GEBIET DER ERFINDUNG
[0001] Die Erfindung betrifft einen isolierten elektrischen Leiter umfassend einen elektrischen
Leiter, vorzugsweise aus Kupfer oder Aluminium, mit einer isolierenden Beschichtung,
wobei die Beschichtung zumindest eine äußere Isolationsschicht aus thermoplastischem
Kunststoff umfasst, sowie auf ein Verfahren zur Herstellung eines solchen isolierten
elektrischen Leiters.
STAND DER TECHNIK
[0002] Isolierte elektrische Leiter werden in nahezu jedem elektrischen Gerät verbaut, um
elektrischen Strom zu leiten ohne dabei Kurzschlüsse zu verursachen, die durch den
Kontakt von nicht elektrisch isolierten Leitern verursacht werden können. Derartige
isolierte elektrische Leiter umfassen einen elektrischen Leiter aus Kupfer und eine
den Leiter elektrisch isolierenden Beschichtung, die üblicher Weise eine oder mehrere
Schichten aufweist. Um die Isolierung des Leiters sicherzustellen umfasst die Beschichtung
eine Isolationsschicht aus thermoplastischem Kunststoff, die in der Regel die äußerste
Schicht der Beschichtung darstellt.
[0003] Während es in vielen Anwendungsgebieten vorteilhaft ist, wenn die Haftung der isolierenden
Beschichtung am elektrischen Leiter schwach ausgebildet ist, um ein leichtes Abisolieren
des elektrischen Leiters zu ermöglichen, ist es in anderen Anwendungsgebieten erwünscht,
eine möglichst große Haftung sicherzustellen. Solche Anwendungsgebiete finden sich
beispielsweise im Elektromaschinenbau und insbesondere bei Elektromotoren oder Transformatoren,
wo die isolierten elektrischen Leiter auch einer erhöhten Temperatur ausgesetzt sind.
Die Verarbeitbarkeit der isolierten elektrischen Leiter erfordert dabei oftmals eine
erhöhte Haftung der Beschichtung am Leiter, teilweise auch bei hohen Betriebstemperaturen.
[0004] Um die Haftung zu überprüfen wird üblicher Weise ein Rundumschnitt am Leiter senkrecht
zu einer Leiterachse durchgeführt, der Leiter um 20% gedehnt und danach die Ablösung
der Beschichtung vom Leiter gemessen. Desto geringer die Ablösung der Beschichtung
vom Leiter ist, desto besser ist die Haftung.
[0005] In herkömmlichen isolierten elektrischen Leiter die ein Beschichtung mit einer, vorzugsweise
hochtemperaturbeständigen äußeren, Isolationsschicht aufweisen, ist die Haftung zwischen
dem Kupfer und der Beschichtung, insbesondere der äußeren Isolationsschicht, eher
gering, da die Haftung eines Kunststoffs am Leiter aufgrund der Oberflächeneigenschaften
gering ist.
AUFGABE DER ERFINDUNG
[0006] Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung einen isolierten elektrischen Leiter vorzuschlagen,
welcher die Nachteile des Stands der Technik überwindet und eine gute Haftung zwischen
der isolierenden Beschichtung und dem elektrischen Leiter gewährleistet.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
[0007] Der elektrische Leiter gattungsgemäßer isolierter elektrischer Leiter besteht aus
Kupfer oder einer Legierung mit einem hohen Kupferanteil oder Aluminium oder sonstigen
elektrisch leitfähigen Materialien. Die Querschnittsgeometrie des Leiters, welche
normal auf eine Leiterachse steht, kann dabei eine beliebige geometrische Form aufweisen:
quadratisch, rechteckig, kreisrund oder elliptisch, wobei es üblich ist etwaige Kanten
abzurunden, bzw. profiliert. Die Isolation des Leiters wird durch die vorgesehene
Isolationsschicht aus thermoplastischem Kunststoff sichergestellt, wobei die Isolationsschicht
vorteilhafter Weise die äußerste Schicht der Beschichtung ausbildet. Es ist aber auch
denkbar, dass auf der Isolationsschicht eine oder mehrere weitere Schichten aufgetragen
sind.
[0008] Durch den Kontakt mit Sauerstoff, der unausweichlich ist sofern der Leiter der Atmosphäre
ausgesetzt ist, bildet sich eine Oxidschicht aus Kupferoxid oder Aluminiumoxid an
der Oberfläche des Leiters aus. Umfassende Versuchsreihen haben gezeigt, dass sich
die Oxidschicht negativ auf die Haftungseigenschaften einer auf die Oberfläche des
Leiters aufgebrachten Schicht der Beschichtung auswirkt.
[0009] Wenn jedoch die Oxidschicht entfernt wird, verbessert sich die Haftung der auf der
von der Oxidschicht befreiten Oberfläche des Leiters aufgebrachten Schicht der Beschichtung
maßgeblich. Es hat sich gezeigt, dass die Oxidschicht durch eine Plasmabehandlung
unter einer - sauerstofffreien - Schutzgasatmosphäre vollständig entfernt werden kann,
wobei auch sonstige Verunreinigungen durch die Plasmabehandlung entfernt werden können.
Es ist sogar möglich, dass durch die Plasmabehandlung die obersten Atomschichten des
Leiters abgetragen werden.
[0010] Bei der Plasmabehandlung wird ein Gas-Plasma in der Schutzgasatmosphäre erzeugt und
der Leiter im Plasma mit Ionen des Schutzgases beschossen, um zumindest die Oxidschicht
durch den Ionenbeschuss abzutragen. Als Schutzgas bzw. Prozessgas eignen sich beispielsweise
Stickstoff, Argon oder Wasserstoff. Die Plasmabehandlung hat neben der Entfernung
der Oxidschicht noch weitere positive Effekte auf den Leiter: einerseits wird der
Leiter durch die Aufprallenergie der Ionen auf der Oberfläche erhitzt und kann während
der Plasmabehandlung weichgeglüht werden, um das Gefüge des Leiters zu rekristallisieren
andererseits kann durch den Ionenbeschuss die Oberflächenenergie des Leiters erhöht
werden, was die Haftung der Beschichtung an der Oberfläche des Leiters zusätzlich
verbessert. Man spricht in diesem Zusammenhang auch von einer Aktivierung der Oberfläche
des Leiters. Ein weiterer Effekt der Plasmabehandlung ist die Erhöhung der Mikrorauigkeit
der Oberfläche des Leiters, welches sich ebenfalls positiv auf die Haftung der Beschichtung
auswirkt. Um die erneute Ausbildung einer Oxidschicht an der Oberfläche des Leiters
zu verhindern, wird zumindest ein Teil der Beschichtung unter Schutzgasatmosphäre,
vorzugsweise unter derselben Schutzgasatmosphäre unter der die Plasmabehandlung durchgeführt
wird, auf die Oberfläche des Leiters aufgebracht wird.
