EP2976772A1 - Lackdraht - Google Patents

Lackdraht

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Publication number
EP2976772A1
EP2976772A1 EP14710595.1A EP14710595A EP2976772A1 EP 2976772 A1 EP2976772 A1 EP 2976772A1 EP 14710595 A EP14710595 A EP 14710595A EP 2976772 A1 EP2976772 A1 EP 2976772A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
insulation
winding
wire
primary insulation
adhesion promoter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP14710595.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Roxana Haase
Johann Reicher
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schwering and Hasse Elektrodraht GmbH
Original Assignee
Schwering and Hasse Elektrodraht GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schwering and Hasse Elektrodraht GmbH filed Critical Schwering and Hasse Elektrodraht GmbH
Priority to EP14710595.1A priority Critical patent/EP2976772A1/de
Publication of EP2976772A1 publication Critical patent/EP2976772A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/18—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
    • H01B3/30—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/30—Windings characterised by the insulating material
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/32—Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation
    • H02K3/40—Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation for high voltage, e.g. affording protection against corona discharges

Definitions

  • the invention relates to an enameled wire, in particular enameled copper wire, wherein a surface of a winding wire forming a core of the enameled wire is completely or substantially completely coated with a primary insulation of a lacquer polymer and wherein an outer surface of the primary insulation is partially coated with a secondary insulation of an impregnation polymer.
  • Enameled wires of the aforementioned type are known in practice in principle.
  • the known from practice paint wires are initially provided with a primary insulation.
  • windings for producing magnetic fields are produced therefrom with different winding techniques.
  • these windings are treated by impregnation with a secondary insulation to achieve better heat dissipation, better electrical strength and better mechanical resistance.
  • conventional packing wires can achieve specific packing densities (slot fill factors) and thus efficiencies of the electrical equipment.
  • the packing density can be further increased, with the disadvantage of a possibly reduced adhesion between primary and secondary insulation and the consequent significant disadvantages due, inter alia, to air inclusions Failure of the devices can lead in the case of application.
  • the invention is therefore based on the technical problem of specifying an enameled wire of the type mentioned, can be achieved with the high packing densities in electrical windings, which is characterized by a high mechanical
  • the invention is the technical problem of specifying a method for producing a coil wound with this enameled wire and applying a secondary insulation.
  • the invention teaches an enameled wire of the type mentioned, which is characterized in that partially between the primary insulation and the secondary insulation, a primer layer of a bonding agent is arranged and / or that the primary insulation and / or the secondary insulation of the adhesion promoter contains.
  • the adhesion promoter or the adhesion promoter layer is arranged from the adhesion promoter between the primary insulation and the secondary insulation. It is within the scope of the invention that the adhesion promoter improves the temperature resistance and / or the partial discharge resistance of the enameled wire.
  • the enameled wire according to the invention for the production of winding bodies in particular of possibly winding coreless coils is used.
  • the winding wire is a copper winding wire or an aluminum winding wire. It is within the scope of the invention that the winding wire has a round or substantially round cross section or an elongated or oval cross section.
  • the primary insulation has at least one layer of the lacquer polymer. Empfohlene endeavor contains the primary insulation at least two and preferably a plurality or plurality of layers preferably of the lacquer polymer.
  • the primary insulation of up to 30 is preferably the same or substantially the same
  • the primary insulation is formed from a plurality or multiplicity of lacquer polymer layers, wherein at least two and preferably all layers of the primary insulation are different from one another.
  • the thicknesses of the layers forming the primary insulation decrease with increasing spacing of the individual layers from the winding wire.
  • the primary insulation extends over the entire length or essentially over the entire length of the winding wire, and preferably the primary insulation surrounds the winding wire completely or essentially completely.
  • the primary insulation expediently forms a jacket completely or essentially completely surrounding the winding wire.
  • the secondary insulation extends only over part of the length of the winding wire.
  • the secondary insulation extends over most of the length of the winding wire and, as recommended, over the full or substantially full length of the winding wire. It is recommended that the secondary insulation extends only over a peripheral portion of the Wickedrahts.
  • a circumferential section of the winding wire is formed with secondary insulation.
  • the secondary insulation has only one layer and preferably several layers of an impregnation polymer.
  • the secondary insulation is made up of a plurality of, for example, different layers.
  • the adhesion promoter layer or the adhesion promoter is arranged only on the areas of the outer surface of the primary insulation, which areas are coated with the secondary insulation.
  • the adhesion promoter layer completely or substantially completely encloses the primary insulation, with the secondary insulation preferably completely or substantially completely enclosing the adhesion promoter layer.
  • the adhesion promoter contains at least one component selected from the group "organic polymer, inorganic polymer, inorganic salt". It is recommended that the organic polymer or the inorganic polymer or the adhesion promoter at least one from the group "polyester resin, polyolefin, polyurethane, organically functionalized silane, amino-functional alkoxysilane, polyethyleneimine, aromatic polyisocyanurate, epoxy resin, silane, siloxane, polysiloxane, Aminosiloxane "selected component contains.
  • the adhesion promoter used for the adhesion promoter layer contains at least one silicon-containing compound and particularly preferably at least one silicon-oxygen-containing compound.
  • a highly recommended embodiment of the invention is characterized in that the adhesion promoter contains at least one siloxane or at least one polysiloxane. This is preferably a functionalized siloxane or polysiloxane or functionalized siloxanes, polysiloxanes.
  • the adhesion promoter used for the adhesion promoter layer contains at least one amino-functional polysiloxane and / or at least one alkoxy-functional polysiloxane.
  • the adhesion promoter used for the adhesion promoter layer contains silica or finely divided silica. It is within the scope of the invention that the adhesion promoter used for the adhesion promoter layer comprises at least one polysiloxane, preferably a functionalized polysiloxane - preferably at least one amino-functional polysiloxane and / or at least one alkoxy-functional polysiloxane - and silica or finely divided silica. It is also within the scope of the invention that a one-component system or a two-component system is used as adhesion promoter for the adhesion promoter layer.
  • Empfohlene note contains a component or at least one component - in one embodiment, both components - at least one polysiloxane or a functionalized polysiloxane - preferably at least one amino-functional polysiloxane and / or at least one alkoxy-functional polysiloxane and preferably silica or finely divided silica.
  • both components - has a solvent.
  • an organic extinguishing agent and / or water is used as the solvent. It has proven useful to use at least one organic solvent or an organic solvent from the group "aliphatic hydrocarbon, aromatic hydrocarbon, alcohol, glycol". In principle, however, other organic solvents can also be used.
  • the adhesion promoter used for the primer layer or a component of this primer - both components of the primer - a mixture or solution of at least one polysiloxane or at least one functionalized polysiloxane, silica or finely divided silica and at least one solvent,
  • the proportion of the mixture of the at least one polysiloxane or the at least one functionalized polysiloxane and the silica / fumed silica in the mixture / solution 2 to 14% by weight preferably 2.5 to 1 1 wt .-% and preferably 2 to 9.5 wt .-% is.
  • the proportion of the silica or highly disperse silica in the mixture of the at least one polysiloxane and the silica is preferably 8 to 22 wt .-%, preferably 10 to 20 wt .-% and particularly preferably 12 to 18 wt .-%.
  • a two-component system is used as adhesion promoter for the adhesion promoter layer, wherein one component contains at least one amino-functional polysiloxane, preferably an amino-functional polysiloxane and the other component at least one alkoxy-functional polysiloxane or an alkoxy-functional polysiloxane.
  • Empfohlene note contains at least one component, preferably both components contain silica or finely divided silica and although expediently with the above-mentioned proportion.
  • aminosiloxane has one of the following structural formulas:
  • radicals R 1 and R 2 are a hydrogen atom or an alkyl radical.
  • the radicals R 1 and R 2 may be the same or different.
  • the aminosiloxane has the structural formula
  • radicals R 1 and R 2 are the same or different and are preferably a hydroxy group, an alkyl group or an alkoxy group.
  • the functional group X may be an alkylene group, preferably a methylene group or ethylene group or propylene group.
  • the lacquer polymer or primary insulation comprises at least one selected from the group "polyurethane, polyesterimide, polyesteramideimide, polyester, polyamideimide, polyamide, polyimide, imide-modified polyamideimide, wax-modified polyamideimide, polysiloxane-modified polyamideimide, polytetrafluoroethylene-modified polyamideimide, sheet silicate -modified paint "selected component.
  • a particularly preferred embodiment of the invention is characterized in that the lacquer polymer of the primary insulation contains or comprises at least one polyamideimide and / or at least one polyesterimide.
