DE10111660B4

DE10111660B4 - Method and device for coating components provided with windings

Info

Publication number: DE10111660B4
Application number: DE10111660.8A
Authority: DE
Inventors: Elke Bäuerle
Original assignee: MASCHB GOTTLOB THUMM GmbH; MASCHINENBAU GOTTLOB THUMM GmbH
Current assignee: MASCHB GOTTLOB THUMM GmbH; MASCHINENBAU GOTTLOB THUMM GmbH
Priority date: 2001-03-09
Filing date: 2001-03-09
Publication date: 2021-09-02
Anticipated expiration: 2021-03-10
Also published as: DE10111660A1

Abstract

Vorrichtung zum Beschichten von mit Wicklungen (3.1) versehenen Bauteilen (3), wie Rotoren, Statoren, Transformatoren oder Spulen mit schmelzfähigem Pulver (6), bei der das Pulver (6) in einem Behältnis (2) aufgenommen ist, in dem mittels einer Gaszufuhreinrichtung zum Auftragen des Pulvers (6) ein Pulverschwall erzeugbar ist, und eine Rotationsvorrichtung (5) vorhanden ist, mit der das Bauteil (3) während der Schwallerzeugung in dem Pulverschwall drehbar ist, und ferner eine Aufwärmvorrichtung zum Anwärmen der Wicklung (3.1) mittels durch diese geführten Stroms vorgesehen ist,dadurch gekennzeichnet,dass die Aufwärmvorrichtung mit ihrer Stromzuführung (4) derart ausgelegt ist, dass die Aufwärmung der Wicklung (3.1) während der Beschichtung unter Drehen des Bauteils (3) so schnell erfolgt, dass die Wicklung die Schmelztemperatur während der Beschichtung überschreitet und ein Träger der Wicklung die Schmelztemperatur unterschreitet,dass das Behältnis (2) in einem Unterteil (2.1) die Gaszufuhreinrichtung aufweist und der Pulverschwall in einem Oberteil (2.2) des Behältnisses (2) erfolgt,dass eine Höhenverstelleinrichtung (7) zum vertikalen Verstellen des Behältnisses (2) relativ zu dem Bauteil (3) vorgesehen ist,dass die Gaszufuhreinrichtung ein stabil regelbares Luftführsystem aufweist unddass die Ein- und Austauchgeschwindigkeit und die Rotation des Bauteils (3) regelbar sind, wobei das Behältnis (2) während des Beschichtungsvorganges relativ zu dem Bauteil (3) in beiden Richtungen vertikal verfahrbar ist.Device for coating components (3) provided with windings (3.1), such as rotors, stators, transformers or coils with meltable powder (6), in which the powder (6) is received in a container (2) in which a Gas supply device for applying the powder (6) a powder surge can be generated, and a rotation device (5) is available with which the component (3) can be rotated during the surge generation in the powder surge, and also a warming device for heating the winding (3.1) by means of current guided by this is provided, characterized in that the heating device with its power supply (4) is designed in such a way that the winding (3.1) is heated so quickly during the coating while rotating the component (3) that the winding reaches the melting temperature exceeds during the coating and a carrier of the winding falls below the melting temperature that the container (2) in a lower part (2.1) the gas ufuhreineinrichtung and the powder surge in an upper part (2.2) of the container (2) takes place, that a height adjustment device (7) is provided for vertical adjustment of the container (2) relative to the component (3), that the gas supply device has a stably controllable air supply system andthat the immersion and replacement speed and the rotation of the component (3) can be regulated, wherein the container (2) can be moved vertically in both directions relative to the component (3) during the coating process.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Beschichten von mit Wicklungen versehenen Bauteilen, wie Rotoren, Statoren, Transformatoren oder Spulen mit schmelzfähigem Pulver gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 bzw. 2.The invention relates to a device and a method for coating components provided with windings, such as rotors, stators, transformers or coils with meltable powder according to the preamble of claims 1 and 2, respectively.

