DE19860412A1

DE19860412A1 - Innenglimmschutz für Statorleiter in Motoren und Generatoren

Info

Publication number: DE19860412A1
Application number: DE1998160412
Authority: DE
Inventors: Thomas Baumann; Rico Gasparini; Juhani Antero Mantere
Original assignee: ABB Research Ltd Switzerland
Current assignee: ABB Research Ltd Switzerland
Priority date: 1998-12-28
Filing date: 1998-12-28
Publication date: 2000-06-29

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Herstellungsverfahren für Motorspulen bzw. Roebelstäbe mit Thermoplastisolation. Bei diesem Verfahren wird anstelle eines Schutzbandes ein Innenglimmschutz-Prepregband auf die Spule bzw. den Roebelstab gewickelt und anschließend durch Heißpressen verfestigt. Die Isolation und der Außenglimmschutz der Spule bzw. des Roebelstabes werden mittels thermischen Spritzens, eines Spritzgussverfahrens oder - im Falle des Roebelstabes - von Extrusion aufgebracht.

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Motoren und Generatoren. Sie betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Motorspulen bzw. Roebelstäben.

Stand der Technik

Herkömmlich sind bei der Fertigung von Motorspulen und für deren Einbau die folgenden Schritte erforderlich. Zunächst werden die Einzelleiter zu ovalen Spulen gewunden. Anschliessend werden die Spulen mit einem Schutzband umwickelt und dann in ihre Endform gespreizt. Nachfolgend wird das Schutz band entfernt und die Spulen werden mit Glas-Glimmer- und Glimmschutzbändern bewickelt. Diese Spulen werden dann in den Stator eingebaut, es erfolgt eine Wickelkopfabstützung, ein Verlöten der Spulen un tereinander und schliesslich ein Tränken des Stators samt der Spulen mittels eines VPI(Vacuum-Pressure-Impregnation = Vakuum-Druck-Imprägnierungs)- Prozesses.

Die Fertigung von Roebelstäben und deren Einbau in der Compact-Technik weist umfasst bisher die folgenden Schritte. Zuerst werden gerade Roebel stäbe aus Einzelleitern einschliesslich Materials zur Verfestigung des Leiter stapels geformt und es wird auf den Ober- und Unterseiten ein Glimmschutzstreifen aufgebracht. Dann werden die geraden Stäbe mit Schutzband umwickelt, die Stäbe in ihre Endform gebogen und verfestigt und anschliessend das Schutzband entfernt. Darauf folgend werden die Stäbe mit Glas-Glimmer- und Glimmschutzbändern bewickelt, in den Stator eingebaut, es erfolgt eine Wickelkopfabstützung, die Stäbe werden untereinander verlötet und zuletzt wird der gesamte montierte Stator in einem VPI-Prozess in einem Imprägnierharz getränkt.

Von diesem Fertigungsverfahren unterscheidet sich jedoch die Fertigung von Roebelstäben und deren Einbau in der Einzelstab-Technik. Zunächst werden gerade Roebelstäbe aus Einzelleitern einschliesslich Material zur Verfesti gung des Leiterstapels geformt und es wird ein Glimmschutzstreifen auf den Ober- und Unterseiten aufgebracht. Dann werden die geraden Stäbe mit einem Schutzband umwickelt, die Stäbe werden in ihre Endform gebogen und verfestigt. Anschliessend wird das Schutzband entfernt; bei einigen Gros maschinen werden die Kanten der Glimmschutzstreifen zur Erzielung de finierter Kantenradien bearbeitet und der Stab mit Glas-Glimmerbändern be wickelt. Schliesslich werden die einzelnen Stäbe in VPI-Technik in Impräg nierharz getränkt, die Stäbe werden verputzt und Glimmschutzmaterialien aufgebracht, die Stäbe in den Stator eingebaut, es erfolgt eine Wickelkopfab stützung und die Stäbe werden untereinander verlötet.