[0011] Um die eingangs gestellte Aufgabe zu lösen, ist daher in einem erfindungsgemäßen
isolierten elektrischen Leiter vorgesehen, dass der isolierte elektrische Leiter einen
elektrischen Leiter, vorzugsweise aus Kupfer oder Aluminium, mit einer isolierenden
Beschichtung umfasst, wobei die Beschichtung zumindest eine, vorzugsweise äußere,
Isolationsschicht aus thermoplastischem Kunststoff umfasst, und der isolierte elektrische
Leiter durch ein Verfahren erhältlich ist, in dem der Leiter unter einer Schutzgasatmosphäre
in einem Gas-Plasma mit Ionen des Schutzgases beschossen wird, um eine auf einer Oberfläche
des Leiters ausgebildete Oxidschicht zu entfernen und/oder die Oberflächenenergie
des Leiters zu erhöhen, und nachfolgend die Beschichtung auf die Oberfläche des Leiters
aufgebracht wird, wobei zumindest ein Teil der Beschichtung unter Schutzgasatmosphäre
auf den Leiter aufgebracht wird.
[0012] Ein erfindungsgemäßer isolierter elektrischer Leiter weist durch die unmittelbare
Aufbringung einer Schicht der Beschichtung auf die plasmabehandelte, oxidfreie Oberfläche
des Leiters besonders gute Haftungseigenschaften auf: Wird ein Rundumschnitt am Leiter
senkrecht zu einer Leiterachse durchgeführt und der Leiter um 20% gedehnt so beträgt
die Ablösung der Beschichtung vom Leiter in Richtung der Leiterachse gemessen lediglich
maximal 3 mm, vorzugsweise maximal 2 mm, insbesondere maximal 1 mm.
[0013] Die Beschichtung kann dabei beispielsweise nur aus der äußeren Isolationsschicht
bestehen oder aber eine oder mehrere Zwischenschichten aufweisen, die zwischen der
Oberfläche des Leiters und der äußeren Isolationsschicht angeordnet sind. In beiden
Fällen ist es auch denkbar, dass die Isolationsschicht nicht die äußerste Schicht
bildet.
[0014] Eine Ausführungsvariante der Erfindung sieht vor, dass der Leiter bis zum Aufbringen
der Beschichtung durchgehend unter Schutzgasatmosphäre angeordnet ist, um die Ausbildung
einer neuen Oxidschicht auf der Oberfläche des Leiters zu verhindern. Es können auch
mehrere Schutzgasatmosphären hintereinander durchlaufen werden, solange der plasmabehandelte
Leiter ununterbrochen unter einer der Schutzgasatmosphären angeordnet ist.
[0015] In einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, dass es sich
bei dem Gas-Plasma zum Beschießen des Leiters um ein Niederdruckplasma, vorzugsweise
mit einem Druck unter 80 mbar, handelt, welches sich in an sich bekannter Weise herstellen
lässt. Beispielsweise sind Drücke unter 50 mbar oder sogar unter 20 mbar denkbar.
[0016] Um den Einsatz des isolierten elektrischen Leiters in einer Umgebung mit erhöhter
Temperatur, beispielsweise in Elektromaschinen mit erhöhter Betriebstemperatur, zu
ermöglichen, ist in einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen, dass
die Beschichtung, insbesondere die Isolationsschicht, eine Temperaturbeständigkeit
von zumindest 180°C, vorzugsweise von zumindest 200°C, insbesondere von zumindest
220°C, aufweist.
[0017] Besonders gute Eigenschaften hinsichtlich der Temperaturbeständigkeit und der Beständigkeit
gegen eine Vielzahl an organischen und chemischen Lösungsmittel, insbesondere auch
gegen Hydrolyse, werden in einer bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung dadurch
erreicht, dass die, vorzugsweise äußere, Isolationsschicht Polyetheretherketon [PEEK]
oder Polyphenylensulfid [PPS] umfasst und vorzugsweise eine Dicke zwischen 10 und
bis 1000 µm, vorzugsweise zwischen 25 µm und 750 µm, besonders bevorzugt zwischen
30 µm und 500 µm, insbesondere zwischen 50 µm und 250 µm, aufweist. Es versteht sich
von selbst, dass auch andere Schichtdicken denkbar sind, beispielsweise 40 µm, 60
µm, 80 µm, 100 µm oder 200 µm, um einige Möglichkeiten zu nennen. Besonders bevorzugt
ist des dabei, wenn die Isolationsschicht aus Polyetheretherketon [PEEK] oder Polyphenylensulfid
[PPS] besteht.
[0018] Die, vorzugsweise äußere, Isolationsschicht lässt sich kostengünstig und schnell
herstellen, wenn sie durch ein Extrusionsverfahren aufgebracht wird also aufextrudiert
ist. Daher ist in einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen,
dass die, vorzugsweise äußere, Isolationsschicht mittels eines Extrusions-Verfahrens
herstellbar ist.
[0019] Eine besonders einfache und kostengünstige Herstellung eines erfindungsgemäßen isolierten
elektrischen Leiters ist dann möglich, wenn die Beschichtung aus der äußeren Isolationsschicht
besteht und die Haftung der äußeren Isolationsschicht an der Oberfläche des Leiters
durch die Plasmabehandlung bereits so gut ist, dass keine Zwischenschichten notwendig
sind. Auch das Aufbringen weiterer Schichten auf die Isolationsschicht ist denkbar.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsvariante der Erfindung sieht daher vor, dass
die, vorzugsweise äußere, Isolationsschicht unmittelbar auf die Oberfläche des Leiters
aufgebracht ist.