Eine Vorrichtung bzw. ein Verfahren dieser Art ist in der DE 35 28 492 A1 angegeben. Bei dieser bekannten Vorrichtung bzw. diesem bekannten Verfahren zum Beschichten von mit Wicklungen versehenen Bauteilen wird schmelzfähiges Pulver mittels eines sogenannten Wirbelsinterverfahrens in einem Sinterbecken unter Aufwirbeln des Pulvers beschichtet. Zunächst wird dazu das Bauteil mittels Stromflusses durch seine Wicklungen vorgewärmt. Wie in Spalte 4, letzter Abs. ausgeführt, wird die so widerstandserwärmte Wicklungspackung des Ankers nun unter drehender Bewegung über dem Wirbelsinterbecken mit konstanter Fluidisierhöhe abgerollt. Dieser Vorgang dauert ca. 10 Sekunden, wonach eine 30 Minuten lange Aushärtung in erwärmter Umluft erfolgt. Ferner ist angegeben, dass bei dieser Vorgehensweise die Haftung sowohl auf lackiertem Kupferdraht als auch auf der pulverbeschichteten Nutisolation sehr gut ist. Dies spricht dafür, dass die Vorwärmung vor der eigentlichen Beschichtung unter Drehung erfolgt, wobei auch zumindest wesentliche Teile eines Trägers während der Vorwärmphase so weit erwärmt sind, dass die Schmelztemperaturen des Pulvers überschritten und eine Haftung auch außerhalb der Wicklungsteile des Bauteils erfolgt. Entsprechendes gilt auch, wenn eine zweite Schicht aufgebracht werden soll, wie in Spalte 5, Zeilen 32 bis 48 näher beschrieben. Hierbei ist vorgeschlagen, die Lamellen des Kommutators durch eine entsprechende Abdeckung vor der Beschichtung zu schützen. Der, wie in Verbindung mit dem Aufbringen der ersten Schicht beschrieben, vorgewärmte Anker wird erst nach der Vorwärmung in das Wirbelsinterbecken (für ca. 3 Sekunden) eingetaucht. Eine evtl. Abdeckung nicht zu beschichtender Bereiche des Bauteils erfordert entsprechenden Aufwand.An apparatus and a method of this type is in the DE 35 28 492 A1 specified. In this known device or this known method for coating components provided with windings, meltable powder is coated by means of a so-called fluidized bed sintering process in a sintering basin while the powder is being swirled up. First of all, the component is preheated by means of a current flow through its windings. As stated in column 4, last paragraph, the armature winding package, which has been heated by resistance, is now rolled over the vortex sintering basin with a constant fluidization level with a rotating movement. This process takes about 10 seconds, after which it is hardened for 30 minutes in heated circulating air. It is also stated that with this procedure the adhesion is very good both on the lacquered copper wire and on the powder-coated slot insulation. This suggests that the preheating takes place with rotation before the actual coating, with at least essential parts of a carrier being heated during the preheating phase to such an extent that the melting temperature of the powder is exceeded and adhesion also takes place outside the winding parts of the component. The same applies if a second layer is to be applied, as described in more detail in column 5, lines 32 to 48. It is proposed here to protect the lamellae of the commutator from the coating by means of an appropriate cover. The anchor, which is preheated as described in connection with the application of the first layer, is immersed in the vortex sintering basin (for approx. 3 seconds) only after it has been preheated. A possible covering of areas of the component that are not to be coated requires a corresponding effort.

In SCHMIDT, Paul: Beschichten mit Kunststoffen, München, Carl-Hanser Verlag 1967, Seiten 126 bis 133 , sind verschiedene nähere Ausführungen zum Beschichten mit Kunststoffen im Wirbelsinterverfahren gemacht.In SCHMIDT, Paul: Coating with plastics, Munich, Carl-Hanser Verlag 1967, pages 126 to 133 , various detailed explanations are made for coating with plastics using the fluidized bed sintering process.

Eine andere Beschichtungsvorrichtung, nämlich mit einem Schleuderrad, ist in der DE 197 01 307 A1 gezeigt.Another coating device, namely with a centrifugal wheel, is in the DE 197 01 307 A1 shown.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Beschichten von mit Wicklungen versehenen Bauteilen bereit zu stellen, mit der bzw. dem insbesondere auch bei größeren Bauteilen dieser Art mit möglichst wenig Aufwand eine zuverlässige Beschichtung der Wicklung erzielt wird.The invention is based on the object of providing a device and a method for coating components provided with windings, with which a reliable coating of the winding is achieved with as little effort as possible, especially in the case of larger components of this type.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 2 gelöst. Dabei ist vorgesehen, dass die Anwärmgeschwindigkeit so groß ist, dass die Temperatur der Wicklung die Schmelztemperatur während der Beschichtung überschreitet und die Temperatur eines Trägers der Wicklung die Schmelztemperatur unterschreitet. Auch sind eine Regelung der Rotation des Bauteils und der Ein- und Austauchgeschwindigkeit vorgesehen.This object is achieved with the features of claims 1 and 2. It is provided that the heating speed is so great that the temperature of the winding exceeds the melting temperature during the coating and the temperature of a carrier of the winding falls below the melting temperature. Regulation of the rotation of the component and the speed of immersion and removal are also provided.

