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Einrichtung zum Imprägnieren von elektrischen Wicklungen Die Erfindung
betrifft eine Einrichtung zum Imprägnieren von elektrischen Wicklungen mit einem
Harz-Härte-Gemisch.
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Das Imprägnieren von elektrischen Wicklungen, z. B. Rotor- und Statorwicklungen
von Elektromotoren, dient vor allem dazu, den guten Isolationszustand der Wicklungen
aufrechtzuerhalten und den Wicklungsaufbau mechanisch zu festigen. Um einen guten
Isolationsschutz zu erreichen, ist es notwendig, daß alle Öffnungen und Poren der
Wicklungen durch das Imprägnationsmittel ausgefüllt werden. Als Imprägnationsmittel
eignen sich vor allem lösungsmittelfreie Harz-Härter-Gemische, da diese einerseits
während des Vergießens eine genügend kleine Viskosität besitzen, um auch in die
feinsten Poren einzudringen, und andererseits lunkerfrei gelieren. Auch besitzen
diese Harz-Härter-Gemische eine genügend hohe mechanische Festigkeit, was vor allem
bei schnelllaufenden Rotorwicklungen wichtig ist.
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Es sind bereits verschiedene Verfahren zum Imprägnieren von elektrischen
Wicklungen bekanntgeworden. Beim sogenannten Träufelverfahren wird das Harz-Härter-Gemisch
auf den einen Wicklungskopf des erwärmten, rotierenden Wicklungskörpers aufgeträufelt.
Unter dem Einfluß der Schwerkraft sowie von Kapillarkräften fließt das Harz-Härter-Gemisch
durch den in den Nuten liegenden Wicklungsteil zum andern Wicklungskopf, bis die
ganze Wicklung durchimprägniert ist. Anschließend folgt das Aushärten des Harz-Härter-Gemisches,
vorzüglich bei erhöhter Temperatur. Obwohl dieses Träufelverfahren an sich sehr
vorteilhaft ist, konnte es sich bisher in der industriellen Serienfabrikation nicht
durchsetzen. Dies dürfte nicht zuletzt daran liegen, daß bisher keine Maschine bekanntgeworden
ist, welche alle Verfahrensstufen, insbesondere diejenigen des Aufgießens und der
gleichmäßigen Verteilung der Gießharzmasse, mit ausreichender Präzision und Geschwindigkeit
bewerkstelligt. Dieser Mangel soll durch die vorliegende Erfindung beseitigt werden.
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Die erfindungsgemäße Einrichtung ist gekennzeichnet durch eine schrittweise
vorwärts bewegbare Fördervorrichtung mit Haltern für die Wicklungen und mindestens
zwei voneinander unabhängigen Misch- und Dosiereinheiten, jede bestehend aus einer
Dosierpumpe für das Harz, einer Dosierpumpe für den Härter, einer Mischvorrichtung
und einer über der Spur der Halter mündenden Ausgießöffnung, wobei jedem Aufgießplatz
eine solche eigene Misch- und Dosiereinheit zugeordnet und das Gemisch auf mehrere
Wicklungen gleichzeitig in konstanter Menge pro Zeiteinheit aufgießbar ist und wobei
die Halter so ausgebildet und an der Fördervorrichtung gelagert sind, daß die Wicklungen
zumindest.am Aufgießplatz in eine Schräglage neigbar und gleichzeitig um ihre Längsachsen
drehbar sind.
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Gemäß einer bevorzugten Variante ist die Anordnung so getroffen, daß
die Halter in mehreren Spuren angeordnet sind und über jeder dieser Spuren die Ausgießöffnungen
einer der Misch- und Dösiereinheiten liegen.
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Die erfindungsgemäße Einrichtung bietet wesentliche Vorteile. Dadurch,
daß für jede Wicklung während der Aufgießzeit die Aufgießgeschwindigkeit zwangläufig
konstant gehalten wird, wird jede Wicklung mit der genau gleichen Menge des Harz-Härter-Gemisches
imprägniert, unabhängig vom momentanen Theologischen Verhalten desselben. Dadurch
wird garantiert, daß jede Wicklung den gleich guten Imprägnationszustand erreicht.
