DE10258234B4

DE10258234B4 - Device for impregnating or coating components

Info

Publication number: DE10258234B4
Application number: DE2002158234
Authority: DE
Inventors: Elke Bäuerle
Original assignee: MASCHB GOTTLOB THUMM GmbH; MASCHINENBAU GOTTLOB THUMM GmbH
Current assignee: MASCHB GOTTLOB THUMM GmbH; MASCHINENBAU GOTTLOB THUMM GmbH
Priority date: 2002-12-13
Filing date: 2002-12-13
Publication date: 2011-05-05
Anticipated expiration: 2022-12-14
Also published as: DE10258234A1

Abstract

Vorrichtung zum Imprägnieren oder Überziehen von Bauteilen (20), insbesondere elektrischen Wickelkörpern, mit Harz (11), das aus einem Behälter über eine Zuführleitung (3) mit einer zugeordneten, in der Temperatur über einen elektrischen Ansteuerungsteil (9) regulierbaren Heizeinrichtung (6) zuführbar ist, wobei
– der von dem Behälter (2) abgekehrte austrittseitige Abschnitt der Zuführleitung (3) als ein mit der Heizeinrichtung (6) ausgestatteter, in der Temperatur regulierbarer Zuführabschnitt (5) ausgebildet ist, wobei der Zuführabschnitt (5) als an die Zuführleitung (3) angeschlossenes düsenartiges Metallrohr ausgebildet ist, an dem mindestens ein an den elektrischen Ansteuerungsteil (9) angeschlossenes, mit elektrischer Energie beaufschlagtes Heizmittel (6.1, 6.2) der Heizeinrichtung (6) angeordnet ist,
– an dem ausgangsseitigen Endbereich des Zuführabschnittes (5) eine Sensorvorrichtung (7) zum Erfassen der Temperatur, der Viskosität und/oder der Durchflussmenge des Harzes (11) angeordnet ist und
– die Heizeinrichtung (6) als Regelungseinrichtung (10) ausgebildet ist, wobei eine Regelgröße (x) der Regelungseinrichtung (10) die mittels...Device for impregnating or coating components (20), in particular electric bobbins, with resin (11), which is heated from a container via a supply line (3) to an associated heating device (6) which can be regulated in temperature via an electrical control element (9). can be fed, wherein
The outlet-side section of the feed line (3) facing away from the container (2) is designed as a temperature-adjustable feed section (5) equipped with the heating device (6), the feed section (5) being connected to the feed line (3) connected nozzle-like metal tube is formed, on which at least one of the electrical control part (9) connected, acted upon by electrical energy heating means (6.1, 6.2) of the heating device (6) is arranged,
- On the output side end portion of the feed section (5) is arranged a sensor device (7) for detecting the temperature, the viscosity and / or the flow rate of the resin (11) and
- The heating device (6) is designed as a control device (10), wherein a controlled variable (x) of the control device (10) by means of ...

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Imprägnieren oder Überziehen von Bauteilen, insbesondere elektrischen Wickelkörpern, mit Harz, das über eine Zuführleitung aus einem Behälter zuführbar ist.The invention relates to a device for impregnating or coating of components, in particular electrical wound bodies, with resin, which can be supplied via a feed line from a container.

