Beschreibung

Dünnschichtisolation metallischer Leiter

Die Erfindung betrifft die elektrische Isolation metallischer Oberflächen und bezieht sich insbesondere auf eine dünn ^¬ schichtige Isolation von Leitern für Motorwicklungen.

In Elektromotoren wird das Drehmoment mittels stromführender Leiter erzeugt, die in einem Magnetfeld angeordnet sind. Die ^¬ se Leiter sind dabei in so genannten Wicklungssträngen organisiert, wobei ein einzelner Wicklungsstrang im Allgemeinen die zur Erzeugung des Drehmoments beitragenden Leiterab ^¬ schnitte für jeweils eine Phase umfasst und verbindet. Bei mehrphasigen Elektromotoren, wie beispielsweise einem Synchron- oder Asynchron-Drehstrommotor, teilen sich die einzelnen Wicklungsstränge der verschiedenen Phasen den zur Verfügung stehenden Bauraum, insbesondere den vom Magnetfeld zur Drehmomenterzeugung durchsetzten Raum eines Elektromotors.

Bei eisenlosen Motoren, die aufgrund ihrer geringen bewegten Masse, ihrer geringen Induktivität und ihrer geringen Verlustleistung eine hohe Dynamik mit einem ausgezeichneten Wirkungsgrad verbinden, wird das erzeugte Drehmoment über den Strom in den Wicklungsabschnitten der Wicklungsstränge bestimmt, die in dem mit dem Magnetfeld durchsetzten Luftspalt des Motors angeordnet sind. Ein hohes Drehmoment kann nur mit einer hohen Gesamtstromstärke, das ist die Summe der durch die genannten Wicklungsabschnitte fließenden Teilströme, er- reicht werden. Um in diesen Wicklungsabschnitten die als Kupferverluste bezeichneten resistiven Verluste so klein wie möglich zu halten, müssen die stromführenden Wicklungsstränge den Luftspalt eines eisenlosen Motors idealerweise vollstän ^¬ dig ausfüllen. Die Nutzung des Luftspalts für stromführende Wicklungsstränge wird als Verhältnis des von den Wicklungs ^¬ strängen im Luftspalt eingenommenen Raums zum gesamten Luftspaltvolumen angegeben und als Kupferfüllfaktor bezeichnet.

Ein hoher Kupferfüllfaktor bedeutet eine gute Nutzung des Luftspalts für die Drehmomenterzeugung.

Um einen hohen Kupferfüllfaktor zu ermöglichen, müssen die Leiter der Wicklungsstränge eng benachbart angeordnet sein. Damit es hierbei zu keinen Kurzschlüssen zwischen benachbarten Leiterabschnitten eines Wicklungsstrangs und zwischen benachbarten Leiterabschnitten unterschiedlicher Wicklungsstränge, aber auch zu keinen Kurzschlüssen mit anderen Kompo- nenten eines Elektromotors kommen kann, müssen die Leiter der Wicklungsstränge mit einer Isolierschicht versehen sein. Die ^¬ se Isolierschicht führt jedoch entsprechend dem von ihr bean ^¬ spruchten Volumen zu einer Erniedrigung des Kupferanteils in dem zur Drehmomenterzeugung vorgesehenen Raum. Ein hoher Kup- ferfüllfaktor kann daher nur erzielt werden, wenn die Isolation als dünne Isolationsschicht auf den Wicklungssträngen ausgeführt werden kann. Unter dem Begriff Kupfer werden in dieser Schrift sowohl reines Kupfer als auch Kupferlegierungen verstanden, deren elektrische Eigenschaften im Wesentli- chen vom darin enthaltenen Kupferanteil bestimmt werden.

