WO2022189109A1 - Fertigungsanlage zur träufelimprägnierung eines werkstücks und ein entsprechendes verfahren - Google Patents

Fertigungsanlage zur träufelimprägnierung eines werkstücks und ein entsprechendes verfahren Download PDF

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WO2022189109A1
WO2022189109A1 PCT/EP2022/053838 EP2022053838W WO2022189109A1 WO 2022189109 A1 WO2022189109 A1 WO 2022189109A1 EP 2022053838 W EP2022053838 W EP 2022053838W WO 2022189109 A1 WO2022189109 A1 WO 2022189109A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
station
workpiece
designed
production plant
workpieces
Prior art date
Application number
PCT/EP2022/053838
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jens Berthold
Norman Kroll-Gast
Original Assignee
Gehring Technologies Gmbh + Co. Kg
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
Application filed by Gehring Technologies Gmbh + Co. Kg filed Critical Gehring Technologies Gmbh + Co. Kg
Priority to EP22710510.3A priority Critical patent/EP4150747A1/de
Publication of WO2022189109A1 publication Critical patent/WO2022189109A1/de

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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

Definitions

  • the invention relates to a production plant for trickle impregnation of a workpiece with the features of the preamble of claim 1 and a method for
  • stator and armature a strengthening of the windings of the stator and armature must be made. This is usually done by means of a so-called trickling process and a related impregnation device.
  • the stator or the To this end, the armature is heated and usually clamped in the impregnation device at an angle with respect to its longitudinal axis and rotated about this longitudinal axis.
  • the stator or armature can also be aligned horizontally.
  • a synthetic resin that is initially liquid at room temperature is then preferably dripped onto the higher axial end of the stator or armature, for example onto its end winding.
  • stator or armature When the stator or armature is subsequently heated to a curing temperature of the synthetic resin, the latter hardens to form a duroplastic which, after this curing, can no longer be deformed by renewed heating. As a result, the components of the stator or armature that have come into contact with the synthetic resin are firmly connected to one another.
  • At least the stator or armature is heated to a so-called trickling temperature before the start of the trickling process and is kept at this temperature during the trickling process.
  • DE 102017 001 939 A1 describes a production plant in which an impregnation device is integrated.
  • the disadvantage here is that the production plant described in DE 102017 001 939 A1 has many areas that are difficult to access. This increases the effort required for, for example, maintenance work on the production plant or the individual elements of the production plant.
  • the object of the present invention is manufacturing plant for trickle impregnation of a workpiece and to provide and optimize a corresponding method for trickle impregnation, the above disadvantages being eliminated.
  • the production plant includes several work stations.
  • a first work station is designed as a heating station for heating the workpiece to a trickling temperature.
  • the workpiece can be heated inductively, for example by means of appropriate coils.
  • a second work station is designed as a trickling station for at least partially trickling the work piece with the synthetic resin.
  • a third work station is designed as a curing station for heating the workpiece to a curing temperature of the synthetic resin.
  • the cure temperature is the temperature at which the resin hardens and forms a thermoset.
  • the curing temperature can be higher than the trickling temperature.
  • the production plant also includes at least one handling device. This is trained to do that Workpiece to handle and to transport between the individual work stations.
  • the manufacturing facility further comprises a closed housing within which at least the first, second and third work stations are arranged. In particular, all work stations are arranged within the closed housing.
  • the handling device is constructed and arranged to move within the housing.
  • the handling device is designed and arranged so that it does not leave the housing when the workpiece is being transported between the first, second and third work station.
  • a movement of the handling device means, in particular, a change in the position of the handling device within the housing.
  • the handling device can have several, in particular four, rollers or wheels, it being possible for the handling device to be moved within the housing by means of the rollers or wheels.
  • the handling device can be designed to move in a straight line (that is to say along a straight path) and/or in a translatory manner (that is to say without changing its alignment or orientation).
  • the handling device can have an elongate, column-like shape, in particular extending along a vertical direction.
  • the handling device can have a carriage, which is arranged on the handling device and in particular along the longitudinal extent (or along the vertical direction) of the Handling device is designed to be movable.
  • the carriage can be designed to be moved perpendicularly to the direction of movement of the handling device.
  • the carriage can be designed to hold at least one workpiece, in particular two or more workpieces.
  • the carriage can include a drive, it being possible for the workpieces held in the carriage to be driven in rotation by means of the drive.
  • the drive can include a drive belt (or drive chain) by means of which all the workpieces held in the carriage can be driven in rotation simultaneously and in the same way.
  • the handling device and the carriage arranged on the handling device can be set up so that they can be moved simultaneously, it being possible for the movement of the handling device and the movement of the carriage to be oriented orthogonally to one another.
  • the handling device and/or the carriage arranged on the handling device can be designed to be movable in two, in particular in three, spatial directions (degrees of freedom). In other words, the position of the handling device and / or at the
  • Handling device arranged carriage can be changed within the housing in two, especially in three spatial directions.
  • the handling device and/or the carriage arranged on the handling device can be designed to be able to move or transport the workpiece in all three spatial directions (dimensions).
  • the handling device and the on the handling device Arranged slides can be moved simultaneously or sequentially.
  • the work stations can be spatially delimited or separated from one another, for example by openable wall sections/portals.
  • the workstations can each be designed as separate, in particular interchangeable, in particular self-contained modules. Separations or wall sections can be provided between the individual work stations, which spatially separate the individual work stations from one another. In particular, the work stations can be arranged in a row next to one another.
  • the closed housing includes a number of work stations, in particular the first, second and third work stations. Additional workstations can be provided. Additional workstations may be encompassed or enclosed by the housing. In particular, the housing can include all workstations. It is conceivable that the closed housing includes other elements of the production facility.
  • the closed housing can be formed by individual sub-housings that are connected to one another.
  • the first, second and third workstations can each have a partial housing.
  • the partial housings can each be connected to one another by openable wall sections or connecting portals. Through the openable wall sections or connection portals, the handling device can Get workstation to workstation or from part housing to part housing without leaving the entire housing.
  • the housing or the individual sub-housings can each comprise a plurality of wall sections which are each formed in one piece.
  • the individual sub-housings can also be connected to one another by permanently open passages for the handling device.
  • the production facility can include additional work stations.
  • these further workstations can also be arranged inside the housing, in particular can include partial housings that form part of the housing.
  • a fourth work station can be designed as a gel coating station for at least partially sprinkling the work piece with a gel.
  • the fourth work station can be arranged between the second and the third work station.
  • the gel coating station can be located between the trickling station and the curing station.
  • the gel can be the same synthetic resin that is used for dripping in the drip station.
  • the gel can also include the synthetic resin used for dripping in the drip station, as well as other substances.
  • the gel can also be another synthetic resin or another substance.
  • a fifth work station can be designed as a gelation station for heating the workpiece to a gelation temperature.
  • the heating of the workpiece to the gelation temperature can in particular be realized inductively.
  • the gelation temperature can be higher than the trickling temperature and lower than the curing temperature.
  • a first, fifth work station can be designed as a first gelation station for heating the workpiece, in particular inductively, to a first gelation temperature.
  • the still liquid synthetic resin can be caused to gel in the first gelling station.
  • the first gelation temperature is higher than the trickling temperature and lower than the setting temperature.
  • the synthetic resin that is still liquid can be heated from the trickling temperature to a first gelation temperature, so that the liquid synthetic resin assumes a gel-like, viscous state, but does not yet harden.
  • a second, fifth work station can be designed as a second gelation station for, in particular inductive, heating of the workpiece to a second gelation temperature.
  • the gel coating station can be arranged between the first gelling station and the second gelling station.
  • the second gelation temperature can be higher than the first gelation temperature and lower than that
  • the synthetic resin that has already gelled can be further gelled.
  • the viscosity of the synthetic resin, which is already viscous can be further increased in the second gelling station, with the synthetic resin not yet hardening.
  • the viscosity of the gel dripped on in the gel coating station can be increased in the second gelling station.
  • a sixth work station can be designed as a loading/unloading station.
  • the loading/unloading station can include a feed device for feeding the workpiece into the production plant.
  • the loading/unloading station can include a removal device for removing the workpiece from the production facility.
  • the feed device can be designed in the form of a first conveyor belt.
  • the discharge device can be designed in the form of a second conveyor belt.
  • the loading/unloading station cannot be enclosed by the closed housing. In other words, the loading/unloading station can be arranged outside the closed housing.
  • the loading/unloading station can include at least one weighing device for weighing the workpiece.
  • a loading/unloading station can comprise a first and a second weighing device.
  • the first weighing device can be provided for weighing the workpiece before dripping.
  • the second weighing device can be provided for weighing the workpiece after dripping.
  • the first weighing device can be arranged on the feeding device.
  • the second weighing device can be arranged on the discharge device. It is also conceivable that the workpiece is weighed by the same weighing device before and after sprinkling.
  • the loading/unloading station can include a first transfer device.
  • the first transfer device can be designed and arranged to handle the workpiece within the loading/unloading station.
  • the first transfer device can be designed and arranged to transfer the workpiece to the handling device.
  • the first transmission device can be designed in the form of a robot arm.
  • Each workstation can contain multiple recordings.
  • Each receptacle can be designed to receive the workpiece.
  • the loading/unloading station may include a storage cabinet.
  • the recordings of the loading/unloading station can be arranged in the storage cabinet.
  • the receptacles of the loading/unloading station can be designed to be moved within the storage cabinet.
  • the storage cabinet can be in the form of a paternoster cabinet.
  • the manufacturing facility can include at least one rail. This can in particular be designed to run in a straight line.
  • the handling device can be designed to be movable along the rail. In other words, the handling device can be moved back and forth on the rail.
  • the rail can be designed and arranged in such a way that the rail extends through the closed housing.
  • the rail can only be designed to extend out of the closed housing on one side on the side of the loading/unloading station.
  • the rail can also be on both sides The sides of the loading/unloading station and the curing station can be extended out of the closed housing.
  • the rail can be arranged on the bottom of the housing. It is also conceivable that the rail is arranged inside the housing, on the housing cover.
  • the handling device can be designed to rotate the workpiece.
  • the handling device can be designed to rotate the workpiece while the workpiece is being handled.
  • the handling device can be designed to rotate the workpiece while it is being transported.
  • the handling device can be designed to rotate the workpiece along its longitudinal axis. It is also conceivable that the workpiece is rotated by means of the handling device along a transverse axis arranged transversely to the longitudinal axis.
  • the handling device can be designed to rotate several, in particular two, workpieces at the same time and in the same way by means of a common drive belt.
  • the workpieces can be driven in rotation by means of a common drive belt (or drive chain).
  • the manufacturing facility may include a cooling station.
  • the cooling station can be in the form of a cooling tunnel.
  • the cooling tunnel may be formed in a straight line shape.
  • the cooling station can be designed in particular to cool down the workpiece that has been heated to the curing temperature.
  • the cooling can be active, for example by means of supplying cooling air (e.g. by means of fans, air conditioning) are supported.
  • the cooling station is arranged in particular outside the housing.
  • the production plant with the stations described above is constructed in a U-shape.
