(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体または導体束のための価値の高い絶縁体を製造するに当たり、次の工程：
（Ｓ１）被覆すべき導体または導体束を回転装置および保持装置上に取付け、
（Ｓ２）導体または導体束を予め定められた導体または導体束温度に加熱し、
（Ｓ３）導体または導体束を１つの平面側で溶射機に対して垂直方向に向け、
（Ｓ４）液状または可塑性の内部グロー保護体を加熱された導体または導体束上に噴射し、この場合塗膜層厚は、約０．０５〜０．２ｍｍであり、
（Ｓ５）導体または導体束を回転させ、したがって導体または導体束のもう１つの平面側を溶射機に対して垂直方向に向け、引続き工程Ｓ３およびＳ４を繰返し、ならびに導体または導体束の全面が被覆されるまで、この工程Ｓ５を繰返し、
（Ｓ６）被覆用粉末を充填された絶縁性粉末に交換し、
（Ｓ７）導体または導体束を充填された絶縁性粉末を用いて少なくとも１回のプロセスで工程Ｓ３〜Ｓ５に相応して導体または導体束の全面で被覆し、
（Ｓ８）工程Ｓ６およびＳ７を外部グロー保護体のための被覆用粉末、例えば充填された導電性粉末を用いて実施し、かつ
（Ｓ９）被覆された導体または導体束を冷却させ、回転装置および保持装置から取外す工程を有する、導体または導体束のための価値の高い絶縁体を製造する方法。
【請求項２】
導体または導体束として導体棒、転位導体またはコイルを使用する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
さらに工程（Ｓ０）で導体を内部接着させるかまたはテープで巻付けることによって導体または導体束を予め固定する、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
工程Ｓ０において固定のために導電性または半導電性層を有するテープを使用する場合には、内部グロー保護体を塗布するための工程Ｓ３〜Ｓ５を省略する、請求項３記載の方法。
【請求項５】
被覆用粉末として高温プラスチックを無機物質からの充填剤と一緒に使用する、請求項１から４までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
高温プラスチックとして高性能の熱可塑性樹脂（ポリエーテルエーテルケトン（PEEK）、ポリエーテルイミド（PEI）、ポリアミドイミド（PAI）、ポリイミド（PI）、ポリフェニレンスルホン（PPSU）、ポリエーテルスルホン（PES）、ポリフェニレンスルフィド（PSU）、ポリフェニレンスルフィド（PPS）、ポリフタルアミド（PPA））または高温能を有する"エンジニアリング"熱可塑性樹脂、例えばポリエチレンテレフタレート（PET）、ポリエチレンナフタレート（PEN）、ポリアミド（例えば、PA9、PA46、PPA）を使用する、請求項５記載の方法。
【請求項７】
高温プラスチックとして高温熱硬化性樹脂を使用する、請求項５記載の方法。
【請求項８】
工程Ｓ３〜Ｓ５ならびにＳ７およびＳ８において種々の導体面または導体束面上に種々の層厚をもたすことができる、請求項１から７までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
工程Ｓ２において、導体または導体束の熱を電気的加熱によって誘導的または抵抗的に生じさせる、請求項１から８までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
工程Ｓ３において、導体または導体束の方向付けを噴射ロボットの制御装置によって制御する、請求項１から９までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
より大きな導体または導体束を被覆すべき場合には、多数の溶射機を同時に使用する、請求項１から１０までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
工程Ｓ１において、より大きな導体または導体束の場合に確実な位置決めを保証するために中間支承部を使用する、請求項１から１１までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
噴射ロボットの制御装置によって制御された中間支承部を溶射機が接近してくる際に自動的に遠ざける、請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
