DE3631980A1 - Verfahren und impraegniermaschine zum impraegnieren von elektrischen maschinenteilen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Imprägnieren von für elektrische Maschinen bestimmten Maschinenteilen und eine Imprägniermaschine.

Es ist bekannt, Drahtwicklungen aufweisende genutete Statoren oder Rotoren mit fließfähigem, härtbarem Epoxidharz oder Polyesterharz im Träufelimprägnierverfahren zu imprägnieren. Hierzu wird zuerst das betreffende Maschinenteil (Rotor oder Stator) auf Temperaturen von ca. 75 bis 80°C erwärmt. Dieses Maschinenteil wird dann mit schräg zur Horizontalen geneigter Längsachse (wobei der Neigungswinkel abhängig von der Größe des Maschinenteiles und des Wicklungsaufbaues stufenlos unterschiedlich einstellbar ist) langsam um seine Längsachse gedreht und bei Vorliegen der Träufeltemperatur von ca. 75 bis 80°C wird über sogenannte Träufeldüsen das Kunstharz gleichzeitig an mehreren Stellen auf den infolge der Schrägstellung höher als der andere Wickelkopf positionierten Wickelkopf des Maschinenteils aufgeträufelt. Dabei werden mehrere Träufeldüsen eingesetzt, die unabhängig voneinander lageverstellbar sind, um sie in solche Stellungen zu bringen, daß das Kunstharz sich durch Kapillarwirkung und Schwerkraft entlang der gesamten Wicklung durch die Wicklungsköpfe und die Nuten hindurch ausbreitet. Auch soll es in den Nuten zwischen die die dort liegenden Spulenseiten von den Nutwänden trennenden Nutisolationen und die Nutwände eindringen. Dieser Träufelvorgang wird bei diesem bekannten Träufelimprägnierverfahren eine vorbestimmte Zeitdauer durchgeführt, die so getroffen ist, daß sich beide Wickelköpfe und die in den Nuten liegenden Spulenseiten mit dem Kunstharz möglichst gefüllt haben. Nach dieser Beendigung des Aufträufelns des Kunstharzes wird das Maschinenteil in waagrechte Position geschwenkt und unter weiterer Rotation und Temperaturerhöhung auf ca. 135 bis 160°C (je nach Kunstharztyp) ausgehärtet. Dieses Träufelimprägnierverfahren hat den Vorteil, daß das eingebrachte Kunstharz durch die Rotation des Maschinenteiles auch nach dem Aufbringen in den Wicklungsteilen verbleibt und nicht durch die für das Härten erforderliche Temperaturerhöhung wieder teilweise abtropft. Dieses Träufelimprägnierverfahren wird insbesondere bei hochbeanspruchten Rotoren eingesetzt, da es bessere Verfestigungen der Wicklungsteile in den Blechpaketen und höhere Schleuderfestigkeit erreichen läßt. Allerdings ist die Einstellung der Träufeldüsen kritisch, so daß die Erzielung relativ gut verfestigter Maschinenteile und relativ gute Schleuderfestigkeit weitgehend von der Fähigkeit der Bedienungsperson, die Träufeldüsen jeweils richtig einzustellen, abhängig ist. Und zwar muß man diese Träufeldüsen bei diesem vorbekannten Verfahren auf unterschiedliche Stellen des betreffenden, rotierenden Wickelkopfes einstellen, und zwar Imprägniermittel sowohl auf die Außenseite, wie auch auf die schräg stehende Stirnseite als auch auf die Innenseite des höher liegenden Wickelkopfes träufeln. Selbst dann, wenn diese Einstellung bei einem Maschinenteil ganz gut getroffen war, eignet sich diese Einstellung noch nicht gut für die Serienimprägnierung von Maschinenteilen, weil die Wicklungen bei jedem Maschinenteil anders ausfallen und die Bedingungen für das Wandern des Imprägniermittels in der Wicklung und den Nuten bei jedem Maschinenteil andere sind. Dieses bekannte Träufelimprägnierverfahren führt so bei Serienfertigung zu erheblichen, unkontrollierbaren und am fertigen Maschinenteil nicht ohne Zerstörung erkennbaren Qualitätsschwankungen der mittels ihm imprägnierten Maschinenteile, was äußerst unerwünscht ist, da deshalb beim Einsatz von mittels dieses Träufelimprägnierverfahrens imprägnierten, in Serie hergestellten Maschinenteilen ihnen die niedrigste Qualitätsstufe unterstellt werden muß.

Es ist auch bekannt, Statoren zu ihrer Imprägnierung vollständig in ein Kunstharz-Imprägnierbad einzutauchen - was möglich ist, weil sie keine Kollektoren haben - und sie nach dem Herausnehmen zum Wegschleudern des überschüssigen Imprägniermittels rasch um ihre Längsachsen zu rotieren. Dieses Verfahren wird als Tauchrollieren bezeichnet. Es zeigte sich jedoch, daß auch dieses Tauchrollierverfahren noch nicht die gewünschte Qualitätsvergleichmäßigung und -verbesserung bringt, abgesehen davon, daß es für Rotoren nicht geeignet ist. Es zeigte sich, daß bei diesem Verfahren in den Nuten in beträchtlichem Ausmaß Lufteinschlüsse entstehen und auch beim Aushärten verbleiben, so daß die Qualität der Imprägnierung auch bei diesem Tauchrollierverfahren starken, unkontrollierbaren Schwankungen ausgesetzt ist. Da man auch diese Qualitätsschwankungen an den fertigen Statoren nicht erkennt, muß man sich wieder beim Einsatz der Statoren nach deren niedrigsten Qualitätsstufe richten.

Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, das das Imprägnieren solcher Maschinenteile mit geringeren Qualitätsschwankungen ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das in Anspruch 1 angegebene Verfahren gelöst.

Eine zweite erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe ist in Anspruch 2 beschrieben.

Eine Imprägniermaschine zur Durchführung des in Anspruch 1 beschriebenen Verfahrens ist in Anspruch 15 beschrieben. In Anspruch 16 ist eine Imprägniermaschine zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2 beschrieben.

Die Erfindung ermöglicht Verringerungen der Qualitätsschwankungen von nach dem erfindunsgemäßen Verfahren in Serie imprägnierten Maschinenteilen.

Auch läßt sich durch die Erfindung erhöhte Festigkeit der Maschinenteile erreichen, da das Imprägniermittel gleichmäßiger über die Wicklung und die Nuten oder sonstige Bereiche, mit denen die Wicklung fest verbunden werden soll, verteilt wird und die Wicklung besser verfestigt und auch die Verbindung von ihr und der Nutisolationen mit dem Blechpaket oder sonstigem Eisen des Maschinenteiles verbessert wird. Versuche, die mit dem Verfahren nach Anspruch 1 durchgeführt wurden, erbrachten überraschenderweise ungewöhnlich hohe Festigkeiten der Wicklungen und der Verbindung von ihnen und der Nutisolationen mit den Blechpaketen der Maschinenteile, und zwar sowohl bei Statoren als auch bei Rotoren, wie sie mit den bisher bekannten Imprägnierverfahren auch nicht entfernt erreichbar waren. Dies ist also völlig überraschend und war nicht zu erwarten. Auch ist die Festigkeit der Maschinenteile bei der Serienfertigung wesentlich geringeren Schwankungen oder kaum noch Schwankungen unterworfen. Auch lassen sich wesentlich höhere Schleuderfestigkeiten und auch sonstige Vorteile erreichen. Es ist denkbar, daß das erfindungsgemäße Verfahren in manchen Fällen Weglassung der sonst üblichen Nutenverschlußkeile zuläßt wegen der hohen Festigkeit der Maschinenteile.

