DE2356545A1 - Verfahren zum impraegnieren von wicklungen elektrischer leiter - Google Patents

Description

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Anmelder: Fa. Dr.Kurt Herberts & Co. Gesellschaft mit beschrankter- Haftung vorm. Otto Louis Herberts
Wuppertal 2_y Christbusch 25

Verfahren zum Imprägnieren von Wicklungen elektrischer Leiter.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Imprägnieren von Wicklungen elektrischer Leiter durch Tränken der Wicklungen mit härtbarem Tränkharz und anschließendes Aushärten des Tränkharzes.

Es ist bekannt, Wicklungen elektrischer Leiter, insbesondere Vorsehaltgerate, dadurch zu imprägnieren, daß man diese in ein Bad eines sogenannten Tränkharzes taucht, anschließend das auf den Wicklungen elektrischer Leiter verbleibende Tränkharz aushärtet, und danach diesen Vorgang wiederholt. Es wird also mindestens zweimal nacheinander getränkt und anschließend ausgehärtet. Vor dem zweiten Tränken muß die ausgehärtete Wicklung abgekühlt werden,, da-die Lagerstabilität der Tränkharze nur beschränkt ist und dann,; wenn man erwärmte Wicklungen elektrischer Leiter in die Tränkharze tauchen würde j die Temperaturen der Tränkharze so stark erhöht würden, daß sie gelatinieren. 5ür die Tauchimprägnierung muß ein Tränkhärz mit einer verhältnismäßig geringen Viskosität verwendet werden. Diese liegt gemäß dem Stand der Technik bei 25°C im Bereich von etwa 5Ö bis 300 mPas. Dennoch besteht die Gefahr, daß ein Teil der Luft in den Wicklungen und vor allem: in den Blechpaketen eingeschlossen wird. Um dies zu

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vermeiden, wird langsam eingetaucht. Bei diesem Verfahren erzielt man aufgrund der Kapillaraktivität eine gute Durchtx'änkung. Diese Durchtränkung ist im allgemeinen umso besser, je geringer die Eintauchgeschwindigkeit und ,je langer die Verweilzeit im Tauchbecken ist. Aus praktischen Gründen arbeitet man im allgemeinen mit Eintauchzeiten von etwa 1 bis 10 Minuten, wobei die Tauchgeschwindigkeit etwa 10 bis 100 mm/Min, beträgt. Die Verweilzeit liegt im allgemeinen im Bereich von etwa 5 his 30 Minuten.

Anschließend werden die Wicklungen langsam aus dem Tauchbecken entfernt. Dies ist wichtig für die Oberflächenbeschaffenheit der imprägnierten Wicklungen. Durch das langsame Austauchen erreicht man, daß infolge der Lösungsmittelbzw. Styrol-Atmosphäre über der Oberfläche des Tränkharzes das mitgerissene Tränkharz zu einem gewissen Teil abgewaschen wird. Dadurch wird die sogenannte Tropfnasenbildung stark vermindert. Anschließend wird die so imprägnierte Wicklung ausgehärtet, und dann einem zweiten Imprägnierungsvorgang im wesentlichen in gleicher Weise unterworfen, wobei jedoch ein Tränkharz mit höherer Viskosität von z.B. 200 bis 700 mPas bei 25°C verwendet wird. Insbesondere die Härtung der Wicklungen elektrischer Leiter nach dem ersten Tränkvorgang ist sehr zeitraubend, zumal anschließend, wie bereits dax^gelegt wurde, die Wicklungen sorgfältig abgekühlt werden müssen, ehe sie in das zweite Tauchbecken getaucht werden können.

Der zweite Tränk- und Imprägriiervorgang ist erforderlich, um auf der Oberfläche eine genügende Schichtdicke an Tränkharz zu erhalten und die Hohlräume zwischen Wicklung und Blechpaket, auszufüllen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabenstellung zugrunde, das Verfahren zum Imprägnieren von Wicklungen elektrischer Leiter zu vereinfachen und abzukürzen. Es wurde

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nunmehr tiberrasclienderweise gefunden, daß diese Aufgabenstellung dadurch, gelöst werden kann, daß man auf den Härtevorgang zwischen dem ersten und zweiten Tauchvörgang verzichtet. ,"'"-..