塗布される層厚を、粉末輸送装置および溶射機の運動速度を相応して制御することにより、噴射ロボットの制御装置によって制御する、請求項１から１３までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
工程Ｓ５において導体または導体束の回転を、導体または導体束のもう１つの平面が溶射機に対して垂直方向に方向付けられるように実行する、請求項１から１４までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
工程Ｓ６において、被覆用粉末の交換を粉末貯蔵容器の交換によって行なうかまたは粉末貯蔵容器、粉末輸送装置および溶射機を含めて溶射装置全体の交換によって行なう、請求項１から１５までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１７】
工程Ｓ７において、表面温度を無接触で監視し、導体または導体束温度の後制御を検出された表面温度に応答して行なう、請求項１から１６までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１８】
導体または導体束の被覆の終結および回転装置および保持装置からの取外しの後、回転装置および保持装置の保持点として使用される棒端部またはコイルアイを被覆するという付加的な工程を有する、請求項１から１７までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１９】
より高い層厚を導体または導体束上に塗布した場合には、この層が固着しかつもはや流去しないようにするために、噴射場所の外側の導体または導体束に隣接した層を冷却する、請求項１から１８までのいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
技術分野
本発明は、回転電気機械の絶縁体の分野に関する。殊に、本発明は、導体または導体束のための価値の高い絶縁体を製造する方法に関し、例えばこの絶縁体は、回転機械の場合にステーターコイル、転位導体および励起導体の形で使用される。
【０００２】
公知技術水準
従来、回転電気機械の導体または導体束のための絶縁体の分野においては、種々の方法が使用されている。
【０００３】
１つの方法の場合、ガラス繊維担体およびマイカ紙からなるテープは、望ましい絶縁体の厚さが達成されるまで、ステーター導体上に層状で螺旋状に巻付けられる。エポキシ樹脂中での引続く含浸によって、残留する空気は、こうして生じた絶縁体コイルから駆出され、テープ層は、接着される。適当な形での硬化によって、絶縁体は、その最終的な形を維持する。この方法の場合には、マイカ小板は、製造に応じてテープ方向に方向付けられ、したがってそれから完成された絶縁体中で導体表面に対して平行なマイカ小板の方向付けがなされる。
【０００４】
更に、欧州特許出願公開第０６６０３３６号明細書Ａ２の記載から公知の方法によれば、ステーター導体は、マイカで充填された熱可塑性プラスチックからなるテープで巻付けられる。この場合、固着および変形は、巻付けられたステーター導体をホットプレスすることによって行なわれ、この場合には、空気の駆出、熱可塑性樹脂の溶融およびコイル層の接着を生じる。この方法の場合も、マイカ小板は、導体表面と平行になるように方向付けられている。
【０００５】
最後に、ステーター導体の絶縁体は、米国特許第５６５００３１号明細書の記載と同様に熱可塑性樹脂を用いての押出によって充填剤なしに、即ちマイカなしでも生じることができる。
【０００６】
しかし、ところで、回転電気機械のための絶縁すべき導体は、多くの場合に棒またはコイルの形でまさに複雑に形成された造形物である。導体の真っ直ぐの部分は、機械のステーターの溝中に存在する。この場合、導体の湾曲した部分は、隣接した棒およびコイルとの相応する結合の後にコイル頭部を形成し、このコイル頭部は、両端部でステーターから突出している。真っ直ぐの部分の長さは、大型の回転機械の場合には６ｍを超えることができる。これまでに、問題とされているのは、通常、絶縁体と導体が異なる熱膨張係数αを有し、この熱膨張係数により、時間の経過において熱応力のために、絶縁体の分離を生じる空隙によって絶縁体内に欠陥個所が生じ得ること、および絶縁体の製造の際に欠陥個所、例えば空気の封入が生じることである。この種の欠陥個所には、絶縁体に損傷をまねく部分放電が起こり得る。この場合、通常、１００ｎＣの範囲の部分放電活性が常用されている。
