DE19701307C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Beschichten elektrischer Wickelkörper mittels schmelzfähigen Pulvers - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Beschichten elektrischer Wickelkörper mittels schmelzfähigen Pulvers

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    • H02K15/12—Impregnating, heating or drying of windings, stators, rotors or machines

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Be­ schichten elektrischer Wickelkörper, wie Spülen, Rotoren, Statoren, Trans­ formatoren, mittels schmelzfähigen Pulvers.
Ein derartiges Verfähren und eine derartige Vorrichtung zum Beschichten elek­ trischer Wickelkörper sind in der DE 18 05 369 B als bekannt ausgewiesen. Bei dieser bekannten Vorrichtung wird ein Wickelkörper z. B. in Form eines Ankerwickelkopfes mittels Kunststoffpulver beschichtet, das mittels Düsen unter Wirkung der Schwerkraft auf die rotierende Wicklung gebracht wird, nachdem das Bauteil zuvor auf eine Temperatur gebracht worden ist, bei der das Pulver schmilzt und festgehalten wird. Bei diesem Beschichtungsvorgang muss das Pulver mittels der Düse relativ genau auf die zu beschichtenden Wicklungen gerichtet werden. Damit soll, wie in der Beschreibungseinleitung dieser Anmeldung ausgeführt, vermieden werden, dass das Pulver ohne Ver­ wendung einer Abdeckung auch an den Teilen des Bauelementes niedergeschlagen wird, die nicht überzogen werden sollen, z. B. an der Außenfläche und der Welle des Ankers. Ein Aufbringen des Pulvers mittels Zerstäubung wird in dieser Druckschrift ausdrücklich als nachteilig beschrieben. Andererseits ist es schwierig, mittels genau ausgerichteter Düsen alle erforderlichen Stellen der Wicklung gleichmäßig und zuverlässig zu beschichten.
In der DE 21 04 658 B2 ist eine Vorrichtung zum Aufbringen eines pulver­ förmigen Auftragsmittels auf Gegenstände wie Kühlschrankgehäuse oder dgl. angegeben, bei der das Pulver mittels einer rotierenden Sprühscheibe in einem elektrostatischen Feld auf den Gegenstand aufgebracht wird. Das Beschichten von elektrischen Wickelkörpern ist in dieser Druckschrift nicht angesprochen und wäre aus denselben Gründen, die in der vorstehenden Druckschrift als nachteilig genannt sind, mit Schwierigkeiten verbunden.
Eine weitere Vorrichtung zum Auftragen einer Pulverbeschichtung mittels einer rotierenden Sprühvorichtung ist in der DE 19 05 251 C angegeben, wobei ebenfalls ein elektrostatisches Niederschlagsfeld zum gezielten Auftragen der Pulverschicht vorgesehen ist. Auch hierbei ist ein Wickelkörper nicht genannt.
Die US 4 129 488 beschreibt ein Pulverbeschichtungsmaterial mit UV-Kataly­ sator zum Härten der aufgetragenen Pulverschicht. Zu der Beschichtung eines Wickelkörpers sind keine Ausführungen gemacht.
In der DE 29 27 866 C2 ist eine andere Art der Beschichtung angegeben, näm­ lich der Verbackung von Spulen mit thermoplastischer Kunststoffummantelung. Zur Erwärmung der Spule wird ein zeitlich begrenzter Stromstoß mit konstanter Spannung durch die Spule geschickt, wobei mehrere Heizstromimpulse erzeugt werden, um ein gepulstes Stromausbacken zu erzielen, bei dem die Spule be­ liebig lange in dem für sie optimalen Temperaturbereich zum Verbacken ge­ halten werden kann. Eine derartige Vorgehensweise ist für eine Pulverbe­ schichtung ungünstig.
In der DE 26 04 093 C2 wird bei einer Beschichtung eines elektrischen Bau­ elementes mittels härtbarem Harz UV-Strahlung angewandt. Auch hierbei geht es nicht um eine Pulverbeschichtung.
Eine weitere Art, elektrische Bauteile zu beschichten, ist in der DE 28 45 120 C3 offenbart, wobei Bauteile mit axialen Anschlußdrähten mittels einer viskosen Isoliermasse, beispielsweise Gießharz, umhüllt werden. Die viskose Isoliermasse wird mittels eines Rades aufgenommen und in einem oszillierenden Abstreif­ vorgang auf das Bauelement gebracht.