Als dünnes Isolationsmaterial für Wicklungsstränge von Elekt ^¬ romotoren werden vorwiegend organische Isolationsüberzüge verwendet. Diese neigen, insbesondere infolge der thermischen Belastung der Wicklungsstränge bei Stromdurchfluss und auf ^¬ grund der damit verbundenen Materialausdehnung zur Versprö- dung. Zudem sind organische Isolationsüberzüge empfindlich gegenüber mechanischen Beschädigungen, wie z.B. Verkratzen oder anderen Arten der Abrasion. Bei den während des Betriebs eines Elektromotors auftretenden hohen Temperaturen führen derartige mechanische Beschädigungen häufig zu Rissbildungen oder gar zu einem Abschälen der Isolationsschicht vom Leitermaterial des Wicklungsstrangs.

Außer organischen Isolationsüberzügen sind auch dünne Kera- mikbeschichtungen des Leitermaterials von Wicklungssträngen bekannt. Entsprechende Beschichtungen können insbesondere bei Kupfer, welches das am häufigsten in Wicklungssträngen ver-

wendeten Leitermaterial darstellt, nicht direkt aufgebracht werden. Vielmehr muss die Leiteroberfläche mit einer Be- schichtung vorbereitet werden, deren Legierungszusammenset ^¬ zung eine Haftung des Keramikmaterials ermöglicht. Nachteilig an Keramikbeschichtungen ist deren gegenüber Metallen geringes Wärmeausdehnungsvermögen, so dass sie bei einer thermischen Belastung des Wicklungsstrangs zu einem Abplatzen neigen. Die geringe Duktilität keramischer Beschichtungen macht sie ungeeignet eventuellen nachträglichen Verformungen des Substrats ohne Beschädigungen zu folgen. So treten beispiels ^¬ weise beim Biegen eines Wicklungsdrahtes häufig Rissbildung oder Abschälungen auf.

Ferner sind Verfahren zur dünnen Oberflächenbeschichtung von Metallen bekannt, bei denen ein Aluminiumoxid-Feststoff mit ^¬ tels eines Binders auf die Metalloberfläche aufgebracht und anschließend bei hohen Temperaturen ausgehärtet wird. Homoge ^¬ ne Schichtdicken, wie sie für die Isolation von Wicklungssträngen gefordert sind, sind mit diesem Verfahren jedoch nicht herstellbar.

Die beschriebenen Isolationstechniken weisen weiterhin den Nachteil auf, dass sie den Leiter an einer scharfen Kante, d.h. an einer Kante mit geringer Abrundung, nicht oder nicht mit einer genügenden Materialstärke umgeben. Bei komplexen

Substratgeometrien ist mit den beschriebenen Isolationstechniken keine gleichmäßige Beschichtung der Substrate möglich. Bei den keramischen und Al ₂ O ₃ -Beschichtungen führt die geringe Duktilität der Materialien darüber hinaus dazu, dass sie kaum verformbar sind und daher beim Biegen der Leiter leicht aufplatzen oder sich vom Substratmaterial abheben.

In der Druckschrift DE 689 14 538 T2 werden zur Isolation von Wicklungssträngen für Elektromotoren ferner vorgefertigte Formelemente aus einem Hochtemperatur-Thermoplasten vorgeschlagen, in die jeweils ein Polschuh eines Wicklungsstrangs aufgenommen werden kann. Damit die Polschuhe in die Formele ^¬ mente eingeführt werden können, müssen diese selbsttragend

ausgeführt sein. Die dafür erforderliche Materialstärke nimmt einen beträchtlichen Raum ein und widerspricht damit der Anforderung nach einem hohen Kupferfüllfaktor.

Ausgehend von dem oben Dargelegten liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, eine Isolation für metallische Leiter anzugeben, die bei geringer Materialstärke unempfindlich gegenüber mechanischen Einwirkungen ist, eine hohe Haftfähigkeit auf dem Leitermaterial aufweist und in hohem Maße duktil ist.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren beziehungsweise durch einen Gegenstand gemäß den unabhängigen Ansprüchen der Erfindung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche

Die Erfindung umfasst ein Verfahren zum Aufbringen einer Isolationsschicht auf einer Oberfläche eines metallischen Sub ^¬ strats, wobei die Isolationsschicht eine Aluminiumschicht, die sich in Kontakt mit dem metallischen Substrat befindet, und eine Aluminiumoxidschicht aufweist. Das Verfahren zur Herstellung der Isolationsschicht umfasst einen Schritt zum Aluminieren von zumindest einem Teil der Substratoberfläche mittels einer elektrochemischen Abscheidung von Aluminium aus einem Metall-organischen Elektrolyten und einen Schritt zum Oxidieren der auf dem Substrat abgeschiedenen Aluminiumschicht bis in eine Tiefe, die geringer als deren Schichtdi ^¬ cke ist.

