WO2010069948A2

WO2010069948A2 - Verfahren zum entfernen eines auf einem ständereisen geschichteten, elektrisch isolierenden pulvers, vorrichtung zur durchführung des verfahrens sowie elektrische maschine mit einem ständereisen

Info

Publication number: WO2010069948A2
Application number: PCT/EP2009/067169
Authority: WO
Inventors: Alexander Mueller
Original assignee: Robert Bosch Gmbh
Priority date: 2008-12-17
Filing date: 2009-12-15
Publication date: 2010-06-24
Also published as: BRPI0923044A2; DE102008054810A1; WO2010069948A3; EP2380263A2; CN102318170A

Abstract

Verfahren zum Entfernen eines auf einem Ständereisen (17) geschichteten, elektrisch isolierenden Pulvers (), wobei das Ständereisen (17) nach radial innen gerichtete Zähne (69) und nach radial innen offene Nuten (72) aufweist und die nach radial innen gerichteten Zähne (69) je eine nach radial innen gerichteten Oberfläche (75) zur Bildung einer zentralen Öffnung (78) des Ständereisens (17) aufweisen und diese Oberfläche (75) in einem Verfahrenszustand (Z1) mit dem Pulver (81) beschichtet ist, wobei in einem darauf folgenden Schritt (S1) das Pulver von dieser Oberfläche (75) entfernt und danach aufgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Pulver (81) außerhalb der zentralen Öffnung (78) des Ständereisens (17) aufgenommen wird. Des weiteren sind Ansprüche auf die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und eine elektrische Maschine mit einem erfindungsgemäß hergestellten Ständereisen (17) gerichtet.

Description

Beschreibung

Titel

Verfahren zum Entfernen eines auf einem Ständereisen geschichteten, elektrisch isolierenden Pulvers, Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sowie elektrische Maschine mit einem Ständereisen

Stand der Technik

Aus der US 6,856,052 B2 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung bekannt, mit dem ein Ständereisen mit einer Pulverbeschichtung versehen werden kann.

Nachteilig ist dabei die Art und Weise wie das Ständereisen transportiert wird.

Die dort offenbarten Transportwalzen wechselwirken mit den Ständerzähnen, so dass es zu Erschütterungen beim Drehen des Ständereisen kommen kann.

Diese Erschütterungen können zu eher ungleichmäßigen Schichtdicken führen.

Offenbarung der Erfindung

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird ermöglicht, dass sich das abgelöste Pulver außerhalb des Ständereisens ansammelt und nicht beispielsweise in den Nuten des Ständereisens, was zu unregelmäßigen

Schichtdicken führen kann.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Die Erfindung wird anhand der Figuren erläutert. Es zeigen:

Figur 1 zeigt einen Querschnitt durch eine elektrische Maschine, Figur 2 eine räumliche Ansicht eines Ständereisens, Figur 3 ein schematisches Verfahren zum Entfernen eines auf einem Ständereisen geschichteten, elektrisch isolierenden Pulvers, Figur 4 ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens, Figur 5 ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens, Figur 6 ein drittes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Figur 7 ein viertes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens, Figur 8 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, Figur 9 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Ausführungsformen der Erfindung

Beschreibung

In Figur 1 ist ein Querschnitt durch eine elektrische Maschine 10, hier in der

Ausführung als Generator bzw. Wechsel-, insbesondere Drehstromgenerator für Kraftfahrzeuge, dargestellt. Diese elektrische Maschine 10 weist u. a. ein zweiteiliges Gehäuse 13 auf, das aus einem ersten Lagerschild 13.1 und einem zweiten Lagerschild 13.2 besteht. Das Lagerschild 13.1 und das Lagerschild 13.2 nehmen in sich einen sogenannten Stator 16 auf, der einerseits aus einem im

