EP0822561A2 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Backlackdrähten sowie Backlackdraht - Google Patents

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EP0822561A2
EP0822561A2 EP97401218A EP97401218A EP0822561A2 EP 0822561 A2 EP0822561 A2 EP 0822561A2 EP 97401218 A EP97401218 A EP 97401218A EP 97401218 A EP97401218 A EP 97401218A EP 0822561 A2 EP0822561 A2 EP 0822561A2
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EP
European Patent Office
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electrical conductor
thermoplastic
melting chamber
baking
coating
Prior art date
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EP97401218A
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English (en)
French (fr)
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EP0822561B1 (de
EP0822561A3 (de
Inventor
Rolf Nagel
Pierre Yves Le Tiec
Maurice Ferne
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Nexans SA
Original Assignee
Alcatel SA
Alcatel Alsthom Compagnie Generale dElectricite
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Priority to KR1019970037093A priority patent/KR100443394B1/ko
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Publication of EP0822561A3 publication Critical patent/EP0822561A3/de
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables
    • H01B13/06—Insulating conductors or cables
    • H01B13/065—Insulating conductors with lacquers or enamels

Definitions

  • the invention relates to a method for producing having at least one electrical conductor Enameled wires, in which the at least one electrical Provide the conductor with an insulating layer and one over it fusible baking layer is applied, a Device for producing at least one with an insulating layer provided electrical conductor and a meltable baking layer applied over it baked enamel wires with a Coating device for applying the baking layer, and a baked enamel wire with at least one of one Insulated electrical conductor and a meltable baking layer applied over it.
  • Known baked enamel wires have one with a electrical insulation from an insulating varnish electrical conductor on that with an additional Baking layer made from a solvent-based baking lacquer is provided. Glue with the help of this baking layer Windings made of baked enamel wires after a sufficient Heating by means of a surge, for example Fusion of the baking layers of the neighboring ones Wire turns to form a firm bond.
  • the baking layer is made several times Apply and bake solvent-based Lacquer layers made.
  • liquid, fusible baking varnishes used depending on the for the required viscosity of the coating process Paint contains about 65 to 90% solvent and accordingly a solids content of only 10 have up to 35%.
  • Burning in the baking layer takes place in a separate oven, so that in addition to the Burn in the insulating varnish required oven additional oven for baking the baked enamel is necessary.
  • the electrical conductor enclosing insulating lacquer film or the one above it applied baking lacquer film due to temperature hardened and the contained in the paints Solvent largely removed from the paint layers.
  • the released solvent vapors are connected downstream Catalysts fed and burned.
  • the solvents contained in the paints used are usually toxic, odor-intensive and caustic. This applies particularly to the baking lacquers with a Solvent content from 65 to 90%.
  • a solvent Cresol As a solvent Cresol, Xylenol, Solvent, NMP, Butanol and others in Commitment. These form explosive mixtures when evaporating, through a correspondingly complex technology must be mastered.
  • the burden on Applying insulating varnish and baking varnish inevitably the exhaled solvents the breathing air and make expensive ventilation systems necessary.
  • the after catalytic combustion into the atmosphere escaping vapors contain residual amounts of toxic Substances.
  • when heating made from the known baked enamel wires Windings especially when heating the windings using a current to fuse the baking layers of neighboring wire windings, still residues of Solvents free.
  • the present invention therefore has the problem underlying, in the manufacture of the meltable Baked layer of baked enamel wires on the simplest possible Way the use of solvents significantly reduce or even completely to the use of Dispense with solvents.
  • meltable thermoplastic or thermoset material Melting chamber is fed and melted, the at least one provided with an insulating layer electrical conductor through the melted thermoplastic or thermoset drawn, provided with a baking layer and calibrated, and then the enamel wire is cooled, or the coating device a Melting chamber for melting thermoplastic or Thermoset material, an entry opening for the at least one electrical conductor, one melted thermoplastic or thermoset material having coating room and an exit-side Calibration device for those with a baking layer a thermoplastic applied in the molten state or thermosetting enameled wire.
  • the inventive method and the use the device according to the invention can be isolated electrical conductors in a simple way without the Use of solvents with meltable thermoplastic or thermosetting plastics be coated.
  • a Quality requirements of the international standards corresponding high quality of the meltable baking layer also when using solvent-free thermoplastic materials, for example polyamide 11, or more solvent-free Thermoset materials can be achieved.
  • a subsequent one Baking the baking layer is not necessary.
  • the Applying the baking layer can at ambient pressure respectively.
  • the baked enamel wires are made after application the baking layer and the calibration only Cooled to room temperature and show in the finished state high roundness, smooth surface and good Homogeneity.
  • the invention enables a particularly inexpensive Manufacture of baked enamel wires with a cheap and effective use of materials, since no expensive, high Share of useless, only for the application of the Baking layer required solvents containing Baking varnishes are required.
  • Application of the baking layer are also the Workplaces are not burdened as there are no solvent vapors to be released.
  • the device according to the invention has lower energy consumption and one much simpler and cheaper construction than the devices of conventional design, since none second oven for baking the baking layer and Evaporation of solvent, not a downstream one Catalyst for burning the solvent vapors and none elaborate painting equipment for multi-layer Applying baking varnishes are required.