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist demgemäß ein Verfahren zum Imprägnieren von Wicklungen elektrischer Leiter durch Tränken der Wicklungen mit härtbarem Tränkharz und anschließendes Aushärten des Tränkharzes, das gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet ist* daß man die Wicklungen der elektrischen Leiter zunächst in einem an sich bekannten Tränkharz tränkt, danach abtropfen laßt und ohne Zwischerihärtung daran anschließend mit einem an. sich bekannten Tränkharz mit mindestens 100 mPas, gemessen bei 25°C, höherer Viskosität tränkt und anschließend aushärtet. ^:

Als Tränkharze für das erste und für das zweite Tränken können die an.sich bekannten Tränkharze eingesetzt werden, wobei lediglich darauf zu achten ist _s_ daß das zweite Tränkharz eine um mindestens 100 mPas höhere Viskosität besitzt. Das erste Tränkharz hat vorzugsweise eine Viskosität, gemessen bei 25°C, von etwa 80 bis 210 mPas, während das zweite Bad vorzugsweise eine Viskosität von etwa 200 bis 700 mPas aufweist. Die Tränkharze der beiden Bäder können vom gleichen oder von unterschiedlichem chemischen Typ sein. Gemäß dem Stand der Technik werden besonders bevorzugt Lösungen von ungesättigten Polyesterharzen in monomeren Vinylverbindungen, insbesondere Styrol verwendet. Die Harze können pigmentiert oder unpigmentiert sein. Die'Viskosität kann in bekannter Weise durch Wahl des.Kondensationsgrades, der Ausgangsprodukte und des Gehalts an monomeren Vinylverbindungen eingestellt werden. Es können wie gema.ß dem Stand der Technik auch Imidgruppen enthaltende Polyesterharze eingesetzt werden (vgl . DT-OS Ί.445 24Ov DT-OS 1 570 273 und DT-OS 1 770 386)

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Der Tauchvorgang im ersten Tränkharzbecken wird wie gemäß dem Stand der Technik durch langsames Eintauchen, eine Verweilzeit, und langsames Austauchen durchgeführt. Danach wird Jedoch nicht gehärtet, sondern man läßt zwischen dem Ende des Austauchens aus dem ersten Bad und dem Beginn des Eintauchens in das zweite Bad einige Minuten, vorzugsweise mindestens 5 Minuten abtropfen, um die Bildung von Tropfnasen zu vermeiden. Außerdem wird dadurch erreicht, daß das Harz mit geringerer Viskosität nicht in das Becken mit dem Harz höherer Viskosität mitgeschleppt wird, und sich die Viskosität des zweiten Tränkharzes dadurch vermindert. Der Tränkvorgang im zweiten Becken erfolgt ebenfalls gemäß dem Stand der Technik. Das Eintauchen kann Jedoch schneller als im ersten Tränkbecken erfolgen, weil eine Durchimprägnierung der kleinen Hohlräume zwischen den einzelnen Lagen der elektrischen Leiter im ersten Bad erfolgt sein müßte. Aus den gleichen Gesichtspunkten ist die Verweilzeit im zweiten Becken -wie gemäß dem Stand der Technik- erheblich kürzer als die Verweilzeit im ersten Becken. Wenn die Verweilzeit im ersten Becken zweckmäßig etwa 7 bis 20 Minuten, vorzugsweise etwa 10 bis 15 Minuten beträgt, liegt sie im zweiten Becken zweckmäßig bei maximal 5 Minuten, vorzugsweise bei etwa 1 bis 3 Minuten. Anschließend werden die Wicklungen elektrischer Leiter aus dem zweiten Tränkbecken entfernt und abtropfengelassen. Hinsichtlich der Abtropfzeit besteht keine besondere Beschränkung. Man läßt so lange abtropfen, daß im anschließenden Trockenofen nicht durch weiteres Abtropfen ein erheblicher Harzverlust entsteht. In diesem Trockenofen wird das Tränkharz dann ausgehärtet. Es erfolgt also gleichzeitig die Aushärtung des ersten und des zweiten Tränkharzes.