Bei den bekannten Verfahren und Vorrichtungen werden zum Aufgießen des Harz-Härter-Gemisches
Trichter verwendet, wobei das Harz-Härter-Gemisch infolge der Schwerkraft auf die
Wicklungen aufträufelt. Es ist offensichtlich, daß sich dabei die Auffließgeschwindigkeit
ändert, sobald die Viskosität des Harzes sich verändert, gegebenenfalls durch äußere
Einflüsse, wie schwankende Raumtemperatur. Ebenfalls verändert sich die Ausfließgeschwindigkeit,
sobald die Trichteröffnung durch Verkrustungen oder Verschmutzung, wie sie unausbleiblich
auftreten, verengt wird. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung spielt die Veränderung
der Viskosität und eine allfällige Verengung des Düsenquerschnitts eine sehr untergeordnete
Rolle, da durch die Zwangläufigkeit des Harzflusses mittels der vorgeschalteten
Dosierpumpe
die Ausfließgeschwindigkeit nicht von der Schwerkraft
abhängt. Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß die Aufgießgeschwindigkeit
so eingestellt werden kann, daß die Leistung der Maschine maximal ist, ohne daß
Harz-Härter-Gemisch infolge Abtropfen von den Wicklungen verloreügeht. Da die Dosierpumpen
nur während des Aufgießens arbeiten, wird ein Verlust von Harz-Härter-Gemisch auch
während der Zeit, da keine Wieklüng unter der Ausgießdüse ist, vermieden. Ein weiterer
Vorteil liegt darin, daß Harz und Härter erst unmittelbar vor dem Aufgießen vermischt
werden. Sollte nämlich die Maschine aus irgendeinem Grund stillstehen, so ist kein
Harz-Härter-Gemisch vorhanden, welches während dieser Zeit aushärten würde, dadurch
verloren ginge und zudem vor denn Wiedereinstellen der Maschine mühsam entfernt
werden ntüßte. Durch die kombinierte Drehung und Schräglage der Wicklungen während
des Aufgießens und in der anschließenden Gelierperiode der Gießharzmasse wird in
relativ kurzen Zeitintervallen eine sehr gleichmäßige Schicht erzeugt.
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Im folgenden wird die erfindungsgemäße Einrichtung an Hand eines in
der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert; es zeigt F i g.1
die gesamte Einrichtung in schäiibildlicher schematischer Darstellung, F i g. 2
den Antriebsmechanismus für die Rotationsbewegung der Wicklungen und F i g. 3 die
Anordnung zum Schrägstellen der Wicklungen während des Aufgießens.
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Gemäß F i g. 1 werden die Wicklungen 2, darstellungsgemäß Rotoren
von Elektromotoren, an der rechten Seite der Maschine auf Halter 4 aufgesteckt,
welche an einem Gestänge 6 befestigt sind. Das Gestänge 6 liegt quer zu einem Transportband
$ und ist an diesem drehbar befestigt. Mehrere solcher Gestänge ü sind in gleichmäßigen
Abständen über die ganze Länge des Transportbandes 8 verteilt. Das Transportband
$ läuft über eine Antriebsrolle 10 und eine Spannrolle 12 in. Richtung des Pfeiles
13 im Kreis herum. Beide Rollen sind mittels Lagern 14, welche am Gestell 16 befestigt
sind, drehbar gelagert. Rolle 10 wird durch einen Motor 18 über ein Schneckengetriebe
20 schrittweise angetrieben. Der schrittweise Antrieb kann z. B. durch einen Zeitschalter,
welcher auf Motor 18 wirkt, erfolgen. Die Rotoren 2 laufen vorteilhafterweise gemäß
der Darstellung vorerst unter einer Strahlungsheizung 22 hindurch und werden dort
auf die gewünschte TeTperatur aufgeheizt. Das Harz befindet sich in einem Behälter
24 und wird mittels einer Dosierpumpe 26 in einen Mischer 28 gepumpt. Der Härter
gelangt aus einem Behälter 30 über eine Dosierpumpe 32 ebenfalls in den Mischer
2$. Beien Durchlaufen des Mischers 28 werden Harz und Härter durch einen Rührer,
angetrieben durch einen Motor 34, miteinander vermischt. Das Gemisch gelangt über
eine Ausgießdüse 36 auf den sich direkt darunter befind liehen, zu imprägnierenden
Rotor. Vorteilhafterweise wird das Innenvolumen des Mischers möglichst klein gehalten.
