-
Verfahren zum Isolieren der Feldspulen gegenüber dem Blechpaket Die
Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Isolieren der Feldspulen gegenüber
dem Blechpaket an einem Elektromotor mit ausgeprägten Polen und einer den gesamten
Nutraum auskleidenden Nutisolation.
-
Es ist eine Nutisolation bekannt (CH-PS 461 615 und die inhaltsgleiche
DU-OS 1 613 352), welche aus einem thermoplastischen im Spritzgußverfshren hergestellten
Isolationskörper besteht. Der Isolationskörper ist aus zwei Hälften aufgebaut, die
äe einen die Stirnfläche des Blechpakets abdeckenden Endscheibenteil und einen den
Nutraum etwa auf die Hälfte der axialen Länge des Blechpakets auskleidenden Teil
aufweisen, wobei die beiden den Nutraum auskleidenden Teile sich auf der Hälfte
der axialen Länge des Blechpakets soweit überlappen, daß eine genügend große Kriechstrecke
gebildet wird.
-
Durch die Verwendung eines derartigen Isolationskörpers an Stelle
einer Isolation, die aus einzelnen, in die Nuten einzuschiebenden Folien und von
diesen getrennten Endscheiben besteht, wird die Herstellung der Isolation zwischen
Blechpaket und Wicklung erleichtert und der Zeitbedarf verringert.
-
Desweiteren ist ein Verfahren zur Isolation zwischen Blechpaket und
Wicklung bekannt (DU-OS 1 638 198), welches auf die Herstellung einzelner Isolationskörper
verzichtet. Hier wird das ganze Blechpaket mit einem passenden Isoliermaterial,
wie z.B.
-
mit einem Epoxydharz überzogen, derart, daß das Isolationsmaterial
mit erhöhter Temperatur auf das Blechpaket aufgesprüht wird.
-
Als nächste Arbeitsgänge folgen nun bei beiden genannten Verfahren:
das Einbringen der Feldspulen in das Blechpaket oder das direkte Bewickeln des Blechpakets,
das Fixieren der Feldspulenseiten in den Nuten mittels in die Pollücken einsetzbarer
Spulenhalter oder Keile und das Verlegen der Wicklungsenden der Feldspulen in den
Pollücken, wozu meist die mit Bohrungen versehenen Spulenhalter herangezogen werden.
Sodann wird das fertig bewickelte Blechpaket einer Träufel- oder Tränkbehandlung
unterworfen, in welcher insbesondere die Drähte der Spulenseiten und der Wickelköpfe
imprägniert werden. Es hat sich jedoch gezeigt, daß durch die Anordnung der Spulenhalter
in den Pollücken das Imprägniermittel am Einfließen in die Nuten gehindert wird,
so daß dies einmal eine unvollständige Imprägnierung der Feldspulenseiten in den
Nuten und zum anderen einen unerwünschten Harzauftrag auf den Polflächen zur Folge
hat. Auch die Imprägnierung der Wickelköpfe reicht in bestimmten Fällen hinsichtlich
der Kriechstromfestigkeit nicht aus, insbesondere dann nicht, wenn sich durch Staubablagerungen
am Wickelkopf Kriechwege vom Blechpaket über die Endscheiben zum Wickelkopf bilden.
-
Da die Wicklungen, insbesondere beim Einbau in Elektrowerkzeuge zum
Teil erheblichen Beanspruchungen ausgesetzt sind,
treten häufig
Drahtbrüche der Wicklungsenden der Feldspulen an den Einführstellen in den Spulenhalter
auf. Um diese zu vermeiden, werden die Wicklungsenden im Spulenhalter zusätzlich
durch in die Bohrungen eingesteckte Kerbstifte festgelegt, so daß die auftretenden
Schwingungen und Axialbewegungen sich nicht auf den Draht übertragen können; eine
Maßnahme die aufwendig ist, aber zur Betriebssicherheit wesentlich beiträgt.
