DE2230645B2 - Verfahren zum Imprägnieren einer oder mehrerer elektrischer Spulen mit einem härtbaren Harz - Google Patents
Verfahren zum Imprägnieren einer oder mehrerer elektrischer Spulen mit einem härtbaren HarzInfo
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Description
50
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Imprägnieren einer oder mehrerer elektrischer Spulen
mit einem härtbaren Harz, bei dem die Spule oder Spulen in ein flüssiges Gemisch aus einem wärmehärtbaren
Harz und einem Härter eingetaucht werden, der das Harz bei Temperaturen oderhalb seiner Arbeitstemperatur
irreversibel härtet, bei dem anschließend die Viskosität des an der oder den Spulen haftenden w
Gemisches erhöht wird und die Spule oder Spulen aus dem Gemisch herausgenommen und zwecks Härtung
des an ihr haftenden Gemisches erhitzt werden.
Ein derartiges Verfahren ist aus der DE-PS 9 29 686 bekannt Bei diesem Verfahren wird die Spule ö5
anschließend aus dem Harz entfernt und durch die Viskositätserhöhung durch Verdampfung des Lösungsmittels
oder teilweise Härtung soll das Abtropfen von Harz von der mit dem Harz imprägnierten Spule vor
der anschließend durchgefOhrten Härtung des Harzes verhindert werden. Das genannte Verfahren hat jedoch
die nachstehend angegebenen Nachteile:
Die Viskositätserhöhung durch Verdampfung des Lösungsmittels führt oft dazu, daß das gelierte Harz
Blasen oder Hohlräume enthält, wodurch die Isolationseigenschaften des Produkts verschlechtert werden.
Außerdem tritt insbesondere bei Anwendung des Verfahrens auf eine relativ große Spule oft im
Oberflächenbereich der Spule ein schnellerer Anstieg der Viskosität des Harzes als im Inneren der Spule ein,
was mit dem Nachteil verbunden ist, daß flüssiges oder
hijlbflüssiges Harz aus dem Inneren der Spule austritt,
nachdem diese aus dem Harzbad herausgenommen wurde. Nachteilig ist auch, daß für eine vorgegebene
Viskositätssteigerung eine relativ lange Zeit benötigt wird und daß die Erhöhung der Viskosität nicht in jeder
beliebigen Stufe zwischen der Tauchung der Spule und der Aushärtung, z. B. außerhalb des Harzbades, bewirkt
werden kann. Das genannte Verfahren hat des weiteren
den Nachteil, daß das Harzbad bei der Viskositätssteigerung durch Teilaushärtung irreversibel gehärtet ist und
nicht wieder verwendet werden kann.
Aus den ausgelegten Unterlagen der am 22. Oktober 1953 bekanntgemachten, deutschen Patentanmeldung
S 23 893 ist ein Verfahren zum Einbetten von Wicklungen in härtbare isoliermassen bekannt, bei dem die
Härtung der Isoliermasse dadurch bewirkt wird, daß durch die Wicklung ein Strom hindurchgeschickt wird.
Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß die Wicklungen in eine Form gebracht werden müssen, in
der die Isoliermasse aushärtet was mit langwierigen Arbeitsgängen verbunden ist
Aufgabe der Erfindung ist demnach ein Verfahren zum Imprägnieren einer elektrischen Spule mit einem
härtbaren Harz ohne Verwendung von metallischen Formen durch Eintauchen der Spt'i in ein flüssiges,
härtbares Harzgemisch, anschließende Viskositätserhöhung des Gemisches und Herauszishen der Spule aus
dem Gemisch zwecks Härtung des an der Spule haftenden Gemisches, bei dem das Abtropfen des
flüssigen Harzes von der aus dem Harzbad entnommenen Spule durch die Viskositätserhöhung verhindert
wird und andererseits trotzdem das Harzbad beim Eintauchen der Spule auf einer niedrigen Viskosität
gehalten wird, bei dem das Austreten von flüssigem oder halbflüssigem Harz aus dem Inneren der Spule nach
dem Herausnehmen aus dem Harzbad wirksam verhindert wird, und bei dem die Viskositätserhöhung
schnell und in jedem gewünschten Stadium vor dem Aushärten durchgeführt werden und das Harzbad
wieder verwendet werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst daß dem Gemisch ein unterhalb der Arbeitstemperatur
des Härters im Gemisch schmelzendes Geliermittel zugesetzt wird, daß das mil; dem Geliermittel versetzte
Gemisch nach dem Eintauchen der Spule oder Spulen und vor der Härtung des am ihr oder ihnen haftenden
Gemisches bei einer zwischen dem Schmelzpunkt des Geliermittels im Gemisch und der Arbeitstemperatur
des Härters liegenden Temperatur reversibel geliert wird, daß ein Härter verwendet wird, dessen Arbeitstemperatur unterhalb der Solbildungstemperatur des
Gemisches liegt und daß die Härtung des an der Spule haftenden Gemisches bei 'einer Temperatur zwischen
der Arbeitstemperatur des Härters und der Solbildungstemperatur des Gemisches durchgeführt wird.
