DE7640891U1

DE7640891U1 - Vorrichtung zum verbacken backlackisolierter spulendraehte

Info

Publication number: DE7640891U1
Application number: DE7640891U
Authority: DE
Original assignee: Balzer & Droell Kg 6369 Niederdorfelden
Current assignee: Balzer & Droell Kg 6369 Niederdorfelden
Priority date: 1976-12-29
Filing date: 1976-12-29
Publication date: 1977-04-21
Also published as: JPS5728545Y2; US4152103A; JPS53119505U

Description

Patentanwälte

Dipl.-Ing. W. Beyer

Dipl.-Wirtsch.-Ing. B. Jochem

Frankfurt/fcain Staufenstraße 36

Anra.:

Balzer & Dröll KG
An der Rosenhelle 4
6369 Niederdorfelden

Vorrichtung zum Verbacken back— lackisolierter Spulendrähte

Die Neuerung betrifft eine Vorrichtung zum Verbacken backlackisolierter Spulendrähte miteinander und mit einem Spultentrager, z.B. einem mit Nutisolationen versehenen Statorblechpaket, bestehend aus einem Förderer mit einer daran angeordneten Heizeinrichtung und einer Preßform.

Es ist erwünscht und vielfach erforderlich, die Spu— lendrähte elektrischer Maschinen zu fixieren. Zu diesem Zweck ist es u.a. bekannt, die Spulen aus Draht zu wickeln, der außer einer Isolier— Lackschicht darüber noch eine Schicht Backlack trägt. Die so ausgerüsteten Drähte verbacken über die Backlackschicht miteinander und mit ihrer Umgebung, wenn sie bis auf die Erweichungstemperatur des Backlacks erwärmt werden. Als Backlack kommen thermoplastische Kunststoffe, wie z.B. Polyvinyl—

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butyral oder Polyamid in Frage, aber auch andere thermo— härtbare Lacke, die von der Lackindustrie speziell zur Verwendung als Backlack angeboten werden. Untersuchungen mit Backlackdraht finden sich z.B. in der Zeitschrift "elektrotechnik", Vogel-Verlag, 53. Jahrgang, Heft 20,21 und 24, 1971; 54. Jahrgang,Heft 4 und 6, 1972.

Die Backlack—Spulendrähte verbacken nur dann zuverlässig miteinander und mit dem Spulenträger, wenn sie fest gegeneinander gedrückt werden. Der Preßdruck kann entweder mittels eines kräftigen Stromstoßes durch die Spule, der ausreichend starke elektromagnetische, auf die Spulendzühte wirkende Kräfte erzeugt,oder durch eine Preßform aufgebracht werden (DT-AS 1 613 107 bzw. DT-OS 1 613 209). In beiden Fällen kann der Spulendraht in der Weise auf die für das Verbacken erforderliche Temperatur von z.B. 160⁰C aufgeheizt werden, daß ein Strom durch die Spule geschickt wird, dessen Stromwärme die Aufheizung bewirkt. Alternativ kann aber auch in einem Ofen aufgeheizt werden.

Bei den bekannten Vorrichtungen, mit denen Spulen aus Backlackdraht erhitzt und mittels einer Preßform zusammen und in die gewünschte Form gedruckt werden, findet die Erwärmung und das Pressen gleichzeitig statt. Dies bedingt bei kontinuierlicher Fertigung mittels eines Bandförderers oder eines Drehtische eine größere Anzahl von Preßformen, da jeweils eine Preßform während der gesamten Dauer der Erwärmung und eine bestimmte Zeitdauer danach mit einem bestimmten Spulenträger in Eingriff bleibt. Die Notwendigkeit zahlreicher Preßformen wirkt Tsich besonders nachteilig aus, v/eil grundsätzlich eine langsame Erwärmung zu einem gleichmäßigeren und besseren Arbeitsergebnis führt als die schnelle Erhitzung der Spulen, die örtlich unterschiedliche Höchsttemperaturen zur Folge hat.

