DE1790609U

DE1790609U - Vorrichtung zum behandeln, z. b. impraegnieren und vergiessen, von koerpern mit giessharz oder anderen kunststoffen.

Info

Publication number: DE1790609U
Application number: DES21608U
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1956-09-25
Filing date: 1956-09-25
Publication date: 1959-06-18

Description

Vorrichtung zum Behandeln, z. B. Imprägnieren und Vergießen, von Körpern mit Gießharz oder anderen Kunststoffen Während für elektrisch nicht oder nur wenig beanspruchte Teile Gießharze oder andere, ohne Ausscheidung von Stoffen unter Härterzusatz härtende Kunststoffe ohne Schwierigkeiten verarbeitet werden können, stößt man bei Verwendung von Gießharz od. dgl. für elektrisch hochbeanspruchte Teile auf verschiedene, meist nur schwer lösbare Probleme, insbesondere, wenn es sich darum handelt, Hochspannungswicklungen vollkommen dicht mit solchen Stoffen auszufüllen und in solche Stoffe zu kapseln. Besonders erschwerend wirkt die Zeitnot bei der Verarbeitung, die dadurch bedingt ist, daß nach dem Härterzusatz sogleich der Härtevorgang anläuft, mit der Folge, daß sich die Viskosität schnell erhöht und dadurch das Eindringen des Gießharz-Härtergemisches in die zu füllende Wicklung sehr behindert.
Beim Imprägnieren von Wicklungen mit Asphalt und anderen flüssigen, später härtenden Isolierstoffen, pflegt man die Wicklung vor der Imprägnierung vorzubereiten, also beispielsweise zu trocknen, durch Vakuum zu entgasen usw. Damit nach der Trocknung und Entgasung nicht erneut Luft und Feuchtigkeit in die Wicklung eindringen kann, hat man auch schon die Vorbereitung der Wicklung in den Raum verlegt, in dem sie später getränkt wird. Man hat also z. B. in einem Vakuumgefäß durch Heizung und Evakuierung die Wicklung od. dgl. getrocknet und entgast und anschließend den Behälter mit flüssigem Isolierstoff geflutet. Das Vakuum wurde dabei beibehalten. Anschließend konnte die Flüssigkeit unter Druck gesetzt werden, damit sie besser in die Hohlräume der Wicklung eindringt. Man hat hier also gewissermaßen mit einem Einkammersystem gearbeitet. Entsprechend kann man auch mit Gießharz od. dgl. verfahren. Man muss aber dafür sorgen, daß das einmal mit Härter versetzte Harz möglichst rasch verarbeitet wird.
Die. Neuerung bricht mit diesem Einkammersystem. Sie ist eine Vorrichtung zum Behandeln, z. B, Imprägnieren und Vergießen, von Körpern, insbesondere Hochspannungswicklungen, mit Gießharz oder anderen, ohne Ausscheidung von Stoffen unter Härterzusatz härtenden Kunststoffen, gegebenenfalls unter Beifügung von Füllstoffen zu den Kunststoffen, unter Vakuum, dadurch gekennzeichnet, daß sie als ein evakuirbares Zweikammersystem ausgebildet ist, in dessen erster Kammer die zu behandelnden Körper (1 +) unter Vakuum und gegebenenfalls Erwärmung