[0020] In einer ersten alternativen Ausführungsvariante der Erfindung ist zur Verbesserung
der Haftung der Beschichtung an der Oberfläche des Leiters vorgesehen, dass die Beschichtung
eine unmittelbar auf die Oberfläche des Leiters aufgebrachte Plasmapolymer-Schicht
aus vernetzten Makromolekülen uneinheitlicher Kettenlänge aufweist, welche Plasmapolymer-Schicht
durch Polymerisation eines gasförmigen Monomers in einem Gas-Plasma, vorzugsweise
im Gas-Plasma zum Beschießen des Leiters, herstellbar ist. Die Plasmapolymer-Schicht
dient als Zwischenschicht und haftet einerseits ausgezeichnet an der Oberfläche des
Leiters und ermöglich andererseits eine erhöhte Haftung der auf die Plasmapolymer-Schicht
aufgetragenen Schicht der Beschichtung.
[0021] Eine weitere Ausführungsvariante der ersten alternativen Ausführungsvariante sieht
vor, dass die Plasmapolymer-Schicht eine Dicke von 1 µm oder weniger aufweist. Denkbar
sind dabei Dicken bis zu einem Hundertstel eines Mikrometers als Untergrenze. Durch
die geringe Schichtdicke wirkt sich die Plasmapolymer-Schicht nur unwesentlich auf
die gesamte Dicke des isolierten elektrischen Leiters aus.
[0022] Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante der ersten alternativen Ausführungsvariante
handelt es sich bei dem Monomer zur Herstellung der Plasmapolymer-Schicht um Ethylen,
Buthenol, Aceton oder Tetrafluormethan [CF
4]. Die durch diese Monomere im Plasma gebildeten Plasmapolymer-Schichten zeichnen
sich durch besonders gute Haftungseigenschaften aus. Insbesondere wenn die Plasmapolymer-Schicht
ähnliche Eigenschaften wie Polytetrafluorethylen [PTFE] oder Perfluorethylenpropylen
[FEP] aufweisen soll, bietet sich CF
4 als Monomer an.
[0023] In einer zweiten alternativen Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass die Beschichtung
zumindest eine unmittelbar auf die Oberfläche des Leiters aufgebrachte, vorzugsweise
Polytetrafluorethylen [PTFE] oder Perfluorethylenpropylen [FEP] umfassende, Fluoropolymer-Schicht
aufweist. Auch die Fluoropolymer-Schicht zeichnet sich durch hervorragende Haftungseigenschaften,
sowohl am Leiter als auch an der auf der Fluoropolymer-Schicht aufgetragenen Schicht,
aus und dient als Zwischenschicht der Beschichtung. Es ist auch denkbar, dass mehrere
Fluoropolymer-Schichten übereinander auf den Leiter aufgebracht werden. Besonders
vorteilhafte Haftungseigenschaften werden dadurch erreicht, dass die die Dicke der
zumindest einen Fluoropolymer-Schicht zwischen 1 µm und 120 µm, vorzugsweise zwischen
5 µm und 100 µm, besonders bevorzugt zwischen 10 µm und 80 µm, insbesondere zwischen
20 µm und 50 µm, beträgt.
[0024] In einer dritten alternativen Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, dass
die Beschichtung eine unmittelbar auf die Oberfläche des Leiters aufgebrachte Metallschicht,
vorzugsweise aus einer Zink- oder Zinnlegierung, aufweist. Dabei wird der Leiter durch
ein Bad aus geschmolzenem Metall geführt, um die Metallschicht herzustellen. Auch
die Metallschicht weist sehr gute Haftungseigenschaften auf und fungiert als tragende
Zwischenschicht.
[0025] Um die Anzahl an unterschiedlichen Schichten in der Beschichtung zu reduzieren und
die damit verbundenen Herstellungskosten gering zu halten ist in einer weiteren Ausführungsvariante
der Erfindung vorgesehen, dass die, vorzugsweise äußere, Isolationsschicht unmittelbar
auf die Plasmapolymer-Schicht oder die zumindest eine Fluoropolymer-Schicht oder die
Metallschicht aufgebracht ist. In anderen Worten besteht die Beschichtung aus zumindest
zwei Schichten: die erste untere, auf dem Leiter aufgebrachte Schicht entsprechend
der ersten, zweiten oder dritten alternativen Ausführungsvariante und die zweite obere
Schicht in Form der äußeren Isolationsschicht aus thermoplastischem Kunststoff wie
PEEK oder PPS. Die äußerste Schicht der Beschichtung kann dabei entweder durch die
äußere Isolationsschicht selbst ausgebildet sein oder aber durch eine oder mehrere
weitere Schichten.
[0026] Die Erfindung betrifft auch einen isolierten elektrischen Leiter umfassend einen
elektrischen Leiter, vorzugsweise aus Kupfer oder Aluminium, mit einer isolierenden
Beschichtung, wobei die Beschichtung zumindest eine, vorzugsweise äußere, Isolationsschicht
aus thermoplastischem Kunststoff, vorzugsweise aus PEEK oder PPS, umfasst. Die Aufgabe
wird dabei dadurch gelöst, dass eine auf einer Oberfläche des Leiters ausgebildete
Oxidschicht entfernt ist, sodass zumindest eine Schicht der Beschichtung, vorzugsweise
die äußere Isolationsschicht, unmittelbar auf der oxidschichtfreien Oberfläche des
Leiters aufgebracht ist. Die zuvor beschriebenen Effekte der erhöhten Haftung der
Beschichtung am Leiter treten auch in diesem erfindungsgemäßen isolierten elektrischen
Leiter auf. Die Entfernung der Oxidschicht kann sowohl mittels einer Plasmabehandlung
erfolgen oder aber mit chemischen Mitteln, etwa durch Säuren, entfernt werden. Die
zuvor beschriebenen synergistischen Effekte treten jedoch nur bei einer Plasmabehandlung
auf.
[0027] Die Erfindung betrifft des weiteren ein Verfahren zur Herstellung eines isolierten
elektrischen Leiters, welches folgende Verfahrensschritte aufweist:
- Beschießen eines unter einer Schutzgasatmosphäre angeordneten elektrischen Leiters,
vorzugsweise aus Kupfer oder Aluminium, mit Ionen des Schutzgases in einem Gas-Plasma,
vorzugsweise einem Niederdruckplasma, um eine auf der Oberfläche des Leiters ausgebildete
Oxidschicht zu entfernen und/oder die Oberflächenenergie des Leiters zu erhöhen;
- Aufbringen einer isolierenden Beschichtung auf die Oberfläche des elektrischen Leiters
unter Schutzgasatmosphäre, wobei der Leiter bis dahin vorzugsweise durchgehend unter
Schutzgasatmosphäre angeordnet ist, wobei die Beschichtung eine, vorzugsweise äußere,
Isolationsschicht aus thermoplastischem Kunststoff, vorzugsweise aus PEEK oder PPS,
umfasst.
