DE102014201702A1 - Verfahren zur Herstellung einer nasslaufenden elektrischen Maschine und elektrische Maschine - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer nasslaufenden elektrischen Maschine (1). Es sind die Schritte vorgesehen: Bereitstellen von Wicklungen (4), wobei jede Wicklung (4) Kontaktdrähte (10) aufweist; Bereitstellen eines Schaltrings (6) zur Stromversorgung der Wicklungen (4), wobei der Schaltring (6) mehrere Kontakte (9) zur Kontaktierung von Wicklungen (4) aufweist; Fügen von Kontakten (9) und Kontaktdrähten (10); und gezieltes lokales Beschichten der Fügestellen (11) mit einem Beschichtungsmaterial, das für das Medium der nasslaufenden elektrischen Maschine (1) undurchlässig ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer nasslaufenden elektrischen Maschine und eine elektrische Maschine.
  • Elektrische Maschinen (elektromechanische Wandler), beispielsweise elektrische Antriebsmotoren für Kraftfahrzeuge, Starter, Generatoren oder Starter-Generatoren, wandeln elektrische Energie in mechanische Energie (Motoren) beziehungsweise mechanische Energie in elektrische Energie (Generatoren) um. Diese elektromechanische Umwandlung beruht auf elektro-magnetischer Induktion. Derartige elektrische Maschinen umfassen einen feststehenden Stator (Ständer), der nach einer häufigen Bauart einen Statorkern (Blechpaket) mit entsprechenden Drahtwicklungen und darauf angeordnet ein oder mehrere Schaltringe umfasst, sowie eine bewegliche Komponente, die bei dem häufigsten Bautyp als Rotor (Läufer) ausgebildet ist, welcher drehbar in oder um den ringförmig ausgebildeten Stator gelagert ist und eine Vielzahl an Permanentmagneten aufweist. Dabei wird aufgrund des bewegten Magnetfeldes des Rotors ein Stromfluss in der Statorwicklung erzeugt (Generator) beziehungsweise aufgrund des durch den Stator erzeugten Magnetfeldes die mechanische Bewegung/Rotation des Rotors bewirkt (Motor). Umgekehrte Bautypen, bei denen der Rotor eine Wicklung und der Stator Magnete umfasst, sind ebenfalls bekannt.
  • Teile des die Wicklung und den Schaltring aufweisenden Stators und/oder Rotors sind zum Zwecke ihrer elektrischen Isolation und ihres mechanischen Schutzes und des Schutzes gegenüber chemischen Einflüssen in einer Vergussmasse eingebettet. Die Vergussmasse wird insbesondere zur Einbettung des Schaltrings (auch als Verschaltungsring oder Kontaktbrücke bezeichnet) verwendet, welcher die Einzelwicklungen elektrisch miteinander verschaltet. Typischerweise basieren Vergussmassen auf einem Silikonkautschuk. Zur Erhöhung ihrer Wärmeleitfähigkeit enthalten diese Silikonelastomere häufig einen Zusatz hoher Füllstoffanteile, beispielsweise in Form von Quarzpartikeln. Derartige Materialien erfüllen die meisten der technischen Anforderungen an Vergussmassen, insbesondere weisen sie eine sehr geringe elektrische Leitfähigkeit auf, eine hohe Temperatur und Temperaturwechselbeständigkeit, eine hohe Wärmeleitfähigkeit, eine hohe Oxidationsstabilität, eine gute Untergrundhaftung sowie eine einfache Aushärtung und eine hohe Verarbeitungstoleranz. Problematisch ist jedoch die hohe Affinität der Silikone gegenüber Kohlenwasserstoffen. So zeigen sie die Neigung, Motoren- und Getriebeöle zu inkludieren und dadurch aufzuquellen. Durch die Quellung werden jedoch die mechanischen Eigenschaften beeinträchtigt. Beispielsweise nimmt die Festigkeit und Materialhärte ab, die Temperaturbeständigkeit sinkt und eine Ablösung und ggf. Versprödung der Vergussmasse kann die Folge sein. Insbesondere bei nasslaufenden oder ölgekühlten elektrischen Maschinen, die bauartbedingt mit Getriebeölen in Kontakt kommen, ist somit die Reduzierung oder Verhinderung der Ölaufnahme und -quellung des Materials beziehungsweise die Sicherstellung der Ölundurchlässigkeit wünschenswert. Im Falle eines Kontaktes des Öls (Medium) mit der blanken Kupferoberfläche ist mit korrosivem Angriff zu rechnen, wodurch insbesondere Elektrobauteile und elektronische Komponenten beeinträchtigt werden können.