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Nur in Ausnahmefällen können Spulen erst gepreßt und anschließend erhitzt werden , da sie sich normalerweise wieder lockern und größere Zwischenräume zwischen den einzelnen Spulendrähten entstehen, wenn der Preßdruck aufhört.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, eine für die Fließfertigung geeignete Vorrichtung der eingangs bezeichneten Art zu schaffen, bei der unabhängig von der Dauer der Erwärmung der Spulen und der angrenzenden Teile des Spulenträgers mit einer einzigen Preßform oder nur wenigen, auch unterschiedlichen Preßformen sehr kurze Taktzeiten erreicht werden können.

Vorstehende Aufgabe wird gemäß der Neuerung dadurch gelöst, daß der Spulenträger mit den Spulen und die Preßform relativ zueinander in Bewegungsrichtung des Förderers verfahrbar und nach der Heizeinrichtung gegeneinander andrückbar sind.

Die Neuerung macht von dem Gedanken Gebrauch, daß die Preßform erst in Funktion treten muß, wenn der Backlack die zum Verbacken erforderliche Erweichungstemperatur erreicht hat. Sie braucht dann immer nur so lange an einem bestimmten Spulenträger anzugreifen, bis der Backlack die einzelnen Spulendrähte miteinander und mit dem Spulenträger fest verbindet. Diese Zeitspanne beträgt nur einen Bruchteil der vorher zum Erwärmen erforderlichen Zeit.

Das Verbacken tritt ein, wenn die Temperatur des Backlacks, ausgehend von der eingestellten Erweichungstemperatur soweit fällt, daß der an den einzelnen Spulendrähten haftende, im erweichten Zustand zusammengeflossene Lack zu einer festen Verbindung wird. Um kurze Taktzeiten zu erzielen, sollte deshalb der Abkühlvorgang der bei erweichtem Backlack gegeneinandergedrückten Drähte möglichst schnell vonstatten gehen. Das ist nicht der Fall, wenn die Preßform schon bei der Er-

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wärmung der Spule an dieser angelegen hat, denn dann ist auch die Preßform erwärmt worden. Gemäß der Neuerung trägt die Preßform dagegen zur Kühlung und damit Beschleunigung des Verfestigungsvorgangs bei.

Bei einer ersten alternativen Ausführungsform der Neuerung ist vorgesehen, daß die Preßform ortsfest neben

ist
dem Förderer angeordnetvund sich die Heizeinrichtung längs des Förderwegs bis zur Preßform erstreckt. In diesem Fall werden die Spulen auf dem Spulenträger während des Transports auf dem Förderer erwärmt, bis sie an die Preßform gelangen. Diese drückt die Spulendrähte mit dem bis dahin erweichten Backlack in die gewünschte Lage, in der bei Abkühlung die feste Verbindung der Drähte miteinander und mit dem Spulenträger über den Backlack stattfindet. Die Taktzeit der Vorrichtung bestimmt sich bei einer einzigen Preßform nach der Dauer der vorläufig ausreichenden Verfestigung des Backlacks während der Anv/endung der Preßform. Kürzere Taktzeiten können erhalten werden, wenn zv/ei Preßformen nebeneinander angeordnet werden ,wobei jedoch jeder Spulenträger nur mittels einer Preßform bearbeitet wird;

Da der Vorgang der Verfestigung des Backlacks nicht momentan abläuft, sondern sich über eine gewisse Zeitdauer erstreckt, besteht auch die Möglichkeit, verschiedene Preßformwerkzeuge, die unterschiedliche Bereiche einer Spule, z.B. innerhalb und außerhalb eines Stators, formen, nacheinander zur Anwendung zu bringen, falls sich dies aus konstruktiven Gründen als zweckmäßig erweist.

