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Zusammenbau einer elektrischen Vibrationsmaschine mit einem Elektromotor
oder einem Elektromagneten, insbesondere zum Verdichten von Betongemischen Die Erfindung
betrifft den Zusammenbau einer elektrischen Vibrati onsmaschine, insbesondere zum
Verdichten von Betongemischen, mit einem Elektromotor oder einem Elektromagneten,
dessen Wicklung durch elektrisch isolierendes Kunstharz mechanisch verfestigt ist.
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In der Vibrationstechnik finden Vibrationsgeneratoren, die entweder
durch einen Elektromotor oder einen Elektromagneten elektrisch angetrieben werden,
stets wachsende Verwendung. Diese Antriebsmaschinen sind in der Regel handelsübliche
Erzeugnisse und können daher den an sie gestellten Anforderungen nicht entsprechen,
da beim Vibratorenbetrieb einerseits gewaltige Stöße bei gleichzeitiger nicht kontrollierbarer
Leistungsübertretung, die durch den Resonanzeffekt des ganzen Vibrationssystems
hervorgerufen wird, andererseits auch Interferenzerscheinungen zwischen mehreren
gleichzeitig angewendeten Vibrationsgeneratoren, soweit diese im Asynchronlauf betrieben
werden, auftreten.
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Infolgedessen weisen diese Vibratoren zahlreiche Störungen auf, die
durch das Verbrennen der Wicklung der Antriebsmaschine, insbesondere beim Masseneinsatz
einer Großzahl von Vibrationsgeneratoren an demselben vibrierenden System, verursacht
werden.
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Das Verbrennen der Wicklung der elektrischen Vibrationsmaschine wird
durch mechanische Beschädigung der durch erhöhte Temperatur beeinträchtigten Drahtisolation
hervorgerufen. Die Beschädigung der Isolation tritt an Stellen inniger Berührung,
z. B.
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Kreuzung von zwei benachbarten Wicklungsleitern, auf, die unter dem
Einfluß von Vibrationen in metallischen elektrisch leitenden Kontakt gelangen und
so einen zur raschen Zerstörung der Wicklung führenden Kurzschluß herbeiführen.
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Eine weitere Ursache der Störungen von elektrischen Vibrationsmaschinen
ist das Abbrechen der die Anschlußklemmen mit der Wicklung verbindenden Drähte oder
Lockern von Anschlußkontakten.
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Es wurde bereits in anderen Industriezweigen vorgeschlagen, z. B.
bei elektrischen Antriebsmaschinen für erschütterungsreichen Betrieb, insbesondere
von kraftbetriebenen Handhämmern, die Beschädigung der Wicklung durch Erschütterungen
dadurch zu vermeiden, daß zwischen die mit erhärtendem Kunstharz zu umpressende
Wicklung und den Eisenkern eine mit diesem fest verbundene Zwischenschicht aus einem
sowohl an Eisen als auch an Kunstharz gut haftenden Stoff, wie z.B. Weichgummi,
vor dem Vergießen eingelegt wird, mit welchem fallweise auch die Stirnflächen versehen
werden.
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Dieses sonst höchst vollkommene Verfahren zum Schutz gegen Beschädigung
der Wicklung durch Er' schütterungen eignet sich für die Spulenkörper der
Statorwicklungen,
die bei kleinen Universal-Kommutatormotoren für elektrische Handwerkszeuge verwendet
werden, ist aber bei größeren Asynchronmotoren, deren Wicklung in einer Großzahl
von Nuten der Statoreisen eingelegt ist, völlig unbrauchbar. Bei dieser Wicklung
wird nämlich durch eine besondere Nutenauskleidung ein allzu großer Raum zuungunsten
des wirksamen Querschnittes der Spulenleiter eingenommen, so daß die Strombelastung,
die infolge der obenerwähnten Bedingungen des Vibratorenbetriebs auch bei den in
gewöhnlicher Weise ausgeführten Wicklungen auf die höchstmögliche Grenze bereits
gesteigert ist, durch Verminderung des wirksamen Querschnitts noch weiter erhöht
wird; überdies wird die Wärmeabfuhr durch die starke wärmeisolierende Nutenauskleidung
beträchtlich behindert.