Auch das Verfahren nach Anspruch 2 verbessert die Gleichmäßigkeit der Qualität von gemäß ihm imprägnierten Maschinenteilen. Dieses Verfahren nach Anspruch 2 führt ferner ebenfalls zur höheren Festigkeit der mittels ihm imprägnierten Wicklungen und Maschinenteile. So bewirkt das Rotationssprengimprägnieren unter anderem folgendes. Auch wenn im Falle von genuteten Rotoren der Radius des Kollektors oder des sonstigen Stromüberträgers größer als der radiale Abstand der Nuten von der Längsachse des Rotors ist, kann man mittels des den Rotor besprengenden Imprägniermittels dennoch die Wicklung an beiden Wickelköpfen über die volle Höhe der Nuten besprengen bzw. gezielt das Imprägniermittel zu den Stellen richten, von wo aus es rasch vollends in die Wickelköpfe und in die Nuten eindringen kann. Obwohl der Rotor hierbei mit horizontaler Längsachse rotiert, dringt dennoch das Imprägniermittel rasch in die Nuten und in die gesamte Wicklung ein. Auch Statoren und sonstige Rotoren mit Spulen aufweisenden Wicklungen können vorteilhaft rotationssprengimprägniert werden. Das Rotationssprengimprägnieren kann deshalb in vielen Fällen allein dem Imprägnieren von Rotoren oder Statoren dienen oder auch mit dem Träufelimprägnieren und/oder dem Rotationstauchimprägnieren kombiniert werden. Die Kombination ermöglicht noch höhere Festigkeiten der Wicklungen und der Maschinenteile und noch bessere Qualitätsgleichmäßigkeit bei Serienherstellung.

Das Rotationsspreng- und/oder Rotationstauchimprägnieren läßt sich viel rascher als das beschriebene Tauchrollierverfahren durchführen.

Bei dem Imprägniermittel kann es sich vorzugsweise um härtbares Kunstharz handeln. Die bei den bekannten Träufelimprägnierverfahren und Tauchrollierverfahren eingesetzten Kunstharze können bei der Erfindung auch vorgesehen werden. Es können also vorzugsweise ebenfalls Epoxidharze oder Polyesterharze vorgesehen werden, deren Viskositäten mittels des Lösungsmittels geeignet eingestellt werden können. Es können jedoch auch andere Kunstharze oder sonstige geeignete Imprägniermittel vorgesehen werden. Zum Beispiel können in manchen Fällen auch Tauchlacke, wie sie ebenfalls für die Imprägnierung von Wicklungen in der Vergangenheit vorgesehen waren, bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden. Günstiger sind meist jedoch Kunstharze.

Die Erfindung ist zum Imprägnieren sowohl von Rotoren und Statoren für Elektromotoren als auch für Generatoren in gleicher Weise geeignet. Vorzugsweise können die Rotoren oder Statoren genutete Blechpakete aufweisen, in die Drahtwicklungen oder Wicklungen aus Flachkupferstäben oder dgl. eingelegt sind. Jedoch ist die Erfindung auch für Rotoren und Statoren geeignet, bei denen die Spulen der Wicklungen auf andere Weise am Stator- oder Rotoreisen angeordnet sind.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es zweckmäßig, nach der Beendigung des Aufbringens des Imprägniermittels auf das Maschinenteil dieses noch so lange weiterrotieren zu lassen, bis das Aushärten oder Trocknen des Imprägniermittels beendet ist. Jedoch kann man das Rotieren des Maschinenteiles auch schon früher beenden, vorzugsweise oft zweckmäßig dann, wenn das Imprägniermittel soweit getrocknet oder geliert ist, daß es nicht mehr fließen kann. Man kann dann das Maschinenteil von der Stelle der Maschine, an der das Imprägniermittel aufgebracht wurde, wegführen und an einer anderen Stelle dieser Maschine oder ggf. auch an einem anderen Ort einer Gesamtanlage dann das Imprägniermittel vollends härten oder trocknen, bspw. in einem Ofen, vorzugsweise in einem Durchlaufofen. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann man in manchen Fällen auch vorsehen, daß das Rotieren des Maschinenteiles sofort nach Beendigung des Aufbringens des Imprägniermittels beendet und das Maschinenteil zu einer anderen Stelle gebracht wird, wo das aufgebrachte Imprägniermittel gehärtet oder getrocknet wird.

Das Imprägniermittel kann vorzugsweise bei 20°C eine Viskosität von ca. 30 bis 12 000 mPa s aufweisen. Wenn als Imprägniermittel Epoxidharz verwendet wird, kann dessen Viskosität bei 20°C vorzugsweise 40 bis 700 mPa s betragen.

Vorzugsweise können Imprägniermittel vorgesehen sein, die härtbar sind und eine Geliertemperatur haben, die unter der Härtungstemperatur liegt. Bei der Geliertemperatur geliert das auf das Maschinenteil aufgebrachte Imprägniermittel in kurzer Zeit und kann dann nicht mehr fließen. Vorzugsweise können Imprägniermittel vorgesehen sein, deren Geliertemperataur über 115°C liegen können und deren Härtungstemperatur zweckmäßig im Bereich von ca. 130 bis 160°C liegen können, wobei dann vorteilhaft vorgesehen sein kann, daß das Zuleiten des Imprägniermittels zum Maschinenteil bzw. sein Aufbringen auf es bei Temperaturen des Maschinenteils von ca. 70 bis 110°C durchgeführt wird.

Bevorzugt kann vorgesehen sein, daß das Imprägniermittel auf das vorangehend erwärmte Maschinenteil aufgebracht wird. Dabei kann vorzugsweise vorgesehen sein, daß das Maschinenteil während des Aufbringens von Imprägniermittel auf vorbestimmter, konstanter Temperatur gehalten wird, was durch Regelung seiner Temperatur erfolgen kann. Auch während des Gelierens, Härtens oder Trocknens des Imprägniermittels kann die Temperatur des Maschinenteiles zweckmäßig gemäß einstellbaren Temperatursollwerten geregelt werden.

Das Aufbringen des Imprägniermittels auf das erwärmte Maschinenteil hat den Zweck, daß sich die Viskosität des Imprägniermittels nach seinem Aufbringen sofort durch entsprechende Erwärmung des Imprägniermittels (das Imprägniermittel kann unmittelbar vor dem Aufbringen z.B. noch Raumtemperatur aufweisen) sofort erniedrigt und es hierdurch rascher und besser in die Wicklung, Nuten oder in sonstige, Wicklungsteile enthaltenden Bereiche des Rotor- bzw. Statoreisens eindringen kann.

Wenn das Imprägniermittel jedoch auch bei Raumtemperatur bereits genügend niedrige Viskosität hat, kann auch vorgesehen sein, daß das Maschinenteil vor dem Aufbringen des Imprägniermittels nicht erwärmt wird. Dabei kann aber auch vorgesehen sein, daß man noch während des Aufbringens des Imprägniermittels auf das Maschinenteil mit dem Erwärmen des Maschinenteiles beginnt.

Beim Träufelimprägnieren kann das Maschinenteil im Normalfall vorzugsweise mit Drehzahlen von ca. 10 bis 20 U/min und/oder beim Rotationsspreng- und/oder Rotationstauchimprägnieren im Normalfall vorzugsweise mit Drehzahlen von ca. 5 bis 12 U/min gedreht werden. In manchen Fällen, besonders bei extremen Größen des Maschinenteils, können auch ggfs. erhebliche von den genannten Zahlenwerten abweichende Drehzahlen infrage kommen.