  • a first leg of the U-shape of the production facility can be formed at least by the first, second and third work station, in particular by all work stations, except for the loading/unloading station.
  • the first leg may be formed in a straight line shape.
  • the first leg can be enclosed by the housing.
  • the rail may be located within the first leg and within the housing. In other words, the rail can run inside the housing or the rail can run inside the first leg.
  • the second leg of the U-shape of the manufacturing facility can be formed by the cooling station.
  • the second leg is arranged outside of the housing.
  • the second leg of the U-shape of the production facility is in particular not enclosed by the housing.
  • the second leg can also be in the form of a straight line.
  • the two legs of the U-shape of the production facility can be connected to one another by the loading/unloading station.
  • the two legs are arranged parallel to one another.
  • the loading/unloading station can be arranged inside the housing. In other words, the loading/unloading station can be enclosed by the housing. It is also conceivable that the loading/unloading station can be arranged outside the housing. In other words, it can also be conceivable that the loading/unloading station is not enclosed by the housing.
  • the production plant can include a second transfer device.
  • the second transfer device can be designed in the form of a portal.
  • the second transfer device can be designed to transfer the workpiece, which has been heated to the curing temperature, from the heating station to the cooling station.
  • the second transfer device can be designed, for example, in the form of a crane, which is designed to be movable along the portal.
  • the second transfer device can be arranged parallel to the loading/unloading station.
  • the second transfer device can connect the two legs of the above-described U-shape of the production plant to one another at the ends of the legs facing away from the loading/unloading station.
  • the housing may have an elongated rectilinear shape.
  • the housing can have an L-shape, in particular if all work stations (including the loading/unloading station) are enclosed by the housing.
  • a workpiece can be fed into the manufacturing facility via the feeder.
  • the workpiece can thus reach the loading/unloading station.
  • the workpiece can be handled by means of the first transfer device and/or transferred to the handling device.
  • the handling device the workpiece in the Transport the heating station.
  • the workpiece can be transported from the heating station to the trickling station.
  • the workpiece can be transported from the trickling station to the curing station.
  • the workpiece can be transported from the trickling station to the first gelling station.
  • the workpiece can be transported from the first gelling station to the curing station.
  • the workpiece can be transported from the first gelling station to the gel coating station.
  • the workpiece can be transported from the gel coating station to the curing station.
  • the workpiece can be transported from the gel coating station to the second gelling station.
  • the workpiece can be transported from the second gelling station to the curing station.
  • the workpiece can be transported from the hardening station to the cooling station by means of the second transfer device.
  • the cooling station can be connected to the loading/unloading station.
  • the workpiece can be transported from the cooling station back to the loading/unloading station. From the loading/unloading station, the workpiece can be removed from the production plant by means of the discharge device.
  • the workpieces can be transported and/or handled within the work stations by means of one handling device or a plurality of handling devices.
  • one handling device is designed and arranged in each case in order to be able to operate two adjacent, in particular three adjacent, work stations.
  • the work stations, the cooling station and the second transfer device can be designed and arranged in such a way that they delimit an accessible area within the production plant.
  • the accessible area can be accessible via the portal of the second transfer device. So e.g. B. get a person inside the production plant, for example, to carry out maintenance work there.
  • the problem to be solved is solved by a method for the trickle impregnation of a large number of workpieces, in particular stators or armatures of electric machines, with a synthetic resin that hardens with a temperature increase, with the features of the independent claim, with a production system according to the above statements being used to carry out the method becomes.
  • the recordings of the individual work stations are chaotically loaded with workpieces. In other words, as soon as a slot becomes free, it is occupied by a workpiece.
  • the workpieces have no predetermined assignment or sequence and are not assigned to specific recordings.
  • the workpieces can be continuously rotated in the holders. Alternatively or additionally, the workpieces can be moved from one holder to the next during transport recording can be rotated continuously.
  • the workpieces can be rotated along their longitudinal axis. It is also conceivable that the workpieces are rotated along their transverse axis. It is also conceivable that the workpieces are only rotated in selected individual work stations.
  • FIG. 1 shows a perspective view of a production plant according to the invention
  • FIG. 2 shows a plan view of the production plant according to FIG.
  • FIG. 3 shows a detail of a perspective view of the production plant according to FIG. 1;
  • FIG. 5 shows a front view of the handling devices according to FIG. 4;
  • FIG. 6 shows a perspective view of a heating station
  • FIG. 7 shows a perspective view of a trickling station
  • 8 shows a perspective view of a first gelling station
  • FIG. 9 is a perspective view of a gel coating station
  • FIG. 10 shows a perspective view of a second gelling station
  • FIG. 11 shows a perspective view of a curing station
  • FIG. 12 shows a perspective view of a loading/unloading station
  • FIG. 1 shows a perspective view of a production plant 10 according to the invention.
  • the production plant 10 is used for the trickle impregnation of workpieces 12.
  • the workpieces are stators 14.
  • the production system 10 comprises a plurality of work stations 16.
  • FIG. 2 shows a plan view of the production facility 10 according to FIG.
  • the first workstation 161 is present as a Heating station 18 formed.
  • the heating station 18 the workpieces 12 are inductively heated to a trickling temperature.
  • the manufacturing facility 10 has a second work station 162 .
  • the second work station 162 is embodied as a trickling station 20 .
  • the trickling station 20 the workpieces 12 are at least partially drizzled with a synthetic resin.
  • the synthetic resin is stored in a resin cabinet 21 and is heated there to a predetermined temperature, in particular to 25.degree.
  • the heated synthetic resin is then fed from the resin cabinet 21 via lines (not shown) to the trickling station 20 and trickled onto the workpieces 12 there.
  • the manufacturing facility 10 has a third work station 163 .
  • the third work station 163 is designed as a curing station 22 in the present case.
  • the workpieces 12 are heated to a curing temperature.
  • the synthetic resin used hardens at this curing temperature and becomes a thermoset.
  • the liquid synthetic resin permanently sets into a solid at the curing temperature.
  • the duroplastic or the solid body formed in this way retains its solid shape even when it is heated up again to the curing temperature or when it is heated above the curing temperature.
  • the manufacturing facility 10 has a fourth work station 164 .
  • the fourth workstation 164 is present as one Gel coating station 26 formed.
  • the workpieces 12 are at least partially sprinkled with a gel.
  • the gel can be the synthetic resin already used in the trickling station 20 .
  • the gel can also be a different synthetic resin, a different substance or a mixture of the synthetic resin used in the trickling station 20 and another substance.
  • the gel is trickled on in the gel coating station 26 in the same way as the synthetic resin is trickled on in the trickling station 20. Provision can be made for the gel to be drizzled onto the workpieces 12 only at predetermined points which, in particular, have not been drizzled with the synthetic resin. However, it is also conceivable that the same areas that have already been dripped with the synthetic resin are also dripped with the gel.
  • the gel can be stored in a heated gel cabinet (not shown), in particular preheated to a specific temperature.
  • the manufacturing facility 10 has two fifth work stations 165 . In the present case, these are designed as a first gelling station 28 and a second gelling station 30 .
  • first gelation station 28 the workpieces 12 are inductively heated to a first gelation temperature.
  • second gelling station 30 the workpieces 12 are inductively heated to a second gelling temperature.
  • the synthetic resin that has been dripped onto the workpieces 12 while it is still liquid is gelled by heating the workpieces 12 to the first gelling temperature.
  • the viscosity of the synthetic resin increases in the first gelling station 28 so that the synthetic resin becomes more viscous.
  • the already gelled synthetic resin is further gelled by heating the workpieces 12 to a second gelling temperature 30 .
  • the viscosity of the synthetic resin that has already gelled increases further in the second gelling station 30, so that the synthetic resin becomes even thicker.
  • the gel dripped on in the gel coating station 26 is (further) gelled in the second gelling station 30 .
  • the viscosity of the gel increases in the second gelling station 30 so that the gel becomes thicker.
  • the workpieces 12 pass through the above-mentioned work stations 16 from left to right in FIG. coating station 26 to the second gelation station 30 and from the second gelation station 30 to the curing station 22.
  • the production plant 10 has a plurality of handling devices 24, which will be discussed below, for handling and transporting the workpieces 12 within the above-mentioned work stations 16.
  • the temperature of the workpieces 12 can be varied and, in particular, increased from workstation 16 to workstation 16 . So the temperature of the workpieces 12 in the heating station 18 may be less than or equal to the temperature in the trickling station 20.
  • the temperature in the trickling station 20 may be less than or equal to the temperature in the first gelation station 28.
  • the temperature in the first gelation station 28 may be less than or equal to the temperature in the Gel coating station 26.
  • the temperature in gel coating station 26 may be less than or equal to the temperature in second gelation station 30.
  • the temperature in second gelation station 30 may be less than or equal to the temperature in curing station 22.
  • Gases may be released when the synthetic resin or gel is heated. These can be sucked off in a targeted manner.
  • the resin cabinet 21, the trickling station 20, the first gelling station 28, the gel-coating station 26, the second gelling station 30 and the heating station 22 each have a suction device 23. Since only the workpieces 12 are heated in the heating station 18 and no gases are produced in the process, a suction device 23 can be dispensed with in the heating station 18 .
  • the manufacturing facility 10 has a sixth work station 166 .
  • the sixth work station 166 is designed as a loading/unloading station 32 .
  • the loading/unloading station 32 has a feed device 34 . This is designed in the form of a first conveyor belt 36 by means of which the workpieces 12 can be fed to the production plant 10 .
  • the feed device 34 has a first weighing device 42 .
  • the workpieces 12 are weighed by the first weighing device 42 before they are sprinkled on.
  • the loading/unloading station 32 has a discharge device 38 . This is designed in the form of a second conveyor belt 40 by means of which the workpieces 12 can be removed from the production plant 10 .
  • the removal device 38 has a second weighing device 44 .
  • the workpieces 12 are weighed by the second weighing device 44 after they have been drizzled.
  • such a sorting out takes place by means of a crane 43 .
  • the incorrectly dripped workpiece 12 is removed from the removal device 38 or from the second weighing device 44 by means of the crane 43 and is moved onto a sorting belt 45 .
  • the sorting belt 45 On the sorting belt 45, the workpieces 12 are collected, in which a faulty sprinkling was determined by weighing.
  • the sorting belt 45 is designed in the form of a third conveyor belt 47, which transports the incorrectly sprinkled workpieces 12 into a reject container (not shown).
  • the loading/unloading station 32 includes a first transfer device 46.
  • the first transfer device 46 is in the form of a robot arm 48 educated.
  • the first transfer device 46 is designed to handle the workpieces 12 within the loading/unloading station 32 .
  • the loading/unloading station 32 includes a storage cabinet 52. This is designed in the form of a paternoster cabinet 54 and is used for the temporary storage of the workpieces 12 that have not yet been irrigated.
  • the workpieces 12 are removed from the feed device 34 or the first weighing device 42 by means of the first transfer device 46 and stored in storage cabinet 52.
  • the workpieces 12 are removed from the storage cabinet 52 by means of the first transfer device 46 and transferred to the handling device 24 . It is also conceivable that the workpieces are removed from the feed device 34 or the first weighing device 42 by means of the first transfer device 46 and are transferred directly to the handling device 24 .
