DE1805369C - Verfahren und Vorrichtung zur Bildung eines Isolationsüberzugs - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Bildung eines Isolationsüberzugs auf einem elektrischen Wicklungselement, bei dem ein pulverförmiges, schmelzbares Isolationsmaterial auf das Element aufgebracht wird, das dabei um seine Achse gedreht und auf einer für das Schmelzen des Pulvers ausreichenden Temperatur gehalten wird. Ein solches Wicklungselement kann z. B. in den Ankerwickelköpfen eines Elektromotors gesehen werden.

Das Aufbringen eines Isolationsüberzugs mit Hilfe eines pulverförmigen, schmelzbaren Isolationsmate· rials erfolgt im allgemeinen in einem Fließbett, bei dem ein vorerhitzter Körper in eine Wirbelschicht aus Pulver getaucht wurde. Bei der praktischen Anwendung dieses Verfahrens, twi dem ein vorerhitztes elektrisches Wicklungselement vollständig in ein Pulver eingetaucht wird, wird das Pulver ohne Verwendung einer Abdeckung auch an die Teile des Elements niedergeschlagen, die nicht überzogen werden sollen, z. B. an der Außenfläche und der Welle des Ankers. Die Abdeckung dieser Teile ist jedoch schwierig.

Es ist auch ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art bekannt, bei dem ein pulverförmiges, schmelzbares Isolationsmaterial auf das um seine Achse gedrehte und auf einer für das Schmelzen des Pulvers ausreichenden Temperatur gehaltene Element aufgebracht wird. In diesem bekannten Fall läßt man das Pulver durch ein Rüttelsieb in den Wirkungsbereich einer quer zum Fallstrom des Pulvers orientierten Düse fallen, mit deren Hilfe es über einen Preßluftstrom quer zum Fallweg über Masken auf den zu beschichtenden Körper gerichtet wird. Das Aufsprühen des Pulvers hat den Nachteil erheblicher Zerstäubung und Überdeckung anderer Teile, die nicht überzogen werden sollen. Diese Zerstäubungswirkung wird insbesondere durch Masken infolge Wirbelbildung erhöht.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem eine Zerstäubung des Isolationsmaterials und Beschichtung von Teilen, die nicht überdeckt werden sollen, in wirkungsvoller Weise vermieden wird.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man das Pulver auf den zu beschichtenden Teil des Elements fallen läßt und dabei im wesentlichen entlang und um den Fallweg des Pulvers einen nach unten gerichteten, Versprühen von Pulver verhindernden und überschüssiges Pulver entfernenden Saugluftstrom aufrechterhält. Durch die gemeinsame Wirkung der Schwerkraft und des abwärts gerichteten Luftstroms wird ein dichter, gerader Strom aus unter Schwerkraft herabsinkendem Pulver erhalten, das dadurch beim Auftreffen auf den zu beschichtenden Teil des Elements nicht versprüht, so daß mit großer Genauigkeit das Beschichten auf die dafür vorgesehenen Teile begrenzt werden kann. Dabei kommt man ohne Masken aus.

Es ist an sich bekannt, zur porenfreien Beschichtung von Blechen Kunststoffpulver mittels einer Dosiereinrichtung kontinuierlich aufzustreuen oder aufzustäuben, bei erhöhter Temperatur aufzuschmelzen und abschließend auf die gewünschte Beschichtungsstärke auszuwalzen. Hierbei wird jedoch kein begrenzender Luftstrom angewendet.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eignet sich eine Vorrichtung, bei der ein durch Vibration aufgelockertes, schmelzbares Pulver von einer Zufuhreinrichtung herabfallend wenigstens einer Düse zugeführt und von dieser auf das Element gerichtet wird, das dabei auf der Schmelztemperatur des Pulvers gehalten wird, wobei eine Einrichtung für das Abführen überschüssigen Pulvers vorgesehen ist. Eine solche Vorrichtung ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenachse in Fallrichtung des Pulvers angeordnet und darunter der zu beschichtende Teil des Elements drehbar angeordnet ist, wobei die Düse in einem Vibrationszylinder untergebracht ist und unmittelbar unterhalb des zu beschichtenden Teils eine Absaugöffnung vorgesehen ist, mit der ein sich entlang und um den Pulverweg nach unten bewegender Luftstrom erzeugbar ist. Die unterhalb des zu beschichtenden Teils befindliche Absaugöffnung sorgt für einen den Pulverstrom umgebenden, nach unten gerichteten Luftstrom, wodurch der Pulverstrom zusammengehalten und ein Versprühen verhindert wird. Dabei sorgt der Vibrationszylinder dafür, daß sich das Pulver nicht auf der Innenwand der Düse oder anderen Abschnitten festsetzt und im übrigen in einem stabilen Strom abwärts fällt, was für die Qualität des Isolationsüberzugs sowie für die Durchführung des Verfahrens von großem Vorteil ist.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand einer schematischen Zeichnung näher erläutert.