Bei dem vorbekannten Träufelimprägnierverfahren wurde das Imprägniermittel zeitgesteuert aufgebracht, d.h., das Aufbringen des Imprägniermittels auf das Maschinenteil erfolgte über eine vorbestimmte Zeitspanne und wurde mit Ablauf dieser Zeitspanne beendet. Dies kann auch bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nach Anspruch 1 vorgesehen werden. Noch günstiger ist es jedoch und deshalb gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß beim Träufelimprägnieren auf das Maschinenteil eine vorbestimmte Menge des Imprägniermittels aufgebracht wird. Diese vorbestimmte Menge des Imprägniermittels stellt sicher, daß in der Serienfertigung stets dieselbe Menge an Imprägniermittel auf jedes Maschinenteil derselben Serie aufgebracht wird und hierdurch die Qualität des Imprägnierens noch weiter vergleichmäßigt und verbessert wird. Dabei kann man die beim Träufelimprägnieren auf das Maschinenteil aufzubringende Menge an Imprägniermittel auf einfache Weise wie folgt bestimmen: Man führt bei einem erstem Maschinenteil der betreffenden Serie das Aufbringen des Imprägniermittels im Träufelimprägnierverfahren so lange durch, bis Imprägniermittel aus dem tiefer liegenden Wickelkopf abzutropfen beginnt. Die zum Zeitpunkt des Beginns dieses Abtropfens verbrauchte Menge an Imprägniermittel wird gemessen und man sieht dann für das Träufelimprägnieren der weiteren Maschinenteile dieser Serie eine etwas geringere Menge an Imprägniermittel vor, so daß bei diesen weiteren Maschinenteilen in der Serienfertigung dann das Träufelimprägnieren jeweils kurz vor dem Beginn des Abtropfens von Imprägniermittel beendet wird.

Bei dem Verfahren nach Anspruch 1 kann vorgesehen sein, daß für das Träufelimprägnieren und Rotationstauch- bzw. -sprengimprägnieren gleiche Imprägniermittel verwendet werden, die also bei Raumtemperatur dieselbe Viskosität und dieselbe chemische Zusammensetzung haben. Jedoch ist es auch moglich, für das Träufelimprägnieren ein anderes Imprägniermittel als für das Rotationstauch- und/oder -sprengimprägnieren vorzusehen, wobei jedoch diese Imprägniermittel miteinander verträglich sein müssen. Im allgemeinen ist es zweckmäßig, vorzusehen, daß für das Träufelimprägnieren und das Rotationstauch- bzw. -sprengimprägnieren Imprägniermittel derselben chemischen Zusammensetzung verwendet werden, die sich jedoch zur besseren Anpassung an die unterschiedlichen Aufbringarten in ihrer Viskosität unterscheiden, indem sie das Lösungsmittel in unterschiedlichen prozentualen Mengen enthalten.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nach Anspruch 1 ist es besonders zweckmäßig, die Träufeldüse oder -düsen so anzuordnen, daß sie das Imprägniermittel nur auf den oberen Wickelkopf träufeln, vorzugsweise auf seine untere Innenseite. Die Anordnung der Träufeldüsen ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nach Anspruch 1 nicht mehr kritisch, so daß es nicht schwieriger und zeitraubender Einstellungen und hohen Könnens einer Bedienungsperson bedarf. Vielmehr genügt es und kann deshalb bevorzugt vorgesehen sein, die mindestens eine Träufeldüse, vorzugsweise zwei bis vier Träufeldüsen, besonders zweckmäßig drei Träufeldüsen so einzustellen, daß sie das Imprägniermittel auf die untere Innenseite des höher positionierten Wickelkopfes träufelt bzw. träufeln. Jedoch sind auch andere Anordnungen der Träufeldüsen ebenfalls möglich, bspw. Anordnungen ähnlich wie bei dem beschriebenen vorbekannten Träufelimprägnierverfahren. Die Anzahl der Träufeldüsen kann sich u.a. nach der Größe des Maschinenteiles richten. Bei größeren Maschinenteilen können zweckmäßig mehr Träufeldüsen als bei kleinen Maschinenteilen eingesetzt werden.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Imprägniermaschine gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 2 einen Ausschnitt aus der Maschine nach Fig. 1, wobei jedoch die Einspannvorrichtung für das Träufelimprägnieren schräg gestellt ist,

Fig. 3 einen teilweise geschnittenen Ausschnitt aus der Maschine nach Fig. 1, welcher den eingespannten Stator beim Rotationstauchimprägnieren zeigt,

Fig. 4 einen teilweise geschnittenen Ausschnitt aus Fig. 1, wobei jedoch das eingespannte Maschinenteil während des Rotationssprengimprägnierens gezeigt ist,

Fig. 5 einen Teilschnitt durch Fig. 4, gesehen in Richtung des Pfeiles B in vergrößerter Darstellung,

Fig. 6 einen Ausschnitt aus der Maschine nach Fig. 1, in geschnittener Darstellung, wobei jedoch die Einspannvorrichtung nach Fig. 1 gegen eine Einspannvorrichtung zum Einspannen eines Stators ausgewechselt ist, wobei dieser Stator gerade tauchimprägniert wird und die beim vorangehenden Träufelimprägnieren eingenommene Schrägstellung des Stators strichpunktiert dargestellt ist,

Fig. 7 in gebrochener, schematischer und teilweise geschnittener Darstellung einen Rotor beim Rotationstauch- und Rotationssprengimprägnieren gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Die Imprägniermaschine 10 nach Fig. 1 weist ein Gestell 11 auf, an dessen Boden 9 ein Maschinenständer 12 fest angeordnet ist. An den Ständer 12 ist eine Gabel 35 einer Einspannvorrichtung 13 bei 14 schwenkbar angelenkt, die dem Einspannen und Drehen eines jeweils zu imprägnierenden, genuteten, mit einer aus Spulen bestehenden Drahtwicklung versehenen Läufers oder Rotors 17 dient, dessen Nuten parallel zur Längsachse des Rotors verlaufen. Die Spulenseiten der Drahtwicklungen sind in die Nuten eingelegt und ihre über das genutete Blechpaket 57 überstehenden Bereiche bilden zwei Wickelköpfe 23. Der Läufer oder Rotor 17 kann auch andere Bauart aufweisen, bspw. ein Polrad eines Generators oder eines Synchronmotors oder ein sonstiger Anker oder dgl. sein, dessen Wicklung Spulen aufweist, die aus Drähten, Flachkupferstäben oder dgl. bestehen, wobei diese Wicklung in ein genutetes Blechpaket eingelegt oder auf sonstige Weise an dem Rotoreisen angeordnet sein kann.

Auch kann diese Maschine ggf. unter Änderung ihrer Einspannvorrichtung dem Imprägnieren von Statoren dienen, die ebenfalls Spulen aufweisende Wicklungen aufweisen, deren Spulen ebenfalls in genutete oder auf sonstige Weise an dem Statoreisen angeordnet sein können.

Unterhalb der Einspannvorrichtung ist eine höhenverstellbare Wanne 19 für flüssiges Imprägniermittel 20 angeordnet. Rechts neben dem Ständer 12 ist ein Gehäuse 18 am Gestell 11 befestigt, das Steuerungen und Regelungen für die Automation dieser einen Imprägnierautomaten bildenden Maschine und ein Bedienungspult enthält. Unter anderem ist in ihm eine zustands- und zeitabhängig den Arbeitsablauf steuernde Programmsteuervorrichtung 21 angeordnet.

Auf dem Ständer 12 ist ein Dosiergefäß 22 für flüssige Imprägniermittel angeordnet, in das vor jedesmaligem Imprägnieren eines Rotors 17 oder Stators 17′ (Fig. 6) jeweils die Menge an Imprägniermittel eingefüllt wird, die während der Träufelimprägnierung dieses Maschinenteiles 17 bzw. 17′ aus der oder den Träufeldüsen 31 auf den betreffenden Wickelkopf 23 (Fig. 2) geträufelt wird. Sobald diese Menge verbraucht ist, wird das Träufelimprägnieren beendet und das Gefäß 22 erneut mit derselben Menge an Imprägniermittel für das Träufelimprägnieren des nächsten Maschinenteiles 17, 17′ der betreffenden Serie gefüllt. Bei Übergang zu einer anderen Serie von Statoren oder Rotoren muß die jeweils in das Dosiergefäß 22 einzufüllende Dosiermenge neu ermittelt werden.

Bevorzugt können insgesamt drei Träufeldüsen 31 vorgesehen sein, von denen jede an einem längeren, an dieser Gabel 35 lageverstellbar gehaltenen Rohr 32 untenseitig angeordnet ist, welches Rohr 32 über einen Schlauch 33 und ein pneumatisch betätigbares Absperrventil 34 an das Gefäß 22 angeschlossen ist.