【０００７】
機械のための絶縁体を製造することの確実な運転は、この部分放電活性を考慮に入れてこれまで電界方向に対して垂直方向に配向されたマイカ小板のバリヤ効果によってのみ可能であった。それによって、空隙からなる貫通路の形成が阻止される。この場合には、一般に２．５〜２．７５ｋＶ／ｍｍは、持続的に許容される運転電界強さの上限と見なされる。しかし、この種の最大値は、中圧絶縁体または高圧絶縁体の別の絶縁系よりも部分的に明らかに卓越している。
【０００８】
即ち、例えば連続運転のための電界強さの最大は、酸化アルミニウムにより充填されたエポキシ樹脂がガス絶縁された回路に使用されているような支持絶縁体において４ｋＶ／ｍｍであり、ポリエチレンが使用されているような高圧ケーブルのための電界強さの最大は、約１２ｋＶ／ｍｍである。この従来の絶縁系は、運転負荷下に部分放電を発生させないことが共通している。しかし、機械のための絶縁体を製造する際のこの絶縁系の使用は、本発明による使用の場合には、不可能である。それというのも、そこで絶縁体は、電気的に弱くではあるけれども負荷され、したがって欠陥の自由度は、本発明によれば決定的なことではなく、したがってそこで欠陥個所は、受入れることができる。別の従来の絶縁技術は、本発明による使用によって課された要件には、不適当である。
【０００９】
しかも、本質的には、現在使用されている、マイカを使用しながらの従来の方法および材料は、既に３０年以上経過しているので、この公知技術水準をさらに展開することによって、最高に向上された改善を期待すべきである。しかし、この公知技術水準をさらに展開することにより、公知技術水準と比較して少ないプロセス時間および僅かな完成費で製造することができ、ならびに環境保護的で、即ち溶剤もなく、放出もなく、特殊な塵芥の発生もないように製造することができ、かつ欠陥個所を含まないかまたは欠陥個所の場合に部分放電を生じない、より高品質な絶縁体を開発することは、殆んど不可能であるように思われる。
【００１０】
発明の開示
従って、本発明の課題は、高品質を有し、僅かなプロセス時間および少ない完成費で製造することができ、ならびに環境保護的に製造することができる、導体または導体束のための価値の高い絶縁体を製造する方法を得ることである。
【００１１】
本発明によれば、この課題は、請求項１の特徴を有する導体または導体束のための価値の高い絶縁体を製造する方法によって解決される。本発明の好ましい他の態様は、従属請求項に記載されている。
【００１２】
試験および運転による負荷下に部分放電を生じうる欠陥個所のない導体または導体束のための価値の高い絶縁体を製造するための前記の本発明による方法によれば、方向付けられたマイカ小板は、もはや不必要である。それによって、製造方法の選択ならびに絶縁のための材料の選択が簡易化される。それというのも、４０質量％を超える濃度でのマイカの混入は、多くのポリマーの場合に問題となるからである。
【００１３】
発明を実施するための最良の形態
更に、以下には、回転電気機械の導体または導体束のための価値の高い絶縁体を製造する方法が詳細に記載されている。この場合には、最初に絶縁体の原理的な構造について説明し、引続き本発明による方法を正確に詳説する。
【００１４】
本発明による方法で塗布される絶縁体は、３層からなる。第１の層は、導電性または半導電性で充填されたポリマーからなる内部グロー保護体を形成する。この場合には、１つのポリマーが使用され、このポリマーは、その上の次の絶縁層のポリマー材料と良好に結合する。好ましくは、絶縁層の場合と同一のポリマーが使用される。
【００１５】
内部グロー保護体は、高圧ケーブルの場合と同様に、電気的および機械的な境界層を減結合するという課題を有している。内部グロー保護体は、その下に存在する金属導体と同一の電位を有し、即ち電気的な導体の一部であり、これに対して、内部グロー保護体は、機械的に絶縁体の一部である。それによって、交互の熱的な遊びに基づく絶縁スリーブと導体との間の場合によっては起こりうる分離は、部分的な放電を有しないことが保証される。それというのも、前記の分離により、電圧は降下しないからである。
【００１６】
