DE1463985A1

DE1463985A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines isolierenden UEberzuges auf einen Bereich eines zylindrischen Hohlkoerpers,insbesondere eines Staenders einer elektrischen Maschine

Info

Publication number: DE1463985A1
Application number: DE19631463985
Authority: DE
Inventors: Dosser Dale M
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1962-06-26
Filing date: 1963-06-19
Publication date: 1969-04-10
Also published as: JPS4120010B1; US3247004A; JPS431321B1; DE1463985B2

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines isolierenden Überzuges auf einen Bereich eines zylindrischen Hohlkörpers, insbesondere eines Ständers einer elektrischen Maschine: Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen eines isolierenden Überzuges auf einen Bereich eines auf einer Einrichtung gelagerten zylindrischen Hohlkörpers, bei dem die Teilchen eines den isolierenden Überzug bildenden Materials mittels einander gegenüberliegender Spritzvorrichtungen auf den zu isolierenden Bereich des Hohlkörpers aufgebracht werden.
Bei einem bekannten derartigen Verfahren (USA-Patent 2 943 001) wird auf den Innenmantel von nicht drehbar gelagerten Büchsen mittels zweier axial in letzterer einander entgegengesetzt angeordneter und in Axialrichtung verschiebbarer Düsen eine Lackschicht aufgebracht# wobei sich als nachteilig erweistg daB nicht abgelagerte Teilchen weder durch eine Vorrichtung abgesaugt noch einem anderen sie aus dem zu lackierenden Bereich entfernenden Einfluß ausgesetzt werdeng sodaB unsaubere Stellen auf der frischen Lackschicht entstehen können. Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein praktisches Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung eines gleichmäßigen isolierenden Überzuges auf einen Bereich eines Hohlzylinders, insbesondere des Ständers einer elektrischen Maschine bei gleichzeitigem geeigneten Abführen nicht abgelagerter Teilchen zu schaffen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zum Zwecke, die Innenoberfläche des Ständers und die Stirnseite der geschichteten Ständerbleche einer elektrischen Maschine mit einem isolierenden Überzug zu versehen, der Ständer auf eine Temperatur erwärmt wird, bei der ein Schmelzen des den isolierenden Überzug bildenden Materials erfolgt, daß je- ein Strom von Teilchen des Isoliermaterials aus Spritzvorrichtungen, die außeraxial, einander gegenüberliegend jeweils nahe der Stirnseite der Ständerbleche angeordnet sind, auf letztere und durch jede Nut des Ständers nacheinander durch die von der Lagereinrichtung bewirkte Drehung des Ständers geführt wird, daß durch die einander entgegengesetzten Teilchenströme über die Nutlänge eine Turbulenz erzeugt und durch letztere ein Ablagern der Teilchen auf den Innenoberflächen der Nuten bewirkt wird,-wobei sich ein quer zur Ständerachse gerichteter Fluß nicht abgelagerter Teilchen, die teils an den Stirn-Flächen der Ständerbleche, teils in dem Turbulenzbereich abgelenkt werden, bildet und die nicht abgelagerten Teilchen aus der Nähe des zu isolierenden Ständerbereichs abführt. Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens liegen zum einen darin, daß durch Ausnutzung des Turbulenzeffektes und durch." die spezielle Anordnung der Spritzvorrichtungeh sowie durch`-" Drehung des Ständers auf technisch einfache Weise ein gleioh#--mäßiger isolierender Überzug auf den vorbestimmten Ständerteilen erzielt wird, und daß zum anderen durch die während des Verfahrens gleichzeitig auftretende, zur Ständerachse quer gerichtete Strömung die nicht abgelagerten Teilchen von selbst aus dem Bereich der zu isolierenden Ständerteile abgeführt werden. Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der anliegenden Zeichnung. Darin zeigen: .Fig. 1 eine schaubildliche Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung zum Herstellen von Überzügen, Fig. 2, 3 und 4 je eine schaubildliche Darstellung von weiteren Ausführungsfermen der erfindungsgemäßen Einrichtung und Fig: 5 eine schaubildliche Darstellung eines ausdehnbaren Dornes, der bei der in der Fig. 4 dargestellten Anordnung von Elementen verwendet wird.