  • One already existing device for the production of enamelled wires can therefore be easily Device for the production of Upgrade baked enamel wires.
  • Also a conceivable one Production of the baking layer by extrusion of a suitable plastic is more complex.
  • processing inventive or manufactured according to the invention Enameled wires for windings and when melting the Baking layers for gluing the neighboring ones Wire twists of the enameled wires to form a composite none Solvent released from the baking layers.
  • the Windings can be used safely in devices, too which place the highest demands on safety Regulations have to be set, for example in devices for medical purposes as there are no solvent residues in the Enameled wires are present.
  • FIG. 1 shows a schematic block diagram of a device for Production of baked enamel wires
  • Fig. 2 a Schematic representation of a first embodiment a coating device according to the invention
  • FIG. 3 2 shows a longitudinal section along the line III-III in FIG. 2
  • Fig. 4 shows a second embodiment of a 5 according to the invention
  • Fig. 6 shows a second embodiment of a baked enamel wire according to the invention.
  • 1 is to be coated electrical conductor or wire numbered the for example one not shown Unwinding device removed and first one Painting device 2 for applying an insulating varnish is fed. To make one stranded several or electrical conductors 1 running parallel to one another having baked enamel wire is z. B. a corresponding Number of arranged parallel to each other Painting facilities provided or already with a Electrical conductors provided with an insulating layer are manufactured by Supply spools removed.
  • a heating chamber 3 for heating the Leader After leaving the painting device 2 the now provided with an insulating layer electrical Head 1 z. B. a heating chamber 3 for heating the Leader.
  • a cooling chamber run through to cool down. Then the by Heating or cooling to the necessary Insulated electrical process temperature set Conductor 1 for applying a meltable baking layer a coating device 4 with an outlet side Calibration device 5 supplied, as in FIGS. 2 to 4 is shown in more detail.
  • the calibration of the provided with the baking layer Baking wire used calibration device 5 can be designed as a conventional painting nozzle.
  • the Calibration can be done with the addition of heat such. B. heatable calibration device 5.
  • Of the Calibration device 5 is for faster cooling of the finished baked enamel wire, for example Cooling device 6 downstream.
  • Cooling device 6 In a cooling tube the baked enamel wire z. B. initiated by cold Compressed air cooled to ambient temperature, so that a heating of pulleys and the resulting resulting risk of the backing layer sticking Baked enamel wire with the surface of one Wire guide groove of a pulley is avoided.
  • After the baked enamel wire is cooled, for example, in an application device 7 with conventional lubricants provided and by means of a not shown Winding device wound up.
  • the melting chamber 8 has z. B. on her one End of an entry opening 9 for the one, for example electrical conductor 1. e.g. on the circumference of the melting chamber 8 provided electrical connections 10 are used for Power supply for electrical heating elements 13, which in a jacket 17 surrounding the melting chamber 8 Coating device 4 are embedded and the Heat jacket 17 to in the melting chamber 8 to Melting a thermoplastic or thermoset Coating material required temperature to apply.
  • the temperature control and regulation takes place with the help of a arranged in the jacket 17 Thermocouple 11.
  • the melting chamber 8 forms e.g. at the same time an elongated coating space 12, through which the insulated electrical conductor 1 for example, pulled under ambient pressure and in which the melted liquid Coating material is located.
  • This coating room 12 is of which by a housing 20 of the Coating device 4 formed jacket 17 of the Enclosed melting chamber 8.
  • thermoplastic or thermosetting Coating material is, for example, from a Dosing device 14 through an inlet funnel 15 through a feed opening is introduced into the melting chamber 8.
  • the metering device 14 is in the illustrated Embodiment assigned a sensor 16, the Mirror height of the melted thermoplastic or thermoset scans in the melting chamber 8, via the Dosing device 14 regulates the material supply and so the Mirror height to a constant, specifiable value sets.
  • the temperature of the melt depends on the specific melting temperature of the used Coating material and the necessary Melt viscosity, which is necessary for the perfect coating of the insulated electrical conductor 1 is required.
  • the Calibration device 5 has z. B. a drawing die Tungsten carbide, Kompax or natural diamond.
  • thermoplastic or thermosetting Coating material can be in powder form, as granules or fed to the melting chamber 8 as an endless strand will.
  • protruding and height-adjustable sensor 16 can the mirror height in this embodiment of the molten coating material in the Melting chamber 8 depending on the diameter that Throughput speed of insulated electrical Conductor or the isolated electrical conductor 1 through the coating device 4 and the one used Coating material can be adjusted.
  • Pressure conditions in the same time the coating room 12 forming melting chamber 8 vary as needed.
  • the melting chamber 8 can be above the level of the mirror melted thermoplastic or thermoset material Protective gas atmosphere should be provided, which is the risk of Impurities and undesirable chemical reactions reduced.
  • Preferred coating materials are uncrosslinked thermoplastic polymers such as polyamides, thermoplastic polyester, polyether ketones (PEK, PEEK) or polyphenyl ketones used.
  • aliphatic polyamides with a melting temperature of Use 150 to 400 ° C, preferably polyamides low water absorption like PA 11 and PA 12.
