DE1912635A1

DE1912635A1 - Verfahren zum Vergiessen von elektrischen Bauteilen

Info

Publication number: DE1912635A1
Application number: DE19691912635
Authority: DE
Inventors: Werner Kluge
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1969-03-13
Filing date: 1969-03-13
Publication date: 1970-09-24

Description

Verfahren zum Vergiessen von elektrischen Bauteilen.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vergiessen von elektrischen Bauteilen, die in Bechern montiert sind.
In elektrischen Geräten können zwischen Punkten mit verschieden hohem Potential elektrische Entladungen auftreten. Um z.Bs bei Hochspannungsteilen die Überschläte zu vermeiden, werden diese Teile mit einem Isoliermaterial umgeben oder vergossen. Auch bei im Unterdruck arbeitenden Hochspannungsgeräten wird eine hermetische Einbettung vorgesehen, um die dort auftretenden verlängerten Schlagweiten zu beseitigen.
Die Vergussmasse setzt die Uberschlagsweiten der elektrischen Spannung herab und schUtzt ausserdem die eingebetteten Teile vor Feuchtigkeit.
Als Vergussmasse kann giessfähiger Silikon-Kautschuk verwendet werden. Dieser Kautschuk hat den Vorteil, dass er be einem eventuellen SpannungsUberschlag nicht karbonisiert sondern bei der dabei entstehenden hohen Temperatur in nicht leitende Asche zerfällt. Auch eignet er sich zum vergiessen von elektrischen Bauteilen, die in einem weiten Temperaturbereich funktionsfähig bleiben Nachteilig ist bei diesen Materialien die geringe Härte, der hohe Ausdehnungskoeffizient und die Bindungslosigkeit an fast alle Körper bei einfachem Verguss0 Dadurch kann es zu Riss- und Trennfugenbildung um die Bauelemente bei grossen Temperaturschwankungen kommen. Der Nachteil der geringen Härte kann durch Einsetzen der Bauelemente und des Vergusses in einen Becher umgangen werden. Hierbei wirkt sich jedoch der hohe Ausdehnungskoeffiient wieder stärker aus, so dass es zu Sprenungen des umhüllenden Bechers kommen kann.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die aufgezeigten Nachteile zu vermeiden und ein Verfahren zu Schaffen, das ein sicheres Einbetten von elektrischen 3auteilen und einen guten Schutz gegen Überschläge in einem weiten Temperaturbereich und im Unterdruck sicherstellt, wobei auch eine raumsparende Konstruktion möglich sein soll.
Erfindungsgemäss wird dies durch ein Verfahren mit den folgenden Verfahrensschritten erreicht: a) Säubern und trocknen der zu montierenden und zu vergiessenden elektrischen Bauteiles Füllkörper und Becherinnenwandung ; b) Reinigen der zu vergiessenden Teile mit Azeton zum Zwecke der Fett- und Wachsentfernung ; c) Trocknen der gesäuberten und gereinigten elektrischen Bauteile, Füllkörper und Becher 20 bis 4o Minuten bei 70 bis 90° C; d) Grundieren der zu vergiessenden Teile durch Streichen oder Spülen; e) Einbrennen der Grundierung 50 bis 70 Minuten bei 70 bis 90°C ; f) Eingiessen der Vergussmasse bis der Becher dreiviertel gefüllt ist, mindestens jedoch soweit, dass das grösste bauelement bedeckt ist ; g) Entgasen der eingegossenen Vergussmasse 2 bis 3 Minuten bei 20 bis 50 Torr ; h) Nachfüllen der Vergussmasse bis zum oberen Rand des Bechers ; i) AUsfäfrten des Vergusses 13 bis 17 Stunden bei 40 bis 60°C und einer Belüftung von höchstens 10 % relativer Luftfeuchtigkeit bei 25°C ; k) Lagern der Beecher 96 Stunden bei Raumtempertur ; l) Verschliessen der Eecher mit den mit feinen Löchern versehebnen Deckeln.
In weiteren vorteilhaften Verbesserungen des Verfahrens geschieht das Trocknen der gereinigten Teile 30 Minuten und das Einbrennen der Grundisrung 60 Minuten bei 80°C.
Das Aushärten der eingegossenen Vergussmasse soll bis spätestens 30 Minuten nach dem Eingiessen beginnen und 15 Stunden lang bei 50°C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 10 % bei 25°C stattfinden.
Die verwendete Vergussmasse besteht vorzugsweise aus 90 Gewichtsteilen Silikon-Kautschuk., 10 " Sil-Gel, und 4 " Härter, die nacheinander gemischt werden. Im Anschluss daran soll die Masse einmal im Vakuum aufschäumen, Bei diesem Verfahren und der beschriebenen Vergussmasse haben sich Keramik-Kugeln als gute Füllkörper erwiesen.
