CH669540A5

CH669540A5 -

Info

Publication number: CH669540A5
Application number: CH483585A
Authority: CH
Inventors: Mihaly Medgyesy; Palne Schmitt; Kalmanne Szantai; Ferencne Solymosi; Jozsef Gajda
Original assignee: Ganz Villamossagi Muevek
Priority date: 1985-11-13
Filing date: 1985-11-11
Publication date: 1989-03-31
Also published as: JPS62140675A; FR2590744A1; SE8505351D0; DE3541235A1; FR2590744B1; SE458751B; SE8505351L

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Behandeln von Maschinenteilen mit Isolationslack zwecks Überziehen und Imprägnieren.

Auf dem Gebiet der Elektroindustrie werden zur Imprägnierung von elektrischen Maschinen und sonstigen Elek-troerzeugnissen einerseits organische Lösungsmittel beinhaltende und anderseits lösungsmittelfreie Imprägniermittel verwendet. Die bekannten Verfahren genügen den gegenüber der Imprägnierung gestellten elektrischen und sonstigen Anforderungen.

In letzter Zeit sind mehrere Tendenzen der Entwicklung der Imprägnierverfahren zu beobachten. Eine dieser Tendenzen führte zu der Entwicklung des sogenannten VPI-Verfahrens, bei welchem das Isolationssystem der elektrischen Maschinen aus bindemittelfreien Isolationsmaterialien gebildet und unter Druck mit dem erforderlichen lösungsmittelfreien Bindemittel, meistens mit Epoxydharz oder Epoxyd-Polyesterharz imprägniert wird.

Die andere Hauptrichtung der Entwicklung führte zu dem sogenannten Tropfverfahren. Bei diesem Verfahren wird auf die zu imprägnierenden Bauteile, während der Drehung dieser, solange lösungsmittelfreier Lack getropft, bis sich das Isolationssystem mit Lack durchtränkt.

Die dritte Tendenz besteht in der Vervollkommnung des konventionellen Verfahrens. Das konventionelle Verfahren besteht darin, dass mit Lacken, welche ein organisches Lösungsmittel enthalten, einmal oder zweimal unter Durchführung folgender Teiloperationen imprägniert wird:

1. Vortrocknen

2. Durchtränken und Sättigen

3. Austrocknen

4. Einbrennen.

Die mit dem Isolationssystem versehenen Spulen werden bei ca. 105 — 110 °C in Vakuum oder bei Atmosphärendruck vorgetrocknet, danach auf eine Temperatur von 25—50 °C abgekühlt und danach imprägniert, d.h. in Lack eingetaucht. Dieser Verfahrensschritt kann sowohl unter Atmosphärendruck als auch unter Vakuum durchgeführt werden. Danach wird die Spule aus dem Lack herausgehoben und zur Trocknung auf 70—80 °C erwärmt, daran anschliessend wird der Lack bei einer für den Lack vorgeschriebenen Temperatur eingebrannt.

Das konventionelle Verfahren hat mehrere bedeutende Nachteile. Einerseits ist dieses Verfahren mit einem hohen Energiebedarf verbunden, da die Elemente mit einer nicht gerade geringen Masse mehrmals erwärmt werden müssen, anderseits ist die Anwesenheit eines organischen Lösungsmittels von Nachteil, welches bekannterweise feuergefährlich und gesundheitsschädlich ist und verschmutzt beim Abgang in die Luft die Umgebung. Diese beiden Gesichtspunkte sind deshalb von grosser Bedeutung, weil bei den elektrischen Maschinen, wo es sich um Einrichtungen mit grossen Abmessungen handelt, die Einhaltung und Überprüfung der obligatorischen Feuer-, Arbeits- und Umweltschutzvorschriften äusserst schwierig ist.

Das Ziel der Erfindung besteht in der Realisierung eines Verfahrens zum Behandeln von Maschinenteilen zwecks Überziehen und Imprägnieren, bei welchem der Imprägnierlack nicht feuergefährlich ist und nur eine minimale umwelt-und gesundheitsschädliche Wirkung des Lackes auftritt. Gleichzeitig sollten die gleichen elektrischen und sonstigen technischen Parameter gewährleistet werden, wie bei den früher bereits bekannten Verfahren und Lacken.

Es ist allgemein bekannt, dass sich die Eigenschaften der elektrischen Isolationsmaterialien sogar bereits bei verhältnismässig geringem Feuchtigkeitsgehalt rapid verschlechtern. Deshalb wurden auf dem Gebiet der Elektroindustrie mit Wasser verdünnbare Produkte lange überhaupt nicht verwendet. Die immer strenger werdenden Umwelt-, Ge-sundheits- und Arbeitsschutzvorschriften zwingen jedoch die Elektroindustrie dazu, sich mit der Einführung dieser Produkte eingehend zu beschäftigen.

