DE102005053380B3 - Insulating lacquer application device for electrically conducting element has insulating lacquer shaft on insulating lacquer element to burn in lacquer - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine eine Heizeinrichtung aufweisende Vorrichtung zum Aufbringen zumindest einer Schicht eines Isolierlacks auf ein elektrisch leitfähiges Element, insbesondere auf einen Wicklungsdraht für eine elektrische Spule.The The invention relates to a heater having a device for applying at least one layer of an insulating varnish to a electrically conductive Element, in particular on a winding wire for an electric coil.
Solche lackierten Wicklungsdrähte werden beispielsweise benötigt, um Spulen, die nach dem elektromagnetischen Prinzip arbeiten, für Elektrokomponenten jeglicher Art herzustellen. Die Oberflächen der Drähte werden hierzu nach dem Ziehprozess mit oftmals mehreren Lackschichten versehen. Die Lackschichten haben die Aufgabe, das Element gegen Witterungseinflüsse oder Verschleiß zu schützen und ihm zusätzlich das gewünschte Erscheinungsbild wie Farbe oder Struktur zu geben. Vor allem aber werden Lackschichten mit geringer elektrischer Leitfähigkeit bzw. hohem elektrischen Widerstand verwendet, um die elektrisch leitenden Elemente gegeneinander oder gegenüber der Umgebung zu isolieren, sowie vor Berührung zu schützen.Such painted winding wires are needed, for example, around coils that work on the electromagnetic principle, for electrical components of any kind. The surfaces of the wires are for this purpose after the Drawing process often provided with several layers of paint. The paint layers have the task of weathering the element or Wear too protect and him in addition the wished To give appearance like color or texture. But especially become paint layers with low electrical conductivity or high electrical resistance used to electrically isolate conductive elements from each other or from the environment as well as before contact to protect.
Die Lackschichten bestehen in den meisten Fällen aus Polymeren, insbesondere aus so genannten Isolierlacken, und werden in dünnen Schichten aufgebracht. Die Isolierlacke haften hierbei auf dem zu beschichtenden, elektrisch leitenden Element und bilden eine porenfreie Schicht.The Lacquer layers consist in most cases of polymers, in particular from so-called insulating coatings, and are applied in thin layers. The insulating coatings adhere here to be coated, electrically conductive element and form a non-porous layer.
Üblicherweise werden Isolierlacke aus dem flüssigen Zustand auf das zu beschichtende, elektrisch leitende Element aufgetragen und anschließend getrocknet und/oder gehärtet. Es ist bekannt, ein elektrisch leitendes Element dadurch mit einer Schicht aus Isolierlack zu versehen, dass es kurzzeitig in eine Isolierlack-Lösung getaucht wird. Nach dem Auftragen des Isolierlackes erfolgt die Trocknung.Usually Become insulating from the liquid Condition applied to the to be coated, electrically conductive element and subsequently dried and / or cured. It is known, an electrically conductive element characterized with a layer made of insulating varnish to be immersed for a short time in an insulating varnish solution becomes. After applying the insulating varnish, the drying takes place.
Drahtlacke können üblicherweise den Lackauftrag auf das elektrisch leitende Element appliziert und mittels konventioneller Methoden, beispielsweise mittels Konvektions- oder Infrarot-Wärme eingebrannt werden. Die Lackiergeschwindigkeit und die Temperatur werden dabei so aufeinander abgestimmt, dass möglichst ein optimales Einbrennen des Drahtlackes resultiert.Drahtlacke can usually the paint application applied to the electrically conductive element and by conventional methods, for example by means of convection or infrared heat be burned. The coating speed and the temperature are coordinated so that, if possible, an optimal burn-in of the wire enamel results.
Ein häufiger Einsatzbereich für Drähte mit einer Isolierlackschicht sind Spulen, die aus einem Spulenkörper, beispielsweise aus einem Kunststoffmaterial, dem Wicklungsdraht und den Anschlussstellen bestehen. Aus elektrotechnischen Gründen wird bei der Entwicklung einer Spule Wert darauf gelegt, dass der Wickelraum mit möglichst viel Kupfer ausgefüllt wird.One frequently Application area for wires with an insulating varnish layer are coils consisting of a bobbin, for example made of a plastic material, the winding wire and the connection points consist. For electrotechnical reasons, in the development of a Coil value put on that the winding room with as possible a lot of copper filled becomes.