Eine derartige Vorrichtung zum Imprägnieren oder Überziehen von Bauteilen ist in der DE 43 09 188 C2 angegeben. Bei dieser bekannten Vorrichtung ist ein Vorratsbehälter für Vergussmasse mit einem Zwischenraum versehen, durch den Temperierflüssigkeit geleitet wird, welche mittels einer Heizeinrichtung auf eine bestimmte Temperatur gebracht und gehalten wird. Der Vorratsbehälter weist an seinem unteren Auslaufende eine Dosierpumpe mit nachgeschalteten Ventilen auf, die ebenso wie auch eine im weiteren Zuführweg der Vergussmasse folgende Mischeinrichtung mittels einer Heizeinrichtung über einen Regelkreis temperierbar sind. Durch die Mischeinrichtung, die während des Mischvorgangs auch statischen Druck erzeugt, wird das Material weiter zu einem Gießventil gefördert, um Bauteile mit einer dosierten Menge von Vergussmasse zu versehen. Eine solche Anlage mit ihrer Temperiereinrichtung ist relativ aufwändig.Such a device for impregnating or coating of components is in the DE 43 09 188 C2 specified. In this known device, a reservoir for potting compound is provided with a gap, is passed through the bath liquid, which is brought and held by a heater to a certain temperature. The reservoir has at its lower outlet end to a metering pump with downstream valves, which are temperature controlled as well as a further Zuführweg the potting compound following mixing means by means of a heater via a control circuit. By the mixing device, which also generates static pressure during the mixing process, the material is further promoted to a pouring valve to provide components with a metered amount of potting compound. Such a system with its tempering is relatively expensive.

Die US 5 474 799 A zeigt eine Vorrichtung zum Imprägnieren von Statorwicklungen, wobei Harz und ein entsprechendes Katalysatormaterial über beheizte Schläuche Dosierdüsen zugeführt werden. Die Statorwicklungen werden mittels elektrischen Stroms angewärmt, wobei die Temperatur der Statoren mittels eines Temperatursensors überwacht wird.The US 5,474,799 A shows a device for impregnating stator windings, wherein resin and a corresponding catalyst material are fed via heated hoses dosing nozzles. The stator windings are heated by means of electrical current, wherein the temperature of the stators is monitored by means of a temperature sensor.

Eine weitere Vorrichtung zum Imprägnieren von Bauteilen ist von Wolfgang Klein in „Statorwicklungen tränken: Im Takt oder kontinuierlich?” , EMA Elektrische Maschinen, 61. Jg. 1982, Seiten 212 bis 216 beschrieben. Bei dieser bekannten Vorrichtung, mit der elektrische Bauteile in Form von Statorwicklungen durch Tränken in einem Behälter imprägniert werden, ist ein Harz-Gegenbehälter, in dem Tränkharz bevorratet wird, u. a. mit Heizungseinheiten und Pumpen versehen. Die Harztemperatur wird mittels vollautomatischer Kühl- und Heizeinrichtungen auf einem konstanten Wert zwischen 20°C und 230°C gehalten. Hiermit ist ein relativ großer Aufwand insbesondere auch im Hinblick auf die bereitzustellende Wärmeenergie verbunden.Another device for the impregnation of components is Wolfgang Klein in "soaking stator windings: in time or continuously?" , EMA Electrical Machines, 61.Jg. 1982, pages 212 to 216 described. In this known device, are impregnated with the electrical components in the form of stator windings by impregnating in a container, a resin counter container is stored in the impregnating resin, including provided with heating units and pumps. The resin temperature is kept at a constant value between 20 ° C and 230 ° C by means of fully automatic cooling and heating devices. This is associated with a relatively large effort especially with regard to the heat energy to be provided.

Eine weitere Vorrichtung zum Imprägnieren elektrischer Bauteile, insbesondere Wickelkörper, ist in der DE 39 43 697 C2 angegeben, wobei ein Träufel-Imprägnierverfahren angewandt wird. Hierbei sind keine näheren Ausführungen über ein Er wärmen des zugeführten Harzes gemacht.Another device for impregnating electrical components, in particular winding body is in the DE 39 43 697 C2 using a trickle impregnation method. Here are no details about a He warming of the supplied resin made.