[0028] Der elektrische Leiter aus Kuper wird in Form eines Bandes oder eines Drahts dem
Verfahren unterzogen. Dabei wird der elektrische Leiter entweder "in-line", also direkt
anschließend an die Herstellung des elektrischen Leiters (etwa durch Kaltumformung
oder Extrusion), entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt oder aber
der Leiter wird in aufgewickelter Form über einen Spulenablauf zur Verfügung gestellt.
In der Regel wird der Leiter vor der Plasmabehandlung noch einer mechanischen und/oder
chemischen Vorreinigung unterzogen. Die Plasmabehandlung wird analog zu den vorhergegangen
Ausführungen durchgeführt, wobei der Leiter kontinuierlich durch die die Plasmabehandlung
durchführende Plasmabehandlungs-Einheit gefördert wird. Durch die geeignete Wahl der
Prozessparameter lässt sich die Dicke der durch die Plasmabehandlung vom Leiter angetragene
Schicht genau einstellen. Zusätzlich dazu lässt sich auch die Temperatur für das Weichglühen
und die damit verbundene Rekristallisation des Gefüges des Leiters definieren.
[0029] Nach der Plasmabehandlung, also dem Abtragen der Oxidschicht und jedweden Verunreinigungen
von der Oberfläche des Leiters, wobei auch dünne Schichten der Oberfläche des Leiters
selbst (kleiner als 1 µm, vorzugsweise kleiner 0,1 µm) abgetragen werden können, durch
Beschuss mit Ionen im Gas-Plasma bzw. der Aktivierung der Oberfläche des Leiters,
wird die Beschichtung auf die behandelte Oberfläche des Leiters aufgebracht. Die Beschichtung
haftet aufgrund der Entfernung der Oxidschicht bzw. durch die Aktivierung der Oberfläche
durch Erhöhung der Oberflächenenergie des Leiters besonders gut auf der Oberfläche
des Leiters. Um die Ausbildung einer neuen Oxidschicht auf der Oberfläche des Leiters
zu verhindern, welche den erfindungsgemäßen Effekt unterbinden oder zumindest entscheidend
abschwächen würde, wird die Beschichtung unter Schutzgasatmosphäre aufgebracht. Insbesondere
von Vorteil ist es dabei, wenn der elektrische Leiter bis zum Aufbringen der Beschichtung
durchgehend unter Schutzgasatmosphäre angeordnet ist.
[0030] Eine Ausführungsvariante des Verfahrens sieht vor, dass die, vorzugsweise äußere,
Isolationsschicht aufextrudiert wird, wobei der elektrische Leiter vorzugsweise vor
der Extrusion, besonders bevorzugt auf zumindest 200°C, vorgewärmt, wird. Die Extrusion
stellt ein kostengünstiges Verfahren zum Aufbringen der Isolationsschicht dar und
eignet sich insbesondere auch für PEEK und PPS. Die Isolationsschicht lässt sich somit
auch in einfacher Art und Weise als äußerste Schicht der Beschichtung aufbringen.
Durch die Vorwärmung des Leiters, die vor allem vorteilhaft ist, wenn die, vorzugsweise
äußere, Isolationsschicht direkt auf die Oberfläche des Leiters aufgebracht wird,
wird eine ruckartige Abkühlung des extrudierten Kunststoffs bei Kontakt mit dem Leiter
reduziert und damit negative Einflüsse auf die Haftung minimiert. Besonders bevorzugt
wird der Leiter auf zumindest 200°C, insbesondere auf über 300°C oder über 400°C,
vorgewärmt, insbesondere wenn PEEK auf den Leiter aufextrudiert wird.
[0031] In einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, dass der isolierte
elektrische Leiter nach dem Aufextrudieren der, vorzugsweise äußeren, Isolationsschicht
in Abhängigkeit der zu erreichenden Festigkeit der, vorzugsweise äußeren, Isolationsschicht
abgekühlt wird. Die Einstellung der mechanischen Eigenschaften der Isolationsschicht,
insbesondere der mechanischen Festigkeit, erfolgt unter anderem durch die definierte
Abkühlung des isolierten Leiters und die dadurch bedingte Einstellung des Kristallisationsgrades
und ist besonders wichtig, wenn es sich bei der Isolationsschicht um die äußerste
Schicht der Beschichtung handelt. Wird der Leiter beispielsweise langsam abgekühlt,
etwa durch Abkühlen an der Luft, ergibt sich eine hohe Kristallinität der Isolationsschicht.
Denkbar ist auch ein Abschrecken in einem Wasserbad, also eine abrupte Abkühlung,
oder eine Kombination aus abrupter und langsamer Abkühlung.
[0032] Um die Haftung der Beschichtung am Leiter weiter zu verbessern, insbesondere wenn
die, vorzugsweise äußere, Isolationsschicht direkt auf die Oberfläche des Leiters
aufgebracht wird, ist in einer bevorzugten Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen
Verfahrens vorgesehen, dass der isolierte elektrische Leiter nach dem Aufextrudieren
der, vorzugsweise äußeren, Isolationsschicht über Rollen, vorzugsweise Anpressrollen,
geführt wird. Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die Isolationsschicht die äußerste
Schicht der Beschichtung bildet. Ein enges Führen des isolierten Leiters über die
Anpressrollen unter Beaufschlagung des isolierten elektrischen Leiters mit Druck führt
zu einer besonders guten Haftung der Beschichtung bzw. insbesondere der äußeren Isolationsschicht
auf der Oberfläche des Leiters. Dabei werden die Grenzflächen der Beschichtung zwischen
den einzelnen Schichten, sofern mehrere vorhanden sind, und/oder die Grenzfläche der
untersten Schicht der Beschichtung und die Oberfläche des Leiters aneinander gepresst
und so die Adhäsionseffekte verstärkt.
[0033] Wenn die Beschichtung zumindest eine Fluoropolymer-Schicht umfasst, die vorzugsweise
unmittelbar auf die Oberfläche des Leiters aufgebracht ist, lassen sich die zur Herstellung
der Beschichtung benötigten Schritte dadurch reduzieren, dass die, vorzugsweise äußere,
Isolationsschicht und die zumindest eine Fluoropolymer-Schicht mittels Ko- oder Tandemextrusion
hergestellt werden. So können beide Schichten in nur einem einzigen Herstellungsschritt
und mit einer Extrusions-Einheit hergestellt werden.