Wesentlichen kreisringförmigen Ständereisen 17 besteht, und in dessen nach radial innen gerichtete, sich axial erstreckende Nuten eine Ständerwicklung 18 eingelegt ist. Dieser ringförmige Stator 16 umgibt mit seiner radial nach innen gerichteten genuteten Oberfläche einen Rotor 20, der als Klauenpolläufer ausgebildet ist. Der Rotor 20 besteht u. a. aus zwei Klauenpolplatinen 22 und 23, an deren Außenumfang jeweils sich in axialer Richtung erstreckende Klauenpolfinger 24 und 25 angeordnet sind. Beide Klauenpolplatinen 22 und 23 sind im Rotor 20 derart angeordnet, dass deren sich in axialer Richtung erstreckende Klauenpolfinger 24 bzw. 25 am Umfang des Rotors 20 einander abwechseln. Es ergeben sich dadurch magnetisch erforderliche Zwischenräume zwischen den gegensinnig magnetisierten Klauenpolfingern 24 und 25, die als Klauenpolzwischenräume bezeichnet werden. Der Rotor 20 ist mittels einer Welle 27 und je einem auf je einer Rotorseite befindlichen Wälzlager 28 in den jeweiligen Lagerschilden 13.1 bzw. 13.2 drehbar gelagert. Der Rotor 20 weist insgesamt zwei axiale Stirnflächen auf, an denen jeweils ein Lüfter 30 befestigt ist. Dieser Lüfter 30 besteht im Wesentlichen aus einem plattenförmigen bzw. scheibenförmigen Abschnitt, von dem Lüfterschaufeln in bekannter Weise ausgehen. Diese Lüfter 30 dienen dazu, über Öffnungen 40 in den Lagerschilden 13.1 und 13.2 einen Luftaustausch zwischen der Außenseite der elektrischen Maschine 10 und dem Innenraum der elektrischen Maschine 10 zu ermöglichen. Dazu sind die Öffnungen 40 im Wesentlichen an den axialen Enden der Lagerschilde 13.1 und 13.2 vorgesehen, über die mittels der Lüfter 30 Kühlluft in den Innenraum der elektrischen Maschine 10 eingesaugt wird. Diese

Kühlluft wird durch die Rotation der Lüfter 30 nach radial außen beschleunigt, so dass diese durch den kühlluftdurchlässigen Wicklungsüberhang 45 hindurchtreten kann. Durch diesen Effekt wird der Wicklungsüberhang 45 gekühlt. Die Kühlluft nimmt nach dem Hindurchtreten durch den Wicklungsüberhang 45 bzw. nach dem Umströmen dieses Wicklungsüberhangs

45 einen Weg nach radial außen, durch hier in dieser Figur 1 nicht dargestellte Öffnungen.

In Figur 1 auf der rechten Seite befindet sich eine Schutzkappe 47, die verschiedene Bauteile vor Umgebungseinflüssen schützt. So deckt diese

Schutzkappe 47 beispielsweise eine sogenannte Schleifringbaugruppe 49 ab, die dazu dient, eine Erregerwicklung 51 mit Erregerstrom zu versorgen. Um diese Schleifringbaugruppe 49 herum ist ein Kühlkörper 53 angeordnet, der hier als Pluskühlkörper wirkt. Als sogenannter Minuskühlkörper wirkt das Lagerschild 13.2. Zwischen dem Lagerschild 13.2 und dem Kühlkörper 53 ist eine

Anschlussplatte 56 angeordnet, die dazu dient, im Lagerschild 13.2 angeordnete Minusdioden 58 und hier in dieser Darstellung nicht gezeigte Plusdioden im Kühlkörper 53 miteinander zu verbinden und somit eine an sich bekannte Brückenschaltung darzustellen.

In Figur 2 ist ein Ständereisen 17 vor dem Einlegen der Ständerwicklung 18 dargestellt. Es zeigt zwei in Axialrichtung z (zentrale Achse des zylinderringartigen Grundkörpers) von einander abgewandte Stirnflächen 60 und 63, eine zylindrische Außenfläche 66. Des Weiteren sind nach radial innen ausgerichtete Zähne 69 und nach radial innen offene Nuten 72 dargestellt. Die nach radial innen gerichteten Zähne 69 weisen je eine nach radial innen gerichteten Oberfläche 75 auf. Diese Oberflächen 75 bilden eine zentrale im Wesentlichen runde Öffnung 78 des Ständereisens 17. Diese Nuten 72 und auch die Stirnflächen 60 und 63 werden zur elektrischen Isolation mit einem Pulver 81 beschichtet. Dieses Pulver 81 dient nach einem Aushärtevorgang dazu, eine eingelegte Ständerwicklung 18 vor einem elektrischen Kontakt mit dem elektrisch leitfähigen Material des Ständereisens 17 zu schützen und damit Kurzschlüsse in der Ständerwicklung 18 zu vermeiden.

Eine Beschichtung der Oberflächen 75 ist nicht erwünscht, da diese einerseits technisch nicht notwendig ist und andererseits unsinnig ist, da sie den Spalt zwischen dem Rotor 20 und dem Stator 16 vergrößert und damit der Wirkungsgrad der Maschine verschlechtert würde. Das Pulver 81 ist zunächst mittels eines elektrostatischen Verfahrens auf die Stirnflächen 60 und 63, die

Oberfläche der Nuten 72, die Oberflächen der Zähne 75 im Allgemeinen und im Speziellen auf die Oberflächen 75 aufgebracht (Verfahrenszustand Zl). Gemäß Figur 3 ist ein Verfahren zum Entfernen des auf dem Ständereisen 16 geschichteten, elektrisch isolierenden Pulvers 81 vorgesehen (Schritt Sl).