  • Other polyamides can also be used like aliphatic-aromatic, cyclo-aliphatic, aromatic polyamides and of different types constructed copolyamides. Because these are solvent-free Polyamides are low in melt viscosity perfectly smooth and homogeneous meltable Baking layers of baked enamel wires can be produced.
  • FIG. 4 one Coating device 4 designed according to the invention differs from that in FIGS. 2 and 3 illustrated embodiment essentially only in that already with a Electrical conductor 1 in horizontal direction through the coating space 12 is passed through.
  • the coating room 12 is from the funnel-shaped towards the coating room tapered melting chamber 8 spatially separated and points an inlet nozzle 21 and one through a second nozzle formed calibration device 5.
  • Parallel to Passage direction of the electrical conductor 1 are in the Housing 20 near the coating space 12 and even distributed over its scope z.
  • B. four dashed Electrical heating elements 23 shown with electrical Connections 25 provided which are sufficiently high and uniform temperature of the melted thermoplastic or thermoset material in the coating space 12 and such a flawless coating of the insulated ensure electrical conductor 1.
  • the size of the coating space 12 can be changed.
  • the calibration device 5 is arranged by means of a thread 31 in the direction of the arrow e.g. out a coating insert 32 the Coating device 4 unscrewed or in the Coating insert 32 of the coating device 4 screwable.
  • To adjust the intermediate part 27 serves a suitable recess 33 for a radial outward-pointing flange 35 of the intermediate part 27 having adjusting part 37 with an adjusting screw 39.
  • thermoplastic or thermosetting coating material is here, for example, as an endless strand 43 over a Guide 45 of the melting chamber 8 supplied.
  • optical sensor 47 To capture the level of the liquid in the melting chamber 8 serves a z. B. next to the gas connection 41 in the Housing cover 40 arranged optical sensor 47.
  • This optical sensor 47 gives the metering device 14 one of the Height of the liquid level of the melted Signal corresponding to thermoplastic or thermoset material, to regulate the feed of the endless strand 43 and thus to regulate the material supply in the Melting chamber 8 is used. Unlike in FIG. 4 the optical sensor 47 can also be shown in FIG Melting chamber 8 can be arranged or in this protrude into it.
  • the electric heating elements 13 and 23 accordingly regulate, e.g. one melted into the Coating material in the melting chamber 8 protruding and with a temperature display 48 connected temperature sensor 49 and one in the jacket 17th e.g. B. parallel to the electrical heating elements 13 arranged temperature probe 50 is provided.
  • the Temperature probe 50 and, for example, the Temperature sensors 49 give corresponding signals to one with the electrical connections 10 and 25 of the electric heating elements 13 and 23 in connection standing and regulating the heating output Temperature control device 51.
  • FIG. 5 and 6 show two embodiments of one Baked enamel wire 61 according to the invention.
  • the one in FIG. 5 enameled wire 61 shown has an electrical Conductor 1 on an insulating layer 65 from a Insulating varnish is enclosed.

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Abstract

Die Erfindung betrifft die Herstellung von Backlackdrähten. Um für die aufschmelzbare Backschicht lösemittelfreie thermoplastische oder duroplastische Beschichtungsmaterialien einsetzen zu können, werden aufschmelzbare Thermoplast- oder Duroplastmaterialien einer Schmelzkammer (8) zugeführt und aufgeschmolzen. Der zu beschichtende isolierte elektrische Leiter (1) wird durch die Schmelze gezogen und nach der Beschichtung über eine Kalibriereinrichtung (5) aus dem Beschichtungsraum (12) ausgebracht, wonach eine Abkühlung erfolgt (Fig. 3). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von wenigstens einen elektrischen Leiter aufweisenden Backlackdrähten, bei dem der wenigstens eine elektrische Leiter mit einer Isolierschicht versehen und darüber eine aufschmelzbare Backschicht aufgebracht wird, eine Vorrichtung zur Herstellung von wenigstens einen mit einer Isolierschicht versehenen elektrischen Leiter und eine darüber aufgebrachte aufschmelzbare Backschicht aufweisenden Backlackdrähten mit einer Beschichtungseinrichtung zum Aufbringen der Backschicht, sowie einen Backlackdraht mit wenigstens einem von einer Isolierschicht umschlossenen elektrischen Leiter und einer darüber aufgebrachten aufschmelzbaren Backschicht.
Bekannte Backlackdrähte weisen einen mit einer elektrischen Isolierung aus einem Isolierlack versehenen elektrischen Leiter auf, der mit einer zusätzlichen Backschicht aus einem lösemittelhaltigen Backlack versehen ist. Mit Hilfe dieser Backschicht verkleben Wicklungen aus Backlackdrähten nach einer ausreichenden Erwärmung beispielsweise mittels eines Stromstoßes durch Verschmelzen der Backschichten der benachbarten Drahtwindungen zu einem festen Verbund.