  • the production plant 10 has a cooling station 58 .
  • the cooling station 58 is designed in the form of a straight cooling tunnel 60 .
  • the workpieces 12 to be cooled are transported in the cooling station 58 in FIG. 2 from right to left by means of a fourth conveyor belt 61 .
  • the workpieces 12 cool down during transport on the fourth conveyor belt 61 .
  • the cooling is due to the residence time (passive cooling) in the cooling station 58.
  • the cooling process can also be actively supported, for example by supplying cooling air to the cooling station 58 (active cooling).
  • the production plant 10 has a second transfer device 62 .
  • This is designed in the form of a portal 64 .
  • the second transfer device 62 is set up to To transfer workpieces 12 from the curing station 22 to the cooling station 58 .
  • the production plant 10 is designed in the form of a closed circuit.
  • the components of the production plant 10 described above are arranged in such a way that they delimit a walk-in area 66 within the production plant 10 .
  • the accessible area 66 is accessible via the portal 64 of the second transfer device 62 .
  • the portal 64 is dimensioned in such a way that a person of average height can pass through it without any problems.
  • One person can reach all parts of the production facility 10 described above from the walk-in area 66 .
  • maintenance work on the production plant 10 can be simplified.
  • the elements of the individual stations adjoining the walk-in area 66 can have openings, doors, windows or the like, so that a person can access the interior of the respective station from the walk-in area 66 .
  • the location of the production facility 10 affected by an error can be made accessible quickly and easily via the walk-in area 66 .
  • Figure 3 shows a section of a perspective view of the production plant 10 according to Figure 1.
  • the work stations 16 shown are each constructed as individual spatially self-contained modules.
  • the workstations 16 shown are spatially delimited in each case by means of a floor 13 , four side walls 15 and a ceiling 33 . It is also conceivable that a work station 16 has two or three side walls 15 . It is also conceivable that a workstation has no ceiling.
  • the work stations 16 are arranged side by side in a row.
  • the bottoms 13, the side walls 15 and the tops 33 of the workstations 16 shown in FIG. 2 together form a closed housing 11.
  • the closed housing 11 consists of the bottoms 13, the side walls 15 and the tops 33 of the 2 workstations 16 shown. It is also conceivable that the closed housing 11 is formed separately from the workstations 16 shown in Figure 2 and their floors 13, side walls 15 and ceilings 33 (in particular spaced apart from the side walls 15 and ceilings 33) and encloses them .
  • the production plant has a number of handling devices 24 .
  • the rail 56 runs in the form of a straight line through the Work stations 16 shown and thus within the closed housing 11.
  • the work stations 16 each have an opening 17 in their side walls 15, through which the rail 56 runs.
  • the openings 17 are designed and arranged in such a way that the respective handling devices 24 can move through the corresponding openings 17 .
  • the rail 56 is arranged on the left outside the heating station 18 in FIG. 3 and on the right outside the curing station 22 in FIG. That's how she can
  • Handling device 24a move the workpieces 12 between the loading/unloading station 32 adjacent to the heating station 18 (cf. FIG. 2) and the heating station 18.
  • the workpieces 12 can be transferred from the first transfer device 46 to the handling device 24a located outside the heating station 18 (and inside the loading/unloading station 32).
  • the handling device 24b can move the workpieces 12 between the curing station 22 and the second transfer device 62 adjoining the curing station 22 (cf. FIG. 2).
  • the workpieces 12 can be transferred from the handling device 24b located outside the curing station 22 to the second transfer device 62 .
  • Each workstation 16 shown has a plurality of receptacles 50 .
  • Each receptacle 50 is designed to be able to receive a workpiece 12 .
  • several handling devices 24 are provided, which are movably arranged on the rail 56 .
  • Each handling device 24 is preferably designed to be moved between two adjacent work stations 16 .
  • Each handling device 24 is preferably designed to transport workpieces 12 between two adjacent work stations 16 .
  • the rail 56 runs on the floor 13 of the respective workstation 16 and thus within the closed housing 11. It is also conceivable that the rail 56 runs on the ceiling 33 of the respective workstation 16 and thus within the closed housing 11.
  • suction device 23 was only shown at the curing station 22 in FIG.
  • Figure 4 shows a rear view of several components
  • Handling devices 24 are arranged along the rail 56.
  • FIG. The handling devices 24 are designed to be movable on the rail 56 and along the rail 56 .
  • Each handling device 24 can handle or transport at least one workpiece 12 .
  • each handling device 24 is designed to move the workpieces 12 parallel to the rail 56 .
  • each handling device 24 is designed to move the workpieces 12 perpendicularly to the rail 56 along a vertical direction 57 .
  • the handling devices 24 are designed to rotate the workpieces 12 during handling and/or transport, in particular continuously.
  • Figure 5 shows a front view of the
  • Handling devices 24 according to FIG. 4. As can be seen in particular from FIG. 5, the handling devices 24 are designed here to handle or transport two workpieces 12 at the same time.
  • FIG. 6 shows a perspective view of the heating station 18.
  • the heating station 18 has a total of eight receptacles 50, which are arranged in pairs and spaced apart from one another on the side wall 15 of the heating station 18.
  • the workpieces 12 can be heated individually and individually by means of induction.
  • workpieces 12 can be heated up at different speeds and/or to different temperatures within the heating station 18 .
  • FIG. 7 shows a perspective view of the trickling station 20.
  • the trickling station 20 has a total of eight receptacles 50, which are arranged in pairs and spaced apart from one another on the side wall 15 of the trickling station 20.
  • the workpieces 12 that have been picked up can be sprinkled individually with the synthetic resin.
  • the trickling speed of the synthetic resin can be varied separately within the trickling station 20 for the individual workpieces 12 .
  • FIG. 8 shows a perspective view of the first gelling station 28.
  • the first gelling station 28 has twelve receptacles 50 which are arranged in pairs and spaced apart from one another on the side wall 15 of the first gelling station 28.
  • FIG. 9 shows a perspective view of the gel-coating station 26.
  • the gel-coating station 26 has six receptacles 50 which are arranged in pairs and spaced apart from one another on the side wall 15 of the gel-coating station 26.
  • the workpieces 12 that have been picked up can be sprinkled individually with the gel.
  • the trickling speed of the gel between the individual workpieces 12 within the gel coating station 26 can be varied.
  • FIG. 10 shows a perspective view of the second gelling station 30.
  • the second gelling station 30 has eight receptacles 50 which are arranged in pairs and spaced apart from one another on the side wall 15 of the second gelling station 30.
  • FIG. 11 shows a perspective view of the curing station 22.
  • the curing station 22 has a multiplicity of receptacles 50, which are arranged along a chain on the side wall 15 of the curing station 22.
  • the receptacles 50 are moved within the curing station 22 along the chain.
  • FIG. 12 shows a perspective view of the loading/unloading station 32.
  • the storage cabinet 52 of the loading/unloading station 32 designed as a paternoster cabinet 54, has a large number of receptacles 50, which are arranged in rows on shelves 51.
  • the shelves 51 are designed to be movable within the storage cabinet 52 designed as a paternoster cabinet 54 .
  • the receptacles 50 of the storage cabinet 52 can be loaded via a first window 55 by means of the first transfer device 46 . All receptacles 50 of the storage cabinet 52 can be equipped through the first window 55 by the movable shelves 51 of the storage cabinet 52 .
  • the radius of movement of the first transfer device 46 can thus be made smaller and the first transfer device 46 itself can be designed in a structurally simpler and smaller manner.
  • the storage cabinet 52 has a second window 65 on a side 59 that is accessible from the outside of the production facility 10 .
  • the shelves 51 of the storage cabinet 52 or the corresponding receptacles 50 can be loaded with workpieces 12 manually (for example by one person) via the second window 65 .
  • the loading/unloading station 32 has no side walls, no floor and no ceiling. However, it is conceivable for the loading/unloading station 32 to have a floor 13, side walls 15 and/or a ceiling 33, analogously to the remaining work stations 16.
  • the receptacles 50 of the respective workstations 16 can be populated chaotically or dynamically. Once a recording 50 becomes free, it can be equipped with a workpiece 12 . By breaking up a fixed, predetermined sequence, individual process times and the loading of the production facility 10 can be optimized.
  • the workpieces 12 are preferably rotated in the receptacles 50 of the work stations 16, in particular continuously, along their longitudinal axis. Each workpiece 12 can in the respective receptacle 50 of
  • Workstations 16 are separately and individually heated and/or sprinkled. This allows different workpieces 12 (z. B. different type / size) at the same time in the
  • Manufacturing plant 10 are manufactured.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Fertigungsanlage (10) zur Träufelimprägnierung eines Werkstücks (12).

Description

Titel : Fertigungsanlage zur Träufelimprägnierung eines Werkstücks und ein entsprechendes Verfahren
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Fertigungsanlage zur Träufelimprägnierung eines Werkstücks mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 und ein Verfahren zur
Träufelimprägnierung mit Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs .
Es ist bekannt, dass bei der Herstellung einer Elektromaschine, sei es nun ein Elektromotor oder ein
Generator, eine Verfestigung der Wicklungen des Stators und Ankers vorgenommen werden muss. Dies geschieht üblicherweise mittels eines sogenannten Träufelverfahrens und einer diesbezüglichen Imprägniervorrichtung. Der Stator oder der Anker wird dazu aufgeheizt und hinsichtlich seiner Längsachse üblicherweise schräg in der Imprägniervorrichtung eingespannt sowie um diese Längsachse gedreht. Der Stator oder Anker kann jedoch auch horizontal ausgerichtet sein. Anschließend wird vorzugsweise auf das höher angeordnete axiale Ende des Stators oder Ankers, etwa auf dessen Wicklungskopf, ein bei Raumtemperatur zunächst flüssiges Kunstharz aufgeträufelt.
Bei einem anschließenden Erwärmen des Stators oder Ankers auf eine Aushärtetemperatur des Kunstharzes verfestigt sich dieses zu einem Duroplast, welcher nach diesem Aushärten durch eine neuerliche Erwärmung nicht mehr verformbar ist. Hierdurch sind die mit dem Kunstharz in Kontakt gekommenen Bauteile des Stators oder Ankers fest miteinander verbunden.
Um ein optimales Eindringen des zunächst flüssigen Kunstharzes in den Stator oder Anker zu gewährleisten, wird zumindest der Stator oder Anker vor dem Beginn des Träufelvorgangs auf eine sogenannte Träufeltemperatur erhitzt sowie während des Träufelvorgangs auf dieser Temperatur gehalten.
DE 102017 001 939 Al beschreibt eine Fertigungsanlage in die eine Imprägniervorrichtung integriert ist. Nachteilig dabei ist, dass die in DE 102017 001 939 Al beschriebene Fertigungsanlage viele schwer zugängliche Bereiche aufweist. Dies erhöht den benötigten Aufwand für beispielsweise Wartungsarbeiten an der Fertigungsanlage bzw. den einzelnen Elementen der Fertigungsanlage.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin Fertigungsanlage zur Träufelimprägnierung eines Werkstücks und ein entsprechendes Verfahren zur Träufelimprägnierung bereitzustellen und zu optimieren, wobei die obigen Nachteile ausgeräumt werden.
