-
Anker einer elektrischen Maschine Die Erfindung bezieht sich auf
einen Anker einer elektrischen Maschine, dessen Nuten mit einer Isolierstoffolie
ausgekleidet sind.
-
Moderne Isolierautomaten kleiden die Nuten von Ankern elektrischer
Maschinen im sogenannten "Rundumisolierverfahren" mit Isolierstoffolie aus, d.h.,
ein der Ankerblechpaketlänge entsprechend breites Isolierstoffolienband, beispielsweise
Preßspan-Folie als Zwei- oder Dreischichtmaterial oder Preßspan-Faservlies, wird
von einem Stempel nacheinander in die Ankernuten eingedrückt. Da nun die Isolierstoffolie
zwischen dem Auskleiden benachbarter Nuten nicht abgeschnitten sondern fortlaufend
in die Nuten eingedrückt wird, bedeckt diese auch die Umfangsfläche der inkerzahnköpfe.
Würde man die hoherstoffolie auf diesen belassen, so würde der Ankrdurcksesser
um
die zweifache Foliendicke vergrößert und der Luftapalt zwischen Anker- und Ständerblechpaket
verkleinert werden. Aus diesem Grunde und zu Isolationszwecken wird nach dem Bewickeln
der Ankernuten die Isolierstoffolie entlang den Ankerzahnkopfrücken abgeschnitten
und die an den Nutseitenflächen anliegenden Folienteile übereinandergeklappt, wodurch
die in den Nuten liegenden Spulendrähte abgedeckt werden. Das Verschließen der Nuten
und Festlegen der Spulendrähte in denselben erfolgt dann auf einem Nutverschließautomaten,
welcher (Nutterschluß-) Keile in die Nuten einschiebt. Nun hat sich aber gezeigt,
daß ca. 80X aller Ausfälle an Ankern beim Abschneiden der Isolierstoffolie und beim
Verschließen der Nuten verursacht werden, eine Ausfallquote, welche weder aus Kosten-
noch aus Zeitgründen in Kauf genommen werden kann.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Anker einer elektrischen Maschine
unter Beibehaltung des wirtschaftlichen Runduilsolierverfahrens so auszubilden,
daß dieser einmal kosten- und zeitsparender und rationeller herstellbar ist, indem
di Arbeitsganges Abschneiden der Isolierstoffolis auf den Ankerzahnkopfrücken und
Verschließen der Nuten mittels Nutverschlußteilen wegfallen, ferner die elektrische
Sicherheit, wie das Einhalten der vorgeschriebenen Luft- und Kriechwege, gewährleistet
ist, obwohl auf das Abdecken der Spulendrähte durch.Isolierstoffolie und das Verschließen
der Nuten verzichtet wird.
-
Diese Aufgabe wird bei einem Anker, dessen Nuten mit einer Isolierstoffolie
ausgekleidet sind, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Isollerstottolle die
Umfangsfläche der Ank.rzahnköpfe bedeckt, mit diesen verklebt ist, und die einiolnen
Spulendrähte der in den Nuten liegenden Inkerspülen ausschließlich durch ein Imprägniermittel
festgelegt sind. Nach weiteren Kennzeichen der Erfindung kann entweder die Isolierstoffolie
ein- oder beidseitig oder die Umfangefläche der Ankeriahnköpfe mit einem erst unter
Wärneeinwirkung aushärtbaren Material beschichtet
sein; die Isolierstoffolie
kann aber auch mit einem erst unter Wärmeeinwirkung aushärtbaren Material durchtränkt
sein oder aus einem Material bestehen, welches unter Wärmeeinwirkung auf die Ankerzahnköpfe
aufschrumpft und mit diesen verklebt.
-
Das Verkleben der Isolierstoffolie mit den Ankerzahnköpfen erfolgt
nach weiteren Kennzeichen der Erfindung durch Erwärmung nach dem Bewickeln der Nuten,+vorzugsweise
beim Verschweißen der Wicklungsenden der Ankerspulen in den Kollektorlamellen auf
dem Schweißautomaten, an welchem heizbare Backenteile angeordnet sein können, die
im Arbeitstakt der Schweißelektroden steuerbar sind. Das Verkleben der Isolierstoffolie
mit den Ankerzahnköpfen kann aber auch durch das Imprägniermittel selbst erfolgen.