Diese herkömmlichen Fertigungstechniken sind jedoch teilweise aufwendig, teuer, usw. Daher wird beabsichtigt, hierfür soweit möglich neue, moderne Verfahren, wie z. B. Extrusion, Spritzgiessen und Pulverbeschichtung, zu ver wenden. Dies erweist sich aber als problematisch, da ein einfaches Ersetzen des klassischen Systems Glas/Glimmer/Expoy in Verbindung mit den klassis chen Verfahren Wickeln und VPI durch Thermoplaste und Thermoplast typische Verarbeitungsmethoden, wie z. B. Extrusion, Spritzgiessen und Pul verbeschichtung, hierbei insbesondere thermische Spritzverfahren nicht ohne weiteres möglich ist. In Anbetracht der thermischen Beanspruchung von Gen eratoren und Motoren (bis 155°C Dauertemperatur) kommen hierzu nur Hochleistungsthermoplaste oder thermisch hochbelastbare "Engeneering" Thermoplaste in Frage.

Von den genannten Verfahren ist die Extrusion von Thermoplasten im US- Patent 5 650 031 beschrieben, jedoch ist keine Anwendung bekannt.

Bei der versuchten Anwendung herkömmlicher klassischer Verfahren in Kom bination mit Thermoplast-typischen Verfahren treten die folgenden Probleme auf: Erstens entstehen Hohlräume auf der Staboberfläche und zweitens löst sich die Isolation vom Leiter ab.

Zunächst soll nun das Problem der Entstehung von Hohlräumen auf der Staboberfläche näher erläutert werden.

Sowohl Roebelstäbe als auch Spulen bestehen aus Bündeln von Einzel leitern. Diese haben einen rechteckigen Querschnitt mit abgerundeten Kan ten. In einem rechteckigen Bündel solcher Leiter entsteht dadurch zwang släufig eine Rillenstruktur mit spitz einspringenden Zwickeln an den Breit seiten der Stabbündel. Aufgrund der niedrigen Viskosität des Tränkharzes, der Evakuierung und der langen Einwirkungszeit (mehrere Stunden) werden diese Zwickel beim VPI-Prozess gut gefüllt. Thermoplastverfahren hingegen sind nicht geeignet, die Füllung der Zwickel sicherzustellen.

Hierfür gibt es die folgenden Ursachen:

- Die Schmelzviskosität von Thermoplasten ist verglichen mit den ge bräuchlichen Tränkharzen um einige Zehnerpotenzen höherer.
- Die Aufbringungszeiten sind wesentlich kürzer, nämlich in der Grösse nordnung von Minuten statt Stunden.
- Die Verfahren laufen üblicherweise nicht im Vakuum, sondern unter At mosphärendruck, woraus fast zwangsläufig Lufteinschlüsse resultieren.

Die Folge von bei der Herstellung durch Lufteinschlüsse entstandenen Hohl räumen sind Teilentladungen unter Betriebsbedingungen. Derartige Teilentla dungen gehören in der klassischen Glas/Glimmer/Epoxy-Isolation bis zu einer gewissen Intensität zum normalen Betriebszustand, verursacht durch unvoll ständige Durchimprägnierung. Die Schädigungswirkung dieser Teilentladun gen ist jedoch normalerweise gering, da durch die Barrierewirkung der senk recht zur Richtung des elektrischen Feldes orientierten Glimmerplättchen die ses Material in gewissem Masse teilentladungsresistent ist.

Eine Thermoplastisolation, wie sie im US-Patent 5 650 031 beschrieben ist, enthält jedoch keinen Glimmer. Prinzipiell wäre jedoch die Einarbeitung von Glimmer in Thermoplaste kein Problem; das Problem ist aber die Ausrichtung der Glimmerplättchen. Bei Ummantelung mittels Extrusion wäre eine solche Ausrichtung nur bei Anwendung besonderer Verfahren eventuell möglich. Beim Spritzgiessen würde in Analogie zum Verhalten von spritzgegossenen Platten mit Glasfaserfüllung je nach Position relativ zur Anspritzstelle sowohl eine Orientierung der Glimmerplättchen parallel als auch senkrecht zur Fluss richtung erwartet. Beim Pulverbeschichten würde sich aber nur eine sehr geringe oder gar keine Orientierung der Glimmerplättchen einstellen. Eine Thermoplastisolation würde also nur bei Anwendung sehr spezieller Fer tigungsverfahren, beispielsweise einer speziellen Ummantelungsextrusion, teilentladungsresistent sein. Diese spezielle Ummantelung ist bei Spulen aber nicht anwendbar, da sie erfordert, dass das Objekt durch die Extruderdüse durchgeführt wird, was bei ringförmig geschlossenen Objekten zur Zeit nicht möglich ist.