In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, dass die in dieser Beschreibung und den Ansprüchen zur Aufzählung von Merkmalen verwendeten Begriffe "umfassen", "aufweisen", "beinhalten" und "mit", sowie deren grammatikalische Abwand ^¬ lungen, generell das Vorhandensein von Merkmalen, wie z.B. Verfahrensschritten, Einrichtungen, Bereichen, Größen und dergleichen mehr angeben, jedoch in keiner Weise das Vorhandensein anderer oder zusätzlicher Merkmale oder Gruppierungen von anderen oder zusätzlichen Merkmalen ausschließen.

Die Erfindung umfasst ferner ein metallisches Substrat mit einer Isolationsschicht bestehend aus einer Aluminiumschicht in direktem Kontakt mit dem Substrat und einer daran an- schließenden Aluminiumoxidschicht die nach einem Verfahren mit den oben angegebenen Schritten erhältlich ist.

Die Erfindung umfasst auch ein Wicklungsprofil für einen E- lektromotor mit zumindest einem als Wicklungsstrang ausgebil- deten metallischen Substrat, das eine nach einem Verfahren mit den oben angegebenen Schritten hergestellte Isolationsschicht aufweist.

Die Erfindung umfasst weiterhin einen Elektromotor mit zumin- dest einem Wicklungsprofil, das ein entsprechendes als Wick ^¬ lungsstrang ausgebildetes metallisches Substrat umfasst.

Die Erfindung ermöglicht die massenfertigungstaugliche Be- schichtung metallischer Leiter mit einer gleichmäßig dicken Isolationsschicht, die auch bei Schichtdicken im Mikrometerbereich sehr gute Isolationseigenschaften aufweist. Die Isolationsschicht besitzt ferner eine gute Haftfähigkeit auf me ^¬ tallischen Substraten. Sie ist duktil und reißt daher auch nicht bei einem Verformen des Metallsubstrats. Die Isolati- onsschicht besitzt ferner eine gute Kantenhaftung, ist resis ^¬ tent gegen Umwelteinflüsse und bildet auch bei komplexen Sub ^¬ stratgeometrien eine gleichmäßige Schichtdicke aus.

Die Erfindung wird in ihren abhängigen Ansprüchen weiterge- bildet.

Zur Herstellung von isolierten metallischen Leitern mit geringem spezifischem Widerstand wird das metallische Substrat vorzugsweise von einem Kupfersubstrat gebildet . Für den Ein- satz in Elektromotoren kann das metallische Substrat von ei ^¬ nem Wicklungsstrang für Elektromotoren gebildet werden.

Vorteilhaft umfasst das Oxidieren der auf dem Substrat abge ^¬ schiedenen Aluminiumschicht einen ersten Teilschritt zum Har- tanodisieren der Aluminiumschicht und einen zweiten Schritt zum Nachverdichten der im ersten Teilschritt erzeugten Alumi- niumoxidschicht, sodass eine gegen mechanische Einwirkungen stabile und porenfreie Aluminiumoxidschicht hergestellt wer ^¬ den kann.

Zum Verrunden von scharfen Kanten und zum Reduzieren von Un- ebenheiten in der Oberfläche des metallischen Substrats wird die Oberfläche des Substrats vor dem Aluminieren zweckmäßig elektropoliert .

Damit durch einfachen Augenschein das Vorhandensein einer I- solationsschicht verifiziert werden kann, wird in die Alumi ^¬ niumoxidschicht bevorzugt ein Farbstoff eingebracht.