  • the main component of the lacquer polymer of the primary insulation consists of polyamide-imide and / or polyester-imide.
  • the lacquer polymer of the primary insulation expediently has an outer layer of at least one polysiloxane-modified polyamide-imide.
  • the polyesterimide comprises a tris-hydroxyethyl isocyanurate polyesterimide (THEIC polyesterimide).
  • TEEIC polyesterimide tris-hydroxyethyl isocyanurate polyesterimide
  • the polyesterimide is a THEIC polyesteramideimide.
  • the polyester contains a tris-hydroxyethyl isocyanurate polyester (THEIC polyester).
  • TEEIC polyester tris-hydroxyethyl isocyanurate polyester
  • the polyester is a THEIC polyester.
  • the lacquer polymer of the primary insulation is functionalized or modified with modifying units.
  • the modifying units are siloxanes or polysiloxanes.
  • Such siloxane-modified or polysiloxane-modified coating polymers or base polymers are described in more detail in DE 10 2010 039 168 A1.
  • a particularly proven embodiment of the invention is characterized in that the lacquer polymer of the primary insulation has at least one or a siloxane-modified or polysiloxane-modified polyamide-imide. -
  • the layer thickness of the primary insulation is otherwise preferably from 5 to 200 ⁇ m, preferably from 10 to 100 ⁇ m.
  • at least one additional adhesion layer is arranged between the primary insulation and the winding wire.
  • the adhesion layer is advantageously formed from an adhesive material, which adhesive material is identical to the adhesion promoter. In principle, however, it is also possible that the adhesive material is different from the adhesion promoter.
  • the primary insulation is characterized by a low sliding friction coefficient, so that windings of high packing densities of the enameled wire can preferably be achieved during the processing of an enameled wire according to the invention. Due to the low coefficient of sliding friction of the primary insulation, it is ensured that, in the winding process, the windings of a further winding layer of the winding wire coated with the primary insulation slide into the depressions formed between two juxtaposed winding wires coated with the primary insulation of the underlying winding layer. In this way, high packing densities are easily achieved.
  • a coefficient of friction d of the primary coating according to the invention is less than or equal to 0.130.
  • the coefficient of friction d is expediently determinable by a friction test wire / steel in accordance with DIN EN 60851-3 method B.
  • the impregnation polymer of the secondary insulation comprises at least one component selected from the group "polyesterimide, unsaturated polyester resin, silicone resin, silicone-containing plastic, silicone rubber, epoxy resin, polyester-melamine-modified resin, polyurethane, alkyd / phenolic resin".
  • the impregnation polymer consists essentially of at least one of the group "polyesterimide, unsaturated polyester resin, silicone resin, epoxy resin,
  • the impregnation polymer of the secondary insulation comprises at least one unsaturated polyester or at least one unsaturated polyester resin.
  • the polyurethane is a water-based polyurethane It has been found advantageous that the epoxy resin is a phenol-modified epoxy resin the impregnation polymer at least one pigment, for example titanium dioxide.-Particularly preferably, the secondary isolation does not give any volatile organic compounds (VOCs) to the It is recommended that the secondary insulation is VOC-free.
  • the thickness of the adhesion promoter layer of the adhesion promoter is preferably less than the thickness of the primary insulation and / or the thickness of the secondary insulation. Thickness in particular means the extent of the primary insulation, the adhesion promoter layer or the secondary insulation transverse to the longitudinal direction of the winding wire. It is recommended that the primer layer has a thickness of 0.1 to 10 ⁇ and preferably from 01 to 7 ⁇ . The thickness of the adhesion promoter layer is preferably less than 5 ⁇ m. According to one embodiment, the primary insulation has a thickness of for example 2 to 80 ⁇ and preferably from 4 to 60 ⁇ . Conveniently, the primary insulation has a greater thickness than the secondary insulation. Alternatively, the secondary insulation has a greater thickness than the primary insulation.
  • the outer surface of the secondary insulation means a surface of the secondary insulation facing away from the adhesion promoter and / or the primary insulation and preferably visible to a viewer. If several windings of the enameled wire coated with the primary insulation, the adhesion promoter and the secondary insulation are juxtaposed, for example, on a winding core, the outer surface of the secondary insulation of the juxtaposed enamel wire windings is completely or essentially completely covered by the protective layer or by a potting compound.
  • the invention for solving the technical problem teaches a method for producing a wound body having a plurality of windings of an enameled wire, wherein a surface of a reeling wire forming a core of the enameled wire is completely or substantially completely coated with a primary insulation of a lacquered polymer, preferably the winding body has at least one winding of the winding wire coated at least with the primary insulation, wherein an outer surface of the primary insulation of the winding wire coated with the primary insulation is at least partially coated with a secondary insulation of an impregnation polymer, at least in regions between the outer surface of the primary insulation and the secondary insulation
  • Adhesive layer is arranged from a bonding agent and / or wherein the bonding agent wi introduced into the primary insulation and / or in the secondary insulation approx.
  • the adhesive layer is disposed between the primary insulation and secondary insulation.
  • the primary insulation is first applied to the winding wire.
  • the winding body has a winding core around which winding core of the winding wire is wound or that the winding body is formed without winding core.
  • the adhesion promoter layer is then preferably applied from the adhesion promoter at least in some areas, after which the secondary insulation is then applied to the adhesion promoter layer.
  • the primary insulation is formed on the winding wire by, for example, a wet paint is preferably applied to the winding wire in a paint bath.
  • a wet paint is preferably applied to the winding wire in a paint bath.
  • excess, absorbed by the winding wire wet paint is stripped in the context of the invention by means of a paint nozzle of the winding wire.
  • the coated with the wet paint winding wire is heated, wherein contained in the wet paint solvent removed and / or in the wet paint contained Lackpolymergrundstoffen be polymerized to form the paint polymer.
  • the coated with the wet paint winding wire is heated with the proviso that preferably a solvent which solvent forms the wet paint together with the paint polymer is merely evaporated, whereby the layer of the paint polymer or the primary insulation is formed. It is possible that a plurality of lacquer polymer layers are applied to the winding wire to form the primary insulation.
  • the winding wire coated with the primary insulation is impregnated and / or dripped with the adhesion promoter.
  • the winding wire coated with the primary insulation is sprayed with the adhesion promoter.
  • the adhesion promoter is particularly preferred.
  • the winding wire coated with the adhesion promoter is heated to activate the adhesion promoter.
  • the bonding agent layer is preferably activated on a winding core or on a surface of the winding wire facing away from the winding surrounded by the windings.
  • the adhesion promoter is applied to a portion of the outer surface of the winding wire, which portion of the outer surface is uncovered or free.
  • the fact that the portion of the outer surface is free or uncovered means in the context of the invention that no further windings of the winding wire or enameled wire are deposited on the portion of the outer surface.
  • the portion of the outer surface is preferably the portion of the surface of the primary insulating coated winding wire, for example, visible to an observer.
  • the adhesion promoter is applied only to the uncovered portion of the outer surface of the wound with the primary insulation winding wire.
  • Primary insulation is applied.
  • the secondary insulation is applied to the primary insulation coated with the adhesion promoter, with the proviso that air pockets between the windings of the coil are excluded.
  • a coil produced by the method according to the invention is characterized by a particular electrical strength.
  • the invention for solving the technical problem teaches a wound body, in particular a coil, preferably with a winding core, with at least one winding of an enameled wire, wherein a surface of a winding wire forming a core of the enameled wire completely or substantially completely with a primary insulation of a lacquer polymer is coated, wherein on a outer surface of the primary insulation, a secondary insulation of an impregnation polymer for forming the enameled wire is arranged, characterized in that between the primary insulation and the secondary insulation at least partially an adhesive layer of a bonding agent is arranged and / or that the adhesion promoter in the primary insulation and / or the secondary insulation is included.
  • the winding body has a plurality of windings of the wound with the primary insulation winding wire.
  • windings of the winding wire or wire coated with the primary insulation preferably form a layer in the longitudinal direction of the winding axis of the winding body. It is within the scope of the invention that preferably a plurality or multiplicity of layers of the windings of the winding wire coated with the primary insulation or of the enameled wire are arranged in layers one above the other.
  • the outermost layer means a layer of the winding wire coated with the primary insulation, which layer represents the surface of the winding body that is visible to a viewer. It is possible that the bonding agent penetrates, for example, in the coating of the wound with the primary insulation winding wire or the winding body in between two adjacent windings arranged spaces. Preferably, internal windings are at least partially coated with the bonding agent.
