche daraus mitumfassen, z.B. ist die Angabe 1 bis 10 so zu verstehen, dass sämtliche Teilbereiche, ausgehend von der unteren Grenze 1 und der oberen Grenze 10 mit umfasst sind, d.h. sämtliche Teilbereiche beginnen mit einer unteren Grenze von 1 oder größer und enden bei einer oberen Grenze von 10 oder weniger, z.B. 1 bis 1,7, oder 3,2 bis 8,1, oder 5,5 bis 10.
Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus Elemente teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.
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Bezugszeichenliste
Elektrischer Leiter
Leiterkern
Gesamt-Längserstreckung
Ende
Ende
Längsstirnfläche
Längsstirnfläche
Querstirnfläche
Querstirnfläche
Isolationsschicht
Schichtdicke
Schichtdicke
Gesamtquerschnittsfläche
Gesamtquerschnittsfläche
Biegung
Stützschicht
Schichtdicke
Gesamtquerschnittsfläche
Blechpaket
Nut
Umfangsrichtung
Längsrichtung
Radialrichtung
Längsachse
Luftspalt
Zahnkopf
Nutgrund
Längserstreckung
Wicklung
Stator / 41
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Claims (20)

  1. Patentansprüche
    1. Elektrischer Leiter (1) zur Verwendung in elektrischen Maschinen, insbesondere zur Herstellung von Wicklungen für Statoren von elektrischen Maschinen wie Elektromotoren oder Generatoren, umfassend einen elektrisch leitfähigen Leiterkern (2) mit einem im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt, wobei der Leiterkern (2) zwei gegenüberliegend angeordnete Längsstirnflächen (6, 7) und zwei gegenüberliegend angeordnete Querstirnflächen (8, 9) sowie eine Gesamt-Längserstreckung (3) zwischen einem ersten Ende (4) und einem zweiten Ende (5) des Leiterkerns (2) aufweist, zumindest eine Isolationsschicht (10), welche Isolationsschicht ( 10) wenigstens über einen überwiegenden Teil der Gesamt-Längserstreckung (3) des Leiterkerns (2) vollumfänglich um den Leiterkern (2) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Isolationsschicht (10) überwiegend aus einem extrudierbaren, polymeren, thermoplastischen Material ausgewählt aus der Gruppe aromatischer Polysulfone (PAES) oder Mischungen aus aromatischen Polysulfonen (PAES) besteht.
  2. 2. Elektrischer Leiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Isolationsschicht (10) aus einem Material mit einer relativen Permittivität von weniger als 4 bei einer Frequenz von 0,1 kHz bis 100 kHz und einer Temperatur von -50 °C bis 180 °C, gemessen nach IEC 60250, besteht.
  3. 3. Elektrischer Leiter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Material, aus welchem die zumindest eine Isolationsschicht (10) besteht, eine Glasübergangstemperatur größer als 160 °C aufweist.
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  4. 4. Elektrischer Leiter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Isolationsschicht (10) aus einem Material mit einer Wärmeformbeständigkeitstemperatur nach ISO 75-1, -2, -3, Methode A von mindestens 170 °C besteht.
  5. 5. Elektrischer Leiter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Isolationsschicht (10) eine Durchschlagsfestigkeit nach IEC 60243-1 von mindestens 28 kV/mm bei einer Schichtdicke von weniger als 500 μm aufweist.
  6. 6. Elektrischer Leiter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Isolationsschicht (10) überwiegend aus Polysulfon (PSU), Polyethersulfon (PES oder PESU) oder Polyphenylensulfon (PPSU), oder aus Mischungen dieser aromatischen Polysulfone (PAES) besteht.
  7. 7. Elektrischer Leiter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Isolationsschicht (10) im Bereich der Querstirnflächen (8, 9) eine Schichtdicke (11) aufweist, welche das 2-fache bis 8-fache einer Schichtdicke (12) der zumindest einen Isolationsschicht (10) im Bereich der Längsstirnflächen (6, 7) beträgt.