-
Die genannten Nachteile zu vermeiden ist Aufgabe des Verfahrens gemäß
der Erfindung, nach welcher sowohl die betriebssichere Isolierung der Feldspulen
gegenüber dem Blechpaket als auch die Imprägnierung der Feldspulen selbst gewährleistet
wird, darüberhinaus ein Festlegen der Wicklungsenden ohne besondere Teile möglich
ist und die eine wesentliche Arbeitserleichterung und -ersparnis mit sich bringt.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Bleche
des Blechpakets einzeln oder paketiert in eine Form eingelegt -gegebenenfalls mit
dieser aufgeheizt - und das Blechpaket mit Ausnahme der äußeren Zentrier- und der
Polflächen mit einem hochreaktiven, stark beschleunigten Gießharz mit Epoxydgehalt
im Gießverfahren überzogen, sodann die Feldspulen in die Nuten und die Wicklungsenden
in die Pol lücken eingelegt und nach erneutem Einbringen in eine Form der Nutraum,
die Pollücken und die Wikkelköpfe vergossen werden.
-
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt.
Es zeigen Fig. 1 das Blechpaket ohne Feldspulen in Draufsicht, Fig. 2 das Blechpaket
ohne Feldspulen in der Vorderansicht entsprechend Fig. 1, Fig. 3 das Blechpaket
mit Feldspulen in Draufsicht, Fig. 4 eine Ansicht entsprechend der Linie I-1 in
Fig. 3,
-Fig. 5 das Blechpaket mit Feldspulen in der Vorderansicht
entsprechend Fig. 3, Fig. 6 eine weitere Ausführungsform der Wickelkopfisolation.
-
Beispiel 1 Wie aus Figur 1 ersichtlich, ist das aus Einzelblechen
geschichtete Blechpaket 1 in eine Form 2 eingelegt, deren Bohrungskontur der Außenkontur
des Blechpakets 1 entspricht. In der Mitte weist die Form Stempel auf, wobei der
Stempel 21 der Bohrung 11 der Polflächen und die Stempel 22 und 23 den nierenförmigen
Ausnehmungen 12 und 13 des Blechpakets 1 entsprechen. Anstelle des bereits geschichteten
Blechpakets 1 können aber auch die einzelnen Bleche nacheinander in die Form 2 eingelegt
werden, wobei dann die Form und deren Stempel zugleich als Schichtvorrichtung dienen.
Während der Stempel 21 luftspaltdicht an der Bohrung 11 (Polflächen) anliegt, schließen
die Stempel 22 und 23 mit den nierenförmigen Ausnehmungen 12 und 13 des Blechpakets
einen von der einen zur anderen Polspitze reichenden Luftspalt ein. Ferner weist
die Form 2 noch eine Grundplatte 24 und eine Deckplatte 25 auf (Fig. 2), zwischen
welchen das Blechpaket 1 so gehalten wird, daß sich sowohl zwischen Grundplatte
24 und Blechpaket 1 als auch zwischen Blechpaket 1 und Deckplatte 25 ein Luftspalt
bildet.
-
In die Form wird nun ein hochreaktives, stark beschleunigtes Epoxydharz
eingebracht, welches die genanntenLuftspalte ausfüllt, so daß sich die Nutisolation
32, 33 die Endscheibenisolation 34, 35 und die über den Blechpaketrücken laufenden
Verbindungsstege 31 bilden. Anstelle dieser Stege 31, welche sich durch Ausgießen
der in den Seitenflächen des Blechpakets angebrachten Nuten ergeben, können auch
die Bohrungen 311, welche beim herkömmlichen Verbinden des Pakets zur Aufnahme der
Nieten dienen, ausgegossen werden. Nach Beendigung dieses Verfahrensschrittes
wird
das Blechpaket der Form entnommen. Sodann werden in die Nuten 121, 131 und 122,
132 die Feldspulen 41 und 42 eingelegt und deren Wicklungsenden 43 in den Pollücken
123 und 133 fixiert. Das mit den Feldspulen 41 und 42 versehene Blechpaket 1 wird
nun erneut in die Form eingelegt, aus welcher die Stempel 22 und 23 herausgezogen
sind, so daß nur noch der Stempel 21 in die Bohrung 11 des Blechpakets ragt (Fig.
3). Die Boden- 24 und die Deckplatte 25 weisen der Form der Wickelköpfe 411, 421
entsprechende Ausnehmungen auf, welche durch in den beiden Platten geführte Stempel
251 und 241 gebildet werden. In diese Ausnehmungen werden die Wickelköpfe eingelegt.