Diese Aufgabe wird durch eine Fertigungsanlage zur Träufelimprägnierung eines Werkstücks, insbesondere eines Stators oder Ankers einer Elektromaschine, mit einem unter Temperaturerhöhung aushärtenden Kunstharz, mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Die Fertigungsanlage umfasst mehrere Arbeitsstationen.
Eine erste Arbeitsstation ist als eine Aufheizstation zum Aufheizen des Werkstücks auf eine Träufeltemperatur ausgebildet. Dass Aufheizen des Werkstücks kann induktiv, beispielsweise mittels entsprechender Spulen, realisiert werden.
Eine zweite Arbeitsstation ist als eine Träufelstation zum zumindest teilweisen Beträufeln des Werkstücks mit dem Kunstharz ausgebildet.
Eine dritte Arbeitsstation ist als eine Aushärtestation zum Aufheizen des Werkstücks auf eine Aushärtetemperatur des Kunstharzes ausgebildet. Die Aushärtetemperatur ist die Temperatur, bei der das Kunstharz aushärtet und einen Duroplast bildet. Insbesondere kann die Aushärtetemperatur höher als die Träufeltemperatur sein.
Die Fertigungsanlage umfasst weiter mindestens eine Handhabungseinrichtung. Diese ist ausgebildet, um das Werkstück zu handhaben und zwischen den einzelnen Arbeitsstationen zu transportieren.
Die Fertigungsanlage umfasst weiter ein geschlossenes Gehäuse, innerhalb dessen wenigstens die erste, zweite und dritte Arbeitsstation angeordnet sind. Insbesondere sind alle Arbeitsstationen innerhalb des geschlossenen Gehäuses angeordnet .
Die Handhabungseinrichtung ist ausgebildet und angeordnet, um sich innerhalb des Gehäuses zu bewegen. Die
Handhabungseinrichtung ist ausgebildet und angeordnet, um beim Transport des Werkstücks zwischen der ersten, zweiten und dritten Arbeitsstation das Gehäuse nicht zu verlassen.
Mit einer Bewegung der Handhabungseinrichtung ist insbesondere eine Positionsänderung der Handhabungseinrichtung innerhalb des Gehäuses gemeint. Die Handhabungseinrichtung kann mehrere, insbesondere vier, Rollen bzw. Räder aufweisen, wobei die Handhabungseinrichtung mittels der Rollen bzw. Räder innerhalb des Gehäuses bewegt werden kann. Die Handhabungseinrichtung kann ausgebildet sein, um sich geradlinig (also entlang einer geraden Bahn) und/oder translatorisch (also ohne ihre Ausrichtung bzw. Orientierung zu ändern) zu bewegen.
Die Handhabungseinrichtung kann eine längliche, sich insbesondere entlang einer vertikalen Richtung erstreckende, säulenartige Form aufweisen. Die Handhabungseinrichtung kann einen Schlitten aufweisen, der an der Handhabungseinrichtung angeordnet ist und insbesondere entlang der Längserstreckung (bzw. entlang der vertikalen Richtung) der Handhabungseinrichtung verfahrbar ausgebildet ist. Der Schlitten kann ausgebildet sein, um senkrecht zur Bewegungsrichtung der Handhabungseinrichtung bewegt zu werden.
Der Schlitten kann zur Aufnahme von mindestens einem Werkstück, insbesondere zwei oder mehr Werkstücken, ausgebildet sein. Der Schlitten kann einen Antrieb umfassen, wobei die in dem Schlitten aufgenommenen Werkstücke mittels des Antriebs rotierend angetrieben werden können. Der Antrieb kann ein Antriebsband (oder Antriebskette) umfassen, mittels dem alle in dem Schlitten aufgenommenen Werkstücke zeitgleich und gleichartig rotierend angetrieben werden können.
Die Handhabungseinrichtung und der an der Handhabungseinrichtung angeordnete Schlitten können eingerichtet sein, um zeitgleich bewegt werden zu können, wobei die Bewegung der Handhabungseinrichtung und die Bewegung des Schlittens orthogonal zueinander orientiert sein können.
Die Handhabungseinrichtung und/oder der an der Handhabungseinrichtung angeordnete Schlitten können in zwei, insbesondere in drei, Raumrichtungen (Freiheitsgraden) beweglich ausgebildet sein. Mit anderen Worten, die Position der Handhabungseinrichtung und/oder des an der
Handhabungseinrichtung angeordneten Schlittens kann innerhalb des Gehäuses in zwei, insbesondere in drei, Raumrichtungen geändert werden. Die Handhabungseinrichtung und/oder der an der Handhabungseinrichtung angeordnete Schlitten können ausgebildet sein, um das Werkstück in alle drei Raumrichtungen (Dimensionen) bewegen bzw. transportieren zu können. Die Handhabungseinrichtung und der an der Handhabungseinrichtung angeordnete Schlitten können zeitgleich oder zeitlich nacheinander bewegt werden.
Die Arbeitsstationen können räumlich, beispielsweise durch öffenbare Wandabschnitte/Portale, begrenzt bzw. voneinander getrennt sein. Die Arbeitsstationen können jeweils als separate, insbesondere austauschbare, insbesondere in sich abgeschlossene, Module ausgebildet sein. Es können Separierungen bzw. Wandabschnitte zwischen den einzelnen Arbeitsstationen vorgesehen sein, die die einzelnen Arbeitsstationen räumlich voneinander abtrennen. Insbesondere können die Arbeitsstationen in Reihe, nebeneinander, angeordnet sein.
Das geschlossene Gehäuse umfasst mehrere Arbeitsstationen, insbesondere die erste, zweite und dritte Arbeitsstation. Es können weitere Arbeitsstationen vorgesehen sein. Weitere Arbeitsstationen können durch das Gehäuse umfasst bzw. umschlossen sein. Insbesondere kann das Gehäuse alle Arbeitsstationen umfassen. Es ist denkbar, dass das geschlossene Gehäuse weitere Elemente der Fertigungsanlage umfasst .
Das geschlossene Gehäuse kann durch einzelne Teilgehäuse, die miteinander verbunden sind, gebildet sein. Insbesondere können die erste, zweite und dritte Arbeitsstation jeweils ein Teilgehäuse aufweisen. Die Teilgehäuse können jeweils durch öffenbare Wandabschnitte bzw. Verbindungsportale miteinander verbunden sein. Durch die öffenbaren Wandabschnitte bzw. Verbindungsportale kann die Handhabungseinrichtung von Arbeitsstation zu Arbeitsstation bzw. von Teilgehäuse zu Teilgehäuse gelangen ohne das Gesamtgehäuse zu verlassen.
Das Gehäuse bzw. die einzelnen Teilgehäuse können jeweils mehrere jeweils in sich einstückig ausgebildete Wandabschnitte umfassen .
Die einzelnen Teilgehäuse können auch durch permanent geöffnete Durchgänge für die Handhabungseinrichtung miteinander verbunden sein.
Wie bereits erwähnt kann die Fertigungsanlage weitere Arbeitsstationen umfassen. Insbesondere können diese weiteren Arbeitsstationen ebenfalls innerhalb des Gehäuses angeordnet sein, insbesondere Teilgehäuse umfassen, die einen Teil des Gehäuses bilden. Eine vierte Arbeitsstation kann als eine Gel- Beschichtungsstation zum zumindest teilweise Beträufeln des Werkstücks mit einem Gel ausgebildet sein. Insbesondere kann die vierte Arbeitsstation zwischen der zweiten und der dritten Arbeitsstation angeordnet sein. Mit anderen Worten, die Gel- Beschichtungsstation kann zwischen der Träufelstation und der Aushärtestation angeordnet sein. Bei dem Gel kann es sich um das gleiche Kunstharz handeln, dass zum Beträufeln in der Träufelstation benutzt wird. Das Gel kann aber auch das Kunstharz, das zum Beträufeln in der Träufelstation benutzt wird, als auch andere Stoffe umfassen. Das Gel kann auch ein anderes Kunstharz oder ein anderer Stoff sein.
Eine fünfte Arbeitsstation kann als eine Gelierstation zum Aufheizen des Werkstücks auf eine Geliertemperatur ausgebildet sein. Das Aufheizen des Werkstücks auf die Geliertemperatur kann insbesondere induktiv realisiert werden. Insbesondere kann die Geliertemperatur höher als die Träufeltemperatur und niedriger als die Aushärtetemperatur sein.
Insbesondere können zwei fünfte Arbeitsstationen vorgesehen sein. Dabei kann eine erste fünfte Arbeitsstation als eine erste Gelierstation zum, insbesondere induktivem, Aufheizen des Werkstücks auf eine erste Geliertemperatur ausgebildet sein. Insbesondere kann in der ersten Gelierstation das noch flüssige Kunstharz zum Gelieren gebracht werden. Insbesondere ist die erste Geliertemperatur höher als die Träufeltemperatur und niedriger als die Aushärtetemperatur. Mit anderen Worten, das noch flüssige Kunstharz kann von der Träufeltemperatur auf eine erste Geliertemperatur aufgeheizt werden, sodass das flüssige Kunstharz einen gel-artigen, dickflüssigen Zustand annimmt, jedoch noch nicht aushärtet.
Eine zweite fünfte Arbeitsstation kann als eine zweite Gelierstation zum, insbesondere induktivem, Aufheizen des Werkstücks auf eine zweite Geliertemperatur ausgebildet sein. Zwischen der ersten Gelierstation und der zweiten Gelierstation kann die Gel-Beschichtungsstation angeordnet sein.
Insbesondere kann die zweite Geliertemperatur höher als die erste Geliertemperatur und niedriger als die
Aushärtetemperatur sein. In der zweiten Gelierstation kann das bereits gelierte Kunstharz weiter geliert werden. Mit anderen Worten, die Viskosität des bereits dickflüssigen Kunstharzes kann in der zweiten Gelierstation weiter erhöht werden, wobei das Kunstharz noch nicht aushärtet. Alternativ oder zusätzlich kann in der zweiten Gelierstation die Viskosität des in der Gel-Beschichtungsstation aufgeträufelten Gels erhöht werden.
Eine sechste Arbeitsstation kann als eine Be-/Entladestation ausgebildet sein. Die Be-/Entladestation kann eine Zuführeinrichtung zum Zuführen des Werkstücks in die Fertigungsanlage umfassen. Die Be-/Entladestation kann eine Abführeinrichtung zum Abführen des Werkstücks aus der Fertigungsanlage umfassen. Die Zuführeinrichtung kann in Form eines ersten Förderbandes ausgebildet sein. Die Abführeinrichtung kann in Form eines zweiten Förderbandes ausgebildet sein. Insbesondere kann die Be-/Entladestation nicht von dem geschlossenen Gehäuse umfasst sein. Mit anderen Worten, die Be-/Entladestation kann außerhalb des geschlossenen Gehäuses angeordnet sein.
