EP0023238A1 - Method and device for manufacturing varnish-insulated winding wire, in particular thick wires - Google Patents

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EP0023238A1
EP0023238A1 EP80100484A EP80100484A EP0023238A1 EP 0023238 A1 EP0023238 A1 EP 0023238A1 EP 80100484 A EP80100484 A EP 80100484A EP 80100484 A EP80100484 A EP 80100484A EP 0023238 A1 EP0023238 A1 EP 0023238A1
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insulation
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Abstract

A device for coating wire with a pulverized insulating material wherein wire is coated with the insulator in an electrostatic coating machine which establishes a potential difference between the wire and the insulation and thereby causes the insulation to adhere to the wire electrostatically, without the use of solvents. After such coating, the coated wire is sintered and hardened in a sintering and hardening oven in order to form a lacquered wire with a uniform insulation thickness. Insulation thickness can be maintained at a desired value by the control device for adjusting the length of wire being exposed to the insulator in pulverized form within the electrostatic coating machine. The supply of insulator used in pulverized form is continuously fed from a reservoir into the electrostatic coating machine so as to prevent smaller and lighter particles from being first attracted to the wire, and thereby depleting such particles excessively while leaving only larger and heavier particles available for coating. The final thickness of the insulation is constantly measured by a thickness sensor and kept within a predetermined tolerance by varying the rate of feed of insulator supply to the coating machine by a valve connected to the sensor, directly as a function of insulation thickness.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von lackisolierten Wickeldrähten, insbesondere Starkdrähten, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Sie findet besonders Anwendung bei starken Wickeldrähten kreisförmigen oder profilierten Querschnittes mit einer Querschnittsfläche von mehr als 1,5 qmm bis zu beliebigen Querschnittsabmessungen handelsüblicher Wickeldrähte.The invention relates to a method for producing enamelled wire, in particular strong wire, according to the preamble of claim 1. It is particularly used for strong wire of circular or profiled cross-section with a cross-sectional area of more than 1.5 mm ² up to any cross-sectional dimensions of commercially available winding wires .

Bislang werden derartige Wickeldrähte hergestellt, indem ein entsprechend vorbereiteter Leiterdraht in mehrfacher Folge mit einer ko4trischen Lackisolierschicht aus Flüssiglack versehen, und nach Erreichen der gewünschten Isolierdicke zur Aushärtung des Isolierlackes durch einen entsprechend ausgebildeten Härtungsofen geführt wird. Als Isolier-, lack werden hierzu in einer geeigneten Kohlenwasserstoffverbindung, z.B. Cresol, gelöste Isolierstoffe verwendet, um die für den flüssigen Lackauftrag notwendige Viskosität zu bewirken. Das Lösungsmittel muß vor bzw. bei dem Härten durch erhöhte Wärmeeinwirkung ausgedampft werden, ehe der eigentliche Härtungsprozeß des Lackes einsetzen kann, welcher der so gebildeten Isolierschicht die notwendigen elektrischen und mechanischen Eigenschaften verleiht.So far, such winding wires have been produced by providing an appropriately prepared conductor wire in several sequences with a ko 4 trical insulating layer of liquid varnish, and after reaching the desired insulation thickness for curing the insulating varnish, it is passed through a suitably designed curing oven. For this purpose, insulating materials dissolved in a suitable hydrocarbon compound, eg cresol, are used as insulating varnish in order to achieve the viscosity required for the liquid varnish application. The solvent must be evaporated before or during the curing by increased heat before the actual curing process of the lacquer can begin, which gives the insulating layer thus formed the necessary electrical and mechanical properties.

Dieses übliche Verfahren ist wegen der beim Härten abgegebenen toxischen-oder giftigen Dämpfe. wenig umweltfreundlich und darüber hinaus äußerst energieaufwendig, wegen der Notwendigkeit der Verdampfungswärme für das Lösungsmittel, unabhängig vom eigentlichen Härtungsprozeß.This common procedure is because of the toxic or toxic fumes given off during hardening. not very environmentally friendly and, moreover, extremely energy-intensive, because of the need for heat of vaporization for the solvent, regardless of the actual hardening process.

Andererseits sind bereits pulverförmige Beschichtungsmittel, z.B. aus DE-OS 27 44 721, bekannt, um verschiedene Gegenstände, wie Garten-, Haus- und Küchengeräte, Gehäuse hierfür, Ventilatorflügel o.dgl. mit einer mechanisch ausreichend festen Korrosionsschutzschicht aus einem geeigneten Kunststoff zu versehen. Dieser wird in Pulverform auf elektrostatischem Wege in einer Beschichtungskammer aufgebracht, in welcher der zu beschichtende Gegenstand eine positive Elektrode bildet, so daß die-in der Kammer auf geeignete Weise in Schwebe gehaltenen und durch das dort erzeugte Feld elektrisch negativ aufgeladenen Pulverteilchen sich darauf absetzen. So bildet sich in Abhängigkeit von der Verweildauer des Gegenstandes in der Kammer und sonstigen Faktoren ein daran relativ fest anhaftender pulvriger Belag, der durch entsprechende Nachbehandlung, insbesondere Wärmeanwendung geschmolzen und am Gegenstand aufgesintert und schließlich gehärter wird.On the other hand, powder coating agents, e.g. from DE-OS 27 44 721, known to various objects, such as garden, house and kitchen appliances, housing therefor, fan blades or the like. to be provided with a mechanically sufficiently strong corrosion protection layer made of a suitable plastic. This is applied in powder form by electrostatic means in a coating chamber, in which the object to be coated forms a positive electrode, so that the powder particles, which are suitably levitated in the chamber and electrically negatively charged by the field generated there, settle thereon. Depending on the length of time the object remains in the chamber and other factors, a powdery coating adheres to it relatively firmly, which is melted by appropriate aftertreatment, in particular the use of heat, and sintered onto the object and finally hardened.

