Verbackanlagen dienen der sicheren Verbindung aller Komponenten einer elektrischen Wicklung untereinander sowie mit dem Blechpaket.

Grundlage des Prozesses ist immer Wärme. Sie wird benötigt, um die Backlackdrähte miteinander zu verkleben oder die Isolierharze mit der Wicklung zu verkleben. Zum Erwärmen lässt man Strom durch die Wicklungen fließen. Er verursacht in den Wicklungswiderständen elektrische Verluste, so dass sich die Wicklung erwärmt. Wir nennen dieses Prinzip „Stromwärmeverfahren“. Durch die exakte Messung und Regelung des fließenden Stromes kann der Erwärmungsprozess präzise und reproduzierbar gesteuert werden.

Mit SCHLEICH-Verbackanlagen können bis zu 8 Verbackvorgänge gleichzeitig und unabhängig voneinander durchgeführt werden.

Mit unseren Verbackanlagen können die mit Backlackdraht hergestellten Spulen direkt nach dem Wickeln verbacken werden. Bei Bedarf kann vor und nach dem Verbacken eine Prüfung durchgeführt werden.

Die mit Backlackdraht hergestellten Wicklungen werden temperaturgeregelt mit elektrischer Wärme auf die Schmelztemperatur des Backlackes aufgeheizt. Nach Erreichen der gewünschten Zieltemperatur und anschließender Abkühlung verkleben die Wickeldrähte miteinander. Die gesamte Wicklung bildet dann eine feste Einheit.

Der prozesssichere Vorgang wird rechnergestützt gesteuert und überwacht.

Je nach Stromdichte, Stator und Wicklungsgröße ergeben sich unterschiedliche Aufheizzeiten. Durch die Variation der Stromdichte können Erwärmungszeiten zwischen 1 und 300 s realisiert werden. Ziel ist es, eine sehr gleichmäßige Temperaturverteilung innerhalb der Wicklung und damit eine sehr gute, homogene Verklebung in allen Wicklungsteilen zu erreichen.

Die Verbackanlagen sind für Wicklungen aller Art geeignet. Sofern die Kontaktierung der Wicklung einen gegenüber dem Normalbetrieb deutlich erhöhten Stromfluss zulässt, können sowohl Einzelspulen als auch Einphasen- und Drehstromstatoren und -anker zuverlässig verbacken werden.

Manuelle Verbackanlagen

Bei manuellen Verbackanlagen erfolgt die Kontaktierung der Wicklungsenden durch den Bediener. Hierfür stehen eine Vielzahl unterschiedlicher manueller Kontaktiervarianten zur Verfügung. Diese sind speziell für hohe Temperaturen und hohe Ströme ausgelegt.

Die Kontaktiereinrichtungen können auch mit einer automatischen Öffnungsfunktion ausgestattet werden. Dies spart Arbeitszeit, da der Bediener die Wicklungsenden nach dem Verbacken nicht mehr einzeln aus der Kontaktierung lösen muss.

Automatische Verbackanlagen 

Bei automatischen Verbackanlagen, die als durchlaufende Fertigungslinie ausgeführt sind, läuft der gesamte Prozess vollautomatisch ab. Die Werkstückträger mit den zu verbackenden Wickelgütern werden von der Verbackanlage bzw. der Liniensteuerung automatisch angehalten und vereinzelt. Anschließend werden sie in die Verbackposition gehoben. Die anschließende Formgebung durch Formwerkzeuge sowie die Kontaktierung der freien Wicklungsenden oder eines Steckers erfolgt ebenfalls vollautomatisch.

Auch nicht abisolierte Wicklungsenden können kontaktiert werden. Spezielle Kontaktierwerkzeuge stellen sicher, dass der Draht durch die Isolierung kontaktiert wird.

Das SCHLEICH-Universalkonzept betrachtet das Verbacken als einen Arbeitsschritt in einer Kette von Prüfschritten.