Für ein nachträgliches Verpressen mehrerer mit einer Isolationsschicht versehener metallischer Substrate und zur weiteren Erhöhung der Isolationsfestigkeit, wird ein Prepreg-Material auf der oxidierten Aluminiumschicht der Isolationsschicht aufgebracht. Zur Herstellung eines Wicklungsprofils für bei ^¬ spielsweise einen eisenlosen Elektromotor wird vorzugsweise mittels eines Prepreg-Materials ein Verbund gebildet, der zu- mindest zwei metallische Substrate oder zwei Wicklungsstränge umfasst. Ein Elektromotor mit einem entsprechenden Wicklungsprofil verbindet eine hohe Spannungsfestigkeit auf vorteil ^¬ hafte Weise mit einer hohen mechanischen Stabilität auch bei hohen Drehzahlen und weist dennoch ein geringes Gewicht auf.

Der metallorganische Elektrolyt ist vorzugsweise nichtwäss- rig, damit während der Aluminiumabscheidung keine Sauerstoff ^¬ bildung auftreten kann. Vorteilhaft umfasst der Metall ^¬ organische Elektrolyt einen Aluminiumalkylkomplex der die Herstellung glatter und porenarmer Aluminiumbeschichtungen sowohl mit Gleichstrom als auch Umpolstrom ermöglicht. Bevorzugt werden Ci bis C ₄ Alkyle für den Aluminiumalkylkomplex verwendet, da diese leicht zugänglich und preiswert sind.

Um die Dicke der Isolationsschicht so gering wie möglich zu halten, bemisst sich die Dicke der Aluminiumoxidschicht nach der für die Isolationsschicht zu erreichenden Durchbruchfeidstärke .

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung erfindungsgemäßer Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Ansprüchen sowie den Figuren. Die einzelnen Merkmale können bei einer Ausführungsform gemäß der Erfindung je für sich oder zu mehreren verwirklicht sein. Bei der nachfolgenden Erläuterung einiger Ausführungsbeispiele der Erfindung wird auf die beiliegenden Figuren Bezug genommen, von denen

Figur 1 ein metallisches Substrat mit einer aufgebrachten Isolationsschicht zeigt,

Figur 2 Verfahrensschritte zum Aufbringen einer Isolations- schicht auf ein metallisches Substrat gemäß einer

Ausführungsform der Erfindung zeigt,

Figur 3 einen Vergleich der Abdeckung einer scharfen Kante eines metallischen Substrats mit herkömmlichen Iso- lationsbeschichtungen zu der mit einer Isolationsbe- schichtung nach einem beschriebenen Verfahren in einer schematischen Darstellung zeigt,

Figur 4 einen Kupfer-Wicklungsstrang für einen eisenlosen Scheibenläufer-Elektromotor veranschaulicht und

Figur 5 eine Kupfer-Wicklungsscheibe aus drei zueinander versetzten Wicklungssträngen nach Figur 4 für einen 3-phasigen Scheibenläufermotor veranschaulicht .

Die Zeichnung der Figur 1 zeigt ein mit einer Isolationsschicht 1 überzogenes metallisches Substrat 2. Die Isolati-

onsschicht 1 umfasst eine Aluminiumschicht Ib, die sich in direktem Kontakt mit einer Oberfläche des metallischen Sub ^¬ strats 2 befindet, und eine Aluminiumoxidschicht Ia, die an die, nicht mit dem Substrat in Kontakt stehende Oberfläche der Aluminiumschicht Ia anschließt.

Zur Herstellung der in Figur 1 gezeigten Isolationsschicht 1 wird ein Verfahren angewandt, dessen wesentliche Verfahrens ^¬ schritte in dem Flussdiagramm der Figur 2 veranschaulicht sind. Das Verfahren beginnt mit dem Bereitstellen eines me ^¬ tallischen Substrats in Schritt SO, wobei bezüglich der me ^¬ tallischen Werkstoffe und ihrer Geometrien keine Einschränkungen bestehen. Aufgrund der mit dem Verfahren erzielbaren gleichmäßigen und dünnen Isolationsbeschichtung können als metallische Substrate vor allem Wicklungsstränge aus Kupfer verwendet werden und insbesondere solche, die in eisenlosen und vor allem in Stabläufermotoren eingesetzt werden.