Bisherige Verfahren und Vorrichtungen zum Anwärmen des Harzes für das Imprägnieren bzw. das Überziehen von elektrischen Bauteilen mit Wickelkörpern haben den Nachteil, dass die Anwärmung des Harzes schon vor Arbeitsbeginn erfolgen muss, um die erforderliche Arbeitstemperatur zu erhalten. Außerdem ist eine Umwälz-Einrichtung erforderlich, um das Harz gleichmäßig warm zu halten. Um eine Abkühlung zu verhindern, ist es auch notwendig, Schläuche und Ventile bis zu den Auslaufstellen zu isolieren.Previous methods and devices for heating the resin for the impregnation or coating of electrical components with wound bodies have the disadvantage that the heating of the resin must be carried out before starting work in order to obtain the required working temperature. In addition, a circulation device is required to keep the resin uniformly warm. In order to prevent cooling, it is also necessary to isolate hoses and valves to the outlet points.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bereit zu stellen, bei der eine günstigere Temperierung und Zuführung des Harzes zu dem Bauteil erreicht werden.The invention has for its object to provide a device of the type mentioned, in which a more favorable temperature and supply of the resin to the component can be achieved.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Hiernach ist im Zusammenhang mit weiteren Merkmalen vorgesehen, dass der von dem Behälter abgekehrte austrittseitige Abschnitt der Zuführleitung mit einem mit einer Heizeinrichtung ausgestatteten, in der Temperatur regulierbaren Zuführabschnitt versehen ist.This object is achieved with the features of claim 1. Hereinafter, it is provided in connection with further features that the remote from the container outlet-side portion of the supply line is provided with a equipped with a heater, adjustable in temperature feed section.

Mit dieser Ausbildung wird erreicht, dass nur die erforderliche Harzmenge angewärmt werden muss. Dies kann in zeitlich engem Zusammenhang mit dem Arbeitsprozess erfolgen, wobei leicht unterschiedliche Temperaturbereiche einstellbar sind und erforderlichenfalls auch ein schnelles Umstellen der Temperatur ermöglicht wird, um beispielsweise unterschiedlichen Bauteilen oder Harzen Rechnung zu tragen. Über die Temperatur kann beispielsweise auch die Auslauf-Menge durch Ändern der Viskosität beeinflusst werden.With this training ensures that only the required amount of resin must be heated. This can be done in close temporal relation to the work process, with slightly different temperature ranges are adjustable and, if necessary, a rapid change of temperature is made possible to account, for example, different components or resins. By way of example, the outlet quantity can also be influenced by changing the viscosity via the temperature.

Der Zuführabschnitt mit den Heizbereichen kann dabei einen geeigneten Querschnitt und Durchmesser erhalten und aus geeignetem Material bestehen. Außerdem kann der Zuführabschnitt als separates Rohrstück beispielsweise auch weitgehend wärmeisoliert an der Zuführleitung angekoppelt sein.The Zuführabschnitt with the heating areas can receive a suitable cross-section and diameter and consist of suitable material. In addition, the feed section as a separate piece of pipe, for example, also be largely thermally insulated coupled to the supply line.

Dabei kann die Heizeinrichtung entweder derart ausgebildet sein, dass die Temperatureinstellung in Abhängigkeit von nur einer der Größen Temperatur, Viskosität und Durchflussmenge wählbar ist, oder in Abhängigkeit von einer gewünschten dieser Größen umstellbar ist.In this case, the heating device can either be designed such that the temperature setting in dependence on only one of the variables temperature, viscosity and flow rate can be selected, or in response to a desired of these sizes can be switched.

Ist die Ausgestaltung weiterhin in der Weise vorgenommen, dass mindestens zwei Heizmittel in Durchflussrichtung des Harzes voneinander beabstandet an dem Zuführabschnitt angeordnet sind, wird mittels des in Stromrichtung des Harzes aufwärts liegenden Heizmittels eine Vorwärmung und mittels des nachfolgenden Heizmittels eine endgültige, genaue Temperaturregulierung ermöglicht.If the embodiment is further carried out in such a way that at least two heating means in the flow direction of the resin are arranged spaced from each other on the feed section, a preheating is enabled by means of the heating medium upstream of the resin and a final, precise temperature control by means of the subsequent heating means.

