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Vorrichtung zum Vergiessen von Kunstharz od. dgl. unter Anwendung
von Vakuum und Erhitzung, insbesondere zum Füllen und Einkapseln von Wicklungen.
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Bei der Erläuterung der Neuerung wird der Einfachheit halber von einem
Beispiel für die Verarbeitung von Gießharz ausgegangen, doch gilt Entsprechendes
auch für andere vergießbare Kunststoffe, Tränk-und Imprägniermittel. Gießharze sind
ohne Ausscheidung von Stoffen bei Härterzusatz härtende Harze, die bei der Verarbeitung
keinen oder keinen höheren Druck erfordern. Soll beispielsweise eine Hochspannungswicklung
mit diesem Stoff gefüllt und eingekapselt werden, dann wird die Wicklung zuvor unter
Vakuum-Anwendung und Heizung möglichst vollkommen entgast und getrocknet. Dazu empfiehlt
sich ein entsprechend hohes Vakuum. Nach dieser Vorbereitung der Wicklung wird diese,
wenn es nicht schon vorher geschehen ist, in eine passende Gießform gebracht. Inzwischen
wurde vorher das Gießharz, der Härter und gegebenenfalls auch Füllstoff vorbereitet,
also geschmelzen, erwärmt, getrocknet, entgast. Dann werden die genannten Stoffe
gut miteinander vermischt und in die Form eingegossen. Alle diese Arbeitsgänge müssen
unter Abschluß von Luft und Feuchtigkeit, am besten im Vakuum durchgeführt werden,
insbesondere auch der Gießvorgang, damit nicht nachträglich Feuchtigkeit und Gas
in den Guß gelangen. Der Härter, der meist einen nicht unerheblichen Dampfdruck
hat, neigt bei Vakuum-Anwendung zur Verdampfung, so daß die Keu/Eck
Gefahr
besteht, dass das richtig angesetzte Giessharz-Hãrter-Gemisch an Härter verarmt
und dadurch die günstigste Zusammensetzung verlorengeht. Es wird also das Giessen
und auch die Vorbereitung der Stoffe immer in einer Härter-Atmosphäre, in der sich
auch Giessharzdämpfe befinden können, vor sich gehen, doch ist eine Bildung von
Härterdampfblasen in der Gussmasse unschädlich, weil infolge der Kondensation des
Dampfes die Blase gleich wieder verschwindet. Jedoch muss verhütet werden, dass
andere Gase Zutritt haben.
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Nach dem Füllen der Form bzw. dem Überfluten der in einer Form befindlichen
Wicklung, muss das Vakuum weggenommen werden, damit der normale Luftdruck auf den
Spiegel des Harzes einwirken kann. Unter Umständen muss statt der sauerstoffhaltigen
Luft ein neutrales Gas, z. B. Stickstoff verwandt werden, um eine nachteilige Beeinflussung
des Harzes durch den Sauerstoff der Luft zu verhindern. In gewissen Fällen muss
das Gas besonders sorgfältig getrocknet, vorgewärmt und sein Druck ausserdem noch
erhöht werden.
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Da das Giessharz zum Eindringen in einen Wicklungskörper über eine
längere Zeit eine möglichst grosse Dünnflüssigkeit, geringe Viskosität, haben muss,
ist je nach den Verarbeitungseigenschaften des Giessharzes, der Art des zu füllenden
Körpers, der Verarbeitungstemperatur, der Gebrauchsdauer, der Härtungstemperatur
und dem Schwundverlauf des Harzes, die für den Füllvorgang jeweils günstigste Temperatur
einzustellen. Sie kann aus diesen Gründen sowohl höher als auch niedriger als die
Verarbeitungstemperatur sein. Ist der Füllvorgang abgelaufen, so wird auf die für
eine rasche bzw. langsame Härtung erforderliche Temperatur übergegangen. Ein solcher
Arbeitsprozess ist in der Durchführung verhältnismässig schwierig und erfordert
| Neuerung |
| Die 2 hat die Aufgabe, eine Vorrichtung zu schaffen, die die |
| Durchführung dieser Arbeitsvorgänge wesentlich erleichtert. |
| i gemäss arbeitet die Vorrichtung mit einem Zweikammersy- |
| stem mit zwei gegeneinander absperrbaren, aber wenigstens beim
Gies- |
| sen miteinander verbundenen Vakuum-Kammern, in deren einer
(Teile- |
kammer) die einzugiessenden Teile und ihre Giessformen unter höherem Vakuum vorbehandelt
und in deren anderer (Stoffkammer) unter Vakuum mit Härter-oder Harz-Atmosphäre
die zu giessenden Stoffe vorbereitet und dann durch die Verbindungsöffnung der Kammern
den einzugiessenden Teilen zugeführt werden.
