DE1613209C3

DE1613209C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Aushärten thermoplastischer Statorwicklungen

Info

Publication number: DE1613209C3
Application number: DE19671613209
Authority: DE
Inventors: Erich 1000 Berlin Preuss
Original assignee: Maschinenfabrik Spandau Geh & Co Kg 1000 Berlin
Current assignee: Maschinenfabrik Spandau Geh & Co Kg 1000 Berlin
Priority date: 1967-02-08
Filing date: 1967-02-08
Publication date: 1975-08-14
Also published as: BE710384A; DE1613209B2; GB1192833A; FR1555044A; DE1613209A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Auf härten thermoplastischer Statorwicklungen mittels Stromwärme und axialem Druck.

Es ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Vergießen und Aushärten der Wicklungsisolation von Rotoren elektrischer Motoren bekannt, gemäß dem die vorher verbackene Wicklung unter axialem Druck ausgeformt wird (USA.-Patentschrift 1 860 978).

Dieses Verfahren ist umständlich und zeitraubend, da die Rotorwicklung vor dem Vergießen in ein flüssiges Isoliermittel getaucht und anschließend getrocknet wird, um den Polymerisationsprozeß einzuleiten. Erst dann wird die so vorbehandelte Wicklung unter axialem Druck ausgehärtet und ausgeformt. Dabei ist keine absolute Gewähr gegeben, daß das Gießharz auch alle Zwischenräume ausfüllt.

Es ist ferner ein Verfahren zum dielektrisch dichten Einbetten von Wicklungen od. dgl. in härtbare Isoliermassen bekannt, gemäß dem die Härtung durch Stromheizung der Wicklung von innen nach außen durchgeführt wird (deutsche Patentanmeldung S 23893 VIII b/21 g, bekanntgemacht am 22.10.1953). Dadurch soll verhindert werden, daß die äußeren Zonen der Isolierung eher erstarren als die inneren, da sonst Lunker entstehen können, die bei Spannungsbeanspruchung im Betrieb zur Zerstörung der Wicklungsisolierung führen können.

Der Nachteil besteht darin, daß nicht mit Sicherheit alle etwa vorhandenen Zwischenräume durch die Isoliermasse ausgefüllt werden, da jegliche Druckeinwirkung während der Aushärtung fehlt, die ein Eindringen der Isoliermasse in alle Zwischenräume gewährleistet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auf möglichst einfache Weise eine weitgehend hohlraumfreie Ständerwicklungsisolation zu schaffen. Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auf die aus backlackisolierten Drähten bestehende Wicklung mittels einer spreizbaren Vorrichtung zusätzlich ein radialer Preßdruck ausgeübt wird. Wicklungen aus backlackisolierten Drähten für Statoren sowie das Verbacken dieser Wicklungen, auch direkt durch Stromwärme, sind an sich bereits bekannt (vgl. Technische Information Nr. 105 der Dielektra Aktiengesellschaft, Porz [Rhein], Mai 1963). Das Aufheizen der Wicklungen durch Stromwärme kann dabei entweder nach erfolgtem Pressen oder auch während desselben stattfinden. Das Aufheizen nach erfolgtem Pressen ist für Wicklungen aus relativ dünnen Drähten vorteilhaft, da hierbei auch unter Druck ein Ordnen der Drähte in den Nuten stattfindet. Bei Wicklungen aus relativ dickem Draht ist die Aufheizung während des Pressens von Vorteil.

Zur Ausübung des neuen Verfahrens dient eine Presse mit zwei insbesondere schalenförmigen Formteilen und einer Radialpreßvorrichtung. Diese spreizbare Radialpreßvorrichtung dient zur Erzeugung des radialen Preßdruckes auf die Statorwicklung, insbesondere in den Statornuten.

Die Radialpreßvorrichtung besteht erfindungsgemäß aus einem in axialer Richtung mit Umfangsschlitzen versehenen, aus einem Formteil vorstehenden Hohlzylinder mit in Umfangsschlitzen radial verschiebbaren Preßlamellen und einem Spreizdorn, der in dem Hohlzylinder axial verschiebbar ist und einen kegeligen Teil hat zum radialen Verschieben der Preßlamellen nach außen.

Zum Zentrieren des Stators während des Pressens haben der untere und der obere als Preßkopf dienende Formteil je einen Zentrierrand. Diese Ränder fassen bei geschlossener Presse in die Zentriernuten des Stators.