Für die Temperatureinstellung bestehen des Weiteren vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeiten darin, dass die Temperatur mittels Ändern der Stromstärke, der Frequenz und/oder der Kurvenform variierbar ist, wobei sie in Form eines Gleichstroms oder eines Wechselstroms oder einer Kombination aus beiden änderbar ist. For the temperature adjustment further advantageous refinement options are that the temperature can be varied by changing the current, the frequency and / or the waveform, wherein it is changeable in the form of a direct current or an alternating current or a combination of the two.

Vorteilhaft ist weiterhin, dass die Temperaturregulierung in Abhängigkeit von einer übergeordneten Prozess- oder Automationssteuerung durchführbar ist, wobei die Heizeinrichtung in die Prozess- oder Automationssteuerung eingebunden ist. Bei dieser Ausbildung kommt die flexible Temperatureinstellung der Vorrichtung ebenfalls vorteilhaft zum Tragen.A further advantage is that the temperature regulation in dependence on a higher-level process or automation control is feasible, the heater is involved in the process or automation control. In this embodiment, the flexible temperature setting of the device is also advantageous to bear.

Ist vorgesehen, dass mittels der Regelungseinrichtung auch auf ein an dem Behälter und/oder der Zuführleitung vorgesehenes Fördermittel und/oder Ventil zum Beeinflussen der Zuführungmenge an Harz einwirkbar ist, ergeben sich weitere Möglichkeiten, einen Dosierprozess zu beeinflussen.If it is provided that by means of the control device also on a provided on the container and / or the supply conveyor and / or valve for influencing the supply amount of resin can be acted upon, there are other ways to influence a dosing.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.The invention will be explained in more detail by means of embodiments with reference to the drawing.

Die Fig. zeigt schematisch einen Teil einer Vorrichtung zum Imprägnieren oder Überziehen eines Bauteils 20, insbesondere eines elektrischen Wickelkörpers mit Harz 11. Dabei kann das Harz 11 mittelbar über weitere geeignete Vorrichtungselemente oder unmittelbar auf das Bauteil 20 aufgebracht werden, wie an sich bekannt und beispielsweise in den eingangs genannten Druckschriften ausgeführt. Das Harz 11 ist in einem Behälter 1 bevorratet und wird aus diesem über geeignete Fördermittel 2 und eine ein oder mehrere Ventile 4 aufweisende Zuführleitung 3 in einen Zuführabschnitt 5 befördert, der düsenartig als Metallrohr mit daran angeordneten Heizmitteln 6.1, 6.2 einer Heizeinrichtung 6 ausgebildet ist. Die Heizmittel 6.1, 6.2 sind dabei in Strömungsrichtung in Abstand voneinander an dem düsenartigen Zuführabschnitt 5 angeordnet und elektrisch angesteuert. Am ausgangsseitigen Endbereich des Zuführabschnittes 5 ist ein Sensor 7 angeordnet, der vorzugsweise als Temperatursensor ausgebildet ist, aber beispielsweise auch als Durchflussmengen-Sensor oder Viskositäts-Sensor oder auch als Sensorvorrichtung mit einer Kombination aus mindestens zweien solcher Sensoren ausgebildet sein kann.The figure shows schematically a part of a device for impregnating or coating a component 20 , in particular an electrical wound body with resin 11 , The resin can 11 indirectly via other suitable device elements or directly on the component 20 be applied, as known per se and executed, for example, in the publications mentioned above. The resin 11 is in a container 1 stockpiled and will be eligible for this through appropriate funding 2 and one or more valves 4 having supply line 3 in a feeding section 5 the nozzle-like metal tube with heating means arranged on it 6.1 . 6.2 a heating device 6 is trained. The heating means 6.1 . 6.2 are in the flow direction at a distance from each other at the nozzle-like Zuführabschnitt 5 arranged and electrically controlled. At the output end of the Zuführabschnittes 5 is a sensor 7 arranged, which is preferably designed as a temperature sensor, but may for example also be designed as a flow rate sensor or viscosity sensor or as a sensor device with a combination of at least two such sensors.

