槽密封料、槽密封部和用于制造槽密封部的方法

摘要

本发明涉及一种用于电机的槽密封料(7)，该电机为了容纳电导体布置(3)而具有至少一个带有槽开口(5)的槽(2)。槽密封料(7)包含磁性填料、特别是软磁的填料和具有至少一种树脂成分的反应树脂混合物。考虑到槽密封料(7)的更好的储藏稳定性而如下地选择其成分，以使得其适合于阳离子的聚合。此外，槽密封料(7)掺加了催化剂，其设置用于加速反应树脂混合物的阳离子的聚合。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于电机的槽密封料，该电机为了容纳电导体布置而 具有至少一个带有槽开口的槽，该槽密封料包含磁性填料、特别是软磁的 填料以及具有至少一种树脂成分的反应树脂混合物。本发明还涉及一种槽 密封部以及用于制造电机的槽密封部的方法。

背景技术

电机的槽用于容纳绝缘的电导体或者导体布置。其通常具有槽开口， 经由槽开口将导体或者导体布置插入到槽中。特别地，在高电压机器中利 用所谓的“开口槽”工作，其中，槽开口延伸经过完整的槽宽度。因此， 槽开口必须在插入电导体或者导体布置之后进行密封，以便在电机运行期 间阻止导体从槽中升出。

用于这样的槽开口的槽密封通常利用坚固的密封体、所谓的槽楔来实 施。槽楔例如由工艺上的层压材料通过机械的处理制成。可替换地，其能 够由热塑的或者热固的造型材料通过挤压或者注塑制成。

为了改善槽开口范围中的磁通量引导，槽密封部例如部分软磁地实 施。在此，槽密封部以槽楔的形式实施，槽楔由利用铁填充的层压材料构 成。然而，这样的软磁槽密封部通常与槽粘接，以便达到良好的压配合。 否则存在以下危险，槽楔由于运行负荷(热负荷、热机交替负荷、磁交变 负荷、环境影响)而松开。该粘接仅能以巨大的花费过程可靠地实施。

预制的、用作为槽密封的密封体例如在WO2006/100291Al中进行了 描述。在此，密封体由具有热塑的聚合材料和磁填料的材料组成。

软磁槽密封部的另一种形式是填充了铁粉的、能硬化的环氧树脂，如 其例如在公开文献DE1288186和DE1299357中描述的那样。环氧树脂 作为膏状料压入到槽开口中并且随后热硬化。这样的槽密封部相比于通过 持久的压配合的软磁楔更好。

发明内容

本发明的目的在于，给出一种改善的、能硬化的、磁性的槽密封。

根据本发明，该目的通过用于电机的槽密封料实现，该电机为了容纳 电导体布置而具有至少一个带有槽开口的槽，该槽密封料包含磁性填料、 特别是软磁的填料以及具有至少一种树脂成分的反应树脂混合物，其中， 槽密封料还包含设置用于加速反应树脂混合物的阳离子的聚合的催化剂。

优选地，催化剂是由有机的铵盐、锍盐、膦盐或者咪唑盐的组中的至 少一个组成的材料或者是包含这些盐中的至少一种的混合物。

在此，磁填料也能理解为磁填料混合物。在可能的情况下，催化剂也 表示催化剂混合物。

本发明的观点在于，设置单组分(1-komponentige)的反应树脂混合 物用于在槽密封料中使用，其通过阳离子的聚合硬化。因此，反应树脂混 合物仅由一种或多种树脂成分组成，该树脂成分在采用槽密封料作为槽密 封部时不断地并入到成长的聚合物处。至少一种树脂成分的阳离子的聚合 通过掺加在槽密封料中的催化剂(或者催化剂混合物)实现和加速。有利 于反应树脂混合物地，催化剂具有最高5％重量百分比的质量份额，特别 地，催化剂的质量份额小于反应树脂混合物的最高1％重量百分比。

这样的基于阳离子的聚合进行硬化的槽密封料的主要优点在于，制成 的槽密封料在室温下具有长达多个星期的储藏稳定性。甚至在35℃至 45℃的升高的温度下能够实现几天到几星期的储藏时间。在空气湿度升 高、即超过平均的大气空气湿度的条件下，槽密封料也是持续几天储藏稳 定的。因此，槽密封物料适用于作为即用混合物(Fertigmischung)进行储 藏和运输，而不必在使用现场增加另外的成分。

在此，反应树脂混合物适用于超过155℃的应用温度范围，因此能够 容易地实现加热级别F，必要的情况下也能实现更高的加热级别。

反应树脂混合物的树脂成分合适地是环氧树脂。环氧树脂特别适用于 环氧组的多倍结合、即适用于聚合。环氧树脂的阳离子的聚合以热引发或 辐射引发的开环聚合为基础。在此，通过热分解或光分解形成强酸的物质 用作为引发剂，强酸启动了上述聚合。反应树脂混合物的聚合的优点在于 在硬化时的空气不敏感性、很小的收缩和由此导致的在金属上的更好的附 着以及在黑暗中的后续硬化。

优选地，如下选择磁性填料和催化剂，以使得磁性填料在室温下结合 或者抑制催化剂，并且仅在温度处理和/或辐射处理、特别是利用紫外线的 辐射处理之后才实现引发，这引起槽密封部的硬化。可替换或者附加于作 为催化剂-抑制剂的磁性填料地，槽密封料包含添加剂，其在室温下结合 或者抑制催化剂，从而使槽密封料的硬化在结合磁性填料所描述的条件中 同样地实现。对此适用的是例如硅酸、三水合氧化铝、氢氧化镁等。