Für ein allgemeines Verfahren zur Thermoplastisolierung von Statorleitern ist es also unabdingbar, dass Hohlräume, insbesondere Hohlräume in den Zwickeln, verhindert werden müssen.

Ein weiteres Problem bei der Kombination klassischer Verfahren mit Thermo plast-typischen Verfahren ist eine Ablösung der Isolation vom Leiter, die im folgenden näher diskutiert wird.

Bei mechanischer oder thermischer Belastung kann es bei einer derartigen Verfahrenskombination zu Ablösungen zwischen Leiter und Isolation kom men. Eine Ablösung wird durch Unterschiede im thermischen Ausdehnungs koeffizienten und durch schlechte Haftung der Isolation auf dem Stab begün stigt. Die Haftung der Isolation auf dem Stab hängt dabei von der Rauhigkeit der Unterlage ab und von der Möglichkeit, dass Hauptisolation und Teilleiter isolation eine gewisse Schmelzverbindung eingehen. Die Rauhigkeit ist zu mindest bei der Verwendung von lackisolierten Teilleitern ohne Glasumspin nung gering. Eine Schmelzverbindung ist bei Thermoplastverfahren auch wenig wahrscheinlich, da ein Aufheizen der Stäbe auf Thermoplastverarbei tungstemperatur, d. h. über 300°C bei der Verwendung von Thermoplasten mit Schmelzpunkten oberhalb 180°C, nicht möglich ist. Daher ist also bei Ther moplastisolation mit Ablösungen und daraus resultierender Teilentladungsak tivität zu rechnen, falls keine Zusatzvorkehrungen getroffen werden.

Weiterhin tritt beim thermischen Spritzen als einem anderen möglichen Ver fahren eine Rippelstruktur der Isolation auf, auf die im folgenden näher eingegangen wird und die sich ebenfalls nachteilig auf die Eigenschaften der Spulen bzw. Roebelstäbe auswirkt.

Thermische Spritzverfahren haben die Eigenschaft, eine Schicht in konstanter Dicke auf beliebig geformten Unterlagen aufzubauen. Bei Spulen und Roe belstäben ist die Oberfläche aufgrund der Radien der Teilleiter jedoch nicht glatt, sondern weist eine ausgesprochene Rippelstruktur auf. Die Oberfläche einer thermisch gespritzten Isolation besitzt dann eine recht ähnliche Struktur. Fig. 6 zeigt einen Querschnitt durch eine Spule 11 mit gespritztem In nenglimmschutz 12 und gespritzter Hauptisolation 13, welche dies veran schaulicht. Eine derartige Struktur ist aus elektrischen Gründen, z. B. der Möglichkeit der Feldüberhöhung, und aus thermischen Gründen, da die Kon taktfläche mit dem kalten Blechkörper gering ist, unerwünscht.

Darstellung der Erfindung

Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstel lung von Spulen bzw. Roebelstäben schaffen, mit dem ein Ersetzen der klas sischen Verfahren durch kostengünstigere und zeitsparendere Thermoplast typische Verarbeitungsmethoden unter Umgehung bzw. Reduzierung der vor stehend erläuterten Probleme möglich wird.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 bzw. 6 angegebenen Merkmale gelöst. Weitere Ausgestal tungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Durch das erfindungsgemässe Verfahren und die erfindungsgemässe Vor richtung wird es möglich, problemlos "moderne", kostengünstige Verfahren anstelle der herkömmlichen klassischen Verfahren ohne Qualitätseinbusse zu verwenden.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung darstellten Ausführungsformen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Darstellung der erfindungsgemässen Leiterisolation und

Fig. 2 ein Ablaufdiagramm für die erfindungsgemässe Herstellung von Mo torspulen,

Fig. 3 ein Ablaufdiagramm zur Darstellung des erfindungsgemässen Herstel lungs- und Einbauverfahrens für Motorspulen,

Fig. 4 ein Ablaufdiagramm für die erfindungsgemässe Herstellung von Roe belstäben,

Fig. 5 ein Ablaufdiagramm zur Darstellung des erfindungsgemässen Herstel lungs- und Einbauverfahrens für Roebelstäbe und

Fig. 6 eine Darstellung einer Leiterisolation mit gespritztem Innenglimmschutz und gespritzter Hauptisolation.