  • Nasslaufende Antriebsmaschinen, wie zum Beispiel Elektromotoren für elektrische Fahrzeuge und/oder Hybridfahrzeuge, sind von einem Medium, wie zum Beispiel Öl, umgeben. Das Öl sorgt für eine ausreichende Schmierung von Lagern und verhindert zudem eine Überhitzung des Elektromotors. Da Komponenten eines Elektromotors, wie zum Beispiel der Schaltring, der die einzelnen Spulen auf drei Hochvoltkontakte reduziert, aus reinem Kupfer bestehen, müssen Maßnahmen getroffen werden, die eine Korrosion des Kupfers durch das Öl verhindern.
  • Deshalb wird beispielsweise das Kupfer in einem Fertigungsprozess verzinnt, zum Beispiel mit einer Dicke von 6 bis 20 μm. Bei der Herstellung des Elektromotors werden die Statorspulen, welche üblicherweise aus einem Kupferlackdraht bestehen, und Kontakte des Schaltrings miteinander gefügt. In der Abhängigkeit von eingesetztem Lack ist eine Abisolierung des Drahtes vor dem Fügen durchzuführen. Das Fügen kann beispielsweise durch Löten, Widerstandspressschweißen, Schmelzschweißverfahren, Krimpen oder Krimpen und Widerstandshartlöten bzw. Widerstandspressschweißen realisiert werden. Bei dem Schweißverfahren liegt der thermische Energieeintrag oberhalb der Schmelztemperatur von Zinn. Deshalb verdampft das Zinn bei dem Schweißvorgang, was zur Folge hat, dass die Kontaktstelle nicht mehr durch das Zinn vor Korrosion geschützt ist.
  • Um die Kontaktstellen zu schützen, wird derzeit der Schaltring mit einer organischen Vergussmasse vergossen. Diese Vergussmassen sind nur zum Teil ölbeständig beziehungsweise müssen entsprechend chemisch angepasst werden, was kostenaufwendig ist. Darüber hinaus kann Öl durch beziehungsweise zwischen den Kunststoffen diffundieren und zu einer elektrochemischen Reaktion im Kontakt führen. Im Kontakt entsteht dabei Korrosion zum Beispiel durch Bildung von CuS. Diese Korrosion schreitet durch die Bildung einer Kriechstrecke zeitlich voran und kann zum Beispiel zu einem Kurzschluss zwischen zwei Kriechstrecke zeitlich voran und kann zum Beispiel zu einem Kurzschluss zwischen zwei Phasen führen, was zu einem Ausfall des Elektromotors führt. Dies führt dazu, dass bei bestimmten Anwendungen nasslaufende Elektromotoren nicht verwendet werden können.
  • DE 10 2011 085 700 A1 offenbart eine Beschichtung von Kontaktflächen von Kontaktabschnitten zum Beispiel galvanisch und/oder durch Schmelztauchbeschichten und/oder durch Abschaltung aus der Gasphase und/oder durch Flamm- und/oder durch Plasmaspritzen und/oder durch Kompaktieren. Hier werden Kontakte vor dem Zusammenbau beschichtet.
  • US 63104188 offenbart einen Rotor für einen Elektromotor, dessen Stromschienen durch Plasmasprühen eines keramikbasierten Pulvers beschichtet sind. Diese Beschichtung dient zur Vermeidung von Funkenbildung.
  • DE 4310666A1 offenbart eine Parkanlage für Kraftfahrzeuge mit in einer Fahrbahn verlaufenden Stromschienen, welche mit einer Schicht eines widerstandsfähigen Metalls belegt sind.
  • DE 10 2009 008 440 B3 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines Käfigläufers für eine Asynchronmaschine. Leiter von Spulen werden an ihrer Oberfläche mit einer Beschichtung vor dem Zusammenbau versehen. Die Beschichtung stellt eine Grenzschicht der Verbindung dar.
  • Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die Herstellung von nasslaufenden Elektromotoren zu verbessern.
  • Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Verfahren nach Anspruch 1 beziehungsweise einer elektrischen Maschine nach Anspruch 9.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer nasslaufenden elektrischen Maschine umfasst die Schritte:
    Bereitstellen von Wicklungen, wobei jede Wicklung Kontaktdrähte aufweist;
    Bereitstellen eines Schaltrings zur Stromversorgung der Wicklungen, wobei der Schaltring mehrere Kontakte zur Kontaktierung von Wicklungen aufweist;
    Fügen von Kontakten und Kontaktdrähten; und
    gezieltes lokales Beschichten der Fügestellen mit einem Beschichtungsmaterial, das für das Medium der nasslaufenden elektrischen Maschine undurchlässig ist.
  • Der Begriff des Fügens umfasst Verwendungstechniken zum dauerhaften Verbinden von mindestens zwei Bauteilen an einer Fügestelle. Bei der Verbindung eines Schaltrings mit Wicklungsdrähten kommen insbesondere Fügeverfahren wie Löten, Krimpen oder Schweißen und deren Kombination zum Einsatz. Das gezielte lokale Beschichten findet beispielsweise mit einer Düse oder ähnlichen räumlich begrenzt wirkenden Vorrichtungen statt, sodass die Fügestellen einzeln beschichtet werden und nicht wie im Stand der Technik der vollständige Schaltring beschichtet oder vergossen wird. Die zielgerichtete lokal begrenzte Beschichtung erhöht sowohl die Festigkeit als auch die Dichtheit der Beschichtung, was dazu führt, dass Korrosionen hervorrufende Kontakte des Mediums, wie zum Beispiel Öl, mit dem Material von Schaltringen und Wicklungen, wie zum Beispiel Kupfer, vermieden werden. Da die Beschichtung nur lokal angeordnet ist, ist eine bessere Wärmeabgabe aus dem Schaltring möglich. Zudem kann die Herstellung vereinfacht werden, da die Vorrichtung für die Vergussaufnahme und die Vergussmasse entfallen kann. Die damit hergestellte elektrische Maschine ist infolge verringerter Korrosion deutlich robuster.
  • In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass durch das Fügen beschädigte Bereiche der Kontaktdrähte und/oder des Schaltrings gezielt beschichtet werden. Beim Fügen werden Enden der Kontaktdrähte abisoliert; zudem können durch den thermischen Eintrag des Fügens die Isolierungen der Kontaktdrähte sowie Schutzbeschichtungen des Schaltrings beschädigt werden. Diese freigelegten Stellen werden nach dem Fügevorgang gezielt beschichtet, sodass die Wicklungen und der Schaltring wieder vollständig vor Korrosion geschützt sind.
  • In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die lokale Beschichtung ausschließlich diejenigen Bereiche der Kontakte und der Kontaktdrähte, bei welchen durch das Fügen eine ursprüngliche Isolierung beeinträchtigt wurde, und diese Bereiche umgebende Randbereiche umfasst, wobei die Randbereiche eine Ausdehnung von 0,1 bis 8 mm, vorzugsweise von 1 bis 3 mm, aufweisen. Zusätzlich zu den freigelegten Bereichen der Kontakte und der Kontaktdrähte beziehungsweise des Schaltrings und der Wicklungen, können diese Bereiche umgebende Rand- oder Überdeckungsbereiche ebenfalls beschichtet werden. Dabei ist jeder dieser Bereiche von einem Randbereich umgeben, wobei sich zwei Randbereiche überlappen können. Diese Randbereiche stellen mit ihrer Ausdehnung sicher, dass die Beschichtung auch die ursprüngliche Isolierung überdeckt, um den Korrosionsschutz weiter zu erhöhen.