  • Internal windings means sections and / or layers of the winding wire coated with the primary insulation, which sections and / or layers are arranged between the outermost layer of the windings, which is preferably visible to the viewer, and a cavity or winding core of the winding body. It is possible that the wound with the primary insulation winding wire is only partially coated with the bonding agent.
  • the secondary insulation covers only the outermost layer of the windings. It is possible that the impregnation polymer forming the secondary insulation penetrates intermediate spaces formed between the windings and in this way is disposed on a surface of inner windings formed by the primary insulation and / or the adhesion promoter. According to one embodiment, the impregnation polymer or the secondary insulation is applied to the winding body produced with the proviso on the winding body coated with the primary insulation such that the enameled wire is completely or substantially completely coated with the secondary insulation along its entire length. Especially preferred
  • the application of the adhesion promoter and / or the secondary insulation is carried out in such a way that the intermediate spaces between the windings are particularly preferably filled with the secondary insulation without entrapment of air.
  • the invention is based on the finding that with the enameled wire according to the invention and the method according to the invention, a wound body consisting of a multiplicity of enameled wire windings can be produced, wherein the enameled wire windings are distinguished by an advantageously high winding density.
  • a wound body produced by the method according to the invention and the enameled wire according to the invention is characterized by an unexpected mechanical resistance and electrical strength. Due to the fact that the density of the enamel wire windings is optimized by realizing the feature combination according to the invention, the wound bodies produced by the method according to the invention are characterized by an improved performance compared to the reels known from the prior art. It has been shown that
  • inventive method can be carried out on existing systems, which is why the inventive method is also characterized by a special economy.
  • inventive method will be explained in more detail below with reference to a drawing showing only one exemplary embodiment.
  • the single FIGURE shows a cross section through Lackdrahtwicklitch a winding body.
  • a winding body 2 is shown, wherein the winding body 2 has a plurality of Lackdrahtwicklonne 3. It can be seen in the figure that juxtaposed coiled wire windings 3 form a layer 4. Furthermore, it is shown in the figure that a plurality of layers 5 of different layers 4, which layers 4 are each formed from Lackdrahtwicklungen 3, are arranged one above the other.
  • the enameled wire 1 has a core 6, which is preferably formed of copper and in the embodiment. The core 6 is completely surrounded by a jacket formed as a primary insulation 7, which primary insulation 7 according to the exemplary embodiment extends along the entire length of the enameled wire 1.
  • a coating formed from a bonding agent 9 and a secondary insulation 10 is applied.
  • the bonding agent 9 ensures according to the embodiment that the secondary insulation 10 is reliably and permanently connected to the primary insulation 7 of the enameled wire 1.
  • a secondary insulation 10 forming impregnating polymer between the Lackdrahtwicklitch 3 existing interstices 1 1 completely fills.
  • the secondary insulation 10 displaces existing air in the intermediate spaces 11, so that the interspaces 1 1 are filled with the secondary insulation 10 in a gapless or gas-free manner.
  • the primary insulation 7 comprises polyamideimide and / or polyesterimide as the main constituent.
  • the outer layer of the primary insulation 7 is preferably formed by polysiloxane-modified polyamide-imide.
  • the layer thickness of the primary insulation 7 is preferably and in the embodiment 4 to 80 ⁇ .
  • the primer layer 9 is preferred and, according to one embodiment, formed from a two-component system.
  • the first component comprises an amino-functional polysiloxane and finely divided silica, wherein the mixture of the polysiloxane and the silica to 2 to 12 wt .-%, preferably 2.5 to 8 wt .-% is dissolved in an organic solvent.
  • the silica is expediently contained to 8 to 22 wt .-%, preferably 10 to 20 wt .-%.
  • the second component comprises an alkoxy-functional polysiloxane and finely divided silica, wherein the mixture of the polysiloxane and the silica to 4 to 16 wt .-%, preferably 5.5 to 14.5 wt .-% in an organic Solvent is dissolved.
  • the silica is more suitably contained at 8 to 22 wt .-%, preferably 10 to 20 wt .-%.
  • the organic solvent an alcohol or a glycol or an aliphatic or aromatic hydrocarbon can be used. Instead of an organic solvent can be used both for the
  • the first component as well as for the second component also water are used.
  • the first component is preferably mixed with the second component in the ratio 2: 1 to 1: 2, preferably in the ratio 1, 5: 1 to 1: 1, 5, and very preferably in the ratio 1: 1 or in about 1: 1 ,
  • the siloxanes and the silica are expediently contained at 4 to 10 wt .-%, preferably at 5 to 9 wt .-%.
  • the mixture of the two components contains from 3.4 to 4.8% by weight, preferably from 3.6 to 4.4% by weight of alkoxy-functional polysiloxane, from 1.2 to 2.4% by weight, preferably 1, 4 to 2.2 wt .-% amino-functional siloxane and 0.5 bi 1, 5 wt .-%, preferably 0.7 to 1, 3 wt .-% silica.
  • the adhesion promoter layer 9 is formed. In this case, a corresponding crosslinking or curing of the adhesion promoter or the adhesion promoter layer takes place.
  • the secondary insulation 10 as the main component at least one unsaturated polyester.

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Abstract

Lackdraht, wobei eine Oberfläche eines eine Seele des Lackdrahts bildenden Wickeldrahts vollständig bzw. im Wesentlichen vollständig mit einer Primärisolation aus einem Lackpolymer beschichtet ist. Eine äußere Oberfläche der Primärisolation ist bereichsweise mit einer Sekundärisolation aus einem Imprägnierungspolymer beschichtet. Zwischen der Primärisolation und der Sekundärisolation ist bereichsweise eine Haftvermittlerschicht aus einem Haftvermittler angeordnet und/oder die Primärisolation und/oder die Sekundärisolation enthält den Haftvermittler.

Description

Lackdraht
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft einen Lackdraht, insbesondere Kupferlackdraht, wobei eine Oberfläche eines eine Seele des Lackdrahts bildenden Wickeldrahts vollständig bzw. im Wesentlichen vollständig mit einer Primärisolation aus einem Lackpolymer beschichtet ist und wobei eine äußere Oberfläche der Primärisolation bereichsweise mit einer Sekundärisolation aus einem Imprägnierungspolymer beschichtet ist.
Lackdrähte der vorstehend genannten Art sind aus der Praxis grundsätzlich bekannt. Die aus der Praxis bekannten Lackdrähte werden zunächst mit einer Primärisolation versehen. Im Zuge der Verarbeitung werden daraus mit unterschiedlichen Wickeltechniken Wicklungen zur Erzeugung von Magnetfeldern hergestellt. Je nach Anwendungsfall werden diese Wicklungen zur Erzielung einer besseren Wärmeabfuhr, besserer elektrischer Festigkeit und besserer mechanischer Beständigkeit durch Imprägnierung mit einer Sekundärisolation behandelt. Abhängig vom gewählten Wickelverfahren sind mit herkömmlichen Lackdrähten bestimmte Packungsdichten (Nutfüllfaktoren) und damit Wirkungsgrade der elektrischen Geräte erzielbar. Durch Einsatz gleitoptimierter Lackdrähte, die beispielsweise in DE 2010 039 168 A1 beschrieben sind, lässt sich die Packungsdichte weiter erhöhen, mit dem Nachteil einer eventuell verminderten Haftung zwischen Primär- und Sekundärisolation und den sich daraus ergebenden erheblichen Nachteilen, die unter anderem aufgrund von Lufteinschlüssen zum Versagen der Geräte im Einsatzfall führen können. Der Erfindung liegt daher das technische Problem zugrunde, einen Lackdraht der eingangs genannten Art anzugeben, mit dem hohe Packungsdichten bei elektrischen Wicklungen erzielbar sind, der sich durch eine hohe mechanische
Beständigkeit und elektrische Festigkeit auszeichnet und der problemlos und insbesondere ohne Anwendung äußerer Gleitsubstanzen verwickelbar ist. Weiterhin liegt der Erfindung das technische Problem zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer mit diesem Lackdraht gewickelten Spule und Aufbringung einer Sekundärisolation anzugeben.