es
[if.
[if.
Die Zeichnung, die der näheren Erläuterung der Erfindung dient, ist eine graphische Darstellung der
Beziehung zwischen der Temperatur und der Viskosität des härtbaren Harzes, wobei die Abszisse die Temperatur
und die Ordinate die Viskosität des Harzes darstellt Aus der graphischen Darstellung ist ersichtlich, daB das
Harz eine niedrige Viskosität besitzt, nämlich im Solstadium verbleibt, solange das Harz bei einer
Temperatur Jb unterhalb des Schmelzpunktes ir des mit
dem Harz vermischten Geliermittels gehalten wird, ι ο Wenn die Temperatur des Harzes den Schmelzpunkt ti
Überschreitet, schmilzt das Geliermittel und löst sich im
Harz auf, wodurch die Viskosität des entstehenden Gemisches rasch ansteigt und das Gemisch geliert
Wenn danach die Temperatur des Gemisches gesteigert wird, liegt das Gemisch im Gelstadium vor, bis es
beginnt, frei der Solbildungstemperatur t3 ein Sol zu
bilden. Wenn dabei die Temperatur des Gemisches auf den Gelierungspunkt t2 herabgesetzt wird, beginnt es,
wie gezeigt, zu gelieren. Es ist nun zu bemerken, daß das Gemisch noch in flüssigem Zustand vorliegt, selbst wenn
seine Temperatur bis auf die Solbildungstemperatur /3 herabgesetzt wird Wenn die Temperatur des Gemisches
weiter vermindert wird, schreitet das Gelieren des Gemisches fort, und es liegt im Gelstadium vor, selbst
wenn seine Temperatur auf unterhalb des Schmelzpunktes herabgesetzt wird. Danach ändert sich der Zustand
des Gemisches vom Gelstadium zum Sol und umgekehrt, wenn seine Temperatur über den Gelierungspunkt
und die Solbildungstemperatur hinweg variiert Es sei angemerkt, daß der Schmelzpunkt des Geliermittels
niedriger gemacht wird, als der Arbeitspunkt des Härters.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet
Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß man ein Gemisch eines
härtbaren Harzes, eines ungeschmolzenen Geliermittels und eines Här'ers bereitet, daß man eine oder mehrere
elektrische Spulen in das hartbare Gemisch eintaucht,
daß man das Gemisch auf eine Temperatur zwischen dem Schmelzpunkt des Geliermittels und der Arbeitstemperatur des Härters erhitzt, so daß das Geliermittel
schmilzt und das Harz zum Gelieren veranlaßt, daß man die Spule am dem gelierten Harzgemvüch hochzieht, und
daß man die hochgezogene Spule auf eine Temperatur zwischen der Arbeitstemperatur des Härters und der
Solbiidungstemperatur des Gemisches erhitzt, damit das
Gemisch härtet. Es wird bevorzugt das Gemisch in der
Spule zu erhitzen, indem man durch die Spule einen so
Strom fließen läßt, da das verbleibende Gemisch im Solstadium verbleibt und wiederholt verwendet werden
kann.