Herkömmlicherweise wird die Backschicht durch mehrmaliges Auftragen und Einbrennen von lösemittelhaltigen Lackschichten hergestellt. Dazu werden flüssige, aufschmelzbare Backlacke verwendet, die je nach der für den Beschichtungsvorgang erforderlichen Viskosität des Lackes ca. 65 bis 90 % Lösemittel enthalten und dementsprechend einen Festkörperanteil von lediglich 10 bis 35 % aufweisen. Das Einbrennen der Backschicht erfolgt in einem gesonderten Ofen, so daß neben dem zum Einbrennen des Isolierlacks erforderlichen Ofen ein weiterer Ofen zum Einbrennen des Backlacks notwendig ist. In den beiden Öfen werden der den elektrischen Leiter umschließende Isolierlackfilm bzw. der darüber aufgebrachte Backlackfilm durch Temperatureinwirkung gehärtet und dabei die in den Lacken enthaltenen Lösemittel weitgehend aus den Lackschichten entfernt. Die frei werdenden Lösemitteldämpfe werden nachgeschalteten Katalysatoren zugeführt und verbrannt.
Die in den verwendeten Lacken enthaltenen Lösemittel sind in der Regel giftig, geruchsintensiv und ätzend. Dies gilt in besonderem Maße für die Backlacke mit einem Lösemittelanteil von 65 bis 90 %. Als Lösemittel sind Cresol, Xylenol, Solvent, NMP, Butanol und andere im Einsatz. Diese bilden beim Ausdampfen explosive Gemische, die durch eine entsprechend aufwendige Technologie beherrscht werden müssen. Zudem belasten die beim Aufbringen von Isolierlack und Backlack unvermeidlich aus den Lacken austretenden Lösemittel die Atemluft und machen kostspielige Belüftungsanlagen notwendig. Auch die nach der katalytischen Verbrennung in die Atmosphäre austretenden Dämpfe enthalten Restmengen giftiger Substanzen. Darüber hinaus werden bei der Erwärmung von aus den bekannten Backlackdrähten hergestellten Wicklungen, insbesondere bei der Erwärmung der Wicklungen mittels Stromstroßes zum Verschmelzen der Backschichten benachbarter Drahtwindungen, noch Restmengen von Lösemitteln frei.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, bei der Herstellung der aufschmelzbaren Backschicht von Backlackdrähten auf möglichst einfache Art und Weise den Einsatz von Lösemitteln wesentlich zu reduzieren oder sogar völlig auf den Einsatz von Lösemitteln zu verzichten.
Dieses Problem wird durch die Erfindung gelöst, indem aufschmelzbares Thermoplast- oder Duroplastmaterial einer Schmelzkammer zugeführt und aufgeschmolzen wird, der wenigstens eine mit einer Isolierschicht versehene elektrische Leiter durch das aufgeschmolzene Thermoplast oder Duroplast gezogen, mit einer Backschicht versehen und kalibriert wird, und anschließend der Backlackdraht abgekühlt wird, bzw. die Beschichtungseinrichtung eine Schmelzkammer zum Aufschmelzen von Thermoplast- oder Duroplastmaterial, eine Eintrittsöffnung für den wenigstens einen elektrischen Leiter, einen aufgeschmolzenes Thermoplast- oder Duroplastmaterial aufweisenden Beschichtungsraum und eine austrittsseitige Kalibriereinrichtung für den mit einer Backschicht aus einem im geschmolzenen Zustand aufgebrachten Thermoplast oder Duroplast versehenen Backlackdraht hat.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren und die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung können isolierte elektrische Leiter auf einfache Art und Weise ohne die Verwendung von Lösemitteln mit aufschmelzbaren thermoplastischen oder duroplastischen Kunststoffen beschichtet werden. Beim Durchlauf durch das aufgeschmolzene Thermoplast- oder Duroplastmaterial mit anschließender Kalibrierung ist eine den Qualitätsanforderungen der internationalen Normen entsprechende hohe Güte der aufschmelzbaren Backschicht auch bei Einsatz lösemittelfreier Thermoplastmaterialien, beispielsweise Polyamid 11, oder lösemittelfreier Duroplastmaterialien erzielbar. Ein nachfolgendes Einbrennen der Backschicht ist nicht erforderlich. Das Aufbringen der Backschicht kann bei Umgebungsdruck erfolgen. Die Backlackdrähte werden nach dem Aufbringen der Backschicht und der Kalibrierung lediglich auf Raumtemperatur abgekühlt und weisen im fertigen Zustand eine hohe Rundheit, eine glatte Oberfläche und eine gute Homogenität auf.
Die Erfindung ermöglicht eine besonders kostengünstige Herstellung von Backlackdrähten mit einem günstigen und effektiven Materialeinsatz, da keine teuren, einen hohen Anteil an unnützen, lediglich für die Aufbringung der Backschicht erforderlichen Lösemitteln enthaltenden Backlacke erforderlich sind. Bei der erfindungsgemäßen Aufbringung der Backschicht werden zudem die Arbeitsplätze nicht belastet, da keine Lösemitteldämpfe freigesetzt werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist einen geringeren Energieverbrauch und einen wesentlich einfacheren und kostengünstigeren Aufbau als die Vorrichtungen herkömmlicher Bauart auf, da kein zweiter Ofen zum Einbrennen der Backschicht und Verdampfen von Lösemittel, kein nachgeschalteter Katalysator zum Verbrennen der Lösemitteldämpfe und keine aufwendigen Lackiereinrichtungen zum mehrschichtigen Auftragen von Backlacken erforderlich sind. Eine bereits vorhandene Vorrichtung zur Herstellung von Lackdrähten läßt sich daher ohne größeren Aufwand zu einer Vorrichtung zur erfindungsgemäßen Herstellung von Backlackdrähten aufrüsten. Auch eine ebenfalls denkbare Herstellung der Backschicht durch Extrusion eines geeigneten Kunststoffes ist aufwendiger.