Zur Lösung des technischen Problems lehrt die Erfindung einen Lackdraht der eingangs genannten Art, der dadurch gekennzeichnet ist, dass bereichsweise zwischen der Primärisolation und der Sekundärisolation eine Haftvermittler- schicht aus einem Haftvermittler angeordnet ist und/oder dass die Primärisolation und/oder die Sekundärisolation den Haftvermittler enthält. Nach besonders bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ist der Haftvermittler bzw. ist die Haftvermittlerschicht aus dem Haftvermittler zwischen der Primärisolation und der Sekundärisolation angeordnet. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass durch den Haftvermittler die Temperaturbeständigkeit und/oder die Teilentladungsbeständigkeit des Lackdrahts verbessert wird.
Vorzugsweise wird der erfindungsgemäße Lackdraht zur Herstellung von Wickel körpern, insbesondere von gegebenenfalls wickelkernfreien Spulen verwendet. Zweckmäßigerweise ist der Wickeldraht ein Kupferwickeldraht oder ein Aluminiumwickeldraht. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass der Wickeldraht einen runden bzw. im Wesentlichen runden Querschnitt oder einen langgestreckten bzw. ovalen Querschnitt aufweist. Gemäß einer Ausführungsform weist die Primärisolation zumindest eine Schicht aus dem Lackpolymer auf. Empfohlenermaßen enthält die Primärisolation zumindest zwei und vorzugsweise eine Mehrzahl bzw. Vielzahl von Schichten vorzugsweise aus dem Lackpolymer. Beispielsweise ist die Primärisolation aus bis zu 30 vorzugsweise gleichen bzw. im Wesentlichen gleichen
Lackpolymerschichten gebildet. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass die Primärisolation aus einer Mehrzahl bzw. Vielzahl von Lackpolymerschichten gebildet ist, wobei zumindest zwei und vorzugsweise alle Schichten der Primärisolation voneinander verschieden sind. Gemäß einer bewährten Ausführungsform nehmen die Dicken der die Primärisolation bildenden Schichten mit zunehmendem Abstand der einzelnen Schichten von dem Wickeldraht ab. Besonders bevorzugt erstreckt sich die Primärisolation über die vollständige Länge bzw. im Wesentlichen über die vollständige Länge des Wickeldrahts und vorzugsweise umgibt die Primärisolation den Wickeldraht vollständig bzw. im Wesentlichen vollständig. Die Primärisolation bildet zweckmäßigerweise einen den Wickeldraht vollständig bzw. im Wesentlichen vollständig umgebenden Mantel.
Vorteilhafterweise erstreckt sich die Sekundärisolation lediglich über einen Teil der Länge des Wickeldrahts. Gemäß einer Ausführungsform erstreckt sich die Sekundärisolation über den größten Teil der Länge des Wickeldrahts und empfohlenermaßen über die vollständige bzw. im Wesentlichen vollständige Länge des Wickeldrahts. Es empfiehlt sich, dass sich die Sekundärisolation lediglich über einen Umfangsabschnitt des Wickedrahts erstreckt. Zweck- mäßigerweise ist ein Umfangsabschnitt des Wickeldrahts sekundärisolationsfrei ausgebildet. Grundsätzlich ist es möglich, dass die Sekundärisolation lediglich eine Schicht und vorzugsweise mehrere Schichten eines Imprägnierungspolymers aufweist. Gemäß einer Ausführungsform ist die Sekundärisolation aus einer Mehrzahl beispielsweise verschiedener Schichten aufgebaut.
Besonders bevorzugt ist die Haftvermittlerschicht bzw. ist der Haftvermittler lediglich auf den Bereichen der äußeren Oberfläche der Primärisolation angeordnet, welche Bereiche mit der Sekundärisolation beschichtet sind.
Äußere Oberfläche der Primärisolation meint im Rahmen der Erfindung eine dem Wickeldraht abgewandte Oberfläche der Primärisolation.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umschließt die Haftvermittler- schicht die Primärisolation vollständig bzw. im Wesentlichen vollständig, wobei bevorzugt die Sekundärisolation die Haftvermittlerschicht vollständig bzw. im Wesentlichen vollständig umschließt.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass der Haftvermittler zumindest eine aus der Gruppe "organisches Polymer, anorganisches Polymer, anorganisches Salz" ausgewählte Komponente enthält. Es empfiehlt sich, dass das organische Polymer oder das anorganische Polymer bzw. der Haftvermittler zumindest eine aus der Gruppe "Polyesterharz, Polyolefin, Polyurethan, organisch funktionalisiertes Silan, aminofunktionelles Alkoxysilan, Polyethylenimin, aroma- tisches Polyisocyanurat, Epoxidharz, Silan, Siloxan, Polysiloxan, Aminosiloxan" ausgewählte Komponente enthält.
Nach sehr bevorzugter Ausführungsform der Erfindung enthält der für die Haftvermittlerschicht eingesetzte Haftvermittler zumindest eine Silicium-haltige Verbindung und besonders bevorzugt zumindest eine Silicium-Sauerstoff- haltige Verbindung. Eine sehr empfohlene Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Haftvermittler zumindest ein Siloxan bzw. zumindest ein Polysiloxan enthält. Vorzugsweise handelt es sich dabei um ein funktionalisiertes Siloxan bzw. Polysiloxan bzw. um funktionalisierte Siloxane, Polysiloxane. Besonders bevorzugt enthält der für die Haftvermittlerschicht eingesetzte Haftvermittler zumindest ein aminofunktionelles Polysiloxan und/oder zumindest ein alkoxyfunktionelles Polysiloxan.
Zweckmäßigerweise enthält der für die Haftvermittlerschicht eingesetzte Haftvermittler Kieselsäure bzw. hochdisperse Kieselsäure. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass der für die Haftvermittlerschicht verwendete Haftvermittler zumindest ein Polysiloxan, vorzugsweise ein funktionalisiertes Polysiloxan - bevorzugt zumindest ein aminofunktionelles Polysiloxan und/oder zumindest ein alkoxyfunktionelles Polysiloxan - sowie Kieselsäure bzw. hochdisperse Kieselsäure enthält. Es liegt weiterhin im Rahmen der Erfindung, dass ein Einkomponentensystem oder ein Zweikomponentensystem als Haftvermittler für die Haftvermittlerschicht eingesetzt wird. Empfohlenermaßen enthält dabei eine Komponente bzw. zumindest eine Komponente - nach einer Ausführungsform beide Komponenten - zumindest ein Polysiloxan bzw. ein funktionalisiertes Polysiloxan - vorzugsweise zumindest ein aminofunktionelles Polysiloxan und/oder zumindest ein alkoxyfunktionelles Polysiloxan sowie vorzugsweise Kieselsäure bzw. hochdisperse Kieselsäure. Fernerhin liegt es im Rahmen der Erfindung, dass dabei eine Komponente bzw. zumindest eine Komponente - gemäß einer Ausführungsform beide Komponenten - ein Lösungsmittel aufweist. Vorzugweise wird als Lösungsmittel ein organisches Löschungsmittel und/oder Wasser eingesetzt. Es hat sich bewährt, zumindest ein organisches Lösungsmittel bzw. ein organisches Lösungsmittel aus der Gruppe "aliphatischer Kohlenwasserstoff, aromatischer Kohlenwasserstoff, Alkohol, Glykol" zu verwenden. Grundsätzlich können aber auch andere organische Lösungsmittel eingesetzt werden.
Gemäß bevorzugter Ausführungsform der Erfindung weist der für die Haftvermittlerschicht eingesetzte Haftvermittler bzw. eine Komponente dieses Haftvermittlers - nach einer Ausführungsvariante beide Komponenten des Haftvermittlers - eine Mischung bzw. Lösung aus von zumindest einem Polysiloxan bzw. zumindest einem funktionalisierten Polysiloxan, Kieselsäure bzw. hochdisperse Kieselsäure sowie zumindest einem Lösungsmittel auf,
wobei bevorzugt der Anteil des Gemisches aus dem zumindest einen Polysiloxan bzw. des zumindest einen funktionalisierten Polysiloxans und der Kieselsäure/hochdispersen Kieselsäure in der Mischung/Lösung 2 bis 14 Gew.- %, vorzugsweise 2,5 bis 1 1 Gew.-% und bevorzugt 2 bis 9,5 Gew.-% beträgt. Der Anteil der Kieselsäure bzw. der hochdispersen Kieselsäure in dem Gemisch aus dem zumindest einem Polysiloxan und der Kieselsäure beträgt vorzugsweise 8 bis 22 Gew.-%, bevorzugt 10 bis 20 Gew.-% und besonders bevorzugt 12 bis 18 Gew.-%. Nach einer Ausführungsform der Erfindung wird ein Zweikomponentensystem als Haftvermittler für die Haftvermittlerschicht eingesetzt, wobei eine Komponente zumindest ein aminofunktionelles Polysiloxan, vorzugsweise ein aminofunktionelles Polysiloxan und die andere Komponente zumindest eine alkoxyfunktionelles Polysiloxan bzw. ein alkoxyfunktionelles Polysiloxan enthält. Empfohlenermaßen enthält dabei zumindest eine Komponente, bevorzugt enthalten beide Komponenten Kieselsäure bzw. hochdisperse Kieselsäure und zwar zweckmäßigerweise mit dem oben angegebenen Anteil.
