DE19822433C2

DE19822433C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Imprägnieren von Wicklungen

Info

Publication number: DE19822433C2
Application number: DE1998122433
Authority: DE
Inventors: Elke Baeuerle
Original assignee: MASCHB GOTTLOB THUMM GmbH
Current assignee: MASCHB GOTTLOB THUMM GmbH
Priority date: 1998-05-19
Filing date: 1998-05-19
Publication date: 2003-11-20
Anticipated expiration: 2018-05-20
Also published as: DE19822433A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Imprägnieren mindestens eines mit Wicklungen versehenen elektrischen Bauteils, bei dem das Bauteil in einem Imprägnierbehälter in ein Imprägniermittel mit einer vorbestimmten Geschwin digkeit eingetaucht und aus diesem ausgetaucht wird sowie auf eine Vorrich tung zur Durchführung des Verfahrens.

Ein derartiges Verfahren und eine derartige Vorrichtung sind in der Zeitschrift EMA 1982, Heft 8, Seiten 212 bis 216 als bekannt ausgewiesen.

Eine ähnliche Anordnung zeigt die DE 196 31 474 C1. Hierbei wird das Bauteil, das an der Unterseite eines Deckels eines Imprägnierbehälters angebracht ist, in ein in dem Imprägnierbehälter vorhandenes Imprägniermittel eingetaucht, indem entweder das Bauteil vertikal herabgelassen oder der Imprägnierbehälter vertikal hochgefahren wird. Alternativ kann der Imprägnierbehälter mit dem Imprägnier mittel geflutet werden, wenn der Imprägnierbehälter mit dem Deckel geschlos sen und das Bauteil in seine Position zum Imprägnieren gebracht ist. Zum Be einflussen der Tränkung der Spule beim Imprägnieren und des Eindringens bzw. Härtens des Imprägnierharzes kann der Imprägnierbehälter mit einem Vakuum oder Druckluft beaufschlagt sowie die Wicklung mit Strom beheizt werden.

Weitere Verfahren bzw. Vorrichtungen zum Imprägnieren von Wicklungen sind in der DE 35 41 235 A1, der DE 33 23 154 A1, der US-PS 3 904 785 sowie in dem Buch von Holland-Merten: Die Vakuum-Imprägnierung, Halle (Saale) Verlag von Wilhelm Knapp 1951, Seite 22 angegeben, wie auch in der eingangs ge nannten Druckschrift dargelegt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, mit dem bzw. der der Imprägniervor gang hinsichtlich des Fertigungsprozesses und/oder des Imprägnierergebnisses verbessert wird.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 6 gelöst.

Bei dem Verfahren ist vorgesehen, daß die Geschwindigkeit des Eintauch vorgangs und/oder des Austauchvorgangs in Abhängigkeit von der Erwärmung der Wicklung gesteuert wird. Umfangreiche Untersuchungen des Erfinders ha ben gezeigt, daß der Imprägniervorgang und das Imprägnierergebnis wesentlich durch die Steuerung der Geschwindigkeit des Eintauchvorganges und des Aus tauchvorganges beeinflußt und optimiert werden können. Die Geschwindigkeit hängt dabei unter anderem ab von der Art der Wicklung, der Erwärmung, der Art des Imprägniermittels und der Größe des Vakuums bzw. Überdrucks in dem Imprägnierbehälter. Diese Einflußgrößen können bei der Steuerung der Ge schwindigkeit durch Vorgeben darauf abgestimmter Parameter beispielsweise mittels eines Programms berücksichtigt werden.

Die Geschwindigkeit des Eintauchvorganges und des Austauchvorganges läßt sich vorteilhafterweise dadurch festlegen, daß der Imprägnierbehälter bezüglich des feststehenden Bauteils vertikal verfahren wird, wobei die Geschwindigkeit beim Eintauchen gegenüber der Geschwindigkeit beim Austauchen gleich oder verschieden ist.

Eine vorteilhafte alternative Möglichkeit zum Vorgeben der Geschwindigkeit des Eintauchvorganges und des Austauchvorganges besteht darin, daß zum Ein- und Austauchen des Bauteils das Einströmen und Ausströmen des Imprägnier mittels in den bzw. aus dem Imprägnierbehälter entsprechend der Geschwindig keit gesteuert wird, wobei die Geschwindigkeit beim Eintauchen gegenüber der Geschwindigkeit beim Austauchen gleich oder verschieden ist. Das Ein- und Austauchen läßt sich bei dieser Alternative bei geschlossenem Imprägnierbe hälter vornehmen, so daß beispielsweise außer der Erwärmung der Wicklung mit Strom (wie auch bei dem vorherigen Ausführungsbeispiel) zusätzlich noch die Größe des Vakuums bzw. eines Überdrucks bei der Steuerung der Ein- und Aus tauchgeschwindigkeit berücksichtigt werden kann. Vorteilhaft ist auch, daß die Ein- und Austauchgeschwindigkeit wahlweise verschieden festgelegt werden können, wobei beispielsweise die Eintauchgeschwindigkeit höher als die Aus tauchgeschwindigkeit gewählt wird.

