DE1538918C - Verfahren zum Imprägnieren von Wicklungen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Imprägnieren von Wicklungen elektrischer Maschinen, bei dem die Wicklung erwärmt wird, worauf polymerisations- oder polyadditibnsreaktionsfähige Imprägniermittel, gegebenenfalls mit die Stoffeigenschaften beeinflussenden Zusätzen-, ,in die Wicklung eingebracht, danach zum Gelieret,und schließlich zum Aushärten gebracht werden, sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Zweck derartiger Verfahren ist es, einen kompakten, sowohl gegenüber mechanischen als auch elektrischen Einflüssen äußerst widerstandsfähigen Wicklungsaufbau zu schaffen. Die hierzu verwendeten Imprägniermittel, die auch unter der Bezeichnung »Reaktionsharze« bekannt sind, sind lösungsmittelfrei. Sie können z. B. Mischungen aus ungesättigten Polyesterharzen und ungesättigten Monomeren, bzw. Epoxydharzen und Härtern darstellen. Durch weitere Zusätze, unter anderem auch solcher, die die Reaktionszeit beeinflussen, lassen sich die Eigenschaften dieser Imprägniermittel weitgehend variieren.

Ein Verfahren zum Imprägnieren von Wicklungen der eingangs beschriebenen Art ist unter der Bezeichnung »Träufelverfahren« bekanntgeworden und soll an Hand der in Fig.l der Zeichnung wiedergegebenen schematischen Darstellung an einem Anker für Kleinmotoren, näher erläutert werden. Die Wicklung wird zunächst vorgewärmt, sodann wird der Anker 1 zur Träufelstelle gebracht, in einer Vorrichtung 3 aufgenommen, so daß er in einer bestimm-, ten Schräglage langsam rotiert, wobei man das flüssige Imprägniermittel in einem kontinuierlichen dünnen Strahl 2' aus einem Vorratsbehälter 2 auf den oberen Wickelkopf auftreffen und so lange fließen läßt, bis es am unteren Ende des Ankers wieder austritt. Hierauf wird der Anker von der Träufelstelle entfernt und das Imprägniermittel durch Wärmezufuhr zum Gelieren gebracht. Anschließend erfolgt die Aushärtung des Imprägniermittels, ebenfalls unter Wärmezufuhr.

Beim Imprägnieren nach dem beschriebenen Träufelverfahren nimmt der Träufelvorgang bei Kleinmotoren-Ankern mittlerer Größe eine Zeit bis zu etwa 5 Minuten in Anspruch, während bis zum Gelieren zusätzlich bis zu 8 Minuten vergehen. Dieser Zeitaufwand von bis zu 13 Minuten für jeden einzelnen Anker macht sich, insbesondere bei der Großserienfertigung sehr störend bemerkbar. Außerdem kann auch beim Träufeln der Fall eintreten, daß die Imprägnierung nicht zu dem erwünschten kompakten Wicklungsaufbau führt, da nämlich der Fluß des Imprägniermittels in die vorhandenen Hohlräume nicht erzwungen ist. Vielmehr kann es vorkommen, daß das Imprägniermittel wohl am unteren Ende des Ankers austritt, weil es einen Teil der Ankernuten durchflossen hat, während andere Nuten dagegen unter Umständen nur unvollständig getränkt sein können. Auch kann es vorkommen, daß ein Teil des Imprägniermittels nicht innerhalb, sondern außerhalb der Nuten am Anker entlang fließt. Und schließlich kann das nach unten fließende Imprägniermittel, nachdem der Zufluß 2' unterbrochen ist, von oben her Luft in die Nuten einziehen, so daß diese später nicht auf ihrer gesamten Länge völlig ausgefüllt sind. Jedenfalls ist das Erscheinen des Imprägniermittels am unteren Ende des Ankers kein sicheres Kriterium dafür, daß die Imprägnierung vollständig und homogen erfolgt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Verfahren zum Imprägnieren von Wicklungen der eingangs genannten Art die Imprägnierzeit wesentlich zu verkürzen und zugleich eine vollständige und homogene Imprägnierung zu garantieren.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auf den die Wicklung tragenden, senkrecht stehenden Maschinenteil ein das Imprägniermittel in die Wicklung leitender Trichter aufgesetzt wird, in