Diese Träufeldüsen 31 weisen jeweils eine feine Austrittsöffnung auf, aus der das unter pneumatischem, im Gefäß 22 herrschenden Überdruck stehende Imprägniermittel träufeln kann.

Die Einspannvorrichtung 13 weist die Gabel 35 auf, an deren linksseitigem vertikalen Schenkel 36 eine Spitze 37 drehbar gelagert ist, die in eine Vertiefung im linksseitigen Stirnende der Welle 38 dieses Rotors 17 eingreift. Diese Spitze 37 drückt diese Rotor- oder Läuferwelle 38 mit ihrem rechtsseitigen konischen Stirnende an eine Mitnehmerspitze 40, die in eine Vertiefung dieses rechtsseitigen Stirnendes eingreift. Diese Mitnehmerspitze 40 ist mittels eines Getriebemotors 41 um ihre Längsachse langsam drehbar und hierdurch rotiert der Rotor formschlüssig mit dieser Spitze 40 langsam, bspw. mit 8 bis 20 U/min, um seine Längsachse. Diese Mitnehmerspitze 40 ist an einer mit ihr fest verbundenen Platte 42 angeordnet, die mittels Armen ein Vierbackenfutter 43 trägt, in das der Kollektor 44 des Rotors 17 hineinragt. Dieses Backenfutter 43 drückt an den Kollektor 44 elektrische Leiter zum Speisen der Wicklung des Rotors 17 mit dessen Erwärmung dienendem Strom an, die über an diesem Backenfutter 43 befestigte Schleifringe und diese kontaktierende Schleifbürsten an einen Temperaturregler 39 zur Regelung der Rotortemperatur angeschlossen sind.

Diesem Regler 39 ist ein Temperaturfühler 46 zugeordnet, der an der Gabel 35 fest angeordnet ist und die Temperatur des Rotors 17 berührungslos mißt und sie dem Regler 39 als Temperatur-Istwert eingibt. Ein nicht dargestellter Sollwertsteller, der im Gehäuse 18 untergebracht sein kann, gibt den jeweils programmierten Sollwert der Rotortemperatur dem Regler 39 ein und dieser bewirkt dann die Erwärmung dieses Rotors 17 auf den jeweils eingestellten Sollwert.

Zum Wechseln eines Rotors 17 wird die Spitze 37 nach links gezogen, der Rotor 17 abgenommen und ein neuer Rotor eingesetzt.

An der Gabel 35 ist rechtsseitig ein Arm 47 fest angeordnet, der um eine horizontale, zur Bildebene senkrechte Drehachse 14 in Richtung des Doppelpfeiles A in vertikaler Ebene schwenkbar ist. Das Verschwenken erfolgt mittels eines Hub- oder Stellmotors 49, der eine hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit, ein Gewindespindelantrieb oder dgl. sein kann. Dieser Hubmotor 49 ist mit seinem oberen Ende an dem Ständer 12 und mit seinem unteren Ende an den Arm 47 drehbar angelenkt. Hierdurch kann die Einspannvorrichtung 13 aus der in Fig. 1 dargestellten horizontalen Lage, in der sie an einem Widerlager 50 am Ständer 12 anliegt und die Längsachse des Rotors 17 horizontal gerichtet ist, stufenlos abwärts in jede für das Träufelimprägnieren gewünschte, programmierbare Winkelstellung in vertikaler Ebene verschwenkt werden. Das Träufelimprägnieren kann vorzugsweise bei Winkelstellungen der Längsachse des Maschinenteiles 17 bzw. 17′ (Fig. 6) von ca. 5 bis 30° durchgeführt werden. Ein Beispiel einer solchen Schrägstellung ist in Fig. 2 dargestellt. Die Schrägstellung dient dem Aufträufeln des aus dem Gefäß 22 kommenden Imprägniermittels während des Träufelimprägnierens durch die Träufeldüsen 31, von denen nur eine dargestellt ist. Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, ist diese dargestellte Träufeldüse 31 so gerichtet, daß das aus ihr vertikal nach unten geträufelte Imprägniermittel auf die innere Unterseite des höher gelegenen, rechtsseitigen Wickelkopfes 23 des Rotors 17 tropft, während auf den anderen, linksseitigen unteren Wickelkopf 23 kein Imprägniermittel geträufelt wird. Dieser untere Wickelkopf 23 empfängt Imprägniermittel nur durch vom oberen Wickelkopf 23 aus durch die Nuten des Rotors 17 hindurch erfolgenden Zufluß. Wenn mehr als eine Träufeldüse 31 vorgesehen ist, können alle Träufeldüsen ebenfalls auf die innere Unterseite des rechtsseitigen, oberen Wickelkopfes 23 gerichtet sein. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es normalerweise nicht erforderlich, auch eine oder mehrere Träufeldüsen so anzuordnen, daß sie auf die äußere Oberseite des oberen Wickelkopfes 23 und/oder dessen schrägstehende Stirnseite Imprägniermittel träufeln, da die Stellung der Träufeldüsen 31 beim erfindungsgemäßen Verfahren nicht kritisch ist.

Die Wanne 19 ermöglicht das Rotationstauchimprägnieren (Fig. 3) des Rotors 17 im Anschluß an das Träufelimprägnieren (Fig. 2). Sie kann auch als Auffangwanne für das Imprägniermittel beim Rotationssprengimprägnieren dienen (Fig. 4, 5).

Für das Rotationssprengimprägnieren (Fig. 4, 5) ist in dieser Wanne 19 ein gerades Düsenrohr 51 horizontal und parallel zur Längsachse des Rotors 17 (wenn diese Längsachse horizontal gerichtet ist, was beim Rotationssprengimprägnieren der Fall ist) angeordnet, die an ihrer Oberseite in einer oder mehreren Reihen angeordnete Löcher aufweist, durch die von einer Pumpe 52 gefördertes Imprägniermittel wie aus einer Quelle nach oben herausquellende oder -sprudelnde Flüssigkeit zum untenseitigen Besprengen des Rotors 17 ausströmen kann. Die Fördermenge der Pumpe 52 und die Anordnung der Löcher ist dabei in diesem Ausführungsbeispiel so, daß sich ein einziger über die Länge der Lochreihe oder Lochreihen dieses Rohres 51 und noch darüber etwas hinaus erstreckender, schräg nach oben gerichteter Schwall oder Strahl 63 des von der Pumpe 52 geförderten Imprägniermittels ergibt, siehe Fig. 4 und 5. Dieser breite Schwall 63 erstreckt sich über die Länge der Wicklung des Rotors 17 und darüber hinaus noch etwas weiter seitlich über die unteren Bereiche der Wickelköpfe 23 nach links und rechts hinaus, so daß dieser wie aus einer Quelle sprudelnde Schwall des Imprägniermittels auch in die Innenräume der Wickelköpfe 23 einfließt und diese Wickelköpfe so in den Bereichen, wo sie den Schwall 63 passieren, in diesen Schwall praktisch vollständig eintauchen und von ihm hier auch die betreffenden Innenseitenbereiche der Wickelköpfe 23 überspült werden. Da in dem Schwall das Imprägniermittel strömt, ist dieses "Besprengen" der Wickelköpfe durch den Schwall 63 praktisch noch intensiver, als wenn die Wickelköpfe mit den betreffenden Bereichen in das in der Wanne 19 befindliche Imprägnierbad 25 eintauchen würden.

Anstatt der dargestellten, die Unterseite des Rotors 17 beaufschlagenden, d.h. besprengenden Quellströmung oder Schwall 53 oder zusätzlich zu ihr können auch Strahlen des Imprägniermittels mittels lageverstellbaren Strahlrohren oder -düsen 62 (Fig. 7) auf andere Stellen der Wickelköpfe 23 oder auf die Nuten, vorzugsweise in die Innenräume der Wickelköpfe 23 gerichtet werden, wie es Fig. 7 an einem Beispiel zeigt.