  • Für das gezielte lokale Beschichten kann ein Depositionsverfahren oder Abscheidungsverfahren verwendet werden. Es hat sich überraschend gezeigt, dass bei einer lokalen Beschichtung mit einem Depositionsverfahren der Beschichtungsstoff eine Verbindung mit dem Kupfer beziehungsweise eine sehr gute Anhaftung an das Kupfer erreicht. Dies bewirkt, dass es keinerlei kapillare Wirkung zwischen der Beschichtung und dem Kupfer gibt, sodass eine stabile Schutzschicht hergestellt wird. Dies erhöht die Korrosionsbeständigkeit weiterhin und stellt insbesondere eine langzeitige Zuverlässigkeit bereit.
  • Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass für das gezielte Beschichten ein Plasmabeschichtungsverfahren (PVD oder ADP (Atmosphären Druck Plasma)), ein CVD-Verfahren (chemische Gasphasenabscheidung, englisch chemical vapour deposition) oder ein thermisches Beschichtungsverfahren, wie zum Beispiel diverse Spritzverfahren, verwendet werden. Die vorgenannten Verfahren sind gut für eine gezielte lokale Beschichtung geeignet und lassen sich in den Herstellungsprozess für elektrische Maschinen integrieren.
  • Weiter kann vorgesehen sein, dass ein Beschichtungsstoff ausgewählt wird aus der Gruppe der organischen Stoffe, insbesondere PVDF (Polyvinylidenfluorid), PP (Polypropylen), PEEK, (Polyetheretherketon), PBT (Polybutylenterephthalat), PPA (Polyphthalamid), PA (Polyamid), PI (Polyimid), Polybismaleinimid (PBMI), Polybenzimidazol (PBI) und Polyoxadiazobenzimidazol (PBO), Polyimidsulfon (PISO) und Polymethacrylimid (PMI), UP (Ungesättigter Polyester oder Polyesterharz) oder Phenolplaste, der anorganischen Stoffe, insbesondere Sn (Zinn), Ag (Silber), Au (Gold), Zn (Zink), Ni (Nickel), und der amorphen Stoffe, insbesondere Gläser, wie zum Beispiel HMDSO (Hexamethyldisiloxan). Als weitere mögliche Materialtypen können gefüllte Kunststoffe zum Einsatz kommen, wie zum Beispiel sogenannte Compounds mit folgenden Füllern: AlN, MgO, SiO2, Si3N4, BeO, SiC, AlN, BN. Es hat sich experimentell gezeigt, dass die oben genannten Beschichtungsstoffe sehr gut geeignet sind, mit dem oben genannten Verfahren auf den Schaltring und die Wicklungen sowie deren Isolierungen in den Randbereichen aufgetragen zu werden. Des Weiteren haften diese Beschichtungsstoffe fest und lang wirkend an den Beschichtungsstellen, sodass der Schaltring und die Wicklungen dauerhaft vor Korrosion geschützt sind. Insbesondere bei dem Einsatz von Kunststoffen kann nach der Beschichtung optional eine thermische Nachbehandlung in einem Ofen oder lokal mit einer heißen Quelle vorgesehen sein.
  • Die Beschichtungsstoffe aus der Gruppe der organischen Stoffe und der anorganischen Stoffe können kombiniert werden. Ferner kann vorgesehen sein, organisch hochgefüllte Stoffe zu verwenden. Auch eine Kombination der organischen und der anorganischen Stoffe sowie organisch hochgefüllte Stoffe haben gute Ergebnisse erzielt.
  • Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Beschichten eine Beschichtung mit einer Schichtdicke von 10 bis 250 μm, vorzugsweise 50 bis 150 μm, bereitstellt. Die Schichtdicke der Beschichtung ist im Prozess derart einzustellen, dass einerseits über eine Mindestdicke eine verlässliche Beschichtung eingestellt wird und dass andererseits die maximale Dicke aus ökonomischen und prozesstechnischen Gründen gering genug gewählt wird. Die zuvor angegebenen Schichtdicken stellen eine Optimierung dieser beiden Kriterien dar.
  • Die erfindungsgemäße nasslaufende elektrische Maschine umfasst einen Stator und einen Rotor, wobei der Stator und/oder der Rotor Wicklungen mit Kontaktdrähten aufweisen, sowie einen Schaltring zur Stromversorgung der Wicklungen, wobei der Schaltring mehrere Kontakte zur Kontaktierung von Wicklungen aufweist, wobei die Kontakte und Kontaktdrähte gefügt sind und wobei die Fügestellen lokal mit einem Beschichtungsmaterial, das für das Medium der nasslaufenden elektrischen Maschine undurchlässig ist, beschichtet sind. Es gelten die gleichen Vorteile und Modifikationen wie oben beschrieben.