  8. 8. Elektrischer Leiter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Isolationsschicht (10) eine Gesamtquerschnittsfläche (13) aufweist, welche das 0,1-fache bis 0,18-fache einer Gesamtquerschnittsfläche (14) des Leiterkerns (2) beträgt.
  9. 9. Elektrischer Leiter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Isolationsschicht (10) mittels Extrusion auf den Leiterkern (2) aufgebracht ist.
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  10. 10. Elektrischer Leiter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Isolationsschicht (10) vollumfänglich von einer Stützschicht (16) ummantelt ist.
  11. 11. Elektrischer Leiter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützschicht (16) überwiegend aus einem extrudierbaren, polymeren, thermoplastischen Material ausgewählt aus der Gruppe aromatischer Polysulfone (PAES) oder Polyaryletherketon (PAEK), oder aus Mischungen dieser Materialien besteht.
  12. 12. Elektrischer Leiter nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützschicht (16) überwiegend aus Polysulfon (PSU), Polyethersulfon (PES oder PESU), Polyphenylensulfon (PPSU) oder Polyaryletherketon (PAEK), oder aus Mischungen dieser thermoplastischen Polymere besteht.
  13. 13. Elektrischer Leiter nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützschicht (16) aus einem Material mit einer Bruchdehnung nach ISO 527-1, -2 von 50 % oder mehr besteht.
  14. 14. Elektrischer Leiter nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützschicht (16) aus einem Material mit einer Wärmeformbeständigkeitstemperatur nach ISO 75-1, -2, -3, Methode A von mindestens 170 °C besteht.
  15. 15. Elektrischer Leiter nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schichtdicke (17) der Stützschicht (16) umfänglich um die zumindest eine Isolationsschicht (10) im Wesentlichen einheitlich ist und das 0,6fache bis 1,0-fache einer Schichtdicke (12) der zumindest einen Isolationsschicht (10) im Bereich der Längsstirnflächen (6) beträgt.
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  16. 16. Elektrischer Leiter nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützschicht (16) eine Gesamtquerschnittsfläche (18) aufweist, welche das 0,22-fache bis 0,35-fache einer Gesamtquerschnittsfläche (13) der zumindest einen Isolationsschicht (10) beträgt.
  17. 17. Elektrischer Leiter nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützschicht (16) mittels Extrusion auf die zumindest eine Isolationsschicht (10) aufgebracht ist.
  18. 18. Elektrische Wicklung (29) für eine elektrische Maschine, insbesondere einen Stator eines Generators oder Elektromotors, dadurch gekennzeichnet, dass die Wicklung aus einem, gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16 ausgebildeten, elektrischem Leiter (1) oder aus mehreren miteinander verbundenen, gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17 ausgebildeten, elektrischen Leitern (1) hergestellt ist.
  19. 19. Stator (30) für eine elektrische Maschine, beispielweise Generator oder Elektromotor, umfassend ein Blechpaket (19) mit mehreren in Umfangsrichtung (21) um eine Längsachse (24) des Blechpakets (19) und in eine Längsrichtung (22) des Blechpakets (19) durchgehend erstreckenden Nuten (20) mit jeweils mindestens zwei in einer Nut (20) zur Bildung einer elektrischen Wicklung (29) aufgenommenen, elektrischen Leitern (1), dadurch gekennzeichnet, dass die in den Nuten (20) aufgenommenen, elektrischen Leiter (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17 ausgebildet sind.
  20. 20. Stator nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweiligen in den Nuten (20) aufgenommenen, elektrischen Leiter (1) zumindest über eine
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    N2018/29500-AT-00 gesamte Längserstreckung (28) einer jeweiligen Nut (20) vollumfänglich mit der zumindest einen Isolationsschicht (10) ummantelt sind.
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