Wie in der Fig. 1 dargestellt, befindet sich die Einrichtung zum Herstellen von Überzügen in einer Kammer 10 mit einem Auslaßkanal 11 zum Abführen von Luft und des überschüssigen Pulvers. Ein mit einem Überzug zu versehender Ständer 12 ist in der Kammer 10, wie in der Fig. 1 dargestellt, auf zwei drehbaren Rollen 13 und 14 gelagert. Die eine oder beide dieser Rollen wird (werden) von einer geeigneten Kraftquelle aus z.E. von einem Motor 15 in Umdrehung versetzt. Die Drehung des Ständers 12 erfolgt einfach durch die Reibung zwischen der Umfangsfläche des Ständers und den Rollen 13 und 14. Sollte der Ständer außen die Form eines Sechsecks oder eine andere unregelmäßige Form aufweisen, so kann der Ständer zwecks Herstellung des Überzuges mittels eines ausdehnbaren Dornes 16 nach den Figuren 4 und 5 oder mittels einer kleinen Tragrolle gedreht werden, die in die Innenbohrung des Ständers eingesetzt wird (nicht dargestellt).
In der Kammer 10 sind mindestens zwei einander gegenüberstehende Spritzdüsen 17 und 18 angeordnet, die von einer geeigneten (nicht dargestellten) Quelle aus über die Rohrleitungen 19 und 20 mit einem pulverförmigen, bei Hitzeeinwirkung schmelzenden Isoliermaterial versorgt werden. Bei der Herstellung des Überzuges werden die Pärtikel dieses Materials aus diesen Düsen ausgeblasen (unter Druck). Es ist äußerst wichtig, daß für die Erzeugung des Überzuges mindestens zwei Düsen einander gegenüberstehend vorgesehen werden, so-daß die aus der einen Düse austretenden Pulverteilchen mit den Pulver-I, teilchen zusammentreffen, die aus der anderen Düse ausströmen:' Die beiden Düsen sind weiterhin in bezug auf einen mit einem Überzug zu versehenden Ständer (bder anders ausgedrückt: in bezug auf die Haltevorrichtung für einen mit einem Überzug zu versehenen Ständer) so angeordnet, daß die Schlitze 21 eines sich drehenden Ständers der Reihenach an den Düsen vorbeigeführt werden, so daß jeder Schlitz dem Sprühstrahl aus jeder der beiden Düsen ausgesetzt wird. Aufgrund dieser Anordnung . wird in jedem Schlitz des Ständers im Materialpulver eine Turbulenz erzeugt, wenn die Herstellung des Überzuges beginnt. Es ist natürlich für die Herstellung des Überzuges äußerst wichtige den mit einem Überzug zu versehenden Gegenstand vorher auf eine Temperatur zu erwärmen, die mindestens so hoch ist um zu bewirken, daß die Partikel des für die Herstellung des Überzuges verwendeten Materials an denjenigen Flächen des Gegenstandes kleben bleiben, die von den Partikeln während des Zerstäubens getroffen werden. Andererseits darf die Vorerwärmungstemperatur natürlich nicht so hoch sein, daß sie einen Zerfall oder eine Zersetzung des für den Überzug verwendeten Materials bewirkt, so daß dieses die beabsichtigte Funktion nicht ausüben kann: Die Vorerwärmungstemperatur darf daher nicht so hoch sein, daß die elektrische Isolierfähigkeit des auf den Ständer aufgetragenen überzügsmaterials beeinträchtigt' wird. Während die Teile eines mit einem Überzug zu versehenen Gegenstandes durch das aus den Düsen 17 und 18 zerstäubte Material hindurch- gedreht werden, wird das überschüssige Material aus der Kammer 10 mittels eines Luftstromes entfernt, der ungefähr quer zur Drehachse des mit einem Überzug zu versehenen Gegenstanden verläuft. Dies wird am besten in der Weise durchgeführt, daß die Luft mit Hilfe eines Ventilators, eines Staub-sammlers oder dergleichen (nicht dargestellt) aus dem Kanal 11 abgesaugt wird, während der Eintritt der Luft in die Kammer 10 durch eine Öffnung 22 erfolgt,die in bezug auf die Herstellung des Überzuges allgemein nach oben gerichtet ist. ,.
Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß das aus den. Schlitzen 21 eines großen Ständers austretende zerstäubte Material von der Luftströmung hinter dem Ständer aufgenommen (und turbulent durch den Kern des Ständers bewegt) wird derart, daß die Innenflächen 23 des Ständerkerns sowie die Außenseite 24 am Umfang des Ständers im wesentlichen frei von dem Überzugsmaterial bleiben. Die Flächen der Außenbleche 25 sind natürlich dem zerstäubten Überzugsmaterial direkt ausgesetzt, das sich daher besonders in den Bezirken in der Nähe der Enden der Schlitze 21 absetzt, wie es erwünscht ist. Sollen kleine Ständer mit einem Überzug versehen werden, so ist es zweckmäßig, dafür zu sorgen, daß das überschüssige zerstäubte Pulver aus der Innenbohrung des Ständers zwangsläufig entfernt wird. Dies erfolgt nach der Fig. 2 mit Hilfe eines Absaugkopfes 26, der durch eine Rohrleitung 27 mit einem nichtdargestellten Absauggebläse oder dergleichen verbunden ist. Die Fig. 3 zeigt eine weitere, für diesen Zweck geeignete Vorrichtung. Nach der Fig. 3 wird eine Luftdüse 28 benutzt, um die überschüssigen zerstäubten Partikel beim Austritt aus den Schlitzen 21 aus der Innenbohrung des Ständers herauszublasen.
Wenn gewünscht, können die in der Fig. 4 dargestellten sich aufweitenden Düsen 29 und 30 verwendet werden. Auch kann ein Ständer drehbar gelagert und zugleich die Innenflächen des Ständers gegen die Ablagerung des Überzuges durch Verwenden eines ausdehnbaren Dornes 16 geschützt werden, der geeigneterweise mit einem aus Silikon oder Gummi bestehenden Überzug versehen ist, welcher Überzug durch Einblasen von Preßluft oder durch Einschrauben einer ausdehnbaren Vorrichtung mit Hilfe des Handgriffes 31 expandiert werden kann.
Bei allen dargestellten Ausführungsformen der Einrichtung dient die ungefähr quer zur Drehachse eines Ständers verlaufende Luftströmung zum Entfernen von Partikel des Überzugsmaterials aus der Kammer 10, wodurch verhindert wird, daß sich das Überzugsmaterial auf der Innen- und Außenseite des. Ständers in nennenswerten Mengen ansammelt. Natürlich ist auf diesen Flächen ein schwachder Überzug im allgemeinen zulässig, solange dessen Dicke unbedeutend ist und beispielsweise weniger als 0,025 mm beträgt. Solche dünnen Überzüge können daher unbeachtet bleiben, und der Teil wird in diesen Bezirken als im wesentlichen frei von Überzugsmaterial angesehen.
Für die Herstellung der Überzüge können organische Harze aus der Gruppe der Thermoplaste als auch der Duroplaste verwendet werden. Steht die Isolation nicht an erster Stelle der Anforderungen, so können anstelle organischer Materialien auch andere Materialien verwendet werden. Natürlich können einige bei Wärme schmelzende anorganische oder keramische Stoffe befriedigende Isolationseigenschaften aufweisen. Ein bei der Herstellung von isolierenden Überzügen zurzeit bevorzugtes bei Wärmeeinwirkung schmelzendes und trotzdem aushärtendes Harzpulver ist das Epoxyharz. In der USA-Patentschrift 2 847 395 vom 12. August 1958 sind mehrere Rezepte für Epoxyharz-Härtemittelgemische mit und ohne latente, bei Wärme aktivierbare Beschleunigungsmittel für die Reaktion zwischen dem Epoxyharz und einem mit diesem. reagierenden Härtemittel angegeben, die sich für das erfindungsgemäße Verfahren eignen. .Werden solche Harzgemische verwendet, so können die mit einem Überzug zu versehenen Teile bis auf eine Temperatur von 2000C oder höher vorerwärmt werden, jedoch nicht auf eine so hohe Temperatur, bei der eine Degradation des Harzgemisches erfolgt. Überraschenderweise erfolgt bei dem hier beschriebenen Verfahren zum Herstellen von Überzügen ein im wesentlichen gleichförmiger Niederschlag des Materials auf den Flächen der Schlitze. Um dieses Ergebnis zu,erzielen, wird das Pulvermaterial aus den Düsen vorzugsweise mit derselben Geschwindigkeit zerstäubt, so daß im Schlitz eine Turbulenz erzeugt wird und die Partikel des Überzugsmaterials gegen die Innenseiten des Schlitzes stoßen, an diesen haften bleiben und koagulieren.