Die Imprägniervorgänge bzw. -ergebnisse werden in vielen Fällen dadurch gün stig beeinflußt, daß die Geschwindigkeit beim Eintauchen auf einen Wert von 50 bis 200 mm/min. beispielsweise 60 bis 80 mm/min und beim Austauchen auf einen Wert von 20 bis 150 mm/min. beispielsweise 70 bis 120 mm/min gesteuert wird.

In den Vorrichtungsansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrich tung angegeben, mit denen die vorstehend genannten Vorteile bei relativ einfa chem Aufbau erzielbar sind. Beispielsweise kann die Flutung und Entleerung des Vorratsbehälters durch wechselweise Steuerung des Vakuums und des Über drucks in dem Imprägnierbehälter bzw. Vorratsbehälter und Ansteuerung der Ventile in den Leitungen zwischen dem Imprägnierbehälter und dem Vorrats behälter in der Geschwindigkeit beeinflußt werden. Dabei ist die Anordnung des Vorratsbehälters neben dem Imprägnierbehälter in etwa gleicher Höhe günstig.

Ist die Fließgeschwindigkeit beim Fluten und Entleeren über die Ventile allein nicht ausreichend, so können zusätzlich oder alternativ zu den Absperrventilen Pumpen verwendet und zum Erzielen der gewählten Einström- und Ausströmge schwindigkeit entsprechend angesteuert werden. Insbesondere bei längeren Im prägniervorgängen ist es günstig, wenn eine Umwälzung des Harzes in dem Im prägnierbehälter beispielsweise über den Vorratsbehälter stattfindet, um über das Volumen des Imprägnierbehälters gleiche Eigenschaften des Imprägnier mittels (z. B. gleiche Temperatur) und damit homogene Imprägniervorgänge zu gewährleisten.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Be zugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Die Figur zeigt einen Imprägnierbehälter 1 mit einem Deckel 1.1, von dem ein Bauteil 10 mit einer Wicklung, z. B. ein Stator, Rotor oder Transformator, in das Innere des Imprägnierbehälters 1 herabhängt, in dem sich ein Imprägniermittel 9, beispielsweise ein Imprägnierharz, befindet. Ferner ist ein Vorratsbehälter 2 mit einem weiteren Deckel 2.1 vorgesehen, der über eine Einströmleitung 7 und zwei Umwälzleitungen, 8, 8' mit dem Imprägnierbehälter 1 verbunden ist und ebenfalls zur Aufnahme von Imprägniermittel 9 dient. In der Einströmleitung 7 und den Umwälzleitungen 8, 8' sind Absperrventile 4.1, 4.2 und 4.3 oder alter nativ oder zusätzlich Pumpen 5 angeordnet, so daß die Strömung in beiden Richtungen über die Einströmleitung 7 bzw. die Umwälzleitungen 8, 8' über die elektrisch ansteuerbaren Absperrventile 4.1 bis 4.3 bzw. die Pumpen 5 reguliert und auch ganz unterbrochen werden kann.

In dem Deckel 1.1 und dem weiteren Deckel 2.1 sind jeweils ein oder mehrere steuerbare Ventile 6.1, 6.2 zum Absaugen von Luft aus dem Imprägnierbehälter 1 bzw. Vorratsbehälter 2 und Zuführen von Druckluft in den Imprägnierbehälter 1 bzw. den Vorratsbehälter 2 angeordnet. An oder in dem Imprägnierbehälter 1, und zwar an dem Deckel 1.1 ist ein Sensor 3, wie z. B. ein Laser-Abtastsensor, ein Ultraschallsensor, ein Radar-Sensor oder dgl., angeordnet, mit dem die Füll- und Entleerungsgeschwindigkeit des Imprägnierbehälters 1 mit dem Imprägnier mittel 9 erfaßt wird.

Die Signale des Sensors 3 dienen als Eingangsgröße für eine (nicht gezeigte). elektronische Steuereinrichtung, mit der die Absperrventile 4.1 bis 4.3 für die Flutung und Entleerung des Imprägnierbehälters 1 mit dem Imprägniermittel 9 und dessen Umwälzung angesteuert werden. Außerdem werden über die Steuereinrichtung die Ventile 6.1, 6.2 zum Erzeugen des Vakuums bzw. Über drucks in dem Imprägnierbehälter 1 und dem Vorratsbehälter 2 angesteuert, wo durch ebenfalls die Geschwindigkeit der Flutung und der Entleerung des Impräg nierbehälters 1 beeinflußt wird. Zusätzlich oder alternativ können mit der Steu ereinrichtung die Pumpen 5 zum Steuern der Flutungs- bzw. Entleerungsge schwindigkeit des Imprägnierbehältes 1 angesteuert werden.

In der Steuereinrichtung können beispielsweise mittels eines entsprechend pro grammierten Mikrocontrollers weitere Parameter für die Steuerung der Flutungs- und Entleerungsgeschwindigkeit und damit die Eintauch- und Austauchge schwindigkeit des Bauteils 10 berücksichtigt werden. Weitere Parameter sind beispielsweise die Art der Wicklung, die Eigenschaften des Imprägniermittels 9, dessen Temperatur und Viskosität, sowie die Größe des Vakuums und des Überdrucks in dem Imprägnierbehälter 1.