Derartige elektrostatische Beschichtungskammern sind auf dem Markt erhältlich, die jedoch nicht - ohne weiteres - zur Herstellung lackisolierter, elektrischer Wickeldrähte geeignet sind. An diese werden nämlich besonders hohe Anforderungen gestellt, hinsichtlich der Gleichmäßigkeit und der Dicke ihrer gehärteten Lackisolierung, welche die nach DIN vorgegebenen Endmaße mit größter Genauigkeit einhalten soll, wobei nur äußerst geringe Toleranzen von höchstens + 10 um zulässig sind, um deren elektrische Eigenschaften, wie insbesondere die Spannungs-Durchschlagfestigkeit und die vorgesehenen Abmessungen der damit bewickelten Geräte zu gewährleisten. Für die über Tage und Wochen ununterbro- 'chene, kontinuierliche Fertigung ist ferner ein gleichmäßiger Sinter- und Härtungsprozeß erforderlich, der seinerseits von der Gleichmäßigkeit der Korngröße-des aufgetragenen Pulvers abhängig ist. Eine solche ist bei den bislang bekannten Verfahren dieser Art nicht gegeben.Such electrostatic coating chambers are available on the market, but they are not - without further ado - suitable for producing enamel-insulated electrical winding wires. Particularly high demands are made of these, with regard to the uniformity and the thickness of their hardened lacquer insulation, which should comply with the final dimensions specified according to DIN with the greatest accuracy, whereby only extremely small tolerances of at most + 10 µm are permissible for their electrical properties, such as in particular the dielectric strength and the intended dimensions of the devices wrapped with it to guarantee. For the continuous production which is uninterrupted for days and weeks, a uniform sintering and hardening process is also required, which in turn depends on the uniformity of the grain size of the powder applied. This is not the case with the previously known methods of this type.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dieses bekannte Pulverbeschichtungsauftrags- und Härtungsverfahren so zu variieren bzw. zu verbessern, daß es sich für die Herstellung lackisolierter Wickeldrähte eignet, wobei sowohl die Gleichmäßigkeit der Dicke der so hergstellten Lackisolierung als auch insbesondere ihre durch die Art der Aushärtung bedingten elektrischen und mechanischen Eigenschaften bei einer langzeitig ununterbrochener Fertigung unter Bedingungen mit absoluter Sicherheit gewährleistet sind, die in Abhängigkeit vom jeweils zu isolierenden Draht im wesentlichen vorgegeben werden und sich im übrigen automatisch zur Erzielung einer optimalen Qualität des Produktes einstellen. Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Ersindung gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind mit den Ansprüchen 2 und 3 angegeben, von welchen der Anspruch 2 die wesentlichen Faktoren zur Steuerung der jeweils gewünschten Isolierdicke, und der Anspruch 3 die Bedingungen des Drahtabzuges betreffen.The invention has for its object to vary or improve this known powder coating application and curing process so that it is suitable for the production of enamelled insulated winding wires, both the uniformity of the thickness of the enamelled insulation produced in this way and in particular by the type of curing Conditional electrical and mechanical properties are guaranteed with long-term uninterrupted production under conditions with absolute certainty, which are essentially specified depending on the wire to be insulated and which are automatically set to achieve the optimum quality of the product. This object is achieved by the invention specified in claim 1. Further advantageous refinements of the method according to the invention are specified in claims 2 and 3, of which claim 2 relates to the essential factors for controlling the insulation thickness desired in each case, and claim 3 relates to the conditions of wire removal.

Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, deren wesentliche Merkmale mit dem Anspruch 4 umrissen sind. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen dieser Vorrichtung ergeben sich aus den Ansprüchen 5 bis 7, welche insbesondere Einzelheiten der Ausgestaltung der Sinter- und Härtungseinrichtung betreffen.The invention also relates to an apparatus for performing this method, the essential features of which are outlined in claim 4. Further advantageous configurations of this device result from claims 5 to 7, which relate in particular to details of the configuration of the sintering and hardening device.