[0034] Zur Verbesserung der Haftung der Beschichtung am Leiter ist in einer weiteren Ausführungsvariante
vorgesehen, dass unmittelbar auf der Oberfläche des elektrischen Leiters mittels Polymerisation
eines gasförmigen Monomers in einem Gas-Plasma eine Plasmapolymer-Schicht aufgebracht
wird oder dass unmittelbar auf der Oberfläche des elektrischen Leiters eine Metallschicht
aufgebracht wird.
[0035] Da eine hohe Temperaturbeständigkeit und eine hohe Haftung der Beschichtung am elektrischen
Leiter insbesondere im Elektromaschinenbau von Bedeutung ist, ist erfindungsgemäß
vorgesehen, dass ein erfindungsgemäßer isolierter elektrischer Leiter als Wickeldraht
für Elektromaschinen, vorzugsweise Elektromotoren oder Transformatoren, verwendet
wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
[0036] Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Zeichnungen
sind beispielhaft und sollen den Erfindungsgedanken zwar darlegen, ihn aber keinesfalls
einengen oder gar abschließend wiedergeben.
[0037] Dabei zeigt:
- Fig. 1
- eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
- Fig. 2a
- eine erste Ausführungsvariante eines isolierten elektrischen Leiters mit rechteckigem
Querschnitt;
- Fig. 2b
- eine zweite Ausführungsvariante eines isolierten elektrischen Leiters mit rechteckigem
Querschnitt;
- Fig. 2c
- eine dritte Ausführungsvariante eines isolierten elektrischen Leiters mit rechteckigem
Querschnitt;
- Fig. 2d
- eine vierte Ausführungsvariante eines isolierten elektrischen Leiters mit rechteckigem
Querschnitt;
- Fig. 3a-3d
- die erste bis vierte Ausführungsvariante mit rundem Querschnitt.
WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
[0038] Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Herstellung eines
isolierten elektrischen Leiters, wie er in den Figuren 2a bis 2d bzw. 3a bis 3d dargestellt
ist. Der isolierte elektrische Leiter umfasst einen elektrischen Leiter 1 aus Kupfer,
wobei auch andere Materialien wie etwa Aluminium denkbar sind, und eine isolierende
Beschichtung 2, welche zumindest eine Isolationsschicht 3 aus thermoplastischem, vorzugsweise
hochtemperaturbeständigem, Kunststoff aufweist. In den nachfolgenden Ausführungsbeispielen
ist die Isolationsschicht 3 als äußere Isolationsschicht 3 ausgebildet und bildet
somit die äußerste Schicht der Beschichtung 2. Es versteht sich jedoch von selbst,
dass in alternativen Ausführungsvarianten auf der Isolationsschicht 3 noch eine oder
mehrere weitere Schichten, vorzugsweise Isolationsschichten, aufgebracht sein können,
die dann die äußerste Schicht der Beschichtung 2 ausbilden.
[0039] Der elektrische Leiter 1 wird im dargestellten Ausführungsbeispiel als Band oder
Draht über einen Spulenablauf 7 stetig dem Verfahren zugeführt und kann etwa mittels
Kaltumformungsverfahren, wie Ziehen oder Walzen, oder Extrusion, beispielsweise mittels
Conform® - Technologie, hergestellt sein. Es versteht sich von selbst, dass das erfindungsgemäße
Verfahren auch "in-line" durchgeführt werden kann, also direkt an den Herstellungsprozess
anschließt. In einem ersten Schritt wird der elektrische Leiter 1 in einer Vorreinigungs-Einheit
8 mechanisch, etwa mittels eines Schleifverfahrens, oder chemisch, etwa mittels geeigneter
Lösungsmittel oder Säuren, vorgereinigt, um grobe Verschmutzungen vom Leiter 1 zu
entfernen.
[0040] Im nächsten Verfahrensschritt gelangt der vorgereinigte Leiter 1 in eine Plasmabehandlungs-Einheit
9 in der eine Schutzgasatmosphäre aus Stickstoff, Argon oder Wasserstoff vorherrscht
und ein Gas-Plasma in Form eines Niederdruckplasmas mit weniger als 20 mbar Druck
hergestellt ist. Ein Niederdruckplasma kann jedoch auch schon bei einem Druck von
weniger als 80 mbar hergestellt werden. In diesem Niederdruckplasma wird die Oberfläche
des Leiters 1 mit Ionen des Schutzgases beschossen, um eine auf einer Oberfläche des
Leiters 1 gebildete Oxidschicht abzutragen bzw. zu entfernen. Gleichzeitig wird der
Leiter 1 durch die Plasmabehandlung weich geglüht und die Oberflächenenergie des Leiters
1 erhöht also die Oberfläche aktiviert.
[0041] Durch das Abtragen der Oxidschicht und jedweden Verunreinigungen von der Oberfläche
des Leiters 1, wobei sogar vorgesehen sein kann, dass sehr dünne Schichten von der
des Leiters 1 selbst von der Oberfläche -abgetragen werden, und die Erhöhung der Oberflächenenergie
kann die Haftung zwischen dem elektrischen Leiter 1 aus Kupfer und der auf dem Leiter
1 aufgebrachten Beschichtung entscheidend verbessert werden.
[0042] In der ersten Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen isolierten elektrischen Leiters,
dargestellt in Figur 2a als Flachleiter mit rechteckigem Querschnitt und in Fig. 3a
mit rundem Querschnitt, besteht die Beschichtung 2 nur aus der äußeren Isolationsschicht
3. Die äußere Isolationsschicht 3 weist dabei eine Temperaturbeständigkeit von über
180°C, vorzugsweise von über 220°C, auf, sodass der isolierte elektrische Leiter auch
bei hohen Betriebstemperaturen eingesetzt werden kann. Die äußere Isolationsschicht
3 besteht dabei aus Polyetheretherketon [PEEK], welches sowohl die hohe Temperaturbeständigkeit
als auch eine hohe Beständigkeit gegenüber einer großen Anzahl an organischen und
anorganischen Substanzen aufweist. Alternativ dazu kann die äußere Isolationsschicht
3 auch aus Polyphenylensulfid [PPS] bestehen oder PEEK und/oder PPS umfassen.