In Schritt Sl des Verfahrens kann das metallische Substrat elektropoliert werden. Dieser Schritt ist nicht obligato ^¬ risch, doch empfiehlt er sich, wenn die Rauhigkeit der Werkstückoberfläche, d.h. die Größe und Form der Unebenheiten in der Oberfläche des metallischen Substrats, das Aufbringen ei ^¬ ner dünnen, gut haftenden und geschlossen Beschichtung frag- lieh erscheinen lassen. Mit dem auch als anodisches Polieren bezeichneten Elektropolieren werden vorteilhaft auch scharfe Kanten des Werkstücks abgerundet, womit gute Bedingungen für eine zuverlässige Kantenhaftung der aufzubringen Beschichtung geschaffen werden.

In Schritt S2 wird die mit einer Isolationsschicht zu verse ^¬ hende Oberfläche des metallischen Substrats aluminiert. Die Aluminierung erfolgt dabei mit einem elektrochemischen Be- schichtungsverfahren, das auf der galvanischen Abscheidung von Aluminium aus einem Elektrolyten beruht. Der Elektrolyt enthält vorzugsweise Aluminiumalkylkomplexe da entsprechende Elektrolyte von ihrer Löslichkeit und ihrer elektrischen Leitfähigkeit gut für eine industrielle Aluminierung geeignet

sind. Die gute Streufähigkeit von Elektrolyten mit Aluminiu- malkylkomplexen gewährleistet dabei eine gleichmäßige Dicke und bewirkt eine äußerst homogene Oberfläche der auf dem Sub ^¬ strat abgeschiedenen Aluminiumschicht. Als Aluminiumalkyl- komplexe werden bevorzugt Cl bis C4 Alkyle verwendet, da die ^¬ se leicht zugänglich und preiswert sind. Um eine Wasserstoff- versprödung bei Stahlsubstraten und eine ungewollte Oxidation der aus dem Elektrolyten abgeschiedenen Aluminiumschicht zu vermeiden, sind die Aluminiumalkylkomplexe bevorzugt in einem nichtwässrigen Lösungsmittel gelöst. Mit einem entsprechenden Elektrolyten kann die Aluminiumbeschichtung direkt, d.h. ohne Aufbringen von Zwischenschichten abgeschieden werden.

Im nächsten Schritt S3 wird die zuvor in Schritt S2 aufge- brachte Aluminiumschicht bis in eine festgelegte Tiefe, die geringer als die Dicke der Aluminiumschicht ist, zu Alumini ^¬ umoxid aufoxidiert .

Die Umwandlung der äußeren Aluminiumschicht in eine Alumini- umoxidschicht erfolgt zweckmäßig durch Anodisieren. Darunter versteht man die elektrolytische Oxidation von Aluminiumwerkstoffen, die auch unter ihrem Akronym Eloxieren bekannt ist. Um eine dichte Oxidschicht zu erreichen wird das Aufoxidieren bevorzugt in einem Harteloxierverfahren mit einem gekühlten Elektrolyten durchgeführt. Ein Harteloxieren bzw. Hartanodi- sieren erlaubt zudem höhere Stromstärken und ermöglicht damit kürzere Prozesszeiten.

Zur Verbesserung der Isolationsfähigkeit der Aluminiumoxidbe- Schichtung kann diese in Schritt S4 nach dem Anodisieren in einem Nachbehandlungsschritt, z.B. in ca. 90° heißem, voll ^¬ entsalztem Wasser weiter verdichtet werden. Alternativ hierzu können selbstverständlich auch andere Verdichtungsverfahren, wie z.B. ein Heißdampfverfahren, verwendet werden.

