WO1998022961A1 - Verfahren zur tränkung von bauteilen - Google Patents

Verfahren zur tränkung von bauteilen Download PDF

Info

Publication number
WO1998022961A1
WO1998022961A1 PCT/EP1997/006324 EP9706324W WO9822961A1 WO 1998022961 A1 WO1998022961 A1 WO 1998022961A1 EP 9706324 W EP9706324 W EP 9706324W WO 9822961 A1 WO9822961 A1 WO 9822961A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
impregnating agent
impregnating
components
impregnation
radiation
Prior art date
Application number
PCT/EP1997/006324
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Klaus-Wilhelm Lienert
Günter HEGEMANN
Rainer Blum
Manfred Eichhorst
Original Assignee
Dr. Beck & Co. Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=7812305&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=WO1998022961(A1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Dr. Beck & Co. Ag filed Critical Dr. Beck & Co. Ag
Priority to EP97951184A priority Critical patent/EP0939962B2/de
Priority to DE59711552T priority patent/DE59711552D1/de
Publication of WO1998022961A1 publication Critical patent/WO1998022961A1/de

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/12—Impregnating, heating or drying of windings, stators, rotors or machines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C35/00—Heating, cooling or curing, e.g. crosslinking or vulcanising; Apparatus therefor
    • B29C35/02—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould
    • B29C35/08—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/04—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing coils
    • H01F41/12—Insulating of windings
    • H01F41/127—Encapsulating or impregnating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/34—Electrical apparatus, e.g. sparking plugs or parts thereof
    • B29L2031/3406—Components, e.g. resistors