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Es ist auch bekannt, daß bei der Herstellung von höchstbeanspruchten
elektrischen Maschinen aller Art die Technologie der Verwendung von Kunstharzen
einen weiten Verwendungbereich für verschiedenste Zwecke bietet, z. B. als Ersatz
von Transformatoröl bei gehäuselosen Hochspannungswandlern, zur Verfestigung von
Wicklungen in offenen sowie in nicht durch Nutenkeile verschlossenen Nuten von schnelllaufenden
Rotoren, wo die Wicklungsleiter durch große Fliehkraft belastet sind, ferner zur
Verfestigung
der Verbindungsleitungen zwischen der Läuferwicklung
und dem Kommutator eines Motors oder eines Generators, wobei in die die Umpressung
bildende Isolier-Kunstmasse noch Rippen oder auch eine metallische Kappe eingesetzt
ist; ferner auch zur Massenfertigung von Kleinstmaschinen, z. B. Rasierapparaten,
wo der Kunststoff gleichzeitig das Maschinengehäuse ersetzt und den Tragteil für
alle Bestandteile des Apparates bildet.
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Ein weiterer Verwendungsbereich ist die Verfestigung der Stator-
sowie der Rotorwicklung und des Kommutators durch Umpressen mit einer Kunstmasse
bei der Herstellung von besonderen Ladedynamos für Fahrzeugbatterien, deren Antrieb
von einer Fahrzeugwelle mit einer veränderlichen Drehzahl eine Einrichtung zur Stromregelung
erfordert, die im gegebenen Falle durch eine Auslaufbahn für die Bürsten des Kommutators
geschaffen ist. Das Isolierstück, mit dem die Kommutatorfläche in eine Auslaufbahn
für die Bürsten verlängert ist, besteht aus derselben Kunstmasse, die alle Rotorbestandteile
verfestigt. Auch in diesem Falle werden durch die Verwendung von Kunstharz verschiedene
technische Eigenschaften der Maschine gewährleistet, wie z. B. die beim Fahrzeugbetrieb
notwendige Vibrations- und Feuchtigkeitsbeständigkeit, obwohl bei diesem Betrieb
natürlich die Vibrationskräfte unvergleichbar kleiner als beim Vibratorenbetrieb
sind, wo noch eine große Wärmebelastung hinzutritt, die in den massiven Isolierstücken
und -schichten eine unzulässige Wärmeausdehnung und dadurch eine Beschädigung der
Maschine hervorrufen würde.
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Ein anderes auf der Benutzung von Kunstharzen gegründetes Verfahren
zur Herstellung von Wicklungen elektrischer Maschinen und Geräte mit weitgehend
verbesserten elektrischen und mechanischen Eigenschaften besteht im Auskleiden von
Nuten des Eisenkernes mit einem zähelastischen Film, der aus demselben Kunststoff
besteht wie der Kitt, mit welchem die Nuten nach dem Einlegen der Wicklung ausgefüllt
werden, und welcher danach einer Wärmebehandlung unterworfen wird. Nicht einmal
dieses an sich ausgezeichnete Verfahren ist für die höchsten Anforderungen des Vibratorenbetriebes
zufriedenstellend, da die Klemmen und Zuführungsdrähte sowie die Wicklungsköpfe
gegen Vibrationsstörungen ungeschützt bleiben, und die Wicklung ist mit dem Eisenkern
infolge der Benutzung von undurchdringlichen Filmen zur Nutenauskleidung und von
dickem Kitt zur Nutenausfüllung unvollkommen verbunden. Dabei ist jedoch keine wärmeleitende,
z. B. durch Kunstharzvergießen gebildete Verbindung zwischen dem gewickelten Stator
und der Abkühlungsoberfläche des Maschinengehäuses vorhanden.