Die Heizeinrichtung 6 weist zum Ansteuern des ersten und des weiteren Heizmittels 6.1, 6.2 einen Ansteuerungsteil 9 zum Bereitstellen der elektrischen Energie für die Heizmittel 6.1, 6.2 sowie eine den Ansteuerungsteil 9 steuernde Steuereinrichtung 8 auf, in dem z. B. geeignete Steuerprogramme hinterlegt sind. Mit derartigen Steuerprogrammen, die beispielsweise in der Software eines Mikrocontrollers implementiert sind, können leicht unterschiedliche Steuerungsfunktionen ausgeführt und Vorgabewerte bereit gehalten werden. Beispielsweise können verschiedene Temperaturwerte, Durchflussmengenwerte und/oder Viskositätswerte vorgegeben werden, in deren Abhängigkeit dann der Ansteuerungsteil 9 betrieben wird und die elektrische Energie für die Heizmittel 6.1, 6.2 bereitgestellt wird. Bei einer einfachern Ausbildung kann für die Temperatureinstellung auch ein Hand-Einstellknopf oder eine Tastervorricthung in Wirkverbindung mit der Heizeinrichtung 6 vorgesehen sein.The heater 6 has to drive the first and the further heating means 6.1 . 6.2 a driving part 9 for providing the electrical energy for the heating means 6.1 . 6.2 and a control part 9 controlling control device 8th on, in the z. B. appropriate control programs are stored. With such control programs, which are implemented for example in the software of a microcontroller, slightly different control functions can be performed and default values can be kept ready. For example, different temperature values, flow rate values and / or viscosity values can be specified, in dependence of which the activation part 9 is operated and the electrical energy for the heating means 6.1 . 6.2 provided. In a simpler training can also be a manual adjustment knob or Tastervorricthung in operative connection with the heater for the temperature adjustment 6 be provided.

Vorteilhaft ist die Heizeinrichtung als Regelungseinrichtung 10 ausgestaltet, wobei der Steuereinrichtung 8 als Regelgröße x die mittels des Sensors 7 erfasste Temperatur bzw. die Viskosität oder die Durchflussmenge zugeführt wird und außerdem eine Führungsgröße y bereitgestellt wird, der die Regelgröße x nachgeführt wird. Dabei kann die Führungsgröße y ein konstanter oder variierbarer Sollwert sein.The heating device is advantageous as a control device 10 configured, wherein the control device 8th as a controlled variable x by means of the sensor 7 detected temperature or the viscosity or the flow rate is supplied and also a reference variable y is provided, which is the controlled variable x tracked. In this case, the reference variable y may be a constant or variable setpoint.

Die Regelungseinrichtung 10 kann vorteilhaft auch in einen übergeordneten Prozessablauf mit Prozesssteuerung oder Automationssteuerung eingebunden sein, durch die die Anwärmvorgänge in ihrer zeitlichen Abfolge entsprechend den Erfordernissen des Prozesses gesteuert werden können. Dabei kann die Temperatur des Harzes 11 beispielsweise auch in Abhängigkeit von den Eigenschaften eines gerade zugeführten Bauteils 20 gesteuert werden. Auch die Durchflussmenge und/oder die Viskosität des Harzes 11 können dabei über die Temperaturregelung in gewünschter Weise beeinflusst werden. Ferner kann vorgesehen sein, dass die Regelungseinrichtung 10 und/oder die Prozess- bzw. Automationssteuerung auch auf das Ventil 4 oder eine ähnliche Ventilanordnung der Zuführleitung 3 einwirkt. Entsprechend kann zusätzlich oder alternativ zu der Ventilanordnung mittels der Regelungseinrichtung 10 und/oder der Prozess- bzw. Automationssteuerung auf das Fördermittel 2 des Harzes 11 eingewirkt werden.The control device 10 can advantageously also be integrated into a higher-level process sequence with process control or automation control, by means of which the warm-up processes can be controlled in their chronological sequence in accordance with the requirements of the process. The temperature of the resin can be 11 for example, depending on the properties of a currently supplied component 20 to be controlled. Also the flow rate and / or the viscosity of the resin 11 can be influenced via the temperature control in the desired manner. Furthermore, it can be provided that the control device 10 and / or the process or automation control also on the valve 4 or a similar valve arrangement of the supply line 3 acts. Accordingly, additionally or alternatively to the valve arrangement by means of the control device 10 and / or the process or automation control on the funding 2 of the resin 11 be acted.

