DE3403267C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Aufbringen einer Korrosionsschutzschicht auf die Oberfläche von Elektro­ motoren nach dem Oberbegriff des Anspruch 1.

Bei Elektromotoren ist es erforderlich, eine Korrosions­ schutzschicht aufzubringen, um die Aufstellung und den stö­ rungsfreien Betrieb zu gewährleisten. Elektromotoren sind je nach Aufstellungsort und Betriebsart unterschiedlich extremen Umwelteinflüssen ausgesetzt. Dazu gehören Feuch­ tigkeit, Regen, tiefe oder hohe Temperaturen, Sonneneinstrah­ lung, stark korrosiv wirkende Medien, z. B. Seewasser, Lösungs­ mittel oder aggressive Gase und Dämpfe. Weiterhin können ver­ schiedene Reagenzien auftreten. Unterschiedlichen Einflüssen sind Elektromotoren schon beim Transport ausgesetzt. Ein guter Korrosionsschutz ist entscheidend für die Qualität und für die Lebensdauer des Elektromotors. Dieser Schutz soll sich nicht nur auf die äußere Oberfläche der Maschine beziehen, sondern es ist auch erforderlich, für die inneren, meist aus Metall bestehenden Teile, entsprechende Schutzmaßnahmen vor­ zusehen. Die elektrisch leitenden Teile, z. B. die Wicklung, werden schon durch die geforderten elektrischen Eigenschaf­ ten meist gegen korrosive Einflüsse geschützt. Das gleiche gilt für die elektrischen Anschlußteile, d. h. Klemmen u. dgl.

Es wurden wegen der vorher genannten Einflüsse von den Elek­ tromotorenherstellern Anstrich- und Korrosionsschutzsysteme entwickelt, die einen Langzeit-Korrosionsschutz gewährleisten sollen. Meist treten die bereits eingangs erwähnten Einflüsse erst nach der Aufstellung und Inbetriebnahme des Elektromotors auf. Auch kann der Betreiber nicht immer vor der Inbetrieb­ nahme alle Beanspruchungskriterien ermitteln. Die Elektro­ motorenhersteller sind deshalb gezwungen, den Korrosions­ schutzmaßnahmen bei der Fertigung der Motoren und deren Ein­ zelteile besonderes Augenmerk zuzuwenden. Als Material für das Gehäuse werden bei kleineren Leistungen und Baugrößen Aluminiumlegierungen verwendet. Für die mittlere Leistungs­ klasse wird weitgehend Grauguß eingesetzt, während größere Motoren in geschweißter Konstruktion aus Stahlblech gefertigt werden. Zusätzlich ist zu berücksichtigen, daß sich im Inneren der Elektromotoren zahlreiche blanke Metallteile befinden, insbesondere die Magnetgestelle (Ständer- und Läuferblech­ paket). Außerhalb des Motorgehäuses sind bei Luftkühlung der Motoren die dazu erforderlichen Teile besonders dem korro­ siven Angriff ausgesetzt. Dazu zählen die Lüfterräder, die Abdeckhauben und die Luftleitbleche, für die besondere Schutzmaßnahmen zur Vermeidung von Korrosionsschäden vor­ zusehen sind.