Weg(e) zur Ausführung der Erfindung

Der zur Beseitigung der vorstehend beschriebenen Probleme bei Verwendung der Thermoplasttechnik in Verbindung mit dem herkömmlichen Herstellungs verfahren für die Leiterisolation eingeschlagene, erfindungsgemässe Weg wird nachfolgend genau erläutert.

Insbesondere sollen auf dem erfindungsgemässen Weg Massnahmen ge troffen werden, mit denen erreicht wird, dass entweder alle Zwickel zwischen den Teilleitern gefüllt sind oder die Hohlräume in den Zwickeln mit einer leit fähigen Schicht mit dem elektrischen Potential des Leiters bedeckt sind, wodurch die Hohlräume im feldfreien Raum sind und Teilentladungen unter bleiben. Zudem soll mit den getroffenen Massnahmen erreicht werden, dass die Haftung der Isolation soweit verbessert wird, dass Ablösungen aus geschlossen werden können oder mittels einer leitfähigen Zwischenschicht auf Leiterpotential, die an der Hauptisolation wesentlich besser haftet als auf dem Leiter, Ablösungen in den feldfreien Raum zwischen Zwischenschicht und Leiter verlegt werden. Desweiteren sollen die Massnahmen zur Folge ha ben, dass die Zwischenschicht derart beschaffen ist, dass sie aus der Leitero berfläche mit der Zwickelstruktur eine glatte Oberfläche macht, was bei der Isolationsaufbringung mittels thermischem Spritzens besonders wichtig ist. Ausserdem soll durch die getroffenen Massnahmen kein zusätzlicher Fer tigungsschritt erforderlich werden, sondern ein Fertigungsschritt im herkömmlichen Produktionsszenario dadurch ersetzt werden. Schliesslich sollen die getroffenen Massnahmen auch mit den nachfolgenden Fertigung sprozessen kompatibel sein und sie nicht negativ beeinflussen, wie beispiel sweise durch Ausgasen, Verhinderung der Haftung, thermische Zersetzung, usw.

Um die vorstehenden Probleme nun zu beseitigen, soll erfindungsgemäss eine Zwischenschicht zwischen Leiter und Hauptisolation ausgebildet werden, die die Zwickel vollständig ausfüllen kann. Da jedoch die Forderung nach einer Ausfüllung sämtlicher Hohlräume in den Zwickeln in der Praxis nun sehr schwer zu erfüllen ist, wird erfindungsgemäss die Zwischenschicht leitfähig oder halbleitfähig ausgeführt.

Für die Ausführung der Zwischenschicht bieten sich prinzipiell drei Wege an.

Der erste Weg ist eine Lackierung des Stabes oder der Spule mit leitfähig gefülltem Lack. Auf diesem Weg kann sowohl eine Bedeckung der Hohlräume in den Zwickeln als auch eine verbesserte Haftung der Isolation erreicht wer den. Jedoch wird hiermit aus der Leiteroberfläche mit der Zwickelstruktur keine glatte Oberfläche gemacht. Der Lack lässt nämlich die Oberflächen struktur des Leiterbündels im Wesentlichen unverändert. Daher wird die durch Pulverbeschichtung aufgebrachte Isolationsschicht ähnlich uneben sein, wie wenn sie direkt auf die Oberfläche des Leiterbündels aufgebracht ist. Hinzu kommt, dass das Lackieren einen zusätzlichen Prozess-Schritt bedeutet, der aufgrund des auf das Lackieren folgenden Trocknens auch noch recht lang wierig sein kann. Somit ist können zwei der an ein erfindungsgemässes Her stellungsverfahren gestellten Anforderungen nicht erfüllt werden.