vorbehandelt und in dessen zweiter Kammer die so vorbehandelten

Körper (14) unter Vakuum mit der aus Kunststoff, Härter und gegebenenfalls Füllstoffen bestehenden Gießmasse zusammengegeben werden, und durch wenigstens eine die beiden Kammern (1 und II) verbindende Schleusenkammer, durch die die zu behandelnden Körper (14) unter Vakuum von der ersten in die zweite Kammer m hinüberwechseln.
Das Zweikammersystem bietet folgende Vorteile : Das Gießharz od. dgl., und insbes. der Härter, hat einen nicht unerheblichen Dampfdruck, der die Herstellung eines genügend hohen Vakuum unmöglich macht und zur Folge hat, daß im Vakuum das Gießharz-Härtergemisch an Härter verarmt und daß durch die Verdunstung des Härters eine richtige Einstellung des Gemisches erschwert wird. Der verdampfte Härter, und ebenso das verdampfte Gießharz, schlägt sich überall nieder und dieser Niederschlag geht bei hohem Vakuum wieder in Dampf über, so daß sich dadurch die Herstellung und Aufrechterhaltung eines genügend hohen Vakuum verzögert und erschwert. Ausserdem verunreinigen diese Niederschläge die Vakuumpumpe und die anderen Teile der Evakuierungsvorrichtung, wenn man sie nicht abfiltert. Dadurch, daß man mit einem Zweikammersystem arbeitet, kann in der zur Vorbereitung der Körper dienenden Kammer ohne weiteres ein ausreichendes Vakuum hergestellt und aufrecht erhalten werden, da in dieser Kammer Gießharz und Härter nicht vorhanden sind. Die Evakuierungsvorrichtung für diese Kammer ist einem Niederschlag der genannten Stoffe nicht ausgesetzt und braucht deshalb auch keine besondere Schutzvorrichtung. Aus den angegebenen Gründen kann in dieser Kammer ein so hohes Vakuum hergestellt werden, daß die vorzubereitenden Körper völlig getrocknet und entgast werden. In der zweiten Kammer, in der keine Entgasung und Trocknung unter entsprechend hohem Vakuum vorgenommen wird, kann das Vakuum dem Dampfdruck des Gießharzes und des Härters angepasst werden.
Das Vakuum braucht also hier nicht so hoch zu sein, Die zweite Kammer kann mit einer Härteratmosphäre arbeiten, d. h. man kann der Kammer Härterdämpfe zuführen, die nicht dem zu verarbeitenden Kunstharz-Härtergemisch entstammen, und man kann dadurch eine Verarmung des Gemisches an Härter verhüten, mit der Folge, daß das einmal richtig eingestellte Mischungsverhältnis auch bei der Verarbeitung erhalten bleibt. Die Evakuierungsvorrichtung für die zweite Kammer, die einfacher ist,-weil sie ein nicht so hohes Vakuum herstellen muss wie die der ersten Kammer, kann durch Abscheider, Filter od. dgl. leicht gegen störende Gießharz-und Härterniederschläge geschützt werden.
Ferner verhütet die zwischen den beiden Kammern eingeschaltete Schleuse, daß die vorbehandelten Körper mit der Außenluft und mit Feuchtigkeit in Berührung kommen, und daß die Härter-und Gießharzdämpfe in die Kammer für die Vorbehandlung der Körper gelangen.
U. U. kann die Schleuse, bevor ihre Kammer wieder mit dem höheren Vakuum in Verbindung gebracht wird, noch mit Gas, vorzugsweise heißem Gas, durchspült und anschließend evakuiert werden. Infolge der Trennung der beiden Kammern kann eine solche Anordnung bei der Anwendung entsprechender Transportmittel und weiterer Schleusen für das Ein-und Ausbringen des Gutes auch kontinuierlich arbeiten.
Ausführungsbeispiele der Neuerung werden an Hand der Zeichnung erläutert.
Fig. 1 zeigt eine Anordnung für nicht kontinuierlichen, Fig. 2 für kontinuierlichen Betrieb.
In der Zeichnung sind der Einfachheit halber die Vakuumpumpen, ihre Zuleitungen, die Ventile, etwaige Heizvorrichtungen, Transport-und Dichtungsvorrichtungen weggelassen. I ist die erste Kammer, II die zweite Kammer des Zweikammersystems. Die beiden Kammern haben Türen 1 und 1'und Anschlüsse 2, 3 für eine Vakuumvorrichtung. Sie sind durch eine Schleusenkammer 4 mit Türen 5,6 und einem Anschlußstutzen 7 für Evakuierung, Gasspülung od. dgl. verbunden. Durch die gestrichelte Doppellinie 8 ist jeweils angedeutet, daß zwischen der Evakuierungvorrichtung und der betreffenden Kammer ein Abscheider, Filter od. dgl. eingeschaltet sein soll. Die Kammer II hat verschiedene Vorkammern, eine durch 9 evakuier-und heizbare Kammer III für das Gießharz, eine durch 10 evakuierbare Kammer IV für den Härter und eine durch 11 evakuierbare Kammer V für Quarzmehl oder einen anderen Füllstoff, die noch eine Vorkammer VI zum Glühen und Entgasen dieses Stoffes haben kann. Die Kammern III und IV führen zu einer Mischkammer 12 für Harz und Härter, die entsprechende Mischdüsen, Rührwerke od. dgl. enthalten kann. Eine weitere Mischkammer 13 dient zum Mischen des Harzes, bzw. Harz-Härtergemisches mit Füllstoff, falls eine vorherige Durchmischung erforderlich ist. U. U. kann der Füllstoff auch für sich dem zu vergießenden Körper 14 zugegeben werden. Das einmal mit Härter vermischte Gießharz wird auf kürzestem Wege, vorzugsweise ohne Wandberührung, dem zu vergießenden Teil zugeführt, also beispielsweise in Form freier Strahlen 15. Die Kammern sind sämtlich mit Heizvorrichtungen versehen, deren Temperatur-geregelt werden kann.