Der wesentliche Vorteil des neuen Verfahrens zur Herstellung lackisolierter Starkdrähte liegt in-der dadurch geschaffenen Möglichkeit einer kontinuierlichen, wirtschaftlichen, umweltfreundlichen, über Tage und Wochen ununterbrochene Fertigung von Lackdrähten bei Gewährleistung der erforderlichen Normqualität derselben. Diese ergibt sich aus der Kontinuität des Drahtdurchganges durch die kompakt angeordnete Vorrichtung unter Durchlauf- und Abzugsbedingungen des Drahtes sowie der Steuerung des Pulverauftrages der Isolierung und deren Sinterung und Härtung. Diese Bedingungen werden mit Beginn jeder Art der Fertigung, d.h. entsprechend dem jeweiligen Querschnitt und der Querschnittsabmessung des zu isolierenden Drahtes sowie des hierzu verwendeten Isolierpulvers eingestellt und regeln sich im übrigen selbsttätig so ein, daß die Qualität der auf diese Weise erzeugten Lackisolierung und insbesondere deren Schichtdicke stets gewährleistet sind, die - unabhängig vom Drahtquerschnitt - üblicherweise 120 um betragen soll, wobei eine Abweichungstoleranz von höchstens + 10 µm zulässig ist.The main advantage of the new process for the production of enamelled insulated thick wires lies in the possibility created thereby of a continuous, economical, environmentally friendly, continuous production of enamelled wires over days and weeks while ensuring the required standard quality of the same. This results from the continuity of the wire passage through the compactly arranged device under the passage and withdrawal conditions of the wire as well as the control of the powder application of the insulation and its sintering and hardening. These conditions are met at the start of every type of production, i.e. Adjusted according to the respective cross-section and the cross-sectional dimension of the wire to be insulated and the insulating powder used for this purpose and regulate themselves automatically so that the quality of the lacquer insulation produced in this way and in particular its layer thickness are always guaranteed, which - regardless of the wire cross-section - usually 120 µm, with a tolerance of at most + 10 µm is permissible.

Wesentlich ist hierfür, daß die Abzugsgeschwindigkeit entsprechend der für das Aushärten des betreffenden Isolierlackes in der Auftragsschichtdicke bzw. entsprechend dem jeweiligen Drahtquerschnitt erforderlichen Verweilzeit gewählt ist, wobei der zu isolierende Draht mit jeweils konstant eingestellter gleichförmiger Geschwindigkeit zugeführt und als isolierter Draht mit vorgegebener Zugspannung abgezogen wird. Diese Geschwindigkeitsregelung wird mittels einer drehzahlgeregelten Umlenkrolle bewirkt, über die der Draht vor dem Eintritt in die elektrostatische Beschichtungskammer geführt wird, während die mechanische Spannungsregelung mittels einer Rutschkupplung zwischen dem Antrieb und der Trommel der Aufwickeleinheit erfolgt. Ebenfalls erfindungswesentlich ist, daß die Auftragsschichtdicke nach dem Aushärten sowieg;fl. der Kühlung des Isolierlackes kontinuierlich gemessen,und die Zufuhr des pulverförmigen Isolierlackes für die elektrostatische Beschichtung in unmittelbarer Abhängigkeit von den so ermittelten Meßwerten derart gesteuert wird, daß die pulvrigen Lackteilchen unterschiedlicher Korngröße nahezu gleichzeitig und gleichmäßig auf den zu isolierenden Draht elektrostatisch aufgebracht werden. Hierbei wird der Lackauftrag kontinuierlich dem Sollwert der gewünschten Schichtdicke angepaßt und deren Gleichförmigkeit innerhalb des Rahmens der zulässigen Toleranzen der Isolierdicke bestimmt und zugleich eine bei den bisherigen Pulverauftragsverfahren unvermeidliche Selektion der Pulverteilchen vermieden.It is essential for this that the removal speed is selected in accordance with the dwell time required for the hardening of the relevant insulating varnish in the application layer thickness or in accordance with the respective wire cross-section, the wire to be insulated being fed in at a constant constant speed and being drawn off as insulated wire with a predetermined tensile stress . This speed control is effected by means of a speed-controlled deflection roller over which the wire is guided before entering the electrostatic coating chamber, while the mechanical tension control takes place by means of a slip clutch between the drive and the drum of the winding unit. It is also essential to the invention that the application layer thickness after hardening and fl. the cooling of the insulating varnish is measured continuously, and the supply of the powdery insulating varnish for the electrostatic coating is controlled in direct dependence on the measured values determined in such a way that the powdery varnish particles of different grain sizes are applied almost simultaneously and uniformly to the wire to be insulated. Here, the paint application is continuously adapted to the desired value of the desired layer thickness and its uniformity is determined within the permissible tolerances of the insulation thickness, and at the same time a selection of the powder particles, which was inevitable in the previous powder application process, is avoided.

Bei zu großer Pulverdichte in der Beschichtungskammer, also wenn in diese mit einem Mal zuviel Pulver eingeführt wird, ergibt es sich nämlich, daß die kleineren und somit leichteren Teilchen zuerst auf den zu beschichtenden Körper - den zu isolierenden Draht - abgesetzt werden, so daß die dickeren und somit schwereren Pulverteilchen zunächst nur in geringem Maße am Draht anhaften bzw. erst nach durch den Verbrauch der leichteren Teilchen bewirkter Verringerung der Pulverdichte in der Beschichtungskammer zum Auftrag gelangen. Dies führt jedoch zu einem uneinheitlichen Pulverlackauftrag, der beim nachfolgenden Schmelz- und Sintervorgang, wobei die zwischen den Pulverteilchen befindliche Luft ausgetrieben wird, zu einem ungleichmäßig aufgeschmolzenen Überzug des Lackdrahtes, und nach dessen Härtung zu einem den hohen Genauigkeitsanforderungen nicht mehr entsprechenden Produkt führen würde. Durch die erfindungsgemäße Maßnahme wird eine derartige als "Selektion" bezeichnete Erscheinung beim elektrostatisch bewirkten Pulverauftrag mit Sicherheit dadurch vermieden, daß die Pulverdichte in der Beschichtungskammer im wesentlichen konstant gehalten wird, so daß ein gleichmäßiger dichter Auftrag von größeren und kleineren Pulverteilchen erfolgt.If the powder density in the coating chamber is too high, i.e. if too much powder is introduced into it at once, the result is that the smaller and therefore lighter particles are first deposited on the body to be coated - the wire to be insulated - so that the thicker and thus heavier powder particles initially only adhere to the wire to a small extent or are only applied in the coating chamber after the powder density has been reduced due to the consumption of the lighter particles. However, this leads to a non-uniform application of powder coating, which during the subsequent melting and sintering process, in which the air between the powder particles is expelled, leads to an unevenly melted coating of the enamelled wire, and after it has hardened, would lead to a product that no longer meets the high accuracy requirements. The measure according to the invention avoids such a phenomenon called "selection" in electrostatically applied powder application with certainty in that the powder density in the coating chamber is kept essentially constant, so that a uniform, dense application of larger and smaller powder particles takes place.