ίο den die gesamte benötigte Imprägniermittelmenge eingeschüttet wird, wobei die Gelierzeit so eingestellt ist, daß das Gelieren einsetzt, sobald die Wicklung völlig durchdrungen ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird die Gelierung zweckmäßigerweise bei waagerecht angeordnetem, rotierendem Maschinenteil zu Ende geführt. Dadurch werden einseitige Verlagerungen, sofern sich noch flüssige Imprägniermittelteile in der Wicklung befinden sollten, vermieden. Auch die völlige Aushärtung des Imprägniermittels kann in der gleichen Weise erfolgen, damit die genannte Erscheinung auch während der gegebenenfalls eintretenden flüssigen Phase zwischen dem gelierten und dem ausgehärteten Zustand sich nicht nachteilig auswirkenv" kann.

Die Erfindung soll nachstehend an Hand des in F i g. 2 der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels an Hand von Ankern für Universalmotoren noch näher erläutert werden. Die Anwendung der Erfindung auf bewickelte Ständer elektrischer Maschinen ist prinzipiell die gleiche.

Zunächst wird die Wicklung des Ankers erwärmt. Diese Erwärmung kann etwa in einem Ofen, durch einen die Wicklung durchfließenden Strom oder auch, einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung entsprechend, auf induktivem Wege erfolgen. Die Anker 1 werden mittels einer Vorrichtung 6 mit senkrecht stehender Welle bis unter die Ausflußöffnung des Imprägniermittelvorratsbehälters 2 geführt. Hier wird ein an einem Schwenkarm 5 befestigter Trichter 4, der dem Außendurchmesser des Ankers angepaßt ist, auf die obere Seite des Ankers aufgesetzt. Es wird darauf die gesamte, zum Tränken erforderliche Imprägniermittelmenge 7 in den Trichter eingeschüttet.

Das Imprägniermittel fließt nun, da ihm keine Ausweichmöglichkeiten gegeben sind, unter dem Einfluß der Schwerkraft innerhalb 10 bis 20 Sekunden ausschließlich durch die Nuten hindurch. Durch die Auswahl geeigneter Imprägniermittelkomponenten und gegebenenfalls zusätzlich durch Temperatureinfluß ist die Gelierzeit so eingestellt, daß sich das Imprägniermittel, sobald die gesamte Menge 7 vollständig in die Wicklung eingedrungen ist, verfestigt. Die bei den bekannten Verfahren erforderliche Zeit von etwa 13 Minuten für das Träufeln und Gelieren kann somit auf 10 bis 20 Sekunden reduziert werden. Außerdem ist auch sichergestellt, daß das Imprägniermittel sämtliche Hohlräume vollständig ausfüllt, da ihm keine Ausweichmöglichkeiten gegeben sind. Ein komptakter Wicklungsaufbau ist dadurch gewährleistet. Nach dem Eintreten des Gelierens wird der Trichter angehoben, zur Seite geschwenkt, der Anker in eine waagerechte Lage gebracht und die Gelierung,' gegebenenfalls auch die völlige Aushärtung bei rotierendem Anker, zu Ende geführt.

Fig. 3 zeigt an Hand einer schematischen Darstellung das Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung, welche zur Durchführung des beschriebenen Verfah-