Die Anordnung arbeitet folgendermaßen : Es sollen beispielsweise Wicklungen von Spannungswandlern unter Zuhilfenahme von Formen mit Gießharz vergossen werden. Die Formkästen sind durch 14 angedeutet.
Nach Öffnung der Tür 1 der Kammer I wird diese mit Kästen beschickt, in die die zu vergießenden Wicklungen eingesetzt sind. In die Kammer II wird Gießharz, in die Kammer IV Härter und in die Kammer IV Quarzmehl eingefüllt. Anschließend wird die Kammer I verschlossen und evakuiert.
Entsprechendes gilt für die anderen Kammern. Die Kammer I und V, gegebenenfalls auch VI, erhalten ein höheres Vakuum als die übrigen Kammern. Nach Aufheizung wird der Kateninhalt in der Kammer I mehr und mehr entgast und getrocknet. Entsprechendes gilt für das Quarzmehl, das beispielsweise in der Kammer VI zuvor noch auf etwa 400 bis 7000 geglüht wird, bevor es in die Kammer V wandert. Durch Heizung und gegebenenfalls Umrühren wird das Gießharz in der Kammer III gaslos, trocken und dünnflüssig. Entsprechendes gilt für den Härter in der Kammer IV. Nach einer bestimmten Vorbereitungszeit werden die Kästen 14 einzeln oder gruppenweise durch die Schleuse 4 aus der Kammer I in die Kammer II gebracht. Dabei werden die Türen 5, 6 entsprechend geöffnet und geschlossen. Vor jeder Wiederöffnung der Tür 5 kann die Schleusenkammer 4, gegebenenfalls nach vorheriger Gasspülung zur Entfernung der Härterdämpfe, auf das Vakuum der Kammer I gebracht werden.
In der Kammer II werden die Kästen 14 im Freistrahlverfahren vollgegossen, indem sie entweder aus der Mischkammer 12 ein Gießharz-Härtergemisch, oder aus der Mischkammer 13 ein solches Gemisch mit Füllstoffzusatz erhalten.
Wenn der letzte Kasten 14 aus der Kammer I in die Kammer II hinübergeschleust ist, wird das Vakuum in der Kammer I aufgehoben, die Kammer wird durch die Tür 1 neu beschickt, wieder verschlossen, aufgeheizt und dann neu unter Vakuum gesetzt. Nach dem Vergießen der Kästen und nach entsprechender Nachbehandlung im Vakuum wird das Vakuum in der Kammer II aufgehoben, die Tür 1'geöffnet und die Kästen herausgenommen. Sie können anschließend zwecks weiterer Durchhärtung des Harzes noch einem Ofen zugeführt werden. Anschließend wird auch-die Kammer II wieder verschlossen und unter Vakuum gesetzt.
Falls die Füllung der Kästen nicht durch Fenster beobachtet werden soll, kann man zwischen die Kammern III bis V und die Mischvorrichtungen 12,13 und hinter diese in bekannter Weise Dosiervorrichfungen einschalten, um jeweils genau eingestellte Stoffmengen vergießen zu können.
Die Schleuse 4 kann als Drehschleuse, also zylindrisch, ausgeführt sein. Die zylindrische Schleusenkammer hat nur auf einer Seite eine Öffnung, die je nach Drehwinkel verschlossen, mit der Kammer I oder mit der Kammer II in Verbindung steht. Sie ist ähnlich wie ein Hahn dicht in einem Zylinder mit Ausschnitten für die Kammern I und II drehbar. Zwecks Entlastung der Dichtungen kann man diese durch einen Vakuummantel gegen die Aussenluft abschirmen, so daß auf die Dichtungen betriebsmäßig nur die Differenz der Vakuumdrücke in den Kammern I und II einwirkt. Am besten wird der genannte Vakuummantel mit einer der beiden Kammern verbunden.
Fig. 2 zeigt im wesentlichen die gleiche Anordnung wie Fig. 1, jedoch für kontinuierlichen Betrieb. Zu diesem Zweck ist der Kammer I eine Vorkammer 16 mit Türen 161, 162 und mit Evakuierungsstutzen 21 zum Einschleusen der Kästen 14 vorgeschaltet. Entsprechend ist der Kammer II eine Schleusenkammer 17 mit Evakuierungsstutzen 21 und den Türen 171, 172 nachgeschaltet. Diese Schleuse dient zum Herausführen der ausgegossenen Kästen. Die Kammern 16, 17 sowie 4 haben zwecks Entlastung der Dichtungen Takuummäntel 18 bis 20, die mit der benachbarten Kammer verbunden sind. In der Kammer II ist ausserdem noch eine Schale 22 angeordnet, die aus der Kammer IV mit Härter gefüllt werden kann. Durch Verdampfen des Schaleninhaltes ergibt sich in der Kammer II eine Härteratmosphäre, die eine Verarmung des Gießharz-Härtergemisches an Härter verhütet.
Eine besondere Erläuterung der Wirkungsweise dieser kontinuierlich arbeitenden Vorrichtung dürfte sich erübrigen. Um die Vakua in den Kammern I und II möglichst wenig zu stören, wird jeweils vor der Öffnung der Schleusentüren 162,171 in den Schleusenkammern 16,17 mit jedem Durchgang eines Kastens erneut ein Vakuum hergestellt. 13 Schutzansprüche 2 Figuren