Die Be-/Entladestation kann mindestens eine Wiegeeinrichtung zum Wiegen des Werkstücks umfassen. Insbesondere kann eine Die Be-/Entladestation eine erste und eine zweite Wiegeeinrichtung umfassen. Die erste Wiegeeinrichtung kann zum Wiegen des Werkstücks vor dem Beträufeln vorgesehen sein. Die zweite Wiegeeinrichtung kann zum Wiegen des Werkstücks nach dem Beträufeln vorgesehen sein. Die erste Wiegeeinrichtung kann an der Zuführeinrichtung angeordnet sein. Die zweite Wiegeeinrichtung kann an der Abführeinrichtung angeordnet sein. Ebenso ist es denkbar, dass das Werkstück vor dem Beträufeln und nach dem Beträufeln mittels desselben Wiegeeinrichtung gewogen wird. Die Be-/Entladestation kann eine erste Übergabeeinrichtung umfassen. Die erste Übergabeeinrichtung kann ausgebildet und angeordnet sein, um das Werkstück innerhalb der Be- /Entladestation zu handhaben. Alternativ oder zusätzlich kann die erste Übergabeeinrichtung ausgebildet und angeordnet sein, um das Werkstück an die Handhabungseinrichtung zu übergeben. Die erste Übertragungseinrichtung kann in Form eines Roboterarmes ausgebildet sein.
Jede Arbeitsstation kann mehrere Aufnahmen umfassen. Jede Aufnahme kann zur Aufnahme des Werkstücks ausgebildet sein.
Die Be-/Entladestation kann einen Lagerschrank umfassen. Die Aufnahmen der Be-/Entladestation können in dem Lagerschrank angeordnet sein. Die Aufnahmen der Be-/Entladestation können ausgebildet sein, um innerhalb des Lagerschrank bewegt zu werden. Der Lagerschrank kann in Form eines Paternosterschranks ausgebildet sein.
Die Fertigungsanlage kann mindestens eine Schiene umfassen. Diese kann insbesondere geradlinig verlaufend ausgebildet sein. Die Handhabungseinrichtung kann entlang der Schiene bewegbar ausgebildet sein. Mit anderen Worten, die Handhabungseinrichtung kann auf der Schiene hin und her bewegt werden.
Die Schiene kann derart ausgebildet und angeordnet sein, dass die Schiene durch das geschlossene Gehäuse hindurch erstreckt ist. Die Schiene kann lediglich einseitig auf Seiten der Be- /Entladestation aus dem geschlossenen Gehäuse hinaus erstreckt ausgebildet sein. Die Schiene kann aber auch beidseitig auf Seiten der Be-/Entladestation und der Aushärtestation aus dem geschlossenen Gehäuse erstreckt ausgebildet sein. Die Schiene kann am Gehäuseboden angeordnet sein. Ebenso ist es denkbar, dass die Schiene im Inneren des Gehäuses, an der Gehäusedecke angeordnet ist.
Die Handhabungseinrichtung kann ausgebildet sein, um das Werkstück zu rotieren. Die Handhabungseinrichtung kann ausgebildet sein, um während der Handhabung des Werkstücks das Werkstück zu rotieren. Alternativ oder zusätzlich kann die Handhabungseinrichtung ausgebildet sein, um während des Transports des Werkstücks das Werkstück zu rotieren. Die Handhabungseinrichtung kann ausgebildet sein, um das Werkstück entlang dessen Längsachse zu rotieren. Ebenso ist es denkbar, dass das Werkstück mittels der Handhabungseinrichtung entlang einer quer zur Längsachse angeordneten Querachse rotiert wird.
Die Handhabungseinrichtung kann ausgebildet sein, um mehrere, insbesondere zwei, Werkstücke zeitgleich und gleichartig mittels eines gemeinsamen Antriebsbandes zu rotieren. Mit anderen Worten, die Werkstücke können mittels eines gemeinsamen Antriebsbandes (oder Antriebskette) rotierend angetrieben werden.
Die Fertigungsanlage kann eine Kühlstation umfassen. Die Kühlstation kann in Form eines Kühltunnels ausgebildet sein. Der Kühltunnel kann in Form einer gerade verlaufenden Linie ausgebildet sein. Die Kühlstation kann insbesondere ausgebildet sein, um das auf die Aushärtetemperatur aufgeheizte Werkstück abzukühlen. Insbesondere kann das Abkühlen aktiv, beispielsweise mittels zuführen von Kühlluft (z. B. mittels Ventilatoren, Klimaanlage), unterstützt werden. Die Kühlstation ist insbesondere außerhalb des Gehäuses angeordnet .
Insbesondere ist die Fertigungsanlage mit den oben beschriebenen Stationen U-förmig aufgebaut. Dabei kann ein erster Schenkel der U-Form der Fertigungsanlage mindestens durch die erste, zweite und dritte Arbeitsstation, insbesondere durch alle Arbeitsstationen, außer der Be- /Entladestation, gebildet sein. Der erste Schenkel kann in Form einer geraden Linie ausgebildet sein. Der erste Schenkel kann von dem Gehäuse umschlossen sein. Die Schiene kann innerhalb des ersten Schenkels und innerhalb des Gehäuses angeordnet sein. Mit anderen Worten, die Schiene kann innerhalb des Gehäuses verlaufen bzw. die Schiene kann innerhalb des ersten Schenkels verlaufen.
Der zweite Schenkel der U-Form der Fertigungsanlage kann durch die Kühlstation gebildet sein. Insbesondere ist der zweite Schenkel außerhalb des Gehäuses angeordnet. Mit anderen Worten, der zweite Schenkel der U-Form der Fertigungsanlage ist insbesondere nicht von dem Gehäuse umschlossen. Auch der zweite Schenkel kann in Form einer geraden Linie ausgebildet sein.
Die beiden Schenkel der U-Form der Fertigungsanlage können miteinander durch die Be-/Entladestation verbunden sein. Insbesondere sind die beiden Schenkel parallel zueinander angeordnet. Die Be-/Entladestation kann innerhalb des Gehäuses angeordnet sein. Mit anderen Worten, die Be-/Entladestation kann von dem Gehäuse umfasst sein. Ebenso denkbar ist es, dass die Be-/Entladestation außerhalb des Gehäuses angeordnet sein kann. Mit anderen Worten, es kann ebenso denkbar sein, dass die Be-/Entladestation nicht von dem Gehäuse umschlossen ist.
Die Fertigungsanlage kann eine zweite Übergabeeinrichtung umfassen. Die zweite Übergabeeinrichtung kann in Form eines Portals ausgebildet sein. Die zweite Übergabeeinrichtung kann ausgebildet sein, um das auf die Aushärtetemperatur aufgeheizte Werkstück aus der Aufheizstation in die Kühlstation zu überführen. Die zweite Übergabeeinrichtung kann beispielsweise in Form eines Krans, welcher entlang des Portals bewegbar ausgebildet ist, ausgestaltet sein.
Insbesondere kann die zweite Übergabeeinrichtung parallel zur Be-/Entladestation angeordnet sein. Mit anderen Worten, die zweite Übergabeeinrichtung kann die beiden Schenkel der oben beschriebenen U-Form der Fertigungsanlage an den der Be- /Entladestation abgewandten Enden der Schenkel miteinander verbinden .
Das Gehäuse kann eine längliche geradlinige Form aufweisen.
Das Gehäuse kann eine L-Form aufweisen, insbesondere wenn alle Arbeitsstationen (inklusive der Be-/Entladestation) von dem Gehäuse umschlossen sind.
Ein Werkstück kann in die Fertigungsanlage über die Zuführeinrichtung zugeführt werden. Das Werkstück kann so in die Be-/Entladestation gelangen. In der Be-/Entladestation kann das Werkstück mittels der ersten Übergabeeinrichtung gehandhabt und/oder an die Handhabungseinrichtung übergeben werden. Die Handhabungseinrichtung kann das Werkstück in die Aufheizstation transportieren. Das Werkstück kann von der Aufheizstation in die Träufelstation transportiert werden. Das Werkstück kann von der Träufelstation in die Aushärtestation transportiert werden. Das Werkstück kann von der Träufelstation in die erste Gelierstation transportiert werden. Von der ersten Gelierstation kann das Werkstück in die Aushärtestation transportiert werden. Das Werkstück kann von der ersten Gelierstation in die Gel-Beschichtungsstation transportiert werden. Von der Gel-Beschichtungsstation kann das Werkstück in die Aushärtestation transportiert werden. Von der Gel-Beschichtungsstation kann das Werkstück in die zweite Gelierstation transportiert werden. Von der zweiten Gelierstation kann das Werkstück in die Aushärtestation transportiert werden. Von der Aushärtestation kann das Werkstück mittels der zweiten Übergabeeinrichtung in die Kühlstation transportiert werden. Die Kühlstation kann mit der Be-/Entladestation verbunden sein. Das Werkstück kann von der Kühlstation wieder in die Be-/Entladestation transportiert werden. Von der Be-/Entladestation kann das Werkstück mittels der Abführeinrichtung aus der Fertigungsanlage entnommen werden.
Der Transport und/oder Handhabung der Werkstücke innerhalb der Arbeitsstationen kann mittels einer Handhabungseinrichtung oder mehrerer Handhabungseinrichtungen realisiert werden.
Dabei ist es denkbar, dass jeweils eine Handhabungseinrichtung ausgebildet und angeordnet ist, um zwei benachbarte, insbesondere drei benachbarte, Arbeitsstationen bedienen zu können. Die Arbeitsstationen, die Kühlstation und die zweite Übergabeeinrichtung können derart ausgebildet und angeordnet sein, dass sie einen begehbaren Bereich innerhalb der Fertigungsanlage begrenzen. Der begehbare Bereich kann über das Portal der zweiten Übergabeeinrichtung zugänglich sein. So kann z. B. eine Person in das Innere der Fertigungsanlage gelangen, um beispielsweise dort Wartungsarbeiten durchzuführen .
Weiter wird die zu lösende Aufgabe durch ein Verfahren zur Träufelimprägnierung einer Vielzahl von Werkstücken, insbesondere von Statoren oder Anker von Elektromaschinen, mit einem unter Temperaturerhöhung aushärtenden Kunstharz, mit den Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs gelöst, wobei zur Durchführung des Verfahrens eine Fertigungsanlage nach obigen Ausführungen verwendet wird.
Dabei werden die Aufnahmen der einzelnen Arbeitsstationen mit Werkstücken chaotisch bestückt. Mit anderen Worten, sobald eine Aufnahme frei wird, wird sie mit einem Werkstück belegt. Die Werkstücke haben keine vorbestimmte Zuordnung oder Reihenfolge und sind keinen bestimmten Aufnahmen zugeordnet.
So kann frei gewählt werden, welche unbestückte (freie) Aufnahme mit einem Werkstück belegt wird. Durch ein solches dynamische Belegen der Aufnahmen kann die Beschickung der Fertigungsanlage optimiert werden und die Prozesszeiten in den jeweiligen Arbeitsstationen reduziert werden.