Wenn .gewünscht, können in der Einrichtung mehrere Paare von Zerstäubungsdüsen verwendet werden. Ferner können zusammen mit den in den Figuren 4 und 5 dargestellten Haltevorrichtungen besondere Kühlmittel verwendet werden.
Je nach der gewünschten Dicke des Überzuges kann der mit dem Überzug zu versehende Teil ein oder mehrere Male an den Düsen vorbeigeführt werden. Im allgemeinen reicht eine volle Umdrehung aus, um einen für die Isolierung der Schlitze eines Ständers befriedigenden Überzug mit einer Dicke von ungefähr 0,12 bis 0,4 mm zu erzeugen.
Selbstverständlich können auch Ständer mit einem Überzug versehen werden, die nicht zylindrisch ausgebildet sind: Unter Verwendung der in den Figuren 4 und 5 dargestellten Haltevorrichtungen können auch sechseckige Ständer mit einem' Überzug versehen werden, desgleichen Ständer mit schräg verlaufenden oder am Außenumfang angeordneten Schlitzen. Unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens können auch andere Gegenstände mit Überzügen versehen werden, bei denen die gleichen Anforderungen vorliegen wie bei den genannten Ständern.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e s a Verfahren zum Herstellen eines isolierenden Überzuges auf einen Bereich eines auf einer Einrichtung gelagerten zylindrischen Hohlkörpers, bei dem die Teilchen eines den isolierenden Überzug bildenden Materials mittels einander gegenüberliegenden Spritzvorrichtungen auf den zu isolierenden Bereich des zylindrischen Hohlkörpers aufgebracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zwecke, die Innenoberflächen der Nuten des Ständers und die Stirnseiten der geschichteten Ständerbleche einer elektrischen Maschine mit einem isolierenden Überzug zu versehen, der :Ständer auf eine Temperatur erwärmt wird, bei der ein Schmelzen des den isolierenden Überzug bildenden Materials erfolgt, da13 je ein Strom von Teilchen des Isoliermaterials aus Spritzvorrichtungen, die auBeraxial, einander gegenüberliegend jeweils nahe der Stirnseite der Ständerbleche angeordnet sind, auf letztere und durch jede Nut des Ständers nacheinander durch die von der Lagereinrichtung bewirkte Drehung des Ständers geführt wirdi daB durch die einander . entgegengesetzten Teilchenströme über die.Nutlänge eine Turbulenz erzeugt und durch letztere ein Ablagern der Teilchen auf den Innenoberflächen der Nuten bewirkt wird, wobei sich ein quer zur Ständerachse gerichteter P1uB nicht abgelagerter Teilchen, die teils an den Stirnflächen . der Ständerbleche, teils in dem Turbulenzbereich abgelenkt werden, bildet und die nicht abgelagerten Teilchen aus der Nähe des zu isolierenden Ständerbereichs abführt.
2. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine erste Einrichtung zum Haltern und Drehen des Ständers, durch sußeraxial, einander gegenüberstehende Spritzvorrichtungen, deren Abstand von einander so bemessen ist, daB zwischen ihnen der Ständer angeordnet werden kann, und die bei Drehung des Ständers auf die Stirnseite seiner geschichteten Ständerbleche und in jede seiner Nuten nacheinander aus entgegengesetzten Richtungen je einen Strom von Teilchen des Isoliermaterials hineinetäuben, durch eine zweite Einrichtung, die den sich quer zur Stä.nderaehse bildenden F1uß nicht abgelagerter Teilchen konzentriert und durch eine dritte Einrichtung, die den Ständer auf eine Temperatur erwärmt, bei der ein Schmelzen des den isolierenden Überzug bildenden Materials erfolgt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß@ die erste Einrichtung zum Haltern und Drehen des Ständers aus mindestens zwei auf Abstand stehenden Tragrollen besteht, von denen mindestens eine Rolle mit einer diese in Umdrehung versetzenden vierten Einrichtung in Verbindung steht.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einrichtung zum Haltern und Drehen des Ständers aus mindestens einer Tragrolle, insbesondere einem ausdehnbaren Dorn besteht, der in die Innenbohrung des Ständers eingesetzt wird.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Einrichtung eine in der Innenbohrung des Ständers angeordnete Absaugvorrichtung ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Einrichtung eine Luftdüse ist, die in die Innenbohrung des Ständers Druckluft leitet.