專利名稱：定子殼體單元和制造其的方法,以及涂料的制作方法
定子殼體單元和制造其的方法，以及涂料 本發(fā)明涉及一種用于制造用于電機(jī)的定子殼體單元(stator-Gehause -Einheit)的方法、一種定子殼體單元和一種涂料(Lackmaterial)，其中，定子與殼體連接。通常已知的是，電機(jī)例如異步電機(jī)或發(fā)電機(jī)具有定子。這種定子通常包含層狀的 板疊，該層狀的板疊帶有用于線圈導(dǎo)體的凹槽，線圈導(dǎo)體在電機(jī)的生產(chǎn)工序期間被引入。定子在電機(jī)的生產(chǎn)工序期間通常被與包圍其的殼體相連接或被接合到殼體中。這 種類型的殼體舉例而言用于所生產(chǎn)的電機(jī)的機(jī)械的保護(hù)，但同樣也用于該電機(jī)的更好的手 操作。例如可能的是，在殼體處設(shè)置緊固元件，其使隨后的電機(jī)裝配變得簡單。此外，已知的是，電機(jī)在其運(yùn)行期間由于電損耗而升溫，其中，損耗熱量出于熱力 學(xué)的原因需從電機(jī)中導(dǎo)出。這種類型的升溫尤其地出現(xiàn)在電線圈導(dǎo)體中，并且導(dǎo)致包圍電 線圈導(dǎo)體的構(gòu)件的升溫，這些構(gòu)件將熱能最終通過電機(jī)的外邊界面(Grenzfmche)排出至 環(huán)境。這樣一種構(gòu)件，即，其具有電機(jī)的外邊界面的較高的份額，為電機(jī)的殼體。例如，其 同樣可設(shè)有散熱片，以便通過與此相聯(lián)系的外邊界面的增大來實(shí)現(xiàn)所希望的提高的散熱能 力。不利的是，即使在定子與殼體接合后，由于生產(chǎn)技術(shù)上所必需的間隙配合，在定子 與殼體之間存在有間隔，其不利地影響了線圈導(dǎo)體與外邊界面之間的熱傳遞。這種類型的 生產(chǎn)技術(shù)上所必需的間隔的長度視電機(jī)的尺寸和功率而定典型地在0. Imm至2mm的范圍 中，其中，相應(yīng)的電機(jī)的功率在數(shù)kW(einigen kff)與若干100MW(mehreren 100MW)之間。基于該現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的目的在于，提供一種用于制造定子殼體單元的方法和 手段，利用該方法和手段，定子與殼體之間的導(dǎo)熱性被改善；以及，提供一種相應(yīng)的定子殼 體單元。根據(jù)本發(fā)明，該目的通過一種開始提到的類型的方法來實(shí)現(xiàn)。相應(yīng)地，這種用于制造用于電機(jī)的定子殼體單元的方法特征在于，在連接定子和 殼體之前，共同的接觸面的至少部分面被涂覆(beschichtet)以涂料，該涂料具有一種材 料添加物，該材料添加物在第一次達(dá)到一定的膨脹溫度時(shí)不可逆轉(zhuǎn)地膨脹，并且，已連接的 定子殼體單元被加熱至至少該膨脹溫度。因此，以有利的方式而可能的是，在已連接的定子和殼體之間的容積(該容積由 于對連接過程而言在生產(chǎn)技術(shù)上所必需的間隙配合而產(chǎn)生)被填充以一種固態(tài)的、具有相 對于空氣而言有所提高的導(dǎo)熱性的膨脹材料。另外，該膨脹材料具有優(yōu)點(diǎn)，即，在定子和殼 體之間的機(jī)械的連接通過容積的充滿而進(jìn)一步地增強(qiáng)。在根據(jù)本發(fā)明的方法的另一種設(shè)計(jì)方案中，具有開始提到的材料添加物并具有另 外的一定份額的氮化硼的、基于酚醛樹脂的涂料被使用。那么，已顯示出，氮化硼有利地提高了基于酚醛樹脂的涂料的導(dǎo)熱性。由此可進(jìn)一 步增強(qiáng)定子與殼體之間的導(dǎo)熱性。根據(jù)本發(fā)明的方法的這樣一種變型被證明是特別有利的，在這種變型中，含有5% 至10%的重量份的材料添加物(該材料添加物在第一次達(dá)到膨脹溫度時(shí)不可逆轉(zhuǎn)地膨脹)