Es ist wirtschaftlich nicht sinnvoll, eine fehlerhafte Wicklung zu verbacken. Deshalb werden häufig vor der elektrischen Erwärmung zusätzliche Prüfungen an der Wicklung durchgeführt. Auch nach dem Erwärmungsprozess kann es sinnvoll sein, eine abschließende Prüfung durchzuführen.

Je nach Umfang der gewünschten Prüfungen wird als Basisgerät das Wicklungsprüfsystem MTC3 oder das Funktionsprüfsystem GLP3 eingesetzt. Die Softwarefunktionalität ist bei beiden Prüfgeräten identisch. Das MTC3 hat gegenüber dem GLP3 den zusätzlichen Vorteil, dass auch Stoßspannungs- und Teilentladungsprüfungen durchgeführt werden können. Die Konfiguration erfolgt individuell, so dass die Prüfmethoden und die Art der benötigten Stromwärme genau zu Ihrer Anwendung passen.

Für die Prüfung, die Prozesssteuerung der Stromwärme und die Speicherung der Erwärmungs-/Prüfpläne sowie der Ergebnisse setzen wir konsequent auf die Integration eines Industrie-PCs. Eine einfache und übersichtliche Bedienoberfläche macht es dem Bediener leicht, die Anlage zu steuern.

Die Darstellungen während der Prüfung und der Stromerwärmung sind übersichtlich, nur die wichtigen Daten und Grafiken werden angezeigt.

Zahlreiche statistische Auswertungen unterstützen die Qualitätssicherung. Eine Vielzahl unterschiedlicher Druckprotokolle dient Ihrem Kunden als Nachweis der gelieferten Qualität.

Zur Erwärmung fließt Gleich- oder Wechselstrom durch die Wicklung. Die dabei am Wicklungswiderstand entstehende Verlustleistung wird in Wärme umgesetzt.

Um eine kurze Aufheizzeit zu erreichen, wird eine hohe Stromdichte angestrebt. Sie wird durch den Drahtquerschnitt und gegebenenfalls durch die Art der Kontaktierung begrenzt. Um Schäden zu vermeiden, dürfen Draht und Kontaktierung nicht überlastet werden.

Für die Stromerzeugung ist ein Leistungsmodul in der Erwärmungsanlage zuständig, das von der Software der Anlage gesteuert und geregelt wird.

Die sehr schnelle und hochgenaue Messtechnik der Anlage liefert hunderttausende von Strom- und Spannungsmesswerten pro Sekunde. Aus diesen Messwerten berechnet die Software unter anderem kontinuierlich die Wicklungstemperatur. Auf Basis der ermittelten Prozesswerte regelt die Software das Leistungsmodul nach unterschiedlichen Erwärmungsverfahren.

Verfahren mit konstanter Spannung 

Dies ist das einfachste Verfahren. Die Spannung wird während des gesamten Erwärmungsvorgangs konstant gehalten. Der anfänglich fließende Strom wird immer kleiner, da der Kupferwiderstand der Wicklung mit steigender Temperatur zunimmt. Die der Wicklung zugeführte Wärmeenergie nimmt ab.

Der Vorteil dieser Methode liegt darin, dass die Temperatur relativ langsam ansteigt und somit eine gute und gleichmäßige Durchwärmung der Wicklung erfolgt. Die Temperaturdifferenz zwischen der Wicklung im Wickelkopf und der Wicklung in der Nut ist daher beim Erreichen der Verbackungstemperatur meist gering. Da die maximale Stromdichte jedoch nur zu Beginn der Erwärmung erreicht wird, wird die gewünschte Endtemperatur erst nach relativ langer Zeit erreicht.

Verfahren mit konstantem Strom 

Bei diesem Verfahren wird der Strom während des gesamten Erwärmungsvorgangs konstant gehalten. Da der Kupferwiderstand der Wicklung mit steigender Temperatur zunimmt, ist dies nur durch eine vom Regler gesteuerte Spannungserhöhung möglich.

Im Vergleich zur konstanten Spannung wird die gewünschte Endtemperatur wesentlich schneller erreicht.

