DE1041123B - Verfahren zur Herstellung einer dichten Verbindung zwischen einem Isolierkoerper in Form eines gegossenen Kunststoffteiles und einem darin eingebetteten, zeitweilig starken Temperaturschwankungen ausgesetzten metallischen Durchfuehrungsbolzen - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer dichten Verbindung zwischen einem Isolierkörper in Form eines gegossenen Kunststoffteiles und einem darin eingebetteten metallischen Durchführungsbolzen, dessen Wärmeausdehnungskoeffizient von jenem des Kunststoffes verschieden ist, der zeitweilig starken Temperaturschwankungen unterworfen ist und der im Bereich der Einbettungsstrecke annähernd gleichen Querschnitt besitzt.

Es ist bekannt, eine elektrisch isolierte öl- und gasdichte Durchführung durch eine Metallwand dadurch herzustellen, daß der metallische Durchführungsbolzen mit einem Gießharz ohne Abspaltung flüchtiger Bestandteile umgössen wird und zu einem nicht wieder erweichenden Gießharzkörper polymerisiert. Zu diesem Zweck wird der Durchführungsbolzen in kappenartige Formteile eingesetzt und in die Gießform dann das Gießharz eingegossen, das alle in der Gießform befindliche Hohlräume ausfüllt und den Durchführungsbolzen innerhalb der Form umhüllt, so daß er in dem Gießharz eingebettet ist.

Weichen die Temperaturkoeffizienten des eingegossenen Kunststoffes und des Durchführungsbolzens sehr voneinander ab und sind plötzliche starke Erwärmungen des Durchführungsbolzens der Fall, z. B. wenn sich bei einem auftretenden Kurzschluß der Durchführungsbolzen zeitweilig stark erhitzt, so besteht, insbesondere wenn es sich um große Durchführungen handelt, bei denen sowohl der Durchführungsbolzen einen verhältnismäßig großen Durchmesser besitzt als auch der Isolierkörper eine große Masse hat, die Gefahr, daß ein Undichtwerden der Durchführung eintritt.

Aufgabe der Erfindung ist es, auch bei den vorerwähnten Beanspruchungen eine dichte Verbindung zwischen dem Isolierkörper und dem Durchführungsbolzen zu gewährleisten.

Bei der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Durchführung stört die Verschiedenartigkeit der Ausdehnungskoeffizienten und die starke Wärmeausdehnung des Durchführungsbolzens die feste mechanische Verbindrang zwischen dem Durchführungsbolzen und dem gegossenen Kunststoff nicht. Erfindungsgemäß wird dieses Ziel durch folgende Herstellungsstufen in der angegebenen Reihenfolge erreicht:

a) Polieren der Oberfläche des Durchführungsbolzens im Bereich der Einbettungsstrecke,

b) imBedarfsfalleEntfettungderOberflächedesDurchführungsbolzens im Bereich der Einbettungsstrecke,

c) Aufbringen einer wenig oder kein Härtemittel enthaltenden Kunstharzschicht auf die Oberfläche des Durchführungsbolzens an der innerhalb der Einbettungsstrecke gelegenen kurzen \^erankerungsstrecke,

Verfahren zur Herstellung einer dichten

Verbindung zwischen einem Isolierkörper

in Form eines gegossenen Kunststoffteiles

und einem darin eingebetteten, zeitweilig

starken Temperaturschwankungen

ausgesetzten metallischen Durchführungsbolzen

Anmelder:

Ateliers de Constructions Electriques de Charleroi, S. A., Brüssel

Vertreter:

Dipl.-Ing. E. Prinz und Dr. rer. nat. G. Hauser, Patentanwälte, München-Pasing, Bodenseestr. 3 a

Beanspruchte Priorität: Schweiz vom 16. Juli 1956

Marcel Honore Ghislain Ledocq, Marcinelle (Belgien), ist als Erfinder genannt worden

d) Aufbringen einer Schmiermittelschicht, z. B. eines Silikonfettes, auf den außerhalb der Verankerungsstrecke liegenden Abschnitten der Einbettungsstrecke des Durchführungsbolzens,

e) Einbringen des Durchführungsbolzens in die Gießform,

f) Einbetten des Durchführungsbolzens in den Kunstharzkörper duixh Eingießen eines ein Härtemittel enthaltenden Kunstharzes in die Form,

g) Aushärtung des Kunstharzkörpers.

Um eine sichere Verankerung des Durchführungsbolzens in dem gegossenen Kunststoff zu erreichen, werden in an sich bekannter Weise in der Verankerungsstrecke begrenzte Einschnürungen oder Rändelungen an einer Stelle oder mehreren nahe beieinander liegenden Stellen vorgesehen, so daß außerhalb der Verankerungsstrecke die freie Ausdehnung des Durchführungsbolzens sowohl in Achsenrichtung als auch in radialer Richtung gegenüber dem gegossenen Kunststoff nicht gehemmt ist.