3和10%至20%的氮化硼的、基于酚醛樹脂的涂料被使用。重量份的說明各針對涂料的液態(tài) 狀態(tài)而言。在根據(jù)本發(fā)明的方法的另一種設(shè)計(jì)方案中，在對定子和/或殼體進(jìn)行涂覆后的預(yù) 定的最少時(shí)間(Mindestzeit)之后，定子才被與殼體連接。以這種方式，所涂敷的涂層(Lackschicht)在連接之前以有利的方式被干燥，且 連接過程可進(jìn)一步地被簡化。根據(jù)本發(fā)明的目的還通過一種用于電機(jī)的定子殼體單元來實(shí)現(xiàn)，該定子殼體單元 的特征在于，在定子與殼體之間的接觸面的至少部分面上存在有一種涂料，該涂料具有一 種在第一次達(dá)到一定的膨脹溫度后不可逆轉(zhuǎn)地膨脹的材料添加物。由生產(chǎn)技術(shù)所引起的、以定子和殼體之間的間隙為基礎(chǔ)的容積，以有利的方式而 被填充以膨脹材料。由此實(shí)現(xiàn)了定子與殼體之間的特別高的導(dǎo)熱性。此外，根據(jù)本發(fā)明的目的通過一種含有5%至10%的重量份的在第一次達(dá)到膨脹 溫度時(shí)不可逆轉(zhuǎn)地膨脹的材料添加物和10%至20%的氮化硼的、基于酚醛樹脂的涂料來 實(shí)現(xiàn)。重量份的說明各針對涂料的液態(tài)狀態(tài)而言。在具有材料添加物的基于酚醛樹脂的涂 料的干燥的狀態(tài)下，即，在揮發(fā)性的組分的揮發(fā)之后，得到材料添加物的另一重量份，其為， 大約12. 5%至25%的重量份的在第一次達(dá)到膨脹溫度時(shí)不可逆轉(zhuǎn)地膨脹的材料添加物和 大約25%至50%的氮化硼。已表明，為實(shí)現(xiàn)該所提及的目的，該組成(Zusammensetzimg)是特別合適的。例如，“AKZO Nobel”公司的產(chǎn)品“Expancel” (型號950DU 120)適合作為不可逆 轉(zhuǎn)地膨脹的材料添加物?！癊xpancel”的特征在于，在不透氣的僅少許幾微米大的塑料殼內(nèi) 包含有經(jīng)精確計(jì)量的發(fā)泡劑(Treibmittel)的量。當(dāng)這些微球體升溫或被加熱時(shí)，塑料殼 變軟，發(fā)泡劑變成氣態(tài)，并且微球體以經(jīng)限定的方式不可逆轉(zhuǎn)地膨脹。但是，帶有類似的特 性的其它材料添加物，即使是按照其它作用原理(例如基于化學(xué)過程的膨脹)來工作的那 些，同樣也是可設(shè)想的。舉例而言，“Bornitrid Momentive Performance Materials”公司的型號為BN5或 CF100的產(chǎn)品被已被證明為合適的氮化硼。舉例而言，一種合適的酚醛樹脂為Hexion/Bakelite公司的型號為LG 9968的產(chǎn)
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借助于在圖紙中示出的實(shí)施例，本發(fā)明，其它實(shí)施形式和其它優(yōu)點(diǎn)將進(jìn)一步地被 說明。其中

圖1顯示了帶有單獨(dú)的已被涂覆的第一定子并帶有第一殼體的第一概2顯示了帶有已連接的定子殼體單元的第二概1顯示了電機(jī)的第一殼體14和單獨(dú)的第一定子12的第一概圖10。定子12和 殼體14以理想的形式表示成繞旋轉(zhuǎn)軸線30旋轉(zhuǎn)對稱的。根據(jù)本發(fā)明，在數(shù)kW直到若干 100MW的功率范圍中的電機(jī)是可設(shè)想的。定子12具有外徑13，其小于殼體的內(nèi)徑15，其中，內(nèi)徑15相對于外徑13的根據(jù) 設(shè)計(jì)的間隙例如在0. 2mm至4mm的范圍中，由此可得出在定子與殼體之間的、0. Imm至2mm 的間隔。定子12在其外周面(MantelflSche)處被涂覆上涂層16，涂層16具有厚度17且尚未被加熱到膨脹溫度并具有例如0. 05至Imm的厚度。由于定子12的外表面的可能的不平 整度以及還有在涂覆過程中的公差，涂層16的厚度17可能改變。在定子12和殼體14連接之前，首先，定子12和殼體14的稍后的共同的接觸面完 全地或部分地被涂覆以根據(jù)本發(fā)明的涂料。接觸面由定子12的外周面和殼體14的內(nèi)周面 構(gòu)成。相應(yīng)地，在連接之前，構(gòu)成接觸面的所提到的兩個(gè)面中的至少一個(gè)在稍后的接觸面的 區(qū)域(在該處，定子12和殼體14之間的導(dǎo)熱性待被改善)中被涂裝(lackieren)。在圖1 中顯示了被涂覆的定子12，而殼體14未被涂覆。視電機(jī)的尺寸和功率而定，在風(fēng)干的狀態(tài)下、也就是在涂覆過程后在經(jīng)過一定的 時(shí)間間隔之后，涂層的平均厚度在50 μ m至600 μ m的范圍中。