Die Wanne 19 ist aus der in Fig. 1 voll ausgezogen dargestellten Stellung mittels eines Hubmotors 54, bspw. einer Kolben-Zylinder-Einheit in die in Fig. 3 dargestellte Stellung vertikal verschiebbar und auch in Zwischenstellungen. In der in Fig. 3 dargestellten Stellung dient sie dem Rotationstauchimprägnieren des Rotors 17. In einer etwas tieferen Stellung kann sie als Auffangwanne 19 beim Rotationssprengimprägnieren dienen, siehe Fig. 4 und 5. Das Düsenrohr 51 kann an der Wanne 19 ständig fest so angeordnet sein, daß es das Rotationstauchimprägnieren nicht behindert, vorzugsweise im Abstand seitlich der vertikalen Längsmittelebene des Rotors 17.

Bei dieser Maschine 10 kann vorgesehen sein, daß der Rotor 17 auch nur rotationssprengimprägniert wird oder daß er träufelimprägniert und rotationstauchimprägniert wird und/oder rotationssprengimprägniert wird. Sie hat also unterschiedliche Imprägnierungsmöglichkeiten.

An der Wanne 19 ist eine Abflußleitung 55 angeordnet, die zu einem Speicherbehälter 56 für das Imprägniermittel führt, aus dem die Pumpe 52 Imprägniermittel ansaugt und es zur Wanne 19 zurückleitet und es auch in das Düsenrohr 51 leiten kann, wenn dieser Zufluß für das Rotationssprengimprägnieren mittels eines nicht dargestellten Ventils geöffnet wird. In diesem Imprägniermittelkreislauf kann auch ein Filter angeordnet sein. Auch wenn nicht rotationssprengimprägniert wird, kann das Imprägniermittel während des Rotationstauchimprägnierens ebenfalls ständig umgewälzt werden.

Wie erwähnt, kann der gesamte Arbeitsablauf der Maschine zur Imprägnierung eines Maschinenteiles vollautomatisch ablaufen, sei es einschließlich des Auswechselns des jeweiligen Maschinenteiles 17 oder 17′ gegen ein neues Maschinenteil oder ohne dieses Auswechseln.

Es seien nachfolgend einige Arbeitsabläufe des Imprägnierens an Beispielen beschrieben.

1. Beispiel

Nach seinem Einspannen wird der Rotor 17 langsam mit konstanter Drehzahl in gleichbleibender Drehrichtung rotiert, bspw. mit 15 U/min. Die Temperaturregeleinrichtung 39 wird eingeschaltet und ihr Sollwert auf eine Temperatur von bspw. 80° eingestellt, bei der das Kunstharz noch nicht geliert. Als Imprägniermittel sei ein härtbares Polyesterharz angenommen, das z.B. bei etwa 125°C geliert. Wie weiter oben beschrieben, wird eine bei einem früheren Versuch ermittelte Menge an Polyesterharz in das ständig unter konstantem pneumatischen Überdruck stehende Dosiergefäß 22 von einem unter höherem Überdruck stehenden Vorratsbehälter aus selbsttätig eingefüllt. Der Temperaturregler 39 schaltet die Beheizung des Rotors 17 ein. Da der gefühlte Istwert der Temperatur des Rotors 17 zu Beginn der Beheizung auf Raumtemperatur liegt, steigt nun die Temperatur des Rotors 17 rasch an und erreicht bspw. innerhalb von 2 Minuten den Sollwert von 80°C. Der Regler 39 hält nunmehr durch Zweipunktregelung oder stetige Regelung die Temperatur des Rotors 17 auf diesem Sollwert von 80°C. Sobald der Temperatur-Istwert den Sollwert erstmals erreicht hat, wird dies der Programmsteuervorrichtung 21 gemeldet, welche dann, also von der Temperatur des Rotors 17 zustandsabhängig, den Beginn des Träufelimprägnierens durch Öffnen des Ventils 34 einschaltet. Vor Beginn des Träufelns ist der Rotor 17 gesteuert durch die Programmsteuervorrichtung 21 mittels des Hubmotors 49 in eine in Fig. 2 dargestellte, schräg zur Horizontalen geneigten Stellung geschwenkt, in der die Längsachse des Rotors 17 schräg zur Horizontalen gerichtet ist, bspw. zweckmäßig in einem Winkel von 5 bis 30°, was auch für das Imprägnieren von Statoren gilt. Dieses Schwenken der Einspannvorrichtung 13 wird vor dem Träufeln vorgenommen, vorzugsweise sofort nach dem Einspannen oder während des beschriebenen Erwärmens des Rotors 17 oder unmittelbar vor Beginn des Träufelns. Das Träufeln wird nun so lange durchgeführt, bis die im Gefäß 22 befindliche Menge an Polyesterharz aus ihm ausgelaufen ist. Dies wird durch einen Fühler gefühlt und der Programmsteuervorrichtung gemeldet, die nunmehr also hiervon zustandsabhängig den nächsten Programmschritt einschaltet, nämlich das Verschwenken der Einspannvorrichtung 13 in horizontale Stellung. Gleichzeitig wird das Hochfahren der Wanne 19 in die in Fig. 3 dargestellte Stellung gesteuert. Die Rotation des Rotors 17 dauert ununterbrochen an. Es kann nunmehr jedoch meist zweckmäßig auf eine niedrigere Drehzahl umgestellt werden, die für das Rotationstauchimprägnieren vorteilhafter ist, bspw. auf 5 bis 12 U/min.

Während des nun folgenden Rotationstauchimprägnierens ist der Rotor 17 in das in der Wanne 19 befindliche, durch die Pumpe 52 ständig umgewälzte Imprägniermittel, das in der Wanne 19 das Imprägnierbad 25 bildet, teilweise eingetaucht. Der Spiegel 26 des Imprägnierbades weist konstante Höhe auf, bspw. infolge eines Überlaufs in der Wanne 19. Der Rotor 17 ist so weit eingetaucht, daß sein Kollektor 44 nicht mit dem Imprägniermittel benetzt wird, denn dies würde teuere Nacharbeit erforderlich machen. Es können selbstverständlich auch Rotoren mit Schleifringen anstatt Kollektoren auf dieser Maschine imprägniert werden.

In diesem Ausführungsbeispiel sei angenommen, daß der Rotor 17 nur so weit in das in der Wanne 19 befindliche Kunstharz eintauchen darf, daß jede Nut des Blechpaketes 57, wenn sie sich vertikal unterhalb der horizontalen Rotorlängsachse befindet, noch vollständig in dieses Imprägnierbad 25 eintauchen kann. Es ist deshalb in diesem Ausführungsbeispiel ausreichend, den Rotor 17 nach dem Träufelimprägnieren nur noch zusätzlich dem Rotationstauchimprägnieren zu unterziehen. Sollten die Nuten des Blechpaketes jedoch nicht vollständig in das Imprägnierbad 25 eintauchen können, ist es zweckmäßig, zusätzlich oder für sich allein noch Rotationssprengimprägnieren vorzusehen. Das erfindungsgemäße Verfahren bringt jedoch auch dann erhebliche Verbesserung der Festigkeit und Verringerung der Qualitätsschwankungen, wenn nach dem Träufelimprägnieren nur noch rotationstauchimprägniert wird und hierbei die Nuten nicht vollständig in das Imprägnierbad 25 eintauchen.

Das Rotationstauchimprägnieren kann bei Maschinenteilen kleiner und mittlerer Größen bspw. 30 Sekunden bis 3 Minuten zeitgesteuert durchgeführt werden. Wenn rotationssprengimprägniert wird, kann diese Zeitdauer bei Maschinenteilen kleiner und mittlerer Größen ebenfalls zweckmäßig bis zu einigen Minuten lang durchgeführt werden, vorzugsweise ebenfalls ca. 30 Sekunden bis 3 Minuten lang. Diese Imprägnierzeiten können jedoch auch je nach Maschinenteil und Viskosität des Imprägniermittels auch noch kürzer oder länger vorgesehen werden, bei großen Maschinenteilen sogar u.U. viel länger, da diese u.U. nur sehr langsam rotieren müssen.