Definitions

  • the invention relates to a method for impregnating components with monomer-free non-radical, polymerizing impregnating agents which are liquid at room temperature or can be liquefied by heating and which can be hardened by a combined application of heat and high-energy radiation.
  • DE-A-40 22 235 and DD-A-295 056 propose to use conventional impregnating agents with a high proportion of monomers such as styrene and, after the impregnation, first to harden the surfaces with UV rays and then to heat the interior of the components by applying heat harden. Although these processes reduce the evaporation losses, they are still relatively high due to the high proportions of volatile, unpolymerized monomers inside the components. Ways to influence the uneven impregnation agent distribution in the component are not mentioned in these documents.
  • EP-A-0 643 467 suggests using conventional impregnating agents with a high proportion of monomers such as styrene and, in order to improve the impregnating agent distribution in the component, to obtain pre-gelling and fixing of the impregnating agent and thermal hardening during the impregnation via coil heating. Simultaneously with the thermal hardening of the impregnating agent on the windings or after its thermal hardening on the windings, those parts of the components which were not reached by the winding heating should be hardened with high-energy radiation, preferably UV radiation. On The disadvantage of this method is that the heating only partially heats the coils and the curing then takes place with blasting.
  • EP-A-0 643 467 contains no teaching on the use of the method in the generally claimed impregnation techniques.
  • Pre-gelling by heating the windings during the impregnation is not sensible because the cavities are filled indefinitely.
  • Preheating the windings to lower the viscosity of the impregnating agent and thus to accelerate the filling of the component with impregnating agent is known in the art, for example in the various immersion and flooding processes in which the components are heated in order to lower the viscosity and thus better and faster To achieve filling. Heating to gelation during impregnation does the opposite, namely an undefined filling of the cavities due to gelation.
  • the polymeric components of known impregnating, casting and coating compositions for electrical components are preferably unsaturated polyesters which are dissolved in vinyl-unsaturated compounds, such as styrene, vinyl toluene, allyl phthalate and monomeric or oligomeric acrylic or vinyl esters which are radically (co) polymerized.
  • Impregnating, casting and coating compositions are generally understood to be resin compositions which are used in electrical engineering for impregnating windings, using the generally known processes such as, for example, immersion impregnation, trickling technology, dip rolling and flooding , where appropriate, these processes are supported by the application of vacuum and / or pressure. Disadvantages of these methods according to the prior art result from the unsaturated monomers, which are essential for rapid and complete curing of the compositions. Such substances are, for example, monomeric or low molecular weight oligomerized acrylates, allyl phthalate, styrene, ⁇ -methylstyrene and vinyltoluene. These substances are harmful to health and irritating to the skin.
  • the method according to the invention solves the problems mentioned above by using monomer-free impregnation which polymerizes according to a non-radical process.
  • resins for example based on dicyclopentadiene-modified resins, as are disclosed for example in the as yet unpublished German patent application P 195 42 564.2.
  • the process according to the invention is preferably used in conjunction with a process in which the soaked components are partially gelled or partially hardened already in the soaking agent, subsequently the non-gelled soaking agent portions are allowed to run off, these soaked soaking agents, optionally after cooling, in the soaking agent supply be returned and then cured with heat and high-energy radiation.
  • This method can preferably be used for diving at room temperature and coil heating with electricity shortly before, during or after immersion. Initially, only a little warming is carried out in order to quickly fill the inner component areas, then the temperature is increased in the impregnating agent. It is only in the immediate vicinity of the heated coils gelling of the impregnant is initiated. After the gelling or hardening, the mixture is dipped and expediently after a waiting period, which depends on the shape and size of the component and the viscosity of the impregnating agent, during which the ungelled impregnating agent can run off, which is preferably returned to the impregnating agent supply after cooling, with a combination Heat and high-energy radiation, preferably UV light cured.
  • a combination Heat and high-energy radiation preferably UV light cured.
  • the order in which heat and energy radiation are used is open according to the invention and can be optimized in individual cases, the type and shape of the components and / or system-related circumstances being able to play a role.
  • UV light can then preferably be applied before, simultaneously with or after the current heating.
  • the surface decoating which is sometimes achieved even when crosslinking, enables problem-free and safe handling of the components.
  • Another advantage of the method according to the invention is that it can be carried out on existing or only slightly modified plants, since it is carried out essentially by changing the Control parameters and the sequence of procedures is possible.
  • Preferred impregnating agents with which the inventive method can be carried out are those impregnant, the monomer-containing by a non-radical process crosslinking substances, for example based on dicyclopentadienmod en resins such as, for example, lished in the as yet "" publica- German patent application P 195 42 564.2 are disclosed.
  • ionically polymerizable substances can be used in the impregnating agents, such as, in particular, monomeric and / or oligomeric epoxides in conjunction with initiators which can be activated thermally and under UV light. These substances are also known in the art.
  • the selection of the substances for carrying out the method according to the invention takes place on the basis of the technical suitability, availability and / or costs of the impregnating agents.
  • the method according to the invention avoids the disadvantages of the methods of the known prior art through the specific combination of its measures, namely through the use of the special monomer-free
  • Impregnating agent by adjusting the impregnating agent distribution and the degree of filling by controlled heating of the components after the impregnation up to the gelling and fixing of the impregnating agent, the draining of the ungelled impregnating agent with recycling into the soaking agent supply and the hardening with a combination of heat and high-energy radiation, preferably UV light .
  • impregnation techniques in which the components are wholly or partly introduced into the impregnation means. After the introduction and after the components have absorbed the impregnating agent, the coils are heated electrically until partial gelation. Depending on the reactivity of the impregnating agent, the degree of filling can be regulated very precisely and reproducibly via the speed, amount and duration of this heating. After this partial hardening in the immersed state, the components are removed from the impregnating agent and the non-gelled impregnating agent is drained off. In most cases, the draining impregnant can be returned to the impregnation bath, if necessary after cooling.
  • the adherent soaking agent can also flow off on the outside of the components (laminated cores), on which generally no or only a little impregnating agent is desired, this process being supported by the gradually escaping heat flow from the heated areas.
  • An advantage of the monomer-free resins used according to the invention is their hardening characteristics, in which no resin damage occurs until immediately before the gelling, so that dripping resin can be returned to the supply.
  • the surfaces of the components are sealed by the action of high-energy, preferably UV radiation before and during the thermal curing, and the total loss of impregnating agent is therefore low to an extent not previously achieved.
  • Components were stators of large-scale series IEC 96 motors, the winding heads of which are fixed in an injection molded part made of polyamide thermoplastic.
  • the component and impregnating agent have a room temperature of 26 ° C.
  • the component is immersed at 100 mm / minute, the winding is heated to 160 ° C in the immersion pool in 30 seconds and held for 1 minute, then it is immersed again at the same speed and allowed to drip off over the pool for 10 minutes.
  • the refluxing material is visibly ungelled, after 10 minutes almost nothing drips off and there is evidently a good filling in both winding heads.
  • the plunge pool is covered and the winding is heated to 180 ° C using current heat and held for 10 minutes, 1 minute before the current is switched on several medium pressure mercury burners arranged around the stator with an energy maximum at approx. 365 nm wavelength and an irradiation energy of approx.
  • Example 2 The procedure is the same as in Example 1, but is only held for 30 seconds when immersed. Here, too, there is evidently a good but less filling than in Bl in both winding heads, the further observations coincide with Bl.
  • Example 2 The procedure is as in Example 1, but it is held for 2 minutes when immersed. In both winding heads there is evidently a very good and significantly higher filling than in Bl, the further observations coincide with Bl.
  • the stators were sawn to assess the filling.
  • the component according to B3 shows a perfect filling of slot and winding, ie approx. 170g is the maximum possible resin absorption. Resin uptake of approx 100% filling degree cannot be achieved with any other state-of-the-art process. The dripping and evaporating losses are low to an extent that was also previously unattainable. It is also possible to use the resin intake z. B. for cost reasons, set to any desired degree of filling.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Manufacture Of Motors, Generators (AREA)
  • Insulating Of Coils (AREA)

Abstract

Die Erfindung umfaßt ein Verfahren zur Tränkung von Bauteilen mit monomerenfreien nicht radikalisch polymerisierenden Tränkmitteln, die bei Raumtemperatur flüssig sind oder durch Erwärmen verflüssigt werden können und durch eine kombinierte Anwendung von Wärme und energiereicher Strahlung härtbar sind, wobei die Bauteile bei Umgebungstemperatur oder in erwärmtem Zustand getränkt oder beim Tränken erwärmt werden und vor, gleichzeitig mit oder nach einer thermischen Härtung mit energiereicher Strahlung behandelt werden.