Der Korrosionsschutz wird bei den meisten Elektromotor- Herstellern durch die Anwendung von Anstrich- und Beschich­ tungssystemen, für die Kunstharze verschiedener chemischer Ausgangsbasis eingesetzt werden, sichergestellt. Bei den Einzelteilen, die aus Stahlblech, Grauguß oder ähnlichen eisenhaltigen Materialkomponenten bestehen, sind Maßnahmen zur Passivierung der Oberfläche erforderlich, um eine ent­ sprechende Grundlage für die Beschichtung mit Kunstharz- Kombinationen möglich zu machen. Mit dieser Passivierung vermeidet man an der Oberfläche eisenhaltiger Teile die Bildung von Rost und die dadurch bedingten nachteiligen Ein­ flüsse auf die Maßnahmen des aufzubringenden Korrosionsschut­ zes. Die Beschichtung der passivierten Oberfläche mit Kunst­ harzen verschiedener Ausgangsbasis bedingt den Einsatz von erheblichem Energieaufwand. Desgleichen sind kostenaufwendige Taucheinrichtungen erforderlich, um die Passivierung der Eisenoberflächen für die verschiedenen Teile zu erreichen. Für eine möglichst kontinuierliche Aufbringung des Korro­ sionsschutzes benötigt man Transporteinrichtungen und Durch­ lauf-Trockenöfen sowie Einrichtungen zum Aufbringen der ver­ schiedenen Kunstharzschichten. Zusätzlich benötigt man eine Abdunstzone für die Lösungsmittel. Insgesamt müssen die ein­ zelnen Verfahrensschritte für kleinere und mittlere Teile von Elektromotoren in einer Lackiereinrichtung mit Umlauf­ förderung zusammengefaßt werden. Diese Lackiereinrichtung soll nachstehende Abschnitte aufweisen: Kühlzone, Aufgabe- und Abgabezone, Spritzzone, Tauchzone, Abdunstzone und Ofenzone.

Bei schweren und größeren Teilen, die nicht mehr tauchfähig sind, z. B. Gehäuse größerer Elektromotoren, wird luftlos mit Hochdruck in Spritzständen von Hand gespritzt. Anschließend erfolgt die Trocknung in einem Kammerofen. Aus der erforder­ lichen Verfahrenstechnik ersieht man die Notwendigkeit größerer Investitionen für die Maßnahmen des Korrosions­ schutzes von Elektromotoren. Neben den Investitionskosten beeinflussen auch die nicht unwesentlichen Energiekosten für die Aufbringung und Trocknung des Korrosionsschutzes die Herstellkosten der Elektromotoren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch die besondere Auswahl von neu entwickelten Kunststoffen auf siliciumorga­ nischer Basis einerseits ein kostengünstiges Auftragungsverfahren der Schutzschichten für den Korrosionsschutz von Elektromoto­ ren zu ermöglichen und andererseits das Aufbringen des Korro­ sionsschutzes mit der Beschichtung oder Tränkung der aktiven Teile des Elektromotors zu kombinieren. Eine weitere Aufgabe besteht darin, die bekannten Verfahren zum Aufbringen einer Korrosionsschutzschicht auf die Oberfläche von Elektromotoren derart zu verbessern, daß bei der Verwendung von besonderen siliciumorganischen Elastomeren auf die Trocknung in Öfen verzichtet werden kann, so daß man erheblich an Energiekosten sparen kann.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Hinsichtlich des Auftragsverfahrens für die aufzubringenden Schichten kann man je nach Größe der Motorteile das Spritzen derselben im airless-Verfahren oder durch einen Tauchvorgang durchführen. Die Einrichtungen für die Aufbringung des Korrosionsschutzes bei Verwendung von spritz- und tauchfähigen Elastomeren aus siliciumorganischer Basis werden einfacher und weniger kostenaufwendig. Die seit kurzer Zeit in rascher Entwicklung befindlichen m-Polymere sind sili­ ciumorganische Elastomere, die als Füllstoffe organische Gruppen aufgepfropft bekommen. Dadurch besitzen die m-Poly­ mere die den siliciumorganischen Elastomeren eingeprägten guten Eigenschaften, wobei durch die Auswahl der aufgepfropf­ ten organischen Gruppen der Eigenschafts- und Einsatzbereich erheblich erweitert und den Einsatzbedingungen angepaßt werden kann.

