DE2519541A1 - Verfahren zum umgiessen impraegnierter teile elektrischer geraete mit einem haertenden kunstharz - Google Patents

Description

• Verfahren zum Umnessen imprägnierter Teile elektrischer Geräte mit einem härtenden Kunstharz Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Umgiesse imprägnierter Teile elektrischer Geräte, bei welchem die fertigmontierten Teile in eine - vorzugsweise verlorene - Giessform eingebracht werden, die Giessforra zunächst mjit einer Imprägnierflüssigkeit, vorzugsweise Imprägnieröl, gefüllt wird und nach Imprägnierung der Teile unter Verdrängung der Imprägnierflüssigkeit mit einem härtenden Kunstharz gefüllt wird und schliesslich die Giessform entfernt wird.
• Bei den Verdrängungsverfahren werden als Isolieröle, vorzugsweise speziell aufbereitete Mineralöle oder im geringen Umfang Polychlordyphenyle, Siliconöle und Dicarbonsäureester eingesetzt. Diese Stoffe weisen keine zur Harzbildung befähigte chemisch reaktive Gruppen auf und der Fachmann weis, dass diese Stoffe, wenn sie beispielsweise als dünner Film zwischen einer Feststoffoberfläche am Objekt und einer angrenzenden zu einem Harz härtenden Flüssigkeitsoberfläche oder zwischen zwei solchen Flüssigkeitsoberflächen eingeschoben sind, die Klebverbindung zwischen Feststoffoberfläche und Harz bzw. die chemische Molekülverbindung zwischen den zwei zu Harz härtenden Flüssigkeitsoberflachen ganz oder teilweise durch einen sogenannten T:nnmitteleffekt" unterdrücken (z.B. US-PS 2 857 626).
• Bei der Ve'drängung des Isolieröls ist der Oberflächenspiegel der steigenden spezifisch schwereren Verdrängungsflüssigkeit durch das Isolieröl benetzt, wobei sich je nach der chemischen Zusammensetzung von Isolieröl und Verdrängungsflüssigkeit in der Grenzfläche physikalniche und/oder chemische Crenzflächenprozesse abspielen, die zu einer Grenzschicht führen, die nach der Aushärtung mechanische Ei/genscIbftswerte aufweist, die weit schlechter als die der Umgussmasse sind,die nicht mit dem Isolieröl in Kontakt gekommen ist. Es ist oft unvermeidbar oder nicht sichtbar, dass beim Verdrängen des Isolieröls und/oder Ueberfluten des Objektes mit der harzbildenden Flüssigkeit solche Grenzschichten gegeneinander stossen, so dass nach der aushärtung durch diese im Umguss verbleibende Stossschichten mechanische Schwachjtellen entstehen, die der vorgeschriebenen mechantachen Umgussbeanspruchung nicht gewachsen sind. Solche Schwachstellen können, wenn beispielsweise ein isolierölhaltiges Objekt umgossen wurde, vorzeitig aufbrechen, wenn das Isolieröl im Betrieb des Objektes, beispielsweise durch joul'sche Erwärmung infolge seines weit höheren Wärmeausdehnungskoeffizienten als die Umgussinasse einen Innendruck auf den Umguss ausübt.
• Dabei tritt an den Aufbruchstellen vorerst Oel aus, was zur Folge hat, dass später in einer Abkühlungsphase Luft durch die Aufbruchstellen in das Objekt eingesaugt wird, die ihrerseits, beispielsweise bei elektrischen Hochspannungsgeräten, zu Teilentladungen führt, über die eine rasche Zerstörung des elektrischen Gerätes erfolgt.
• Bei einem aus der DT-OS 2 255 212 bekanten Verfahren hat sich nun ttber-#raschenderweise gezeigt, dass Stossnähte mit gleicher oder annähernd gleicher mechanischer Festigkeit wie in der übrigen Umgussmasse entstehen, wenn während der Verdrängung das Isolieröl und die spezifisch schwerere zu Umguss härtende Flüssigkeit Temperaturen aufweisen, die im Bereich der Ublichen Raumtemperaturen liegen. Insbesondere aber entstehen dann mit grosser Sicherheit mechanisch feste Stossnähte, wenn als spezifisch schwerere UmgussflUssigkeit eine im Haumtemperaturbereich zu einem Polyurethanharz anhärtendes, vorzugsweise aushärtendes, Stoffgemisch verwendet wird. Das Ausbleiben vonmechanisch geschwächten Stossschichten ist entscheidend, um betriebssichere, öldichte, vollgeschlossene auf Zug beanspruchte Umgüsse nach dem Verdrängungsverfahren zu erlealten.
• Bei diesem Verfahren ist man einerseits auf die kalthärtenden Umgussmassen angewiesen und zum anderen ist die Kombinationsfreiheit zwischen linprägniermitteln und Umgussmassen eingeschränkt. Dazu kormt, dass es oft von Vorteil wäre mit üblichen erwärmten Imprägnierflüssigkeiten zu arbeiten, beispielsweise zur Entfernung von Objek tfuchtigkei t. Uin eine nachfolgende Abkühungsphase des Imprägniermittels zu vermeiden wäre cc ebenfalls vorteilhaft auch mit erwärmier Umguasmasse zd arbeiten, Es ist Hauptaufgabe der Erfindung im Hinblick auf die im Verdrängungsverfahren sich bildenden störenden Grenzschichten zwischen den erwärmten Imprägnier-und harzbildenden Umgussflüssigkeiten Abhilfe zu schaffen.