  • Vorzugsweise umfasst ausschließlich der Stator Wicklungen. Dieser Typ einer elektrischen Maschine ist für eine bevorzugte Anwendung in einem elektrischen Fahrzeug beziehungsweise einem Hybridfahrzeug weit verbreitet. Als eine weitere Anwendung ist auch der Einsatz bei zukünftigen Wasserstoffzellen-Fahrzeugen zu sehen.
  • Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.
  • Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine dreidimensionale Darstellung einer elektrischen Maschine;
  • 2 eine schematische Schnittdarstellung einer Wicklung und eines Schaltrings einer elektrischen Maschine; und
  • 3 eine schematische Schnittdarstellung einer Wicklung und eines Schaltrings einer elektrischen Maschine mit lokal beschichteten Fügestellen.
  • 1 zeigt eine dreidimensionale Darstellung einer elektrischen Maschine 1, wie sie beispielsweise direkt in oder mit einem Getriebe integriert werden kann. Diverse Typen von elektrischen Maschinen wie zum Beispiel synchrone und auch asynchrone Maschinen sind umfasst. Als Beispiel wird hier eine Permanentmagnet-Synchronmaschine (PMSM) betrachtet.
  • Die elektrische Maschine 1 weist einen ortsfesten Stator 2 und einen sich um eine nicht dargestellte Welle rotierenden Rotor 3 auf. Hier hat die elektrische Maschine einen innen laufenden Rotor 3, alternativ kann auch ein außen laufender Rotor vorgesehen sein. Der Stator 2 trägt konzentrisch angeordnete Wicklungen 4 beispielsweise aus Kupferlackdraht. Der Rotor 3 trägt entsprechend konzentrisch angeordnete Permanentmagnete 5. Ein Schaltring 6 ist vorgesehen, um die Wicklungen 4 des Stators 2 mit Strom zu versorgen. Dazu verbindet der Schaltring 6 die einzelnen Wicklungen oder Spulen 4 mit drei Hochvoltkontakten eines elektrischen Anschlusses 7.
  • 2 zeigt eine Schnittdarstellung durch den Stator 2 und dem diesem zugeordneten Schaltring 6. Der Schaltring 6 umfasst mehrere Phasenschienen 8 in Form von Kupferringen. Hier sind vier Kupferringe 8 vorgesehen, womit eine Sternschaltung vorliegt. Bei drei Phasenschienen liegt eine Dreieckschaltung vor.
  • Jede Phasenschiene 8 hat mehrere Kontakte 9, von denen jeweils einer mit einem Kontaktdraht 10 der Wicklung 4 verbunden wird, um die Phasen der elektrischen Maschine 1 zu schalten. Der Kontaktdraht 10 kann dabei aus zwei Litzen oder zwei einzelnen Drähten bestehen. Über den Umfang des Stators 2 verteilt können beispielsweise 84 Kontaktstellen vorgesehen sein.
  • Bei der Herstellung der elektrischen Maschine 1 wird jeweils ein Kontakt 9 mit einem Kontaktdraht 10 an einer Fügestelle 11 gefügt. Die Auslegung der Fügestelle ist im Wesentlichen von der Auslegung der Anbindung an den Schaltring abhängig. Sie kann unterschiedlich gestaltet werden, zum Beispiel durch eine gabelförmige Öffnung an der Kontaktstelle des Schaltringes, wo der Draht anliegt oder durch eine Öffnung an dem Schaltring, wo der Draht durchgezogen wird oder durch eine profilierte Ausführung der Schiene des Schaltringes. Das Fügen kann beispielsweise durch Löten, Widerstandspressschweißen, Schmelzschweißverfahren, Krimpen oder Krimpen und Widerstandshartlöten bzw. Widerstandspressschweißen erfolgen.