Darüber hinaus werden bei der Verarbeitung erfindungsgemäßer bzw. erfindungsgemäß hergestellter Backlackdrähte zu Wicklungen und beim Aufschmelzen der Backschichten zum Verkleben der benachbarten Drahtwindungen der Backlackdrähte zu einem Verbund keine Lösemittel aus den Backschichten freigesetzt. Die Wicklungen sind gefahrlos auch in Geräten einsetzbar, bei denen höchste Anforderungen an sicherheitstechnische Vorschriften zu stellen sind, beispielsweise in Geräten für medizinische Zwecke, da keine Lösemittelreste in den Backlackdrähten vorhanden sind.
Vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Zur weiteren Erläuterung wird auf die Zeichnung und die nachfolgende Beschreibung verwiesen. Es zeigen Fig. 1 eine Prinzipblockdarstellung einer Vorrichtung zur Herstellung von Backlackdrähten, Fig. 2 eine Prinzipdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Beschichtungsvorrichtung, Fig. 3 einen Längsschnitt entlang der Linie III-III in Fig. 2, Fig. 4 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Beschichtungsvorrichtung, Fig. 5 ein erstes und Fig. 6 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Backlackdrahtes.
In den Figuren ist mit 1 ein zu beschichtender elektrischer Leiter oder Draht beziffert, der beispielsweise einer nicht näher dargestellten Abwickeleinrichtung entnommen und zunächst einer Lackiereinrichtung 2 zum Aufbringen eines Isolierlackes zugeführt wird. Zur Herstellung eines mehrere verseilte oder parallel zueinander verlaufende elektrische Leiter 1 aufweisenden Backlackdrahtes ist z. B. eine entsprechende Anzahl von parallel zueinander angeordneten Lackiereinrichtungen vorgesehen oder bereits mit einer Isolierschicht versehene elektrische Leiter werden von Vorratsspulen abgezogen.
Nach Verlassen der Lackiereinrichtung 2 durchläuft der nunmehr mit einer Isolierschicht versehene elektrische Leiter 1 z. B. eine Wärmekammer 3 zum Aufheizen des Leiters. Alternativ kann der isolierte elektrische Leiter 1, je nach Temperaturverhältnissen bzw. dem aufzubringenden Beschichtungsmaterial, eine Kühlkammer zur Abkühlung durchlaufen. Anschließend wird der durch Erwärmung oder Abkühlung auf die notwendige Prozeßtemperatur eingestellte isolierte elektrische Leiter 1 zum Aufbringen einer aufschmelzbaren Backschicht einer Beschichtungseinrichtung 4 mit austrittsseitiger Kalibriereinrichtung 5 zugeführt, wie in den Fig. 2 bis 4 näher dargestellt ist.
Die zur Kalibrierung des mit der Backschicht versehenen Backlackdrahtes verwendete Kalibriereinrichtung 5 kann als übliche Lackierdüse ausgebildet sein. Die Kalibrierung kann unter Wärmezufuhr einer z. B. beheizbaren Kalibriereinrichtung 5 erfolgen. Der Kalibriereinrichtung 5 ist zur schnelleren Abkühlung des fertigen Backlackdrahtes beispielsweise eine Kühleinrichtung 6 nachgeschaltet. In einem Kühlrohr wird der Backlackdraht z. B. mittels eingeleiteter kalter Druckluft etwa auf Umgebungstemperatur abgekühlt, so daß ein Aufheizen von Umlenkrollen und die daraus resultierende Gefahr einer Verklebung der Backschicht des Backlackdrahtes mit der Oberfläche einer Drahtführungsrille einer Umlenkrolle vermieden ist. Nach der Abkühlung wird der Backlackdraht beispielsweise in einer Auftragseinrichtung 7 mit üblichen Gleitmitteln versehen und mittels einer nicht dargestellten Aufwickeleinrichtung aufgespult.
In den Fig. 2 und 3 ist beispielhaft eine Beschichtungseinrichtung 4 mit einer zur Beschichtung eines mit einer Isolierschicht versehenen elektrischen Leiters 1 oder einer Mehrzahl von jeweils mit einer Isolierschicht versehenen elektrischen Leitern mit einer Backschicht dienenden Schmelzkammer 8 näher dargestellt. Bei einer Mehrzahl von elektrischen Leitern können diese miteinander verseilt sein oder parallel nebeneinander verlaufen. Die Schmelzkammer 8 hat z. B. an ihrem einen Ende eine Eintrittsöffnung 9 für den beispielsweise einen elektrischen Leiter 1. Z. B. am Umfang der Schmelzkammer 8 vorgesehene elektrische Anschlüsse 10 dienen zur Stromversorgung elektrischer Heizelemente 13, die in einen die Schmelzkammer 8 umgebenden Mantel 17 der Beschichtungseinrichtung 4 eingelassen sind und den Mantel 17 erwärmen, um in der Schmelzkammer 8 die zum Schmelzen eines thermoplastischen oder duroplastischen Beschichtungsmaterials erforderliche Temperatur aufzubringen. Die Temperaturkontrolle und -regelung erfolgt mit Hilfe eines im Mantel 17 angeordneten Thermoelements 11. Die Schmelzkammer 8 bildet z.B. zugleich einen langgestreckten Beschichtungsraum 12, durch den der isolierte elektrische Leiter 1 beispielsweise unter Umgebungsdruck gezogen wird und in dem sich das aufgeschmolzene flüssige Beschichtungsmaterial befindet. Dieser Beschichtungsraum 12 ist mit von dem durch ein Gehäuse 20 der Beschichtungseinrichtung 4 gebildeten Mantel 17 der Schmelzkammer 8 umschlossen.
