DE1225753B

DE1225753B - Verfahren zum Herstellen des Blechpaketes elektrischer Maschinen oder Apparate durch Verkleben der Einzelbleche

Info

Publication number: DE1225753B
Application number: DES98438A
Authority: DE
Inventors: Dr Phil Willi Mertens; Dipl-Phys Hartmut Meyer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1965-07-27
Filing date: 1965-07-27
Publication date: 1966-09-29

Description

Verfahren zum Herstellen des Blechpaketes elektrischer Maschinen oder Apparate durch Verkleben der Einzelbleche Es ist bekannt, die Blechpakete elektrischer Maschinen oder Apparate, also beispielsweise die Blechpakete von Generatoren, Motoren, aber auch von Drosselspulen oder Transformatoren miteinander zu verkleben, Es hat sich jedoch als nachteilig erwiesen, daß ein solches Blechpaket mit verklebten Blechen eine geringe Wärmeleitfähigkeit senkrecht zur Blechebene aufweist. Das ist darauf zurückzuführen, daß die Verklebung der Bleche infolge ihrer Welligkeit und Rauhigkeit nur an einzelnen Stellen erfolgt, während an den übrigen Stellen Hohlräume und Lunker bestehenbleiben.
Durch die Erfindung werden diese Nachteile überwunden. Gemäß der Erfindung werden die einzelnen Bleche mindestens einseitig mit einem Belag versehen, der einen Beschleuniger für die Polymerisations- oder Polyadditionsreaktion eines zu einer solchen Reaktion fähigen Stoffsystems enthält. Das aus den mit demBeschleuniger versehenenBleche gebildeteBlechpaket wird in einem Tränkbad mit dem zur Polymerisations- oder Polyadditionsreaktion fähigen Stoffsystem Überflutet, worauf das Blechpaket bis zum Angelieren oder Aushärten des zwischen die Bleche eingedrungenen Harzanteiles än Tränkbad verbleibt. Erst nach dem Angelieren bzw. Aushärten des zwis.chen die Bleche eingedrungenen Imprägnierharzes wird das Blechpaket dem Tränkbad entnommen. Da das Tränkharz nur an den Stellen angeliert bzw. aushärtet, an denen sich der Beschleuniger befindet, während es an den übrigen Stellen niederviskos bleibt, läuft es nach dem Herausnehmen des Blechpaketes von den keinen Beschleuniger enthaltenden Stellen ungehindert ab. Auf diese Weise bleiben die Nuten und die äußeren Konturen des Blechpaketes sauber.
Beim Eintauchen des Blechpaketes in das das Tränkharz enthaltende Tränkbad kann die Wicklung der elektrischen Maschine bereits in die Nuten des Blechpaketes eingelegt sein. In diesem Falle werden .sowohl das Blechpaket als auch die Isolierung der Wicklung mit dem aushärtbaren Tränkharz imprägniert.
Dadurch, daß in Durchführung des Erfindungsgedankens die einzelnen Bleche mindestens einseitig mit einem Beschleuniger versehen werden, kann zur Tränkung ein niedrigviskoses Stoffsystem verwendet werden. Dies ist dann besonders wichtig, wenn zur Tränkung ein Epoxydharz-Härter-Gemisch verwendet wird. Gerade heißhärtende Epoxydharz-Härter-Gemische haben nämlich den Nachteil, daß sich ihre Viskosität schon während der Lagerung laufend erhöht. Da außerdem ihre Anfangsviskosität höher liegt als diejenige von verdünnten Polyestertränkharzmischungen, erfordern die Epoxydharz-Härter-Gemische hohe Imprägniertemperaturen, damit sie bei der Tränkung eine niedrige Viskosität, beispielsweise von weniger als 30 cP, haben. Durch diese höhere Temperatur wird die Polyadditionsreaktion der Epoxydharz-Härter-Gemische stark angeregt. Durch die Verwendung des Beschleunigers auf mindestens einer Seite der Bleche ist es nun möglich, geeignete Epoxydharz-Härter-Gemische auszuwählen, bei denen diese spontane Reaktion in tragbaren Grenzen bleibt, so daß diese Harz-Härter-Gemische selbst bei Imprägniertemperaturen bei 60 bis 70' C mehr als 100 Stunden gebrauchsfähig bleiben. Epoxydharz-Härter-Gemische dieser Art benötigen an sich eine sehr lange Aushärtzeit. Infolge des auf der Blechoberfläche befindlichen Beschleunigers härtet jedoch der zwischen die Bleche des Blechpaketes eindringende Harzanteil verhältnismäßig schnell aus.
Der wesentliche Vorteil des Verfahrens gemäß der Erfindung gegenüber der bisher bekannten Verklebung der Bleche eines Blechpaketes besteht jedoch darin, daß eine vollständig lunkerfreie und hohlraumfreie Tränkung des gesamten Blechpaketes erzielt wird, so daß auch die durch die Welligkeit und Rauhigkeit der Bleche bedingten Hohlräume gefüllt werden. Auf diese Weise wird neben einem festen Zusammenhalt der einzelnen Bleche eine hohe Wärmeleitfähigkeit zur Blechebene erzielt.