Wesentlich für das erfindungsgemäße Verfahren ist auch, daß die Einwirkungsdauer bzw. die wirksame Strecke und die Intensität der elektrostatischen Beschichtung im Einklang mit der gleichförmigen Abzugsgeschwindigkeit des kontinuierlich bewegten isolierten Drahtes und mit der automatisch gesteuerten Zufuhr des pulverförmigen Isolierlackes zur Erzielung der gewünschten Dicke des Lackauftrages geregelt werden. Dies ist für die grundsätzliche Bestimmung der Größenordnung der Dicke des Pulverlackauftrages von ausschlaggebender Bedeutung, da die konstante Durchgangsgeschwindigkeit allein vom Sinter- und Härtungsprozeß, nicht jedoch von den Gegebenheiten des Pulverlackauftrages, abhängig gemacht wird.It is also essential for the method according to the invention that the duration of action or the effective distance and the intensity of the electrostatic coating are regulated in accordance with the uniform removal speed of the continuously moving insulated wire and with the automatically controlled supply of the powdery insulating varnish in order to achieve the desired thickness of the varnish application will. This is of crucial importance for the basic determination of the order of magnitude of the thickness of the powder coating application, since the constant passage speed is made dependent solely on the sintering and hardening process, but not on the circumstances of the powder coating application.

Daher sind zusätz-liche Maßnahmen erforderlich, um die dem elektrostatischen Lackauftrag ausgesetzte effektive Beschichtungsstrecke in der Kammer entsprechend dem Lackdrahtquerschnitt und der gewünschten Beschichtungsstärke einzustellen. Hierzu wird die wirksame Beschichtunysstrecke im allgemeinen allein in Abhängigkeit von den Querschnittsabmessungen des zu beschichtenden Drahtes bestimmt, wobei die Durchlaufgeschwindigkeit von der notwendigen Verweilzeit des jeweils verwendeten Beschichtungspulvers in dem mit Abstand nachgereihten Sinter- und Härtungsofen gewählt wird. Dieser kann entweder als Muffelofen mit mehreren Abschnitten unterschiedlicher Heizungsintensität oder auch als UV-Härtungskammer ausgebildet sein, wie sie beispielsweise in der deutschen Patentanmeldung P 28 43 895.1-34 beschrieben ist.Additional measures are therefore necessary in order to adjust the effective coating path in the chamber, which is exposed to electrostatic coating, in accordance with the enamelled wire cross-section and the desired coating thickness. For this purpose, the effective coating distance is generally determined solely as a function of the cross-sectional dimensions of the wire to be coated, the throughput speed being selected from the necessary dwell time of the coating powder used in each case in the sintering and hardening furnace arranged at a distance. This can either be designed as a muffle furnace with several sections of different heating intensity or as a UV curing chamber, as described, for example, in German patent application P 28 43 895.1-34.

Selbstverständlich richtet sich die Wahl des jeweils verwendeten pulvrigen Isolierstoffes nach der Art der vorgesehenen Aushärtung. In der Regel werden hierfür Duroplaste, z.B. auf Polyurethan-Polyamidbasis verwendet, welche aus Komponenten zusammengesetzt sind, die zunächst aufgeschmolzen werden können und danach bei erhöhter Wärmezufuhr bzw. ultravioletter Strahlungseinwirkung in den duroplastischen Endzustand übergehen. Die Durchlauf geschwind igkeit ist jedoch im wesentlichen von der Dauer des Sinter- und Härtungsvorganges, also im Falle der Strahlungshärtung von der Strahlungsintensität und der hierzu vorgesehenen Einwirkungsstrecke bzw. bei der Wärmehärtung von der wirksamen Länge und der Temperatur jedes der hierfür vorgesehenen Ofenabschnitte abhängig.Of course, the choice of powdery insulating material used depends on the type of curing provided. As a rule, thermosets, eg based on polyurethane-polyamide, are used for this purpose, which are composed of components that can be melted first and then with increased heat or transition ultraviolet radiation into the final thermoset state. However, the throughput speed is essentially dependent on the duration of the sintering and hardening process, that is to say in the case of radiation hardening the radiation intensity and the exposure zone provided for this purpose, or in the case of heat hardening the effective length and temperature of each of the furnace sections provided for this purpose.

Nachstehend ist die Erfindung unter Angabe weiterer Vorteile und Einzelheiten desselben anhand eines in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in schematischer Darstellung eine Vorrichtung zum Herstellen von lackisolierten Wickeldrähten, insbesondere Starkdrähten unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens.The invention is explained in more detail below with the specification of further advantages and details thereof using an exemplary embodiment illustrated in the drawing. The drawing shows a schematic representation of a device for producing enamelled wire, in particular strong wire using the method according to the invention.