809 658/306

Das Schmiermittel verringert den Reibungskoeffizienten zwischen dem gegossenen Kunststoffteil und dem Durchführungsbolzen und bildet eine Dämpfungsschicht, welche eine plötzliche Querschnitts vergrößerung bei einer schnellen Erhitzung des Durchführungsbolzens durch Formänderung aufnimmt.

Die an der Verankerungsstrecke hergestellte dichte Verbindung des Kunststoffs mit dem Durchführungsbolzen ist ein wenig plastisch, so daß sie Wärmeausdehnungen aufnehmen kann und trotzdem eine völlige Abdichtung gegen den Durchgang von Flüssigkeiten oder Gasen gewährleistet.

Der Gehalt an Härtungsmitteln der Kunstharzschicht, die im Bereich der Verankerungsstrecke auf den Durchführungsbolzen aufgebracht wird, ist wegen der teilweisen Diffusion von Härtungsmitteln in diese Harzschicht etwas geringer als der Gehalt an Härtungsmitteln im die Einbettung des Durchführungsbolzens bewirkenden eingegossenen Kunstharz.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der in der Zeichnung als Beispiel dargestellten Durchführung erläutert.

In der Zeichnung ist die Wand E des Behälters des elektrischen Geräts dargestellt, durch welchen ein Durchführungsbolzen T geführt ist. Der Durchführungsbolzen T ist in einem gegossenen Isolierkörper aus Kunststoff M eingebettet. In dem Isolierkörper M sind Löcher F angebracht, die zur Befestigung der Durchführung an dem Behälter E dienen.

Der Durchführungsbolzen T besitzt über seine Einbettungslänge einen konstanten Querschnitt mit Ausnahme von zwei nahe beeinander liegenden Stellen 1 und 2, welche einen etwas kleineren Querschnitt aufweisen. Diese Einschnürungen dienen zur besseren Verankerung des Durchführungsbolzens in der gegossenen Kunststoffmasse. Die Verankerungsstrecke A-C, in der sich die Einschnürungen 1 und 2 befinden, ist so kurz, daß die Ausdehnung dieses Abschnittes bei einer Erwärmung des Durchführungsbolzens T kein Reißen des gegossenen Kunststoffes hervorruft. Die außerhalb der Verankerungsstrecke befindlichen Abschnitte der Einbettungsstrecke des Durchführungsbolzens, welche einen konstanten Querschnitt besitzen, also die Teile A-B und C-D (von denen der Abschnitt A-B sehr lang ist), sind mit einem Schmiermittel bestrichen, welches im allgemeinen auf Silikonbasis aufgebaut ist. Die Oberfläche des Durchführungsbolzens T wird zunächst im Bereich der Einbettungsstrecke in der Umfangsrichtung und dann in der Längsrichtung poliert, um eine freie Ausdehnung in dem Kunststoff zu erleichtern. Im Bedarfsfalle erfolgt dann eine Entfettung der Oberfläche des Durchführungsbolzens im vorerwähnten Bereich. Anschließend wird dann auf die Oberfläche des Durchführungsbolzens in der kurzen Verankerungsstrecke A-C eine Kunstharzschicht aufgebracht, die wenig oder gar kein Härtemittel enthält. An der Verankerungsstrecke A-C ist diese Kunstharzschicht fest mit der Metalloberfläche des Durchführungsbolzens verbunden, so daß hier die flüssigkeits-gasdichte Verbindung erzeugt wird. Die auf der Verankerungsstrecke A-C des Durchführungsbolzens aufgetragene Harzschicht enthält etwas weniger Härtungsmittel als der die Einbettung des Durchführungsbolzens bewirkende eingegossene Kunststoff. Wenn beispielsweise der eingegossene Kunststoff im Durchschnitt 30 °/o Härtungsmittel enthält, enthält die in Berührung mit der Verankerungsstrecke A-C des Durchführungsbolzens T stehende Kunststoffschicht weniger als 25 °/o Härtungsmittel. Dies hat zur Folge, daß die Kunststoffschicht der Verankerungsstrecke eine gewisse Plastizität aufweist, durch die der Kunststoff bei plötzlicher Erwärmung und damit Ausdehnung des Durchführungsbolzens nachgibt und trotzdem eine vollständige Abdichtung des Durchführungsbolzens gewährleistet ist. Diese Abdichtung ist so groß, daß sie ausreicht für einen inneren Überdruck von etwa 6 at im Behälter E.

In chronologischer Reihenfolge sind also folgende \^erf ahrungsstuf en durchzuführen:
a.) Polieren des Durchführungsbolzens T in der L*mfangsrichtung im Bereich der Einbettungsstrecke, vorzugsweise gefolgt von einem Polieren in der Längsrichtung, um die nachteiligen Wirkungen der beim Polieren in der Umfangsrichtung entstandenen Reifen herabzusetzen;

b) Entfetten des Durchführungsbolzens T;

c) Aufbringen einer Kunstharzschicht, die wenig oder kein Härtungsmittel enthält, auf die Oberfläche des Durchführungsbolzens im Bereich der Verankerungsstrecke A-C durch Reiben eines entsprechenden Harzstückes auf dem vorerwähnten Abschnitt des erwärmten Durchführungsbolzens T;

