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Dielektrische Beschichtungen fuer Bleche in Elektromotoren/Generatoren

IP.com Disclosure Number: IPCOM000172535D
Original Publication Date: 2008-Jul-25
Included in the Prior Art Database: 2008-Jul-25
Document File: 2 page(s) / 35K

Publishing Venue

Siemens

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Abstract

In Elektromotoren bzw. Generatoren werden zum Aufbau elektrischer Felder einzelne Eisenbleche zu einem Blechpaket zusammengefasst. Diese Bleche werden aus einem Stahlband mittels eines Stanzwerkzeugs in der jeweils gewuenschten Form herausgestanzt. Beim Herstellungsprozess des Stahlbandes wird zumeist eine Beschichtung aufgebracht, welches eine ein- oder mehrseitige Isolation des einzelnen Bleches gegenueber anderen im Blechpaket befindlichen Blechen ermoeglichen soll. Ein Blechpaket in einem Elektromotor bzw. Generator kann auch aus mehreren hundert Blechen bestehen. Da aber beim Stanzen eine elektrisch leitende Stanzkante entsteht (die isolierende Schicht wird beim Stanzen zerstoert) ist hier ein Kurzschluss von ein oder mehreren Blechen zueinander moeglich.

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Dielektrische Beschichtungen fuer Bleche in Elektromotoren/Generatoren

Idee: Stefan Fruhnert, DE-Nuernberg

In Elektromotoren bzw. Generatoren werden zum Aufbau elektrischer Felder einzelne Eisenbleche zu einem Blechpaket zusammengefasst. Diese Bleche werden aus einem Stahlband mittels eines Stanzwerkzeugs in der jeweils gewuenschten Form herausgestanzt. Beim Herstellungsprozess des Stahlbandes wird zumeist eine Beschichtung aufgebracht, welches eine ein- oder mehrseitige Isolation des einzelnen Bleches gegenueber anderen im Blechpaket befindlichen Blechen ermoeglichen soll. Ein Blechpaket in einem Elektromotor bzw. Generator kann auch aus mehreren hundert Blechen bestehen. Da aber beim Stanzen eine elektrisch leitende Stanzkante entsteht (die isolierende Schicht wird beim Stanzen zerstoert) ist hier ein Kurzschluss von ein oder mehreren Blechen zueinander moeglich.

Derzeit wird beim Stanzen durch Optimierung des Stanzwerkzeugs oder kuerzeren Wechselintervallen der Werkzeuge einer groben Gratbildung vorgebeugt. Des Weiteren ist es moeglich, durch eine wesentliche Erhoehung der Schichtdicke den Isolierwert der einzelnen Bleche zueinander zu erhoehen. Die Erhoehung der Isolierschichtdicke hat jedoch die wesentlichen Nachteile, dass eine Aufbringung der Schicht relativ kostenintensiv ist und diese elektrischen Ueberschlaege nicht verhindert werden koennen, weil die Stanzkanten immer noch blankmetallisch sind. Durch ein Ueberlackieren der einzelnen Bleche mittels eines herkoemmlichen Lacks kann dieses Problem auch nur teilweise geloest werden, da der Lackauftrag um die Kanten der Bleche herum zumeist sehr ungleichmaessig aufgetragen werden kann, was auch bei der kathodischen Elektrotauchlackierung (KTL) der Fall ist. Als weitere Schwierigkeit stellt sich bei einer ungleichmaessigen Beschichtung die daraus folgende sehr ungleichmaessige Isolierung heraus. Da bei einem Elektromotor aber eine sehr hohe Leistungsdichte in einer sehr kleinen Baugruppe erzielt werden soll, ist diese Isolierung der einzelnen Bleche von entscheidender Bedeutung. Die typischen Schichtdicken von autophoretisch aufgebrachten Schichten, welche nur fuer einen Korrosionsschutz/Grundierung der Oberflaeche ausreichend sind, bewegen sich im Bereich von 10pm - 30pm.

Zur Loesung dieser Problematik wird nun ein Verfahren zur Herstellung von dielektrischen Schichten vorgeschlagen, bei dem sich selbstabscheidende Harze auf einer Eisenoberflaeche in Elektromotoren ablagern. Dabei wird das zu isolierende Bauteil (Blech, Blechpaket, Laeufer) an den blankmetallischen Stellen dielektrische Eigenschaften erhalten. Es ensteht nach einen chemischen Reinigungs- und Beschichtungsprozess am Ende eine oxidhaltige, teilweise keramisch- und/oder polymerbeschichtete Oberflaeche. Diese neue Schicht ist dabei auch in der Lage, die jeweils beschichtete Oberflaeche ueber ei...