Bei dieser Vorrichtung sind auf einer gemeinsamen Grundplatte 6 mit Traggestell hintereinander bzw. in verschiedenen Ebenen übereinander eine Abwickeleinheit 2, eine elektrostatisch wirksame Pulverbeschichtungskammer 3, eine Sinter- und Härtungseinrichtung 4 sowie eine mit einer Drahtkühlung kombinierte Drahtrückführungseinrichtung 5 und eine Aut'wickeleinheit 1 so angeordnet, daß alle für die erfolgreiche Wickeldrahtisolierung notwendigen Einheiten raumsparend untergebracht sind und insgesamt eine kompakte Einheit bilden.In this device, an unwinding unit 2, an electrostatically active powder coating chamber 3, a sintering and hardening device 4 and a wire return device 5 combined with a wire cooling and an automatic winding unit 1 are arranged on a common base plate 6 with a supporting frame one behind the other or in different levels that all units necessary for the successful winding wire insulation are housed in a space-saving manner and form a compact unit overall.

In der elektrostatisch wirksamen Pulverbeschichtungskammer 3 sind seitlich Flächenelektroden für die elektrostatische Aufladung der Pulverteilchen angebracht, welche durch die Einwirkung des pulsierenden Wechselfeldes einer am Boden der Kammer angeordneten Hochspannungselektrode - ohne jeglichen Fremdeinfluß durch einströmendes Gas o. dgl. - unter atmosphärischen Bedingungen in Schwebe gehalten werden. Die elektrostatische Beschichtungskammer 3 ist jedoch an ihrer Einführungs- sowie an ihrer Austrittsöffnung für den hindurchgeführten-Draht mit je einer dort; verschiebbar angeordneten Abdeckhülse 11 bzw. 12 ausgestattet. Die Abdeckhülsen 11, 12 dienen zur Bestimmung der wirksamen Strecke für die elektrostatische Beschichtung des hindurchgeführten Drahtes und können je nach den jeweiligen Erfordernissen in ihrer Lagerung 16 bzw. 17 weit gegen das Innere der Kammer vorgeschoben bzw. aus dieser herausgezogen werden, womit die wirksame Strecke zwischen dem Maximalwert der Kammerabmessung und einem Minimalwert beliebig eingestellt werden kann. Zwischen der Abwickeleinheit 2 und der Einführungs-Abdeckhülse 11 der Kammer 3 ist eine drehzahlgesteuerte Umlenkrolle 15 angeordnet, über welche der zu beschichtende Draht geführt und somit seine Bewegungsgeschwindigkeit genau eingeregelt wird. Da diese - wie bereits ausgeführt - im wesentlichen nur von den Sinter- und Härtungsbedingungen abhängig ist, wird für den notwendigen Schichtauftrag die wirksame Strecke mittels der vorbeschriebenen Abdeckhülsen 11, 12 entsprechend der Durchlaufgeschwindigkeit eingestellt, ebenso auch die Intensität des zwischen den seitlichen Elektroden der Kammer 3 darin erzeugten elektrischen Spannungsfeldes und die Pulverlackzufuhr in die Kammer 3.In the electrostatically active powder coating chamber 3, side electrodes for the electrostatic charging of the powder particles are attached, which are kept in suspension under atmospheric conditions by the action of the pulsating alternating field of a high-voltage electrode arranged at the bottom of the chamber - without any external influence by inflowing gas or the like . However, the electrostatic coating chamber 3 is on it Insertion and at their outlet opening for the wire passed through, each with one there; slidably arranged cover sleeve 11 and 12 equipped. The cover sleeves 11, 12 are used to determine the effective distance for the electrostatic coating of the wire passed through and, depending on the respective requirements, can be pushed or pulled far away from the interior of the chamber 16 or 17, so that the effective distance between the maximum value of the chamber dimension and a minimum value can be set as desired. A speed-controlled deflection roller 15 is arranged between the unwinding unit 2 and the insertion cover sleeve 11 of the chamber 3, over which the wire to be coated is guided and thus its speed of movement is precisely regulated. Since this - as already explained - depends essentially only on the sintering and hardening conditions, the effective distance for the necessary layer application is set by means of the cover sleeves 11, 12 described above in accordance with the throughput speed, as is the intensity of the between the lateral electrodes of the chamber 3 electrical voltage field generated therein and the powder coating supply into the chamber 3.