  • Üblicherweise sind die Drähte der Wicklungen 4 mit einem Lack beschichtet. Dieser wird vor der Kontaktierung abisoliert, was entweder mechanisch oder thermisch zum Beispiel per Laser geschehen kann. Um die Korrosionsfestigkeit des Kupfers zu erhöhen, werden die Kupferringe der Phasenschienen 8 verzinnt oder vernickelt und danach in Abhängigkeit vom Design mit einer durchschlagfesten Polymermasse, zum Beispiel Araldite beschichtet. Danach können die Ringe der Phasenschienen 8 in einer Halterung 12 aus Polymer, beispielsweise PPS oder PPA etc., eingeschlossen werden. Die Kontakte 9 des Schaltringes 6 ragen aus der Halterung 12 heraus.
  • Nach dem Verschweißen der einzelnen Kontakte 9 wird das Kupfer des Schaltringes 6 durch das Verdampfen des Zinns freigelegt, und es entsteht ein potenzielles Korrosionsrisiko.
  • Gemäß der Erfindung werden nun diese Fügestellen 11 gezielt lokal mit einem Beschichtungsmaterial in einem Beschichtungsverfahren, wie einer Plasmabeschichtung, beschichtet. Dies bietet einen vollständigen Korrosionsschutz des während des Fügens freigelegten Kupfers in diesem nachgelagerten Prozess. Der folgende Absatz beschreibt Prozessdetails anhand des Kontakts 9, die Ausführungen gelten für die gesamte Fügestelle 11, also insbesondere auch für den Kontaktdraht 10.
  • Eine Kupferfahne des Kontakts 9, beispielsweise mit einer Dicke in einem Bereich zwischen 1 und 8 mm, vorzugsweise von 5 mm kann zunächst von einer Oxidschicht entfernt werden, beispielsweise durch Sandstrahlung oder eine chemische Reinigung, um so eine bessere Haftung eines Beschichtungsstoffes, in diesem Beispiel Sn, zu erzielen. Auch kann der Kontakt 9 beispielsweise für eine Aufwärmdauer von 6 bis 10 Sekunden punktuell aufgewärmt werden. Dabei hat sich als optimale Aufwärmzeit eine Zeitdauer von 8 Sekunden dargestellt. Der Maximalwert der gemessenen Temperatur beträgt zirka 165°C bei einer Vorwärmdauer von 10 Sekunden und liegt damit unter einem als Maximum festgelegten Wert von 200°C. Bei der Vorwärmzeit von 8 Sekunden liegt die maximale Temperatur des Kontakts 9 dementsprechend unter diesem Wert. Anschließend wird über eine Beschichtungsdüse mit einem Sn-Pulver und einem Ar 4.6-Prozessgas der Kontakt 9 mit einer Sn-Schicht beschichtet. Anstatt der hier beschriebenen Plasmabeschichtung können alternativ die anderen genannten Beschichtungsverfahren beziehungsweise Beschichtungsmaterialien zum Einsatz gelangen.
  • Wie in 3 dargestellt wird dabei die komplette Fügestelle 11, das heißt sowohl der Kontakt 9 als auch der Kontaktdraht 10 oder genauer gesagt, die von der ursprünglichen Isolierung freigelegten Bereiche des Kontakts 9 und des Kontaktdrahts 10 gezielt lokal beschichtet.
  • Zusätzlich ist ein die Fügestelle 11 umgebender Randbereich, in dem die ursprüngliche Isolierung noch vorhanden ist, ebenfalls mit beschichtet, um einen sicheren und dichten Übergang dieser beiden Isolierungen oder Korrosionsschutze zu gewährleisten.