Anstatt die Spulenträger auf einem Band oder Drehtisch zu befördern und dabei aufzuheizen und schließlich an eine Preßform heranzuführen, kann auch der umgekehrte Weg gewählt werden, daß eine Preßform oder mehrere derartiger Formen mittels eines geeigneten Förderers von

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einem vorgeheizten Spulenträger zum nächsten transportiert werden, wobei die letzteren während der Erwärmung und des anschließenden Pressens der Spulen nach Abschalten der Heizeinrichtung ortsfest gehalten we*-- den.

Um eine möglichst gleichmäßige Erwärmung zu erzielen, kann weiterhin vorgesehen sein, daß die Spulenträger während des Vorheizens innerhalb einer Ummantelung bewegt werden bzw. angeordnet sind, wodurch ebenfalls die Taktzeit verringert werden kann. Dem gleichen Zweck kann eine Kühlung der Preßform dienen.

Ein gutes Arbeitsergebnis wird nur erzielt, wenn die einzelnen Spulendrähte in dicht zusammengedrücktem Zustand miteinander und mit dem Spulenträger verbacken. Das Zusammendrücken der Drähte in den Nuten des Stator— blechpakets kann in bekannter Weise mittels radial aus— spreizbarer Lamellen vorgenommen werden, die von der Statorbohrung aus durch die Nutschlitze hindurch radial nach außen über die dort normalerweise eingelegten sog. Deckstreifen auf die Spulendrähte und die Nutisolation drücken. Da zweckmäßigerweise auch die Deckstreifen und die Nutisolation mit Backlack überzogen werden, sind am Ende auch diese Isoliermaterialien mit den Spulendrähten und dem Statorblechpaket verbacken.

Wenn die Statornuten im Querschnitt sehr viel breiter sind als ihre Öffnungsschlitze zur Statorbohrung, empfiehlt sich an dieser Stelle ein Drückwerkzeug, welches zum Beispiel aus einem Kranz im Querschnitt T-förmiger Lamellen besteht, die zunächst . axial in die Stator— nuten eingeschoben und dann radial nach aussen gedrückt v/erden. Da diese T-förmigen Lamellen breiter sein können als die bekannten, durch die Nutschlitze passenden Lamellen, kann ein gleichmäßigerer Andruck über die Breite der Deckstreifen erreicht werden.

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Die Neuerung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigens

Pig. 1 eine Draufsicht auf eine neue Vorrichtung mit Drehtisch,

Pig. 2 einen vereinfachten Querschnitt durch die Preßform am Drehtisch der Vorrichtung nach Pig. 1.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung hat einen Drehtisch 10 mit acht Schaltstellungen. Die Zahl der Schaltstellungen könnte auch kleiner oder größer sein, sie richtet sich im Einzelfall nach den Größenverhältnissen des Stators und der Taktzeit. Der Drehtisch 10 läuft schrittweise im Uhrzeigersinn um. Er enthält acht Statοraufnähme— bohrungen 12, die gleichmäßig über den Umfang verteilt sind. Neben jeder Statoraufnahmebohrung sind elektrische Anschlußklemmen 14 am Drehtisch 10 angebracht, über die die Statorspulen an eine elektrische Spannungsquelle anzuschließen sind, so daß ein Strom durch die Spulen geschickt wird, der diese auf die gewünschte Temperatur von z.B. 160, 180 oder auch mehr als 200⁰C erwärmt.

Bei dem Ausführungsbeispiel werden die Statoren bei der mit A bezeichneten Schaltpositicn in die Statoraufnahme 12 eingesetzt und die Statorspulen an die betreffenden elektrischen Klemmen angeschlossen. Während des schrittweisen Transports um 3/4 des Umfangs des Drehtischs werden die Spulen durch Stromwärme erwärmt. Nach jedem Schaltschritt des Drehtischs wird in der Schaltposition A ein weiterer Stator zum Verbacken der Spulen auf den Drehtisch gesetzt. Gleichzeitig wird in der einen Schaltschritt davor liegenden, mit B bezeichneten Schaltposition jeweils ein Stator mit fertig verbackenen Spulen automatisch oder von Hand vom Drehtisch abgenommen. Der Stator kann danach z.B. auf einem Tranoportband 1C, einer Rutsche oder dgl. weiter transportiert werden.