Die Aluminiumbeschichtung wird in den Verfahrensschritten S3 und S4 nicht bis auf die Substratoberfläche durchoxidiert . Vielmehr ist an der Kontaktfläche zum metallischen Substrat

eine nicht oxidierte Aluminiumschicht belassen, die als Haft ^¬ vermittler zwischen der Metalloberfläche des Substrats und der Aluminiumoxidbeschichtung fungiert. Die mit dem beschriebenen Verfahren aufgebrachte Isolationsschicht besteht daher aus zwei Lagen, einer innen liegenden Aluminiumschicht und einer außen angeordneten Aluminiumoxidschicht. Für Wicklungs ^¬ stränge aus Kupfer zur Verwendung in Stabläufermotoren zum Einsatz in Kraftfahrzeugen typische Lagendicken des Haftvermittlers sind dabei ungefähr 5μm bis lOμm für die Aluminium- schicht und in etwa 25μm bis 30μm oder mehr für die Aluminiumoxidschicht .

Die mit dem Verfahren erzielte Dicke der Aluminiumoxid- Isolationsschicht richtet sich nach der zu erzielenden Isola- tionsfähigkeit der Isolationsschicht. Diese wird von der ge ^¬ forderten Durchbruchfeidstärke bestimmt, d.h. der Feldstärke, die mindestens an der Aluminiumoxidschicht anliegen muss, be ^¬ vor ein Stromfluss durch diese Schicht möglich sein kann. Unterhalb der Durchbruchfeidstärke wirkt die Aluminiumoxid- schicht als Isolator.

Im Unterschied zu den herkömmlichen bekannten organischen wie keramischen, oder den aus Aluminiumoxid bestehenden Isolationsüberzügen bietet eine mit dem beschriebenen Verfahren her- gestellte Isolationsschicht eine gleichmäßige überdeckung von scharfen Kanten. Dies ist in der Figur 3 schematisch veranschaulicht, worin die jeweilige Bedeckung der Kante eines me ^¬ tallischen Substrats 2 mit einem herkömmlichen Isolationsüberzug 3 (durchgezogene Linie) und mit einer nach dem be- schriebenen Verfahren hergestellten Isolationsschicht 1 (gestrichelte Linie) in einer Querschnittsdarstellung gezeigt ist.

Durch Einbringen eines Farbstoffs kann die Isolationsschicht optisch deutlich hervorgehoben werden, sodass beispielsweise die einzelnen Phasen eines aus mehreren Wicklungssträngen bestehenden Wicklungsprofils für die weiteren Prozessschritte vorteilhaft farblich unterscheidbar gestaltet werden können.

Mittels dieser Einfärbung können Beschädigungen oder eine fehlerhafte Ausführung der Isolationsschicht optisch leichter einer Qualitätskontrolle unterzogen werden. Eine entsprechende Einfärbung kann wie in der Figur 2 gezeigt in einem eige- nen Schritt S4 im Anschluss an den Aufoxidierungsprozess er ^¬ folgen, sie kann aber auch alternativ hierzu bereits während des Anodisierungsschritts vorgenommen werden.

Die Isolationsfestigkeit einer mit dem unter Bezugnahme auf die Figur 2 beschriebenen Verfahren hergestellten Isolationsschicht kann weiterhin erhöht werden, indem der zu isolierende Leiterverband mit einem geeigneten Prepreg-Material umge ^¬ ben wird. Unter einer Prepreg wird eine Verbundmaterial aus einem mit einem Harz vorimprägnierten (engl.: pre-impregna- ted) Glasgewebe verstanden. Solche meist in Folienform vor ^¬ handenen Materialien sind in der Leiterplattentechnik zum Verbund von Vielschichtplatinen bekannt.