Vorteilhaft für die Flutung und Entleerung des Imprägnierbehälters 1 über die Absperrventile 4.1 bis 4.3 ist eine Anordnung des Vorratsbehälters 2 neben dem Imprägnierbehälter 1 in etwa gleicher Höhe, da dabei der Austausch des Imprägniermittels 9 zwischen dem Imprägnierbehälter 1 und dem Vorratsbehäl ter 2 mit der Erzeugung des Vakuums bzw. des Überdrucks in günstiger Weise gesteuert werden kann.

Die Geschwindigkeit zum Eintauchen des Bauteils 10 wird vorzugsweise größer gewählt als diejenige beim Austauchen des Bauteils 10, wobei die Geschwin digkeit beim Eintauchen z. B. 60 bis 80 mm/min und diejenige beim Austauchen z. B. zwischen 70 und 120 mm/min liegt.

Es hat sich gezeigt, daß mit der Steuerung der Geschwindigkeit der Imprägnier vorgang sowie das Imprägnierergebnis wesentlich beeinflußt werden können.

Claims

1. Verfahren zum Imprägnieren mindestens eines mit Wicklungen versehe nen elektrischen Bauteils (10), bei dem das Bauteil in einem Imprägnier behälter (1) in ein Imprägniermittel (9) mit einer vorbestimmten Ge schwindigkeit eingetaucht und aus diesem ausgetaucht wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Wicklung mit elektrischem Strom erwärmt wird und dass die Geschwindigkeit des Eintauchens und des Austauchens in Ab hängigkeit von der Erwärmung der Wicklung gesteuert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Ein- und Austauchen des Bauteils (10) entweder das Bauteil bezüglich des feststehenden Imprägnierbehälters (1) oder der Impräg nierbehälter (1) bezüglich des feststehenden Bauteils (10) vertikal verfahren wird, wobei die Geschwindigkeit beim Eintauchen gegenüber der Geschwindigkeit beim Austauchen gleich oder höher ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Ein- und Austauchen des Bauteils das Einströmen und Aus strömen des Imprägniermittels in den oder aus dem Imprägnierbehälter entsprechend der Geschwindigkeit gesteuert wird, wobei die Geschwin digkeit beim Eintauchen gegenüber der Geschwindigkeit beim Aus tauchen gleich oder höher ist.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeit beim Eintauchen auf einen Wert von 50 bis 200 mm/min und beim Austauchen auf einen Wert von 20 bis 150 mm/ min gesteuert wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als weitere Parameter für die Steuerung der Geschwindigkeit die Art der Wicklung, die Eigenschaften des Imprägniermittels (9) sowie die Größe des Vakuums oder des Überdrucks in dem Imprägnierbehälter (1) berücksichtigt werden.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass Anschlußelemente für eine Stromzuführung zu den Wicklungen des Bauteils (10) und deren Aufwärmung vorgesehen sind,
dass zum Erfassen der Geschwindigkeit des Eintauchens und/oder des Austauchens ein Sensor (3) vorgesehen ist und
dass eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, mit der die Bewegungsge schwindigkeit des Bauteils (10) oder des Imprägnierbehälters (1) oder die Einström- und/oder Ausströmgeschwindigkeit des Imprägniermittels in den oder aus dem Imprägnierbehälter (1) in Abhängigkeit von der Er wärmung der Wicklung steuerbar ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
dass der Imprägnierbehälter (1) mit einem Deckel (1.1) hermetisch dicht abschließbar ist, an dem auch das Bauteil (10) anbringbar und an dem die Anschlußelemente für die Stromzuführung zu den Wicklungen vorgese hen sind,
dass der Imprägnierbehälter (1) über mindestens eine Leitung (7, 8, 8') mit einem Vorratsbehälter (2) in Verbindung steht, aus dem Imprägnier mittel (9) entnommen und in das Imprägniermittel (9) abgegeben werden kann und der ebenfalls mit einem weiteren Deckel (2.1) hermetisch dicht abschließbar ist,
dass in den Leitungen (7, 8, 8') elektrisch ansteuerbare Absperrventile (4.1, 4.2, 4.3) und/oder Pumpen (5) angeordnet sind,
dass in dem Deckel (1.1) und dem weiteren Deckel (2.1) steuerbare Ven tile (6.1, 6.2) zur Beaufschlagung des Imprägnierbehälters (1) und des Vorratsbehälters (2) mit Vakuum oder Druckluft vorgesehen sind und dass die Einström- und/oder Ausströmgeschwindigkeit durch Ansteuern der Ventile (6.1) und der weiteren Ventile (6.2) sowie der Absperrventile (4.1, 4.2, 4.3) und/oder Pumpen (5) erfolgt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Imprägnierbehälter (1) und der Vorratsbehälter (2) nebenein ander in etwa auf gleicher Höhe angeordnet sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der Leitungen (4.1, 4.2, 4.3) zur Umwälzung des Impräg niermittels (9) zwischen dem Imprägnierbehälter (1) und dem Vorrats behälter (2) dient.