Insbesondere zeichnet die m-Polymere die hervorragende Be­ ständigkeit gegen Feuchtigkeit und Wasser aus. Außerdem be­ sitzen sie sehr gute mechanische Eigenschaften. Die tauch­ fähigen kondensationsvernetzenden Elastomermassen vernetzen durch die in der Umgebungs­ luft enthaltene Feuchtigkeit. Beim Tauchvorgang ist die aufzubringende Schichtdicke weitgehend von der Tauchzeit abhängig. Man erreicht durch einen einmali­ gen Tauchvorgang dauerelastische, relativ harte Schutz­ überzüge, welche sich durch nachstehende Eigenschaften zusätzlich auszeichnen:
Hohe Shorehärte,
hohe Weiterreißfestigkeit.

Mit der Tauchmasse ist die Herstellung eines homogenen Überzuges ohne Tropfen- und Tränenbildung möglich. Außerdem wird eine gleichmäßige Beschichtung an Kanten und Ecken gewährleistet.

Aufgrund der geschilderten Eigenschaften eignen sich die m-Polymere als Tauchmasse und als spritzfähige Be­ schichtungsmasse für den Korrosionsschutz der meist aus metallischen Teilen bestehenden Elektromotoren. Da­ bei kann man weitgehend auf die 1-Komponentenmassen, die bei Luftfeuchtigkeit kondensationsvernetzend sind, zurückgreifen.

An verschiedenen Beispielen soll die Anwendung dieser Massen als Korrosionsschutz für Elektromotoren beschrie­ ben werden:

Beispiel 1: Elektromotoren kleinerer Leistung, wie sie hauptsächlich für den Antrieb von Haushaltsgeräten und ähnlichen Applikationen eingesetzt werden, bestehen aus einem Magnetgestell (Blechpaket) mit Wicklung. Zusätz­ liche Gehäuseteile werden nur für die Befestigung vor­ gesehen. Mit Wicklung versehene Blechpakete können im Tauchverfahren eine Überzug aus m-Polymeren er­ halten. Dieser Überzug bedeckt das gestanzte Blech­ paket mit den für den Einbau oder Anbau notwendigen Montageteilen und überzieht auch sämtliche Wicklungs­ teile und die Schaltverbindungen. Der Überzug der elektrisch leitenden Teile ersetzt die sonst notwen­ dige Tränkung und Imprägnierung der Wicklung. Außer­ dem schützt er letztere gegen das Eindringen von Feuchtigkeit und Wasser. Die Tauchung des gesamten Mo­ tors in m-Polymer-Tauchmasser gewährleistet einen um­ fassenden Korrosionsschutz und ermöglicht einen zu­ sätzlichen Schutz der Wicklungsteile und Schaltverbin­ dungen gegen mechanische und elektrische Einflüsse.

Beispiel 2: Bei kleineren und mittleren Elektromotoren werden die Magnetstelle (Ständer- und Läuferblech­ pakete) zunächst mit den Wicklungen versehen. Das be­ wickelte Blechpaket wird durch einen Imprägniervorgang mit geeigneten Isolierharzen getränkt. Die Wicklung erhält dadurch einen entsprechenden Schutz gegen elek­ trische und mechanische Einflüsse. Das mit der Wicklung versehene fertig isolierte Blechpaket wird in das Stän­ dergehäuse des Elektromotors eingepreßt und erhält durch einen Schrumpfsitz eine feste Verbindung mit letz­ terem.

Nach der Montage der Anschlußkastenteile und dem An­ schließen der Wicklungen an das Klemmenbrett kann zur Aufbringung eines Korrosionsschutzes auf die Oberfläche des Montagegehäuses und der angebauten Teile ein Tauch­ vorgang in m-Polymer-Tauchmasse vorgenommen werden.

Alle übrigen Montageteile für den Motor, das sind Lagerschilde und dergleichen, werden schon vor dem Zusammenbau des Motors ebenfalls im Tauch- oder Spritzverfahren mit m-Polymer-Tauchmasse beschichtet. Durch die Tauchung des Ständergehäuses mit einge­ preßtem, bewickeltem Ständerblechpaket erhält auch die Wicklung eines zusätzlichen Schutzüberzug mit den Eigenschaften der m-Polymere.