Nachfolgend werden Beispiele von für den Haftvermittler geeigneten aminofunktionellen Siloxanen bzw. Polysiloxanen angegeben Vorteilhafterweise weist das Aminosiloxan eine der folgenden Strukturformeln auf:
OH OH
(CH2)2-NH-(CH2)3-Si-O-Si-(CH2) NH-(CH2) NH2
OH OH oder
Me Me
I I
-Si-O-Si-O
I I
CHQ CHQ
I 2 I 2
CHQ CHQ
I 2 I 2
CHQ CHQ
I 2 I 2
wobei die Reste R1 und R2 ein Wasserstoffatom oder ein Alkylrest sind. Die Reste R1 und R2 können gleich oder voneinander verschieden sein. Gemäß einer Ausführungsform weist das Aminosiloxan die Strukturformel
auf, wobei die Reste R1und R2 gleich oder voneinander verschieden sind und vorzugsweise eine Hydroxygruppe, eine Alkylgruppe oder eine Alkoxygruppe sind. Die funktionelle Gruppe X kann eine Alkylengruppe, vorzugsweise eine Methylengruppe oder Ethylengruppe oder Propylengruppe sein.
Gemäß einer bewährten Ausführungsform umfasst das Lackpolymer oder Primärisolation zumindest eine aus der Gruppe "Polyurethan, Polyesterimid, Polyesteramidimid, Polyester, Polyamidimid, Polyamid, Polyimid, Imid- modifiziertes Polyamidimid, Wachs-modifiziertes Polyamidimid, Polysiloxan- modifiziertes Polyamidimid, Polytetrafluorethylen-modifiziertes Polyamidimid, Schichtsilikat-modifizierter Lack" ausgewählte Komponente. Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Lackpolymer der Primärisolation zumindest ein Polyamidimid und/oder zumindest ein Polyesterimid enthält bzw. umfasst. Vorzugsweise besteht der Hauptbestandteil des Lackpolymers der Primärisolation aus Polyamidimid und/oder Polyesterimid. Zweckmäßigerweise weist das Lackpolymer der Primärisolation eine äußere Schicht aus zumindest einem polysiloxan- modifizierten Polyamidimid auf. - Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass das Polyesterimid ein Tris-Hydroxyethylisocyanurat-Polyesterimid (THEIC-Poly- esterimid) umfasst. Besonders bevorzugt ist das Polyesterimid ein THEIC- Polyesteramidimid. Gemäß einer Ausführungsform enthält der Polyester einen Tris-Hydroxyethylisocyanurat Polyester (THEIC-Polyester). Besonders bevorzugt ist der Polyester ein THEIC-Polyester.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass das Lackpolymer der Primärisolation mit Modifizierungseinheiten funktionalisiert bzw. modifiziert ist. Gemäß besonders empfohlener Ausführungsform handelt es sich bei den Modifizierungseinheiten um Siloxane bzw. um Polysiloxane. Solche siloxanmodifizierten bzw. polysiloxanmodifizierten Lackpolymere bzw. Basispolymere werden in DE 10 2010 039 168 A1 ausführlicher beschrieben. - Eine besonders bewährte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Lackpolymer der Primärisolation zumindest ein bzw. ein siloxanmodifiziertes bzw. polysiloxanmodifiziertes Polyamidimid aufweist. -
Die Schichtdicke der Primärisolation beträgt im Übrigen vorzugsweise 5 bis 200 μιτι, bevorzugt 10 bis 100 μιτι. - Es ist möglich, dass zwischen der Primärisolation und dem Wickeldraht zumindest eine zusätzliche Adhäsionsschicht angeordnet ist. Die Adhäsionsschicht ist vorteilhafterweise aus einem Adhäsionsmaterial gebildet, welches Adhäsionsmaterial identisch mit dem Haftvermittler ist. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, dass das Adhäsionsmaterial von dem Haftvermittler verschieden ist.
Die Primärisolation zeichnet sich durch einen geringen Gleitreibungs- koeffizienten aus, so dass vorzugsweise bei der Verarbeitung eines erfindungsgemäßen Lackdrahtes Wicklungen hoher Packungsdichten des Lackdrahtes erzielbar sind. Aufgrund des geringen Gleitreibungskoeffizienten der Primärisolation wird sichergestellt, dass beim Wickelprozess die Wicklungen einer weiteren Wicklungslage des mit der Primärisolation beschichteten Wickeldrahts in die zwischen zwei nebeneinander liegenden, mit der Primärisolation beschichteten Wickeldrähten der darunter befindlichen Wicklungslage ausgebildeten Vertiefungen gleitet. Auf diese Weise sind hohe Packungsdichten problemlos erzielbar. Vorzugsweise ist ein Reibungskoeffizient d der erfindungsgemäßen Primärbeschichtung kleiner oder gleich 0,130. Zweck- mäßigerweise ist der Reibungskoeffizient d durch eine Reibungsprüfung Draht/Stahl gemäß DIN EN 60851 -3 Verfahren B bestimmbar.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform beinhaltet das Imprägnierungspolymer der Sekundärisolation zumindest eine aus der Gruppe "Polyesterimid, ungesättigtes Polyesterharz, Silikonharz, silikonhaltiger Kunststoff, Silikonkautschuk, Epoxidharz, Polyester-Melamin modifiziertes Harz, Polyurethan, Alkyd-/Phenolharz" ausgewählte Komponente. Bevorzugt besteht das Imprägnierungspolymer im Wesentlichen aus zumindest einer aus der Gruppe "Polyesterimid, ungesättigtes Polyesterharz, Siliconharz, Epoxidharz,
Polyester-Melamin modifiziertes Harz, Polyurethan, Alkyd-/Phenolharz" ausgewählten Komponente. Eine besonders empfohlene Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Imprägnierungspolymer der Sekundärisolation zumindest einen ungesättigten Polyester bzw. zumindest ein ungesättigtes Polyesterharz aufweist. Zweckmäßigerweise bildet der ungesättigte Polyester bzw. das ungesättigte Polyesterharz die Hauptkomponente des Imprägnierungspolymers bzw. der Sekundärisolation. Vorteilhafterweise ist das Polyurethan ein wasserbasiertes Polyurethan. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, dass das Epoxidharz ein phenol -modifiziertes Epoxidharz ist. Zweckmäßigerweise ist das Imprägnierungspolymer pigmentiert oder pigmentfrei ausgebildet. Gemäß einer Ausführungsform enthält das Imprägnierungspolymer zumindest ein Pigment, beispielsweise Titandioxid. - Besonders bevorzugt gibt die Sekundärislolation keine flüchtigen organischen Verbindungen (VOCs) an die Umgehung ab. Empfohlenermaßen ist die SekundärisolationVOC-frei ausgebildet.
Bevorzugt ist die Dicke der Haftvermittlerschicht aus dem Haftvermittler geringer als die Dicke der Primärisolation und/oder die Dicke der Sekundärisolation. Dicke meint insbesondere die Ausdehnung der Primärisolation, der Haftvermittlerschicht bzw. der Sekundärisolation quer zur Längsrichtung des Wickeldrahts. Es empfiehlt sich, dass die Haftvermittlerschicht eine Dicke von 0,1 bis 10 μιτι und vorzugsweise von 01 , bis 7 μιτι aufweist. Bevorzugt ist die Dicke der Haftvermittlerschicht kleiner als 5 μιτι. Gemäß einer Ausführungsform verfügt die Primärisolation über eine Dicke von beispielsweise 2 bis 80 μιτι und vorzugsweise von 4 bis 60 μιτι. Zweckmäßigerweise weist die Primärisolation eine größere Dicke als die Sekundärisolation auf. Alternativ weist die Sekundärisolation eine größere Dicke als die Primärisolation auf.