Verfahren bei erhöhten Anfangstemperaturen 

Dieses Verfahren kann z. B. bei Reparaturarbeiten angewendet werden. In solchen Fällen ist die Wicklung oft noch sehr warm. Die Erwärmungsanlage ermittelt diese erhöhte Wicklungstemperatur und startet den Erwärmungsvorgang mit diesem Anfangswert.

Zusätzlich konstante Endtemperatur 

Die Zeit, in der die Backlackschicht auf der Drahtoberfläche erweichen und eine Verbindung mit den benachbarten Drähten eingehen kann, ist bei sofortigem Abschalten bei Erreichen der Schmelztemperatur möglicherweise zu kurz. Dadurch kann es vorkommen, dass die Drähte in der Nut durch das umgebende Blechpaket etwas kühler bleiben als im Wickelkopf. Dies kann zu Qualitätseinbußen führen.

Der Konstantspannungs- bzw. Konstantstromverfahren kann daher auch so konfiguriert werden, dass bei Bedarf nach Erreichen der gewünschten Schmelztemperatur nicht sofort abgeschaltet wird, sondern die Temperatur noch einige Zeit konstant gehalten wird.

Dadurch verlängert sich die Zeit, in der die Backlackschicht auf der Drahtoberfläche homogen aufschmelzen und eine sichere Verbindung mit den benachbarten Drähten eingehen kann.

Verfahren mit Temperaturprofil 

Dazu gibt der Einrichter das gewünschte Aufheizprofil in verschiedenen Zeitzonen vor. Für den Fall, dass das integrierte Leistungsmodul den Strom oder die Spannung nicht liefern kann, wird dies in einer vorgeschalteten Plausibilitätskontrolle überprüft und gegebenenfalls korrigiert.

Diese Vorgehensweise ist die Standardvorgehensweise bei einer Imprägnieranlage, die auch beim Verbacken zum Einsatz kommt.

Die Software basiert auf dem Betriebssystem Microsoft Windows^®. Die optimierte Benutzeroberfläche ermöglicht die anwenderfreundliche Durchführung von 

• Erwärmung mit Strom 
• Prüfung 
• Erwärmungs-/Prüfpanerstellung 
• Drucken von Prüfprotokollen 
• Statistische Auswertung der Ergebnisse

Alle Erwärmungen und ggf. Prüfungen werden vollautomatisch durchgeführt. Die Messergebnisse werden während der Vorgänge kontinuierlich angezeigt und bewertet. Die eindeutige Gut/Schlecht-Anzeige visualisiert die automatische Bewertung. 

Die Bearbeitung des Ablaufs erfolgt durch einfaches Hinzufügen oder Herausnehmen von Erwärmungs- und Prüfschritten. So lässt sich der Ablauf optimal an verschiedene Anforderungen anpassen. Jeder einzelne Schritt kann über einen Doppelklick auf den jeweiligen Schritt schnell editiert werden. 

Das umfangreiche integrierte Benutzermanagement gewährleistet, dass ausschließlich autorisierte Personen diese Veränderungen durchführen können. Zusätzliche Arbeitsanweisungen machen die Erwärmungsanlage zum perfekten ISO 9001-gerechten Produktionssystem.

Eine besondere Stärke von SCHLEICH liegt in der mechanischen Adaption von Statoren und deren spezieller Kontaktierung. Die Erwärmungsanlage und die Mechanik werden entsprechend Ihrer Aufgabenstellung gefertigt. Zum Einsatz kommen manuell oder pneumatisch betätigte Vierleiterklemmen. Entscheidend ist, dass sie sowohl die hohen Ströme als auch die Messsignale perfekt übertragen.

Die Konstruktion erfolgt direkt an den 3D-CAD-Arbeitsplätzen in unserem Hause. Modernste CNC-Automaten in unserer mechanischen Fertigung garantieren eine professionelle und kostengünstige Fertigung der Komponenten.