[0043] Um die erhöhte Haftung zwischen dem Leiter 1 und der äußeren Isolationsschicht 3
zu erreichen, gelangt der Leiter 1 nach dem Durchlaufen der Plasmabehandlungs-Einheit
9 in die Extrusions-Einheit 12 in der die äußere Isolationsschicht 3 auf den Leiter
1 aufextrudiert wird. Dabei wird der Leiter 1 auf eine Temperatur von zumindest 200°C,
vorzugsweise zumindest 300°C, vorgeheizt. Um die erneute Ausbildung einer Oxidschicht
zu verhindern, erfolgt sowohl die Extrusion als auch der Transport des Leiters 1 in
die Extrusions-Einheit 12 unter Schutzgasatmosphäre. Ein derart hergestellter isolierter
elektrischer Leiter kann beispielsweise als Wickeldraht, im Englischen auch als "magnet
wire" geläufig, in einer Elektromaschine, wie einem Elektromotor oder einem Transformator,
eingesetzt werden. Die Dicke der äußeren Isolationsschicht 3 beträgt im vorliegenden
Ausführungsbeispiel etwa 30 µm.
[0044] Um die Haftung zwischen der Beschichtung 2 und dem Leiter 1 weiter zu erhöhen, umfasst
die Beschichtung 2 in der in den Figuren 2b und 3b dargestellten zweiten Ausführungsvariante
neben der äußeren Isolationsschicht 3 aus PEEK oder PPS eine Zwischenschicht in Form
einer Plasmapolymer-Schicht 4. Diese Plasmapolymer-Schicht 4 wird im erfindungsgemäßen
Verfahren in einer Plasmapolymerisations-Einheit 10 hergestellt, die nach der Plasmabehandlungs-Einheit
9 und vor der Extrusions-Einheit 12 angeordnet ist. Es ist auch denkbar, dass die
Plasmabehandlung und die Plasmapolymerisation in einer kombinierten Einrichtung durchgeführt
werden. Nachdem die Oxidschicht entfernt und die Oberflächenenergie erhöht wurde,
siehe oben, bildet sich in der Plasmapolymerisations-Einheit 10 die Plasmapolymer-Schicht
4 auf der Oberfläche des Leiters 1 aus, indem ein gasförmiges Monomer, wie Ethylen,
Buthenol, Aceton oder Tetrafluormethan [CF
4] mittels des Plasmas aktiviert wird und sich dadurch hochvernetzte Makromoleküle
unterschiedlicher Kettenlänge und einem Anteil an freien Radikalen ausbilden, welche
sich als Plasmapolymer-Schicht 4 auf der Oberfläche des Leiters 1 ablagern. Die so
entstandene Plasmapolymer-Schicht 4 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel weniger
als 1 µm dick und haftet besonders gut an der aktivierten und oxidfreien Oberfläche
des Leiters 1.
[0045] Die äußere Isolationsschicht 3 wird wiederum in der Extrusions-Einheit 12 wie oben
beschrieben auf die Plasmapolymer-Schicht 4 aufextrudiert, wobei auch die Haftung
zwischen Plasmapolymer-Schicht 4 und äußerer Isolationsschicht 3 hoch ist.
[0046] In der dritten Ausführungsvariante, abgebildet in den Figuren 2c und 3c, umfasst
die Beschichtung 2 neben der äußeren Isolationsschicht 3 aus PEEK eine als Fluoropolymer-Schicht
5 aus Polytetrafluorethylen [PTFE] oder Perfluorethylenpropylen [FEP] ausgebildete
Zwischenschicht, die unmittelbar auf die Oberfläche des Leiters 1 aufgebracht ist
und die Haftung zwischen dem Leiter 1 und der äußeren Isolationsschicht 3 weiter verbessert.
Hergestellt wird die Fluoropolymer-Schicht 5 gemeinsam mit der äußeren Isolationsschicht
3 in der Extrusions-Einheit 12 mittels eines Ko- oder Tandemextrusions-Verfahrens.
Die Dicke der Fluoropolymer-Schicht 5 beträgt dabei im vorliegenden Ausführungsbeispiel
etwa 30 µm.
[0047] Die vierte Ausführungsvariante, zu sehen in den Figuren 2d und 3d, unterscheidet
sich dadurch von der zuvor beschriebenen zweiten und dritten Ausführungsvariante,
dass anstatt der Zwischenschicht aus Kunststoff eine als Metallschicht 6 ausgebildete
Zwischenschicht unmittelbar auf den Leiter 1 aufgebracht ist. Diese Metallschicht
6 wird in einer Verzinnungseinheit 11 in an sich bekannter Art und Weise hergestellt,
bevor die äußere Isolationsschicht 3 aus PEEK in der Extrusions-Einheit 12 auf die
Metallschicht 6 aufextrudiert wird. Auch dadurch wird der Effekt der erhöhten Haftung
der Beschichtung 2 bzw. der äußeren Isolationsschicht 3 am Leiter 1 aus Kupfer weiter
verstärkt.
[0048] Nach dem Aufextrudieren der äußeren Isolationsschicht 3 wird der isolierte elektrische
Leiter kontrolliert abgekühlt, beispielsweise durch Luftkühlung, und über eine Reihe
von Anpressrollen geführt, die durch Ausüben von Druck auf den isolierte elektrische
Leiter die Haftung weiter verbessern. Abschließend wird der isolierte elektrische
Leiter auf einem Spulenaufwickler 13 aufgewickelt.
[0049] Bei den dargestellten Einrichtungen in Fig. 1 handelt es sich über eine Übersicht,
in der alle Einrichtungen gezeigt sind, die zur Herstellung der einzelnen Ausführungsvarianten
notwendig sind. Während die Reihenfolge, von rechts nach links, der durchlaufenen
Einrichtungen von der Ausführungsvariante unabhängig sind und jedenfalls die Plasmabehandlungs-Einheit
9 und die Extrusions-Einheit 12 durchlaufen werden müssen, handelt es sich bei der
Plasmapolymerisations-Einheit 9 und der Verzinnungseinheit 11 um optionale Einrichtungen,
die nur bei der Herstellung spezifischer Ausführungsvarianten zum Einsatz kommen.
Es versteht sich von selbst, dass statt eines Ko- oder Tandemextrusions-Verfahrens
auch mehrere einzelne Extrusionen sequentiell durchgeführt werden können.