Empfohlenermaßen ist auf der äußeren Oberfläche der Sekundärisolation eine Schutzschicht angeordnet. Äußere Oberfläche der Sekundärisolation meint im Rahmen der Erfindung eine dem Haftvermittler und/oder der Primärisolation abgewandte und vorzugsweise für einen Betrachter sichtbare Oberfläche der Sekundärisolation. Liegen mehrere Wicklungen des mit der Primärisolation, dem Haftvermittler und der Sekundärisolation beschichteten Lackdrahtes beispielsweise auf einem Wickelkern nebeneinander, wird die äußere Oberfläche der Sekundärisolation der nebeneinander liegenden Lackdrahtwicklungen vollständig bzw. im Wesentlichen vollständig von der Schutzschicht bzw. von einer Vergussmasse bedeckt.
Weiterhin lehrt die Erfindung zur Lösung des technischen Problems ein Verfahren zur Herstellung eines Wickelkörpers mit einer Vielzahl von Wicklungen eines Lackdrahts, wobei eine Oberfläche eines eine Seele des Lackdrahts bildenden Wickeldrahts vollständig bzw. im Wesentlichen vollständig mit einer Primärisolation aus einem Lackpolymer beschichtet wird, wobei vorzugsweise der Wickelkörper zumindest eine Wicklung des zumindest mit der Primärisolation beschichteten Wickeldrahts aufweist, wobei eine äußere Oberfläche der Primärisolation des mit der Primärisolation beschichteten Wickeldrahts zumindest bereichsweise mit einer Sekundärisolation aus einem Imprägnierungspolymer beschichtet wird, wobei zwischen der äußeren Oberfläche der Primärisolation und der Sekundärisolation zumindest bereichsweise eine Haftvermittlerschicht aus einem Haftvermittler angeordnet wird und/oder wobei der Haftvermittler in die Primärisolation und/oder in die Sekundärisolation eingebracht wird. Nach sehr bevorzugter Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Haftvermittlerschicht zwischen der Primärisolation und Sekundärisolation angeordnet. Vorteilhafterweise wird zunächst die Primärisolation auf den Wickeldraht aufgebracht. Zweckmäßigerweise wird eine Vielzahl von Wicklungen des mit der
Primärisolation beschichteten Wickeldrahts erzeugt. Es ist möglich, dass der Wickelkörper einen Wickelkern aufweist, um welchen Wickelkern der Wickeldraht gewickelt wird oder dass der Wickelkörper wickelkernfrei ausgebildet ist. Auf die Primärisolation des vorzugsweise verwickelten Wickeldrahts wird empfohlenermaßen dann zumindest bereichsweise die Haftvermittlerschicht aus dem Haftvermittler aufgetragen, woraufhin danach die Sekundärisolation auf die Haftvermittlerschicht aufgetragen wird.
Bevorzugt wird die Primärisolation auf dem Wickeldraht gebildet, indem beispielsweise ein Nasslack auf den Wickeldraht bevorzugt in einem Lackbad aufgetragen wird. Grundsätzlich ist es möglich, den Nasslack mittels eines Lackstifts auf den Wickeldraht aufzubringen. Vorteilhafterweise wird überschüssiger, von dem Wickeldraht aufgenommener Nasslack im Rahmen der Erfindung mittels einer Lackdüse von dem Wickeldraht abgestriffen. Gemäß einer Ausführungsform wird der mit dem Nasslack beschichtete Wickeldraht erwärmt, wobei in dem Nasslack enthaltenes Lösungsmittel entfernt und/oder in dem Nasslack enthaltene Lackpolymergrundstoffen zur Ausbildung des Lackpolymers polymerisiert werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird der mit dem Nasslack beschichtete Wickeldraht mit der Maßgabe erwärmt, dass bevorzugt ein Lösungsmittel, welches Lösungsmittel zusammen mit dem Lackpolymer den Nasslack bildet, lediglich verdampft wird, wodurch die Schicht aus dem Lackpolymer bzw. die Primärisolation gebildet wird. Es ist möglich, dass eine Vielzahl von Lackpolymerschichten zur Ausbildung der Primärisolation auf den Wickeldraht aufgebracht werden.
Nach einer Ausführungsform wird der mit der Primärisolation beschichtete Wickeldraht mit dem Haftvermittler getränkt und/oder beträufelt. Gemäß einer Ausführungsvariante wird der mit der Primärisolation beschichtete Wickeldraht mit dem Haftvermittler besprüht. Besonders bevorzugt wird der Haftvermittler
auf die Primärisolation aufgetragen, wenn ein Wickelvorgang zur Herstellung einer Wicklung des die Primärisolation aufweisenden Wickeldrahts vorzugsweise auf den Wickelkern abgeschlossen ist. Es ist möglich, dass lediglich eine von dem Wickelkern wegweisende bzw. eine bevorzugt für einen Betrachter sichtbare Oberfläche der Primärisolation mit dem Haftvermittler benetzt wird. Grundsätzlich ist es möglich, dass ein Großteil der Länge des mit der Primärisolation beschichteten Wickeldrahts mit dem Haftvermittler benetzt bzw. beschichtet wird. Gemäß einer Ausführungsform wird der mit dem Haftvermittler beschichtete Wickeldraht zur Aktivierung des Haftvermittlers erwärmt. Auf diese Weise wird die Haftvermittlerschicht vorzugsweise auf einer dem Wickelkern bzw. auf einer einem von den Wicklungen umgebenen Hohlraum abgewandten Oberfläche des Wickeldrahtes aktiviert. Besonders bevorzugt wird der Haftvermittler auf einen Abschnitt der äußeren Oberfläche des Wickeldrahtes aufgetragen, welcher Abschnitt der äußeren Oberfläche unbedeckt bzw. frei ist. Dass der Abschnitt der äußeren Oberfläche frei bzw. unbedeckt ist, meint im Rahmen der Erfindung, dass auf dem Abschnitt der äußeren Oberfläche keine weiteren Wicklungen des Wickeldrahtes bzw. Lackdrahtes abgelegt sind. Der Abschnitt der äußeren Oberfläche ist vorzugsweise der beispielsweise für einen Betrachter sichtbare Abschnitt der Oberfläche des mit der Primärisolation beschichteten Wickeldrahtes. Besonders bevorzugt wird der Haftvermittler lediglich auf den unbedeckten Abschnitt der äußeren Oberfläche des mit der Primärisolation beschichteten Wickeldrahtes aufgetragen. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass die Sekundärisolation durch ein aus der Gruppe "Tränken, Tauchroll ierverfahren, Träufelverfahren, Strom-UV-Verfahren, induktives Heißtauchverfahren, Heiß-Tauchverfahren mit UV-unter- stützter Härtung, Vollverguss, Vakuumimprägnierverfahren, Vakuum-Druck- Imprägnierung, Druckimprägnierung" ausgewähltes Verfahren auf die
Primärisolation aufgetragen wird. Besonders bevorzugt wird die Sekundärisolation mit der Maßgabe auf die mit dem Haftvermittler beschichtete Primärisolation aufgetragen, dass Lufteinschlüsse zwischen den Wicklungen der Spule ausgeschlossen werden. Infolgedessen zeichnet sich eine mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Spule durch eine besondere elektrische Festigkeit aus.
Weiterhin lehrt die Erfindung zur Lösung des technischen Problems einen Wickelkörper, insbesondere eine Spule, mit vorzugsweise einem Wickelkern, mit zumindest einer Wicklung eines Lackdrahts, wobei eine Oberfläche eines eine Seele des Lackdrahts bildenden Wickeldrahts vollständig bzw. im Wesentlichen vollständig mit einer Primärisolation aus einem Lackpolymer beschichtet ist, wobei auf einer äußeren Oberfläche der Primärisolation eine Sekundärisolation aus einem Imprägnierungspolymer zur Ausbildung des Lackdrahtes angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Primärisolation und der Sekundärisolation zumindest bereichsweise eine Haftvermittlerschicht aus einem Haftvermittler angeordnet ist und/oder dass der Haftvermittler in der Primärisolation und/oder der Sekundärisolation enthalten ist. Gemäß besonders bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ist zwischen der Primärisolation und der Sekundärisolation zumindest eine Haftvermittlerschicht vorgesehen. Besonders bevorzugt weist der Wickel körper eine Vielzahl von Wicklungen des mit der Primärisolation beschichteten Wickeldrahts auf. Zweckmäßigerweise bilden bevorzugt in Längsrichtung der Wickelachse des Wickelkörpers nebeneinander angeordnete Wicklungen des mit der Primärisolation beschichteten Wickeldrahts bzw. des Lackdrahts eine Lage aus. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass vorzugsweise eine Mehrzahl bzw. Vielzahl von Lagen der Wicklungen des mit der Primärisolation beschichteten Wickeldrahts bzw. des Lackdrahts schichtenweise übereinander angeordnet sind. Nach Beendigung des Wickelvorgangs wird vorzugsweise
eine äußerste Schicht der Wicklungen des mit der Primärisolation beschichteten Wickeldrahts mit dem Haftvermittler beschichtet. Äußerste Schicht meint im Rahmen der Erfindung eine Lage des mit der Primärisolation beschichteten Wickeldrahts, welche Lage die für einen Betrachter sichtbare Oberfläche des Wickelkörpers darstellt. Es ist möglich, dass der Haftvermittler beispielsweise bei der Beschichtung des mit der Primärisolation beschichteten Wickeldrahts bzw. des Wickel körpers in zwischen zwei benachbarten Wicklungen angeordnete Zwischenräume eindringt. Vorzugsweise sind innenliegende Wicklungen zumindest bereichsweise mit dem Haftvermittler beschichtet. Innenliegende Wicklungen meint Abschnitte und/oder Lagen des mit der Primärisolation beschichteten Wickeldrahtes, welche Abschnitte und/oder Lagen zwischen der vorzugsweise für den Betrachter sichtbaren äußersten Schicht der Wicklungen und einem Hohlraum bzw. Wickelkern des Wickelkörpers angeordnet sind. Es ist möglich, dass der mit der Primärisolation beschichtete Wickeldraht lediglich abschnittsweise mit dem Haftvermittler beschichtet ist.