  • Als Beschichtungsstoffe kommen organische Stoffe, wie zum Beispiel PVDV, PP, PPA, PA, PEEK, PI, PBT, PBMI, PBO, PBT, PISO, PMI UP, Phenolplaste und ähnliche, anorganische Stoffe, wie Sn, Ag, Au, Zn, Ni und ähnliche, sowie amorphe Stoffe wie Gläser, zum Beispiel HMDSO-Hexamethyldisiloxan, zum Einsatz. Mit dem beschriebenen Verfahren und den beschriebenen Werkstoffen werden die beim Fügeprozess entstandenen Problemstellen am Kontaktdraht 10, also die Kupferlackschicht beziehungsweise Isolierung des Drahtes, am Schaltring 6, das heißt der Übergang zwischen der Halterung 12 und den Einliegern oder Kontakten 9, an den Phasenschienen 8, also Beschädigungen der PPS-Umspritzung, und an den Fügestellen 11, dies entspricht freigelegtem Kupfer durch den Schweißprozess infolge der Verdampfung der Zinnschicht, vollständig vor Korrosion geschützt. Dies bedeutet, dass alle Grenzflächen von Kupfer zu bestehender Isolierung entsprechend mitbeschichtet und somit gegen eindringendes Öl geschützt sind.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    elektrische Maschine
    2
    Stator
    3
    Rotor
    4
    Wicklung
    5
    Permanentmagnet
    6
    Schaltring
    7
    elektrischer Anschluss
    8
    Phasenschiene
    9
    Kontakt
    10
    Kontaktdraht
    11
    Fügestelle
    12
    Halterung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102011085700 A1 [0007]
    • US 63104188 [0008]
    • DE 4310666 A1 [0009]
    • DE 102009008440 B3 [0010]

Claims (10)

  1. Verfahren zur Herstellung einer nasslaufenden elektrischen Maschine (1) mit den Schritten: – Bereitstellen von Wicklungen (4), wobei jede Wicklung (4) Kontaktdrähte (10) aufweist; – Bereitstellen eines Schaltrings (6) zur Stromversorgung der Wicklungen (4), wobei der Schaltring (6) mehrere Kontakte (9) zur Kontaktierung von Wicklungen (4) aufweist; – Fügen von Kontakten (9) und Kontaktdrähten (10); und – gezieltes lokales Beschichten der Fügestellen (11) mit einem Beschichtungsmaterial, das für das Medium der nasslaufenden elektrischen Maschine (1) undurchlässig ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Fügen beschädigte Bereiche der Kontaktdrähte (10) und/oder des Schaltrings (6) gezielt beschichtet werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die lokale Beschichtung ausschließlich diejenigen Bereiche der Kontakte (9) und der Kontaktdrähte (10), bei welchen durch das Fügen eine ursprüngliche Isolierung beeinträchtigt wurde, und diese Bereiche umgebende Randbereiche umfasst, wobei die Randbereiche eine Ausdehnung von 0,1 bis 8 mm, vorzugsweise von 1 bis 3 mm, aufweisen.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass für das gezielte Beschichten ein Depositionsverfahren verwendet wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass für das gezielte Beschichten ein Plasmabeschichtungsverfahren, ein CVD-Verfahren oder ein thermisches Beschichtungsverfahren verwendet wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Beschichtungsstoff ausgewählt wird aus der Gruppe der organischen Stoffe, insbesondere PVDV, PP, PPA, PA, PEEK, PI, PBT, PBMI, PBO, PBT, PISO, UP oder Phenolplaste, der anorganischen Stoffe, insbesondere Sn, Ag, Au, Zn, Ni, und der amorphen Stoffe, insbesondere Gläser.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass Beschichtungsstoffe aus der Gruppe der organischen Stoffe und der anorganischen Stoffe kombiniert werden.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Beschichten eine Beschichtung mit einer Schichtdicke von 10 bis 250 μm, vorzugsweise 50 bis 150 μm, bereitstellt.
  9. Nasslaufende elektrische Maschine (1), umfassend einen Stator (2) und einen Rotor (3), wobei der Stator (2) und/oder der Rotor (3) Wicklungen (4) mit Kontaktdrähten (10) aufweisen, sowie einen Schaltring (6) zur Stromversorgung der Wicklungen (4), wobei der Schaltring (6) mehrere Kontakte (9) zur Kontaktierung von Wicklungen (4) aufweist, wobei die Kontakte (9) und Kontaktdrähte (10) gefügt sind und wobei die Fügestellen (11) lokal mit einem Beschichtungsmaterial, das für das Medium der nasslaufenden elektrischen Maschine (1) undurchlässig ist, beschichtet sind.
  10. Elektrische Maschine nach Anspruch 9, wobei ausschließlich der Stator (2) Wicklungen (4) aufweist.
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