Durch die in der Regel relativ kurze Verweilphase in dem Schwallbad einerseits und die Trägheit der Wärmeübertragung auf benachbarte Trägerteile andererseits wird mittels der in der Wicklung während der Beschichtung und Drehung erzeugten Stromwärme ein Schmelzvorgang praktisch ausschließlich auf der Wicklung erzielt, während auf dem umgebenden Träger praktisch kein Schmelzprozess erfolgt. Nachträglich kann somit evtl. noch auf dem Träger vorhandenes überschüssiges Pulver von diesem leicht entfernt werden. Eine hohe Qualität und Zuverlässigkeit der Beschichtung wird dabei dadurch erreicht, dass die Luftzuführung zum Erzeugen des Pulverschwalls stabil geregelt und das Bauteil unter stufenloser Regelung rotiert wird sowie die Geschwindigkeit der Vertikalverstellung des Behältnisses relativ zu dem Bauteil geregelt wird.Due to the generally relatively short dwell phase in the surge bath on the one hand and the inertia of the heat transfer to neighboring carrier parts on the other hand, a melting process is achieved practically exclusively on the winding by means of the current heat generated in the winding during coating and rotation, while practically none on the surrounding carrier Melting process takes place. Any excess powder still present on the carrier can subsequently be easily removed from the carrier. A high quality and reliability of the coating is achieved in that the air supply to generate the powder surge is regulated in a stable manner and the component is rotated with stepless regulation and the speed of the vertical adjustment of the container relative to the component is regulated.

Das Behältnis weist in einem Unterteil die Gaszufuhreinrichtung auf und der Pulverschwall wird in einem Oberteil des Behältnisses erzeugt. Die Höhenverstelleinrichtung zum vertikalen Verstellen des Behältnisses relativ zu dem Bauteil trägt auch zur einfachen Bedienung bei. Auch während des Beschichtungsvorganges ist dabei ein vertikales Verfahren in beiden Richtungen möglich.The container has the gas supply device in a lower part and the powder surge is generated in an upper part of the container. The height adjustment device for vertically adjusting the container relative to the component also contributes to simple operation. A vertical movement in both directions is also possible during the coating process.

Die erfindungsgemäßen Maßnahmen bei der Vorrichtung und dem Verfahren ergeben somit wesentliche Vorteile.The measures according to the invention in the device and the method thus result in significant advantages.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1 eine Vorrichtung zum Beschichten in seitlicher Ansicht bei vertikal angeordnetem Bauteil und
2 eine Vorrichtung zum Beschichten bei horizontal angeordnetem Bauteil.

The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments with reference to the drawings. Show it:

1 a device for coating in a side view with a vertically arranged component and
2 a device for coating with a horizontally arranged component.

Wie aus 1 ersichtlich, weist eine Vorrichtung 1 zum Beschichten eines eine Wicklung 3.1 tragenden Bauteils 3, wie etwa ein Stator, Rotor, Transformator oder eine Spule, ein Behältnis 2 mit einem Unterteil 2.1, einem Oberteil 2.2 und einem Lufteinlass 2.3, eine Rotationsvorrichtung 5 für das Bauteil 3 und eine Höhenverstelleinrichtung 7 zum vertikalen Verstellen des Behältnisses 2 relativ zu dem Bauteil 3 auf. Zum Erwärmen der Wicklung 3.1 des Bauteils 3 ist eine Stromwärmeeinrichtung mit einer Stromzuführung 4 vorgesehen.How out 1 can be seen, has a device 1 for coating a winding 3.1 load-bearing component 3 such as a stator, rotor, transformer or coil, a container 2 with a lower part 2.1 , a top 2.2 and an air inlet 2.3 , a rotating device 5 for the component 3 and a height adjustment device 7th for vertical adjustment of the container 2 relative to the component 3 on. For heating the winding 3.1 of the component 3 is a current heating device with a power supply 4th intended.

In dem Oberteil 2.2 des Behältnisses 2 wird ein Pulver-Schwall-Bad 6.1 mit dem Pulver 6 erzeugt, indem das Pulver 6 mittels von unten über den Lufteinlass 2.3 in den Unterteil 2.1 zugeführter Luft, die im Weiteren über ein Verteilsystem in den Oberteil 2.2 geleitet wird, aufgewirbelt wird. Das in den Pulverschwall 6.1 eingetauchte Bauteil 3 ist, wie 1 zeigt, vertikal angeordnet und um eine vertikale Achse mittels der Rotationsvorrichtung 5 während der Schwallerzeugung rotierbar.In the top 2.2 of the container 2 becomes a powder flood bath 6.1 with the powder 6th generated by the powder 6th by means of below via the air inlet 2.3 in the lower part 2.1 supplied air, which is then fed into the upper part via a distribution system 2.2 is directed, is whirled up. That in the flood of powder 6.1 submerged component 3 is like 1 shows, arranged vertically and about a vertical axis by means of the rotating device 5 rotatable during surge generation.