Beim Schließen der Form wird über die Deckplatte 25 ein Druck auf das bewickelte
Blechpaket ausgeübt, so daß durch die durch die Stempel 251 in der Deckplatte 25
und die Stempel 241 in der Bodenplatte 24 gebildeten Ausnehmungen gleichzeitig die
Wickelköpfe gepreßt und geformt werden. Daraufhin wird erneut hochreaktives, stark
beschleunigtes Epoxydharz eingebracht, welches nun die noch vorhandenen Hohlräume
ausfüllt und so die Pollücken 123 und 133 mit den darin verlegten Wicklungsenden
43 vergießt und gleichzeitig die Wickelkopfumhüllung 36 bildet (Fig. 3-5). Es ist
aber auch möglich, die durch die Platten 24, 25 und die darin geführten Stempel
241, 251 gebildete Gießmaske so auszubilden, daß die Wickelköpfe 411, 421 nicht
vollständig in einen Gießharzblock mit Verbindung zu den Endscheiben eingebettet,
sondern die Wickelköpfe nur umhüllt und mit Isolierverstärkungen als verlängerte
Kriechstrecken an den Austrittsstellen der Spulenseiten aus dem Blechpaket versehen
werden (Fig. 6).
-
Wie Fig. 1 zeigt, ist der aktive Nutraum durch die Nutisolation 32,
33 ausgekleidet. Um jedoch den für die Feldspulen zur Verfügung stehenden Nutraum
zu vergrößern, ohne daß dadurch die magnetischen Eigenschaften und damit die Kommutierung
der Maschine beeinflußt wird, werden die Polapitzen ebenfalls mit dem Gießharz umgossen,
so daß dadurch das freie Maß zwischen den Polspitzen verkleinert wird.
-
Beispiel 2 Im Sinne eines System-Fertigungsablaufes, bei welchem
ein Rücklauf der sich in der Produktion befindenden Teile vermieden werden soll,
können an Stelle der im Beispiel 1 beschriebenen einen Gießform nach einem weiteren
Ausführungsbeispiel zwei Formen in Einsatz gelangen. Der Fertigungsablauf ist dann
folgender: Stanzen der Bleche - Einlegen der einzelnen Bleche des Blechpakets oder
des bereits paketierten Blechpakets in die Form I, in welcher die Nutisolation,
die Endscheibenisolation und die Blechpaketverbindungen gebildet werden (Fig. 1
u. 2) - Einlegen der Feldspulen und der Wicklungsenden in das Blechpaket - Einlegen
des bewickelten Blechpakets in die Form II, in welcher der Nutraum, die Wickelköpfe
und die Pollücken vergossen werden (Fig. 3-6).
-
Während im Beispiel 1 (Fig. 1) der Bohrungsstempel dreiteilig ausgebildet
ist - bestehend aus den Stempeln 21, 22 und 23 - ist dieser Stempel nunmehr einteilig,
entspricht jedoch der durch die drei Stempel gebildeten Raumform. Auch hier können
Stempel und Form zugleich als Schichtvorrichtung dienen. Die Form II hingegen weist
nur einen Stempel auf, der mit dem Stempel 21 (Fig. 3 u. 4) im Beispiel 1 identisch
ist. Auch der Verfahrensablauf in der Form II entspricht demjenigen wie er zu den
Fig. 3-6 im Beispiel 1 beschrieben ist.
-
Da das Isolieren des Blechpakets und der Feldspulen einerseits im
Gießverfahren durchgeführt werden, andererseits kurze Aushärtezeiten erzielt werden
sollen, ist es erforderlich, die mit einem Einbrennlack auf Silikonbasis vorbehandelte
Form soweit aufzuheizen, daß ihre Temperatur mindestens 11%in der Regel 30-50 90,
oberhalb der Verarbeitungstemperatur des verwendeten hochreaktiven, stark beschleunigten
Gießharzes liegt. Es ist vorteilhaft, die Form bzw. die Flächen der Form, welche
mit dem Harz in Verbindung kommen, vor dem Gießprozeß mit einem Trennmittel
zu
versehen. Durch die höhere Formtemperatur wird gewährleistet, daß das Harz zuerst
an den Formwänden gelieren muß, also von außen nach innen. Der dabei auftretende
und unmittelbar nach dem Eingießen beginnende Reaktionsschwund (ca. 3%) wird laufend
durch nachgepreßtes Material bei einem Nachpreßdruck von etwa F4 kp/cm2 kompensiert,
so daß an sämtlichen Stellen ein definierter und homogener Isolationsauftrag gewährleistet
ist.