Description

Verfahren zur Tränkung von Bauteilen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Tränkung von Bauteilen mit monomerenfreien nicht radikalisch, polyme- risierenden Tränkmitteln, die bei Raumtemperatur flüssig sind oder durch Erwärmen verflüssigt werden können und die durch eine kombinierte Anwendung von Wärme und energiereicher Strahlung härtbar sind.
Verfahren zur Tränkung von Bauteilen mit polymerisier- baren Tränkmitteln, die durch Wärme und/oder durch energiereiche Strahlung härtbar sind, sind bekannt.
DE-A-40 22 235 und DD-A-295 056 schlagen vor, übliche Tränkmittel mit hohem Anteil an Monomeren wie Styrol zu verwenden und nach der Tränkung zunächst mit UV-Strahlen die Oberflächen zu härten und dann durch Wärmezufuhr das Innere der Bauteile zu härten. Diese Verfahren reduzieren zwar die AbdampfVerluste, die aber durch die hohen Anteile flüchtiger, nicht polymerisierter Monomeren im Innern der Bauteile noch immer relativ hoch sind. Wege, die ungleichmäßige Tränkmittelverteilung im Bauteil zu beeinflussen, werden in diesen Schriften nicht erwähnt.
EP-A-0 643 467 schlägt vor, übliche Tränkmittel mit hohem Anteil an Monomeren wie Styrol zu verwenden und zur Verbesserung der Tränkmittelverteilung im Bauteil schon während der Tränkung über Spulenheizung eine Vorgelie- rung und Fixierung des Tränkmittels und eine thermische Härtung zu erhalten. Gleichzeitig mit der thermischen Härtung des Tränkmittels auf den Wicklungen oder aber nach dessen thermischer Härtung auf den Wicklungen sollen solche Stellen der Bauteile, die durch die Wick- lungsheizung nicht erreicht wurden, mit energiereicher Strahlung, bevorzugt UV-Strahlung, gehärtet werden. Ein Nachteil dieses Verfahrens liegt darin, daß durch die Heizung über die Wicklungen thermisch nur eine Teilhärtung durchgeführt wird und die Aushärtung danach mit Strahlen erfolgt. Da alle bekannten Bauteile Stellen aufweisen, die bei einer thermischen Teilhärtung nicht erreicht werden und bei einer Nachhärtung mit Strahlen im abgeschatteten Bereich liegen, weisen Bauteile, die nach EP-A-0 643 467 behandelt wurden, immer Bereiche auf, an denen das Tränkmittel nur unzureichend gehärtet ist. Aus diesen Bereichen kommt es dann zu unerwünschten Emissionen und das Tränkmittel kann dort seine Funktionen nur unzureichend erfüllen. Eine ebenfalls nach EP-A-0 643 467 vorgeschlagene Vorgehensweise, nach der thermischen Härtung mit energie- reichen Strahlen zu härten, erscheint technisch wenig sinnvoll, da eine solche Härtung nach einer thermischen Durchhärtung der im ersten Schritt der Teilhärtung nicht erreichten Stellen des Bauteils, unabhängig davon, ob sie durch eine ausreichend lange Stromheizung der Wicklung oder durch sonstige Aufbringung von Wärme erfolgte, keine erkennbaren Vorteile bringt. Desweiteren enthält EP-A-0 643 467 keine Lehre zur Anwendung des Verfahrens bei den allgemein beanspruchten Techniken zur Tränkung. So ist eine Vorgelierung durch Beheizung der Wicklungen während der Tränkung nicht sinnvoll, weil die Füllung der Hohlräume undefinierbar erfolgt. Eine Vorheizung der Wicklungen zur Erniedrigung der Viskosität des Tränkmittels und damit zur Beschleunigung der Befüllung des Bauteils mit Tränkmittel ist bekannter Stand der Technik, z.B. bei den verschiedenen Tauch- und Flutverfahren, bei denen die Bauteile erwärmt werden, um eine Viskositätserniedrigung und somit bessere und schnellere Befüllung zu erreichen. Ein Erwärmen bis zur Gelierung während der Tränkung bewirkt das Gegenteil, nämlich eine gelierungsbedingte Undefinierte Füllung der Hohlräume. Der Vorgang einer Gelierung während der Tränkung ist nur bei absoluter Konstanz der Tränkmitteleigenschaften und aller Verfahrensparameter vorstellbar, bleibt aber immer sehr störanfällig. Schon bei geringen Abweichungen können auch Innenbereiche der Wicklungen durch vor- geliertes Tränkmittel abgeschirmt werden und dadurch unbefüllt bleiben. Die in EP-A-0 643 467 vorgeschlagene Wicklungsvorheizung, beispielsweise auf 180°C, führt schon beim Eintauchen zu Undefinierten Gelierungen auf der heißen Wicklung und starker Ungleichverteilung des Tränkmittels im Bauteil. Eine geringere Vorwärmung reduziert zwar die Tränkmitteltemperatur in unmittelbarer Nähe der Wicklung und erleichtert dadurch den Tränkvor- gang. Sobald jedoch die Vorwärmtemperatur soweit erhöht wird, daß beim Tränken Gelierung erreicht wird, kommt es auch hier zur Ungleichverteilung des Tränkmittels.
Die polymeren Bestandteile bekannter Tränk-, Verguß- und Überzugsmassen für elektrotechnische Bauteile, wie beispielsweise Motorwicklungen oder Transformatorwicklungen, sind vorzugsweise ungesättigte Polyester, die in vinylisch ungesättigten Verbindungen, wie Styrol, Vinyltoluol, Allylphthalat und monomeren oder oligome- ren Acryl- oder Vinylestern gelöst sind, welche radikalisch (co)polymerisiert werden.