In der DE 39 36 431 C1 ist angegeben, eine Kunststoffschicht auf einem metallischen Leiter dadurch zu erzeugen, dass Kunststoffpulver elektrostatisch aufgeladen und auf dem vorgewärmten metallischen Leiter abgeschieden und dort zum Schmelzen gebracht ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art bereitzustellen, mit der mit relativ geringem Aufwand an Apparatur, Zeit und Material eine gleichmäßige, zuverlässige Be­ schichtung der Wicklung erzielt wird.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der Ansprüche 1 bzw. 4 gelöst. Hier­ nach ist also vorgesehen, dass das Pulver mittels eines Schleuderrades auf das Bauteil aufgetragen wird. Das Schleuderrad läßt durch die Möglichkeit der defi­ nierten Zufuhr des Pulvers auf die zu beschichtenden Bereiche des Bauteils eine genau abstimmbare Beschichtung auch an schwer zugänglichen Stellen zu, wo­ bei die gewünschte Pulverschicht oder Verteilung mit einfachen Mitteln regu­ lierbar ist. Die Maßnahme, dass die Wicklung des Bauteils mittels Stromwärme vor und/oder während des Auftragens des Pulvers nur solange und mit einer derart abgestimmten Stärke aufgewärmt wird, dass die Temperatur der Wick­ lung die Schmelztemperatur des Pulvers überschreitet, die Temperatur eines Trägers der Wicklung jedoch unterhalb der Schmelzprozeßtemperatur verbleibt, stellt sicher, dass die Beschichtung lediglich auf der Wicklung erfolgt, der Träger aber unbeschichtet bleibt bzw. in einem einfachen Arbeitsprozeß von dem nicht geschmolzenen Pulver befreit werden kann.
Ist vorgesehen, dass das Pulver mit einem UV-Katalysator versetzt ist und dass die Pulverschicht nach dem Auftragen mit UV-Strahlung gehärtet wird, so wird die Härtung des geschmolzenen Pulvers nicht nur einfach, sondern die Härtezeit des Pulvers kann auch auf ein Minimum reduziert werden.
Vorteilhafte Möglichkeiten zur Regulierung der Pulverschicht oder der Pulver­ verteilung ergeben sich dadurch, dass die Pulverdosierung mittels eines Ventils, mittels Drehzahlregelung des Schleuderrades, mittels Vorschubregelung des Schleuderrades oder des Bauteils, durch Regelung der Temperatur des Bauteils oder durch eine Kombination mindestens zweier dieser Maßnahmen erfolgt.
Entsprechende Vorteile lassen sich bei der Vorrichtung mit den Maßnahmen der Ansprüche 6 bis 10 erzielen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Be­ zugnahme auf die Zeichnung erläutert.
Die Figur zeigt eine Vorrichtung zum Beschichten elektrischer Bauteile mit einem an einer vertikalen Hohlwelle 5 angebrachten Schleuderrad 6, einem Schleuder­ radantrieb 3, einem Pulver-Regulierventil 2 und einer Pulverzuführung 1. Die Hohlwelle 5 ist als Schleuderwelle in einer Schleuderwellenlagerung 4 drehbar aufgenommen und wird mit einem Antriebsmotor 7 gedreht, so daß das Pulver aus dem Schleuderrad 6 radial in der gewünschten Menge und Stärke austritt. Das Schleuderrad 6 kann z. B. einfach als glatte Scheibe, als Schlitz-Scheibe oder als Scheibe mit Bohrungen oder dgl. ausgebildet sein. Auch Rippen oder Lamellen als radiale Führungselemente sind denkbar.
Die relativ hohe Drehzahl ist über den Antriebsmotor 7 und den Schleuder­ radantrieb 3 stufenlos regulierbar. Mittels einer Verstelleinrichtung 8 ist das Schleuderrad 6 axial verstellbar. Die Verstelleinrichtung ist durch einen Träger in Form einer Grundplatte gebildet.
Das elektrische Bauteil 11 in Form einer Spule, eines Transformators, eines Rotors oder eines ähnlichen Wickelkörpers ist mittels einer Verstellvorrichtung ebenfalls axial bezüglich des Schleuderrades 6 verstellbar. Zur Aufheizung der Wicklung auf die erforderliche Schmelztemperatur (z. B. zwischen 80°C und 300°C) ist eine stufenlos regelbare Stromquelle 10 vorgesehen, mit der die Wicklung vor und/oder während des Pulverauftrags mittels des Schleuderrades 6 solange erwärmbar ist, daß einerseits die Wicklung die erforderliche Schmelztemperatur annimmt, andererseits ein eventuell vorhandener Wicklungsträger aber unterhalb der Schmelztemperatur bleibt, so daß nach dem Beschich­ tungsvorgang auf den Wicklungsträger gelangtes Pulver in einem einfachen Arbeitsschritt z. B. durch Blasen entfernt werden kann. Zum Härten des aufgetragenen, geschmolzenen Pulvers ist dieses vorteilhafterweise mit einem UV-Katalysator versetzt, so daß es schnell und einfach mittels einer UV- Bestrahlungseinrichtung ausgehärtet werden kann. Erforderlichenfalls kann auch nach dem Beschichtungsvorgang noch eine geringe Erwärmung mittels Strom­ wärme stattfinden.