Diese erfolgt von wenigstens einem, vorzugsweise mehreren, oberhalb der Beschichtungskammer angeordneten Vorratsbehältern 8 über eine Zufuhrregeleinrichtung 9, die in die Beschichtungskammer 3 einmündet, wobei die Zufuhrregeleinrichtung 9 über eine Meßwertübertragungseinrichtung 10 mit dem Meßwertgeber einer Meßtaste 7 verbunden ist. Dieser ist an dem Traggestell 6 zwischen dem Ausgang der Sinter- und Härtungseinrichtung 4 und dem Eingang der Kühleinrichtung 5 oder hinter der letzteren angeordnet, wenn dies aus Gründen der räumlichen Gegebenheiten sowie der gewählten elektrischen oder mechanischen, z.B. hydraulischen Meßwertübertragungseinrichtung 10 von der Meßtaste 7 zur Zufuhrregeleinrichtung 9 bevorzugt wird. Zufolge dieser Einrichtungen ist die Pulverzufuhr vom Vorratsbehälter 8 zur Beschichtungskammer 3 kontinuierlich in Abhängigkeit von der Messung des Istwertes am fertigen Produkt so geregelt, daß die Pulverdichte in der Beschichtungskammer 3 stets gleich bleibt und dementsprechend ein gleichmäßiger Pulverauftrag ohne die vorausgehend beschriebene Erscheinung der Selektion erfolgt.This takes place from at least one, preferably a plurality of storage containers 8 arranged above the coating chamber via a feed control device 9 which opens into the coating chamber 3, the feed control device 9 being connected via a measured value transmission device 10 to the transmitter of a measuring key 7. This is arranged on the support frame 6 between the output of the sintering and hardening device 4 and the input of the cooling device 5 or behind the latter, if this is due to the spatial conditions and the selected electrical or mechanical, for example hydraulic, measured value transmission device 10 from the measuring button 7 to Feed rules direction 9 is preferred. As a result of these devices, the powder supply from the storage container 8 to the coating chamber 3 is continuously controlled as a function of the measurement of the actual value on the finished product so that the powder density in the coating chamber 3 always remains the same and accordingly a uniform powder application takes place without the previously described phenomenon of the selection.

Im Abstand hinter der Beschichtungskammer 3 ist die Sinter-und Härtungseinrichtung 4 angeordnet, welche wenigstens zwei voneinander getrennte Abschnitte 13 und 14 umfaßt, von welchen zumindest der eine als Sinterabschnitt 13 mit mäßiger, regelbarer Wärmewirkung und zumindest der letzte als Härtungsabschnitt 14, z.B. Ofen oder UV-Strahlungskammer ausgestaltet ist. Im letztgenannten Fall kann auch der Sinterabschnitt 13 mit einer entsprechenden Anzahl von Infrarotstrahlern bestückt sein. In der Regel wird jedoch für den Sinterprozeß ein regelbar beheizbarer Muffelofen bevorzugt, der seinerseits mit mehreren zur unterschiedlichen Temperaturabgabe eingerichteten Zonen ausgestattet sein kann.At a distance behind the coating chamber 3, the sintering and hardening device 4 is arranged, which comprises at least two separate sections 13 and 14, at least one of which is a sintered section 13 with a moderate, controllable heat effect and at least the last one as a hardening section 14, e.g. Furnace or UV radiation chamber is designed. In the latter case, the sintered section 13 can also be equipped with a corresponding number of infrared radiators. As a rule, however, a controllably heatable muffle furnace is preferred for the sintering process, which in turn can be equipped with several zones set up for different temperatures.

Zur Erhöhung der Durchlauf- und somit der Fertigungsgeschwindigkeit können mehrere solcher Sinter- und/oder Härtungsabschnitte hintereinander geschaltet und - entsprechend dem jeweils verwendeten Isolierstoff - auf unterschiedliche Temperaturen so abgestellt sein, daß die pulverförmig aufgebrachte Isolierschicht des Wickeldrahtes mit einem Durchgang zunächst unter Austreibung des dazwischen befindlichen Lufteinschlusses wirksam aufgeschmolzen und auf dem Draht in Form einer gleichmäßigen Schicht festgesintert, und schließlich mit steigender Temperatur oder Strahlungsintensität gehärtet wird. Als besonders vorteilhaft hat sich die Anordnung einer Sinter- und Härtungseinrichtung in Form eines mehrteiligen Muffelofens erwiesen, dessen Abschnitte zur unterschiedlichen Regelung ihrer Heizungsintensität eingerichtet sind. Auf diese Weise läßt sich ein Temperaturprofil einregeln, das'z.B. in einer ersten Sinterzone oder Stufe den pulverförmigen Isolierstoff von Raumtemperatur bis etwa 200 0C stark aufheizt und hierbei zu einem sich gleichmäßig auf die Oberfläche verteilenden Belag schmilzt, welcher Vorgang in einer zweiten Stufe mit mäßig bis auf 250 °C ansteigenden Temperatur abgeschlossen wird. An diese schließt sich eine erste Härtungsstufe an, wobei der Belag von 250 auf 300 C und schließlich in einer letzten Stufe bis 350 °C erhitzt wird, womit der Wärmehärtungsvorgang abgeschlossen ist. Analog kann der beschichtete und nach dem Sintervorgang mit der Isolierung der gewünschten Schichtstärke versehene Wickeldraht zur Aushärtung durch eine entsprechend mit UV-Stählung bestückte Kammer hindurchgeführt werden, die im Abstand hiervon dahinter oder auch darüber angeordnet, wobei dazwischen eine Kühlstrecke und eine entsprechende Umlenkung vorgesehen sein kann.To increase the throughput and thus the production speed, several such sintering and / or hardening sections can be connected in series and - depending on the insulating material used - can be set to different temperatures so that the powder-coated insulating layer of the winding wire with one pass initially with the passage in between air inclusion effectively melted and sintered onto the wire in the form of a uniform layer, and finally hardened with increasing temperature or radiation intensity. The arrangement of a sintering and hardening device in the form of a multi-part muffle furnace has proven to be particularly advantageous, whose sections are set up to regulate their heating intensity differently. In this way, a temperature profile can be adjusted, e.g. to about 200 0 C strongly heats the powdered insulating material from room temperature in a first sintering zone or stage, and this melts at a uniformly distributed on the surface layer, which operation in a second stage with moderate up to 250 ° C temperature increasing completed is. This is followed by a first hardening stage, in which the coating is heated from 250 to 300 ° C and finally in a last stage up to 350 ° C, which completes the thermosetting process. Analogously, the coated winding wire which has been provided with the insulation of the desired layer thickness after the sintering process can be passed through a correspondingly equipped with UV radiation for curing, which is arranged at a distance therefrom behind or above it, with a cooling section and a corresponding deflection being provided in between can.