Ein weiterer Weg besteht im Aufbringen einer leitfähigen Schicht mit demsel ben Verfahren wie bei der Hauptisolation. Bevorzugt soll hierbei dieselbe Polymermatrix wie für die Hauptisolation verwendet werden, wobei die ge wünschte Leitfähigkeit durch Zugabe leitfähiger Partikel, wie beispielsweise Russ, Graphit oder Metallpulver, oder halbleitfähiger Partikel, wie beispiel sweise Siliziumkarbid oder Zinkoxid, erzielt wird. Diese Lösung ist bei der Ex trusion am ehesten denkbar, wobei durch Verwendung von Coextrusion auch erreicht würde, dass kein zusätzlicher Fertigungsschritt erforderlich wird. Eine geeignete Extrudermaschine zum Ummanteln von rechteckigen, mehrdimen sional gebogenen Objekten mittels Coextrusion existiert jedoch nicht. Beim Pulverbeschichten hingegen wird sich diese leitfähige Schicht bzw. dieser Leiterbelag genauso verhalten wie ein isolierender Belag. Zudem ist eine Einebnung der Oberfläche durch Verwendung leitfähig gefüllten Polymerpul vers genauso wenig möglich wie mit isolierendem Pulver. Demzufolge ist auch auf diesem Weg eine Erfüllung aller an ein erfindungsgemässes Ver fahren gestellten Anforderungen nicht möglich.

Als dritter Weg wird eine Aufbringung eines leitfähigen oder halbleitfähigen Bandes erwogen, welches aus einer extrudierten, elektrisch leitfähigen Ther moplastfolie geschnitten wurde. Dieses Band würde die Forderungen an ein erfindungsgemässes Verfahren eigentlich erfüllen, jedoch ist es mit den nachfolgenden Fertigungsprozessen nicht kompatibel, da der nachfolgende Prozess ein erneutes Aufschmelzen zur Folge hat.

Als weiterer Weg könnte ein schmelzbares Material, beispielsweise eine Schwerteinlage basierend auf harzgetränktem Vlies, Klebefolien auf den ein zelnen Teilleitern, eine Harzbeschichtung der einzelnen Teilleiter, usw., zwi schen die Teilleiter eingelegt oder vorgängig aufgebracht werden, das bei einem nachfolgenden Schritt den ganzen Stapel durchdringt und aufgrund des Überschusses an Material zu einem Ausfüllen der Zwickel und Verkleben des Stapels führt. Dieses Verfahren würde die Anforderungen an ein er findungsgemässes Verfahren praktisch erfüllen. Jedoch ist es schwierig, die Anforderung zu erfüllen, keinen weiteren Fertigungsschritt zu benötigen, da es sich hier um einen möglichen Zwischenschritt handelt, meistens eine thermi sche Behandlung. Zudem muss die elektrische Schicht zusätzlich aufgebracht werden, so dass es tatsächlich zu einer Erhöhung der Anzahl von Fertigungs schritten kommt.

Der fünfte Weg schliesslich erfüllt alle vorstehend erwähnten Anforderungen an ein erfindungsgemässes Verfahren. Bei diesem Verfahren wird ein leitfähi ges oder halbleitfähiges Band auf dem Stab bzw. der Spule aufgebracht. Die ses Band besteht aus einem Trägergewebe, bevorzugt aus einem Material, welches die Temperaturbeanspruchungen von Extrusion, Pulverbeschichtung, etc. gut aushält. Dabei sind Gewebe aus Glasfasern oder Kohlefasern gut geeignete Trägermaterialien. Dieses Trägermaterial ist mit einem Kunstharz im B-Zustand getränkt. Derartige Bänder sind unter dem Namen "Prepregs" im Handel. Bevorzugt sollte ein Harzsystem gewählt werden, das der thermis chen Klasse F oder H genügt, z. B. ein Epoxynovolack-System. Harze im B- Zustand, wie das zu verwendende, haben die Eigenschaft, dass sie sich al leine durch Einwirkung von Wärme verfestigen lassen. Dies geschieht am besten in einer Heisspresse. Die gewünschten leitfähigen bzw. halbleitfähigen Eigenschaften werden durch Zumischen von Russ, Graphit bzw. SiC zum Bindemittel eingestellt.