Unter Tränk-, Verguß- und Überzugsmassen werden im allgemeinen Harzmassen verstanden, die in der Elektrotechnik zur Tränkung von Wicklungen angewendet werden, wo- bei die allgemein bekannten Verfahren, wie beispielsweise die Tauchtränkung, die Träufeltechnik, das Tauchrollieren und das Überfluten, zur Anwendung kommen, wobei diese Verfahren gegebenenfalls durch Anwendung von Vakuum und/oder Druck unterstützt werden. Nachteile dieser Verfahren nach dem Stand der Technik ergeben sich aus den ungesättigten Monomeren, die für eine schnelle und vollständige Aushärtung der Massen zwingend notwendig sind. Solche Stoffe sind z.B. mono- mere oder niedermolekular oligomerisierte Acrylate, Allylphthalat, Styrol, α-Methylstyrol und Vinyltoluol. Diese Stoffe sind gesundheitsschädlich und hautreizend. Bei bekannten Anwendungen von Tränkmitteln mit diesen Stoffen treten Abdampfverluste von 20 bis 30 Gew.-% auf. Solche erheblichen Mengen an verdunsteten Tränkmittelbestandteilen müssen von der Arbeitsstelle entfernt werden, um Gesundheitsgefahren für die Beschäftigten zu vermeiden. Die abgesaugten Verdunstungsmengen werden in der Regel in Abluftverbrennungen entsorgt, wobei unerwünschte Emissionen entstehen. Die verbrannten Tränkmittelbestandteile stellen auch unter wirtschaftlichen Aspekten erhebliche Verluste dar.
Weitere Probleme ergeben sich bei der Einstellung des optimalen Grades der Ausfüllung der im Bauteil insgesamt vorhandenen Hohlräume. In der Regel ist aus physikalischen Gründen ein möglichst hoher Füllgrad erwünscht, aus Kostengründen ist aber oft ein technisch gerade noch ausreichender Füllgrad erwünscht.
Bei niedrigviskosen Stoffen besteht die Gefahr, daß die Tränkmittel zu einem Undefinierten Teil vor der Härtung aus den Bauteilen auslaufen oder sich sehr ungleichmäßige Tränkmittelverteilungen im Bauteil einstellen. Nach den bekannten Verfahren war es bisher nicht möglich, hohe Füllgrade, beispielsweise über 90%, zu verwirklichen.
Das erfindungsgemäße Verfahren löst die oben genannten Probleme durch Verwendung von monomerenfreien nach einem nicht radikalischen Prozeß polymerisierenden Tränk- harzen, beispielsweise auf Basis von dicyclopentadien- modifizierten Harzen, wie sie beispielsweise in der noch nicht veröffentlichten deutschen Patentanmeldung P 195 42 564.2 offenbart sind. Bevorzugt wird das. erfin- dungsgemäße Verfahren in Verbindung mit einem Verfahren angewandt, bei dem eine Teilgelierung bzw. Teilhärtung der getränkten Bauteile schon im Tränkmittel erfolgt, nachfolgend die nicht gelierten Tränkmittelanteile ablaufen lassen werden, diese abgelaufenen Tränkmittel, gegebenenfalls nach Kühlung, in den Tränkmittelvorrat rückgeführt werden und anschließend mit Wärme und energiereicher Strahlung ausgehärtet werden.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es erstmals möglich, praktisch an jeder Stelle der Bauteile eine weitgehend gleichmäßige Tränkmittelfüllung in beliebigem Füllgrad einzustellen. Die Emission flüchtiger Tränkmittelbestandteile wird solchermaßen vermindert, daß praktisch keine Maßnahmen zur Arbeits- und Abluft- behandlung mehr erforderlich sind. Die Wirtschaftlichkeit der Tränkung wird dadurch, daß fast keine Tränkmittelverluste auftreten, erheblich gesteigert. Besonders vorteilhaft ist dieses Verfahren bei Tauchimprägniertechniken, bei denen während der Teilhärtung, die in eingetauchtem Zustand erfolgt, durch Einstellung von Aufheizgeschwindigkeit, Temperatur und Heizzeit ein erwünschter Füllgrad des Bauteils eingestellt werden kann.
Bevorzugt kann dieses Verfahren beim Tauchen bei Raumtemperatur und Spulenheizung mit Stromwärme kurz vor, während oder nach dem Eintauchen angewandt werden. Es wird zunächst nur wenig erwärmt, um eine schnelle Befüllung der inneren Bauteilbereiche zu erhalten, dann wird im Tränkmittel die Temperatur erhöht. Dabei wird nur in der unmittelbaren Umgebung der beheizten Spulen eine Gelierung des Tränkmittels eingeleitet. Nach der Gelierung bzw. Anhärtung wird ausgetaucht und zweckmäßig nach einer Wartezeit, die von Form und Größe des Bauteils und der Viskosität des Tränkmittels abhängt, während der das ungelierte Tränkmittel ablaufen kann, welches bevorzugt nach Kühlung in den Tränkmittelvorrat rückgeführt wird, mit einer Kombination aus Wärme und energiereicher Strahlung, bevorzugt UV-Licht ausgehärtet. In welcher Reihenfolge dabei Wärme und eήergierei- ehe Strahlung eingesetzt werden, ist erfindungsgemäß offen und im Einzelfall zu optimieren, wobei Art und Form der Bauteile und/oder auch anlagentechnische Gegebenheiten eine Rolle spielen können. So ist bei vielen Bauteilen eine gute Beheizung der inneren Bereiche über Stomzufuhr auf eine elektrische Wicklung möglich, zur Härtung auch der äußeren Bereiche kann dann bevorzugt UV-Licht vor, gleichzeitig mit oder nach der Stromheizung aufgebracht werden. Bei Bauteilen, die Bereiche aufweisen, die sowohl durch Stromwärme als auch mit UV- Licht schlecht erreichbar sind ist es z.B. möglich, nach der Gelierung im Tränkmittel und nachfolgendem Abtropfen und gegebenenfalls einer weiteren Härtung mit einer Kombination aus Strom und Entklebung der Oberfläche mit UV-Licht, eine thermische Aushärtung im Ofen anzuwenden. Durch die Oberflächenentklebung, die teilweise schon bei einer Anvernetzung erreicht wird, ist ein problemloses und sicheres Umgehen mit den Bauteilen möglich. Bei kleineren Bauteilen ist es z.B. oft vorteilhaft, eine Anzahl zu sammeln und zu einem späteren Zeitpunkt z.B. in einer Wärmekammer auszuhärten.
