Darfs ein bisschen mehr sein?

Scheugenpflug, Neustadt/Donau

Stöße, Staub, Schmutz, zusätzlich ätzende Chemikalien und hohe elektrische und thermische Lasten: Die Ansprüche an Bauteile in Bau- uns Landwirtschaftsmaschinen zählen zu den größten technischen Herausforderungen. Gerade der Schutz elektrischer Bauteile stellt an die Hersteller von Maschinen und auch Komponenten immer wieder eine neue Herausforderung.

Die ideale Lösung zum Schutz von Bauteilen wie beispielsweise Statoren für elektrische Maschinen ist der Verguss dieser Bauteile mit Flüssigharzen. Dieses Verfahren hat sich beim Schutz elektrischer und elektronischer Komponenten bestens bewährt – allerdings stellt der Verguss großer Bauteile mit filigranen Zwischenräumen wie bei Wicklungen eine Herausforderung dar.

Die Firma Sauer-Danfoss in Berching, Hersteller für elektrische Maschinen, stand genau vor dieser Herausforderung. Gemeinsam mit dem Verguss-Spezialisten Scheugenpflug aus Neustadt/Donau wurde eine Lösung für den optimalen Verguss von Statorwicklungen eines Generators für landwirtschaftliche Maschinen gesucht und gefunden.

Die Herausforderung

Ein ringförmiger Stator von rund 60 cm Durchmesser sollte komplett mit Flüssigharz vergossen werden. Der Verguss eines so massiven Bauteils erfordert den Einsatz von ca. 3 Litern Vergussmasse. Um die notwendige Isolationsqualität zu erreichen ist es zudem erforderlich, dass die Vergussmasse absolut blasenfrei wird und alle Hohlräume zuverlässig gefüllt werden. Um das Bauteil sicher zu umschließen ist zudem eine relativ kurze Vergusszeit erforderlich, um eine sichere Bindung von Vergussbeginn und -ende sicherzustellen. Als weitere Anforderung wurde eine kurze Taktzeit definiert, um eine perfekte Integration in den vom Kunden vorgegebenen Produktionsprozess zu ermöglichen.

Die Idee

Um die Blasenfreiheit in den engen Wicklungen und bei diesem beachtlichen Volumen zu erreichen, kommt nur ein Verguss im Vakuum in Frage. Zusätzlich muss der Verguss unter genau definierten thermischen und mechanischen Bedingungen erfolgen. Außerdem erfordern die kurze Taktzeit und der Verguss in einem Produktionsschritt eine passende Handlinglösung.

Die Lösung

Um den Verguss in einem Arbeitsgang unter Vakuum zu ermöglichen , entwickelten die Ingenieure der Firma Scheugenpflug eine extra große Vakuumkammer, die einen Drehteller mit dem rotationssymmetrischen Bauteil aufnehmen kann. So kann der rotationssymmetrische Stator, je nach Wunsch, durch drehen an mehreren Punkten, in mehreren Sektoren oder durch kontinuierliches Dispensen während einer ganzen Drehung, gleichmäßig vergossen werden. Damit wird sowohl die Qualität des Vergusses erhöht als auch die Taktzeit verkürzt. Zusätzlich ist die Vergussanlage beheizt und exakt auf einer Temperatur gehalten, damit die Viskosität niedriger ist und das Vergießen schneller vonstatten geht.

Die Entwicklung

Der Entwicklungsprozess wurde in enger Zusammenarbeit mit dem Kunden durchgeführt, um neben einer optimalen Qualität des Resultats auch eine perfekte Integration des Vergusses in den Produktionsprozess zu erreichen. „Die Kompetenz und Flexibilität der Mannschaft bei den ersten Vergussversuchen hat mir die Entscheidung leicht gemacht“, äußert der Electrical Engineering Manager bei Sauer-Danfoss, Harald Keller, und lobt besonders die Bereitschaft zur Produktion von Vorserien. Von der Anfrage des Kunden bis zur Serienreife des Verfahrens vergingen nur sechs Monaten.

Die Resultate

Scheugenpflug erfüllte die Anforderungen schnell, unkompliziert und überzeugte bereits mit der Vorserie, die bisher gefertigt wurde, auch den Kunden von Sauer-Danfoss. Das Verfahren ist mittlerweile im Unternehmen implementiert und läuft als Teil des Produktionsprozesses ohne Probleme.

EPP 501