| -Ne r n 0 |
| Die ibSsäSM bietet u. a. folgende Vorteile :' |
| Alle Vorgänge finden unter Vakuum statt. Die zeitweise Trennung
der |
| Räume für die Teile und Stoffe gestattet, zur Vorbehandlung
der Tei- |
le ein ausreichend hohes Vakuum zu verwenden, das nicht durch Härter-oder Giessharzdämpfe
gestört wird. Erst unmittelbar vor dem Giessvorgang können die Härterdämpfe in die
Teilekammer gelangen und dadurch das Vakuum entsprechend herabsetzen. Dies ist besonders
günsteige weil dadurch eine Verarmung des Stoffgemisches an Härter beim und nach
dem Giessen verhütet wird, die richtige Gemischeinstellung also gesichert bleibt.
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Da das Giessharz sogleich nach Härterzusatz mit.. der Aushärtung beginnt,
ist eine Verkrustung der damit in Berührung kommenden Teile im Laufe der Zeit zu
erwarten. Um diese Verkrustung zu verhüten,
| empfiehlt es sich, das Giessharz sogleich nach Härterzusatz
in frei- |
| em Strahl der Giessform zuzuführen. Dies, kann in einfacher
Weise beim |
| Nftuerungs |
| EggSgegenstand dadurch geschehen, dass man die Austrittsöffnung |
| des Giessharzgemisches in der Stoffkammer höher legt als die
Giess- |
| form in der Teilekammer und die verschliessbare Verbindungsöffnung |
der beiden Kammern im Wege des Austrittstrahles anbringt. Am besten ordnet man Giessform,
Verbindungsöffnung und Austrittöffnung senkrecht übereinander an.
| ruäii"g, |
| Ein Ausführungsbeispiel des M gegenstandes ist in der Zeich- |
| nung dargestellt. Ein Vakuum-Gefäss-1 ist durch eine Wand 2
in zwei |
| Kammern I und II unterteilt. Die Trennwand hat eine Öffnung
3, die durch |
einen Schieber 4 vakuumdicht verschlossen werden kann. In der Kammer I befindet
sich ein Drehtisch 5, der'durch eine verschliessbare Öffnung 6 mit den Giessformen
7 beschickt werden kann. Bei 8 ist eine Evakuierungsvorrichtung angeschlossen. Heizvorrichtungen,
ein Antrieb für den Drehtisch u. dgl. sind der Einfachheit halber weggelassen.
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In der Kammer II, die über der Kammer I angeordnet ist, befindet sich
eine mit Härter gefüllte Schale 9, die den Zweck hat, bei der Evakuierung-der Kammer
II durch den Stutzen 10 sowie bei eventueller Aufheizung eine Härter-Atmosphäre
zu schaffen, ohne dass der dazu erforderliche Härter dem Giessharzgemisch entnommen
zu werden braucht.
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Ferner befindet sich in der Kammer II ein Mischer 11, der durch Zuleitungen
mit Vorkammern III bis VI verbunden ist. Die Kammer III dient zur Aufnahme und Vorbereitung
des Giessharzes. Die Kammer IV ist in derselben Weise für den Härter und die Kammer
V für den Füllstoff vorgesehen. Der Füllstoff kann zuvor noch in der Kammer VI geglüht
werden,
wenn es sich beispielsweise um Quarzmehl od. dgl. handelt. Durch 12-sind wieder
die Anschlusstutzen für eine Evakuierungvorrichtung angedeutet. Der Einfachheit
halber sind hier ebenfalls die Heizvorrichtungen, ferner Ventile, Schieber, Antriebe,
Transportvorrichtungen in der Zeichnung weggelassen, ebenso ist die Evakuierungsvorrichtung
nicht dargestellt und auch nicht die ihr vorgelagerten Abscheider und Filter für
Wasser-, Härter-und Giessharzdämpfe.
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Alles dieses Zubehör ist in verschiedenen Bauformen bekannt und soll
deshalb nicht erläutert werden.