Das Ständereisen 17 wird dabei gemäß Figur 4 in einer Haltevorrichtung 84 gehalten. Eine Bürste 87 und/oder eine Wischlippe 90 (Wischvorrichtung) entfernt durch Rotation entlang der zentralen Öffnung 78 das Pulver 81, welches an den Oberflächen 75 haftet. Das Pulver 81 rieselt bedingt durch die Schwerkraft aus der zentralen Öffnung 78 heraus und fällt außerhalb der zentralen Öffnung 78 in ein Auffangmittel 93 - hier eine Schale 96, die direkt unterhalb der zentralen Öffnung 78 angeordnet ist. Das entfernte Pulver 81 wird somit außerhalb der zentralen Öffnung 78 aufgenommen.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel nach Figur 5 wird das Ständereisen

17 wiederum in einer Haltevorrichtung 84 gehalten. Eine Bürste 87 (Bürstenvorrichtung; alternativ oder ergänzend mit einer Wischlippe 90) entfernt durch Rotation relativ zu der zentralen Öffnung 78 das Pulver 81, welches an den Oberflächen 75 haftet. Das Pulver 81 rieselt bedingt durch die Schwerkraft in die zentrale Öffnung 78 und wird von einer Absaugvorrichtung 99 - hier stilisiert durch zwei Rohre 102 dargestellt - aufgenommen. Die mit einem Punkt versehenen Bezugsbuchstaben m stellen den Massestrom an abgesaugtem Pulver 81 dar.

Im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 6 ist die Absaugeinrichtung 99 durch zwei verhältnismäßig groß dimensionierte Rohre 105 dargestellt. Diese Rohre 105 saugen mittels ringförmiger Öffnungen 108 (Mündung) das Pulver 81 an, das mittels einer Bürste 87 (alternativ oder ergänzend mit einer Wischlippe 90) entfernt wird. Die ringförmigen Öffnungen 108 befinden sich dabei näher am

Rand der zentralen Öffnung 78 und damit näher an den Oberflächen 75 als an der zentralen Achse z.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Figur 7 wird das Pulver 81 mittels einer Strömungserzeugungsvorrichtung 111 und durch diese erzeugte Strömung 114 von der Oberfläche 75 entfernt.

Während des Verfahrens wird das Ständereisen 17 in einer Haltevorrichtung 84 gehalten. Dabei kann die Haltevorrichtung 84 derart gestaltet sein, dass diese ortsfest ist und die Bürste 87 und/oder die Wischlippe 90 durch Rotation entlang der Oberflächen 75 gleitet. Alternativ kann auch die Haltevorrichtung 84 mit dem Ständereisen 17 rotieren und die Bürste 87 und/oder die Wischlippe 90 ortsfest entlang der Oberflächen 75 gleiten.

Alternativ zur Ausführung nach Figur 4 könnte die Achse z auch schräggestellt sein und ebenso entweder das Ständereisen 17 oder die Bürsten- bzw. Wischvorrichtung entlang der Oberflächen 75 gleiten. Vorteilhafter ist ein rotierendes Ständereisen, da sich dadurch eine bessere Verteilung des Pulvers 81 ergibt.

Nach dem Entfernen des Pulvers 81 von den Oberflächen 75 wird dieses mittels einer Heizvorrichtung aufgeschmolzen und anschließend durch abkühlen ausgehärtet. In Figur 8a bis 8 d ist stark schematisch der gesamte Verfahrensablauf dargestellt: Zunächst wird ein Ständereisen 17 in eine Haltevorrichtung 84 eingesetzt, Fig. 8a. Das Ständereisen 17 wird falls erforderlich mittels Spannkräften F in der Haltevorrichtung 84 gesichert, Fig. 8b. Ein Pulverteller 114 als Teil einer Beschichtungsvorrichtung 115 wird durch die zentrale Öffnung 78 hindurch gehoben. Dabei liegt zwischen dem sich auf dem Teller befindlichen Pulver 81 und dem Ständereisen 17 ein elektrostatisches Feld an, welches dazu führt, dass sich das Pulver 81 an der Oberfläche des Ständereisens 17 niederschlägt. Gemäß Fig. 8c werden die Oberflächen 75 der Zähne 69 vom Pulver 81 gereinigt und schließlich wird mittels einer Heizvorrichtung 117 das am

Ständereisen 17 verbliebene Pulver 81 ausgehärtet, Fig. 8d.