直接在涂覆過程之后，涂層 的厚度在所謂的濕狀態(tài)中(例如以系數(shù)1.5至4(um den Faktor l，5bis 4)而)較大。層 厚度的減小以此為基礎(chǔ)，即，在涂料中包含有揮發(fā)性的組分，其在該時(shí)間間隔期間汽化。視 層厚度，環(huán)境溫度條件，涂料的組成和其它影響因素而定，合適的時(shí)間間隔在10分鐘至2小 時(shí)的范圍中。定子12和殼體14隨后縮疊在一起，這在圖中通過方向箭頭18來表示。圖2顯示了帶有第二定子22和第二殼體24的定子殼體單元20的第二概圖。第 二定子22與第二殼體24之間的空隙完全地被涂層填充，該涂層在連接之后已被加熱到膨 脹溫度上。在加熱過程期間，實(shí)現(xiàn)了涂層的體積膨脹，其將可能的空氣體積填滿。通過將空 隙完全地填滿，以有利的方式實(shí)現(xiàn)了定子與殼體的額外的相互的機(jī)械固定。特別有益的特性尤其地通過使用這樣一種涂料來實(shí)現(xiàn)，該涂料含有5%至10%的 重量份的、在第一次達(dá)到膨脹溫度時(shí)不可逆轉(zhuǎn)地膨脹的材料添加物，10%至20%的氮化硼， 以及酚醛樹脂。氮化硼在這種情況中改善了導(dǎo)熱性。對于如下情況，S卩，所涂覆的涂料的理論膨脹體積超過了定子和殼體之間的待被 填充的容積，則尤其地在上面提到的涂料的情形下，膨脹過程由于與此相聯(lián)系的壓力升高 而自發(fā)停止。附圖標(biāo)記列表10單獨(dú)的第一定子和第一殼體的第一概圖12第一定子13第一定子的外徑14第一殼體15第一殼體的內(nèi)徑16第一涂層17第一涂層的厚度18在連接時(shí)的運(yùn)動(dòng)方向20定子殼體單元的第二概圖22第二定子24第二殼體26第二涂層30旋轉(zhuǎn)軸線
權(quán)利要求
一種用于制造用于電機(jī)的定子殼體單元(20)的方法，其中，定子(12，22)與殼體(14，24)相連接，其特征在于，在進(jìn)行連接之前，共同的接觸面的至少部分面被涂覆以涂料，該涂料具有在第一次達(dá)到一定的膨脹溫度時(shí)不可逆轉(zhuǎn)地膨脹的材料添加物，并且，已連接的定子殼體單元(20)被加熱至至少該膨脹溫度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，使用具有一定份額的氮化硼的、基于酚醛 樹脂的涂料以用于該涂覆。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，使用這樣一種基于酚醛樹脂的涂料以用 于該涂覆，其中，該基于酚醛樹脂的涂料具有5% -10%的重量份的在第一次達(dá)到膨脹溫度 時(shí)不可逆轉(zhuǎn)地膨脹的材料添加物和10% -20%的氮化硼。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在進(jìn)行涂覆后的預(yù)定的最少 時(shí)間之后，所述定子(12，22)才與所述殼體(14，24)相連接。
5.一種用于電機(jī)的定子殼體單元(20)，其特征在于，在定子(12，22)與殼體(14，24) 之間的接觸面的至少部分面上存在涂料，該涂料具有在第一次達(dá)到一定的膨脹溫度后不可 逆轉(zhuǎn)地膨脹的材料添加物。
6.一種具有5%至10%的重量份的在第一次達(dá)到膨脹溫度時(shí)不可逆轉(zhuǎn)地膨脹的材料 添加物和10%至20%的氮化硼的、基于酚醛樹脂的涂料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于制造用于電機(jī)的定子殼體單元(20)的方法，其中，定子(12，22)與殼體(14，24)相連接。在連接之前，共同的接觸面的至少部分面被涂覆以涂料，該涂料具有在第一次達(dá)到一定的膨脹溫度時(shí)不可逆轉(zhuǎn)地膨脹的材料添加物。此外，本發(fā)明涉及一種定子殼體單元(20)和一種涂料，該涂料具有5％至10％的重量份的在第一次達(dá)到膨脹溫度時(shí)不可逆轉(zhuǎn)地膨脹的材料添加物，10％至20％的氮化硼，以及酚醛樹脂。
文檔編號C09D7/12GK101897103SQ200880121019
公開日2010年11月24日 申請日期2008年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月15日
發(fā)明者J·內(nèi)爾格斯, T·吉爾克 申請人:Abb技術(shù)有限公司