• Die genannte Aufgabe lässt sich lösen, wenn erfindungsgemäss sowohl die spezifisch schwerere harzbildende Flüssigkeit als auch die durch diese verdrängte spezifisch leichtere nicht härtbare Flüssigkeit gleichzeitig durch eine wesentlich spezifisch schwerere härtbare Umgussmasse-Flüssigkeit verdrängt werden, wobei die harzbildende Flüssigkeit die gleichen harzbildenden funktionellen Gruppen, wie die härtbare Umgussmasse-Flüssigkeit selbst enthält und das Umgiessen solange fortgesetzt wird, bis die Grenzflächen und/oder Grenzschichten zwischen der harzbildenden Flüssigkeit und der nichthärtbaren Imprägnierflüssigkeit ausssrhalb der Aktivteile des Umgusses verdrängt werden.
• Dadurch wird die Bildung von störenden Grenzflächen und/oder Grenzschichten in der Umgussmasse vermieden.
• Ferner ist es zweckmässig, dass die harzbildende Flüssigkeit mit einer Kontrastfarbe gefärbt ist. Durch diese Massnahme kann auf einfache Weise der gleichzeitige Ablauf der Verdrängung sowohl der Imprägnierflüssigkeit durch die harzbildende Flüssigkeit als auch der harzbildenden Flüssigkeit durch die Umgussmasse-Flüssigkeit kontrolliert werden.
• Eesonders vorteilhaft ist es, wenn die Dichte der harzbildenden Flüssigkeit etua die Hlfte der Dichte der nichthärtbaren Flüssigkeit und der härtbaren Umgussmasse-Flüasigkeit beirägt.
• Die Gefabr einer Ver@ischung d@r Imprägnierflässigkeit mit der bärtbaren U@@@@@ F@@@@ @t wi@@ @@@urch weit@@e@@ ve@@i@@@n.
• Anhand eines Ausführungsbeispieles , welches sich auf die bei iegende Zeichnung bezieht, wird das erfindungsgemässe Verfahren erläutert.
• In einer Umgussform 3 wird das zu imprägnierende und umgiessende Bauteil 2, vorzugsweise elektrisches Gerät und/der dessen Komponenten, eingebaut und unter Vakuum mit einem Imprägniermittel F1, vorzugsweise Isolieröl, imprägniert, wobei das zu imprägnierende Objekt voll in Isolieröl untergetaucht ist. Diese nicht härtbare Flüssigkeit F1 wird nachfolgend durch eine apezifisch schwerere harzbildende Flüssigkeit F2 verdrängt, die in bekannter Weise, beispielsweise von unten nach oben durch einen nicht dargestellten Zuführungsschlauch, welcher in der Giessform unterhalb der Oberfläche des Isolieröls mündet, eingegossen. Nach Einfüllen einer be stimmten Menge von der harzbildenden Flbss:.gkeit F2 wird nun beispielsweise in gleicher Weise die eigentliche Umgussmasse F3 zugeführt. Da diese spezifisch wesentlich schwerer als die beiden Flüssigkeiten Fl und F2 ist, werden diese gleichzeitig verdrängt, wie in Fig. 1 gezeigt wird. Die harzbildende Plüssigkeit F2 enthalt die gleichen harzbildenden funktionellen @ Gruppen, wie die härtbare Umgussmasse F3 selbst. Um eine gleichzeitige Verdrängung der Fltissigketten F1 und F2 durch die Umgussmasse F3 ohne ein gegenceitiges Vermischen zu gewährleisten, wird die Dichte dil2 der harzbildenden Flüssigkeit FR so gewählt, dass sie die Hälfte der Dichten dFl + d der nicht härtbaren Flüssigkeit F1 und der härtbare Urgussiasse-Plüssigkeit F5 beträgt, wobei es von Vorteil ist die harzbildende Flüssigkeit F2 mit einer Kontrastfarbe zu färben, um die Verd@ängsverfahren der Flüasigkeiten In, durch F2 bzx.
• F1 und F2 durch F2 besser kontrollieren zu können.
• Fig. 2 zeigt die Endphase der Isolieröl F1 - Verdrängung durch die harzbildende Flüssigkeit F2. Bilden sich dabei in der Grenzfläche F2/F1 störende Grenzschichten 2y1 aus, so entstehen zwar durch den Isolierölfilm F mechanisch geschwächten Stossschichten SF2F1, ;iie jedoch auf die mechanische Umgussqualität keinen Einfluss hat, wenn beim Verdrängungsprozess die Grenzschicht GF2F1 und somit die Stossschichten SF2F1 soweit verdrängt werden, dass diese nicht zum Bestandteil des Umgusses werden.
• In Fig.3 ist die letzte Verdrängungsphase der harzbildenden Flüssigkeit F2 durch die spezifisch schwerere Umgussmasse-Flüssigkeit r3 dargestellt. Die Grenzschicht GF3F2 bzw. die Stossschichten SF3F2 die zum Bestandteil des Umgusskörpers 1 werden, weisen keine Schwachstellen gegenüber der übrigen Umgussmasse auf,Renn die Moleküle der Grenzschicht GF3F2 und somit auch die Stossschichten SF3F2, gleichgültig ab sie von der harzbildenden Flüssigkeit F1 und/oder der Umgussmasse-Flüssigkeit F3 stammen, die zur Harzbildung notwendigen funktionellen Gruppen enthalten.