Ein weiter Vorteil des erfindungsgemäße Verfahrens besteht darin, daß es auf vorhandenen oder nur geringfügig modifizierten Anlagen durchgeführt werden kann, da seine Durchführung im wesentlichen durch Änderung der Steuerungsparameter und der Verfahrensreihenfolge möglich ist.
Bevorzugte Tränkmittel, mit denen das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann, sind solche Tränkmittel, die monomerenfreie nach einem nicht radikalischen Prozeß vernetzende Stoffe enthalten, beispielsweise auf Basis von dicyclopentadienmodifizierten Harzen, wie sie beispielsweise in der noch nicht""veröf- fentlichten deutschen Patentanmeldung P 195 42 564.2 offenbart sind.
Weiter können in den Tränkmitteln auch ionisch polyme- risierbare Stoffe eingesetzt werden, wie insbesondere monomere und/oder oligomere Epoxyde in Verbindung mit thermisch und unter UV-Licht aktivierbaren Initiatoren. Auch scdche Stoffe sind bekannter Stand der Technik. Die Auswahl der Stoffe zur Durchführung des erfindungsgemäße Verfahrens erfolgt unter Aspekten der technischen Eignung, Verfügbarkeit und/oder Kosten der Tränk- mittel.
Das erfindungsgemäße Verfahren vermeidet die Nachteile der Verfahren des bekannten Standes der Technik durch die spezifische Kombination seiner Maßnahmen, nämlich durch die Verwendung der speziellen monomerenfreien
Tränkmittel, durch die Einstellung der Tränkmittelverteilung und des Füllgrades durch gesteuerte Heizung der Bauteile nach der Tränkung bis zur Gelierung und Tränkmittelfixierung, das Ablaufenlassen des ungelierten Tränkmittels mit Rückführung in den Tränkmittelvorrat und die Härtung mit einer Kombination aus Wärme und energiereicher Strahlung, bevorzugt UV-Licht.
In einer besonders bevorzugten Ausführung der Erfindung wird bei Tränktechniken, bei denen die Bauteile ganz oder teilweise in die Tränkmittel eingebracht werden. nach dem Einbringen und nachdem die Bauteile das Tränkmittel aufgenommen haben, eine elektrische Aufheizung der Spulen bis zur Teilgelierung durchgeführt. Über Schnelligkeit, Höhe und Dauer dieser Heizung kann, in Abhängigkeit von der Reaktivität der Tränkmittel der Füllgrad sehr genau und reproduzierbar reguliert werden. Nach dieser Teilhärtung im getauchten Zustand werden die Bauteile aus dem Tränkmittel entnommen und das nicht nicht angelierte Tränkmittel abfließen lassen. In den meisten Fällen kann das abfließende Tränkmittel, gegebenenfalls nach Kühlung, in das Tränkbad zurückgeführt werden. Auch auf den Außenseiten der Bauteile (Blechpakete) , auf denen in der Regel kein oder nur wenig Tränkmittel erwünscht ist, kann dabei das anhaften- de Tränkmittel abfließen, wobei dieser Vorgang durch den allmählich nach außen dringende Wärmeabfluß der beheizten Bereiche unterstützt wird. Ein Vorteil der erfindungsgemäß eingesetzten monomerenfreien Harze ist dabei deren Härtungscharakteristik, bei der bis unmit- telbar vor der Gelierung keine Harzschädigung auftritt, so daß abtropfendes Harz in den Vorrat zurückgeführt werden kann. Durch Einwirken von energiereicher, bevorzugt UV-Strahlung vor und während der thermischen Härtung werden die Oberflächen der Bauteile versiegelt, die Gesamtverluste an Tränkmittel sind deshalb in einem bisher nicht erreichten Maße gering.
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung veranschaulichen.
Beispiele
Die Versuche wurden mit dem kommerziell verfügbaren monomerenfreien Tränkmittel Dobeckan MV 8001 UV ® durchgeführt, das sowohl thermisch als auch mit UV- Licht härtbar ist.
Bauteile waren Statoren von Großserienelektromotoren der Baugröße IEC 96, deren Wickelköpfe in einem Spritzgußteil aus Polyamidthermoplast fixiert sind.
Beurteilt werden
• Harzaufnahme, durch Wiegen des Bauteils vor der Trän- kung und nach der Härtung,
• Abtropfverluste die wegen Angelierung nicht mehr rückführbar sind, durch Wiegen des bei der Härtung abtropfenden angelierten Tränkmittels,
• Abdampfverluste bei der Härtung, durch Wiegen des Bauteils vor und nach der Härtung, abzüglich der Ab- tropfVerluste.
Beispiel 1 (Bl)
Bauteil und Tränkmittel haben Raumtemperatur von 26°C. Das Bauteil wird mit 100 mm/Minute eingetaucht, die Wicklung wird im Tauchbecken in 30 Sekunden auf 160°C geheizt und 1 Minute gehalten, dann wird mit der glei- chen Geschwindigkeit wieder ausgetaucht und über dem Becken 10 Minuten abtropfen lassen. Das rückfließende Material ist erkennbar ungeliert, nach 10 Minuten tropft fast nichts mehr ab und in beiden Wickelköpfen ist augenscheinlich erkennbar eine gute Füllung vorhan- den. Nun wird das Tauchbecken abgedeckt und die Wicklung über Stromwärme auf 180°C erwärmt und 10 Minuten gehalten, dabei werden 1 Minute vor Einschalten des Stromes mehrere um den Stator angeordnete Quecksilbermitteldruckbrennern mit einem Energiemaximum bei ca. 365 nm Wellenlänge und einer Bestrahlungsenergie von ca. 8 mJ/cm2 zugeschaltet. Bei dieser Härtung treten nur noch einige Tropfen Tränkmittel aus dem Bauteil aus. Das Blechpaket erwärmt sich auf ca. 95°C und die Kunststoffteile der Wickelköpfe auf ca. 75°C. Blechpaket und Wickelköpfe sind nach dem Abkühlen klebfrei, auch in abgeschatteten Bereichen des Bauteils ist manuell keine Klebrigkeit mehr bemerkbar.
Beispiel 2 (B2)