Nachdem der Rotor 17 zuerst gemäß Fig. 2 träufelimprägniert und danach gemäß Fig. 3 rotationstauchimprägniert wurde, ist das Imprägniermittel in seine gesamte Wicklung und in die Nuten eingedrungen und auch zwischen die Nutisolationen und die Nutwände.

Nach Beendigung des Rotationstauchimprägnierens wird die Wanne 19 programmgesteuert in die in Fig. 1 dargestellte Stellung abgesenkt, jedoch rotiert der Rotor 17 weiterhin. Die Programmsteuervorrichtung 21 befiehlt nun einen erhöhten Temperatursollwert des Rotors 17, der der Geliertemperatur des Polyesterharzes entspricht. Diese kann bspw. 125°C betragen und der Rotor 17 wird nun rasch auf 125°C aufgeheizt. Nach Erreichen dieser Temperatur wird sie mittels des Reglers 39 für eine vorbestimmte programmierte Zeitdauer, bspw. für 2 Minuten, geregelt. Am Ende dieser Zeitspanne ist das im Rotor 17 befindliche Imprägniermittel soweit geliert, daß es nicht mehr fließen kann. An sich könnte man nun die Rotation des Rotors 17 beenden. Vorzugsweise kann jedoch diese Rotation bis zum endgültigen Aushärten des Imprägniermittels fortgesetzt werden, da dieses langsame Rotieren kaum Strom benötigt und hierdurch noch die Gleichmäßigkeit der Imprägnierung verbessert werden kann, weil durch das weitere Rotieren des Rotors 17 ungleichmäßiger Temperatur des Rotors 17 entgegengewirkt wird.

Dieses Aushärten wird bei einem Rotor vorzugsweise so lange durchgeführt, bis die durch das Härten erreichbare optimale Festigkeit des Rotors 17 und seiner Drahtwicklung erreicht ist. Dies kann bspw. je nach Größe des Rotors 3 bis 35 Minuten betragen. Bei Statoren können meist kürzere Härtungszeiten vorgesehen werden, da sie nicht wie die Rotoren Zentrifugalkräften ausgesetzt sind.

Es sei hier angemerkt, daß die Erfindung für Statoren und Rotoren sehr unterschiedlicher Größen geeignet ist, und zwar sowohl für kleine, mittlere, wie auch für große Rotoren und Statoren. Bspw. kann es zweckmäßig für Rotoren und Statoren von elektrischen Maschinen von 100 W bzw. 100 VA bis mehreren oder vielen kW bzw. kVA verwendet werden, ggf. auch noch für kleinere elektrische Maschinen. Der Rotor oder Stator können also Gewichte von unter 1 kg bis gegebenenfalls mehreren oder vielen Tonnen haben.

Das Aushärten des Imprägniermittels erfolgt über eine vorbestimmte Zeitdauer von bspw. 3 bis 30 Minuten bei höherer Temperatur als das Gelieren, bspw. für Polyesterharz meist zweckmäßig bei 135 bis 160°C. Die Programmsteuervorrichtung 21 befiehlt eine entsprechende Einstellung des Sollwertes des Temperaturreglers 39 für das Härten.

Nach Ablauf der Zeitspanne für das Aushärten ist die Imprägnierung ausgehärtet und es wird selbsttätig die Beheizung des Rotors 17 ausgeschaltet. Die Einspannvorrichtung 13 wird geöffnet und der Rotor 17 gegen einen neuen, noch nicht imprägnierten Rotor 17 ausgewechselt. Der beschriebene Arbeitsablauf spielt sich dann erneut selbsttätig ab.

2. Beispiel

Wenn der Rotor 17 wegen des Kollektors 44 nicht so tief in die Wanne 19 eintauchen kann, daß die Nuten des Rotors vollständig in das Imprägnierbad 25 eintauchen können, ist es zweckmäßig, Rotationssprengimprägnieren allein oder zusätzlich zum Rotationstauchimprägnieren vorzusehen. Zu ersterem ist ein Ausführungsbeispiel in Fig. 4 und 5, zu letzterem ein Ausführungsbeispiel in Fig. 7 dargestellt.

Zum Rotationssprengimprägnieren gemäß Fig. 4 und 5 fördert die Pumpe 52 Imprägniermittel in das Düsenrohr 51. Das Träufelimprägnieren hat vor diesem Rotationssprengimprägnieren wie in Beispiel 1 beschrieben unverändert stattgefunden. Anschließend wird die Wanne 19 jedoch im Falle alleinigen Rotationssprengimprägnierens in die in Fig. 4 dargestellte Stellung überführt, in der der Rotor 17 in das in der Wanne 19 befindliche Imprägnierbad 25 nicht eintaucht.

Das Düsenrohr 51 befindet sich in einer Stellung, in der seine Öffnungen auf die Unterseite des Rotors 17 von schräg unten gerichtet sind (Fig. 4, 5) und ihn bei laufender Pumpe 52 mit einem langen und breiten Imprägniermittelschwall 63 beaufschlagen, also besprengen. Dieser Schwall erstreckt sich über die ganze Länge der Wicklung einschließlich ihrer Wickelköpfe und über die Wickelköpfe nach links und rechts noch etwas hinaus. Von diesem wie aus einer Quelle aus dem Düsenrohr 51 hervorquellenden Schwall werden die Wickelköpfe 23 in dem Bereich, wo sie ihn passieren, vollständig überspült, so daß das Imprägniermittel so in die Innenräume der Wickelköpfe eindringt, als ob sie mit den betreffenden Bereichen vollständig in ein Imprägnierbad eintauchen würden. Der Spiegel 26 des Imprägnierbades befindet sich jedoch in Wirklichkeit im Abstand unterhalb des Rotors 17. Dieser Schwall 63 besprengt so die Wickelköpfe 23 intensiv. Sie werden praktisch in den Schwall bei dessen Passieren eingetaucht.

Das Imprägniermittel dringt so in beide Wickelköpfe 23 intensiv und dringt auch in die Nuten des Blechpaketes 57 ein. Dieses dem Träufelimprägnieren nachfolgende Rotationssprengimprägnieren kann bspw. 30 Sekunden bis 2 Minuten lang durchgeführt werden oder je nach Maschinenteil und sonstigen Bedingungen auch kürzer oder noch länger. Danach wird die Wanne 19 wieder abgesenkt und das Imprägniermittel auf dem Rotor 17 wieder geliert und gehärtet wie vorbeschrieben.

Das Düsenrohr 51 ist wegen seiner ständigen Anordnung in der Wanne 19 gemäß Fig. 5 zweckmäßig nicht vertikal unterhalb der Längsachse des Rotors 17 angeordnet, sondern, um auch Rotationstauchimprägnieren zu ermöglichen, ohne es abnehmen zu müssen, seitlich versetzt, jedoch parallel zur Längsachse des Rotors. Wenn das Düsenrohr 51 für das Rotationstauchimprägnieren abnehmbar ist, kann es auch vertikal unterhalb der Längsachse des Rotors 17 angeordnet sein.

Es ist überraschend, welche bedeutende Verbesserung der Festigkeit der Wicklung und der Schleuderfestigkeit des Rotors 17 dieses Verfahren des kombinierten Träufel- und Rotationstauchimprägnierens bzw. Träufel- und Rotationssprengimprägnierens erbringt.

Auch die üblicherweise eingesetzten Nutisolationen, die bspw. aus Streifen dünnen Isoliermaterials bestehen können, werden intensiv sowohl mit den Nutwänden als auch mit den in den Nuten befindlichen Wicklungsteilen durch das Imprägniermittel verbunden. Die Festigkeit des Rotors 17 ist ungewöhnlich hoch, wie es mit den vorbekannten, eingangs beschriebenen Verfahren nicht entfernt erreichbar war.