Kontaktierungen

Spreizdorne

Formwerkzeuge

Erwärmungs- und Prüfpläne sowie Ergebnisse können lokal oder auf einem zentralen Server gespeichert werden. Dies gewährleistet eine hohe Datensicherheit und einen optimalen Datenaustausch zwischen verschiedenen Prüfsystemen.

Die Erwärmungsanlagen arbeiten optimal in allen Netzwerkinfrastrukturen. Diese Eigenschaft bietet die ideale Plattform zum Sammeln, Verwalten, Analysieren und Verteilen von Informationen.

Als Datenbank kommen bewährte und weit verbreitete Technologien von Microsoft^® zum Einsatz.

Die Erwärmungsanlagen lassen sich auch ideal mit ERP-, PPS- und CAQ-Systemen vernetzen. Für alle Anforderungen bieten wir vielfach erprobte und kundenoptimierte Standardlösungen.

Die auf Windows^® basierenden Erwärmungsanlagen können in beliebig komplexen Netzwerktopologien betrieben werden. Sie können beliebig viele Prüfgeräte an verschiedenen Unternehmensstandorten weltweit installieren, die alle mit einer zentralen Server-Datenbank für Prüfpläne und Prüfergebnisse arbeiten. Unsere große Erfahrung in der globalen Vernetzung unserer Prüfgeräte gibt Ihnen die Sicherheit, unabhängig vom Produktionsstandort die gleiche Produktqualität anbieten zu können.

Selbstverständlich können alle Prüfplan-, Druck-, Etikettier- und Statistikarbeiten auch an den einzelnen Prüfgeräten durchgeführt werden. Um jedoch den Produktionsablauf nicht zu stören, bietet es sich bei vernetzten Systemen an, hierfür separate Workstations einzusetzen. Diese arbeiten mit der gleichen Software wie die Prüfgeräte, um einen möglichst hohen Bedienkomfort zu erreichen.

Die Etikettenlabels können auch zentral auf einem Server gespeichert werden. Das Prüfgerät lädt das entsprechende Label entsprechend dem jeweiligen Prüfplan und übergibt die Daten nach der Prüfung an einen Thermotransferdrucker. Die Etiketten können auch nach Ihren Wünschen gestaltet werden.

Im Falle einer Fernwartung (via Remote Access) können wir uns bei Bedarf temporär in Ihr Netzwerk einwählen und direkt auf das einzelne Prüfgerät schalten. Dabei sehen wir den Bildschirminhalt Ihres Prüfgerätes direkt bei uns vor Ort. Mit Ihrer Erlaubnis haben wir auch Zugriff auf Maus und Tastatur. Diese Arbeiten erfolgen selbstverständlich nur in Absprache mit Ihnen und bedürfen einer gesonderten Zugriffsfreigabe Ihrerseits.

Die Erwärmungsanlagen sind ideal für die Integration in Automatisierungssysteme geeignet. Dazu bietet es eine enorme Vielfalt unterschiedlichster Schnittstellen zur Kommunikation mit den verschiedensten Automatisierungssystemen.

Typische Anforderungen sind:

• Steuerung kompletter Abläufe und Komponenten
  – Verarbeitung von Eingängen, Signalgebern, Scannern, RFID-Lesern…
  – Setzen von Ausgängen für z.B. Zylinder…
  – Ansteuerung von Motoren und Antrieben…
• Austauschen von Start-, Stopp- und Ergebnissignalen
• Direkte Kommunikation mit einer SPS-Steuerung
• Bidirektionale Kommunikation
  – Empfangen von Prüfplänen und Prüfparametern
  – Senden von qualitativen und quantitativen Prüfergebnissen
  – Senden von Rohdaten
• Kommunikation mit Robotern, Kameras…

Diese Aufgaben erfüllen unsere konfigurierbaren Standard-Softwaremodule, die den Aufwand für die Integration des MTC3 in Automatisierungssysteme auf ein Minimum reduzieren.

Der Datenaustausch zwischen Erwärmungsanlagen und anderen IT-Systemen erfolgt über erprobte Lösungen.