In jedem Fall werden nur lösungsmittelfreie Isolierstoffe verwendet, so daß weder beim Sintern noch beim Härten derselben umweltbelastende Dämpfe ausgeschieden werden. Wesentlich für die wirtschaftliche Fertigung ist der hierbei gegenüber dem bisher üblichen Verfahren wesentlich verringerte Wärmebedarf, da selbst im Sinter- und Härtungsofen die zum Aufschmelzen und Härten der Isolierschicht notwendige Wärme wesentlich geringer ist als bei den bisher verwendeten lösungsmittelenthaltenden Lackdrähten.In any case, only solvent-free insulating materials are used, so that environmentally harmful vapors are not eliminated during sintering or hardening. What is essential for economical production is the significantly lower heat requirement compared to the previously usual method, since even in the sintering and hardening furnace, the heat required for melting and hardening the insulating layer is significantly lower than with the solvent-containing enamelled wires previously used.

Nach der aus Platzgründen erfolgenden Umlenkung und der vorzugsweise oberhalb der Vorrichtung angeordneten Kühlung und Rückführung 5 des so lackisolierten Wickeldrahtes wird dieser schließlich auf eine Aufwickeleinheit 1 aufgenommen, welche über eine Rutschkupplung so angetrieben ist, daß die mechanische Spannung des aufgenommenen beschichteten Drahtes bei seinem Durchgang durch die gesamte Vorrichtung auf einen optimal auf die Durchgangsgeschwindigkeit abgestimmten konstanten Wert einregelbar ist. Mit dieser Vorrichtung lassen sich auf die beschriebene Weise Wickeldrähte sehr unterschiedlicher Dicke und Querschnittsform auf äußerst wirtschaftliche und umweltfreundliche Weise herstellen.After the deflection taking place for reasons of space and the preferably arranged above the device cooling and return 5 of the lacquer-insulated winding wire this is finally taken up on a winding unit 1, which is driven via a slip clutch so that the mechanical tension of the coated wire picked up during its passage through the entire device can be adjusted to a constant value optimally matched to the passage speed. With this device, winding wires of very different thickness and cross-sectional shape can be produced in an extremely economical and environmentally friendly manner in the manner described.

Beispiele:Examples:

  • Leiterdicke 10 qmm QuerschnittConductor thickness 10 sqmm cross section
  • Isolierdicke 120 um (Toleranz + 10 um)Insulation thickness 120 µm (tolerance + 10 µm)
  • Abzugsgeschwindigkeit 5 m/Minute (bei 4 m Länge der Sinter- . und Härtungseinrichtung) wirksame Strecke des Pulverauftrages 400 mm Aufladespannung der Pulverbeschichtungselektroden 20 kVTake-off speed 5 m / minute (with 4 m length of the sintering and hardening device) effective distance of the powder application 400 mm charging voltage of the powder coating electrodes 20 kV
Beispiel 2:Example 2:

  • Leiterdicke 50 qmmConductor thickness 50 sqmm
  • Isolierdicke 120 umInsulation thickness 120 µm
  • Abzugsgeschwindigkeit 2 m/Minute (bei 6 m Länge der Sinter-und Härtungseinrichtung) wirksame Strecke des Pulverlackauftrages 500 mm Aufladespannung 25 kVTake-off speed 2 m / minute (at 6 m length of the sintering and hardening device) effective distance of the powder coating application 500 mm charging voltage 25 kV

Claims (7)