Die ersten Produkte dieser Art waren mit Wasser verdünnbare Einbrennblechlacke. Ihre Einführung war eine relativ leichte Aufgabe, da freie Flächen von Platten mit einer dünnen /5—15 um/ Lackschicht zu versehen waren. Somit blieb beim Einbrennen die vollkommene Entfernung des Wassers gewährleistet. Bei der Plattenlackierung hat sich erwiesen, dass die mit entsprechendem Wasser verdünnbaren Lacke nach dem Einbrennen über ausgezeichnete allgemeine und elektrische Eigenschaften verfügen.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass bei der Auswahl von solchen Lacken, die neben den allgemeinen Eigenschaften auch über eine entsprechende Wasserfreilas-sungsfahigkeit und eine geringe Blasenbildungsneigung verfügen, praktisch eine solche Imprägnierung gesichert werden kann, die in ihrer Qualität der mit organische Lösungsmittel beinhaltenden Lacken erfolgten Imprägnierung entspricht.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Behandeln von Maschinenteilen, mit Isolationslack zwecks Überziehen und Imprägnieren und weist die im Anspruch 1 aufgeführten Merkmale auf.

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Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemässen Verfahrens sind in den abhängigen Ansprüchen 2 —7 definiert.

Das erfindungsgemäss durchgeführte Verfahren unterscheidet sich darin von dem klassischen Verfahren, dass der Prozess der Vortrocknung wegfällt, da während der Imprägnierung Wasser in das System gelangt. Der Lack dring dank seiner ausgezeichneten aktiven Kapillaritätseigenschaften bereits bei Raumtemperatur in die kleinsten Mikrokapillaren ein. Während des Einbrennens muss sich natürlich das Wasser vollständig entfernen. Das ist eine Grundvoraussetzung zur Sicherung der gewünschten elektrischen Parameter.

Der Lack muss über folgende Eigenschaften verfügen, um für Imprägnierungszwecke aus dem Gebiet der Elektroindustrie verwendbar zu sein:

1. beim Durchtränken:

entsprechende Viskosität, gutes Netzvermögen, geringmöglichster Gehalt an organischen Hilfslösemitteln, gute Lagerfähigkeit,

2. beim Einbrennen:

vollkommene Wasserfreilassungsfähigkeit, minimale Blasenbildung, kurze Einbrennzeit,

3. nach dem Einbrennen:

entsprechende elektrische und mechanische Eigenschaften, gute Wasser-, Wasserdampf-, Öl- und Chemikalienbeständigkeit, bei mehrfacher Imprägnierung guter Zusammenbau.

Über derartige Eigenschaften verfügen solche spezielle Lacke, welche mit organischem oder anorganischem Amin neutralisiertes vernetzendes Karbamid — und/oder Melamin — und/oder Phenolharz beinhaltende wässrige Lösungen von mit Öl mit grosser Säurezahl modifizierten oder nicht-modifizierten Alkydharz sind.

Nachstehend wird das erfindungsgemässe Verfahren anhand von zwei bevorzugten Durchführungsbeispielen näher erläutert.

Beispiel 1

Imprägnierung des Rotors eines neuhergestellten Motors einer Betriebswerkstatt. Die ausgewählte zu imprägnierende Maschine ist der Rotor eines mit wellenförmigen Strom gespeisten Kommutatorfahrmotors mit einer Masse von ca. 85 kg, einer Leistung von 34 kW und einer Drehzahl von 1470 und einer kontinuierlichen Isolation. Als imprägnierender Lack wurde eine mit organischem Amin neutralisiertes, vernetzendes Melaminharz und eine geringe Menge organischer Hilfslösemittel beinhaltende wässrige Lösung von Alkydharz mit grosser Säurezahl verwendet. Der Rotor wurde in einen Imprägnierungsbehälter senkrecht mit dem Kommutator nach oben angeordnet. In einem anderen Behälter wurde der pH-Wert des imprägnierenden Lackes auf einen Wert von 7,5 eingestellt und mit Leitungswasser bis auf einen Effusionswert von 35 s (bei 20 °C und Mp-4 gemessen) verdünnt. Mit Mp-4 wird ein Messglas mit einem Volumen von 100 ml gemäss DIN 53211 bezeichnet. Der Gehalt des Lackes an nichtflüchtiger Substanz war dabei ca. 35%. Danach wurde über ein die beiden Behälter verbindendes Rohr soviel Lack in den Imprägnierungsbehälter übergepumpt, dass der Rotor bis zum Kommutator bedeckt war und solange daringehalten wurde, bis auf der Lackoberfläche die Blasenbildung aufhörte. Das dauerte etwa eine Stunde. Danach wurde der Lack in den Vorbereitungsbehälter zurückgepumpt, der Rotor über den Behälter gehoben, sodass er

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abtropfen konnte, wonach der Lack mit einem nassen Tuch vom Achsenende abgewischt wurde. Die Maschine wurde anschliessend zum Zwecke der Verdampfung des Wassers, zuerst unter einer Temperatur von 50 °C, bei atmosphärischem Druck für eine Zeitdauer von vier Stunden gehalten. Danach wurde der Lack bei einer für den Lack vorgeschriebenen Temperatur von 130 °C während 12 Stunden eingebrannt. Dieser Vorgang wurde zur Erreichung einer entsprechenden Qualität der Imprägnierung wiederholt, jedoch mit der Abweichung, dass die Effusion des Lackes auf 50 s eingestellt wurde. Dann betrug der Gehalt des Lackes an nichtflüchtiger Substanz etwa 45%. Die Qualität der Imprägnierung wurde in bekannter Weise, durch Messung des Isolationswiderstandes bei einer Temperatur von 130 °C bewertet.