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Die Vorrichtung arbeitet folgendermassen : Es werden z. B. zu füllende
und einzukapselnde Wicklungen in die Formen 7 eingebracht und anschliessend werden
die Formen durch die Türe 6 auf den Drehtisch 5 gestellt. Die Kammer III wird mit
Giessharz, die Kammer IV und die Schale 9 mit Härter und gegebenenfalls die Kammern
V und VI mit Füllstoff gefüllt. Dann wird das Ganze entsprechend vorgeheizt und
zwar gegebenenfalls jede Kammer nach einem eigenen Fahrplan und mit der für sie
günstigsten Temperatur. Anschliessend werden die einzelnen Kammern oder wenigstens
ein Teil derselben evakuiert und unter Vakuum gehalten, doch kann man dazwischen
erneut heisse Gase oder Dämpfe einleiten oder durchblasen und anschliessend wieder
evakuieren, um die Erwärmung und Warmhaltung der zu behandelnden Stoffe und Teile
zu erleichtern. Zum Schluss stellt man in die Kammer I ein verhältnismässig gutes
Vakuum her, um die Teile ausreichend zu trocknen und zu entgasen, ebenso ist zum
Schluss in der Kammer II nur noch Härter-Atmosphäre aus der Schale 9 enthalten.
Alle anderen Gase sind entfernt. Natürlich ist wegen der Härter-Atmosphäre das Vakuum
in der Kammer II geringer als in der Kammer I. Das Giessharz in der Kammer III wird
bei der Vorbereitung beispielsweise erhitzt, damit es genügend dünnflüssig ist.
Es wird zwecks Entgasung und Trocknung in . der Kammer III oder nach der Zuleitung
zur Mischvorrichtung 11 umgerührt.
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Ist alles genügend vorbereitet, dann wird der Schieber 4 geöffnet.
Sofort erfüllt die Härter-Atmosphäre der Kammer II auch die Kammer I und erschwert
dadurch ein Abdampfen des Härters aus dem Giessgemisch.
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Dem Mischer 11 wird nun Giessharz, Härter und gegebenenfalls Füllstoff
zugeleitet. Die Stoffe werden innig miteinander vermischt. Das Vakuum verhütet dabei
eine Blasenbildung. Dann wird die Einflussöffnung des Mischers 11 geöffnet und das
Gemisch fliesst im Freistrahl durch die Öffnung 3 in die darunter stehende Form
7. Sobald diese gefüllt ist, wird durch Drehung des Schwenktisches eine neue Form
unter
die Öffnung 3 gebracht und so werden nacheinander sämtliche Formen gefüllt. Zwischen
den Kammern III bis V und der Kammer II können auch Dosiervorrichtungen angebracht
werden, um für jeden Guss eine genügende Menge des Giessharzgemisches in der richtigen
Zusammensetzung zu erhalten.
| Das Giessharz dringt nun in die Wicklungen ein und füllt alle
Hohl- |
| t |
| räume. Dieses Eindringen wird durch die vorherige Trocknung
und Ent- |
| gasung so'beschleunigt, dass das Giessharz während des Tränkvorgan- |
ges noch einigermassen dünnflüssig bleibt, eine Voraussetzung für eine vollständige
Füllung der Wicklung. Das Harz härtet anschliessend durch. Hierauf oder schon früher
wird die Öffnung 3 durch den Schieber 4 verschlossen, das Vakuum in der Kammer I
aufgehoben, die Türe 6 geöffnet und die Formen 7 herausgenommen und durch neue Formen
| ersetzt. Nach dem Schliessen der Türe 6 beginnt der schon oben
ge- |
| schilderte Vorgang von neuem. U. U. werden die herausgenommenen
For- |
| men samt Inhalt noch in einem Ofen nachbehandelt, um vollständig |
| durchzuhärten und um die Kammer I möglichst bald für eine neue
Be- |
schickung frei'zu be kommen. Anschliessend werden die eingekapselten und gefüllten
Wicklungen aus der Form genommen.
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Das Ausführungsbeispiel zeigt, dass mit der angegebenen Vorrichtung
die eingangs geschilderten Arbeitsvorgänge bequem und leicht auch von weniger geschultem
Personal, oder vielleicht sogar selbsttätig bei Anwendung entsprechender Automatik
durchgeführt werden können.
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Man erhält vollkommen gefüllte und eingekapselte Wicklungen, die hohen
elektrischen Beanspruchungen ohne weiteres auch auf die Dauer gewachsen sind. Natürlich
können in der gleichen Weise auch Spulen von elektrischen Maschinen und anderen
Geräten, Hochspannungsisolatoren u. a. elektrisch hoch beanspruchte Isolierteile
und überhaupt Teile aus Giessharz od. dgl. ge-und vergossen werden. Der Guss ist
| stets dicht und blasenfrei. |