Claims

Schutzansprüche 1. Vorrichtung zum Behandeln, z. B. Imprägnieren und Vergießen,. von Körpern, insbesondere Hochspannungswicklungen, mit Gießharz oder anderen, ohne Ausscheidung von Stoffen unter Härterzusatz härtenden Kunststoffen, gegebenenfalls unter Beifügung von Füllstoffen zu den Kunststoffen, unter Vakuum, gekennzeichnet durch ein evakuierbares Zweikammersystem, in dessen erster Kammer (I) die zu behandelnden Körper (14) unter Vakuum und gegebenenfalls Erwärmung vorbehandelt und in dessen zweiter Kammer (II) die so vorbehandelten Körper (14) unter Vakuum mit der aus Kunststoff, Härter und gegebenenfalls Füllstoffen bestehenden Gießmasse zusammengegeben werden, und durch wenigstens eine die beiden Kammern (I und II) verbindende Schleusenkammer (4), durch die die zu behandelnden Körper (14) unter Vakuum von der ersten (I) in die zweite Kammer (II) hinüberwechseln.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweiten Kammer (II) vorgeschaltete, gegebenenfalls beheizbare Vorbereitungs-und Vorratsbehälter (III bis VI ; = Vorbehälter) für die Gießmasse bzw. deren Bestandteile in an sich bekannter Weise ebenfalls evakuierbar sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Vakuum in der ersten Kammer (I), vorzugsweise auch von Füllstoffe enthaltenden Vorbehältern (V und VI) der zweiten Kammer (II) höher ist als das in der zweiten Kammer (II).
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Vakuum in der zweiten Kammer (II) dem Dampfdruck des Härters oder des Härter-Gießharzgemisches angepasst ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (22) zur Erzeugung einer nicht aus dem Härter-Gießharzgemisch entnommenen Härteratmosphäre in der zweiten Kammer (II).
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine Freistrahlzuführung (15) des Gießharz-Härtergemisches in die zweite Kammer (II).
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mischvorrichtung (12) fübetrennt zugeführtes Gießharz und Härter unmittelbar vor der Freistrahlzuführung (15), vorzugsweise innerhalb der zweiten Kammer (II), angeordnet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die beim Betrieb mit Harz-und/oder Härterdämpfen erfüllten Kammern (II, 4) und vorzugsweise auch Vorbehälter (III, IV) mit ihren Evakuierungsvorrichtungen über Schwebeteilchen-Abscheider (8), z. B. Filter, verbunden sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ersten Kammer (I) eine Schleusen-Vorkammer (16) und/oder der zweiten Kammer (II) eine Schleusen-Nachkammer (17) vor-bzw. nachgesetzt ist (Fig. 2), wobei vorzugsweise das Vakuum in der Schleusen-Vorkammer (16) dem der ersten Kammer (I) bzw. das Vakuum in der Schleusen-Nachkammer (17) dem der zweiten Kammer (II) angepasst ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der mit Harz-und/oder Härterdämpfen erfüllten Schleusenkammern (4, 17) mit einer Gasspülvorrichtung versehen ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsstellen der Schleusenkammern (4, 16, 17) gegen die Außenluft durch Vakuummäntel (18 bis 20) abgeschlossen sind.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Vakummäntel (18 bis 20) an eine der an die Schleusenkammer jeweils angrenzenden Kammern (I oder II) des Zweikammersystems angeschlossen sind.
13. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 12, gekennzeichnet durch drehbare Schleusenkammern (4, 16,17).