Ein elektrisches Wickelelement 1, dessen Wicklung mit einem isolierenden Überzug versehen werden soll, wird lösbar von einer geeigneten Antriebseinrich-

tung 2, ζ. B. einem Motor, gehalten und gedreht. Oberhalb des elektrischen Wicklungselements 1 befinden sich Zylinder 5 mit je einer vertikalen Düse 4 für den Schwerkraftfall eines Pulvers aus einem hitzeschmelzenden Material auf das Wicklui.gselement in Form eines Pulverstroms 3". Diese Düsen 4 und die Zylinder 5 werden durch einen Vibrator 6 in Vibration versetzt. In jedem Zylinder 5 erstreckt sich ein Rohr 7, durch das das Pulver aus einem Pulvervorrat 3 unter Schwerkraft in Form eines Pulver-Stroms 3' in die zugehörige Düse 4 fällt. Das in einer trichterförmigen Pulvervorratsquelle 8 befindliche Pulver 3 wird mit Hilfe einer die Zufuhrmenge steuernden Zahnradpumpe 9 in jedes Rohr 7 gefördert. Der Trichter 8, die Zahnradpumpe 9 und die Rohre 7 sind zu einem einheitlichen Satz vereinigt, der durch emen Vibrator 10 in Vibration versetzt wird. Die Zahnradpumpe 9 wird durch einen Motor 11 mit geeigneter Geschwindigkeit angetrieben. Das Bezugszeichen 17 bezeichnet einen Filter zur Vergleich- mäßigung der Teilchengröße des Pulvers 3.

Um das Absinken des Pulverstroms 3' unter Schwerkraftwirkung in den Zylindern zu erleichtern uiid einen Überlauf für überschüssiges Pulver aus den Dosen 4 zu schaffen, ist jeder der Zylinder 5 mit einer Mebenleitung 13 für die Bildung je eines Luftroms 12 im wesentlichen entlang dem Weg des Pulvers versehen. Unterhalb des elektrischen Wicklungselements 1 befindet sich ein Saugrohr 15, welches so geformt ist, daß es für einen Luftstrom 14 im wesentlicher, entlang dem Abwärtsweg des Pulverstroms 3" sorgt, um die Bewegung des durch jede der vibrierenden Düsen 4 unter Schwerkraft herabfallenden Pulvers zu erleichtern und um das Verstreuen des Pulvers zu · verhindern; ferner sorgt das Saugrohr 15 für einen Luftstrom 14' zur Entfernung überschüssigen Pulvers wird in einer durch dJe Wirkung der Zahnradpumpe 9 vorbestimmten Menge zwanglaung in -die Ronrej gefördert. Das in die Rohre7 geforderte ™J^r *™ in Form von Pulverströmen 3' störung*« unter Schwerkraftwirkung in die jeweüigen Duser.4in diesem FaU wird das Schwerkiaftabsinken *™ Pulvers

_Ul^._ow>, _o_ Pulver durch die Nebenleitung 13, das

Rohr 16 und das Saugrohr IS entfernt Durch den Vibrator 6 wird erreicht, öaß ^A-' '" ^Hi* Düsen 4 gelangte Pulver nicht an de
hängenbleibt, sondern unter
Form eines Pulverstroms 3" aus
den Luftstrom 14 wird ein
Stroms 3"
den Teil des
und an diesem
gebildet werden soll.
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den zu

verstreut, wie es

form der Fall waic. ui«.»,,— _o~ -zu überziehenden Teil des elektrischen Wicklungselements 1 wird durch die Wirkung des Luftstroms 14' entfernt.

In der oben beschriebenen Weise ist es möglich, lediglich auf den Teilen des elektrischen Wicklungselements 1, an denen ein derartiger Isolierüberzug erwünscht ist, einen Isolierüberzug aus dem hitzeschmelzenden Material 3 zu bilden. Das elektrische

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konnen im a'gemeinen in einfacher Weise durch Ver- zendenlPulvers 3 j

binden der Nebenleitung 13 und des Saugrohrs 15 nut 40 ordneten TeUe₁ z. B.

einem Staubsammler gebildet werden. Bei der hier durch die das 1Pu ver

beschriebenen Ausführungsform wird der vorgenannte gestellte Vorrichtung

Zweck durch Anschluß jeder Nebenleitung 13 an dJ g
einen Zweig 15' des Abflußrohrs 15 und durch An-

schluß des Abflußrohrs 15 an einen Staubsammler des>

Düse 4

Sder Zeichnung sind Heizeinrichtungen für das Vorerhitzen des elektrischen Wicklungse.ements

geordnet sind. Auf

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^rU _{len kann je}-K £ _Düse 4 oder und dem Zylinder 5 ta übereinander .n-

^'Z den setzen.

gemäßen Verfahrens unter Verwendung der Isola-Uonsauftragvorrichtung gemäß obigem Aufbau erläutert. Zunächst wird das elektrische W.cklungselement 1 mit Hilfe nicht gezeigter Heize.nnchtungen auf eine derartige Temperatur vorerhitzt, bei der das Pulver des Isoliermaterials auf diesem Element geschmelzt und daher festgehalten wirf, wenr»es mit diesem in Berührung kommt. Jedoch sollte die Vorerhitzungstemperatur nicht so hoch sein, daß das gepulverte Material zerstört oder zersetzt wird, da es dann nicht mehr dem beabsichtigten Zweck dienen Bei der.gezeigten