Beispiel 3: Für die Gehäuse größerer Elektromotoren, die aus geschweißter Stahlblechkonstruktion bestehen, wird für den Korrosionsschutz die Beschichtung mit m-Polymeren im Sprüh- oder Spritzverfahren vorgesehen. Dabei kommt eine in ihrem Fließverhalten strukturviskos eingestellte 2-Komponenten-Dispersion für Beschichtungen mit airless-Geräten in Frage. Bei der Verarbeitung er­ reicht man lange Topfzeit bei schneller Vernetzung. Außerdem wird die Neigung zu Tränenbildung bei vertika­ ler Beschichtung vermieden. Um eine fest haftende Be­ schichtung zu erreichen, ist die Anwendung geeigneter Grundierungen vorzusehen. Nach der Vernetzung der auf­ gebrachten Schicht ergibt sich eine harter, mechanisch fester Elastormerfilm, der abrasionsfest und wasser- und witterungsresistent ist. Das gleiche Verfahren kann auch für größere Einzelteile dieser Gruppe von Elektro­ motoren verwendet werden. Als geeignete Grundierung sollte ein dünner Film auf Acrylbasis durch Streichen, Sprühen oder Tauchen auf die Substratoberfläche aufge­ bracht werden. Es ist besonders zu berücksichtigen, daß so vorbehandelte Teile erst nach einer bestimmten Zeit mit der m-Polymermasse beschichtet werden dürfen, um eine feste Haftverbindung zwischen m-Polymer und Substrat zu erreichen.

Beispiel 4: Teile der Belüftung für die Kühlung von oberflächengekühlten Elektromotoren sind besonders stark der Korrosion ausgesetzt. Es ist deshalb er­ forderlich, sämtliche Teile der Belüftungseinrich­ tungen mit einer stärkeren Korrosionsschutzschicht abzudecken. Das gilt insbesondere für die Lüfter­ räder bzw. Ventilatoren und für alle meist aus Stahlblech bestehenden Teile der Luftführung, z. B. Abdeckhauben, Luftleitbleche und dergleichen. Für den Korrosionsschutz dieser Teile bietet sich die Tauchbeschichtung mit m-Polymeren besonders an. Durch längere Tauchzeiten können entsprechende Schichtdicken des Korrosionsschutzes erreicht wer­ den. Um eine einwandfreie Haftung der Schutzschicht auf den Lüftungsteilen zu erzielen, sind Maßnahmen für die Grundierung, wie im Beispiel 3 erwähnt, vorzu­ sehen. Die Beschichtung der Lüfterräder ermöglicht die Verwendung von Werkstoffen für letztere, die sonst we­ gen Funkenbildung insbesondere beim Betrieb der Elek­ tromotoren in explosionsgefährdeten Bereichen auszu­ schließen sind.

Durch den Überzug der Belüftungsteile mit der erfindungsgemäßen Schutzschicht wird eine er­ hebliche Erhöhung der Betriebssicherheit dieser Elek­ tromotoren erreicht.

Claims (4)

1. Verfahren zum Aufbringen einer Korrosionsschutzschicht auf die Oberfläche von Elektromotoren und deren Einzeltei­ len durch Tauchen, Aufsprühen oder Beschichten mit einem siliciumorganischen Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, daß 1- oder 2-Kompontenten-Elastomere verschiedener Viskositätseinstellung, welche organische Gruppen als Füll­ stoffe aufgepfropft haben, als Beschichtungsmaterial ver­ wendet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle beschichteten Flächen und Teile vor der Beschichtung eine Grundierung auf Acrylat-Basis durch Streichen, Sprühen oder Tauchen erhalten.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Motoren kleinerer Leistung und Abmessung als bewickelte Blechpakete getaucht werden und die Wicklung dadurch einen zusätzlichen Isolationsschutz und die blanken Metallteile einen Korrosionsschutz erhalten.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß bei mehrfacher Beschichtung silicium­ organische Elastomere mit unterschiedlicher Einfärbung verwendet werden.