Das thermoplastische oder duroplastische Beschichtungsmaterial wird beispielsweise von einer Dosiereinrichtung 14 über einen Einlauftrichter 15 durch eine Zufuhröffnung in die Schmelzkammer 8 eingebracht. Der Dosiereinrichtung 14 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein Sensor 16 zugeordnet, der die Spiegelhöhe des aufgeschmolzenen Thermo- oder Duroplastes in der Schmelzkammer 8 abtastet, über die Dosiereinrichtung 14 die Materialzufuhr regelt und so die Spiegelhöhe auf einen gleich bleibenden, vorgebbaren Wert einstellt. Die Temperatur der Schmelze ist abhängig von der spezifischen Schmelztemperatur des verwendeten Beschichtungsmaterials und der notwendigen Schmelzviskosität, die zur einwandfreien Beschichtung des isolierten elektrischen Leiters 1 erforderlich ist. Der mit üblicher, vom Durchmesser und dem Leistungsvermögen der Beschichtungseinrichtung 4 abhängender und einstellbarer Geschwindigkeit den Beschichtungsraum 12 in vertikaler Richtung durchlaufende isolierte elektrische Leiter 1 tritt am Ende des Beschichtungsraums durch die Kalibriereinrichtung 5 mit hoher Rundheit aus. Die Kalibriereinrichtung 5 weist z. B. einen Ziehstein aus Hartmetall, Kompax oder Naturdiamant auf.
Das thermoplastische oder duroplastische Beschichtungsmaterial kann in Pulverform, als Granulat oder als endloser Strang der Schmelzkammer 8 zugeführt werden. Durch Justierung des beispielsweise in die Schmelzkammer 8 ragenden und höhenverstellbaren Sensors 16 kann bei diesem Ausführungsbeispiel die Spiegelhöhe des schmelzflüssigen Beschichtungsmaterials in der Schmelzkammer 8 in Abhängigkeit von dem Durchmesser, der Durchlaufgeschwindigkeit des isolierten elektrischen Leiters oder der isolierten elektrischen Leiter 1 durch die Beschichtungseinrichtung 4 sowie dem verwendeten Beschichtungsmaterial eingestellt werden. Durch verschiedene Spiegelhöhen lassen sich dabei die Druckverhältnisse in der zugleich den Beschichtungsraum 12 bildenden Schmelzkammer 8 nach Bedarf variieren. In der Schmelzkammer 8 kann oberhalb der Spiegelhöhe des geschmolzenen Thermoplast- oder Duroplastmaterials eine Schutzgasatmosphäre vorgesehen sein, die die Gefahr von Verunreinigungen und unerwünschten chemischen Reaktionen reduziert.
Als Beschichtungsmaterialien werden vorzugsweise unvernetzte thermoplastische Polymere wie Polyamide, thermoplastische Polyester, Polyetherketone (PEK, PEEK) oder Polyphenylketone verwendet. Insbesondere lassen sich aliphatische Polyamide mit einer Schmelztemperatur von 150 bis 400°C einsetzen, dabei vorzugsweise Polyamide mit einer niedrigen Wasseraufnahme wie PA 11 und PA 12. Darüber hinaus können auch andere Polyamide verwendet werden, wie aliphatisch-aromatische, cyklo-aliphatische, aromatische Polyamide und aus verschiedenen Typen aufgebaute Co-Polyamide. Da diese lösemittelfreien Polyamide eine niedrige Schmelzviskosität aufweisen, sind einwandfrei glatte und homogene aufschmelzbare Backschichten von Backlackdrähten herstellbar.
Das in der Fig. 4 dargestellte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß ausgebildeten Beschichtungseinrichtung 4 unterscheidet sich von dem in den Fig. 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispiel im wesentlichen lediglich dadurch, daß der bereits mit einer Isolierschicht versehene elektrische Leiter 1 in horizontaler Richtung durch den Beschichtungsraum 12 hindurchgeführt wird. Der Beschichtungsraum 12 ist von der sich zum Beschichtungsraum hin trichterförmig verjüngenden Schmelzkammer 8 räumlich getrennt und weist eine Eintrittsdüse 21 und eine durch eine zweite Düse gebildete Kalibriereinrichtung 5 auf. Parallel zur Durchlaufrichtung des elektrischen Leiters 1 sind in dem Gehäuse 20 nahe des Beschichtungsraums 12 und gleichmäßig über dessen Umfang verteilt z. B. vier gestrichelt dargestellte elektrische Heizelemente 23 mit elektrischen Anschlüssen 25 vorgesehen, die eine ausreichend hohe und gleichmäßige Temperatur des aufgeschmolzenen Thermoplast- oder Duroplastmaterials in dem Beschichtungsraum 12 und so eine einwandfreie Beschichtung des isolierten elektrischen Leiters 1 sicherstellen.