Es ist außerordentlich überraschend, daß ohne die .sonst übliche Zwischenhärtung bei erhöhten Temperaturen lediglich durch das nacheinander erfolgende Tauchen in zwei Tränkharzen

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unterschiedlicher Viskosität sowohl eine ausreichende Durchimprägnierung als auch eine gute Oberflächehschichtdicke sowie Ausfüllung der Hohlräume zwischen Wicklungen und Blechpaket erreicht wird. Die für das Tränken und Aushärten erforderliche Zeit wird gegenüber dem Verfahren des Stands der Technik, das mit einem Aushärten zwischen den beiden Tränkvorgängen arbeitet , beträchtlich abgekürzt. Dies ist ein außerordentlicher wirtschaftlicher Vorteil. Hinzu kommt die Energieersparnis der gemäß dem Stand der Technik erforderlichen ersten Aushärtung und der danach notwendigen Abkühlung. Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung kann in kontinuierlich arbeitenden Anlagen unter Verwendung von Förderbändern durchgeführt werden. .--""-.

Anhand der nachfolgenden'Beispiele wird die Erfindung weiter erläutert.

Beispiel 1 -.-■"

Das erste Imprägnierbecken wird mit einem handelsüblichen in Styrol gelösten weißpigmentierten ungesättigten Polyesterharz gefüllt ( Tränkharz E 8960/20 TI der Firma Dr.Kurt Herberts & Co. GmbH).

Das zweite Imprägnierbecken wird ebenfalls mit einem handelsüblichen in Styrol gelösten ungesättigten Polyesterharz, das ebenfalls weißpigmentiert ist, gefüllt (Tränkharz E 8960 ΤΓ der Firma Dr.KurtHerberts & Co.GmbH). Die Viskosität des ersten Tränkharzes beträgt 90 mPas bei 25°C, und diejenige des zweiten Tränkharzes 320 mPas.

In den Imprägnierbecken werden Vorschaltgerät^ ohne Lageiiisolierung, längsgewiekelt, mit Blechgehäuse, Lackdrahtdurchmesser 0,35 mm getaucht. Die Objekte werden mit einer Eintauchgeschwindigkeit von 30 mm/Mn. (etwa 5 Hin. Eintauehzeit) eingetaucht. Die Verweilzeit beträgt 15 Min. Danach werden die Objekte mit der gleichen Geschwindigkeit, mit der

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sie eingetaucht wurden, aus dem Becken gezogen. Diese verhältnismäßig geringe Austauchgeschwindigkeit wird gewählt, um die AbtropfVerluste zu vermindern und zu vermeiden, daß nennenswerte Mengen des Tränkharzes des ersten Beckens in das zweite Becken mitgeschleppt werden.

Gegebenenfalls müßten die Viskositäten der Tränkharze in "beiden Becken während eines längeren kontinuierlichen Betriebs kontrolliert v/erden. Diese Kontrolle kann in an sich bekannter Weise durch, automatisch arbeitende Anlagen erfolgen,

Nach einer Abtropfzeit von etwa 10 Min. werden die Objekte in das zweite Tränkharz getaucht. Die Eintauchgeschwindigkeit beträgt 50 mm/Min.. Die Verweilzeit im zweiten Tränkharz beträgt 2 Minuten. Das Austauchen erfolgt mit gleicher Geschwindigkeit wie das Eintauchen. Fach einer Abtropfzeit von 10 Min. werden die Objekte im Durchlaufofen bzw. Kammerofen 90 Min. bei 160⁰C ausgehärtet. Die Aushärtzeit und Temperatur wird in an sich bekannter Weise den jeweils verwendeten Tränkharzen angepaßt.