BEZUGSZEICHENLISTE
[0050]
- 1
- elektrischer Leiter
- 2
- isolierende Beschichtung
- 3
- Isolationsschicht
- 4
- Plasmapolymer-Schicht
- 5
- Fluoropolymer-Schicht
- 6
- Metallschicht
- 7
- Spulenablauf
- 8
- Vorreinigungs-Einheit
- 9
- Plasmabehandlungs-Einheit
- 10
- Plasmapolymerisations-Einheit
- 11
- Verzinnungseinheit
- 12
- Extrusions-Einheit
- 13
- Spulenaufwickler
1. Isolierter elektrischer Leiter umfassend
einen elektrischen Leiter (1), vorzugsweise aus Kupfer oder Aluminium, mit einer isolierenden
Beschichtung (2),
wobei die Beschichtung (2) zumindest eine, vorzugsweise äußere, Isolationsschicht
(3) aus thermoplastischem Kunststoff umfasst,
erhältlich durch ein Verfahren, in dem der Leiter (1) unter einer Schutzgasatmosphäre
in einem Gas-Plasma mit Ionen des Schutzgases beschossen wird, um eine auf einer Oberfläche
des Leiters (1) ausgebildete Oxidschicht zu entfernen und/oder die Oberflächenenergie
des Leiters (1) zu erhöhen, und nachfolgend die Beschichtung (2) auf die Oberfläche
des Leiters (1) aufgebracht wird,
wobei zumindest ein Teil der Beschichtung (2) unter Schutzgasatmosphäre auf den Leiter
(1) aufgebracht wird.
2. Isolierter elektrischer Leiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Leiter (1) bis zum Aufbringen der Beschichtung (2) durchgehend unter Schutzgasatmosphäre
angeordnet ist, um die Ausbildung einer neuen Oxidschicht auf der Oberfläche des Leiters
(1) zu verhindern.
3. Isolierter elektrischer Leiter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Gas-Plasma zum Beschießen des Leiters um ein Niederdruckplasma, vorzugsweise
mit einem Druck unter 80 mbar, handelt.
4. Isolierter elektrischer Leiter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (2), insbesondere die Isolationsschicht (3), eine Temperaturbeständigkeit
von zumindest 180°C, vorzugsweise von zumindest 200°C, insbesondere von zumindest
220°C, aufweist.
5. Isolierter elektrischer Leiter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die, vorzugsweise äußere, Isolationsschicht (3) Polyetheretherketon [PEEK] oder Polyphenylensulfid
[PPS] umfasst und vorzugsweise eine Dicke zwischen 10 und bis 1000 µm, vorzugsweise
zwischen 25 µm und 750 µm, besonders bevorzugt zwischen 30 µm und 500 µm, insbesondere
zwischen 50 µm und 250 µm, aufweist.
6. Isolierter elektrischer Leiter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die, vorzugsweise äußere, Isolationsschicht (3) mittels eines Extrusions-Verfahrens
herstellbar ist.
7. Isolierter elektrischer Leiter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die, vorzugsweise äußere, Isolationsschicht (3) unmittelbar auf die Oberfläche des
Leiters (1) aufgebracht ist.
8. Isolierter elektrischer Leiter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (2) eine unmittelbar auf die Oberfläche des Leiters (1) aufgebrachte
Plasmapolymer-Schicht (4) aus vernetzten Makromolekülen uneinheitlicher Kettenlänge
aufweist, welche Plasmapolymer-Schicht (4) durch Polymerisation eines gasförmigen
Monomers in einem Gas-Plasma, vorzugsweise im Gas-Plasma zum Beschießen des Leiters
(1), herstellbar ist.
9. Isolierter elektrischer Leiter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Plasmapolymer-Schicht (4) eine Dicke von 1 µm oder weniger aufweist.
10. Isolierter elektrischer Leiter nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Monomer zur Herstellung der Plasmapolymer-Schicht (4) um Ethylen,
Buthenol, Aceton oder Tetrafluormethan [CF4] handelt.
11. Isolierter elektrischer Leiter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (2) zumindest eine unmittelbar auf die Oberfläche des Leiters (1)
aufgebrachte, vorzugsweise Polytetrafluorethylen [PTFE] oder Perfluorethylenpropylen
[FEP] umfassende, Fluoropolymer-Schicht (5) aufweist.
12. Isolierter elektrischer Leiter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der zumindest einen Fluoropolymer-Schicht (5) zwischen 1 µm und 120 µm,
vorzugsweise zwischen 5 µm und 100 µm, besonders bevorzugt zwischen 10 µm und 80 µm,
insbesondere zwischen 20 µm und 50 µm, beträgt.
13. Isolierter elektrischer Leiter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (2) eine unmittelbar auf die Oberfläche des Leiters (1) aufgebrachte
Metallschicht (6), vorzugsweise aus einer Zink- oder Zinnlegierung, aufweist.
14. Isolierter elektrischer Leiter nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die, vorzugsweise äußere, Isolationsschicht (3) unmittelbar auf die Plasmapolymer-Schicht
(4) oder die zumindest eine Fluoropolymer-Schicht (5) oder die Metallschicht (6) aufgebracht
ist.
15. Isolierter elektrischer Leiter umfassend
einen elektrischen Leiter (1), vorzugsweise aus Kupfer oder Aluminium, mit einer isolierenden
Beschichtung (2),
wobei die Beschichtung (2) zumindest eine, vorzugsweise äußere, Isolationsschicht
(3) aus thermoplastischem Kunststoff, vorzugsweise aus PEEK oder PPS, umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass eine auf einer Oberfläche des Leiters (1) ausgebildete Oxidschicht entfernt ist,
sodass zumindest eine Schicht der Beschichtung (2), vorzugsweise die Isolationsschicht
(3), unmittelbar auf der oxidschichtfreien Oberfläche des Leiters (1) aufgebracht
ist.