Ein anderes Aus/Uhrungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß man ein Gemisch r>r>
eines härtbaren Harzes, eines ungeschmolzenen Geliermittels und eines Härters bereitet, daß man eine oder
mehrere elektrische Spulen in das Gemisch eintaucht, daß man die eingetauchte Spule aus dem Gemisch in
eine Atmosphäre hoher Temperatur abzieht, so daB das an der Spule anhaftende Gemisch geliert, ohne von der
Spule abzutropfen, und daß man das von der Spule getragene Gemisch bei einer Temperatur härtet, die
unterhalb der Solbildungstcmperatur des Gemisches liegt
Ein weiteres Ausführu "gsbeispiel des erfindungsgemäßen
Verfahrens besteht darin, daß man ein Gemisch aus einem härtbaren Harz, einem Geliermittel und
einem Härter bereitet, daß man das Gemisch auf ein-;
Temperatur erwärmt, die höher liegt als die Solbildungstemperatur des Gemisches, so daB das Geliermittel
schmilzt und das härtbare Gemisch im Solstadium vorliegt, daB man eine oder mehrere Spulen in das
erhitzte Gemisch eintaucht, daB man die eingetauchte Spule aus dem Gemisch heraus in eine Atmosphäre mit
einer Temperatur hineinzieht, die niedriger ist als der Gelierungspunkt des Gemisches, so daB das in der Spule
enthaltene Gemisch geliert, und daB man das gelierte Gemisch bei einer Temperatur, die niedriger ist als die
Solbildungstemperatur des Gemisches, härtet Es ist in diesem Falle zu bemerken, daB es möglich ist, den
Gelierungspunkt und die Solbildungstemperatur des Gemisches niedriger zu machen als die Arbeitstemperatur
des Härters, indem man einen geeigneten Härter auswählt oder indem man die Konzentration des
Geliermittels fan Gemisch reguDert Das Gemisch ist in
diesem Fafle ein Gel oder Sol, währmd das Gemisch
nicht härtet
Die elektrischen Spulen werden vorteiliiafterweise in
das in einer evakuierten Kanuner enthaltene flüssige Gemisch eingetaucht, wodurch die Spulen ohne
unerwünschte Luftblasen oder Hohlräume mit dem Gemisch imprägniert werden können. Die Anwendung
vom Vakuum bei der Imprägnierung von Spulen ist an sich aus der DE-PS 3 29 688 bekannt Das Härten des
gelierten Gemisches wird ohne ungewolltes Abtropfen des gelierten Gemisches von der Spule vollzogen.
Offensichtlich führt das erfindungsgemäße Verfahren zu einer hohen Produktivität weil zur
gleichen Zeit eine Anzahl von mit Harz imprägnierten, elektrischen Spulen unterschiedlichen Typs in einem
ansatzmäßigen System hergestellt werden kann. Natürlich können die elektrischen Spulen unter normalem
Druck in das Gemisch eingetaucht werden, wenn die Anforderungen in bezug auf die elektrischen Eigenschaften
der auf diese Weise hergestellten Spulen nicht zu hoch sind.
Di? Erfindung wird durch die nachstehenden
weiteren Ausführungsbeispiele näher erläutert
100 g Epoxydharz als härtbares Harz, 1 bis 3 Gew.-Teile
Härtungsmittel und 1,5 Gew.-Teile Geliermittel
werden miteinander vermischt Das Gemisch bringt man in eine evakuierte Kämmet' und hält es bei 70° C
Nachdem man eine elektrische Spule in das Gemisch eingetaucht hat, wird die Temperatur des Gemisches auf
etwa 90°C gesteigert, so daB das Geliermittel schmilzt
und dadurch eine Steigerung der Viskosität des Harzec herbeigeführt wird. Daraufhin zieht man die Spule aus
de.n Gemisch heraus. Die herausgezogene Spule hält man 16 Stunden bei 1(XTC, so daß das Gemisch halbfest
wird. Das Gemisch im halbfesten Zustand ist nicht deformierbar. Die Spule mit halbfestem Gemisch erhitzt
man weiter für zwei Stunden bei 2000G wobei man die sich ergebende, in H<vz eingekapselte Spule erhält
Beispie! 2
100 g Epoxydharz, 1 bis 3 Gew.-Teile BoririHuorid-Monoäthylamin
und 2 Gew.-Teile Geliermittel werden miteinander vermischt Das Gemisch ist in einer
evakuierten Kammer enthalten und es wird bei 70°C
gehalten. Nach dem Eintauchen einer elektrischen Spule
in das Gemisch, wird die Spule aus dem Gemisch herausgezogen und in eine Atmosphäre mit einer
Temperatur von 10O0C gebracht, so daB das Gemisch,
welches auf der Spule getragen wird, geliert und nicht
von der Spule herabtropft Das gelierte Gemisch härtet man in der gleichen Weise wie in Beispiel 1.