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zcn, sondern auch aus den thermoplastischen Harzen Gelierungszeit 0,64

ausgewählt werden. In einigen Fällen können hitze- Teilchengröße 65 Maschen

schmelzende anorganische Materialien, z.B. kera- Schüttdichte 43 Sekunden bei 150° C

mische Stoffe, verwendet werden. Es ist hier hervorzuheben, daß die Viskosität des geschmolzenen Pul- 5 Zunächst wurde der Anker auf 120 bis 130" C vers in Abhängigkeit davon zu wählen ist, ob der erwärmt, auf der Antriebseinrichtung 2 angebrach Isolierüberzug in tiefer liegenden Lagen des Wick- und mit 50 bis 60 UpM gedreht. In der oben beschric lungsclemcnls oder nur in Lagen geringerer Tiefe benen Weise wurde ein Strom aus unter Schwerkraft vordringen soll. In weiten Grenzen einstellbar ist die wirkung herabfallenden Pulvers der Epoxyharzar Viskosität z. B. bei Pulvern, die aus einem mit einem io gebildet und für eine Zeitspanne von 4 Sekunden da; Härter vermischten hitzchärlendcn Epoxyharz be- Pulver auf der Wicklung des sich drehenden Ankers stehen, da hierbei sowohl die Harzart als auch der aufgebracht. Danach wurde der Anker auf 200° C Härter die Viskosität beeinflussen. erhitzt und für 80 Sekunden bei dieser Tcmperatui

Es werden nunmehr das Verfahren und die Vor- gehalten, um den Harzüberzug zu härten. In diesem richtung nach der Erfindung an einem Beispiel mit 15 Fall betrug die aufgebrachte Harzmenge 0,2 bis 0,3 g quantitativen Angaben erläutert. Auf dem Anker Nach dem Kühlen war der Anker einbaufertig. Dei eines Elektromotors für eine 12-V-Fensterwasch- fertige Motor bestand die folgenden Prüfungen:
einrichtung eines Kraftfahrzeugs war ein Isolierüberzug anzubringen. Die Ankerwicklung war mit Draht 1. 60 Zykl.n Zentrifugalbeanspruchungstcsl mil von 0,22 mm Durchmesser mit 55 Windungen in 20 Beschleunigung des Motors in 10 Sekunden aul jeder Nut gewickelt. Die verwendete Überzugsvorrich- 30 000 U/min und Abbremsen in 5 Sekunden bc tung halte denselben Aufbau wie diejenige in der jedem Zyklus.

Zeichnung. Bei dieser Vorrichtung wurde die An- 2. 20 000 Zyklen Dauertest durch Einspritzen einei

triebscinrichtung 2 mit einer Geschwindigkeit von 50 Flüssigkeit für 3 Sekunden (12m1/sec) und Stop-

bis 60 UpM gedreht; die Vibratoren 6,10 wurden mit as pen der Einspritzung für 27 Sekunden bei jedem

einer Frequenz von 7200 Schwingungen pro Minute Zyklus,

und einer Amplitude von 0,1 mm betrieben. 3. 16 Stunden Dauertest mit jeweils Sstündigei

Als hitzcschmelzcndes Pulver wurde ein Epoxy- Vibration in Längs- und Querrichtung mit einci

harzpulver der folgenden Art verwendet, das im gc- Amplitude von 1,28 mm und einer zwischen 5

schmolzenen Zustand eine verhältnismäßig hohe 30 und 50 Schwingungen pro Sekunde wechselnder

Flüssigkeit besaß. Frequenz.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Bildung eines Isolationsüberzugs auf einem elektrischen Wicklungselement, bei dem ein pulverförmiges, schmelzbares Isolationsmaterial auf das Element aufgebracht wird, das dabei um seine Achse gedreht und auf einer für das Schmelzen des Pulvers ausreichenden Temperatur gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß man das Pulver auf den zu beschichtenden Teil des Elements fallen läßt und dabei im wesentlichen entlang und um den Fallweg des Pulvers einen nach unten gerichteten, Versprühen von Pulver verhindernden und überschussiges Pulver entfernenden Saugluftstrom aufrechterhält.

2. Vorrichtung zur Bildung eines Isolationsüberzugs auf einem elektrischen Wicklungselement, bei der ein durch Vibration aufgelockertes, ao schmelzbares Pulver von einer Zufuhreinrichtung herabfallend wenigstens einer Düse zugeführt und von dieser auf das Element gerichtet wird, das dabei auf der Schmelztemperatur des Pulvers gehalten wird, wobei eine Einrichtung für das as Abführen überschüssigen Pulvers vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenachse in Fallrichtung des Pulvers angeordnet und darunter der zu beschichtende Teil des Elements (1) drehbar angeordnet ist, wobei die Düse (4) in einem Vibrationszylinder (5) untergebracht ist und unmittelbar unterhalb des zu beschichtenden Teils eine Absaugöffnung vorgesehen ist, mit der ein sich entlang und um den Pulverweg nach unten bewegender Luftstrom (14, 14') irzeugbar ist.