Darüber hinaus hat das Verfahren gemäß der Erfindung noch den Vorteil, daß bei etwaiger Schrumpfung während des Angelierens bzw. Aushärtens des in die Zwischenräume zwischen den Blechen eindringenden Harzes noch durch von außen nachftießendes Harz ausgeglichen wird.
Der für die Durchführung des Erfindungsgedankens wesentliche Beschleuniger kann bereits in dem Isolierüberzug der Bleche enthalten sein., Es ist aber auch möglich, diesen Beschleunigen in einem gesonderten Arbeitsgang auf die Bleche aufzubringen. - Der Beschleuniger wird dem Isolierlack- in Mengen bis zu etwa 20 1/o, bezogen auf den Festkörpergehalt des Lackes, zugesetzt. Geeignete Basisstoffe für die Isolierlacke sind beispielsweise Phenolharze, modifizierte Phenolharze, öhnod-ifizierte Alkydharze und Mel2minbarze. Der Beschleuniger enthaltende Lack wird auf die Bleche eingebrannt, so daß er in organischen Lösungsmitteln unlöslich ist. In organischen Lösungsmitteln und Tränkharzen bleibt jedoch eine Quellbarkeit bestehen, so daß der Beschleuniger aus dem Tränkharz härausgelöst wird.
Zur Isolierung der Bleche können in Durchführung des Erfindungsgedankens aber auch Isolierlacke verwendet werden, die auf Grund ihres chemischen Aufbaus als Beschleuniger für das zur Imprägnierung dienende Tränkharz wirken. Solche Isolierlacke sind beispielsweise härtbare Addukte aus Epoxydharzen und Aminen.
Es ist aber auch möglich, den Beschleuniger mit Hilfe von bei- Raumtemperaturen trockenen, beim Einbrennen nicht vernetzenden Filmbildnern, denen der Beschleuniger in deiner Menge bis zur 20 1/o zugesetzt wird, auf die Bleche aufzubringen. Geeignete Filmbildner sind beispielsweise Polyvinylester, Poly--vinylacetalharze und hochmolektilare Polykondensate aus Bisphenol und Epichlorhydrin. Ein solcher Film mit zugesetztem Beschleuniger kann beispielsweise als zusätzliche Beschichtung auf bereits mit einem Isolierlack oder einem anderen Isoliermittel versehene Bleche aufgebracht werden.
Der Beschleuniger kann aber auch durch Tauchen des Blechpaketes in eine beschleunigerhaltige Lösung ,auf die Oberfläche der Bleche aufgebracht werden.
Als zur Polymerisationsreaktion fähige Stoffsysteme können in Durchführung des Erfindungsgedankens Lösungen ungesättigter Polyesterharze in daran anpolymerisierbaren Monomeren, wie z. B. Styrol, verwendet werden. Weitere geeignete Stoffsysteme sind polymerisationsfähige Kohlenwasserstoffgemische, wie z. B. Lösungen von Butadien-Styrol-Polymerisaten in Styrol oder ähnlichen Kohlenwasserstoffen. Auch Mischungen von Styrol mit Vernetzern, wie z. B. Divinylbenzol, Divinylacetylen oder ähnlichen Verbindungen, sind im Rahmen der Erfindung geeignet. Es lassen sich aber auch flüssige vinylgruppenhaltige Polysiloxane oder bi- oder polyfunktionelle Acrylate oder Methaerylate bzw. Mischungen hiervon verwenden.
Die Polymerisation dieser Stoffsysteme wird -bekanntlich durch organische Peroxyde eingeleitet. Die in Durchführung des Erfindungsgedankens verwendeten Beschleuniger müssen auf das verwendete organische Peroxyd abgestimmt sein. Weiterhin müssen die verwendeten Beschleuniger einen niedrigen Dampfdruck haben, damit eine Vergiftung des beschleunigerfreien Tränkharzes. ausgeschlossen wird.
Als solche Beschleuniger kommen für die genannten, zur Polymerisationsreaktion fähigen Stoffsysteme, z. B. gemischt aliphatisch-aromatische tertiäre Amine oder Sauerstoff übertragende Metallsalze. in Frage. Beispiele von tertiären aliphatisch-aromatischen Aminen sind Dünethyl-p-toluidin oder Verbindungen, die diese Gruppe mehrfach im Molekül enthalten, wie z. B. 4,4',4"-Dünethylaminotriphenylcarbinol. Ein Beispiel- eines geeigneten Metallsalzes -ist Kobaltstearat.
Im Rahmen der Erlmdung können aber auch zu einer Polyadditionsreaktion fähige Stoffsysteme verwendet werden. Beispiele hierfür sind heißhärtende Epoxydharz-Härter-Gemische mit Säureanhydridhärtern. Für diese Harz-Härter-Gemische können als Beschleuniger tertiäre Aminogruppen enthaltende Verbindungen, beispielsweise Benzyldünethylamin, 4,4'-Bis(dimethylamino)-diphenylmethan oder auch Tetramethylthiuramdisulfid oder Derivate tertiärer Oxyalkylamine, wie z. B. Ester von N-ß-Oxypropylmorpholin, verwendet werden.