Die Werkstücke können in den Aufnahmen kontinuierlich rotiert werden. Alternativ oder zusätzlich können die Werkstücke während des Transports von einer Aufnahme zur nächsten Aufnahme kontinuierlich rotiert werden. Die Werkstücke können entlang deren Längsachse rotiert werden. Ebenso denkbar ist, dass die Werkstücke entlang ihrer Querachse rotiert werden. Ebenso denkbar ist, dass die Werkstücke nur in ausgewählten einzelnen Arbeitsstationen rotiert werden.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem Wortlaut der Ansprüche sowie aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht auf eine erfindungsgemäße Fertigungsanlage;
Fig. 2 eine Draufsicht auf die Fertigungsanlage gemäß Figur
1;
Fig. 3 einen Ausschnitt einer perspektivischen Ansicht auf die Fertigungsanlage gemäß Figur 1;
Fig. 4 eine Rückansicht auf mehrere Handhabungseinrichtungen;
Fig. 5 eine Vorderansicht auf die Handhabungseinrichtungen gemäß Figur 4;
Fig. 6 eine perspektivische Ansicht auf eine Aufheizstation;
Fig. 7 eine perspektivische Ansicht auf eine Träufelstation; Fig. 8 eine perspektivische Ansicht auf eine erste GelierStation;
Fig. 9 eine perspektivische Ansicht auf eine Gel- BeschichtungsStation;
Fig. 10 eine perspektivische Ansicht auf eine zweite GelierStation;
Fig. 11 eine perspektivische Ansicht auf eine Aushärtestation;
Fig. 12 eine perspektivische Ansicht auf eine Be- /Entladestation;
In der nachfolgenden Beschreibung sowie in den Figuren tragen sich entsprechende Bauteile und Elemente gleiche Bezugszeichen. Der besseren Übersichtlichkeit wegen sind nicht in allen Figuren sämtliche Bezugszeichen wiedergegeben.
Figur 1 zeigt eine perspektivische Ansicht auf eine erfindungsgemäße Fertigungsanlage 10. Die Fertigungsanlage 10 wird zur Träufelimprägnierung von Werkstücken 12 benutzt. Vorliegend handelt es sich bei den Werkstücken um Statoren 14. Die Fertigungsanlage 10 umfasst hierzu mehrere Arbeitsstationen 16.
Figur 2 zeigt eine Draufsicht auf die Fertigungsanlage 10 gemäß Figur 1. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Fertigungsanlage 10 eine erste Arbeitsstation 161 auf. Die erste Arbeitsstation 161 ist vorliegend als eine Aufheizstation 18 ausgebildet. In der Aufheizstation 18 werden die Werkstücke 12 induktiv auf eine Träufeltemperatur aufgeheizt .
Die Fertigungsanlage 10 weist eine zweite Arbeitsstation 162 auf. Die zweite Arbeitsstation 162 ist vorliegend als eine Träufelstation 20 ausgebildet. In der Träufelstation 20 werden die Werkstücke 12 mit einem Kunstharz zumindest teilweise beträufelt .
Das Kunstharz wird in einem Harzschrank 21 gelagert und dort auf eine vorbestimmte Temperatur, insbesondere auf 25 °C, erwärmt. Das erwärmte Kunstharz wird dann aus dem Harzschrank 21 über Leitungen (nicht dargestellt) der Träufelstation 20 zugeführt und dort auf die Werkstücke 12 geträufelt.
Die Fertigungsanlage 10 weist eine dritte Arbeitsstation 163 auf. Die dritte Arbeitsstation 163 ist vorliegend als eine Aushärtestation 22 ausgebildet. In der Aushärtestation 22 werden die Werkstücke 12 auf eine Aushärtetemperatur aufgeheizt. Das verwendete Kunstharz härtet bei dieser Aushärtetemperatur aus und wird zu einem Duroplast sind. Mit anderen Worten, das flüssige Kunstharz verfestigt sich bei der Aushärtetemperatur dauerhaft zu einem Festkörper. Der Duroplast bzw. der so gebildete Festkörper behält seine feste Form auch bei einem erneuten Aufheizen auf die Aushärtetemperatur oder bei einem Aufheizen über die Aushärtetemperatur hinaus.
Die Fertigungsanlage 10 weist eine vierte Arbeitsstation 164 auf. Die vierte Arbeitsstation 164 ist vorliegend als eine Gel-Beschichtungsstation 26 ausgebildet. In der Gel- Beschichtungsstation 26 werden die Werkstücke 12 zumindest teilweise mit einem Gel beträufelt. Bei dem Gel kann es sich um das bereits in der Träufelstation 20 benutzte Kunstharz handeln. Das Gel kann aber auch ein anderes Kunstharz, ein anderer Stoff oder eine Mischung aus dem in der Träufelstation 20 benutzten Kunstharz und einem anderen Stoff sein. Das Aufträufeln des Gels in der Gel-Beschichtungsstation 26 geschieht analog zum Aufträufeln des Kunstharzes in der Träufelstation 20. Es kann vorgesehen sein, dass die Werkstücke 12 nur an vorbestimmten Stellen, die insbesondere nicht mit dem Kunstharz beträufelt wurden, mit dem Gel beträufelt werden. Es ist aber ebenso denkbar, dass dieselben Stellen, die bereits mit dem Kunstharz beträufelt wurden, auch mit dem Gel beträufelt werden.
Das Gel kann analog zum Kunstharz in einem beheizten Gelschrank (nicht dargestellt), insbesondere auf eine bestimmte Temperatur, vorgewärmt aufbewahrt werden.
Die Fertigungsanlage 10 weist zwei fünfte Arbeitsstationen 165 auf. Diese sind vorliegend als eine erste Gelierstation 28 und eine zweite Gelierstation 30 ausgebildet. In der ersten Gelierstation 28 werden die Werkstücke 12 induktiv auf eine erste Geliertemperatur aufgeheizt. In der zweiten Gelierstation 30 werden die Werkstücke 12 induktiv auf eine zweite Geliertemperatur aufgeheizt.
In der ersten Gelierstation 28 wird das noch flüssige auf die Werkstücke 12 aufgeträufelte Kunstharz durch ein Aufheizen der Werkstücke 12 auf die erste Geliertemperatur geliert. Mit anderen Worten, die Viskosität des Kunstharzes nimmt in der ersten Gelierstation 28 zu, sodass das Kunstharz dickflüssiger wird.
In der zweiten Gelierstation 30 wird das bereits gelierte Kunstharz durch ein Aufheizen der Werkstücke 12 auf eine zweite Geliertemperatur 30 weiter geliert. Mit anderen Worten, die Viskosität des bereits gelierten Kunstharzes nimmt in der zweiten Gelierstation 30 weiter zu, sodass das Kunstharz noch dickflüssiger wird. Zudem wird das in der Gel- Beschichtungsstation 26 aufgeträufelte Gel in der zweiten Gelierstation 30 (weiter) geliert. Mit anderen Worten, die Viskosität des Gels nimmt in der zweiten Gelierstation 30 zu, sodass das Gel dickflüssiger wird.
Die Werkstücke 12 durchlaufen die oben genannten Arbeitsstationen 16 in Figur 2 von links nach rechts, also von der Aufheizstation 18 zur Träufelstation 20, von der Träufelstation 20 zur ersten Gelierstation 28, von der ersten Gelierstation 28 zur Gel-Beschichtungsstation 26, von der Gel- Beschichtungsstation 26 zur zweiten Gelierstation 30 und von der zweiten Gelierstation 30 zur Aushärtestation 22.
Die Fertigungsanlage 10 weist mehrere Handhabungseinrichtungen 24, auf die weiter unten eingegangen wird, zum Handhaben und Transportieren der Werkstücke 12 innerhalb der oben genannten Arbeitsstationen 16.
Die Temperatur der Werkstücke 12 kann von Arbeitsstation 16 zur Arbeitsstation 16 variiert und insbesondere erhöht werden. So kann die Temperatur der Werkstücke 12 in der Aufheizstation 18 kleiner oder gleich sein als die Temperatur in der Träufelstation 20. Die Temperatur in der Träufelstation 20 kann kleiner oder gleich sein als die Temperatur in der ersten Gelierstation 28. Die Temperatur in der ersten Gelierstation 28 kann kleiner oder gleich sein als die Temperatur in der Gel-Beschichtungsstation 26. Die Temperatur in der Gel- Beschichtungsstation 26 kann kleiner oder gleich sein als die Temperatur in der zweiten Gelierstation 30 die Temperatur in der zweiten Gelierstation 30 kann kleiner oder gleich sein als die Temperatur in der Aushärtestation 22.
Beim Erhitzen des Kunstharzes bzw. des Gels können Gase entstehen. Diese können gezielt abgesaugt werden. Hierfür weisen der Harzschrank 21, die Träufelstation 20, die erste Gelierstation 28, die Gel-Beschichtungsstation 26, die zweite Gelierstation 30 und die Aufheizstation 22 jeweils eine Absaugung 23 auf. Da in der Aufheizstation 18 lediglich die Werkstücke 12 erhitzt werden und dabei keine Gase entstehen, kann bei der Aufheizstation 18 auf eine Absaugung 23 verzichtet werden.
Die Fertigungsanlage 10 weist eine sechste Arbeitsstation 166 auf. Die sechste Arbeitsstation 166 ist als eine Be- /Entladestation 32 ausgebildet. Die Be-/Entladestation 32 weist eine Zuführeinrichtung 34 auf. Diese ist in Form eines ersten Förderbandes 36 ausgebildet, mittels welchen die Werkstücke 12 der Fertigungsanlage 10 zugeführt werden können.
Die Zuführeinrichtung 34 weist eine erste Wiegeeinrichtung 42 auf. Die Werkstücke 12 werden vor dem Beträufeln mittels der ersten Wiegeeinrichtung 42 gewogen. Die Be-/Entladestation 32 weist eine Abführeinrichtung 38 auf. Diese ist in Form eines zweiten Förderbandes 40 ausgebildet, mittels welchen die Werkstücke 12 aus der Fertigungsanlage 10 abgeführt werden können.
Die Abführeinrichtung 38 weist eine zweite Wiegeeinrichtung 44 auf. Die Werkstücke 12 werden nach dem Beträufeln mittels der zweiten Wiegeeinrichtung 44 gewogen.
Durch das Wiegen vor und nach dem Beträufeln kann kontrolliert werden, ob die gewünschte Menge des Kunstharzes bzw. des Gels aufgeträufelt wurde. Wird beim Wiegen eine Abweichung von einem vorbestimmten Wert festgestellt, die auf eine fehlerhafte Beträufelung zurückzuführen ist, so kann das entsprechende Werkstück 12 aussortiert werden.
Vorliegend geschieht ein solches Aussortieren mittels eines Krans 43. Das fehlerhaft beträufelte Werkstück 12 wird aus der Abführeinrichtung 38 bzw. aus der zweiten Wiegeeinrichtung 44 mittels des Krans 43 entnommen und auf ein Aussortierband 45 bewegt. Auf dem Aussortierband 45 werden die Werkstücke 12 gesammelt, bei denen ein fehlerhaftes Beträufeln mittels Wiegen festgestellt wurde. Ebenso ist es denkbar, dass das Aussortierband 45 in Form eines dritten Förderbandes 47 ausgebildet ist, welches die fehlerhaft beträufelten Werkstücke 12 in einen Ausschussbehälter (nicht dargestellt) transportiert .