Fig. 8a bis d zeigt somit eine Vorrichtung zur Durchführung des vorbeschriebenen Verfahrens mit einer Haltevorrichtung 84 zum Halten des Ständereisens 17, wobei das Ständereisen 17 nach radial innen gerichtete

Zähne 69 und nach radial innen offene Nuten 72 aufweist und die nach radial innen gerichteten Zähne 69 je eine nach radial innen gerichteten Oberfläche 75 zur Bildung einer zentralen Öffnung 78 des Ständereisens 17 aufweisen, mit einer Beschichtungsvorrichtung 115 zum Aufbringen von Pulver 81 auf ein Ständereisen 17 und mit einer Vorrichtung zum Entfernen des Pulvers 81 von einer nach radial innen gerichteten Oberfläche 75 und einer Vorrichtung zum Aufnehmen des entfernten Pulvers 81 , wobei die Vorrichtung (Auffangmittel 93, Absaugvorrichtung 99) zum Aufnehmen des entfernten Pulvers 81 außerhalb der zentralen Öffnung 78 angeordnet ist.

Gemäß Figur 9 kann eine Hubvorrichtung sowohl einen Pulverteller 114 als auch eine Schale 96 gemeinsam heben und senken. Damit entfiele zeitaufwändiges Bewegen des Ständereisens 17 von einer zur nächsten Station. Der Pulverteller 114 und die Schale 96 sind mechanisch miteinander gekoppelt sind und durch eine Kopplung gleichzeitig bewegbar.

Schließlich ist eine elektrische Maschine 10 vorgesehen, deren Ständereisen 17 unter Beachtung der erwähnten Verfahrensschritte und unter Verwendung der beschriebenen Vorrichtung hergestellt ist.

Claims

Ansprüche

1. Verfahren zum Entfernen eines auf einem Ständereisen (17) geschichteten, elektrisch isolierenden Pulvers 0, wobei das Ständereisen (17) nach radial innen gerichtete Zähne (69) und nach radial innen offene Nuten (72) aufweist und die nach radial innen gerichteten Zähne (69) je eine nach radial innen gerichteten Oberfläche (75) zur Bildung einer zentralen Öffnung (78) des Ständereisens (17) aufweisen und diese Oberfläche (75) in einem Verfahrenszustand (Zl) mit dem Pulver (81) beschichtet ist, wobei in einem darauf folgenden Schritt (Sl) das Pulver von dieser Oberfläche (75) entfernt und danach aufgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Pulver (81) außerhalb der zentralen Öffnung (78) des Ständereisens (17) aufgenommen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das entfernte Pulver (81) in ein Auffangmittel (93) fällt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das entfernte Pulver (81) von einer Absaugvorrichtung (99) aufgenommen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die

Absaugvorrichtung (99) mindestens eine Mündung aufweist, die in einem von einer zentralen Achse (z) entfernten Bereich Pulver (81) ansaugt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Absaugvorrichtung (99) eine ringförmige Mündung hat.

6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Pulver (81) mittels einer Wischvorrichtung von der Oberfläche (75)gewischt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Pulver (81) mittels einer Bürstenvorrichtung von der Oberfläche (75) gebürstet wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Pulver (81) mittels einer Strömungsvorrichtung (111) durch Strömung (114) von der Oberfläche (75) entfernt wird.

9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ständereisen (17) in einer Haltevorrichtung (84) gehalten wird.

10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ständereisen (17) nach dem Entfernen des Pulvers (81) von der Oberfläche (75) mittels einer Heizvorrichtung aufgeschmolzen und anschließend ausgehärtet wird.

11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche mit einer Haltevorrichtung (84) zum Halten des Ständereisens (17), wobei das Ständereisen (17) nach radial innen gerichtete Zähne (69) und nach radial innen offene Nuten (72) aufweist und die nach radial innen gerichteten Zähne (69) je eine nach radial innen gerichteten Oberfläche (75) zur Bildung einer zentralen Öffnung (78) des Ständereisens (17) aufweisen, mit einer Beschichtungsvorrichtung (115) zum Aufbringen von Pulver (81) auf ein Ständereisen (17) und mit einer Vorrichtung zum Entfernen des Pulvers (81) von einer nach radial innen gerichteten Oberfläche (75) und einer Vorrichtung zum Aufnehmen des entfernten Pulvers (81) , dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zum Aufnehmen des entfernten Pulvers (81) außerhalb der zentralen Öffnung (78) angeordnet ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Pulverteller (114) und eine Schale (96) miteinander mechanisch gekoppelt sind und durch eine

Kopplung gleichzeitig bewegbar sind.

13. Elektrische Maschine mit einem Ständereisen hergestellt unter Beachtung der Verfahrensschritte nach einem der Ansprüche 1 bis 11, vorzugsweise unter Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 oder 13.