16. Verfahren zur Herstellung eines isolierten elektrischen Leiters, welches folgende
Verfahrensschritte aufweist:
- Beschießen eines unter einer Schutzgasatmosphäre angeordneten elektrischen Leiters
(1), vorzugsweise aus Kupfer oder Aluminium, mit Ionen des Schutzgases in einem Gas-Plasma,
vorzugsweise einem Niederdruckplasma, um eine auf der Oberfläche des Leiters (1) ausgebildete
Oxidschicht zu entfernen und/oder die Oberflächenenergie des Leiters (1) zu erhöhen;
- Aufbringen einer isolierenden Beschichtung (2) auf die Oberfläche des elektrischen
Leiters (1) unter Schutzgasatmosphäre, wobei die Beschichtung (2) eine, vorzugsweise
äußere, Isolationsschicht (3) aus thermoplastischem Kunststoff, vorzugsweise aus PEEK
oder PPS, umfasst.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die, vorzugsweise äußere, Isolationsschicht (3) aufextrudiert wird, wobei der elektrische
Leiter (1) vorzugsweise vor der Extrusion, besonders bevorzugt auf zumindest 200°C,
vorgewärmt, wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der isolierte elektrische Leiter nach dem Aufextrudieren der, vorzugsweise äußeren,
Isolationsschicht (3) in Abhängigkeit der zu erreichenden Festigkeit der, vorzugsweise
äußeren, Isolationsschicht (3) abgekühlt wird.
19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass der isolierte elektrische Leiter nach dem Aufextrudieren der, vorzugsweise äußeren,
Isolationsschicht (3) über Rollen, vorzugsweise Anpressrollen, geführt wird.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die, vorzugsweise äußere, Isolationsschicht (3) und zumindest eine Fluoropolymer-Schicht
(5) mittels Ko- oder Tandemextrusion hergestellt werden.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass unmittelbar auf der Oberfläche des elektrischen Leiters (1) mittels Polymerisation
eines gasförmigen Monomers in einem Gas-Plasma eine Plasmapolymer-Schicht (4) aufgebracht
wird oder dass unmittelbar auf der Oberfläche des elektrischen Leiters (1) eine Metallschicht
(6) aufgebracht wird.
22. Verwendung eines isolierten elektrischen Leiters nach einem der Ansprüche 1 bis 15
als Wickeldraht für Elektromaschinen, vorzugsweise Elektromotoren oder Transformatoren.
Geänderte Patentansprüche gemäss Regel 137(2) EPÜ.
1. Isolierter elektrischer Leiter umfassend
einen elektrischen Leiter (1), vorzugsweise aus Kupfer oder Aluminium, mit einer isolierenden
Beschichtung (2),
wobei die Beschichtung (2) aus zumindest einer Isolationsschicht (3) aus thermoplastischem
Kunststoff besteht,
erhältlich durch ein Verfahren, in dem der Leiter (1) unter einer Schutzgasatmosphäre
in einem Gas-Plasma mit Ionen des Schutzgases beschossen wird, um eine auf einer Oberfläche
des Leiters (1) ausgebildete Oxidschicht zu entfernen und/oder die Oberflächenenergie
des Leiters (1) zu erhöhen,
und nachfolgend die zumindest eine Isolationsschicht (3) unmittelbar auf die Oberfläche
des Leiters (1) aufgebracht wird,
wobei die zumindest eine Isolationsschicht (3) unter Schutzgasatmosphäre auf den Leiter
(1) aufgebracht wird.
2. Isolierter elektrischer Leiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Leiter (1) bis zum Aufbringen der Beschichtung (2) durchgehend unter Schutzgasatmosphäre
angeordnet ist, um die Ausbildung einer neuen Oxidschicht auf der Oberfläche des Leiters
(1) zu verhindern.
3. Isolierter elektrischer Leiter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Gas-Plasma zum Beschießen des Leiters um ein Niederdruckplasma, vorzugsweise
mit einem Druck unter 80 mbar, handelt.
4. Isolierter elektrischer Leiter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (2), insbesondere die Isolationsschicht (3), eine Temperaturbeständigkeit
von zumindest 180°C, vorzugsweise von zumindest 200°C, insbesondere von zumindest
220°C, aufweist.
5. Isolierter elektrischer Leiter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Isolationsschicht (3) Polyetheretherketon [PEEK] umfasst.
6. Isolierter elektrischer Leiter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Isolationsschicht (3) Polyphenylensulfid [PPS] umfasst.
7. Isolierter elektrischer Leiter nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Isolationsschicht (3) eine Dicke zwischen 10 und bis 1000 µm,
vorzugsweise zwischen 25 µm und 750 µm, besonders bevorzugt zwischen 30 µm und 500
µm, insbesondere zwischen 50 µm und 250 µm, aufweist.
8. Isolierter elektrischer Leiter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Isolationsschicht (3) mittels eines Extrusions-Verfahrens herstellbar
ist.
9. Isolierter elektrischer Leiter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine weitere Schicht, vorzugsweise eine weitere Isolationsschicht, auf
der zumindest einen Isolationsschicht (3) aufgebracht ist.
10. Verfahren zur Herstellung eines isolierten elektrischen Leiters, welches folgende
Verfahrensschritte aufweist:
- Beschießen eines unter einer Schutzgasatmosphäre angeordneten elektrischen Leiters
(1), vorzugsweise aus Kupfer oder Aluminium, mit Ionen des Schutzgases in einem Gas-Plasma,
vorzugsweise einem Niederdruckplasma, um eine auf der Oberfläche des Leiters (1) ausgebildete
Oxidschicht zu entfernen und/oder die Oberflächenenergie des Leiters (1) zu erhöhen;
- Aufbringen einer isolierenden Beschichtung (2) auf die Oberfläche des elektrischen
Leiters (1) unter Schutzgasatmosphäre, wobei die Beschichtung (2) aus zumindest einer
Isolationsschicht (3) aus thermoplastischem Kunststoff besteht und die zumindest eine
Isolationsschicht (3) unmittelbar auf die Oberfläche des elektrischen Leiters (1)
aufgetragen wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Isolationsschicht (3) Polyetheretherketon [PEEK] umfasst.
12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Isolationsschicht (3) Polyphenylensulfid [PPS] umfasst.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Isolationsschicht (3) aufextrudiert wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Leiter (1) vor der Extrusion auf zumindest 200°C, vorzugsweise auf
zumindest 400°C, vorgewärmt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der isolierte elektrische Leiter nach dem Aufextrudieren der Isolationsschicht (3)
in Abhängigkeit der zu erreichenden Festigkeit der, vorzugsweise äußeren, Isolationsschicht
(3) abgekühlt wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der isolierte elektrische Leiter (1) nach dem Aufextrudieren der zumindest einen
Isolationsschicht (3) über Rollen, vorzugsweise Anpressrollen, geführt wird.
17. Verwendung eines isolierten elektrischen Leiters nach einem der Ansprüche 1 bis 9
als Wickeldraht für Elektromaschinen, vorzugsweise Elektromotoren oder Transformatoren.