Es wird wie bei Beispiel 1 verfahren, aber im eingetauchten Zustand nur 30 Sekunden gehalten. Auch hier ist- in beiden Wickelköpfen augenscheinlich erkennbar eine gute, aber geringere Füllung als bei Bl vorhanden, die weiteren Beobachtungen decken sich mit Bl.
Beispiel 3 (B3)
Es wird wie bei Beispiel 1 verfahren, aber im einge- tauchten Zustand 2 Minuten gehalten. Hier ist in beiden Wickelköpfen augenscheinlich erkennbar eine sehr gute, und deutlich höhere Füllung als bei Bl vorhanden, die weiteren Beobachtungen decken sich mit Bl.
Figure imgf000012_0001
Die Statoren wurden zersägt um die Füllung beurteilen zu können. Das Bauteil laut B3 zeigt dabei eine perfekte Füllung von Nut und Wicklung, d.h. ca. 170g sind die maximal mögliche Harzaufnahme. Harzaufnahmen von ca 100% Füllgrad sind mit keinem anderen Verfahren nach dem Stand der Technik erreichbar. Die Abtropf- und Abdampfverluste sind dabei in einem ebenfalls bisher nicht erreichbaren Maße gering. Weiter ist es möglich, die Harzaufnahme z. B. aus Kostengründen, auf jeden gewünschten Füllgrad einzustellen.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Tränkung von Bauteilen mit monomerenfreien nicht radikalisch poly erisierenden Tränk- mittein, die bei Raumtemperatur flüssig sind oder durch Erwärmen verflüssigt werden können und durch eine kombinierte Anwendung von Wärme und energiereicher Strahlung härtbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauteile bei Umge- bungstemperatur oder in erwärmtem Zustand getränkt oder beim Tränken erwärmt werden und vor, gleichzeitig mit oder nach einer thermischen Härtung mit energiereicher Strahlung behandelt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmezufuhr während des Tränkens oder unmittelbar danach solchermaßen bemessen wird, daß eine Teilgelierung oder Teilhärtung des Tränkmittels erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tränkung durch Tauchen, Fluten, Vakuumtränken, Vakuumdrucktränken oder Träufeln erfolgt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauteile Wicklungen aus elektrisch leitenden Materialien enthalten, die im Tränkmittel durch Anlegen von Strom soweit er- hitzt werden, daß eine gewünschte Tränkmittelmenge geliert und fixiert wird, sowie daß nach dieser Gelierung die Bauteile aus dem Tränkmittel entnommen werden, ungeliertes Tränkmittel ablaufen lassen wird, welches gegebenenfalls gekühlt und zurück- geführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß UV-, Infrarot- und/oder Elektronenstrahlung als energiereiche Strahlung verwendet werden.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß Infrarotstrahlung auch vor, gleichzeitig mit oder nach dem Härten durch eine andere Art der Energiezufuhr angewandt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Erwärmen der Tränkmittel durch Anlegen von elektrischem Strom an die Wicklungen aus elektrisch leitfähigem Material er- folgt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die polymerisierbaren Tränkmittel monomere oder vorpoly erisierte Stoffe oder Mischungen aus monomeren und vorpolymerisier- ten Stoffe enthalten, die ionisch, radikal-ionisch, durch Wasserstoffübertragung, durch Polyaddition, Polykondensation, Cyclokondensation und/oder Diels- Alders-Kondensation polymerisierbar sind.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische leitfähige Wicklungen vor Aufbringen des Tränkmittels durch Träufeln und Fluten oder durch Vakuumtränken, Vakuumdrucktränken und Tauchen, zunächst in das
Tränkmittel eingetaucht und durch Stromzufuhr auf eine Temperatur erwärmt werden, bei der an den Wicklungen eine Viskositätsabsenkung des Tränkmittels eintritt und somit eine schnelle Tränkung er- folgt und daß danach durch weitere Stromzufuhr eine Gelierung oder Teilhärtung der Harzmasse in der Umgebung der beheizten Spule herbeigeführt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß durch Steuerung der
Zeit und Temperatur der Erwärmung an der elektrisch leitfähigen Wicklung während der Gelierung bzw. Teilhärtung des Tränkmittels die Viskosität des Tränkmittels in der Umgebung der beheizten Spule solchermaßen eingestellt wird, daß Füllgrade zwischen 5% und 100% erzielt werden.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die polymerisierbaren Tränkmittel Epoxydharze sowie Katalysatoren oder
Katalysatorenmischungen enthalten, die eine Polymerisation sowohl durch Wärme und/oder durch Strahlung auslösen.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die polymerisierbaren Tränkmittel Dicyclopentadien-Bausteine sowie Katalysatoren oder Katalysatorenmischungen enthalten, die eine Polymerisation sowohl durch Wärme als auch durch Strahlung auslösen.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Tränkmittel mindestens eine Komponente aus der Gruppe Acylphosphin- oxyde, C-C-labile Stoffe, Peroxyde, Azoverbindun- gen, Hydrochinone, Chinone, Alkylphenole und/oder Alkylphenolether enthalten.
PCT/EP1997/006324 1996-11-21 1997-11-13 Verfahren zur tränkung von bauteilen WO1998022961A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP97951184A EP0939962B2 (de) 1996-11-21 1997-11-13 Verfahren zur tränkung von bauteilen
DE59711552T DE59711552D1 (de) 1996-11-21 1997-11-13 Verfahren zur tränkung von bauteilen