Die Verwendung eines Prepregbandes erfüllt zugleich auch die Aufgabe einer Ebnung einer durch Pulverbeschichtung aufgebrachten Isolation. In Fig. 1 ist ein Schnitt durch eine Spule 1 zu sehen, die vor dem thermischen Spritzen der Hauptisolation 3 aus PSU/Glasfasern mit einem SiC-gefüllten Band 2 der oben beschriebenen Art versehen wurde. Im Gegensatz zur Spulenoberfläche 1' weisen die Oberflächen des Bandes 2' und der Hauptisolation 3' nur noch eine leichte Wellung auf.

Die Verwendung leitfähiger bzw. halbleitfähiger Bänder erfolgt heute bereits bei der Herstellung von Spulen bzw. Roebelstäben. Sie dienen als Glimmschutzbelag an der Aussenseite der Isolation, sog. Aussenglimmschutz (AGS). Ein entsprechender Glimmschutz auf der Innenseite der Isolation (IGS) ist bei Spulen bisher noch nicht angewandt worden, wohl aber bei Roe belstäben, wo dies allerdings unüblich ist.

Im Unterschied zum bekannten Stand der Technik wird dieser In nenglimmschutz jedoch nicht in einem zusätzlichen Prozess aufgebracht, sondern anstelle des Schutzbandes aufgewickelt. Seine Verfestigung geschieht bei Roebelstäben zusammen mit dem Schritt Stabverfestigung. Bei Motorspulen hingegen ist der günstigste Zeitpunkt der, zu dem die Spule zur Vorbereitung für das thermische Spritzen auf die dafür notwendige Tempera tur gebracht wird.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens besteht darin, dass die Erzielung eines definierten Kantenradius an Roebelstäben mit r_Kante < r_Teilleiter nicht durch eine entsprechende Bearbeitung des oberen und unteren Glimmschutzstreifens erfolgen muss, wie herkömmlich erforderlich, sondern durch entsprechende Ausführung des Presswerkzeugs "gratis" mitgeliefert wird.

Darüberhinaus ist es ein Vorteil der Verwendung von Prepregbändern, dass diese zur Fixierung und Abdichtung des Spulenausgangs verwendet werden können.

Bei Spulen mit zwei Teilleitersäulen kann in einer Abwandlung des Verfahrens so vorgegangen werden, dass statt eines halbleitfähigen Prepregbandes ein trockenes halbleitfähiges Band in Kombination mit einer Schwertisolation ver wendet wird, welche mit Harz im B-Zustand getränkt ist. Alle Prozess-Schritte bleiben gleich. Bei dieser Variante ist sichergestellt, dass eine Füllung der in neren Zwickel zwischen den Teilleitersäulen erfolgt.

Für die Fertigung von Roebelstäben und Motorspulen mit Thermoplastisola tion ergeben sich somit bei Verwendung von Innenglimmschutzbändern die folgenden Abläufe für die Herstellung und den Einbau von Motorspulen bzw. Roebelstäben.

Zunächst werden die Herstellungsschritte bei der Herstellung von Motorspu len und deren Einbau gemäss dem erfindungsgemässen Herstellungsver fahren unter Bezugnahme auf die Fig. 2 und 3 erläutert.

In Fig. 2 werden im ersten Schritt S1 die Einzelleiter zu ovalen Spulen gewunden. Anschliessend werden dann die Spulen in Schritt S2 mit einem Innenglimmschutz(IGS)-Prepregband umwickelt und die Spulen werden in Endform gespreizt (Schritt S3). Alternativ können auch Schritt S2 und S3 vertauscht werden. Darauffolgend wird die Spule in Schritt S4 durch Heis spressen des Innenglimmschutzbandes (IGS) verfestigt, werden die Isolation und der Aussenglimmschutz mittels Pulverbeschichtung oder eines Spritzguss aufgebracht (Schritt S5) und die Spulen werden in Schritt S6 in den Stator eingebaut (Fig. 3). Zuletzt erfolgen in Schritt S7 die Wickelkopfabstützung und ein Verlöten der Spulen untereinander (Schritt S8).

Das erfindungsgemässe Herstellungsverfahren für Roebelstäbe und deren Einbau ist ähnlich dem zur Herstellung von Motorspulen und deren Einbau.