Zweckmäßigerweise bedeckt die Sekundärisolation lediglich die äußerste Schicht der Wicklungen. Es ist möglich, dass das die Sekundärisolation bildende Imprägnierungspolymer in zwischen den Wicklungen ausgebildete Zwischenräume eindringt und auf diese Weise auf einer von der Primärisolation und/oder dem Haftvermittler gebildeten Oberfläche innerer Wicklungen angeordnet ist. Gemäß einer Ausführungsform ist das Imprägnierungspolymer bzw. die Sekundärisolation mit der Maßgabe auf den mit der Primärisolation beschichteten Wickeldraht hergestellten Wickelkörper aufgetragen, dass der Lackdraht entlang seiner vollständigen Länge vollständig bzw. im Wesentlichen vollständig mit der Sekundärisolation beschichtet ist. Besonders bevorzugt
erfolgt der Auftrag des Haftvermittlers und/oder der Sekundärisolation derart, dass die zwischen den Wicklungen vorhandenen Zwischenräume luft- einschlussfrei besonders bevorzugt mit der Sekundärisolation verfüllt sind. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass mit dem erfindungsgemäßen Lackdraht und dem erfindungsgemäßen Verfahren ein aus einer Vielzahl von Lackdrahtwicklungen bestehender Wickelkörper herstellbar ist, wobei sich die Lackdrahtwicklungen durch eine vorteilhaft hohe Wickeldichte auszeichnen. Bedingt durch den geringen Gleitreibungskoeffizienten der Primärisolation des erfindungsgemäßen Lackdrahts wird eine gleichmäßige Verteilung der Lackdrahtwicklungen in einer Lage sichergestellt, indem unpräzise abgelegten Lackdrahtwicklungen ein Gleiten in die korrekte Position entlang eines bereits auf den Wickelkörper befindlichen Lackdrahtabschnitts ermöglicht wird. Im Ergebnis ist ein präzises Verwickeln des Lackdrahts zur Ausbildung von Wickel körpern, vorzugsweise von Spulen, mit einer hohen Dichte der Lackdrahtwicklungen möglich. In vorteilhafter Weise erfolgt mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine zuverlässige Stabilisierung der den Wickelkörper bildenden Lackdrahtwindungen mit der Sekundärisolation, obwohl sich die Primärisolation durch einen äußerst geringen Gleitreibungskoeffizienten auszeichnet. Mit der zwischen der Primärisolation und der Sekundärisolation angeordneten Haftvermittlerschicht wird die Sekundärisolation zuverlässig und dauerhaft mit der Primärisolation verbunden. Ein mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und dem erfindungsgemäßen Lackdraht hergestellter Wickelkörper zeichnet sich durch eine unerwartete mechanische Beständigkeit und elektrische Festigkeit aus. Dadurch, dass durch die Verwirklichung der erfindungsgemäßen Merkmalskombination die Dichte der Lackdrahtwicklungen optimiert ist, zeichnen sich die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Wickelkörper durch eine verbesserte Leistungsfähigkeit gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Spulen aus. Es hat sich gezeigt, dass
das erfindungsgemäße Verfahren auf bereits bestehenden Anlagen ausführbar ist, weswegen sich das erfindungsgemäße Verfahren auch durch eine besondere Wirtschaftlichkeit auszeichnet. Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ergänzend erläutert.
Die einzige Figur zeigt einen Querschnitt durch Lackdrahtwicklungen eines Wickel körpers.
In der Figur ist ein Wickelkörper 2 dargestellt, wobei der Wickelkörper 2 eine Vielzahl von Lackdrahtwicklungen 3 aufweist. In der Figur ist erkennbar, dass nebeneinander liegende Lackdrahtwicklungen 3 eine Lage 4 bilden. Weiterhin ist in der Figur dargestellt, dass mehrere Schichten 5 von verschiedenen Lagen 4, welche Lagen 4 jeweils aus Lackdrahtwicklungen 3 gebildet sind, übereinander angeordnet sind. Ergänzend ist dargestellt, dass der Lackdraht 1 eine Seele 6 aufweist, die vorzugsweise und in dem Ausführungsbeispiel aus Kupfer gebildet ist. Die Seele 6 ist von einem als Primärisolation 7 ausgebildeten Mantel vollständig umgeben, welche Primärisolation 7 sich gemäß dem Ausführungsbeispiel entlang der vollständigen Länge des Lackdrahts 1 erstreckt. Weiterhin ist in der Figur gezeigt, dass auf einer äußeren Oberfläche 8 der Primärisolation 7, welche äußere Oberfläche 8 eine dem Wickelkern 2 abgewandte Oberfläche der Lackdrahtwicklungen 3 darstellt, eine aus einem Haftvermittler 9 und einer Sekundärisolation 10 gebildete Beschichtung aufgebracht ist. Der Haftvermittler 9 stellt gemäß dem Ausführungsbeispiel sicher, dass die Sekundärisolation 10 zuverlässig und dauerhaft mit der Primärisolation 7 des Lackdrahtes 1 verbunden ist.
Weiterhin ist in der Figur gezeigt, dass ein die Sekundärisolation 10 bildendes Imprägnierungspolymer zwischen den Lackdrahtwicklungen 3 vorhandene Zwischenräume 1 1 vollständig ausfüllt. Vorzugsweise und gemäß der Figur verdrängt die Sekundärisolation 10 in den Zwischenräumen 1 1 vorhandene Luft, so dass die Zwischenräume 1 1 lüfte in schlussfrei bzw. gaseinschlussfrei mit der Sekundärisolation 10 verfüllt sind.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert: Nach bevorzugter Ausführungsform und im Ausführungsbeispiel weist die Primärisolation 7 als Hauptbestandteil Polyamidimid und/oder Polyesterimid auf. Die äußere Schicht der Primärisolation 7 wird bevorzugt von polysiloxanmodifziertem Polyamidimid gebildet. Die Schichtdicke der Primärisolation 7 beträgt vorzugsweise und im Ausführungsbeispiel 4 bis 80 μιτι. - Die Haftvermittlerschicht 9 wird bevorzugt und nach einem Ausführungsbeispiel aus einem Zweikomponentensystem gebildet. Die erste Komponente weist ein aminofunktionelles Polysiloxan und hochdisperse Kieselsäure auf, wobei das Gemisch aus dem Polysiloxan und der Kieselsäure zu 2 bis 12 Gew.-%, bevorzugt zu 2,5 bis 8 Gew.-% in einem organischen Lösungsmittel gelöst ist. In dem Gemisch aus Polysiloxan und Kieselsäure ist die Kieselsäure zweckmäßigerweise zu 8 bis 22 Gew.-%, bevorzugt zu 10 bis 20 Gew.-% enthalten. Empfohlermaßen und im Ausführungsbeispiel weist die zweite Komponente ein alkoxyfunktionelles Polysiloxan und hochdisperse Kieselsäure auf, wobei das Gemisch aus dem Polysiloxan und der Kieselsäure zu 4 bis 16 Gew.-%, bevorzugt zu 5,5 bis 14,5 Gew.-% in einem organischen Lösungsmittel gelöst ist. In dem Gemisch aus Polysiloxan und Kieselsäure der zweiten Komponente ist die Kieselsäure zweckmäßiger zu 8 bis 22 Gew.-%, bevorzugt zu 10 bis 20 Gew.-% enthalten. Als organisches Lösungsmittel kann ein Alkohol bzw. ein Glykol oder ein aliphatischer oder aromatischer Kohlenwasserstoff eingesetzt werden. Statt eines organischen Lösungsmittels kann sowohl für die
erste Komponente als auch für die zweite Komponente auch Wasser verwendet werden. Die erste Komponente wird vorzugsweise mit der zweiten Komponente im Verhältnis 2:1 bis 1 :2, bevorzugt im Verhältnis 1 ,5:1 bis 1 :1 ,5, und sehr bevorzugt im Verhältnis 1 :1 bzw. in etwa 1 :1 gemischt. In dieser Mischung aus den beiden Komponenten sind die Siloxane und die Kieselsäure zweckmäßigerweise zu 4 bis 10 Gew.-%, bevorzugt zu 5 bis 9 Gew.-% enthalten. Nach einer empfohlenen Ausführungsvariante enthält die Mischung aus den beiden Komponenten 3,4 bis 4,8 Gew.-%, bevorzugt 3,6 bis 4,4 Gew.- % alkoxyfunktionelles Polysiloxan, 1 ,2 bis 2,4 Gew.-%, bevorzugt 1 ,4 bis 2,2 Gew.-% aminofunktionelles Siloxan und 0,5 bi 1 ,5 Gew.-%, bevorzugt 0,7 bis 1 ,3 Gew.-% Kieselsäure. Mit Hilfe der Zweikomponentenmischung wird die Haftvermittlerschicht 9 gebildet. Dabei findet eine entsprechende Vernetzung bzw. Aushärtung des Haftvermittlers bzw. der Haftvermittlerschicht statt. - Vorzugsweise und im Ausführungsbeispiel weist die Sekundärisolation 10 als Hauptbestandteil zumindest einen ungesättigten Polyester auf.