-
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt
und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen Fig. 1 eine Teilansicht des isolierten,
bewickelten und imprägnierten Ankers; Fig. 2 den in eine Vorrichtung auf dem Schweißautomaten
eingelegten Anker.
-
Fig. 3 eine Vorrichtung zum Imprägnieren des nach der Erfindung ausgebildeten
Ankers.
-
Ein nach der Erfindung ausgebildeter Anker wird nun wie folgt hergestellt:
Wie Fig. 1 zeigt, werden die Nuten 2 des Ankers 1 im sogenannten Rundumisolierverfahren
mit Isolierstoffolie 3 ausgekleidet, wobei diese verfahrensbedingt auch die Ankerzahnköpfe
1' bedeckt.
-
Sodann werden auf die Ankerwelle der Ventilator 4 und der Kollektor
5 (Fig. 2) aufgebracht und nach dem Einlegen des Ankers in einen Wickelautomaten
die Nuten 2 bewickelt. Hierauf wird der Anker 1 in eine Vorrichtung 6 des Schweißautomaten
eingespannt, Fig. 2, welcher primär die Aufgabe hat, die Wicklungsenden der Ankerspulen
10 mittels Schweißelektroden 7 in die
entsprechenden Kollektorlamellen
einzuschweißen. Selumdär wird nunmehr der Schweißautomat erfindungsgemäß noch dazu
herangezogen, mittels an ihm angeordneter beheizbarer Backen 8 die entgegen den
bisherigen Verfahren nunmehr auf den Ankertahnköpfen 1' verbleibende Isolierstoffolie
3 mit diesen zu verkleben. Um einen Klebeeffekt erzielen zu können, ist beispielsweise
entweder die Isolierstoffolie 3 einseitig oder die Umfangsfläche der Ankerzahnköpfe
1 mit einem noch nicht ausgehärteten Material 9 beschichtet, beispielsweise Epoxydharz,
das auf die Folie schon bei deren Herstellung und auf die Ankerzannköpfe durch Abrollen,
Streichen, Sprühen oder Tauchen aufgebracht ist. Die Verklebung der Isolierstoffolie
3 mit den Ankerzahnköpfen 1' erfolgt nun in der Weise, daß entsprechend dem Arbeitstakt
der Schweißelektroden 7 die Backen 8, vorzugsweise zwei diametral liegende Backen,
an die ihnen zugeordneten Ankerzahnköpfe 1' heranbewegt werden. Durch Wärmezufuhr
und Pressung über die Backen wird dann ein Verkleben der Teile 1' und 3 und ein
Aushärten des Materials 9 derart bewirkt, daß bei weiteren Erwärmungsphasen, welchen
der bewickelte Anker noch unterzogen wird, die Klebefunktion erhalten bleibt. Sodann
wird der Anker auf dem Schweißautomaten um eine Nutteilung weitergedreht, eo daß
die Elektroden 7 die nächsten Wicklungsenden in die Kollektorlamellen einschweißen
und die Backen 8 die Isolierstoffolle 3 auf den folgenden Ankerzahnköpfen 1' verkleben
können. Es ist natürlich auch möglich, das Einschweißen der Wicklungsenden in die
Kollektorlamellen und das Verkleben der Teile 1' und 3 in separaten Arbeitsgängen
und auf verschiedenen Vorrichtungen vorzunehmen. Die sich bis zu diesem Verfahrensstand
ergebenden Vorteile der Erfindung bestehen insbesondere darin, daß die bisherigen,
eine hohe Ausfallquote verursachenden Arbeitsgänge: Abschneiden der die Ankerzahnköpfe
bedeckenden Isolierstoffolie, Ubereinanderklappen der die Nutseitenwände bedekkenden
Isolierstoffolie und Einschieben von Nutverschlußkeilen, entfallen, wodurch der
Anker im Fertigungsablauf einfacher und noch dadurch rationeller herstellbar ist,
indem das Verkleben
der Folie mit den Ankerzahnköpfen im gleichen
Arbeitstakt wie das Verschweißen der Wicklungsenden in den Kollektorlamellen und
auf demselben Automaten erfolgt. Ebenso wirkt sich der Isolationsauftrag von ca.