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19648133.3 1996-11-21
DE19648133A DE19648133A1 (de) 1996-11-21 1996-11-21 Verfahren zur Tränkung von Bauteilen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO1998022961A1 true WO1998022961A1 (de) 1998-05-28

Family

ID=7812305

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP1997/006324 WO1998022961A1 (de) 1996-11-21 1997-11-13 Verfahren zur tränkung von bauteilen

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP0939962B2 (de)
DE (2) DE19648133A1 (de)
ES (1) ES2221076T5 (de)
WO (1) WO1998022961A1 (de)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19939760A1 (de) 1999-08-21 2001-03-08 Schenectady Int Inc Verfahren und Vorrichtung zur Isolierung elektrotechnischer Bauteile
DE10055345A1 (de) * 2000-11-08 2002-07-04 Nanogate Gmbh Verfahren zur Vernetzung von Oberflächenbeschichtung
DE202005021796U1 (de) 2004-06-16 2010-05-12 Gottlob Thumm Maschinenbau Gmbh Vorrichtung zum Vergießen von eine Wicklung aufweisenden elektrischen Bauteilen

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3914467A (en) * 1971-06-22 1975-10-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd Method of making resin encapsulated electric coil
JPS61214749A (ja) * 1985-03-15 1986-09-24 Toshiba Corp 回転電機巻線の絶縁処理方法
JPH0767300A (ja) * 1993-08-26 1995-03-10 Toshiba Corp 回転電機巻線のワニス処理方法
JPH0767302A (ja) * 1993-08-26 1995-03-10 Toshiba Corp 回転電機巻線の絶縁処理方法
EP0643467A2 (de) * 1993-09-11 1995-03-15 Herberts Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zur Fixierung von Wickelgütern mit radikalisch polymerisierbaren Massen
DE19542564A1 (de) * 1995-11-15 1997-05-22 Beck & Co Ag Dr Verfahren zur Imprägnierung von elektrisch leitenden Substraten