Dadurch wird erreicht, daß Harz und Härter erst unmittelbar vor dem Aufgießen gemischt
werden. Darstellungsgemäß sind zwei Einheiten zum Dosieren, Mischen und Aufgießen
des Harz-Härter-Gemisches vorhanden, so daß gleichzeitig zwei Rotoren imprägniert
werden können. Selbstverständlich kann eine Maschine auch nur mit einer oder aber
mit mehreren solchen Einheiten ausgerüstet sein, je nach der gewünschten Leistung.
Auch können die Einheiten nicht, wie dargestellt, nebeneinander, sondern in Richtung
der Bewegung des Transportbandes hintereinander angeordnet sein.
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Die vorliegende Konstruktion gestattet es, die pro Rotor aufzugießende
Menge wie auch die Aufgießgeschwindigkeit des Harz-Härter-Gemisches auf einen gewünschten
Wert einzustellen. Da die Dosierpumpen durch Mischer und Ausgießdüse direkt auf
den zu imprägnierenden Rotor fördern, ist die Aufgießgeschwindigkeit durch die Förderleistung
der Dosierpumpen gegeben und kann durch entsprechende Einstellung der Pumpe reguliert
werden. Ist die gewünschte Menge des Harz-Härter-Gemisches auf den Rotor aufgegossen
worden, so werden die Dosierpumpen, beispielsweise durch Zeitschalter, abgestellt.
Das Transportband bewegt sich einen Schritt weiter, d. h. so weit, bis die auf dem
nächstfolgenden Gestänge befindlichen beiden Rotoren unter die beiden Ausgießdüsen
36 gelangen. Hm ein Tropfen der Ausgießdüsen während der Zeit, da sich keine Fotoren
unter ihnen befinden, zu vermeiden, werden vortbilhafterweise während dieser Zeit
die Ausgießöffnun= gen verschlossen, z. 13. durch Zuklemmen eines elastischen
Zwischenstückes. Auf ihrem. weiteren Weg;, darstellungsgemäß auf dem unteren zurücklaufenden
Teil des Transportbandes, gelangen die Rotoren wieder in den Wirkungsbereich einer
Strahlungsheizung 38. Nach Durchlaufen dieser Heizstrecke ist das Harz-liärter-Gemisch
genlegend fest, daß die Rotoren von der Maschine abgenommen-.worden können, darstellungsgemäß
am rechten Ende der Maschine. Das Aushärten folgt anschließend, beispielsweise in
einem Ofen oder durch Verlängern der Heizstrecke auf der Maschine selbst. Das Aushärten
kann jedoch auch bei Raumtemperatur erfolgen.
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üm ein vollständiges Imprägnieren der Wicklungen zu erreichen, ist
es notwendig, daß die Wicklungen während des Aufgießens sich um ihre Längsachsen
drehen und daß ihre Längsachsen gegenüber der Horizontalen geneigt sind. In F i
g. Z und 3 ist eine Möglichkeit, diese Bewegungen zu erzeugen, dar= gestellt. Die
zu imprägnierenden Motoren 2 sind auf den Haltern 4 aufgesteckt. Die Halter sind
am Gestänge 6 drehbar befestigt. Sie besitzen je ein Zahnrad 42, welche direkt oder
indirekt mit einem Zahnrad 44 im Eingriff sind. Das Zahnrad 44 wird über zwei Kegelräder
46 und 48 und über ein Zahnrad 50 durch ein an der Maschine gelagertes Zahnrad 52
angetrieben. Dadurch erhalten die Rotoren eine Drehbewegung um ihre Längsachsen.
Das Gestänge 6 ist mittels zwei Lagern 54 am `Transportband 8 drehbar befestigt.
An einem Ende des Gestänges 6 ist ein Hebelarm 56 befestigt, welcher einen Bolzen
58 besitzt. Der Bolzen 58 ist in einer feststehenden Führungsschiene 60 geführt.
Bewegt sich nun das Transportband $, so gleitet der Bolzen entlang der Vührungsschiene
60 und bewirkt bei geeigneter Form der Führungsschiene eine Drehbewegung des Gestänges
6. In F i g. 3 ist der übergang eines Rotors von der horizontalen Lage in die während
des Aufgießens des Harz-Härter-Gemisches gewünschte geneigte Lage dargestellt. Aus
F i g. 2 -ist ersichtlich, daß die beiden Kegelräder 46 und 48, welche für die Rotationsbewegung
der Xotoren notwendig sind, unabhängig von der Lage des Gestänges 6 im Eingriff
stehen.