Zuerst werden in Fig. 4 in Schritt S10 gerade Roebelstäbe aus Einzelleitern geformt. Anschliessend werden diese geraden Roebelstäbe dann mit einem Innenglimmschutz(IGS)-Prepregband umwickelt (Schritt S11). Danach erfolgt in Schritt S12 ein Stabbiegen in die Endform. Schritt S13 umfasst eine Stab verfestigung durch Heisspressen des Innenglimmschutz(IGS)-Prepregbandes. Darauffolgend werden eine Isolation und ein Aussenglimmschutz durch Extru sion, thermisches Spritzen oder ein Spritzgussverfahren aufgebracht (Schritt S14). Dann werden in Schritt S15 gemäss Fig. 5 die Stäbe in den Stator eingebaut und es erfolgt in Schritt S16 eine Wickelkopfabstützung. Schli esslich werden als abschliessender Schritt S17 die Stäbe untereinander ver lötet.

Somit kann mit den erfindungsgemässen Herstellungsverfahren für Mo torspulen bzw. Roebelstäbe ohne Erhöhung der Anzahl der Herstellung sschritte zuverlässig eine Füllung der inneren Zwickel der Teilleitersäulen un ter Verwendung von Thermoplast-typischen Herstellungsverfahren erreicht werden.

Claims

1. Herstellungsverfahren für Motorspulen, mit den Schritten:
(S1) Winden von Einzelleitern zu ovalen Spulen,
(S2) Umwickeln der Spulen mit einem Innenglimmschutz(IGS)- Prepregband,
(S3) Spreizen der Spulen in Endform,
(S4) Verfestigen der Spulen durch Heisspressen des Innenglimmschutz bandes (IGS) und
(S5) Aufbringen einer Isolation und eines Aussenglimmschutzes mittels thermischen Spritzens oder eines Spritzgussverfahrens.

2. Herstellungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte S2 und S3 in der Reihenfolge untereinander vertauscht sind.

3. Herstellungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Schritt S4 beim Erhitzen der Spulen in Vorbereitung für Schritt S5 durch geführt wird.

4. Herstellungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Umwickeln der Spulen anstelle eines halbleitfähigen Prepregbandes ein trockenes halbleitfähiges Band in Kombination mit einer Schwertisola tion verwendet wird, welche mit Harz im B-Zustand getränkt ist.

5. Herstellungs- und Einbauverfahren für Motorspulen, mit den Herstellungsschritten S1 bis S5 gemäss dem Herstellungsverfahren nach Anspruch 1 und den weiteren Schritten
(S6) Einbauen der Spulen in einen Stator,
(S7) Durchführen einer Wickelkopfabstützung und
(S8) Verlöten der Spulen untereinander.

6. Herstellungsverfahren für Roebelstäbe, mit den Schritten:
(S10) Formen von geraden Roebelstäben aus Einzelleitern,
(S11) Umwickeln der geraden Roebelstäbe mit einem In nenglimmschutz(IGS)-Prepregband,
(S12) Biegen der Roebelstäbe in Endform,
(S13) Verfestigen der Roebelstäbe durch Heisspressen des In nenglimmschutzbandes (IGS) und
(S14) Aufbringen einer Isolation und eines Aussenglimmschutzes mittels Extrusion, thermischen Spritzens oder eines Spritzgussverfahrens.

7. Herstellungsverfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt S13 das Verfestigen des Innenglimmschutzbandes zusammen mit dem Verfestigen des Roebelstabes erfolgt.

8. Herstellungsverfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass beim Heisspressen des Innenglimmschutzbandes das Presswerkzeug derart geformt ist, dass ein vorbestimmter Kantenradius am Roebelstab erhalten wird.

9. Herstellungs- und Einbauverfahren für Roebelstäbe, mit den Herstellungsschritten S10 bis S14 gemäss dem Herstellungsverfahren nach Anspruch 6 und den weiteren Schritten
(S15) Einbauen der Roebelstäbe in einen Stator,
(S16) Durchführen einer Wickelkopfabstützung und
(S17) Verlöten der Roebelstäbe untereinander.