rens geeignet ist. Die nachfolgende Beschreibung dieser Vorrichtung bezieht sich auf das Imprägnieren bewickelter Anker elektrischer Maschinen, sie kann jedoch sinngemäß ebensogut auch bei bewickelten Ständern Verwendung finden. Bei A wird der bewickelte, unimprägnierte Anker 1 in die Vorrichtung eingesetzt, und zwar in ein eine Bohrung,aufweisendes Glied 6' einer Transporteinrichtung.rDie Transporteinrichtung besteht außer den Gliedern 6', die nach Art einer Kette gelenkig und in allen Richtungen schwenkbar miteinander verbunden sind, aus einer Führung 6 für diese Glieder. Die Gliederkette wird angetrieben, und zwar in der Weise, daß der Anker 1 bis zu einer Vorwärmeinrichtung 8, 9 wandert, an der er angehalten wird. Die Vorwärmein- ig richtung besteht aus einem Wechselstromerzeuger 9 und einer mit diesem verbundenen Induktionsschleife 8, die sich von oben her auf den Anker aufschiebt. Fließt nun ein Wechselstrom, vornehmlich ein Hochfrequenzstrom, durch die Induktionsschleife 8, so wird die Ankerwicklung auf induktivem Wege erwärmt. Nach erfolgter Erwärmung wird die Induktionsschleife wieder abgehoben und der Anker wandert bis zu der Imprägniereinrichtung, an der er ' wiederum stehen bleibt. Hier senkt sich ein an einem Schwenkarm 5 befestigter Trichter 4 auf den oberen Wickelkopf, worauf aus einem Imprägniermittelvorratsbehälter 2 die gesamte benötigte Imprägniermittelmenge in dea Trichter eingeschüttet wird. Sobald das Imprägniermittel die Wicklung vollständig durchdrangen hat und zu gelieren beginnt, wird der Trichter 4 wieder abgehoben, der Anker bewegt sich weiter und wird an der Stelle B von der senkrechten in eine waagerechte Lage geschwenkt. Dieses Schwenken kann dadurch erfolgen, daß die Führungsbahn 6 in sich verwunden ist. Der Anker 1 durchläuft nunmehr mit waagerecht angeordneter Achse eine Vorhärtestation, in welcher durch eine Wärmequelle 10 wiederum Wärme zugeführt wird, wobei gleichzeitig durch ein umlaufendes Band 11, auf dem das Wellenende des Ankers aufliegt, dieser in Rotation versetzt wird. Durch das Rotieren des Ankers wird vermieden, daß sich das erhärtende Imprägniermittel einseitig verlagert. Der Anker durchläuft schließlich eine Einrichtung 12 zum Aushärten des Imprägniermittels, welche dem Anker nochmals Wärme zuführt und im wesentlichen aus einem Ofen nach einem der bekannten Prinzipien besteht, wobei gegebenenfalls zusätzlich eine bei 11 dargestellte Einrichtung zum Drehen des Ankers vorgesehen sein kann, damit auch während einer zwischenzeitlich eintretenden flüssigen Phase des Imprägniermittels keine einseitige Verlagerung desselben eintreten kann. Nach dem Durchlaufen der Aushärteeinrichtung 12 ist die Imprägnierung des Ankers abgeschlossen, und er kann bei C entnommen und der weiteren Bearbeitung zugeführt werden. Die gesamte Vorrichtung arbeitet in einem gleichmäßigen und kontinuierlichen Takt und kann in der Durchlaufgeschwindigkeit so eingestellt werden, daß die Anker in dem Rhythmus, in dem sie die Wickelei verlassen, bei A aufgenommen und bei B entnommen werden, um den weiteren Fertigungsstationen zuzufließen.

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Imprägnieren von Wicklungen elektrischer Maschinen, bei dem die Wicklung erwärmt wird, worauf polymerisations- oder polyadditionsreaktionsfähige Imprägniermittel, gegebenenfalls mit die Stoffeigenschaften beeinflussenden Zusätzen, in die Wicklung eingebracht, danach zum Gelieren und schließlich zum Aushärten gebracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß auf den die Wicklung tragenden, senkrecht stehenden Maschinenteil ein das Imprägniermittel in die Wicklung leitender Trichter aufgesetzt wird, in den die gesamte benötigte Imprägniermittelmenge eingeschüttet wird, wobei die Gelierzeit so eingestellt ist, daß das Gelieren einsetzt, sobald die Wicklung völlig durchdrungen ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelierung bei waagerecht angeordnetem, rotierendem Maschinenteil zu Ende geführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Aushärten bei waagerecht angeordnetem, rotierendem Maschinenteil erfolgt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklung auf induktivem Wege erwärmt wird..

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Transporteinrichtung (6, 6'), die die Maschinenteile (1) senkrecht stehend zu einer Vorwärmeinrichtung (8, 9), einer Imprägniereinrichtung (2, 4, 5) und nach dem Kippen in die waagerechte Lage zu einer Station (10, 11) zum Vorhärten und einer Einrichtung (12) zum Aushärten des Imprägniermittels befördert.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Transporteinrichtung aus gelenkig miteinander verbundenen, gegenseitig nach allen Richtungen schwenkbaren Gliedern (6') und einer die Glieder aufnehmenden Führung (6) besteht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung (6) in sich verwunden ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorwärmeinrichtung aus einem Wechselstromerzeuger (9) und einer auf das Maschinenteil (1) aufsteckbaren Induktionsschleife (8) besteht.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorhärtestation neben einer Wärmequelle (10) eine Antriebseinrichtung (H) zum Rotieren der waagerecht liegenden Maschinenteile aufweist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen