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Verfahren zum Imprägnieren der Wicklung einer elektrischen Spule Die Erfindung betrifft ein. Verfahren zum Imprägnieren der Wicklung einer elektrischen Spule mit Spu- lenkörper und den zur Durchführung des Verfahrens nötigen Spulenkörper. Das Imprägniermittel ist z. B. Harz.
Zum Imprägnieren oder Verfestigen von Spulenwicklungen ist es bekannt, den auflaufenden Draht während der Wickeloperation mechanisch mit einem Imprägniermittel zu benetzen. Weiterhin ist es auch bekannt, den Draht nach jeder gewickelten Lage mit Hilfe eines Pinsels mit dem Imprägniermittel zu bestreichen.
Beiden Verfahren ist jedoch der Nachteil gemeinsam, dass nur eine geringe Wickelgeschwindigkeit möglich ist, weil sonst das Imprägniermittel von der Wicklung auf Grund der Zentrifugalkräfte abgeschleudert wird. Bei dem lagenweisen Einstreichen von Hand kommt noch der weitere Nachteil hinzu, dass die Maschine nach jeder gewickelten Lage zum Stillstand gebracht werden muss und ausserdem das Bestreichen von Hand körperliche Anstrengung verursacht. Hinzu kommt weiterhin, dass durch diese Arbeitsweise ein Kontakt des Imprägniermittels mit der Haut nicht zu vermeiden ist, was bei der Verarbeitung von Harzen zu Hautauschlägen führen kann.
Bei einem weiteren bekannten Verfahren zum Imprägnieren, dem sogenannten Vakuumtränken, werden die fertig gewickelten Spulen in einer entsprechenden Anlage einem Unterdruck (Vakuum) ausgesetzt, danach in das Imprägniermittel getaucht und anschlies- send wieder vom normalen Luftdruck umgeben. Durch diesen Druckunterschied von max. 1 kp/cm' soll ein Eindringen des Imprägniermittels in die Hohlräume der Spule erreicht werden.
Der Nachteil dieses Verfahrens ist darin zu sehen, dass zu seiner Durchführung eine aufwendige Imprägnieranlage notwendig ist, das Imprägniermittel auf Grund des geringen maximalen Druckes von 1 kp/cm'- nicht in alle Hohlräume des Drahtwickels eindringt und ausserdem die gesamte Oberfläche der Spule ein- schliesslich der Anschlusskontakte mit dem Imprägniermittel benetzt wird. Die Anschlusskontakte müssen deshalb entweder vorerst überdeckt oder nachher gereinigt werden.
Die Erfindung bezweckt, die beschriebenen Mängel der bekannten Verfahren zu beseitigen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zum Imprägnieren der Wicklungen elektrischer Spulen mit Spulenkörper zu schaffen, bei dem das Imprägniermittel nach Fertigstellung der Wicklung in alle Hohlräume der Wicklung gebracht wird, ohne den gesamten Spulenkörper mit dem Imprägniermittel zu benetzen.
Weiterhin liegt die Aufgabe zu Grunde, den Spu- lenkörper zur Ausführung des Verfahrens entsprechend auszubilden.
Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, indem das flüssige Imprägniermittel mit einem Druck, der grösser als 1 kp/cm' ist, in einen Hohlraum zwischen dem Spulenkörper und der inneren Wickellage gedrückt wird, bis ein Austreten an der äusseren Wickellage erreicht ist. Ebenso kann aber auch das Imprägniermittel in den am Spulenkörperflansch liegenden Bereich der Wicklung in die Wicklung gedrückt werden.
Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung wird vor dem Einpressen des Imprägniermittels die äussere Wickellage bis auf einen schmalen Streifen mit einem eine feste Oberfläche bildenden Imprägniermittel versehen.
Zur Schaffung eines Hohlraumes unter der inneren Wickellage wird bei Wickelbeginn ein stabförmiger Körper parallel zur Wickelachse auf den Spulenkörper- kern gelegt und die vorgesehene Wicklung darüber gewickelt. Bei grösseren Drahtdicken ist es zur Bildung eines Hohlraumes unter der inneren Wickellage auch möglich, den Anfang des Wickeldrahtes zuerst parallel zur Wickelachse auf den Spulenkörperkern zu führen und danach die Wicklung über diesen quergelegten
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Draht unter Beachtung der nötigen Isolierung vorzunehmen.
Es ist weiterhin zweckmässig, in der Aussenfläche des Spulenkörpers Vertiefungen vorzusehen, die mit der Aussenseite des Flansches durch mindestens eine Öffnung in Verbindung stehen. Diese Vertiefungen können durch in axialer Richtung verlaufende, in die Oberfläche des Spulenkörpers eingearbeitete Kanäle, wie auch durch Erhöhung der Kanten des Spulenkör- pers bei rechteckigem Querschnitt gebildet sein.
Nach einer weiteren Variante der Erfindung nehmen die Vertiefungen in der Aussenfläche des Spulenkörperkernes nicht die ganze Breite zwischen den Flanschen ein, sondern verlaufen im Abstand von den Flanschen. Die aussen durch den Flansch geführte Zuleitung für das Imprägniermittel mündet dabei erst in einem Abstand vom Flansch in die gebildeten Hohlräume. Zum Einbringen des Imprägniermittels in den am Spulenkörperflansch liegenden Bereich der Wicklung, in die Wicklung, ist bei einer weiteren Ausführung eines Spulenkörpers, auf der Innenseite des Spu- lenkörperflansches mindestens ein Hohlraum vorgesehen, der mit der Aussenseite des Flansches durch mindestens eine Bohrung in Verbindung steht.
Soll auf Einlegen von Isoliereinlagen zwischen den Wickellagen nicht verzichtet werden, sind diese zweck- mässig zu perforieren oder aus porösem Material zu fertigen.
Die besonderen technisch-ökonomischen Vorteile der Erfindung sind darin zu sehen, dass durch die Trennung des Imprägnierens vom Wickelvorgang die Wickelgeschwindigkeit bei der Herstellung der Spulen nicht von der Anwesenheit des Imprägniermittels be- einflusst wird und deshalb eine kontinuierliche und hohe Wickelleistung zu verzeichnen ist. Weiterhin ist durch die Erfindung erreicht, dass sich das Imprägniermittel gleichmässig in der Wicklung verteilt, alle Hohlräume ausfüllt und somit auch eine Qualitätsverbesserung herbeigeführt wird.
Bei Verwendung einer geeigneten Vorrichtung zum Eindrücken des Imprägniermittels in die Spule vollzieht sich das Eindrücken in wenigen Sekunden, so dass auch die Arbeitsproduktivität gegenüber den bekannten Verfahren zum Imprägnieren eine wesentliche Steigerung erfährt.
Die vielfach beim Wickeln der Spulen verwendeten Papierzwischenlagen sind bei der Erfindung nicht mehr erforderlich. Will man jedoch auf die Papierzwischen- lagen nicht verzichten, so ist es zweckmässig, diese zu perforieren oder Zwischenlagen aus porösem Material zu verwenden.
Die Erfindung soll nachstehend an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In den Zeichnungen zeigen: Fig. 1 einen Spulenkörper mit aufgelegtem stabför- migem Körper; Fig. 2 einen Spulenkörper mit parallel zur Wickelachse geführtem Wickeldrahtanfang; Fig.3-5 verschiedene Ausführungsformen von Spulenkörpern im Querschnitt; Fig. 6 eine weitere Ausführungsform eines Spulenkörpers in Seitenansicht; Fig. 7 eine Ausführungsform des Spulenkörpers im Längsschnitt;
Fig. 8 eine Ausführungsform des Spulenkörpers im Querschnitt; Fig. 9 ein Längsschnitt nach Fig. B. Gemäss Fig.1 wird zum Beginn des Wickelvorganges auf den Spulenkörpern 1' des in die Wickelmaschine eingesetzten Spulenkörpers 1 ein stabförmiger Körper 2 gelegt und darüber die vorgesehene Wicklung 4 gewickelt. Nach Fertigstellung des Wickels erfolgt nun ein Einpressen des Imprägniermittels mit einem Druck >1 kp/cm' durch eine Bohrung 6 im Flansch in den Raum, der rechts und links neben dem stabförmi- gen Körper 2 durch das Umwickeln gebildet ist.
Dieses Eindrücken des Imprägniermittels wird so lange durchgeführt, bis es aus der äusseren Lage der Wicklung austritt. Nach dem äusseren Verstreichen und Aushärten des Imprägniermittels, z. B. Harz, ist eine Spule geschaffen, deren Hohlräume vom Imprägniermittel ausgefüllt sind, so dass die Spule somit einen kompakten festen Block darstellt.
Bei dicken Drähten ist es auch möglich, anstelle des stabförmigen Körpers 2 den Anfang 3 des Wickeldrahtes parallel zur Wickelachse auf den Spulenkörper- kern 1' zu legen und die Spule darüber zu wickeln. Damit ist ebenfalls ein Hohlraum zwischen der inneren Wickellage 4 und dem Spulenkörperkern 1' rechts und links neben dem quergelegten Drahtanfang 3 gebildet, in den dann das Imprägniermittel in vorbeschriebener Weise gedrückt wird.
In den Fig.2 bis 5 sind Spulenkörper im Querschnitt gezeigt, die eine besondere Ausbildung des Spu- lenkörperkernes 1' aufweisen. So ist in Fig. 3 ein Spu- lenkörper gezeigt, der einen Kanal 5 parallel zur Wik- kelachse in der Aussenfläche des Spulenkörpers 1' b@ sitzt. In diesen Kanal 5 wird nach fertiggestellter Wicklung 4 durch die Bohrung 6 das Imprägniermittel gedrückt.
Bei der Ausbildung des Spulenkörperkernes nach Fig. 4 ist der erforderliche Hohlraum unter der inneren Wickellage 4 durch muldenförmige Vertiefun- gen 7 in den Aussenflächen des Spulenkörperkernes 1' gebildet. Das Eindrücken des Imprägniermittels erfolgt hier durch die den Vertiefungen 7 zugeordneten Bohrungen 6.
Bei der Ausbildung nach Fig. 5 ist der Hohlraum dadurch gebildet, dass die abgerundeten Kanten des rechteckigen Spulenkörperkernes 1' über die Flächen hinausgehende Erhöhungen 8 aufweisen. Der Zufluss des Imprägniermittels erfolgt hier ebenfalls durch die den Hohlräumen zugeordneten Bohrungen 6. Sollten es die besonderen Spulenkennzeichen, wie Drahtdicke, Wickelquerschnitt usw. erforderlich machen, das Eindrücken des Imprägniermittels im wesentlichen nur in dem mittleren Teil der Spulenbreite vorzunehmen, so können, wie in Fig. 6 dargestellt, die Kanäle 5 auch mehrfach aufgeteilt werden.
Sie nehmen dann auch nicht die ganze Breite des Spulenkörperkernes ein, sondern laufen auf der der Einfüllöffnung gegenüberliegenden Seite im Abstand vom Flansch aus.
Gemäss der Fig.7 mündet dabei die von aussen durch den Flansch geführte Bohrung 9 für das Imprägniermittel erst in einem Abstand von der Flanschin- nenseite in die Kanäle 5 ein. Die Kanäle 5 können hierbei also auch von den Anordnungen der Fig. 4 und 5 ersetzt sein.
Nach Fig. 8 und 9 können auf der Innenseite des Spulenkörperflansches Vertiefungen 11 angeordnet werden, denen entsprechende Bohrungen 6 für den Zu- fluss des Imprägniermittels zugeordnet sind.
Zur besseren Abdichtung bzw. Aufnahme des Pressdruckes zwischen der das Imprägniermittel einpressenden Vorrichtung und dem Spulenkörper werden
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die Bohrungen 6, 9 zweckmässig mit einer Senkung 10 versehen.
Sollte es als zweckmässig angesehen werden, die Bohrungen 6, 9 nicht durch den Flansch, in die gebildeten Hohlräume zu führen, so ist es auch denkbar, die Bohrungen von der Innenseite des Spulenkörpers durch den Spulenkörperkern in die Hohlräume zu führen.
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Method for impregnating the winding of an electrical coil The invention relates to a. Method for impregnating the winding of an electrical coil with a bobbin and the bobbin required to carry out the method. The impregnating agent is z. B. resin.
In order to impregnate or solidify coil windings, it is known to mechanically wet the accumulating wire with an impregnating agent during the winding operation. Furthermore, it is also known to use a brush to coat the wire with the impregnating agent after each wound layer.
Both methods, however, have the disadvantage that only a low winding speed is possible because otherwise the impregnating agent will be thrown off the winding due to the centrifugal forces. When applying the layers by hand, there is the additional disadvantage that the machine has to be brought to a standstill after each wound layer and that the manual application also causes physical exertion. In addition, this method of working means that contact of the impregnating agent with the skin cannot be avoided, which can lead to skin rashes when processing resins.
In another known method of impregnation, the so-called vacuum impregnation, the finished coils are exposed to a negative pressure (vacuum) in a corresponding system, then immersed in the impregnating agent and then surrounded again by normal air pressure. Due to this pressure difference of max. 1 kp / cm 'penetration of the impregnating agent into the cavities of the coil should be achieved.
The disadvantage of this method is that it requires a complex impregnation system, the impregnation agent does not penetrate into all cavities of the wire coil due to the low maximum pressure of 1 kp / cm'- and the entire surface of the coil is also finally the connection contacts are wetted with the impregnating agent. The connection contacts must therefore either be covered first or cleaned afterwards.
The aim of the invention is to eliminate the described deficiencies of the known methods.
The invention is based on the object of providing a method for impregnating the windings of electrical coils with bobbins, in which the impregnating agent is brought into all cavities of the winding after completion of the winding without wetting the entire bobbin with the impregnating agent.
Furthermore, the underlying task is to design the coil body accordingly for carrying out the method.
According to the invention, this object is achieved in that the liquid impregnating agent is pressed at a pressure greater than 1 kp / cm 'into a cavity between the bobbin and the inner winding layer until it emerges at the outer winding layer. However, the impregnating agent can also be pressed into the winding in the region of the winding located on the bobbin flange.
According to a further embodiment of the invention, before the impregnating agent is pressed in, the outer winding layer is provided with an impregnating agent which forms a solid surface, apart from a narrow strip.
To create a cavity under the inner winding layer, a rod-shaped body is placed on the bobbin core parallel to the winding axis at the beginning of winding and the intended winding is wound over it. In the case of larger wire thicknesses, it is also possible to create a cavity under the inner winding layer by first guiding the beginning of the winding wire onto the bobbin core parallel to the winding axis and then laying the winding across it
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Wire taking into account the necessary insulation.
It is also expedient to provide recesses in the outer surface of the coil former, which are connected to the outer side of the flange through at least one opening. These depressions can be formed by channels running in the axial direction and machined into the surface of the coil body, as well as by raising the edges of the coil body with a rectangular cross section.
According to a further variant of the invention, the recesses in the outer surface of the bobbin core do not take up the entire width between the flanges, but run at a distance from the flanges. The feed line for the impregnating agent, which is led through the flange on the outside, only opens into the cavities formed at a distance from the flange. To introduce the impregnating agent into the area of the winding located on the coil body flange, in a further embodiment of a coil body, at least one cavity is provided on the inside of the coil body flange, which is connected to the outside of the flange through at least one bore .
If insulating inserts are not to be dispensed with between the winding layers, these should be perforated or made of porous material.
The particular technical and economic advantages of the invention can be seen in the fact that, due to the separation of the impregnation from the winding process, the winding speed during the manufacture of the bobbins is not influenced by the presence of the impregnating agent and therefore a continuous and high winding performance is recorded. Furthermore, the invention achieves that the impregnating agent is evenly distributed in the winding, fills all cavities and thus also brings about an improvement in quality.
When using a suitable device for pressing the impregnating agent into the coil, the pressing takes place in a few seconds, so that the work productivity also experiences a substantial increase compared to the known methods for impregnating.
The paper intermediate layers often used when winding the coils are no longer required in the invention. However, if you do not want to do without the paper interlayers, it is advisable to perforate them or to use interlayers made of porous material.
The invention is to be explained in more detail below using several exemplary embodiments. The drawings show: FIG. 1 a coil body with a rod-shaped body placed thereon; 2 shows a bobbin with the winding wire start guided parallel to the winding axis; 3-5 different embodiments of bobbins in cross section; 6 shows a further embodiment of a coil former in side view; 7 shows an embodiment of the coil former in longitudinal section;
8 shows an embodiment of the coil former in cross section; 9 shows a longitudinal section according to FIG. B. According to FIG. 1, at the beginning of the winding process, a rod-shaped body 2 is placed on the bobbins 1 'of the bobbin 1 inserted in the winding machine and the winding 4 provided is wound over it. After the winding has been completed, the impregnating agent is then pressed in at a pressure> 1 kp / cm 'through a hole 6 in the flange into the space that is formed on the right and left of the rod-shaped body 2 by the winding.
This pressing in of the impregnating agent is carried out until it emerges from the outer layer of the winding. After the external spreading and curing of the impregnating agent, e.g. B. resin, a coil is created whose cavities are filled by the impregnating agent, so that the coil thus represents a compact solid block.
In the case of thick wires, instead of the rod-shaped body 2, it is also possible to place the beginning 3 of the winding wire parallel to the winding axis on the bobbin core 1 'and to wind the coil over it. A cavity is thus also formed between the inner winding layer 4 and the bobbin core 1 'to the right and left of the cross-laid wire beginning 3, into which the impregnating agent is then pressed in the manner described above.
In FIGS. 2 to 5, coil bodies are shown in cross section, which have a special design of the coil body core 1 '. Thus, in FIG. 3 a bobbin is shown which has a channel 5 parallel to the winding axis in the outer surface of the bobbin 1 'b @. After the winding 4 has been completed, the impregnating agent is pressed through the bore 6 into this channel 5.
In the design of the bobbin core according to FIG. 4, the required cavity under the inner winding layer 4 is formed by trough-shaped depressions 7 in the outer surfaces of the bobbin core 1 '. The impregnating agent is pressed in here through the bores 6 assigned to the depressions 7.
In the embodiment according to FIG. 5, the cavity is formed in that the rounded edges of the rectangular bobbin core 1 ′ have elevations 8 extending beyond the surfaces. The inflow of the impregnating agent also takes place here through the bores 6 assigned to the cavities. If the special coil characteristics, such as wire thickness, winding cross-section, etc. make it necessary to apply the impregnating agent essentially only in the middle part of the coil width, as in Fig. 6, the channels 5 are also divided several times.
They then do not take up the entire width of the bobbin core, but run out on the side opposite the filling opening at a distance from the flange.
According to FIG. 7, the bore 9 for the impregnating agent, which is guided from the outside through the flange, only opens into the channels 5 at a distance from the inside of the flange. The channels 5 can thus also be replaced by the arrangements of FIGS. 4 and 5.
According to FIGS. 8 and 9, depressions 11 can be arranged on the inside of the coil body flange, to which corresponding bores 6 are assigned for the inflow of the impregnating agent.
For better sealing or absorption of the pressure between the device pressing in the impregnating agent and the coil body
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the bores 6, 9 are expediently provided with a countersink 10.
Should it be considered expedient not to lead the holes 6, 9 through the flange into the cavities formed, it is also conceivable to lead the holes from the inside of the coil body through the coil body core into the cavities.