Claims (3)

1. Patentansrüche

   5 Verfahren zum Umgiessen imprägnierter Teile elektrischer Geräte, bei: welchem die fertigmontierten Teile in eine - vorzugsweise verlorene - Giessform eingebracht werden, die Giessform zunächst mit einer Imprägnierflüssigkeit, vorzugsweise. Imprägnieröl, gefüllt wird und nach Imprägnierung der Teile unter Verdrängung der Imprägnierflüssigkeit mit einem härtenden Kunstharz gefüllt -wird und schliesslich die Giessform entfernt wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass sowohl die spezifisch schwerere harzbildende Flüssigkeit (F2) als auch die durch diese verdrängte spezifisch leichtere nicht härtbare Flüssigkeit (F1) gleichzeitig durch eine wesentlich spezifisch schwerere härtbare Umgussmasse-Flüssigkeit (F3) verdrängt werden, wobei die harzbildende Flüssigkeit (F2) die gleichen harzbildenden funktionellen Gruppen, wie die härtbare Umgussmasse-Flüssigkeit (F3) selbst enthält und das Umgiessen solange fortgesetzt wird, bis die Grenzflächen(F2/F1) und/oder -schichten (GF2F1) ausserhalb der Aktivteile des Umgusses (1) verdrängt werden.
2. 2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die harzbildende Flüssigkeit (F2) mit einer Kontrastfarbe gefärbt ist.
3. 3. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichte der harzbildenden Flüssigkeit (dF2) etwa die Hälfte der Dichte der nichthärtbaren Flüssigkeit (dgl) und der härtbaren Umgussmasse-Flüssigkeit (dF3) d. h.

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