Um in jedem Fall eine möglichst optimale Qualität und eine ausreichende und gleichmäßige Dicke der in dem Beschichtungsraum 12 auf den isolierten elektrischen Leiter 1 aufgebrachten Backschicht zu erzielen, ist es von Vorteil, wenn die Größe des Beschichtungsraums 12 verändert werden kann. Zu diesem Zweck ist ein rohrförmiges Zwischenteil 27, in dessen gestufter Längsbohrung 29 die Kalibriereinrichtung 5 angeordnet ist, mittels eines Gewindes 31 in Pfeilrichtung z.B. aus einem Beschichtungseinsatz 32 der Beschichtungseinrichtung 4 herausschraubbar bzw. in den Beschichtungseinsatz 32 der Beschichtungseinrichtung 4 hineinschraubbar. Zur Justierung des Zwischenteils 27 dient ein eine passende Ausnehmung 33 für einen radial nach außen weisenden Flansch 35 des Zwischenteils 27 aufweisendes Justierteil 37 mit einer Justierschraube 39.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist oberhalb des aufgeschmolzenen Thermoplast- oder Duroplastmaterials in einem Gehäusedeckel 40 ein Gasanschluß 41 zur Zufuhr eines Schutzgases wie z. B. Stickstoff in die Schmelzkammer 8 vorgesehen, um oberhalb der Schmelze eine vor Verunreinigungen und unerwünschten chemischen Reaktionen schützende Schutzgasatmosphäre zu schaffen. Das thermo- oder duroplastische Beschichtungsmaterial wird hier beispielsweise als endloser Strang 43 über eine Führung 45 der Schmelzkammer 8 zugeführt. Zur Erfassung der Höhe des Flüssigkeitsspiegels in der Schmelzkammer 8 dient ein z. B. neben dem Gasanschluß 41 in dem Gehäusedeckel 40 angeordneter optischer Sensor 47. Dieser optische Sensor 47 gibt der Dosiereinrichtung 14 ein der Höhe des Flüssigkeitsspiegels des aufgeschmolzenen Thermo- oder Duroplastmaterials entsprechendes Signal, das zur Regelung des Vorschubs des endlosen Stranges 43 und damit zur Regelung der Materialzufuhr in die Schmelzkammer 8 dient. Anders als in der Fig. 4 dargestellt kann der optische Sensor 47 auch in der Schmelzkammer 8 angeordnet sein bzw. in diese hineinragen.
Um die in der Schmelzkammer 8 und in dem Mantel 17 des Gehäuses 20 herrschenden Temperaturen zu überwachen und die elektrischen Heizelemente 13 und 23 entsprechend zu regeln, sind z.B. ein in das aufgeschmolzene Beschichtungsmaterial in der Schmelzkammer 8 hineinragender und mit einer Temperaturanzeige 48 verbundener Temperaturfühler 49 und eine in dem Mantel 17 z. B. parallel zu den elektrischen Heizelementen 13 angeordnete Temperatursonde 50 vorgesehen. Die Temperatursonde 50 und beispielsweise auch der Temperaturfühler 49 geben entsprechende Signale an eine mit den elektrischen Anschlüssen 10 und 25 der elektrischen Heizelemente 13 und 23 in Verbindung stehende und die Heizleistung regelnde Temperaturregeleinrichtung 51.
Die Fig. 5 und 6 zeigen zwei Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Backlackdrahtes 61. Der in der Fig. 5 dargestellte Backlackdraht 61 weist einen elektrischen Leiter 1 auf, der von einer Isolierschicht 65 aus einem Isolierlack umschlossen ist. Darüber ist eine Backschicht 67 aus einem aufschmelzbaren Thermoplast cder Duroplast ausgebildet, die beim Durchlauf des mit der Isolierschicht 65 versehenen elektrischen Leiters 1 durch ein aufgeschmolzenes Thermoplast- oder Duroplastmaterial aufgebracht ist.
Einen Backlackdraht 61 mit einer Mehrzahl von elektrischen Leitern 1, die jeweils von einer eigenen aus einem Isolierlack gebildeten Isolierschicht 65 umschlossen sind, zeigt die Fig. 6. Die isolierten elektrischen Leiter 1 sind beispielsweise miteinander verseilt. Sie können aber auch parallel zueinander verlaufend angeordnet sein. Eine gemeinsame Backschicht 67 aus einem aufschmelzbaren Thermoplast oder Duroplast, die beim gemeinsamen Durchlauf der isolierten elektrischen Leiter 1 durch ein aufgeschmolzenes Thermoplast- oder Duroplastmaterial aufgebracht ist, umhüllt die jeweils von einer Isolierschicht 65 umschlossenen elektrischen Leiter 1.