Die Be-/Entladestation 32 umfasst eine erste Übergabeeinrichtung 46. Vorliegend ist die erste Übergabeeinrichtung 46 in Form eines Roboterarmes 48 ausgebildet. Die erste Übergabeeinrichtung 46 ist ausgebildet um die Werkstücke 12 innerhalb der Be-/Entladestation 32 zu handhaben. Die Be-/Entladestation 32 umfasst einen Lagerschrank 52. Dieser ist in Form eines Paternosterschranks 54 ausgebildet und dient zur Zwischenlagerung der noch nicht beträufelten Werkstücke 12. Die Werkstücke 12 werden mittels der ersten Übergabeeinrichtung 46 aus der Zuführeinrichtung 34 bzw. der ersten Wiegeeinrichtung 42 entnommen und in den Lagerschrank 52 abgelegt. Die Werkstücke 12 werden aus dem Lagerschrank 52 mittels der ersten Übergabeeinrichtung 46 entnommen und an die Handhabungseinrichtung 24 übergeben. Ebenso ist es denkbar, dass die Werkstücke mittels der ersten Übergabeeinrichtung 46 aus der Zuführeinrichtung 34 bzw. der ersten Wiegeeinrichtung 42 entnommen werden und direkt an die Handhabungseinrichtung 24 übergeben werden.
Die Fertigungsanlage 10 weist eine Kühlstation 58 auf. Die Kühlstation 58 ist vorliegend in Form eines gerade verlaufenden Kühltunnels 60 ausgebildet. Dabei werden die zu kühlenden Werkstücke 12 in der Kühlstation 58 in Figur 2 von rechts nach links mittels eines vierten Förderbandes 61 transportiert. Während des Transports auf dem vierten Förderband 61 kühlen die Werkstücke 12 ab. Das Abkühlen ist bedingt durch die Verweilzeit (passives Kühlen) in der Kühlstation 58. Der Kühlprozess kann zudem aktiv unterstützt werden, beispielsweise durch Zuführen von Kühlluft in die Kühlstation 58 (aktives Kühlen).
Die Fertigungsanlage 10 weist eine zweite Übergabeeinrichtung 62 auf. Dieses in Form eines Portals 64 ausgebildet. Die zweite Übergabeeinrichtung 62 ist eingerichtet um die Werkstücke 12 aus der Aushärtestation 22 in die Kühlstation 58 zu überführen.
Die Fertigungsanlage 10 ist in Form eines geschlossenen Kreislaufs ausgebildet. Mit anderen Worten, die oben beschriebenen Bestandteile der Fertigungsanlage 10 sind derart angeordnet, dass sie einen begehbaren Bereich 66 innerhalb der Fertigungsanlage 10 begrenzen. Der begehbare Bereich 66 ist über das Portal 64 der zweiten Übergabeeinrichtung 62 zugänglich. Hierzu ist das Portal 64 derart dimensioniert, dass eine durchschnittlich große Person problemlos hindurchgehen kann.
Von dem begehbaren Bereich 66 aus kann eine Person alle oben beschriebenen Teile der Fertigungsanlage 10 erreichen. So können beispielsweise Wartungsarbeiten an der Fertigungsanlage 10 vereinfacht werden. Die an den begehbaren Bereich 66 angrenzenden Elemente der einzelnen Stationen können Öffnungen, Türen, Fenster o. ä. aufweisen, damit eine Person aus dem begehbaren Bereich 66 aus in das Innere der jeweiligen Station gelangen kann. So kann beispielsweise bei einer Prozessstörung die von einem Fehler betroffene Stelle der Fertigungsanlage 10 über den begehbaren Bereich 66 schnell und einfach zugänglich gemacht werden.
Figur 3 zeigt einen Ausschnitt einer perspektivischen Ansicht auf die Fertigungsanlage 10 gemäß Figur 1. Die dargestellten Arbeitsstationen 16 (die Aufheizstation 18, die Träufelstation 20, die erste Gelierstation 28, die Gel-Beschichtungsstation 26, die zweite Gelierstation 30 und die Aushärtestation 22) sind jeweils als einzelne in sich räumlich abgeschlossene Module aufgebaut.
Vorliegend werden die gezeigten Arbeitsstationen 16 jeweils mittels eines Bodens 13, vier Seitenwänden 15 und einer Decke 33 räumlich begrenzt. Ebenso ist es denkbar, dass eine Arbeitsstation 16 zwei oder drei Seitenwände 15 aufweist. Ebenso ist es denkbar, dass eine Arbeitsstation keine Decke aufweist .
Der Anschaulichkeit halber wurde in allen Figuren jeweils die Seitenwand 15 der einzelnen Arbeitsstationen 16, die in Richtung des begehbaren Bereichs 66 zeigt, nicht dargestellt.
Die Arbeitsstationen 16 sind nebeneinander in Reihe angeordnet. Dabei bilden die Böden 13, die Seitenwände 15 und die Decken 33 der in Figur 2 dargestellten Arbeitsstationen 16 zusammen ein geschlossenes Gehäuse 11. Mit anderen Worten, das geschlossene Gehäuse 11 besteht aus den Böden 13, den Seitenwänden 15 und den Decken 33 der in Figur 2 dargestellten Arbeitsstationen 16. Ebenso ist es denkbar, dass das geschlossene Gehäuse 11 separat von den in Figur 2 dargestellten Arbeitsstationen 16 und deren Böden 13, Seitenwänden 15 und Decken 33 (insbesondere beabstandet von den Seitenwänden 15 und Decken 33) ausgebildet ist und diese umschließt .
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Fertigungsanlage mehrere Handhabungseinrichtungen 24 auf.
Diese sind auf einer Schiene 56 bewegbar angeordnet. Die Schiene 56 verläuft in Form einer geraden Linie durch die dargestellten Arbeitsstationen 16 und somit innerhalb des geschlossenen Gehäuses 11. Die Arbeitsstationen 16 weisen hierzu in ihren Seitenwänden 15 jeweils eine Öffnung 17 auf, durch die die Schiene 56 verläuft. Die Öffnungen 17 sind derart ausgebildet und angeordnet, dass die jeweiligen Handhabungseinrichtungen 24 sich durch die entsprechenden Öffnungen 17 hindurchbewegen können.
Die Schiene 56 ist in Figur 3 links außerhalb der Aufheizstation 18 und in Figur 3 rechts außerhalb der Aushärtestation 22 angeordnet. So kann die
Handhabungseinrichtung 24a die Werkstücke 12 zwischen der an der Aufheizstation 18 angrenzenden Be-/Entladestation 32 (vgl. Figur 2) und der Aufheizstation 18 bewegen. Insbesondere können so die Werkstücke 12 von der ersten Übergabeeinrichtung 46 an die sich außerhalb der Aufheizstation 18 (und innerhalb der Be-/Entladestation 32) befindenden Handhabungseinrichtung 24a übergeben werden.
Entsprechend kann die Handhabungseinrichtung 24b die Werkstücke 12 zwischen der Aushärtestation 22 und der an der Aushärtestation 22 angrenzenden zweiten Übergabeeinrichtung 62 bewegen (vgl. Figur 2). Insbesondere können so die Werkstücke 12 von der sich außerhalb der Aushärtestation 22 befindenden Handhabungseinrichtung 24b an die zweite Übergabeeinrichtung 62 übergeben werden.
Jede dargestellte Arbeitsstation 16 weist mehrere Aufnahmen 50 auf. Jede Aufnahme 50 ist ausgebildet, um ein Werkstück 12 aufnehmen zu können. Vorliegend sind mehrere Handhabungseinrichtungen 24 vorgesehen, die auf der Schiene 56 bewegbar angeordnet sind. Jede Handhabungseinrichtung 24 ist bevorzugt ausgebildet, um zwischen zwei benachbarten Arbeitsstationen 16 bewegt zu werden. Jede Handhabungseinrichtung 24 ist bevorzugt ausgebildet, um Werkstücke 12 zwischen zwei benachbarten Arbeitsstationen 16 zu transportieren.
Vorliegend verläuft die Schiene 56 am Boden 13 der jeweiligen Arbeitsstation 16 und somit innerhalb des geschlossenen Gehäuses 11. Ebenso ist es denkbar, dass die Schiene 56 an der Decke 33 der jeweiligen Arbeitsstation 16 verläuft und somit innerhalb des geschlossenen Gehäuses 11.
Aus Gründen der Übersichtlichkeit wurde in der Figur 3 die Absaugung 23 lediglich an der Aushärtestation 22 dargestellt.
Figur 4 zeigt eine Rückansicht auf mehrere
Handhabungseinrichtungen 24. Die Handhabungseinrichtungen 24 sind entlang der Schiene 56 angeordnet. Die Handhabungseinrichtungen 24 sind auf der Schiene 56 und entlang der Schiene 56 beweglich ausgebildet.
Jede Handhabungseinrichtung 24 kann mindestens ein Werkstück 12 handhaben bzw. transportieren. Hierzu ist jede Handhabungseinrichtung 24 ausgebildet, um die Werkstücke 12 parallel zur Schiene 56 zu bewegen. Alternativ oder zusätzlich ist jede Handhabungseinrichtung 24 ausgebildet, um die Werkstücke 12 senkrecht zur Schiene 56 entlang einer vertikalen Richtung 57 zu bewegen. Insbesondere sind die Handhabungseinrichtungen 24 ausgebildet, um die Werkstücke 12 während der Handhabung und/oder Transport, insbesondere kontinuierlich, zu rotieren.
Figur 5 zeigt eine Vorderansicht auf die
Handhabungseinrichtungen 24 gemäß Figur 4. Wie insbesondere aus Figur 5 erkennbar ist, sind die Handhabungseinrichtungen 24 vorliegend ausgebildet, um gleichzeitig zwei Werkstücke 12 zu handhaben bzw. zu transportieren.
Figur 6 zeigt eine perspektivische Ansicht auf die Aufheizstation 18. Vorliegend weist die Aufheizstation 18 insgesamt acht Aufnahmen 50 auf, die paarweise und beabstandet zueinander an der Seitenwand 15 der Aufheizstation 18 angeordnet sind. Die Werkstücke 12 können einzeln und individuell mittels Induktion aufgeheizt werden. So können Werkstücke 12 innerhalb der Aufheizstation 18 unterschiedlich schnell und/oder auf unterschiedlich hohe Temperaturen aufgeheizt werden.
Figur 7 zeigt eine perspektivische Ansicht auf die Träufelstation 20. Vorliegend weist die Träufelstation 20 insgesamt acht Aufnahmen 50 auf, die paarweise und beabstandet zueinander an der Seitenwand 15 der Träufelstation 20 angeordnet sind. Dabei können die aufgenommenen Werkstücke 12 einzelnen und individuell mit dem Kunstharz beträufelt werden. So kann beispielsweise die Träufelgeschwindigkeit des Kunstharzes bei den einzelnen Werkstücken 12 separat innerhalb der Träufelstation 20 variiert werden. Figur 8 zeigt eine perspektivische Ansicht auf die erste Gelierstation 28. Vorliegend weist die erste Gelierstation 28 zwölf Aufnahmen 50 auf, die paarweise und beabstandet zueinander an der Seitenwand 15 der ersten Gelierstation 28 angeordnet sind.