Die auf diese Weise behandelten VorschaItgeräte zeigen äußerlich einen sehr guten Verlauf, eine ausgzeichnete Kantenabdeckung, eine gute Durchimprägnierung, und eine zufriedenstellende Ausfüllung der Hohlräume.

Beispiel 2

Es werden Vorshaltgeräte ohne Blechgehäuse mit einem Lackdrahtdurchmesser von 0,42 mm imprägniert. Das erste Becken enthält ein handelsübliches Polyesterharz (E 8960/20 TI der Firma Dr.Kurt Herberts & Co. GmbH), dessen Viskosität bei 25°C 90 mPas beträgt.

Das zweite Tauchbecken enthält ebenfalls ein handelsübliches Polyesterharz (E 8960/80 der Firma Dr.Kurt Herberts & Co.GmbH)

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dessen Viskosität bei 25°C 4-20 mPas-beträgt.

Es wurden folgende Tauch- und Vefweilzeiten angewandt:

Eintauchen in Tränkharz 1 J 3 Min. (60 mm/Min.)

Verweilzeit im Tränkharz T Y 15 Min.

Austauchzeit aus Tränkharz 1 : 3 Min. (60 mm/Min.)

Abtropfzeit : 15 Min.

Eintauchen in Tränkharz 2 : 2 Min. (90 mm/Min.)

Verweilzeit im Tränkharz 2 : ■ . 2 Min»

Austauchzelt : . 2 Min. (90 mm/Min.)

Abtropfzeit : . . . 15 Min.

Aushärtung : 180 Min. bei 130⁰C

Die getauchten Vorschaltgeräte zeigten eine gute Durchlmprägnierungj Kantenabdeckung und Oberfläche.

Verglei chsver such;

Es wurde nach dem Stand der Technik mit den gleichen Tränkharzen wie im Beispiel 1 gearbeitet, wobei jedoch nach dem Tauchen im ersten Tränkharz ausgehärtet wurde. Zum Aushärten war es erford erlich, daß die Im ersten Tränkharζ getränkten Wicklungen 90 Min. auf 160⁰O erhitzt wurden. Anschließend mußte 60 Min. lang abgekühlt werden, ehe der Tauchvorgang im zweiten Tränkharz durchgeführt werden konnte. Im übrigen wurden die gleichen Eintauch-, Verweil- und Austauchzeiten wie gemäß Beispiel 1 angewandt. Während gemäß Beispiel 1 für den Gesamtvorgang 153 Min. erforderlich waren, sind in dem Vergleichsversuch 283,Min. notwendig und ein erhöhter Energieverbrauch durch das erste Aushärten und Abkühlen.

Patentansprüche

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Claims (3)

1. Patentansprüche

   ( 1.)Verfahren zum Imprägnieren von Wicklungen elektrischer Leiter durch Tränken der Wicklungen mit härtbarem Tränkharz und anschließendes Aushärten des Tränkharzes, dadurch gekennzeichnet, daß man die Wicklungen der elektrischen Leiter zunächst in einem an sich, bekannten Tränkharz tränkt, danach abtropfen läßt und ohne Zwischenhärtung daran anschließend mit einem an sich bekannten Tränkharz mit mindestens 100 mPas, gemessen bei 25°C, höherer Viskosität tränkt und anschließend aushärtet.
2. 2. Verfahren nach. Anspruch 1, dadiirch gekennzeichnet, daß

   das erste Bad eine Viskosität von 80 bis 200 mPas-, gemessen bei 25⁰C₁ besitzt.
3. 3. Verfahren nach einem der Ansprüche Λ oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Bad eine Viskosität, von 200 bis 700 mPas, gemessen "bei 25°C, aufweist.

   4-. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man zwischen dem Tränken im ersten und im zweiten Bad mindestens 5 Min. abtropfen läßt.

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