Wie 2 zeigt, kann der Aufbau auch derart sein, dass das Bauteil 3 horizontal ausgerichtet und um eine horizontale Achse mittels der Rotationsvorrichtung 5 in dem Pulverschwall 6.1 drehbar ist. Das Luftzufuhrsystem kann z.B. Belüftungsplatten aufweisen und ist vorteilhaft stabil regelbar, um den Pulverschwall geeignet zu beeinflussen. Die Ein- und Austauchgeschwindigkeiten können stufenlos regelbar sein. Auch die Rotation des Bauteils 3 kann stufenlos regelbar sein.As 2 shows, the structure can also be such that the component 3 aligned horizontally and around a horizontal axis by means of the rotating device 5 in the surge of powder 6.1 is rotatable. The air supply system can, for example, have ventilation plates and can advantageously be regulated in a stable manner in order to suitably influence the surge of powder. The immersion and removal speeds can be infinitely variable. Also the rotation of the component 3 can be infinitely variable.

Da vorrangig nur die Wicklung 3.1 beschichtet werden soll, erfolgt deren Aufwärmung sehr schnell auf eine Temperatur von z.B. 200° C, und zwar so schnell, dass Bleche bzw. Teile, die nicht beschichtet werden sollen, möglichst wenig angewärmt werden.Since primarily only the winding 3.1 is to be coated, it is heated up very quickly to a temperature of 200 ° C., for example, so quickly that sheets or parts that are not to be coated are heated as little as possible.

Die waagrechte Ausrichtung des Bauteils 3 nach 2 mit der Rotation um eine horizontale Achse ergibt insbesondere auch bei unregelmäßigen Wicklungsteilen eine gleichmäßige Pulververteilung. Außerdem kann ein hoher Pulverauftrag erreicht werden. Über die Drehzahl und Zeit kann der Pulverauftrag gesteuert und vorteilhaft auch stufenlos eingestellt werden.The horizontal alignment of the component 3 after 2 the rotation around a horizontal axis results in a uniform powder distribution, especially with irregular winding parts. In addition, a high powder application can be achieved. The powder application can be controlled and advantageously also continuously adjusted via the speed and time.

Nach dem Pulverbeschichten werden die Bauteile 3 von überschüssigem Pulver 6 z.B. durch Abblasen befreit, und anschließend erfolgt eine Aushärtung mittels Stromwärme.After powder coating, the components are 3 of excess powder 6th Eg freed by blowing off, and then hardening takes place by means of electrical heat.

Mit den beschriebenen Maßnahmen ergibt sich eine rationelle Beschichtung von Wicklungen, wobei eine Prozesszeit von einigen Minuten erzielt werden kann.The measures described result in an efficient coating of windings, with a process time of a few minutes being able to be achieved.

Claims

Device for coating components (3) provided with windings (3.1), such as rotors, stators, transformers or coils with meltable powder (6), in which the powder (6) is received in a container (2) in which a Gas supply device for applying the powder (6) a powder surge can be generated, and a rotation device (5) is available with which the component (3) can be rotated during the surge generation in the powder surge, and also a warming device for heating the winding (3.1) by means of current guided by this is provided, characterized in that the heating device with its power supply (4) is designed in such a way that the winding (3.1) is heated so quickly during the coating while rotating the component (3) that the winding reaches the melting temperature exceeds during the coating and a carrier of the winding falls below the melting temperature that the container (2) in a lower part (2.1) the Has gas supply device and the surge of powder takes place in an upper part (2.2) of the container (2), that a height adjustment device (7) is provided for vertical adjustment of the container (2) relative to the component (3), that the gas supply device has a stably controllable air duct system and that the immersion and replacement speed and the rotation of the component (3) can be regulated, wherein the container (2) can be moved vertically in both directions relative to the component (3) during the coating process.

Process for coating components (3) provided with windings (3.1), such as rotors, stators, transformers or coils with meltable powder (6), in which the component is heated by means of a current flow through the winding (3.1) and the powder ( 6) is applied to the component (3) by means of a surge bath (6.1) while the component (3) is set in rotation, characterized in that the heating takes place during the coating while rotating the component (3) and the heating speed is kept so high that the temperature of the winding (3.1) exceeds the melting temperature during the coating and the temperature of a carrier of the winding (3.1) falls below the melting temperature, the air supplied from below the surge bath is stably regulated and the rotation during the coating of the component (3) and the immersion and removal speed continuously regulated and the container (2) relative to the component (3) v is proceeded vertically.