導体または導体束のための前記の価値の高い絶縁体を製造する本発明による方法は、次の要件を満たす：
１）一面で、製造法は、生棒または生コイル、即ち転位され、絶縁されておらず、固着された棒またはコイルのそれぞれの幾何学的寸法に殆んど依存してはならない。
【００１７】
２）この場合、絶縁体は、価値の高いものでなければならない。即ち、絶縁体は、公知技術水準に対してＴｍａｘ＝約１８０℃までの良好な熱安定性を有し、連続運転のための電界の最大は、約５ｋＶ／ｍｍを損傷なく上廻らなければならない。
【００１８】
３）更に、この方法は、生棒または生コイルの許容差が明らかに大きい場合にも、許容差Δｄ／ｄ＜１０％を有する一定の厚さの絶縁体の製造を可能にすべきであり、この場合には、０．３〜７ｍｍの層厚で製造可能である。
【００１９】
４）製造時間の短縮のために、１本の棒または１個のコイル当たりのプロセス時間は、最大で１〜３時間であるべきである。
【００２０】
本発明による方法によって満たすことができる前記要件のために、従来の溶射法を出発点として使用することを考慮することができるであろう。
【００２１】
この種の従来の溶射法は、例えばドルトムント大学での材料工学のための講座"Modern Beschichtungsverfahren"、H.D. Steffens, DGM Informationsgesellschaft Verlag, 第2版, 1996に開示されている。その後、溶射は、ＤＩＮ  ＥＮ  ６５７によれば、噴射用添加剤を溶射機の内側または外側で溶融開始、溶融または溶融分離し、調製された表面上に回転塗布する方法を含む。噴射用添加剤からの層の塗布は、液体状態で行なってもよいし、可塑性状態で行なってもよい。達成可能な層厚は、約１０μｍから数ミリメートルまでに及ぶ。導体または導体束は、一般に噴射の間、２５０℃未満の表面温度で僅かな熱負荷に掛けられ、この熱負荷は、適当なプロセスの実施により５０℃未満に維持されてもよい。その結果、導体または導体束材料と噴射添加剤との組合せの可能性には、殆んど限界がない。
【００２２】
従来の熱噴射法の欠点は、この方法により得られた、溶射された層が塗布法に帰因する特徴のある構造を有し、この構造から不利な性質を生じうることにある。即ち、導体または導体束への粒子の飛行段階の間および後の反応、凝固の際の機械的影響および層状態による温度勾配は、多数の不安定な状態および準安定な状態によって特徴付けられる１つの構造体を生じることができる。溶射層は、しばしば板状の層構造を有し、使用される噴射法および噴射添加材料に応じて多少とも多孔質であり、微細なひび割れ状態であり、不均質であり、かつ異方性である。一部分は、完全には溶融されていないかまたは導体または導体束表面上への衝突前に既に再び冷却された噴射粒子および酸化物または窒化物が層内に堆積されている。更に、これまで単に低温プラスチックでの使用が公知であり、実現されている。更に、この方法は、種々の層に使用される材料が異なるような多層構造体の製造には使用されなかった。
【００２３】
図３は、このように溶射された層が発生することを示し、この場合この層は、導体または導体束１３上に空隙１０、酸化された粒子１１および溶融されていない粒子１３を含む。その上、この層は、しばしば僅かな付着強度を有する。第１に機械的方法、熱的方法ならびに熱機械的方法による溶射された層の後処理は、層特性、例えば多孔度、付着力、硬さおよび延性ならびに生じる固有圧力状態の明らかな改善を生じうる。
【００２４】
これまでに使用された被覆技術に対する溶射の利点は、完成技術の費用が本質的に僅かであり、高価な特殊な装置、例えば巻付けロボット、真空圧力容器、冷却された液体樹脂を貯蔵するための装置等が不要であり、かつ市販の被覆装置およびロボットによって代替することができることにある。更に、この技術は、従来法よりも十分に大きな規模で自動化することができる。プロセス時間は、なお０．５〜３時間に著しく短縮される。溶射の使用によって投資額を節約することができるようにするために、プロセス時間は減少され、高度な自動化が達成される。
【００２５】
従って、本発明による方法において、溶射の従来法は、公知技術水準とは異なり、部分放電をまねきうる欠陥個所のない層を有する内部グロー保護体および外部グロー保護体を含む導体絶縁体を形成させることができ、その上、この導体絶縁体は高い温度も無事に克服するようにさらに構成されている。