Figur 9 zeigt eine perspektivische Ansicht auf die Gel- Beschichtungsstation 26. Vorliegend weist die Gel- Beschichtungsstation 26 sechs Aufnahmen 50 auf, die paarweise und beabstandet zueinander an der Seitenwand 15 der Gel- Beschichtungsstation 26 angeordnet sind. Dabei können die aufgenommenen Werkstücke 12 einzelnen und individuell mit dem Gel beträufelt werden. So kann beispielsweise die Träufelgeschwindigkeit des Gels zwischen den einzelnen Werkstücken 12 innerhalb der Gel-Beschichtungsstation 26 variiert werden.
Figur 10 zeigt eine perspektivische Ansicht auf die zweite Gelierstation 30. Vorliegend weist die zweite Gelierstation 30 acht Aufnahmen 50 auf, die paarweise und beabstandet zueinander an der Seitenwand 15 der zweiten Gelierstation 30 angeordnet sind.
Figur 11 zeigt eine perspektivische Ansicht auf die Aushärtestation 22. Vorliegend weist die Aushärtestation 22 eine Vielzahl von Aufnahmen 50 auf, die entlang einer Kette an der Seitenwand 15 der Aushärtestation 22 angeordnet sind. Die Aufnahmen 50 werden entlang der Kette innerhalb der Aushärtestation 22 bewegt. Figur 12 zeigt eine perspektivische Ansicht auf die Be- /Entladestation 32. Der als Paternosterschrank 54 ausgebildete Lagerschrank 52 der Be-/Entladestation 32 weist eine Vielzahl von Aufnahmen 50 auf, die in Regalen 51 reihenartig angeordnet sind. Die Regale 51 sind innerhalb des als Paternosterschrank 54 ausgebildeten Lagerschranks 52 bewegbar ausgebildet. Die Aufnahmen 50 des Lagerschranks 52 können über ein erstes Fenster 55 mittels der ersten Übergabeeinrichtung 46 bestückt werden. Durch die beweglichen Regale 51 des Lagerschrank 52 können alle Aufnahmen 50 des Lagerschrank 52 durch das erste Fenster 55 bestückt werden.
Damit kann der Bewegungsradius der ersten Übergabeeinrichtung 46 kleiner und die erste Übergabeeinrichtung 46 selbst konstruktiv einfacher und kleiner ausgestaltet werden.
Vorliegend weist der Lagerschrank 52 an einer von außen der Fertigungsanlage 10 zugänglichen Seite 59 ein zweites Fenster 65 auf. Über das zweite Fenster 65 können die Regale 51 des Lagerschranks 52 bzw. die entsprechenden Aufnahmen 50 mit Werkstücken 12 manuell (beispielsweise durch eine Person) bestückt werden.
Vorliegend weist die Be-/Entladestation 32 keine Seitenwände, keinen Boden und keine Decke auf. Es ist jedoch denkbar, dass die Be-/Entladestation 32 analog zu den restlichen Arbeitsstationen 16 einen Boden 13, Seitenwände 15 und/oder eine Decke 33 aufweist.
Die Aufnahmen 50 der jeweiligen Arbeitsstationen 16 können chaotisch bzw. dynamisch bestückt werden. Sobald eine Aufnahme 50 frei wird, kann diese mit einem Werkstück 12 bestückt werden. Durch das Aufbrechen einer festen vorbestimmten Reihenfolge, können einzelne Prozesszeiten und die Beschickung der Fertigungsanlage 10 optimiert werden.
Vorzugsweise werden die Werkstücke 12 in den Aufnahmen 50 der Arbeitsstationen 16, insbesondere kontinuierlich, entlang ihrer Längsachse rotiert. Jedes Werkstück 12 kann in der jeweiligen Aufnahme 50 der
Arbeitsstationen 16 separat und individuell erhitzt und/oder beträufelt werden. Dadurch können unterschiedliche Werkstücke 12 (z. B. unterschiedlicher Typ/Baugröße) zeitgleich in der
Fertigungsanlage 10 gefertigt werden.

Claims

Patentansprüche
1. Fertigungsanlage (10) zur Träufelimprägnierung eines Werkstücks (12), insbesondere eines Stators (14) oder Ankers einer Elektromaschine, mit einem unter Temperaturerhöhung aushärtenden Kunstharz, umfassend mehrere Arbeitsstationen (16), wobei eine erste Arbeitsstation (161) als eine Aufheizstation (18) zum, insbesondere induktiven, Aufheizen des Werkstücks (12) auf eine Träufeltemperatur ausgebildet ist, wobei eine zweite Arbeitsstation (162) als eine Träufelstation (20) zum zumindest teilweisen Beträufeln des Werkstücks (12) mit dem Kunstharz ausgebildet ist, wobei eine dritte Arbeitsstation (163) als eine Aushärtestation (22) zum Aufheizen des Werkstücks (12) auf eine Aushärtetemperatur des Kunstharzes, bei der das Kunstharz aushärtet und einen Duroplast bildet, ausgebildet ist, mindestens eine Handhabungseinrichtung (24), die ausgebildet ist, um das Werkstück (12) zu handhaben und zwischen den einzelnen Arbeitsstationen (16) zu transportieren, dadurch gekennzeichnet, dass die Fertigungsanlage (10) ein geschlossenes Gehäuse (11) umfasst, innerhalb dessen wenigstens die erste, zweite und dritte Arbeitsstation (161, 162, 163) angeordnet sind, wobei die Handhabungseinrichtung (24) ausgebildet und angeordnet ist, um sich innerhalb des geschlossenen Gehäuses (11) zu bewegen und jedenfalls beim Transport des Werkstücks (12) zwischen der ersten, zweiten und dritten Arbeitsstation (161, 162, 163) das geschlossene Gehäuse (11) nicht zu verlassen.
2. Fertigungsanlage (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine vierte Arbeitsstation (164) als eine Gel-Beschichtungsstation (26) zum zumindest teilweise Beträufeln des Werkstücks (12) mit einem Gel ausgebildet ist.
3. Fertigungsanlage (10) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine fünfte Arbeitsstation (165) als eine Gelierstation (28, 30) zum, insbesondere induktivem, Aufheizen des Werkstücks (12) auf eine Geliertemperatur ausgebildet ist, insbesondere, dass zwei fünfte Arbeitsstationen (165) als eine erste Gelierstation (28) zum, insbesondere induktiven, Aufheizen des Werkstücks (12) auf eine erste Geliertemperatur und eine zweite Gelierstation (30) zum, insbesondere induktiven, Aufheizen des Werkstücks (12) auf eine zweite Geliertemperatur ausgebildet sind.
4. Fertigungsanlage (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine sechste Arbeitsstation (166) als eine Be-/Entladestation (32) ausgebildet ist, wobei die Be-/Entladestation (32) eine Zuführeinrichtung (34), insbesondere in Form eines ersten Förderbandes (36), zum Zuführen des Werkstücks (12) in die Fertigungsanlage (10) und eine
Abführeinrichtung (38), insbesondere in Form eines zweiten Förderbandes (40), zum Abführen des Werkstücks (12) aus der Fertigungsanlage (10) umfasst.
5. Fertigungsanlage (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Be-/Entladestation (32) mindestens eine Wiegeeinrichtung (42, 44) zum Wiegen des Werkstücks (12) umfasst, insbesondere eine erste Wiegeeinrichtung (42) zum Wiegen des Werkstücks (12) vor dem Beträufeln und eine zweite Wiegeeinrichtung (44) zum Wiegen des Werkstücks (12) nach dem Beträufeln umfasst, wobei insbesondere die erste Wiegeeinrichtung (42) an der Zuführeinrichtung (34), wobei insbesondere die zweite Wiegeeinrichtung (42) an der Abführeinrichtung (38) angeordnet ist.
6. Fertigungsanlage (10) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Be-/Entladestation (32) eine erste Übergabeeinrichtung (46), insbesondere in Form eines Roboterarmes (48), umfasst, wobei die erste Übergabeeinrichtung (46) ausgebildet und angeordnet ist, um das Werkstück (12) innerhalb der Be-/Entladestation (32) zu handhaben und/oder an die Handhabungseinrichtung (24) zu übergeben.
7. Fertigungsanlage (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede Arbeitsstation (16) mehrere Aufnahmen (50) umfasst, wobei jede Aufnahme (50) zur Aufnahme des Werkstücks (12) ausgebildet ist.
8. Fertigungsanlage (10) nach Anspruch 7 und einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmen (50) der Be-/Entladestation (32) in einem Lagerschrank (52), der insbesondere in Form eines Paternosterschranks (54) ausgebildet ist, angeordnet sind.
9. Fertigungsanlage (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fertigungsanlage (10) mindestens eine, insbesondere in einer geraden Linie verlaufende, Schiene (56) umfasst, entlang derer die Handhabungseinrichtung (24) bewegbar ist, insbesondere, wobei die Schiene (56) derart ausgebildet und angeordnet ist, dass die Schiene (56) durch das geschlossene Gehäuse (11) hindurch erstreckt ist.
10. Fertigungsanlage (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Handhabungseinrichtung (24) ausgebildet ist, insbesondere während der Handhabung und/oder dem Transport des Werkstücks (12) mittels der Handhabungseinrichtung (24), das Werkstück (12), insbesondere entlang dessen Längsachse, zu rotieren.
11. Fertigungsanlage (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fertigungsanlage (10) eine Kühlstation (58), insbesondere in Form eines, insbesondere gerade verlaufenden, Kühltunnels (60) umfasst, wobei die Kühlstation (58) ausgebildet ist, um das auf die Aushärtetemperatur aufgeheizte Werkstücks (12), insbesondere aktiv, abzukühlen.
12. Fertigungsanlage (10) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Fertigungsanlage (10) eine zweite Übergabeeinrichtung (62) umfasst, die in Form eines Portals (64) ausgebildet ist, wobei die zweite Übergabeeinrichtung (62) ausgebildet ist, um das auf die Aushärtetemperatur aufgeheizte Werkstücks (12) aus der Aufheizstation (18) in die Kühlstation (58) zu überführen.
13. Fertigungsanlage (10) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsstationen (16), die Kühlstation (58) und die zweite Übergabeeinrichtung (62) derart ausgebildet und angeordnet sind, dass sie einen begehbaren Bereich (66) innerhalb der Fertigungsanlage (10) begrenzen, der über das Portal (64) der zweiten Übergabeeinrichtung (62) zugänglich ist.
14. Verfahren zur Träufelimprägnierung einer Vielzahl von Werkstücken (12), insbesondere von Statoren (14) oder von Ankern von Elektromaschinen, mit einem unter Temperaturerhöhung aushärtenden Kunstharz, wobei zur Durchführung des Verfahrens eine Fertigungsanlage nach einem der Ansprüche 7 bis 13 verwendet wird, wobei die Aufnahmen (50) der einzelnen Arbeitsstationen (16) mit Werkstücken (12) chaotisch bestückt werden.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstücke (12) in den Aufnahmen (50) und/oder während des Transports von einer Aufnahme (50) zur nächsten Aufnahme (50) kontinuierlich, insbesondere entlang deren Längsachse, rotiert werden.
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