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Einen Schaltschritt vor der Station B befindet sich am Drehtisch eine Preßform 18, die im senkrechten Querschnitt in Fig. 2 dargestellt ist. Sie besteht im einzelnen aus einer oberen Formschale 20, einer unteren Formschale 22 und einem auf Seiten der letzteren angebrachten Lamellendorn 24. Die obere Formschale preßt die oberen Wicklunscsköpfe 26 der Spulen eines in Fig. 2 mit S bezeichneten Stators, und gleichzeitig preßt die untere Formschale 22 auch die unteren Wicklun^sköpfe 28 des Stators S. Ebenfalls gleichzeitig oder auch etwas früher oder später drücken die Lamellen des Lamellendorns 24 über die Deckstreifen in den Statornuten die dort jeweils hindurchgeführten Spulendrähte radial nach außen gegen die isolierte Nutwand. Diese Preßvorgänge finden statt, nachdem der Back— lacküberzug des Spulendrahts und der angrenzenden Teile des Spulenträ^ers , z.B. der Deckstreifen und der Nutisolierung, während des schrittweisen Transports auf dem Förderer 10 bis zur ausreichenden Erweichung erwärmt worden ist. Danach tragen die Teile 20, 22₅ 24 der Preßform zur Abkühlung und Verfestigung des Backlacks bei.

Da im Beispielsfall die Möglichkeit besteht, daß der Lamellendorn mit seinem oberen Ende mehr oder weniger weit in die obere Formschale eindringt, können mit derselben Preßform 20, 22, 24 Statoren mit unterschiedlichen Pakethöhen bearbeitet werden.

Abweichend vom Ausführungsbeispiel könnten im Einzelfall die obere und untere Formschale 20, 22 auch durch segmentförmige Preßformteile, wslche radial von außen andrückbar sind, ersetzt oder ergänzt werden, um die Wickelköpfe in bestimmter Weise zu formen und mit dem Stator zu verbacken. Die Erfindung ist grundsätzlich unabhängig von der Ausführung der Preßform.

Schutzansprüche

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Claims

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1. Vorrichtung sum Verbacken backlackisolierter Spulendrähte miteinander und mit einem Spulenträger, z.B. einem mit Nutisolationen versehenen Statorblechpaket, bestehend aus einem Förderer mit einer daran angeordneten Heizeinrichtung und einer Preßform, dadurch gekennzeichnet, daß der

■_x\ Spulenträger (S) mit den Spulen (26,28) und die Preßform (20, 22, 24) relativ zueinander in Bewegungsrichtung des Förderers (10) verfahrbar und nach der Heizeinrichtung gegeneinander andrückbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßform (20, 22, 24) ortsfest neben dem Förderer (10) angeordnet ist und sich die Heizeinrichtung längs des Förder— wegs bis zur Preßform (20, 22, 24) erstreckt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e . kennzeichnet , daß die Heizeinrichtung und die Spulenträger (S) während des Vorheizens ortsfest sind und eine Preßform (20, 22, 24) mittels des Förderers (10) von einem zum nächsten vorgeheizten Spulenträger (S) verfahrbar i3t.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulenträger (S) während des Vorheizens innerhalb einer Ummantelung angeordnet sind.

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5. Vorrichtung nach einem der Anspräche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, da/3 die Preßform (20, 22, 24) mit einer Kühleinrichtung versehen ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichne + , daß Preßformen (20, 22, 24) für unterschiedliche Bereiche
der Spulen (26, 28) nebeneinander am Förderer (10)
angeordnet und nacheinander gegen die Spulen andrückbar sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßform (20, 22, 24) radial außerhalb der Nutschlitze eines Statorblechpakets axial in die Statornuten einführbare und radial nach außen bewegbare
Preßglieder umfaßt.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Heizeinrichtung aus an den Spulenenden befestigbaren Stromanschlußklemmen besteht.

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