Typische Anwendungen:

• Einlesen von Produktionsaufträgen aus ERP-Systemen
• Automatische dynamische Generierung von Erwärmungs- und Prüfplänen aus Produktionsaufträgen und Stücklisten
• Automatische Generierung von Seriennummern aus Produktionsauftragsdaten
• Rückmeldung von Ergebnissen an ERP-Systeme
• Empfang von Etikettendaten für den Etikettendruck
• Kommunikation mit Spezialsystemen der Automobilindustrie

Unsere Standard-Softwaremodule reduzieren den Aufwand zur Integration der Erwärmungsanlagen in ein IT-System auf ein Minimum.

Die Rückverfolgbarkeit (engl. Traceability) gibt Ihnen die Möglichkeit, auch im Nachhinein eindeutige und lückenlose Informationen über den gesamten Herstellungsprozess zu erhalten. Bei Qualitätsproblemen während der Produktion oder nach der Auslieferung bietet Ihnen die Rückverfolgbarkeit die Möglichkeit, gezielt zu reagieren.

Wir liefern Antworten auf folgende Fragen:

• Welche Endprodukte, Baugruppen und Komponenten sind betroffen?
• Welche Kunden haben die Endprodukte, Baugruppen und Komponenten?
• Welche Baugruppen und Komponenten sind im Endprodukt verbaut?
• Wann, wo und durch wen wurden welche Teile im Herstellungsprozess bearbeitet?
• Wer hat die Baugruppen und Komponenten hergestellt bzw. geliefert?
• Welche Prüfergebnisse liegen für die einzelnen Baugruppen und das Endprodukt vor?

Voraussetzung für die Beantwortung dieser Fragen ist die eindeutige Kennzeichnung jedes Bauteils, jeder Baugruppe und jedes Endprodukts mit einer Nummer oder einem Code. Zusätzliche Informationen wie Kundennummer, Lieferantennummer, Chargennummer usw. können für eine bessere Rückverfolgbarkeit und Suche erforderlich sein.

Die Erwärmungsanlagen sind in der Lage, diese Kennzeichnungen und Zusatzinformationen z.B. über Barcodeeingabe zu erfassen und zusammen mit den Prüfergebnissen, dem Prüfdatum und dem Prüfernamen in der Datenbank des Prüfgerätes oder im Netzwerk zu speichern. Anhand dieser Informationen kann später nachvollzogen werden, wo, wann und von wem Bauteile im Fertigungsprozess bearbeitet oder angeliefert wurden.

• Stromwärmesysteme
• Elektrisches Erwärmen von Spulen aller Art
• DC-Verbackanlagen
• AC-Verbackanlagen für verschaltete Drehstromwicklungen
• Bis 100 kW
• Bis 2.500 A
• Bis 1.000 V
• Bis 250 A/mm² und mehr – abhängig von der Belastbarkeit der Wicklungskontaktierung
• Fünf Erwärmungsstrategien
  • konstante Spannung
  • konstanter Strom
  • konstante Temperatur
  • Temperaturprofil
• Verbacken mehrerer Spulen in Reihen- oder Parallelschaltung

• Standard- und Blitzverbacktechnik
• Darstellung des Temperaturverlaufs während des Verbackens für bis zu 8 parallel ablaufende Verbackvorgänge

• integrierte Vierleiter-Widerstandsmessung
• Online Temperatur-Monitoring
• Online Klemmstellen-Monitoring (optional)
• Dynamischer Überstromwächter
• Erdschlussüberwachung (optional)
• Überwachung von integrierten Sensoren/Temperaturfühlern

• Kombinierbar mit den zusätzlichen Prüfungen:
  • Stoßspannung
  • Teilentladung
  • Hochspannung AC / DC
  • Drehfeld …
• Integration in eine vorhandene automatische Produktionslinie
• Integration in die Anlage eines Automatisierers
  • Kommunikation mit SPS-Steuerung auf Basis aller gängigen Bussysteme
  • Kommunikation mit Warenträgern z. B. via RFID
  • Kommunikation/Datenaustausch mit ERP- oder MES-Systemen