Die Vorteile des erfindungsgemässen Verfahrens liegen in der extremen Hochspannungsfestigkeit von 1 Kilovolt pro Millimeter bei mechanisch nicht bewegten Teilen in einem Grenztemperaturbereich von -62°C bis +200°C (Dauerbetrieb -55°C bis +155°C). Dabei darf ein Unterdruck bis mindestens 33 Torr oder Feuchteklima auftreten.
weiterhin zeichnet sich der Verguss durch eine mässige Dehnung aus, da übermässig grosse Volumen der Vergussmasse durch Füllkörper verhindert werden. Auch besteht die Möglichkeit der leichten Reparatur durch Nachgiessen von Vergussmasse, nachdem die Fehlstellen ausgeschabt wurden, da der Nachguss trennungsfrei an den alten Verguss bindet.
Durch den Zusatz von giessfähigem Silikon-Kautschuk.mit geringer Viskosität, z.B. Sil-Gel, zu der Vergussmasse ergibt sich eine Durchtränkung der Kapillaren. Nur einenormale Vortrockung ist nötig, weil die auftretende Feuchtigkeit beim Silikon als Härter mit eingebaut wird.
Von Vorteil ist auch, dass der Verguss ungiftig ist.
Die Erfindung wird an Hand einer Zeichnung eines Ausführungsbeispieles beschrieben. In Fig. 1- ist eine Hochspannungsversorgung im Schnitt dargestellt. In einem Becher 1 sind die elek-trischen Bauteile 2 montiert. Die dabei entstandenen grösseren freien Hohlräume sind mit Füllkörpern, beispielsweise Keramik-Kugeln 3, ausgefüllt, um den freien Raum zu verringern. Der verbleibende Raum ist mit einer Vergussmasse 4 ausgegossen und ein mit Löchern 6 versehener Deckel 5 schliesst den Becher 1 an seiner freien Seite ab.
Im folgenden wird das Vergiessen der Hochspannungsversorgung beschrieben. Die montierten und zuvergiessenden Bauteile 2 müssen vor dem Verguss sauber und trocken sein.
Verunreinigungen durch Staub, Fett, Oel, Wachs und dergleichen werden durch ein Reinigungsmittel, beispielsweise Azeton, entfernt. Danach werden in einem gut be-und entlüfteten Ofen ungefähr 3o Minuten bei 800C die Bauteile 2 getrocknet. Becherinnenwandung, im Becher 1 montierte Bauteile 2 sowie die als Füllkörper verwendeten Keramik-Kugeln 3 werden bei Raumtemperaturen mit einer Grundierung eingestrichen oder ausgespült. Das Spülen kann dadurch geschehen, dass der Becher 1 mit der Grundierung vollgegossen wird und nach der Einwirkungszeit von einer Minute die Masse wieder, bei Verwendung von Keramik-Kugeln 3 durch ein Sieb, ausgegossen wird. Danach erfolgt ein Einbrennen bei 800 C, das eine Stunde dauern soll. Die behandelten Teile dürfen nicht mehr mit den Fingern berührt werden, um die Haftfähigkeit der Vergussmasse nicht zu verringern. Aus dem gleiChen Grunde sollte das eigentliche Vergiessen auch baldmöglichst erfolgen. Mit der Grundierung vor dem Vergiessen wird eine gute Verbindung zwischen allen Teilen und der Vergussmasse 4 erreicht.
Die verwendete Vergussmasse 4 wird bei Raumtemparatur in einem geeigneten Gefäss aus 9° Gewichtsteilen Silikon-Kautschuk, 10 " Einbettmasse Sil-Gel, und 4 " Härter zusammengesetzt und nacheinander gut vermischt. Anschliessend soll die Masse im Vakuum einmal aufschäumen.
Das fertige Gemisch ist etwa zwei Stunden gebrauchsfähig.
Die entgaste Vergussmasse wird in den grundierten und gegebenenfalls mit Keramik-Kugeln 3 gefüllten Becher 1 gegossen. Um einem Überschäumen entgegen zu wirken, wird der becher nur dreiviertel vollgegossen, jedoch mindestens bis zur Oberkante des höchten bauteiles. Danach wird bei einem Unterdruck von zwanzig bis fünfzig Torr ungefähr zwei bis drei Minuten lang die eingegossene Masse entgast und anschliessend bis zum oberen Rand des Bechers 1 aufgefüllt. Unmittelbar im Anschluss daran, höchstens aber dreissig Minuten später, wird die Baueinheit für fünfzehn Stunden bei 50°C ausgehärtet.
Während der Härtung muss für eine gute Belüftung gesongt werden. Die zugeführte Frischlaft soll eine relative Luftfeuchtigkeit von 10 % bei 25°C (DIN 500 12) haben. Eine feuchtere Luft würde zur beschleünigten Oberflächenhärtung und damit zu Blasenbildung führen.
Der erforderliche Dehnungsraum für die erstarrte Vergussmasse 4 ergibt sich aus dem eventuellen Überlaufen während der ersten Härtungsphase und dem nachfolgenden Härtungsschrumpfen. Voraussetzung dafür ist, dass der Becher 1 dicht ist.
Eine thermische Beanspruchung der vergossenen Baueinheit darf nicht vor 96 Stunden Lagerung bei Raumtemparatur erfolgen. Nach dieser Lagerzeit erfolgt das Verschliessen des Bechers 1 mit dem mit kleinen Löchern versehenen Deckel 5.
1 Blatt Zeichnung, 1 Fig.
6 Batentansprüche