在开放的储藏时。槽密封料也在潮湿气候中、即在空气湿度高于50％ 的条件下是储藏稳定的。由于其化学组成，通常没有水被吸收到槽密封料 中。同样地，由于槽密封料的化学组成，能够有从大约70℃起的硬化温 度。

根据一个优选的实施变体，槽密封料还包含有机的和/或无机的纳米微 粒、特别是核-壳纳米微粒或者基于SiO₂的无机的纳米微粒。特别地，纳 米微粒改善了反应树脂混合物的流动特性和硬化的槽密封料的抗冲击性。

根据另一个优选的实施变体，槽密封料具有至少180℃的玻璃化转变 温度。这是有利的，因为随着超过玻璃化转变温度，机械的和电的特性明 显发生改变。因此，为了能够在尽可能高的温度下实现槽密封料的使用， 通过槽密封料的组成将玻璃化转变温度调整为180℃或者更高。

考虑到槽密封料的高导磁性提出，在槽密封料中，磁性填料或者磁性 填料混合物优选地具有至少85％的重量百分比的份额。

此外，通过以下方式实现了更高的磁性填料的份额，即磁性填料有利 地以双峰至多峰的微粒大小分布的形式存在。这意味着，磁性填料具有至 少两种微粒大小分布，其中较小的微粒特别地填充在较大的微粒之间的间 隙。以这种方式能够实现尽可能高的充填密度，这又导致了高导磁性。磁 性填料包含铁粉、特别是海绵铁粉或者羰基铁粉。铁粉具有在大约40μm 和500μm之间、特别是从大约200μm至300μm的平均微粒大小。然而原 则上，微粒大小也能够小于40μm或者大于500μm。

此外有利的是，槽密封料适宜地包含具有50μm至10000μm、特别是 从100μm至5000μm、特别是从100μm至3000μm的纤维长度的纤维化填 料。这样的纤维化填料造成了机械强度的提高，作为纤维化填料例如应用 无机纤维、如玻璃纤维，又或者有机纤维、如尼龙纤维。此外，任意的纤 维混合物也是可行的。

优选地，在温度至45℃和/或大于50％的升高的空气湿度的情况下， 槽密封料具有超过几天的储藏稳定性。

根据本发明，该目的还通过由根据前述实施方案中任一项所述的槽密 封料构成的、电机的槽密封部实现。

此外根据本发明，该目的通过用于制造电机的槽密封部的方法实现， 该电机为了容纳电导体布置而具有至少一个带有槽开口的槽，其中，包括 至少一种树脂成分的反应树脂混合物、磁性填料、特别是软磁的填料、和 催化剂相互混合成槽密封料。

有关槽密封料的已经列举的优点和有利的设计方案能够类似地转换 到槽密封部以及用于制造槽密封部的方法上。

优选地，将导体布置集成到槽中，并且槽密封料用于封闭槽开口并且 随后被热处理，以便引发阳离子的聚合。

有利地，在将槽密封料装入到槽中之后，在表面的硬化方面，首先仅 对槽密封料的表面进行热处理和/或紫外线处理。优选地，在此首先通过紫 外线硬化槽密封料的表面，其中槽密封料的更深的层还不进行聚合。通过 该方法步骤，在完全的阳离子的聚合之前保障了槽密封料的形状稳定性。

附图说明

根据附图详细阐述本发明的实施例。在此，唯一的附图示出了具有磁 性槽密封的电机的定子的实施例。

具体实施方式

在附图中示出了电机的定子1的实施例的部分横截面。定子1包括槽 2，在其中放置电导体布置3。仅示意性地示出的导体布置3能够实施为单 个电导体又或者多个子电导体的组合。电导体布置由电绝缘体4环绕并且 是定子1的线圈绕组的一部分。原则上，代替设置在定子1中，槽2和导 体布置3也能够设置在电机的转子中。

在槽开口5的区域中，在槽2内部布置有槽密封部6。该槽密封部由 槽密封料7构成，其包含软磁的填料以及反应树脂混合物。反应树脂混合 物至少由一种树脂成分和用于环氧树脂的阳离子的聚合的催化剂组成，该 树脂成分在所示的实施例中为环氧树脂。此外，槽密封料7能够包含有机 的和/或无机的纳米微粒以及纤维化填料。

槽密封料7中的磁性填料份额至少为85％重量百分比。催化剂占反应 树脂混合物的份额为最高5％重量百分比，特别地，催化剂的质量份额小 于反应树脂混合物的1％重量百分比。

槽密封料7的成分形成了即用混合物(Fertigmischung)，其在室温和/ 或同时的高空气湿度的情况下是储藏稳定的。在更高的气温、例如45℃ 的情况下，即用混合物也在几天至几星期是储藏稳定的，并且其成分在有 关处理性能和成品性能方面不会彼此进行不利反应。因此，即用混合物能 够在超过几天或者几星期的时间段上进行储藏和运输。在示出的实施例 中，槽密封料在使用现场，在将其放入到槽开口5中之后，首先利用紫外 线处理，以便使槽密封料的表面硬化。随后热处理槽密封料7，特别是在 70℃或更高的硬化温度下，以便也使得槽密封料7的更深的层聚合。

这样制造的槽密封料7的特征在于高抗化学物质性、耐高温性以及机 械坚固性、基于磁性填料的大份额而有高导磁性。特别地，由于其组成， 使得槽密封料7具有超过180℃的玻璃化转变温度。在此，槽密封部6的 应用范围为加热等级F或更高，即在电机运行中能够达到特别是155℃的 温度并且在必要时超过该温度。此外，槽密封料不包含必须标记的有毒成 分。