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4237132C1 (de) † 1992-11-03 1994-07-07 Siemens Ag UV-aktiviert thermisch härtendes einkomponentiges Reaktionsharzsystem
DE19600149A1 (de) † 1996-01-04 1997-07-10 Beck & Co Ag Dr Tränk-, Verguß- und Überzugsmassen

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3914467A (en) * 1971-06-22 1975-10-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd Method of making resin encapsulated electric coil
JPS61214749A (ja) * 1985-03-15 1986-09-24 Toshiba Corp 回転電機巻線の絶縁処理方法
JPH0767300A (ja) * 1993-08-26 1995-03-10 Toshiba Corp 回転電機巻線のワニス処理方法
JPH0767302A (ja) * 1993-08-26 1995-03-10 Toshiba Corp 回転電機巻線の絶縁処理方法
EP0643467A2 (de) * 1993-09-11 1995-03-15 Herberts Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zur Fixierung von Wickelgütern mit radikalisch polymerisierbaren Massen
DE19542564A1 (de) * 1995-11-15 1997-05-22 Beck & Co Ag Dr Verfahren zur Imprägnierung von elektrisch leitenden Substraten

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 011, no. 055 (E - 481) 20 February 1987 (1987-02-20) *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 095, no. 006 31 July 1995 (1995-07-31) *

Also Published As

Publication number Publication date
DE59711552D1 (de) 2004-05-27
ES2221076T5 (es) 2009-11-30
EP0939962B1 (de) 2004-04-21
EP0939962B2 (de) 2009-07-08
EP0939962A1 (de) 1999-09-08
DE19648133A1 (de) 1998-05-28
ES2221076T3 (es) 2004-12-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0643467B2 (de) Verfahren zur Fixierung von Wickelgütern mit radikalisch polymerisierbaren Massen
DE2428816A1 (de) Elektrisches hochspannungs-bauelement mit einer mehrzahl miteinander ueber mindestens ein prepreg verbundener hochspannungs-wicklungsstaebe
EP0939963B1 (de) Verfahren zur tränkung von bauteilen
EP1206780B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur isolierung elektrotechnischer bauteile
WO2012152580A2 (de) Verfahren zum herstellen eines elektrischen isolationssystems für eine elektrische maschine
DE19631474C1 (de) Vorrichtung zum Imprägnieren von Wicklungen
EP0939962B1 (de) Verfahren zur tränkung von bauteilen
WO1998023023A1 (de) Verfahren zur tränkung von bauteilen
DE3230426C2 (de) Mit einem elektrischen Isoliermaterial beschichtetes elektrisches Bauteil und Verfahren zum elektrischen Isolieren des Bauteils
DE10345265B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Imprägnieren, Verfestigen und Elektroisolieren von ein- oder mehrlagige Wicklungen tragenden Körpern
EP4113790A1 (de) Verfahren zum imprägnieren, verfestigen oder elektroisolieren eines ein- oder mehrlagige wicklungen tragenden körpers sowie anlage zur durchführung dazu
EP1042757A1 (de) Verfahren zur herstellung von imprägnierbaren feinglimmerbändern mit eingebautem beschleuniger
WO1995017755A1 (de) Verfahren zur herstellung einer isolation
DE2847988A1 (de) Verfahren zum verkleben von blechpaketen im elektromaschinen- und transformatorenbau
DE19644187A1 (de) Verfahren und Einrichtung zum Vorwärmen, Imprägnieren und Aushärten von Imprägniermitteln in Wicklungseinzelteilen sowie deren Baugruppen elektrischer Maschinen
DE811847C (de) Verfahren zum Lackieren bzw. Impraegnieren von elektrischen Wicklungen oder Traegern elektrischer Wicklungen
DE2713566A1 (de) Anaerobisch aushaertendes isolationsharzsystem
DE2723634A1 (de) Verfahren zum aushaerten von hochspannungsisolierungen an wicklungen elektrischer maschinen
DE3036315A1 (de) Verfahren zur haertung von synthetischen harzen mit mikrowellen
WO2019211274A1 (de) Elektrisches isolationssystem eines elektromotors und herstellungsverfahren dazu
DE2206528C3 (de) Elektrische Isolierung für Hochspannungswicklungen, insbesondere für elektrische Maschinen
DE19928323A1 (de) Verfahren zum Imprägnieren von elektrischem Wickelgut
DE2630690A1 (de) Die thermische behandlung und das impraegnierungs- und polymerisationsverfahren fuer die herstellung von schnitt- und ringbandkernen
DE2739289A1 (de) Vorimpraegnierungs-flachmaterial, damit isolierte elektrische einrichtungen und verfahren zur herstellung dieser einrichtungen
DE2060779A1 (de) Verfahren zum UEberziehen von elektrischen Leitern mit einer isolierenden Lackschicht

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): BR CA JP US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE

DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1997951184

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 09308118

Country of ref document: US

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 1997951184

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: CA

WWG Wipo information: grant in national office

Ref document number: 1997951184

Country of ref document: EP