3. Beispiel

Diese Imprägniermaschine 10 kann auch nur zum Rotationstauch- und/oder Rotationssprengimprägnieren eingesetzt werden. In diesem Fall wird dann die Programmsteuervorrichtung so eingestellt, daß sie nach dem Aufheizen des jeweiligen Maschinenteiles 17 bzw. 17′ auf die für das Aufbringen vorgesehene Temperatur sofort mit dem Rotationstauchimprägnieren und/oder Rotationssprengimprägnieren beginnt, das bei horizontaler Lage der Längsachse des Rotors 17 durchgeführt wird. Die Zeitdauer, während der rotationstauch- und/oder rotationssprengimprägniert wird, ist dabei meist zweckmäßig länger vorzusehen als mit vorangehendem Träufelimprägnieren, zweckmäßig so lange, daß das Imprägniermittel die Wickelköpfe 23 und die in den Nuten befindlichen Spulenseiten intensiv durchträufelt hat. Danach wird das Gelieren und Aushärten des auf den Rotor 17 aufgebrachten Imprägniermittels wie beschrieben gesteuert.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich außer für Rotoren auch für Statoren.

Wenn Statoren zu imprägnieren sind, kann vorgesehen sein, daß die Einspannvorrichtung 13 der Maschine 10 nach Fig. 1 gegen eine für Statoren 17′ geeignete Einspannvorrichtung ausgewechselt wird. Ein Beispiel einer solchen Einspannvorrichtung 13 ist in Fig. 6 schematisch dargestellt. Es weist ein drehbar gelagertes und zur Rotation um seine Längsachse antreibbares Backenfutter 43′ auf, das in die Bohrung 59 des Stators 17′ eingeführt ist und dessen Blechpaket 57′ konzentrisch zu seiner Längsachse aufspannt. In einer zur Horizontalen schräg geneigten, in Fig. 6 an einem Beispiel strichpunktiert dargestellten Stellung des Stators 17′ kann dann wieder träufelimprägniert werden. Die Neigung der Längsachse des Stators zur Horizontalen kann auch hier wie beim Träufelimprägnieren im allgemeinen zweckmäßig ca. 5 bis 30° betragen und läßt sich durch Schwenken der Einspannvorrichtung 13 einstellen.

Zum Träufeln sind die Träufeldüsen 31 in diesem Ausführungsbeispiel so eingestellt, daß sie das Imprägniermittel nur auf die Unterseite des höher positionierten Wickelkopfes 23 träufeln. Jedoch können ggf. auch andere Stellungen mindestens einer Träufeldüse vorgesehen sein.

Die Maschine 10 kann ferner in der voll ausgezogen dargestellten Stellung in Fig. 6 auch für Rotationstauchimprägnieren und/oder Rotationssprengimprägnieren eingesetzt werden.

Beim Rotationstauchimprägnieren kann der Stator 17′ stets so weit in das in der Wanne 19 befindliche Imprägnierbad 25 eingetaucht werden, daß die jeweils vertikal unter der horizontalen Längsachse des Stators 17′ liegende axiale Nut des Blechpakets 57′ vollständig in das Imprägnierbad eintaucht, da der Stator keinen Kommutator aufweist. In Fig. 6 befindet sich der Spiegel 26 des Imprägnierbades 25 in der Wanne 19 in Höhe der horizontalen unteren Tangente an die kreiszylindrische Bohrung 59 des Blechpaketes 57′ des Stators 17′, in die später ein Rotor eingesetzt wird. Auch eine etwas höhere oder niedrigere Stellung dieses Spiegels 26 kann in manchen Fällen zweckmäßig sein.

Man kann auch Rotationssprengimprägnieren des mit horizontaler Längsachse langsam rotierenden Stators 17′ vorsehen. Zu diesem Zweck können auf beide Wickelköpfe 23 Spritzdüsen oder Strahlrohre 51′ zum gerichteten Besprengen beider Wickelköpfe 23 mit Imprägniermittelstrahlen zu gerichtet sein, wie es an einem Beispiel in Fig. 6 strichzweipunktiert dargestellt ist. Diese Spritzdüsen 51′ besprengen die Innenseiten der Wickelköpfe 23 an ihren unteren Bereichen intensiv mit Imprägniermittel. Die Wanne 19 kann dabei zweckmäßig so weit abgesenkt sein, daß der Spiegel 26 des in ihr befindlichen Imprägnierbades 25 unterhalb des Stators 17′ liegt, wie strichzweipunktiert angedeutet ist. Jedoch ist es auch möglich, die Wickelköpfe mit ihren unteren Bereichen teilweise in das Imprägnierbad 25 eintauchen zu lassen, so daß gleichzeitig Rotationstauch- und -sprengimprägniert wird.

Ggf. kann beim Träufelimprägnieren auch vorgesehen sein, daß mindestens eine Träufeldüse 31 auch eine andere Stelle als den unteren Innenbereich des höher liegenden Wickelkopfes mit Imprägniermittel beträufelt, bspw. die schrägstehende Stirnseite oder die Oberseite des höher liegenden Wickelkopfbereiches.

In Fig. 7 ist ein Rotor 17 ausschnittsweise geschnitten dargestellt, welcher gleichzeitig rotationstauchimprägniert und rotationssprengimprägniert wird. Seine beiden Wickelköpfe 23 tauchen am jeweils untersten Ende teilweise in das in der Wanne 19 befindliche Imprägnierbad 25 ein. Ein noch tieferes Eintauchen ist nicht möglich, weil sonst der Kollektor 44 auch in das Imprägnierbad 25 eintauchen würde, was unerwünscht ist, weil er sonst nach dem Imprägnieren und Härten von dem anhaftenden Imprägniermittel befreit werden müßte.

Zum Rotationssprengimprägnieren sind auf die beiden Stirnseiten des Blechpaketes 57 des Rotors 17 je ein Strahlrohr oder eine Spritzdüse 62 wie dargestellt in schräg aufwärtiger Richtung zu gerichtet, die dicke Strahlen des Imprägniermittels, bei dem es sich wiederum vorzugsweise um Kunstharz handeln kann, auf diese Stirnseiten unterhalb der Rotorwelle 38 richten, das also hierdurch auf die unteren Innenseiten der Wickelköpfe 23 diese intensiv beaufschlagend gelangt. Hierdurch wird die Wicklung an beiden Wicklungsköpfen 23 sowohl aussen untenseitig als auch innen untenseitig intensiv mit Imprägniermittel getränkt, das auch intensiv in die Nuten und in die dort befindlichen Spulenseiten und auch zwischen die Nutisolation und die Nutwandungen eindringt. Es wird rasches, intensives Imprägnieren erreicht. Dieses kombinierte Rotationstauch- und -sprengimprägnieren braucht, insbesondere wenn vorangehend der Rotor träufelimprägniert wurde, nur kurze Zeit zu erfolgen, bspw. eine halbe Minute bis einige wenige Minuten. Ggf. kann es auch noch kürzer oder noch länger zeitprogrammiert werden. Es kann in vielen Fällen auch ohne vorangehendes Träufelimprägnieren zum Imprägnieren von Rotoren und Statoren eingesetzt werden.

Claims (24)

1. Verfahren zum Imprägnieren von für elektrische Maschinen bestimmten Maschinenteilen mit fliessfähigem, elektrisch isolierendem Imprägniermittel, vorzugsweise härtbarem Kunstharz, bei welchen Maschinenteilen es sich um vorzugsweise genutete Statoren oder Rotoren handelt, die Spulen aufweisende Wicklungen, vorzugsweise Drahtwicklungen aufweisen, wobei das Maschinenteil durch Träufelimprägnieren imprägniert wird, indem es mit schräg zur Horizontalen gerichteter Längsachse um diese Längsachse gedreht wird und während des Drehens auf seinen infolge der Schrägstellung höher als der andere Wickelkopf positionierten Wickelkopf Imprägniermittel geträufelt wird, so daß dieses Imprägniermittel in die Wicklung eindringt und sich über die Wicklung verteilt, dadurch gekennzeichnet, daß das Maschinenteil nach diesem Träufelimprägnieren in eine Stellung geschwenkt wird, in der seine Längsachse horizontal gerichtet ist und daß es dabei um seine Längsachse gedreht wird und in ein aus Imprägniermittel bestehendes Imprägnierbad teilweise eingetaucht wird (im weiteren Rotationstauchimprägnieren genannt) und/oder zumindest seine beiden Wickelköpfe mit Imprägniermittel durch Besprengen beaufschlagt werden (im weiteren Rotationssprengimprägnieren genannt).