Im Zuge der Miniaturisierung ist man bestrebt, auf den Spulenkörper zu verzichten. Zugleich können so die Kosten für den Spulenkörper eingespart werden. Dies erfordert jedoch eine Formstabilität des gewickelten Spulendrahts. Diese Formstabilität kann durch ein so genanntes Tapen oder ein dauerhaftes Verkleben der einzelnen Drahtwindungen miteinander erreicht werden.in the In the course of miniaturization, efforts are being made to reach the bobbin without. At the same time so the cost for the bobbin be saved. However, this requires a dimensional stability of the wound Coil wire. This dimensional stability can by a so-called taping or permanent bonding the individual turns of wire are achieved with each other.
Das Verkleben der einzelnen Drahtwindungen zu einen ausreichend festen Verbund erfordert eine auf den Lackdraht aufzubringende zusätzliche Schicht eines Backlacks, der thermoplastische Eigenschaften hat und in einem Verbackprozess erwärmt, erweicht und abgekühlt wird. Im gleichen Arbeitsprozess können die Drahtwindungen verpresst werden. Damit entsteht eine in sich verfestigte Spule.The Gluing the individual wire turns to a sufficiently strong Composite requires an applied on the enamel wire additional layer a baked enamel that has thermoplastic properties and in one Baking process heated, softened and cooled becomes. In the same work process, the wire windings can be pressed. This creates a self-solidified coil.
Zur Herstellung des Lackdrahtes mit einer äußeren Backlackschicht erfolgt üblicherweise nach dem Aufbringen des Basislacks und gegebenenfalls des Overcoat-Lacks in einem separaten weiteren Arbeitsgang ein anschließender Backlackauftrag mit vorgeschalteter Lackauftragseinheit.to Production of the enameled wire with an outer baked enamel layer usually takes place after application of the basecoat and, if appropriate, of the overcoat finish in a separate further operation, a subsequent baked enamel application with upstream paint application unit.
Als nachteilig erweist es sich dabei, dass für den Backlackauftrag ein zusätzlicher Einbrennofen erforderlich ist, weil der Backlack gegenüber dem Basislack bei erheblich abweichenden Temperaturen getrocknet bzw. eingebrannt wird.When It proves to be disadvantageous that an additional Baking oven is required because of the baked enamel over the Basecoat dried at significantly different temperatures or is burned.
Eine
gattungsgemäße Vorrichtung
ist beispielsweise durch die
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Herstellung eines leitenden Elementes, insbesondere Wicklungsdrahtes, mit einem Isolierlack sowie mit einem Backlack wesentlich zu vereinfachen.Of the Invention is based on the object, the production of a conductive Elementes, in particular winding wire, with an insulating varnish as well as to simplify considerably with a baked enamel.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Vorrichtung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche betreffen besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung.These Task is according to the invention with a Device according to the features of claim 1. The dependent claims concern particularly expedient further education the invention.
Erfindungsgemäß weist also die Vorrichtung einen dem mit Isolierlack versehenen Element zum Einbrennen des Isolierlacks zugeordneten Isolierlackschacht und einen dem mit Backlack versehenen Element zugeordneten Backlackschacht sowie für die jeweils erforderliche, insbesondere variable Wärmezufuhr mittels Heißluftströmung von der Heizeinrichtung zu dem Isolierlackschacht einerseits und dem Backlackschacht andererseits einen Verteiler auf. Hierdurch wird es erstmals möglich, sowohl den Isolierlack als auch den Backlack in einer einzigen Vorrichtung auf das leitfähige Element aufzubringen, indem die Wärmezufuhr gesteuert entsprechend der jeweils erforderlichen Verfahrensparameter für den Isolierlack und den Backlack abweichend erfolgt. Insbesondere wird es dabei möglich, das leitfähige Element mit derselben Vorschubgeschwindigkeit durch den Isolierlackschacht und durch den Backlackschacht zu fördern, so dass die nach dem Stand der Technik erforderliche Materialpufferung entfällt. Mehrnoch ist aufgrund der unmittelbar aufeinander folgenden Verfahrensschritte ein erheblich verminderter Energieaufwand für die Erwärmung des Elementes erforderlich. Zudem wird der Platzbedarf der Vorrichtung im Vergleich zu den nach dem Stand der Technik erforderlichen separaten Vorrichtungen für den Isolierlack und den Backlack wesentlich vermindert und der Steuerungsaufwand reduziert. Dadurch wird auch die erzielbare Fertigungsqualität wesentlich verbessert.According to the invention So the device is a provided with insulating element for firing the insulating varnish associated Isolierlackschacht and a baked-paint tray associated with the baked-enamel element as well as for the respectively required, in particular variable heat supply by means of hot air flow of the heater to the Isolierlackschacht one hand