Die Höchstkonzentration der erwähnten Beschleuniger für die zur Polymerisationsreaktion fähigen Stoffsysteme soll im allgemeinen die Menge von 1 Gewichtsprozent, bezogen auf das reaktionsfähige Stoffsystem, nicht überschreiten. Für die die Polyadditionsreaktion abkürzenden Beschleuniger ist der Spiel-raum, inwelchem dieseVerbindungen zugesetztwerden können, größer; die Höchstkonzentration dieser Verbindungen kann im Einzelfall etwa bis zu 10 1/o betragen.
Während des Eintauchens des Blechpaketes besteht beim Eindringen des Tränkharzes die Gefahr, daß die Beschleuniger von dem eindringenden Tränkharz herausgespült werden. Man kann dem dadurch begegnen, daß man die Beschleuniger mit schwerlöslichen Verbindungen oder schweilöslichen Harzen mischt.
Schwerlöslich bedeutet hierbei, daß der Lösungsvorgang dieses Beschleunigers bzw. des mit ihm vermischten Harzes im Tränkharz wesentlich länger als das Eindringen des Tränkharzes zwischen die Bleche des Blechpaketes dauert. Die zur Lösung erforderliche Zeit ist aber dennoch kurz gegenüber der mehrere Stunden betragenden Zeit, die für die Angelierung notwendig ist.
Insbesondere empfiehlt es sich, schwerlösliche Verbindungen oder schwerlösliche Harze zu wählen, die in das zum Imprägnieren des Blechpaketes verwendete Tränkharz eingebaut werden können. Mitunter ist es aber auch möglich, als Beschleuniger bereits eine in dem Tränkharz schwerlösliche Verbindung auszuwählen.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zur Herstellung des Blechpaketes elektrischer Maschinen oder Apparate durch Verkleben der Einzelbleche, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß die einzelnen Bleche mindestens einseitig mit einem Belag versehen werden, der einen Beschleuniger für die Polymerisations- oder Polyadditionsreaktion eines zu einer solchenReaktion fähigen Stoffsystems enthält, und daß das Blechpaket aus den mit dem Beschleuniger versehenen Blechen in einem Tränkbad mit dem zur Polymerisations- oder Polyadditionsreaktion fähigen Stoffsystem überflutet wird, worauf das Blechpaket bis zum Angelieren oder Aushärten des zwischen die Bleche eingedrungenen Harzanteiles im Tränkbad verbleibt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Beschleuniger im Isolierüberzug der Bleche enthalten ist. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Beschleuniger dem Isolierlack in Mengen bis zu etwa 20%, bezogen auf den Festkörpergehalt des Lackes, zugesetzt wird. 4. Verfahren nach Ansprach 3, dadurch. gekennzeichnet, daß als Basis für die Lacke Phenolharze, modifizierte Phenolharze, öhnodifizierte Alkydharze oder Melaminharze verwendet werden. 5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der den Beschleuniger enthaltende Lack auf die Bleche eingebrannt wird. 6. Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Isolierlackes, beispielsweise einer härtbaren Kombination aus Epoxydharzen und Aminen, der auf Grund seines chemischen Aufbaus als Beschleuniger wirkt. 7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Beschleuniger in einem gesonderten Arbeitsgang auf die Bleche aufgebracht wird. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Beschleuniger durch Tauchen des Blechpaketes in eine beschleunigerhaltige Lösung aufgebracht wird. 9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Beschleuniger mit Hilfe von bei Raumtemperaturen trockenen, beim Einbrennen nicht vernetzenden Filmbildnem beispielsweise auf Basis von Polyvinylestern, Polyvinylacetalharzen oder hochmolekularen Polykondensatoren aus Bisphenol und Epichlorhydrin, denen der Beschleuniger in einer Menge bis zu 20 1/o zugesetzt wird, aufgebracht wird. 10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Beschleuniger Verbindungen mit niedrigem Dampfdruck verwendet werden. 11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Beschleuniger in dem zur Härtung verwendeten Stoffsystem schwerlöslich ist. 12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Beschleuniger Teil eines in dem zur Härtung verwendeten Stoffsystem schwerlöslichen Gemisches ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 852 709.