1. Verfahren zum Herstellen von lackisolierten Wickeldrähten, insbesondere Starkdrähten, wobei der zu isolierende Draht kontinuierlich durch elektrostatisch wirksamen Auftrag mit einem in Pulverform zugeführten Isolierlack gleichmäßig beschichtet, die Isolierschicht in einem kontinuierlichen Durchgang danach durch Wärmeeinwirkung auf dem Draht gesintert und anschließend gehärtet, und der so isolierte Draht schließlich gekühlt und abgezogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Abzugsgeschwindigkeit entsprechend der für das Aushärten des betreffenden Isolierlackes in der Auftragsschichtdicke erforderlichen Verweilzeit gewählt wird, die Auftragsschichtdicke nach dem Aushärten des Isolierlackes kontinuierlich gemessen und die Zufuhr des pulverförmigen Isolierlackes für die elektrostatische Beschichtung in unmittelbarer Abhängigkeit von den so ermittelten Meßwerten derart gesteuert wird, daß die pulvrigen Lackteilchen unterschiedlicher Korngröße nahezu gleichzeitig und gleichmäßig auf den zu isolierenden Draht elektrostatisch aufgebracht werden, wobei der Lackauftrag kontinuierlich dem Sollwert der gewünschten Schichtdicke angepaßt, und deren Gleichförmigkeit bestimmt wird.1. A method for producing enamelled insulated winding wires, in particular strong wires, the wire to be insulated being coated continuously by electrostatically effective application with an insulating varnish supplied in powder form, the insulating layer being sintered in a continuous pass thereafter by the action of heat on the wire and then hardened, and the finally insulated wire is cooled and stripped, characterized in that the stripping speed is selected in accordance with the residence time required for the hardening of the insulating varnish in question in the application layer thickness, the application layer thickness is continuously measured after the insulating varnish has hardened and the supply of the powdery insulating varnish for the electrostatic coating in direct dependence on the measured values determined in this way is controlled in such a way that the powdery paint particles of different grain sizes are applied almost simultaneously and uniformly to the wire to be insulated applied electrostatically, the coating application being continuously adapted to the desired value of the desired layer thickness, and its uniformity being determined. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einwirkungsdauer bzw. die wirksame Strecke und die Intensität der elektrostatischen Beschichtung im Einklang mit der gleichförmigen Abzugsgeschwindigkeit des kontinuierlich bewegten isolierten Drahtes und mit der automatisch gesteuerten Zufuhr des pulverförmigen Isolierlackes zur Erzielung der gewünschten Dicke des Lackauftrages geregelt werden.2. The method according to claim 1, characterized in that the exposure time or the effective distance and the intensity of the electrostatic coating in accordance with the uniform removal speed of the continuously moving insulated wire and with the automatically controlled supply of the powdery insulating varnish to achieve the desired thickness of the Paint order are regulated. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zu isolierende Draht mit jeweils konstant eingestellter, gleichförmiger Geschwindigkeit zugeführt und als isolierter Draht mit vorgegebener Zugspannung abgezogen wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the wire to be insulated is fed at a constant, uniform speed and is withdrawn as an insulated wire with a predetermined tension. 4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welcher eine Abwickeleinheit, eine elektrostatische Beschichtungskammer, eine in der Bewegungsrichtung des Drahtes dahinter angeordnete Sinter- und Härtungseinrichtung sowie Umlenk- und Kühleinrichtungen und eine Aufwickeleinheit auf einer Grundplatte mit Traggestell angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrostatische Beschichtungskammer (3) an ihrer Einführungs- und ihrer Austrittsöffnung für den hindurchgeführten Draht mit je einer dort verschiebbar angeordneten Abdeckhülse (11 bzw. 12) ausgestattet, und über der Beschichtungskammer (3) ein Vorratsbehälter (8) mit einer Zufuhrregeleinrichtung (9) angeordnet ist, die in die Beschichtungskammer (3) einmündet, wobei die Zufuhrregeleinrichtung (9} über eine elektrische oder mechanische Meßwertübertragungseinrichtung (10) mit dem Meßwertgeber einer Meßtaste (7) verbunden ist, der an dem Traggestellt (6) zwischen dem Ausgang der Sinter- und Härtungseinrichtung (4) und dem Eingang der Kühleinrichtung (5), gegebenenfalls hinter der letzteren, angeordnet ist.4. Device for carrying out the method according to one of claims 1 to 3, in which an unwinding unit, an electrostatic coating chamber, a sintering and hardening device arranged behind it in the direction of movement of the wire, as well as deflection and cooling devices and a winding unit arranged on a base plate with a supporting frame are characterized in that the electrostatic coating chamber (3) is equipped at its insertion and its exit opening for the wire passed therethrough with a cover sleeve (11 or 12) slidably arranged there, and a storage container (8) above the coating chamber (3) is arranged with a feed control device (9) which opens into the coating chamber (3), the feed control device (9} being connected via an electrical or mechanical measured value transmission device (10) to the measured value transmitter of a measuring key (7) which is attached to the support point (6 ) between the exit of the sintered and H hardening device (4) and the entrance of the cooling device (5), optionally behind the latter, is arranged. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die. Sinter- und Härtungseinrichtung (4) mit wenigstens zwei voneinander getrennten Abschnitten (13 bzw. 14) ausgebildet ist, von welchen zumindest der eine als Sinterabschnitt (13) mit mäßiger, regelbarer Wärmewirkung und zumindest der letzte als Härtungsabschnitt (14), z.B. Ofen oder UV-Strahlungskammer ausgestaltet ist.5. The device according to claim 4, characterized in that the. Sintering and hardening device (4) is designed with at least two separate sections (13 or 14), at least one of which is a sintered section (13) with a moderate, controllable heat effect and at least the last one as a hardening section (14), e.g. Furnace or UV radiation chamber is designed. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sinter- und Härtungseinrichtung (4) als mehrteiliger Muffelofen ausgebildet ist, dessen Abschnitte zur unterschiedlichen Regelung ihrer Heinzungsintensität eingerichtet sind.6. The device according to claim 5, characterized in that the sintering and hardening device (4) is designed as a multi-part muffle furnace, the sections of which are set up to differently regulate their heating intensity. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Abwickeleinheit (2) und der elektrostatischen Beschichtungskammer (3) eine drehzahlgeregelte Umlenkrolle (15) angeordnet, und zwischen dem Antrieb und der Trommel der Aufwickeleinheit (1) eine einstellbare Rutschkupplung angeordnet ist.7. Device according to one of claims 4 to 6, characterized in that a speed-controlled deflection roller (15) is arranged between the unwinding unit (2) and the electrostatic coating chamber (3), and an adjustable between the drive and the drum of the winding unit (1) Slip clutch is arranged.
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