Zum Auftragen des Pulvers in der gewünschten Menge und Stärke auf die zu beschichtenden Bereiche des elektrischen Bauteils 11 kann entweder das Schleuderrad 6 mit der Verstelleinrichtung oder das elektrische Bauteil 11 mit der Verstellvorrichtung bewegt werden, so daß eine Relativbewegung zwischen dem Schleuderrad und dem Bauteil 11 bewirkt wird, wobei die gewünschte Schichtdicke des aufgetragenen Pulvers durch die jeweilige Vorschubge­ schwindigkeit reguliert werden kann.
Weitere Möglichkeiten die Pulverschicht oder die Pulververteilung zu steuern, bestehen darin, daß die Pulvermenge über das Regulierventil 2 eingestellt wird, daß die Drehzahl des Schleuderrades 6 geeignet gewählt wird oder daß die Temperatur mittels der Stromquelle 10 geeignet reguliert wird oder in der Kombination mindestens zweier dieser Maßnahmen.
Falls erwünscht, kann die relative Positionierung von Schleuderrad 6 und Bauteil 11 auch computergesteuert räumlich vorgenommen werden, wobei sowohl der gegenseitige Abstand als auch die gegenseitige Ausrichtung steuerbar sind.

Claims (9)

1. Verfahren zum Beschichten elektrischer Wickelkörper, wie Spulen, Rotoren, Statoren, Transformatoren, mittels schmelzfähigen Pulvers, dadurch gekennzeichnet,
dass das Pulver mittels eines Schleuderrades auf das Bauteil aufgetragen wird,
dass die Wicklung des Bauteils mittels Stromwärme vor und/oder wäh­ rend des Auftragens des Pulvers nur solange und mit einer derart abge­ stimmten Stärke aufgewärmt wird, dass die Temperatur der Wicklung die Schmelztemperatur des Pulvers überschreitet, die Temperatur eines Trägers der Wicklung jedoch unterhalb der Schmelzprozesstemperatur verbleibt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass das Pulver mit einem UV-Katalysator versetzt ist und
dass die Pulverschicht nach dem Auftragen mit UV-Strahlung gehärtet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Pulverdosierung mittels eines Ventils, mittels Drehzahlregelung des Schleuderrades, mittels Vorschubregelung des Schleuderrades oder des Bauteils, durch Regelung der Temperatur des Bauteils oder durch eine Kombination mindestens zweier dieser Maßnahmen erfolgt.
4. Vorrichtung zum Beschichten elektrischer Wickelkörper, wie Spulen, Rotoren, Statoren, Transformatoren, mittels schmelzfähigen Pulvers, dadurch gekennzeichnet,
dass zum Auftragen des Pulvers auf das Bauteil (11) eine Schleuder­ radvorrichtung (2, 3, 4, 5, 6, 7, 8) vorgesehen ist und
dass eine regelbare Stromquelle (10) zur Erwärmung des Bauteils (11) vorgesehen ist, mit der die Temperatur so vorgebbar ist, dass die Wicklung die Schmelztemperatur des Pulvers überschreitet, die Tem­ peratur eines Trägers der Wicklung jedoch unterhalb der Schmelztem­ peratur verbleibt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleuderradvorrichtung (2, 3, 4, 5, 6, 7, 8) ein an einer Hohlwelle (5) angebrachtes Schleuderrad (6) sowie ein in einer Zu­ führleitung zur Hohlwelle (5) angeordnetes Regulierventil (2) aufweist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Schleuderrad (6) mittels einer Verstellvorrichtung relativ zu dem Bauteil (11) in seiner Position und/oder Ausrichtung verstellbar ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine UV-Bestrahlungseinrichtung (9) vorgesehen sind.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Schleuderrad (6) mittels eines Schleuderwellenantriebs (3) stu­ fenlos antreibbar ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Schleuderrad (6) als flache Scheibe, als Schlitz-Scheibe oder als Scheibe mit Bohrungen ausgebildet ist.
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