0,2 mm-auf den Ankerzahnköpfen bei einem noch verbleibenden einseitigen Luftspalt
von ca. 0,3 mm nicht nachteilig aus. Ferner kann der Fertigungsablauf durch das
Aufbringen des Ventilators und des Kollektors vor dem Bewickeln der Nuten danach
vollautomatisiert ablaufen.
-
Darüberhinaus können durch den Wegfall der Nutverschlußkeile die Nuten
voll bewickelt werden - höherer Nutfüllfaktor -, und es werden durch das Verbleiben
der Isolierstoffolie auch in den Nutschlitzen die Luft- und Kriechwege zwischen
den Ankerspulen und dem Ankerblech vergrößert, was einen wesentlichen Vorteil hinsichtlich
der elektrischen- Isolation bedeutet.
-
-Nach den Arbeitsgängen Verschweißen und Verkleben wird der Anker
dann derart einer Imprägnierung unterzogen, daß die in den Nuten 2 liegenden Drähte
der Ankerspulen 10 ausschließlich durch das Imprägniermittel 11 festgelegt werden.
Diese Imprägnierung erfolgt nach einem weiteren Kennzeichen der Erfindung durch
folgendes Verfahren: daß der Anker auf bis zu ca. 1600C erwärmt, sodann die Wicklung
des Ankers im Tauchverfahren imprägniert, nach dem Tauchen das Imprägniermittel
bei zwischen ca. 1200 und 2200C zum Gelieren und bei etwa bis zu 2000C zum Aushärten
gebracht und anschließend der Anker abgekühlt wird. Durch das Tauchen ist es möglich,
die hinsichtlich der Nutisolierung gewonnenen fertigungstechnischen Vorteile noch
weiter auszubauen, indem die Tauchimprägnierung, im Gegensatz zum Kräuseln, besser
in einen vollautomatischen Arbeitsprozeß integriert werden kann.
-
Um nach dem Tauchen überlange Abtropfstrecken bzw. -zeiten und ein
übermäßiges Abtropfen des Imprägniermittels, welches nunmehr ja mit die Nuten verschließen
soll, zu vermeiden, wird erfindungsgemäß
der Anker mit langsamer
Geschwindigkeit in ein thixptropes und/oder mit latentem Härter aufgebautes Ein-
oder Mehrkomponentenimprägniermittel eingetaucht, in ihm bewegt und unmittelbar
nach dem Austauchen des Ankers aus dem Imprägniermittel dieses gemäß seinem thixotropen
und/oder Härtungs-Charakter sofort zum Gelieren gebracht.
-
Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist in Fig. 3 schematisch
dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
-
Die Vorrichtung umfaßt in der Reihenfolge des Verfahrensablaufes eine
Ladestation 20, eine Erwärmungsstation 21, eine Tauchstation 22, eine Gelierstation
23, eine Aushärtstation 24, eine Abkühlstation 25 und eine Entnahmestation 26. Sämtliche
Stationen sind durch eine Transporteinrichtung 27, beispielsweise eine aus gelenkig
miteinander verbundenen Gliedern bestehende Endloskette, miteinander verbunden.
An der Ladestation 20 wird der Anker 1 auf die Transporteinrichtung 27 gegeben und
wird von dieser, senkrecht an seinem Ventilator hängend, der Erwärmungsstation 21
zugeführt und beispielsweise durch Infrarotheizelemente auf bis zu ca. 16000 erwärmt.
Um relativ günstige Ofenabmessungen zu erhalten, durchläuft der Anker die Erwärmungsstation
vorzugsweise in sogenannter Paternosterart.