Claims

Patentansprüche:
1 . Lackdraht, insbesondere Kupferlackdraht, wobei eine Oberfläche eines eine Seele (6) des Lackdrahts (1 ) bildenden Wickeldrahts vollständig bzw. im Wesentlichen vollständig mit einer Primärisolation (7) aus einem Lackpolymer beschichtet ist, wobei eine äußere Oberfläche (8) der Primärisolation (7) bereichsweise mit einer Sekundärisolation (10) aus einem Imprägnierungspolymer beschichtet ist, wobei zumindest bereichsweise zwischen der Primärisolation (7) und der Sekundärisolation (10) eine Haftvermittlerschicht (9) aus einem Haftvermittler angeordnet ist und/oder wobei die Primärisolation (7) und/oder die Sekundärisolation (10) den Haftvermittler enthält.
2. Lackdraht nach Anspruch 1 , wobei der Haftvermittler zumindest eine aus der Gruppe „Polyesterharz, Polyolefin, Polyurethan, organisch funktionalisiertes Silan, aminofunktionelles Alkoxysilan, Polyethylenimin, aromatisches Polyethylenimin, aromatisches Polyisocyanurat, Epoxidharz, Silan, Siloxan, Polysiloxan, Aminosiloxan" ausgewählte Komponente beinhaltet.
3. Lackdraht nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei der Haftvermittler zumindest ein Polysiloxan, vorzugsweise zumindest ein funktionalisiertes Polysiloxan, bevorzugt zumindest ein aminofunktionelles Polysiloxan und/oder zumindest ein alkoxyfunktionelles Polysiloxan enthält.
4. Lackdraht nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Haftvermittler Kieselsäure, insbesondere hochdisperse Kieselsäure enthält.
5. Lackdraht nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Dicke der Haftvermittlerschicht 0,1 bis 10 μιτι, vorzugsweise 0,2 bis 7 μιτι und bevorzugt 0,2 bis 5 μιτι beträgt.
6. Lackdraht nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Lackpolymer der Primärisolation zumindest eine aus der Gruppe "Polyurethan, Polyesterimid, Polyester, Polyamidimid, Polyesteramidimid, Polyamid, Polyimid, Imid- modifiziertes Polyamidimid, Wachs-modifiziertes Polyamidimid, Polytetrafluor- ethylen-modifiziertes Polyamidimid, Polysiloxan-modifiziertes Polyamidimid Schichtsilikat-modifizierter Lack" ausgewählte Komponente umfasst.
7. Lackdraht nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Lackpolymer der Primärisolation Polyamidimid, vorzugsweise polysiloxan-modifiziertes Polyamid- imid aufweist.
8. Lackdraht nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Imprägnierungspolymer der Sekundärisolation zumindest eine aus der Gruppe "Polyesterimid- harz, ungesättigtes Polyesterharz, Silikonharz, silikonhaltiger Kunststoff, Sili- konkautschuk, Epoxidharz, Polyester-Melamin modifiziertes Harz, Polyurethan, Alkyd-/Phenolharz" ausgewählte Komponente beinhaltet.
9. Lackdraht nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Dicke der Primärislation 5 bis 200 μιτι, vorzugsweise 10 bis 100 m beträgt.
10. Lackdraht nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Dicke der Haftvermittlerschicht (9) aus dem Haftvermittler geringer ist als die Dicke der Primärisolation (7) und/oder geringer ist als die Dicke der Sekundärisolation (10).
1 1 . Verfahren zur Herstellung eines Wickelkörpers mit einem Lackdraht (1 ), insbesondere eines Lackdrahts (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, vorzugsweise einer Spule mit zumindest einer Wicklung (3) des Lackdrahts (1 ), wobei eine Oberfläche eines eine Seele (6) des Lackdrahtes (1 ) bildenden Wickeldrahtes vollständig bzw. im Wesentlichen vollständig mit einer Primärisola-
tion (7) aus einem Lackpolymer (1 ) beschichtet wird, wobei der Wickelkörper (2) zumindest eine Wicklung (3) des zumindest mit der Primärisolation (7) beschichteten Wickeldrahts aufweist, wobei eine äußere Oberfläche (8) der Primärisolation (7) der Wicklung des Wickeldrahts zumindest bereichsweise mit einer Sekundärisolation (10) aus einem Imprägnierungspolymer beschichtet wird, wobei zwischen der Primärisolation (7) und der Sekundärisolation (10) des Lackdrahts (1 ) zumindest bereichsweise eine Haftvermittlerschicht (9) aus einem Haftvermittler angeordnet wird.
12. Verfahren nach Anspruch 1 1 , wobei der mit der Primärisolation (7) beschichtete Wickeldraht mit dem Haftvermittler beschichtet, vorzugsweise getränkt und/oder beträufelt und/oder besprüht wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 1 oder 12, wobei zur Erzeugung der Haftvermittlerschicht ein Mehrkomponentensystem, vorzugsweise ein Zweikomponentensystem eingesetzt wird, wobei bevorzugt zumindest eine Komponente ein Polysiloxan, insbesondere ein funktionalisiertes Polysiloxan und zumindest ein Lösungsmittel enthält.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärisolation (10) durch ein aus der Gruppe "Tränkung, Tauch- rollierverfahren, Träufelverfahren, Strom-UV-Verfahren, induktives Heißtauchverfahren, Heiß-Tauchverfahren mit UV-unterstützter Härtung, Vollverguss, Vakuumimprägnierung, Vakuum-Druck-Imprägnierung, Druck-Imprägnierung" ausgewähltes Verfahren auf die Primärisolation (7) und/oder den Haftvermittler aufgetragen wird.
15. Wickelkörper, insbesondere Spule mit vorzugsweise einem Wickelkern (2), mit zumindest einer Wicklung (3) eines Lackdrahts (1 ), vorzugsweise eines
Lackdrahts (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei eine Oberfläche eines eine Seele des Lackdrahts (1 ) bildenden Wickeldrahts vollständig bzw. im Wesentlichen vollständig mit einer Primärisolation (7) aus einem Lackpolymer beschichtet ist, wobei auf einer äußeren Oberfläche (8) der Primärisolation (7) eine Sekundärisolation (10) aus einem Imprägnierungspolymer zur Ausbildung des Lackdrahts (1 ) angeordnet ist, wobei zwischen der Primärisolation (7) und der Sekundärisolation (10) zumindest bereichsweise eine Haftvermittlerschicht (9) aus einem Haftvermittler angeordnet wird.
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