Solche mehrere isolierte elektrische Leiter 1 aufweisenden Backlackdrähte 61 haben im Vergleich zu lediglich einen isolierten elektrischen Leiter aufweisenden Backlackdrähten aufgrund des sogenannten Skin-Effektes bessere elektrische Eigenschaften, die sich insbesondere bei mit höheren Frequenzen betriebenen Spulen positiv bemerkbar machen. Dies gilt in besonderem Maße für Mehrfachdrähte, bei denen zur Herstellung der gemeinsamen Backschicht die einzelnen isolierten elektrischen Leiter parallel durch das aufgeschmolzene Thermoplast- oder Duroplastmaterial geführt werden.

Claims (22)

  1. Verfahren zur Herstellung von wenigstens einen elektrischen Leiter aufweisenden Backlackdrähten, bei dem der wenigstens eine elektrische Leiter mit einer Isolierschicht versehen und darüber eine aufschmelzbare Backschicht aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß
    aufschmelzbares Thermoplast- oder Duroplastmaterial einer Schmelzkammer (8) zugeführt und aufgeschmolzen wird,
    der wenigstens eine mit einer Isolierschicht (65) versehene elektrische Leiter (1) durch das aufgeschmolzene Thermoplast oder Duroplast gezogen, mit einer Backschicht (67) versehen und kalibriert wird, und anschließend
    der Backlackdraht (61) abgekühlt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiegelhöhe des aufgeschmolzenen Thermoplast- oder Duroplastmaterials in der Schmelzkammer (8) erfaßt und durch Dosieren der Zufuhr des Thermoplast- oder Duroplastmaterials in die Schmelzkammer (8) auf einen vorgebbaren Wert eingestellt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine elektrische Leiter (1) unter Umgebungsdruck durch das aufgeschmolzene Thermoplast oder Duroplast gezogen wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine elektrische Leiter (1) vor dem Aufbringen der Backschicht (67) aufgeheizt wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Backschicht (67) des Backlackdrahts (61) unter Wärmezufuhr kalibriert wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelzkammer (8) aliphatische, aliphatisch-aromatische, cykloaliphatische, aromatische Polyamide und/oder Co-Polyamide oder Polyester mit einer Schmelztemperatur von 150° bis 400°C in Pulver- oder Granulatform oder als Endlosstrang zugeführt werden.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere mit einer Isolierschicht (65) versehene elektrische Leiter (1) verseilt oder parallel nebeneinanderliegend durch das aufgeschmolzene Thermoplast oder Duroplast gezogen werden.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der Schmelzkammer (8) oberhalb der Spiegelhöhe des aufgeschmolzenen Thermoplast- oder Duroplastmaterials eine Schutzgasatmosphäre vorhanden ist.
  9. Vorrichtung zur Herstellung von wenigstens einen mit einer Isolierschicht versehenen elektrischen Leiter und eine darüber aufgebrachte aufschmelzbare Backschicht aufweisenden Backlackdrähten mit einer Beschichtungseinrichtung zum Aufbringen der Backschicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtungseinrichtung (4) eine Schmelzkammer (8) zum Aufschmelzen von Thermoplast- oder Duroplastmaterial, eine Eintrittsöffnung (9) für den wenigstens einen elektrischen Leiter (1), einen aufgeschmolzenes Thermoplast- oder Duroplastmaterial aufweisenden Beschichtungsraum (12) und eine austrittsseitige Kalibriereinrichtung (5) hat.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe des Beschichtungsraums (12) variiert werden kann.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlaufgeschwindigkeit des wenigstens einen elektrischen Leiters (1) einstellbar ist.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine elektrische Leiter (1) in horizontaler Richtung durch den Beschichtungsraum (12) hindurchgeführt wird.
  13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine elektrische Leiter (1) in vertikaler Richtung durch den Beschichtungsraum (12) hindurchgeführt wird.
  14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Kalibriereinrichtung (5) beheizbar ist.
  15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Beschichtungsraum (12) einen beheizbaren Mantel (17) hat.
  16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelzkammer (8) eine Dosiereinrichtung (14) für das aufzuschmelzende Thermoplast- oder Duroplastmaterial zugeordnet ist.
  17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosiereinrichtung (14) mit einem die Spiegelhöhe des aufgeschmolzenen Thermoplast- oder Duroplastmaterials in der Schmelzkammer (8) erfassenden Sensor (16,47) zusammenwirkt.
  18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Kalibriereinrichtung (5) einen Einsatz aus Hartmetall, Kompax oder Naturdiamant aufweist.
  19. Backlackdraht mit wenigstens einem von einer Isolierschicht umschlossenen elektrischen Leiter und einer darüber aufgebrachten aufschmelzbaren Backschicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Backschicht (67) aus einem im geschmolzenen Zustand aufgebrachten Thermoplast oder Duroplast ausgebildet ist.
  20. Backlackdraht nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere jeweils von einer Isolierschicht (65) umschlossene elektrische Leiter (1) miteinander verseilt und von einer gemeinsamen Backschicht (67) umhüllt sind.
  21. Backlackdraht nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere jeweils von einer Isolierschicht (65) umschlossene elektrische Leiter (1) parallel laufen und von einer gemeinsamen Backschicht (67) umhüllt sind.
  22. Backlackdraht nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Backschicht (67) aus einem Polyamid ausgebildet ist.
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