-
Im erwärmten Zustand wird er dann der Tauchstation 22 zugeführt, und
zwar derart, daß er mit langsamer Geschwindigkeit in das Imprägniermittel des Tauchbades
eingetaucht wird. Hierdurch soll die Bildung von Lufteinschlüssen in der Wicklung
des Ankers vermieden werden. Da wie bereits erwähnt das Imprägniermittel die Nuten
des Ankers mit verschließen 8011 und somit ein übermäßiges Abtropfen nach dem Tauchen
nicht erwünscht ist, muß es neben dem Merkmal einer langen Topfzeit die Forderung
einer unmittelbaren Gelierung nach dem Tauchen erfüllen. Diese Forderung wird dadurch
erfüllt, daß das Ein- oder Mehrkomponentenlmprägniermittel thixotrop und/oder mit
latentem Härter aufgebaut ist, beispielsweise ein Harz mit Anhydrid- vder BF-8ystemen.
-
Nach dem Tauchen durchläuft dann der Anker unmittelbar eine Gelierzone
23 mit einer Temperatur von zwischen ca. 12OOC und 2200C und eine beispielsweise
nach dem Konvektionsprinzip arbeitende Aushärtezone 24, in welcher zur Erzielung
einer Zeitkürzung für-das Härten die Temperatur auf ca. 2000C eingestellt ist. Die
Temperaturen in den einzelnen Zonen sind primär von dem Imprägniermittel und den
gewünschten Gelier- und Aushärtezeiten abhängig, sekundär aber auch von der Temperaturfestigkeit
des Ventilators, an welchem der Anker aufgehängt ist. Im Anschluß an das Aushärten
wird der Anker in einer Abkühlzone 25 auf ca. 40 - 500C abgekühlt (Handtemperatur)
und bei 26 der Transporteinrichtung entnommen. Als weitere Arbeitsgänge folgen lediglich
noch das Kollektorüberdrehen und Auswuchten.
-
Die Gelierzone 23 kann in bekannter Weise als Wärmekammer ausgebildet
sein, oder aber aus mehreren paarweise angeordneten, hintereinanderliegenden beheizbaren
Backen bestehen, wobei die Backenpaare, welche jeder Anker in einem bestimmten Arbeitstakt
durchläuft, jeweils eine höhere Temperatur aufweisen, als das vorhergehende Backenpaar.
-
Sollte nun das Tauchbad der Tauehatation 22 den Ausstoß an Ankern
aus der Erwärmungsstation 21 nicht aufnehmen können, so sind nach einem weiteren
Kennzeichen der Erfindung mehrere Tauchbader nebeneinander angeordnet, welche durch
in die Transporteinrichtung eingebaute Weichen 28 beschickt werden. Sämtliche Tauchbäder
können dabei entsprechend ihrem Verbrauch und zur Stabilhaltung der Viskosität einzeln-oder
von einem gemeinsamen Imprägniermittelbehälter 29 mit Frischimprägniermittel beschickt
werden. Dabei muß die Imprägniermittelmenge pro Tauchbad so gewählt werden, daß
die Frischimprägniermittelzugabe pro Stunde etwa 10% der Gesamtmenge entspricht.
Darüberhinaus kann das Imprägniermittel für die nebeneinander angeordneten Tauchbäder
durch in deren Zulauf angebrachte Behälter 30 verschieden pigmentiert werden, wodurch
eine Kennzeichnung-von gleichartigen, jedoch für verschiedene elektrische Maschinen
bestimmten Ankern möglich ist. *
Die Temperatur in den Tauchbädern
selbst ist durch Kühlung auf vorzugsweise ca. 600C zu begrenzen, um sowohl dem Charakter
des Imprägniermittels zu genügen als auch eine lange Standzeit zu erhalten. Ebenso
ist der Imprägniermittelbehälter 29 gekühlt, so daß das Imprägniermittel beispielsweise
auch nach längeren Arbeitspausen noch verwendbar ist.