and the On the other hand, a distributor on. This will it possible for the first time Both the insulating varnish and the baked enamel in a single device on the conductive Apply element by controlling the heat supply accordingly the respective required process parameters for the insulating varnish and the baked enamel deviating takes place. In particular, it is possible, the conductive element at the same feed rate through the insulating paint booth and to promote through the enamel tube, so that after the The prior art required material buffering is eliminated. Even more is due to the immediately consecutive process steps a significantly reduced energy consumption for the heating of the element required. In addition, the space requirement of the device compared to the after The prior art required separate devices for the insulating varnish and the baked enamel significantly reduced and the control effort reduced. As a result, the achievable manufacturing quality is essential improved.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird dadurch erreicht, dass der Verteiler zur Aufteilung eines Volumenstromes einer mittels der Heizeinrichtung erzeugten Heißluftströmung einerseits zu einem Isolierlackschacht andererseits zu dem Backlackschacht ausgeführt ist. Hierdurch wird mit geringem Aufwand eine bedarfsweise Verteilung der erforderlichen Wärmeenergie durch die Aufteilung des zentral erzeugten Wärmestromes auf den Isolierlackschacht und den Backlackschacht mittels des Verteilers erreicht. Der Herstellungsaufwand für die Vorrichtung kann dadurch ebenso wie die Betriebskosten der Vorrichtung reduziert werden.A particularly advantageous embodiment The present invention is achieved in that the distributor for dividing a volume flow one by means of the heater generated hot air flow on the one hand to an insulated paint booth on the other hand, to the oven stall accomplished is. As a result, a distribution as needed with little effort the required heat energy by the distribution of the centrally generated heat flow to the Isolierlackschacht and reached the baking tray by means of the distributor. The production cost for the Device can thereby as well as the operating costs of the device be reduced.
Eine weitere besonders Praxis gerechte Ausführungsform wird auch dadurch erreicht, dass der Backlackschacht sowie der Isolierlackschacht als ein Teil eines geschlossenen Rohrleitungssystems für die Heißluft ausgeführt sind. Hierdurch wird eine maximale Effizienz bei der Energienutzung erreicht, indem die Heißluftströmung nicht etwa in die Umgebung abgeleitet, sondern zur weiteren Verwendung in einem Kreislauf geführt wird. Im Bereich der Ein- und Auslassöffnungen des Backlackschachtes und des Isolierlackschachtes können hierzu entsprechende Schleusen vorgesehen werden, die einen minimalen Wärmeverlust durch gegebenenfalls eintretende Umgebungsluft sicherstellen.A Another particularly practice-fair embodiment is also characterized Achieved that the baking tray as well as the Isolierlackschacht are designed as part of a closed pipe system for the hot air. This achieves maximum efficiency in energy use by: the hot air flow is not derived approximately in the environment, but for further use in a cycle becomes. In the area of the inlet and outlet openings of the baking tray and the Isolierlackschachtes can do this appropriate locks are provided which provide minimal heat loss ensure by entering ambient air.
Der Verteiler kann beispielsweise als ein Ventil ausgeführt sein. Besonders zweckmäßig ist hingegen eine Abwandlung der vorliegenden Erfindung, bei welcher der Verteiler ein insbesondere als eine Klappe oder als ein Schieber ausgeführtes Stellmittel aufweist. Hierdurch wird eine einfache Betätigung und Handhabung sichergestellt und zugleich Bedienungsfehler weitgehend vermieden. Die Funktionsstellung des Stellmittels kann dabei unmittelbar auf einer dem Stellmittel zugeordneten Skala abgelesen werden.Of the Distributor may for example be designed as a valve. Particularly useful, however, is a modification of the present invention, in which the distributor a particular designed as a flap or as a slide actuator having. As a result, a simple operation and handling is ensured and at the same time operator error largely avoided. The functional position of the actuating means can directly on a the actuating means be read off associated scale.
Der Verteiler könnte elektrisch mittels eines Stellgliedes betätigbar sein. Demgegenüber ist gemäß einer besonders einfachen Ausgestaltung der Verteiler manuell betätigbar, um so einerseits die Bedienung weiter zu vereinfachen, andererseits die Vorrichtung unabhängig von einer elektrischen Energiezufuhr betreiben zu können.Of the Distributor could be electrically actuated by means of an actuator. In contrast, is according to a particularly simple embodiment of the manifold manually operable, on the one hand to further simplify the operation, on the other hand the device independent to operate from an electrical power supply.
Gemäß einer anderen, ebenfalls besonders zweckmäßigen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung können der Backlackschacht sowie der Isolierlackschacht mittels einer Isolierung thermisch gegeneinander isoliert werden, um so eine unerwünschte gegenseitige thermische Wechselwirkung des Backlackschachtes und des Isolierlackschachtes zu vermeiden. Dadurch können die eingestellten Temperaturdifferenzen der beiden Schächte zuverlässig eingehalten und eine anderenfalls gegebenenfalls erforderliche Korrektur des Stellmittels vermieden werden.According to one another, also particularly advantageous embodiment of the present Invention can the back paint duct and the insulating paint duct by means of insulation thermally insulated against each other so as to form an undesirable mutual thermal interaction of the enamel tube shaft and the insulating paint shaft avoid. Thereby can The set temperature differences of the two shafts reliably maintained and otherwise possibly correcting the Stellmittels be avoided.
Der abweichende Volumenstrom der Heißluftströmung könnte durch unterschiedliche Querschnittsflächen des Backlackschachtes gegenüber dem Isolierlackschacht erreicht werden. Besonders Erfolg versprechend ist es hingegen, wenn der Backlackschacht sowie der Isolierlackschacht im Wesentlichen übereinstimmende Abmessungen aufweisen, um so den Fertigungsaufwand zu verringern und insbesondere einen hohen Anteil übereinstimmender Bauteile zu ermöglichen.Of the deviating volume flow of the hot air flow could be due to different Cross-sectional areas of the oven stall opposite the Insulated paint duct can be achieved. Especially promising It is, however, when the baking tray and the Isolierlackschacht essentially matching Have dimensions so as to reduce manufacturing costs and in particular a high proportion of matching components enable.
Weiterhin ist es in der Praxis besonders hilfreich, wenn die Heißluftströmung zu dem Backlackschacht oder dem Isolierlackschacht abschaltbar ist, indem der Verteiler zur Aufteilung des Volumenstromes der Heißluftströmung entweder zu dem Isolierlackschacht oder zu dem Backlackschacht ausgeführt ist und damit die Heißluftströmung in dem Backlackschacht oder dem Isolierlackschacht unterbrochen werden kann.Farther In practice, it is especially helpful when the hot air flow to the baking tray or the insulating paint shaft can be switched off by the distributor for dividing the volume flow of the hot air flow either is carried out to the insulated paint shaft or to the baking tray and thus the hot air flow in the baking tray or the insulating paint shaft are interrupted can.
Dabei erweist es sich zudem als besonders sinnvoll, wenn die Vorrichtung einen gemeinsamen Antrieb für eine übereinstimmende Vorschubbewegung des Elementes in dem Isolierlackschacht sowie in dem Backlackschacht aufweist, um so den Herstellungsaufwand und den Steuerungsaufwand weiter zu reduzieren.It also proves to be particularly useful if the device has a common drive for a matching feed movement of the element in the Isolierlackschacht and in the baking tray, so as to further increase the manufacturing cost and control effort to reduce.
Eine andere besonders vorteilhafte Ausführungsform wird dadurch erreicht, dass die Vorrichtung einen sog. Katalysator hat, durch den flüchtige Bestandteile des Isolierlacks oder des Backlacks in der Heißluftströmung zur Erhöhung der Wärmeleistung verbrannt werden. Hierdurch wird sowohl einer Reinigung der Heißluftströmung durch Verbrennen der flüchtigen Bestandteile als auch eine Nutzung der darin enthaltenen Energie erreicht, so dass die Energiebilanz weiter verbessert wird.A other particularly advantageous embodiment is achieved by that the device has a so-called. Catalyst, by the volatile constituents of the insulating varnish or of the baking varnish in the hot air flow to increase the heat output to be burned. This will both a cleaning of the hot air flow through Burning the volatile Components as well as a use of the energy contained therein achieved, so that the energy balance is further improved.
Die Erfindung lässt verschiedene Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.The Invention leaves different embodiments to. To further clarify its basic principle is one of them shown in the drawing and will be described below.
Diese zeigt jeweils eine Prinzipdarstellung; inThese each shows a schematic diagram; in
Ergänzend zeigt
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