d) Aufbringen einer genügend dicken Schicht eines Silikonfettes auf die Abschnitte A-B und C-D (das Silikonfett hat die Eigenschaft, daß es die Temperatur beim Eingießen des flüssigen Kunstharzes in die Form und der Polymerisation aushält, ohne daß es zu sehr verflüssigt wird oder sich zersetzt);

e) Einbringen des Durchführungsbolzens in die Gießform und Vorerhitzung, um den Durchführungsbolzen und die Gießform auf die Gußtemperatur zu bringen;

f) Einbetten des Durchführungsbolzens in den Isolierkörper durch Eingießen eines ein Härtemittel enthaltenden Kunstharzes in die Form;

g) Polymerisation (Aushärten) des Kunstharzes;
h) Abheben der Form.

Beim Eingießen des Kunstharzes und bei Beginn des Polymerisationsvorganges diffundiert ein Teil des Härtungsmittels des eingegossenen Kunststoffes in die im Bereich der Verankerungsstrecke befindliche Kunstharzschicht. Der Anteil des Härtungsmittels in der mit dem Durchführungsbolzen T im Bereich der Verankerungsstrecke in Berührung stehenden abdichtenden Kunststoffschicht ist geringer als der Anteil des Härtungsmittels in dem eingegossenen Kunststoff.

Das Silikonfett reagiert nicht mit dem eingegossenen Kunststoff, sondern es bleibt unbeeinflußt auf dem Durchführungsbolzen T. Diese Tatsache beruht auf dem verhältnismäßig geringen Druck, welcher auf das Schmiermittel durch das Gewicht des flüssigen Kunststoffes im Augenblick des Gießens ausgeübt wird, und auf der gleichbleibenden Viskosität des Fettes auch bei der Gieß temperatur..

Zur Durchführung des Verfahrens können alle gießfähigen Kunststoffe verwendet werden, welche Härtungsmittel, Füllstoffe und andere übliche Bestandteile enthalten, und ebenso alle Schmiermittel, welche nicht mit dem verwendeten Kunststoff oder einem seiner Bestandteile reagieren und eine ausreichende Viskosität bei der Gießtemperatur besitzen.

Es ist nicht unbedingt notwendig, den gleichen Kunststoff für denjenigen ohne Härtungsmittel und denjenigen mit Härtemittel zu verwenden, sondern es können ebensogut auch zwei entsprechend ausgewählte, verschiedene Kunststoffsorten angewendet werden. Zum Beispiel kann ein Kunststoff, welcher weniger Härtungsmittel enthält, als Kunststoff in reiner Form verwendet werden und ein andersartiger Kunststoff, dem Härtungsmittel zugesetzt sind, als Gießmaterial

Verwendung finden. Es genügt, wenn der Kunststoff ohne Härtungsmittel bei der Gießtemperatur oder bei der Polymerisationstemperatur mit der großen Masse des Kunststoffes nach der Diffusion des in dem Gießmaterial enthaltenen Härtemittels polymerisiert.

Zu diesem Zweck ist es offensichtlich erforderlich, daß der Kunststoff ohne Härtungsmittel eine ausreichende Viskosität besitzt, um eine Absorption einer entsprechenden Menge des Härtungsmittels durch Diffusion zu ermöglichen.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur Herstellung einer dichten Verbindung zwischen einem Isolierkörper in Form eines gegossenen Kunststoffteiles und einem darin eingebetteten, zeitweilig starken Temperaturschwankungen ausgesetzten metallischen Durchführungsbolzen, dessen Wärmeausdehnungskoeffizient von jenem des Kunststoffisolierkörpers abweicht und der im Bereich der Einbettungsstrecke annähernd gleichen Querschnitt besitzt, gekennzeichnet durch folgende Herstellungsstufen in der angegebenen Reihenfolge:

a) Polieren der Oberfläche des Durchführungsbolzens im Bereich der Einbettungsstrecke (D-B),

im Bedarfsfalle Entfettung der Oberfläche des Durchführungsbolzens im vorerwähnten Bereich (D-B),

Aufbringen einer wenig oder kein Härtemittel enthaltenden Kunstharzschicht auf die Oberfläche des Durchführungsbolzens an der innerhalb der Einbettungsstrecke (D-B) gelegenen kurzen Verankerungsstrecke (A-C),
Aufbringen einer Schmiermittelschicht, z. B. eines Silikonfettes, auf den außerhalb der Verankerungsstrecke (A-C) liegenden Abschnitten (A-B, C-D) der Einbettungsstrecke (D-B) des Durchführungsbolzens,

Einbringen des Durchführungsbolzens in die Gießform,

Einbetten des Durchführungsbolzens in
Kunstharzkörper durch Eingießen eines
Härtemittel enthaltenden Kunstharzes in
Form,

Aushärtung des Kunstharzkörpers.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch
kennzeichnet, daß die wenig oder kein Härtemittel enthaltende Harzschicht der Verankerungsstrecke mit dem in der großen Masse des eingegossenen Kunstharzes enthaltenen Härtungsmittel polymerisiert.

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Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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