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Verfahren zum Vergiessen von elektrischen Bauteilen, die 9 in Bechern montiert sind, gekennzeichnet durch folgend de Verfahrensschritte: a)Säubern und Trocknen der zu montierenden und zu vergiessenden elektrischen Bauteile (2)> Füllkörper und Becherinnenwandung ; b) Reinigen der zu vergiessenden Teile mit Azeton zum Zwecke der Fett- und Wachsentfernung; c) Trocknen der gesäuberten und gereinigten elektrischen Bauteile (2), Füllkörper und Becher (l) zwanzig bis vierzig Minuten bei 70 bis 90°C ; d) Grundieren der zu vergiessenden Teile durch Streichen oder Spülen; e) Einbrennen der Grundierung 50 bis 70 Minuten bei 70 bis 90°C.

f) Eingiessen der Vergussmasse (4) bis der Becher (1) dreiviertel gefüllt ist, mindestens Jedoch soweit, dass das grösste Bauelement bedeckt ist; g) Entgasen der eingegossenen Vergussmasse (4) zwei bis drei Minuten bei 20 bis 50 Torr; h) Nachfüllen der Vergussmasse (4) bis zum oberen Rand des Bechers (1); i) Aushärten des Vergusses (4) dreizehn bis siebzehn Stunden bei 4o bis 600C und einer Belüftung von höchstens 10 % relativer Luftfeuchtigkeit -bei 25°C; k) Lagern der Becher (1) sechsundneunzig Stunden bei Raumtemperatur; 1) Verschliessen der Becher (1) mit den mit feinen Löchern(6) versehenen Deckeln (5).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Trocknen der gereinigten Teile vorzugsweise 30 Minuten bei 800C geschieht.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Einbrennen der Grundierung vorzugsweise 60 Minuten bei 80 0C erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Aushärten der eingegossenen Vergussmasse vorzugsweise 15 Stunden bei 50 0C und unmittelbar im Anschluss an den Verguss stattfindet.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vergussmasse aus 90 Gewichtsteilen Silikon-Kautschuk, lo " Sil-Gel, und 4" Härter, die nacheinander gut vermischt und dann im Vakuum einmal aufgeschäumt werden, besteht.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllkörper> die aus Keramik-Kugeln (3) bestehen, vor dem Eingiessen der Vergussmasse (4) in den Becher (1) gefüllt werden.