Die vom Prepreg gebildete zusätzliche Isolationslage ist ins- besondere beim Verpressen von Wicklungssträngen zu einem als Wicklungsprofil bezeichneten, mehrlagigen oder ineinander greifenden Verbund von Vorteil, da sich das Harz des Prepreg- Materials, wie bei Versuchen herausgefunden wurde, bei den während dem Verpressen der Wicklungsstränge zu einem Verbund vorherrschenden Temperaturen und Drücken gleichmäßig zwischen die Restfugen der Wicklungsstränge verteilt. Neben der hier ^¬ durch erzielten Verbesserung der elektrischen Isolation führt das gleichmäßige Verfüllen der Fugen beim Verpressen der Wicklungsstränge mit einer oder mehreren Prepreg-Folien fer- ner zu einer deutlichen Verbesserung der mechanischen Belastbarkeit des hierdurch gebildeten Verbunds .

In der Figur 4 ist ein Kupfer-Wicklungsstrang 4 gezeigt, wie er für eine Phasenwicklung in einem Scheibenläufermotor ver- wendet wird. Der Wicklungsstrang setzt sich aus radial ange ^¬ ordneten Stäben 5 zusammen, die über Verbundelemente 6 und 7 in Serie geschaltet sind. An den Stromzuführungsstellen sind Anschlüsse 8 vorgesehen. Die Struktur weist viele scharfe

Kanten auf und an den übergängen von den Stäben zu den Verbundelementen stehen die aneinandergrenzenden freien Oberflächen in einem nahezu stumpfen Winkel von etwa 90° aufeinander. Diese komplexe Geometrie und insbesondere auch die öff- nungen in den Anschlüssen 8 können mit einer Beschichtung nach dem beschriebenen Verfahren gleichmäßig überdeckt werden. Das Aufbringen von Prepreg-Folien gestattet darüberhi- naus die Herstellung eines Verbunds von Wicklungssträngen, wobei das Verbundmaterial gleichzeitig einen Teil der Isola- tionsschicht bildet. Dies ist in der Figur 5 für ein 3- phasiges Scheibenläufer-Wicklungsprofil gezeigt, bei dem die einzelnen Wicklungsstränge 4, 9 und 10 für die Phasen R, S und T zu einer Wicklungsplatte 11 verpresst sind.

Zur Begünstigung der Montage und Demontage der Wicklungsplat ^¬ te 11 in einem Elektromotor kann diese biegbar ausgestaltet werden. Hierbei gewährleistet die hohe Duktilität der aufge ^¬ brachten Isolierschicht, dass sich die Isolationsschicht wäh ^¬ rend einem entsprechenden Biegen nicht von dem Kupfersubstrat der Wicklungsstränge löst und damit die Isolationsfestigkeit der Wicklungsanordnung schwächt.

Derartige Wicklungsstränge finden sich beispielsweise auch in Trommelläufer- oder Glockenläufermotoren . Es versteht sich also, dass die Isolation insbesondere für beliebige Motorty ^¬ pen einsetzbar ist, solange deren Wicklungen einer Isolation bedürfen .

Auch wenn die Erfindung unter besonderer Bezugnahme auf einen Wicklungsstrang für Elektromotoren und insbesondere für eisenlose Stabläufermotoren beschrieben wurde, ist sie dennoch nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt. Eine erfin ^¬ dungsgemäße Isolationsbeschichtung kann auf jede Art von metallischem Substrat aufgebracht werden, wobei die Beschich- tung die Substratoberfläche sowohl teilweise als auch voll ^¬ ständig bedecken kann. Da eine Isolationsbeschichtung nach dem vorgestellten Verfahren auch bei komplexen Geometrien eine gleichmäßige Schichtdicke ergibt, ist die Erfindung auch

auf Metallsubstrate mit z.B. Sacklöchern, Wicklungsnuten und dergleichen anwendbar.

Bezugszeichenliste

1 Isolationsschicht, Isolationsbeschichtung Ia Aluminiumoxidschicht, Aluminiumoxidlage Ib Aluminiumschicht, Aluminiumlage

2 metallisches Substrat, Werkstück

3 herkömmlicher Isolationsüberzug

4 einphasiger Wicklungsstrang R

5 Wicklungsstab 6 Verbundelement

7 Verbundelement

8 Anschlüsse

9 Wicklungsstrang S

10 Wicklungsstrang T 11 3-phasige Wicklungsplatte Sl bis S5 Verfahrensschritte