2. Verfahren zum Imprägnieren von für elektrische Maschinen bestimmten Maschinenteilen mit fließfähigem, elektrisch isolierendem Imprägniermittel, vorzugsweise mit härtbarem Kunstharz, bei welchen Maschinenteilen es sich um vorzugsweise genutete Rotoren oder Statoren handelt, die Spulen aufweisende Wicklungen, vorzugsweise Drahtwicklungen, aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß das Imprägniermittel auf das Maschinenteil aufgebracht wird, während es mit horizontal gerichteter Längsachse langsam um diese Längsachse rotiert, und zumindest die beiden Wickelköpfe des Maschinenteiles mit dem Imprägniermittel durch Besprengen beaufschlagt werden, d.h. rotationssprengimprägniert werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die unteren Bereiche der Wickelköpfe des Maschinenteiles während des Besprengens mit Imprägniermittel in ein aus Imprägniermittel bestehendes Imprägnierbad teilweise eintauchen.

4. Verfahren nach einem der vorgehendenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Maschinenteil vorzugsweise mittels seine Wicklung durchströmendem Strom erwärmt und das Imprägniermittel auf das erwärmte Maschinenteil aufgebracht wird und das Maschinenteil während des Aufbringens von Imprägniermittel vorzugsweise auf konstanter Temperatur gehalten wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß gelierfähiges Imprägniermittel verwendet und das Aufbringen des Imprägniermittels auf das Maschinenteil bei unter der Geliertemperatur liegender Temperatur des Maschinenteiles erfolgt und daß nach Beendigung des Aufbringens des Imprägniermittels auf das Maschinenteil die Temperatur des Maschinenteiles auf eine Geliertemperatur des Imprägniermittels erhöht und das Imprägniermittel geliert wird und/oder daß das Maschinenteil nach Beendigung des Aufbringens des Imprägniermittels und ggf. nach dessen Gelieren auf höhere Temperatur erwärmt wird, bei der das Imprägniermittel gehärtet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß beim Träufelimprägnieren das Imprägniermittel auf die Innenseite eines unteren Bereiches des Wickelkopfes des Maschinenteiles aufgeträufelt wird, vorzugsweise das gesamte dem Wickelkopf zugeführte Imprägniermittel.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Imprägniermittel verwendet wird, dessen Viskosität bei 20°C ca. 30 bis 12 000 mPa s beträgt.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Imprägniermittel Epoxidharz, vorzugsweise einer Viskosität bei 20°C von ca. 500 bis 10 000 mPa s, oder ein Polyesterharz, vorzugsweise einer Viskosität bei 20°C von ca. 40 bis 700 mPa s, verwendet wird.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Maschinenteil beim Träufelimprägnieren mit Drehzahlen von ca. 10 bis 20 U/min gedreht wird und/oder daß das Maschinenteil beim Rotationsspreng- und/oder Rotationstauchimprägnieren mit einer niedrigeren Drehzahl von ca. 5 bis 12 U/min gedreht wird.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beim Rotationssprengimprägnieren mindestens ein Strahl des Imprägniermittels auf die Unterseite der Wickelköpfe des Maschinenteiles gerichtet wird, vorzugsweise auch auf die Unterseite des Blechpaketes, welcher Strahl oder Strahlen die von ihnen beaufschlagten Bereiche der Wickelköpfe vorzugsweise überspülen können, so daß Imprägniermittel auch direkt in die Innenräume der Wickelköpfe seitlich einströmen kann, wobei dieser Strahl oder diese Strahlen vorzugsweise eine aufquellende Strömung bzw. aufquellende Strömungen bilden, und/oder daß Imprägniermittelstrahlen schräg auf die Stirnseiten und/oder in die Innenräume der Wickelköpfe gerichtet werden.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß härtbares Imprägniermittel verwendet wird, das bei Temperaturen von ca. 135 bis 160°C des Maschinenteiles ausgehärtet wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß beim Träufelimprägnieren auf das Maschinenteil eine vorbestimmte Menge des Imprägniermittels aufgeträufelt wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 3 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß beim Träufelimprägnieren und beim Rotationstauch- und/oder Rotationssprengimprägnieren unterschiedliche Imprägniermittel eingesetzt werden, die miteinander verträglich sind, sich vorzugsweise nur in ihrer Viskosität unterscheiden.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 3 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß für das Träufelimprägnieren und für das Rotationstauch- und/oder Rotationssprengimprägnieren gleiche Imprägniermittel eingesetzt werden.

15. Imprägniermaschine zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie zum Träufelimprägnieren und zum Rotationstauch- und/oder Rotationssprengimprägnieren ausgebildet ist.

16. Imprägniermaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 5, 7, 8, 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß sie nur zum Rotationsspreng- und/oder Rotationstauchimprägnieren ausgebildet ist.

17. Imprägniermaschine nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Programmsteuervorrichtung zum zeit- und zustandsabhängigen programmierten Rotationstauch- und/oder Rotationssprengimprägnieren oder zum aufeinanderfolgenden Träufelimprägnieren und Rotationstauch- und/oder Rotationssprengimprägnieren von zu imprägnierenden Maschinenteilen aufweist.

18. Imprägniermaschine nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Programmsteuervorrichtung auch das Gelieren und/oder das Härten des auf das Maschinenteil aufgebrachten Imprägniermittels selbstttätig nach Beendigung des Aufbringens programmsteuert.

19. Imprägniermaschine nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens eine Einspannvorrichtung (13) zum Einspannen eines jeweils zu imprägnierenden Maschinenteils (17; 17′) eine Antriebsvorrichtung (41) zum Drehen des jeweils eingespannten Maschinenteils um dessen Längsachse und eine unterhalb der Einspannvorrichtung angeordnete Wanne (19) für Imprägniermittel aufweist.

20. Imprägniermaschine nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspannvorrichtung aus einer horizontalen Stellung in mindestens eine zur Horizontalen schräg geneigte Stellung schwenkbar ist.

21. Imprägniermaschine nach einem der Ansprüche 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens ein Rohr (51; 51′; 62) oder dgl. aufweist, das mindestens eine Austrittsöffnung für Imprägniermittel aufweist, aus der Imprägniermittel unter Druck zum Rotationssprengimprägnieren eingespannter Maschinenteile (17; 17′) ausströmen kann, um das jeweils mit horizontaler Drehachse eingespannte, rotierende Maschinenteil (17; 17′) zumindest an seinen beiden Wickelköpfen (23) mit Imprägniermitel zu beaufschlagen.

22. Imprägniermaschine nach einem der Ansprüche 15 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens eine lageverstellbare Träufeldüse (31) für Imprägniermittel aufweist, die mindestens eine Austrittsöffnung aufweist, die dem Austritt von Imprägniermittel zum Träufelimprägnieren dient.

23. Imprägniermaschine nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Wanne (19) und/oder die Einspannvorrichtung (13) höhenverstellbar ist.

24. Imprägniermaschine nach einem der Ansprüche 15 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß sie elektrische Anschlüsse zum Anschluß der Wicklungen der Maschinenteile zwecks Speisung mit ihrer Erwärmung dienendem elektrischen Strom aufweist, wobei dieser Strom vorzugsweise mittels einer Temperaturregelvorrichtung (39) zum Regeln der Temperatur der Maschinenteile verstellbar ist.