100 g Epoxydharz, I bis 3 Gew.-Teile Bortrifluorid-Monoäthylamin
und 8 Gew.-Teile Geliermittel werden miteinander vermischt. Die Gelier- und Solationspunkte
des Gemisches betragen 700C bzw. 110° C Eine
elektrische Spule wird in das Gemisch eingetaucht, welchletzteres sich in einer evakuierten Kammer
befindet, während die Temperatur des Gemisches, welches das geschmolzene Geliermittel enthält, 80° C
betragt. Die Spule zieht man aus dem Gemisch heraus und in eine Atmosphäre von 500C, um das in der Spule
enthaltene Gemisch in ein Gel überzuführen. Das gelierte Gemisch in der Spule härtet man in der gleichen
Weise wie in Beispiel 1 und man erhält die sich ergebende, in Harz eingekapselte, elektrische Spule.
Das Gemisch, welches in der evakuierten Kammer verbleibt, kann erneut verwendet werden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Verfahren zum Imprägnieren einer oder mehrerer elektrischer Spulen mit einem härtbaren
Harz, bei dem die Spule oder Spulen in ein flüssiges
Gemisch aus einem wärmehärtbaren Harz und einem Härter eingetaucht werden, der das Harz bei
Temperaturen oberhalb seiner Arbeitstemperatur irreversibel härtet, bei dem anschlieBend die
Viskosität des an der Spule oder den Spulen haftenden Gemisches erhöht wird und die Spule
oder Spulen aus dem Gemisch herausgenommen und zwecks Härtung des an ihr haftenden Gemisches erhitzt werden, dadurch gekennzeichnet,
daß dem Gemisch ein unterhalb der >5 Arbeitstemperatur des Härters im Gemisch schmelzendes
Geliermittel zugesetzt wird, daß das mit dem Geliermittel versetzte Gemisch nach dem Eintauchen
der Spu.e oder Spulen und vor der Härtung des
an ihr oder ihnen haftenden Gemisches bei einer
zwischen dem Schmelzpunkt des Geliermittels im Gemisch und der Arbeitstemperatur des Härters
liegenden Temperatur reversibel geliert wird, daß ein Härter verwendet wird, dessen Arbeitstemperatur
unterhalb der Solbildungstemperatur des Gemisches liegt, und daß die Härtung des an der Spule
oder den Spulen haftenden Gemisches bei einer Temperatur zwischen der Arbeitstemperatur des;
Härters und der Solbildungstemperatur des Gemisches durchgeführt wird. so
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch vor dem Herausnehmen
der Spule oder Spulen gelier« wird
3. Verfahren nach Anspruch !, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch nach dem Herausnehmen
der Spule oder Spulen geliert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das mit dem Geliermittel versetzte
Gemisch vor dem Eintauchen der Spule oder Spulen durch die Einwirkung des Geliermittels geliert und
anschließend durch weiteres Erhitzen auf eine oberhalb der Solbildungstemperatur des Gemisches
liegende Temperatur in einen niedrigviskosen flüssigen Zustand zurückgeführt wird und daß die
Spule oder Spulen in dieses niedrigviskose Gemisch eingetaucht, anschließend herausgenommen und
unter den Gelierungspunkt abgekühlt wird, so daß das an der Spule haftende Gemisch geliert
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