Ferner ist eine Kontrollvorrichtung vorgesehen, die gewährleistet, daß der Strom nur im richtigen Augenblick freigegeben wird, z. B. bei Beendigung des Pressens oder, wenn das Aufheizen schon während des Pressens erfolgen soll, bei Beginn desselben.

Als Kontrollvorrichtung dient ein an sich bekannter Endschalter, der im Sinne der Erfindung durch den Spreizdorn betätigt wird und im gewünschten Augenblick die Steuerung des Stromes für das Aufheizen der Wicklung freigibt, wodurch gleichzeitig eine Schutzmaßnahme gegen Berührungsspannung gegeben ist.

Durch das axiale ur.d radiale Pressen werden bei durch Aufheizen flüssiger Isoliermasse die Zwischen-

zung der Energie. Es ist ein geringer Aufwand an Maschinen- und Anlageteilen zu verzeichnen und sind keine besonderen Schutzmaßnahmen nötig. Besondere Wickelkopfbandagen fallen weg. Es werden maßgerechte und formtreue Wickelköpfe erhalten, da beide Formteile, von denen der eine als Preßkopf dient, dem Wickelkopf angepaßt und so gearbeitet sind, daß die Wicklung in radialer und axialer Richtung etwa 3 bis 6 mm gepreßt wird. Es ergibt sich ferner eine Einsparung an Arbeitskräften und Fertigungsräumen, da die Presse klein ist und daher auf geringem Raum eine größere Anzahl von Pressen untergebracht werden kann. Ein Arbeiter kann dabei z. B. zehn Pressen bedienen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß ausgebildeten Presse teils im Längsschnitt, teils in der Ansicht dargestellt.

Hiernach besteht die Presse aus einem im wesentlichen schalenförmigen Formteil 1, einer spreizbaren Radialpreßvorrichtung 2, einem insbesondere scha-· lenförmigen Preßkopf 3 und einer Druckvorrichtung 4 zur Ausübung eines Preßdruckes auf die spreizbare Radialpreßvorrichtung 2 und den Preßkopf 3. Die ganze Anordnung ist in einer Halterung 5 gelagert, deren unterer Schenkel 6 den mittels Schrauben 7 lösbar befestigten Formteil 1 trägt und an deren oberen Schenkel 8 die Druckvorrichtung 4 zum Ausüben des Preßdruckes schwenkbar gelagert ist.

Die Radialpreßvorrichtung 2 besteht aus einem Hohlzylinder 9, der von dem Formteil 1 nach oben ragt und mit axialen Umfangsschlitzen 10 versehen ist, in denen Preßlamellen 11 radial verschiebbar sind, und einem Spreizdorn 12 mit kegeligem Teil 13 zum radialen Verschieben der Preßlamellen 11 nach außen. Der Spreizdorn 12 ist durch eine Druckfeder 14 abgefedert, die beim Nachlassen des Preßdruckes der Spreizdorn 12 nach oben in seine Ausgangsstellung gedrückt wird.

Die Druckvorrichtung 4 weist im Innern einen mittels des Handhebels 15 axial verschiebbaren Druckdorn 16 auf zum Ausüben des Preßdruckes auf den Spreizdorn 12 und über das an dessen Kopf sitzende Druckstück 17 auf den Preßkopf 3.

Das Druckstück 17 hat eine längliche Form. Im Preßkopf 3 befindet sich ein länglicher Schlitz. Dadurch kann der Preßkopf 3 auf das Druckstück 17 und den Spreizdorn 12 aufgesetzt bzw. davon abgenommen werden. Beim Aufsetzen wird der Preßkopf 3 so gehalten, daß sein Schlitz genau über dem Druckstück 17 ist. Beim Absenken passiert nun das Druckstück den im Preßkopf 3 befindlichen Schlitz. Anschließend wird wahlweise entweder der Preßkopf 3 oder der Spreizdorn 12 um 90° um die Spreizdornachse gedreht, so daß das Druckstück 17 außen auf den Preßkopf 3 zu liegen kommt. Das Abnehmen des Preßkopfes 3 erfolgt im umgekehrten Sinne.

Soll die Wicklung eines Stators ausgehärtet werden, dann wird der betreffende, hier mit 18 bezeichnete Stator auf den Formteil 1 aufgesetzt. Dabei muß er mit seiner zentralen öffnung über den Spreizdorn 12 und den Hohlzylinder 9 der Radialpreßvorrichtung 2 gebracht werden. Anschließend wird der Preßkopf 3 in der vorstehend beschriebenen Weise aufgebracht. Dann wird die vorher hochgeschwenkte Druckvorrichtung 4 in die in der Abbildung darge-

stellten Lage gebracht. Durch Druck auf den Handhebel 15 nach unten wird nun über den Druckdorn 16 ein Preßdruck auf das Druckstück 17 und damit auf den daran sitzenden Spreizdorn 12 und den Preßkopf 3 ausgeübt. Beide werden nach unten bewegt.