【００２６】
次に、まず最初に本発明による方法で使用される材料について記載される。
【００２７】
噴射添加剤としては、本発明による方法において、無機物質からなる充填剤を有する、公知技術水準の高温プラスチック以外のものが使用される。高温プラスチックを選択する場合には、材料が熱応力の条件に適っており、粉末の形で得ることができるかまたは適当な粒度分布の粉末に調製することができることに注目すべきである。無機充填剤を用いての充填は、原理的に耐クリープ性の改善、熱膨張係数の減少および絶縁体の熱伝導の改善に望ましい。高温プラスチックの例は、一面で公知の高性能の熱可塑性樹脂（ポリエーテルエーテルケトン（PEEK）、ポリエーテルイミド（PEI）、ポリアミドイミド（PAI）、ポリイミド（PI）、ポリフェニレンスルホン（PPSU）、ポリエーテルスルホン（PES）、ポリフェニレンスルフィド（PPS）、ポリフタルアミド（PPA））または高温能を有する”エンジニアリング”熱可塑性樹脂、例えばポリエチレンテレフタレート（PET）、ポリエチレンナフタレート（PEN）および若干のポリアミド（例えば、PA9、PA46、PPA）である。この”エンジニアリング”熱可塑性樹脂は、全部が２３０℃を超える融点および２００℃を超える形状安定性温度を有する。前記の”エンジニアリング”熱可塑性樹脂の通常記載される持続使用温度は、実際には部分的に１８０℃未満であるが、しかし、この持続使用温度は、機械絶縁体としての使用には、不適切である。同様に、高温に適した熱硬化性樹脂の使用も可能である。前記温度を測定するための標準試験は、高められた温度で機械的強度のための判断基準として引張強さが減少することを利用する。しかし、引張り応力は、機械絶縁の場合には、あまり役割を演じない。最も重要な機械的要件は、平面付着圧力下で塑性クリープを回避させることであり、例えばこの平面付着圧力は、固定部材、例えば溝切り楔、コイル頭部中の支承部等によって発揮される。１８０℃で５〜１０倍の荷重下での持続クリープ試験は、前記の”エンジニアリング”熱可塑性樹脂がこの種の荷重の充填された状態で良好に突き出ることを示す。
【００２８】
また、熱可塑性樹脂と共に、熱硬化性樹脂もＢ状態で使用されてもよく、即ちなお架橋されておらず、そのために溶融能を有する材料を使用されてもよい。この熱硬化性樹脂は、完全な熱架橋のために、熱による後処理を必要とする。熱硬化性樹脂を層として静電塗装により塗布する常法と比較しての可能な利点は、粒子が溶射の際に棒表面よりも熱くともよいことにある。その結果、この粒子は、棒表面温度に相当する場合よりも僅かな粘度を有する液体被膜を形成する。被膜の良好な流展にとって十分に低い粘度が必要とされるので、こうして既に中程度の棒予熱温度の場合には、良好な結果を達成させることができる。
【００２９】
充填剤の場合には、公知の無機物質に遡及することができる。この場合には、繊維状の充填剤、例えばＥガラスまたは石英ガラスからの短繊維、または粒状の充填剤が使用可能である。繊維状充填剤の場合には、運搬の可能性および僅かな塗布速度についての問題が起こりうる。しかし、この場合には、粒状の充填剤または球状の充填剤と繊維状の充填剤との組合せを用いることができる。
【００３０】
充填剤は、必要に応じてポリマー中に配合させる必要はない。経験によれば、配合グラニュールを微粉砕することによって、広範な相分離が起こり、次にさらに再び２物質量の充填剤−ポリマーが存在することが示される。更に、線維芽充填された配合物の場合には、繊維充填剤を粉砕することによって強力に微粉砕され、したがってこのようにして短縮された繊維からは、もはや強化作用は生じない。
【００３１】
更に、以下には、本発明による方法ならびに導体または導体束を絶縁するために必要とされる本発明による被覆装置がよりいっそう正確に記載される。
【００３２】
最初に、図１に示されている、本発明による方法の実施に必要とされる被覆装置の構造について記載される。
【００３３】
被覆装置は、粉末貯蔵装置１ならびに粉末輸送装置２を含む。粉末貯蔵装置１中には、高温プラスチックが被覆材料として粉末状の形で収納されている。粉末輸送装置２は、粉末貯蔵装置１に由来する被覆材料の連続的な粉末の排出を制御するための装置を含む。
【００３４】
更に、被覆装置は、制御装置４を有する溶射機３を含み、この制御装置は、なかんずく被覆材料の塗布量、被覆すべき物体５に沿っての溶射機の移動速度ｖならびに使用される被覆材料６の溶融の制御を担当している。溶射に可能な方法、即ちレーザー噴射、溶融浴噴射、フレーム噴射、爆発噴射、高速フレーム噴射、光アーク噴射およびプラズマ噴射の中、本発明による方法にとって高い粒子速度を有する方法の使用は、適当である。
【００３５】
更に、被覆装置は、（図示されていない）棒回転装置またはコイル回転装置および保持装置を含む。この棒回転装置またはコイル回転装置および保持装置は、被覆の間、工作片を保持するために使用される。この場合には、工作片の被覆すべきでない部分、即ちコイルアイまたは棒用フックは、棒回転装置またはコイル回転装置および保持装置のための主要な保持点として使用され、この場合長手軸線を中心とする工作片の回転は、個々のロボットによる被覆を簡易化する。好ましくは、棒回転装置またはコイル回転装置および保持装置は、ロボットの付加的な軸線として運転される。
【００３６】
付加的に、被覆装置は、工作片を被覆の間に加熱する、棒加熱部またはコイル加熱部７を有する。この棒加熱部およびコイル加熱部７が存在することの意味は、閉鎖された細孔不含の被膜に流展するために、到着する液体プラスチック粒子がしばらくの間、液状のままであることにある。このために必要とされる温度は、本質的に溶融粘度に依存する。最も簡単には、加熱部は、電気的に実現させることができ、この場合には、誘導加熱が可能であるかまたは抵抗加熱が可能である。誘導加熱の場合には、加熱は、導体を中心に配置されている中周波コイルまたは高周波コイルによって行なわれ、抵抗加熱は、直流電圧または低電圧への棒またはコイルの接続によって行なわれる。
【００３７】
フレーム噴射またはいずれにせよ選択的な実施態様について例示すれば、被覆装置は、付加的になお被覆場所について温度監視するための（図示されていない）装置を有する。温度監視するためのこの装置は、なかんずく必要である。それというのも、電気加熱以外にフレームは、工作片を加熱するかまたは別の被覆法の場合には、層厚が増加するにつれて表面温度は、低下するからである。被覆場所での工作片の温度は、実際に明らかに被覆材料の溶融点を超えているが、しかし、ポリマーが熱的に崩壊される程度の高さであってはならないので、この温度監視が実施される。フレーム温度と電気的加熱温度とを互いに最適に一致させるために、表面温度のその場での測定が実施される。従って、温度監視のための装置としては、例えば短い積算時間を有するＩＲ測定装置が使用される。
【００３８】
被覆装置は、図１に示された前記装置以外に、噴射ロボットを有し、この噴射ロボットは、被覆すべき工作片、即ち例えば棒またはコイルに沿って溶射機の移動を実施し、環境を支障のある騒音から保護するため、および塗布された被覆を例えばダスト粒子による不純物から保護するために、超音波保護キャビンおよびダストキャビンを制御する。
【００３９】
更に、次に前記被覆装置により実施される、導体または導体束の価値の高い絶縁体を製造するための本発明による方法が記載される。
【００４０】
本発明による方法は、図２において経過図の形で示されており、次の工程を含む：
１）回転装置および保持装置上への棒またはコイルの取付け
第１の工程において、被覆すべき棒またはコイルは、回転装置および保持装置上に取り付けられ、この場合この回転装置および保持装置は、被覆工程の間に棒またはコイルを保持するため、ならびに棒またはコイルの相応する面を溶射機に向けて回転するために使用される。この場合、好ましくは、棒またはコイルは、導体またはコイルとテープとの内部接着によって予め固定される（工程Ｓ０）。それというのも、この場合には、回転装置および保持装置４に対する良好で特に安定な位置決めが保証されるからである。より大きな物体の場合には、取付けの安定性を保証するために、付加的な中間支承部が使用される。回転装置および保持装置４の回転は、噴射ロボットの制御装置によって制御される。
【００４１】
２）電気的加熱部への棒またはコイルの接続
次の工程Ｓ２において、棒またはコイルは、前記の電気的加熱部に誘導的または抵抗的に接続され、望ましい導体または導体束温度に加熱される。
【００４２】
３）溶射機への棒位置またはコイル位置の方向付け
引続き、工程Ｓ３において、噴射の開始のために棒位置またはコイル位置の方向付けが行なわれる。回転装置および保持装置４の相応する回転は、噴射ロボットの制御装置によって制御され、したがって回転の終結後に棒またはコイルの平面の１つは、溶射機に対して垂直方向に配置されている。
【００４３】
４）内部グロー保護体の噴射
次に、第１の実際の被覆工程（工程Ｓ４）において、内部グロー保護体は、適当な幅の水平方向でのジグザグ形の帯状体中に塗布される。この場合には、被覆すべき大きな物体の際に多数の溶射機が同時に使用されてもよく、噴射ロボットによって制御されてもよい。中間支承部は、大きな物体の場合には、噴射ロボットの制御装置によって制御され、溶射機が接近してくる際に自動的に遠ざかる。層厚は、粉末輸送装置および被覆すべき棒またはコイルに沿って溶射機が移動する速度によって定められ、したがって噴射ロボットの制御装置によって変動させることができる。好ましくは、噴射通過量１回当たりの噴射厚さは、０．０５〜０．２ｍｍである。
【００４４】
５）棒またはコイルの回転
平面の被覆の終結後、工程Ｓ５において、棒またはコイルの回転は、回転装置および保持装置によって行なわれ、この場合この回転は、噴射ロボットの噴射装置によって制御される。被覆すべき次の棒またはコイルの面は、再び溶射機に対して垂直方向に方向付けられる。
【００４５】
その後に、前記の工程Ｓ３およびＳ４は、他のコイル面のために実施される。同様に、棒またはコイルの被覆すべき残りの面を用いて処理が行なわれる。コイルの場合には、付加的に別のコイル脚部についても繰り返される。
【００４６】
しかし、工程Ｓ０において棒またはコイルを予め完成させるために、導電性層または半導電性層を備えたテープが使用される場合には、内部グロー保護体を塗布するための工程Ｓ３〜Ｓ５は省略される。それというのも、この内部グロー保護体は、既にテープによって形成されているからである。
【００４７】
一般に、内部グロー保護体に必要とされる被膜の厚さは、１回の通過で塗布されることができる。これとは異なる場合には、工程Ｓ３〜Ｓ５が繰り返される。
【００４８】
６）被覆粉末の交換
更に、工程Ｓ６において、内部グロー保護体を有する棒または導体の完全な被覆に続いて、粉末貯蔵容器１が交換されるか、または粉末貯蔵容器１、粉末輸送装置２および絶縁層のための内部グロー保護体に対する内部グロー保護体のための溶射機３を含む全体的な噴射装置が交換される。
【００４９】
７）絶縁層での棒またはコイルの被覆
被覆材料の前記の交換に続いて、内部グロー保護体を用いての被覆について前記された工程Ｓ３〜Ｓ５は、同様に絶縁層のために実施される（工程Ｓ７）。この場合、被覆材料は、絶縁するように充填された粉末である。被覆は、望ましい絶縁体の厚さが達成されるまで、１回以上のプロセスで行なわれる。この場合には、噴射ロボットの制御装置によって、導体または導体束温度の後制御が行なわれることが必要とされる。それというのも、液状被覆材料が衝突する表面の温度は、導体または導体束温度が後制御されない場合に、被覆材料の厚さが増加するにつれて、減少するからである。
【００５０】
この後制御のためには、被覆すべき物体の表面温度を連続的に検出することが好ましい。例えば、表面温度は、連続的に噴射場所で”高速ＩＲカメラ”によって測定される。
【００５１】
こうして、例えば表面温度に対して効果を生じる次のファクターを考慮することができる：
−  長い処理路Ｌの場合、吸引空気は、噴射層および導体または導体束を著しく強く冷却する。従って、電気的加熱を用いた場合には、噴射場所で適当な温度を調節することができるようにするために、被覆材料は、適当な温度に維持されなければならない。従って、表面温度の制御以外に"緩徐なＩＲカメラ"が形成されており、したがって確実な加熱制御を行なうことができる。
【００５２】
−  層厚が成長する場合には、被覆の製造のために適した表面温度が得られなければならない。これは、導体または導体束温度が絶えず上昇しなければならないことを意味する。しかし、それによって既に塗布された層材料またはその流去物が必然的に過熱されることを回避させるために、例えば導体または導体束温度は、減少させることができ、したがって既に塗布された、導体または導体束に隣接した層が固化される。被覆すべき導体が中空導体である場合には、例えば内部の冷却は、空気を用いて行なうことができる。しかし、厚手の導体の場合には、熱容量が高いことにより、導体または導体束が徐々に冷却されることを生じることができる。
【００５３】
幾何学的な割合および塗布すべき層厚に応じて、適当な導体または導体束温度への導体または導体束の最初の加熱後に、導体または導体束をさらに加熱し、冷却し、全ての被覆過程で表面を予め加熱するかまたは噴射温度もエネルギー供給の僅かな変更によって変えることが必要とされる。
【００５４】
原則的には、噴射された層が厚手になるにつれて、劣悪な熱伝導のために、表面温度は導体または導体束温度による影響がますます少なくなると云える。従って、導体または導体束に対して減少する温度勾配を達成することが努力されている。即ち、表面温度は、火炎または放熱器を用いての加熱または空気を用いての冷却によって被覆面からますます制御されなければならない。変法としては、火炎温度の制御は、燃焼ガス流の影響によって行なうことができる。
【００５５】
この場合、特に好ましくは、噴射場所で直接に塗布された層の表面温度がオンラインで検出される。それというのも、それによって層の結果に対するパラメーターの変化の不利な作用は、回避されることができる。例えば、オンライン−噴射場所での温度測定により、得られた層上に不利な作用を生じる可能性がある、所定の目標値からのずれが示されると直ちに、層の噴射の間にＨ２質量流は、エネルギー供給に影響を及ぼすために制御されることができ；この場合、温度が所定の値に減少すると直ちにＨ２質量流は、上昇され、これに対して、温度が所定の値を超えた場合には、このＨ２質量流は、下降される。この適合は、段階的に行なわれる。こうして、望ましい処理パラメーターは、簡単に維持されることができ、それによって層の不変の品質を達成させることができる。
【００５６】
８）外部グロー保護体での棒またはコイルの被覆
所定の厚さの絶縁材料での被覆に引き続いて、最初に工程Ｓ６（絶縁のための被覆材料と外部グロー保護体のための被覆材料との交換）が繰返され、引続き外部グロー保護体を製造するための被覆材料を用いる工程Ｓ７が繰り返される。この場合、外部グロー保護体のための被覆材料は、導電性で充填されたポリマーからなる。
【００５７】
９）最終工程
棒またはコイルの被覆に続く最終的な工程Ｓ９において、被覆は、冷却され、引続き棒またはコイルは、回転装置および保持装置から取り外される。場合によっては、例えば銅からなる棒表面またはコイル表面と絶縁体との間の熱応力をなくすために、次になお表面の後加工または後温度処理が実施される。熱硬化性被覆の場合には、こうして後硬化を達成することができる。
【００５８】
更に、付加的な工程Ｓ１０において、先行する被覆の間に回転装置および保持装置のための保持点として使用される棒端部またはコイルアイの被覆は、引続き被覆工程の終結前に行なうことができる。
【００５９】
従って、本発明による方法および本発明による装置により、簡単な方法で付加的な特殊な工具および特殊な装置の必要なしに、棒またはコイルのための絶縁体を製造することができ、この絶縁体は、公知技術水準と比較して安価であり、欠陥個所がないために、絶縁体中で良好な部分放電安定性を有する。
【００６０】
総括的に云えば、本発明による方法には、導体または導体束のための価値の高い絶縁体を製造することが開示されている。この方法の場合には、内部グロー保護体、絶縁体および外部グロー保護体の全ては、連続的工程で溶射により導体または導体束上で塗布されている。噴射工程１回当たりの塗布量の厚さは、０．２ｍｍまでであり、それによって層の欠陥の自由度、ひいては部分放電の回避は、保証される。その上、熱負荷可能性は、高性能の熱可塑性樹脂、高温能を有する”エンジニアリング”熱可塑性樹脂ならびに高温熱硬化性樹脂の使用によって改善されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】  溶射のための本発明による装置の１つの構造を示す略図。
【図２】  本発明による方法の実施を具体的に示す経過図。
【図３】  従来の溶射技術で製造された層構造体の層構造を示す略図。
【符号の説明】
１  粉末貯蔵装置、  ２  粉末輸送装置、  ３  溶射機、  ４  制御装置、  ５  被覆すべき物体、  ６  使用される被覆材料、  ７  コイル加熱部、  ｖ  溶射機の移動速度
【図１】
0004646177.tif 000002
【図２】
0004646177.tif 000003
0004646177.tif 000004
【図３】
0004646177.tif 000005