Um die Temperatur einzustellen bzw. zu variieren, kann eine entsprechende Heizleistung durch Beaufschlagen der Heizmittel 6.1, 6.2 mittels eines Gleichstroms oder Wechselstroms oder eines mit einem Gleichstrom überlagerten Wechselstroms erzeugt werden, wobei der Strom von dem Steuerungsteil 9 unter entsprechender Ansteuerung mittels der Steuereinrichtung 8 in geeigneter Stärke bereitgestellt wird. Eine Möglichkeit, die Heizleistung zu beeinflussen, besteht dabei auch darin, dass die Frequenz und/oder die Kurvenform des Wechselstroms variierbar ist. Beispielsweise kann bei einem Strom mit rechteckförmigem Verlauf ein Tastverhältnis variiert werden.To set or vary the temperature, a corresponding heating power by applying the heating means 6.1 . 6.2 be generated by a direct current or alternating current or a superimposed with a direct current alternating current, wherein the current from the control part 9 under appropriate control by means of the control device 8th is provided in appropriate strength. One way to influence the heating power, it consists in the fact that the frequency and / or the waveform of the alternating current is variable. For example, in the case of a current with a rectangular shape, a duty cycle can be varied.

Mit den beschriebenen Maßnahmen werden die eingangs angegebenen Vorteile erreicht.With the measures described the advantages stated above are achieved.

Claims

Device for impregnating or coating components ( 20 ), in particular electrical wound bodies, with resin ( 11 ), which from a container via a feed line ( 3 ) with an associated, in the temperature via an electrical drive part ( 9 ) adjustable heating device ( 6 ), whereby - that of the container ( 2 ) averted exit-side section of the supply line ( 3 ) as one with the heater ( 6 ), adjustable in temperature feed section ( 5 ), wherein the feed section ( 5 ) than to the supply line ( 3 ) connected nozzle-like metal tube is formed on the at least one of the electrical control part ( 9 ) connected, supplied with electrical energy heating means ( 6.1 . 6.2 ) of the heater ( 6 ) is arranged, - at the output-side end portion of the feed section ( 5 ) a sensor device ( 7 ) for detecting the temperature, the viscosity and / or the flow rate of the resin ( 11 ) and - the heating device ( 6 ) as a control device ( 10 ), wherein a control variable (x) of the control device ( 10 ) which by means of the sensor device ( 7 ) is detected temperature, viscosity or flow rate of the resin, which is a predetermined or predetermined reference variable (y) trackable, in such a way that the flow rate is determined by changing the viscosity.

Apparatus according to claim 1, characterized in that at least two heating means ( 6.1 . 6.2 ) in the flow direction of the resin ( 11 ) spaced from each other at the feed section (FIG. 5 ) are arranged.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the temperature is variable by changing the current, the frequency and / or the waveform, being changeable in the form of a direct current or an alternating current or a combination of both.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the temperature regulation in dependence on a higher-level process or automation control is feasible, wherein the heating device ( 6 ) is integrated in the process or automation control.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that by means of the control device ( 10 ) also on one of the container ( 1 ) and / or the supply line ( 3 ) provided funding and / or valve ( 4 ) for influencing the supply amount of resin ( 11 ) is acted upon.