Dabei drückt der Teil 13 des Spreizdornes 12 die Preßlamellen 11 nach außen, die einen radial nach außen gerichteten Preßdruck auf die Leiter der Wicklung in den Nuten ausüben. Ferner preßt der Preßkopf die Wicklung 19 gegen den Formteil 1, und zwar so

lange, bis die Zentrierränder 20, 21 des Formteiles 1 und des Preßkopfes 3 in die Zentrierränder des Stators 18 eingreifen. Auf diese Weise wird die Statorwicklung sowohl radial als auch axial gepreßt. Diese gepreßte Statorwicklung wird über die Wicklungsan-

Schlüsse an das Netz angeschlossen, wodurch eine Aufheizung der Statorwicklung 19 erfolgt. Dadurch wird die auf dem Grundlack befindliche thermoplastische Lacksicht plastisch und fließt ineinander. Es findet durch die Erweichung eine kompakte Verbindung

der einzelnen Windungen untereinander sowie mit dem Blechpaket statt.

Zur Kontrolle, ob die Presse einwandfrei geschlossen ist, ehe das Aufheizen erfolgt, ist unter dem Spreizdorn 12 ein an sich bekannter Endschalter 22 angeordnet, der erst bei vollem Preßdruck des Preßkopfes 3 und der Lamellen 11 durch den Spreizdorn 12 betätigt wird und die Steuerung für die Ausbackspannung freigibt. Isolationsfehler, Materialfehler, schlechte Lot- und Schweißstellen werden beim Aushärten sofort bemerkt, da mit Stromdichten zwischen 12 und 18 A/mm² Leiterquerschnitt ausgehärtet wird. Festgestellte Fehler können zum Teil noch behoben werden.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte und be-

schriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. So kann der Hohlzylinder 9 auch lösbar mit dem Formteil 1 verbunden sein. Ferner kann die Presse auch waagerecht angeordnet werden, wobei dann eine Halterung, z. B. ein Haltearm, zum Halten des Stators in waage-

rechter Richtung vorgesehen ist. Dabei können dann der Formteil 1 und der Preßkopf 3 gegeneinander bewegt werden. Es kann aber auch der Formteil 1 feststehen und der Preßkopf 3 gegen ihn bewegbar sein. Schließlich sei noch erwähnt, daß auch schon während des Pressens geheizt werden kann anstatt erst nach beendetem Pressen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Aushärten thermoplastischer Statorwicklungen mittels Stromwärme und axialem Druck, dadurch gekennzeichnet, daß auf die aus backlackisolierten Drähten bestehende Wicklung mittels einer spreizbaren Vorrichtung zusätzlich ein radialer Preßdruck ausgeübt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- ίο kennzeichnet, daß das Aufheizen nach erfolgtem Pressen stattfindet.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufheizen während des Pressens erfolgt.

4. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine spreizbare Radialpreßvorrichtung (2), bestehend aus einem in axialer Richtung mit Umfangsschlitzen (10) versehenen, aus einem Formteil (1) vorstehenden Hohlzylinder (9) mit in Umfangsschlitzen (10) radial verschiebbaren Preßlamellen (11) und einem in dem Hohlzylinder (9) axial verschiebbaren Spreizdorn (12) mit kegeligem Teil (13) zum radialen Verschieben der Preßlamellen (11) nach außen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlzylinder (9) entweder ein Ganzes mit dem Formteil (1) bildet oder aber lösbar damit verbunden ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, gekennzeichnet durch einen in einem Preßkopf (3) befindlichen Schlitz als Durchgang für das obere Ende des Spreizdornes (12) der Radialpreßvorrichtung (2), das ein relativ zum Preßkopf (3) verdrehbares Druckstück (17) trägt, das zur Übertragung des über eine Druckvorrichtung (4) von Hand auf den Spreizdorn (12) ausgeübten Preßdruckes auf den Preßkopf (3) dient.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, gekennzeichnet durch einen durch den Spreizdorn (12) bei vollem Preßdruck zu betätigenden Endschalter (22) zur Freigabe der Stromzufuhr zur Wicklung des Statorgehäuses.

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