Beispiel 2

Imprägnierung eines bereits benutzten Motors zur Instandhaltung und Erneuerung.

Der gemäss diesem Beispiel gewählte Motor war nach einem Betrieb von 20 000 Betriebsstunden, noch im betriebsfähigen aber verfallenen, öligen und schmutzigen Zustand. Der Motor verfügte über folgende technische Parameter:

eine Masse von ca. 20 kg, Kommutatoranker. In der ersten Phase der Imprägnierung wurde der Motor gesäubert. Dieses wurde mit einem starken Flüssigkeitsstrahl, im ersten Schritt mit einer wässrigen Waschmittellösung und im zweiten Schritt mit reinem Wasser durchgeführt. Danach wurde der Motor ohne Trocknung in den Imprägnierungsbehälter geführt und danach die Imprägnierung wie bei Beispiel 1 beschrieben vorgenommen. Im gegebenen Fall wurde zweimal imprägniert. In Abhängigkeit vom Zustand und der geplanten Betriebsweise des Motors kann jedoch auch eine einmalige Imprägnierung ausreichend sein.

Im allgemeinen werden die Parameter (pH-Wert, Viskosität, Gehalt an nichtflüchtiger Substanz) des Lackes immer in Abhängigkeit von den Gegebenheiten des Industriebereiches und dem Charakter des zu imprägnierenden Bauteils bestimmt. Der pH-Wert des Lackes kann in einem Bereich von 7 — 11, vorzugsweise 7—8, die Effusion des Lackes in einem Bereich von 20—200 s, vorzugsweise 30—60 s (bei 20 °C und Mp-4 gemessen) und der Gehalt an nichtflüchtiger Substanz in einem Bereich von 20 — 70%, vorzugsweise 30—45% gewählt werden.

Aus den beschriebenen Beispielen ist ersichtlich, dass das erfindungsgemässe Verfahren gegenüber dem konventionellen Verfahren über eine Reihe von Vorteilen verfügt. Ein grundsätzlicher Vorteil besteht darin, dass durch Anwendung des wasserlöslichen Lackes die Feuer- und Explosionsgefahr eliminiert und die gesundheitsschädliche Wirkung sowie die Umweltverschmutzung reduziert wird. Der auf die Haut gelangende Lack kann mit Leitungswasser und Seife entfernt werden. Darüber hinaus wird bei dem erfindungsgemässen Verfahren eine Arbeitsoperation eingespart, und zwar die Vortrocknung, wodurch eine bedeutende Einsparung an Zeit-, Arbeits- und Energieaufwand erzielt wird. Die bei den erfindungsgemässen Verfahren verwendbaren Lacke erfordern eine geringe Zeitdauer bei der Einbrennung, was ebenfalls zu einer bedeutenden Zeit- und Energieeinsparung führt.

Gemäss den bei der Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens gewonnenen Erfahrungen wurde eine 50-prozen-tige Zeiteinsparung und eine 50-prozentige Energieeinsparung erzielt.

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1. Verfahren zum Behandeln von Maschinenteilen mit Isolationslack zwecks Überziehen und Imprägnieren, dadurch gekennzeichnet, dass das mit einem Isolationssystem versehene Maschinenteil bei Raumtemperatur, in wasserlöslichem Lack mit einem pH-Wert von 7—11, und mit einer Effusion von 20—150 s, bei 20 °C und Mp-4 gemessen, solange getaucht wird, bis an der Lackoberfläche keine Blasenbildung wahrgenommen werden kann, worauf das Maschinenteil aus dem Lack genommen, abgetropft und bei einer Temperatur von 15—80 °C getrocknet wird, wonach die Lackschicht bei einer für den jeweiligen Lack vorgeschriebenen Temperatur eingebrannt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Eintauchen bei einer Raumtemperatur von

15—40 °C und unter atmosphärischem Druck oder bei Vakuum erfolgt.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der pH-Wert des Lackes in einem Bereich von 7—8 liegt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Effusion des Lackes in einem Bereich von 35—55 s — bei 20 °C und Mp-4 gemessen — eingestellt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Lack nach dem Abtropfen unter atmosphärischem Druck oder bei Vakuum getrocknet wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Temperaturbereich von 25—40 °C getrocknet wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Lack eine wässrige Lösung von mit Ol modifiziertem oder nichtmodifiziertem Alkydharz mit grosser Säurezahl verwendet wird, wobei die wässrige Lösung mit organischen oder anorganischen Amin neutralisiertes vernetzendes Karbamid-, und/oder Melamin-, und/oder

• Phenolharz beinhaltet.