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Einen weiteren ausgedehnten Verwendungsbereich bildet die Herstellung
von wasserdichten Senkpumpenmotoren, wo durch eine besondere Verwendung und in Verbindung
mit einer besonderen Nutenauskleidung vollkommene Wasserundurchlässigkeit erreicht
wird, natürlich aber wieder für den Preis einer verschlechterten Ausnutzung des
Nutenraumes und verminderter Wärmeabfuhr zur Maschinenoberfläche, was jedoch bei
unter dem Wasserspiegel arbeitenden Motoren durch die wirksame Flüssigkeitskühlung
reichlich wettgemacht wird.
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Alle diese bekannten zahlreichen Anwendungsmöglichkeiten von Kunstharzen
bei der Herstellung von höchstbeanspruchten elektrischen Maschinen konnten jedoch
nicht den -Weg zur Erfüllung von den an Vibratoren zum Verdichten von Betongemischen
gestellten
besonderen Betriebsbedingungen zeigen, denn diese Maschinen leiden nicht nur durch
heftige Stöße, sondern gleichzeitig auch durch eine hohe Überlastung der Maschine.
Dieses Problem hat bisher keiner der bekannten Vorschläge in zufriedenstellender
Weise gelöst.
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Gemäß der Erfindung wird eine Maschine geschaffen, die einen weitgehenden
technischen Fortschritt gegenüber dem bisherigen Stand der Technik in diesem Zweige
darstellt.
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Die Erfindung geht von der bekannten Verwendung von Kunstharzen bei
der Herstellung von Wicklungen elektrischer Maschinen, die durch elektrisch isolierendes
Kunstharz mechanisch verfestigt werden, aus. Das wesentliche Merkmal der Erfindung
beruht darin, daß die härtbare Isolier-Kunststoffmasse, mit welcher der fertiggewickelte
Eisenkern des Antriebsteiles auf bekannte Weise durchimprägniert wird, gleichzeitig
diesen Antriebsteil samt den Zuleitungen und Klemmen mit dem Vibratorgehäuse zu
einer Einheit verbindet, wobei die freien Räume zwischen dem Antriebsteil der Vibrationsmaschine
und dem Vibratorgehäuse mit einem grobkörnigen Füllstoff vorgefüllt sind, der in
die Isolier-Kunststoffmasse mit eingebettet wird.
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Gemäß der Erfindung wird nicht nur die Wicklung selbst, sondern auch
ihre Anschluß drähte mit den Anschlußklemmen und dem Maschinengehäuse in eine Kunstmasse,
vorzugsweise härtbares Kunstharz, eingegossen oder eingepreßt, wobei die Kunstmasse
geeignete physikalische Eigenschaften aufweisen muß, um alle elektrischen Teile
der Maschinenwicklung gegen die Folgen von Erschütterungen dadurch zu schützen,
daß sie für dieselben eine feste Ummantelung bildet.
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Als geeignete Stoffe kommen z. B. die folgenden Kunstharze in Betracht:
härtbares Silikonharz, Epoxyd-Gußharz, Polyesterkunstharz, Polystyrenkunstharz usw.
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Durch die erfindungsgemäße Anordnung wird das Feuchtwerden der Wicklung
unmöglich gemacht, die Herstellung der Wicklung vereinfacht und beschleunigt, eine
bessere Wärmeableitung gesichert, wodurch eine höhere Leistungsausnutzung erzielt
wird, so daß mit einer Maschine von demselben Gewicht gegenüber den bisherigen Ausführungen
größere Vibrationskräfte erreicht werden können.
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Die erfindungsgemäße Ausführung macht nicht nur die bisher unerläßliche
mit Imprägnierstoffen ausgeführte mehrfache Imprägnation der Wicklung überflüssig,
sondern beseitigt auch die Notwendigkeit der bisherigen sorgfältigen mit der Hand
ausgeführten Einlegung der Wicklung, Umwicklung der Wicklungsköpfe, eintreiben der
Nutenkeile und die Verwendung von anderen Mitteln zur mechanischen Befestigung der
Wicklung.