DE2024931A1

DE2024931A1 - Resin encapsulated electrical apparatus - esp current - or voltage transformer using two stage potting

Info

Publication number: DE2024931A1
Application number: DE19702024931
Authority: DE
Inventors: Hans 4300 Essen Bruckhoff
Original assignee: Fried Krupp AG
Current assignee: Fried Krupp AG
Priority date: 1970-05-22
Filing date: 1970-05-22
Publication date: 1971-12-02

Description

d. Krupp Gesellschaft mit
"beschränkter Haftung in "Sssen

Verfahren sum Herstellen eipes gießharzisolierten elektrischen Apparates, inebesondere eines Strom- oder Spannungswandler

Beim Herstellen von gießharz-isolietren elektrischen Apparaten, ins"besondere Spannungs- und Strommeßwandlern, muß verhindert werden, daß die elektrisch aktiven Teile, z.B. die Kerne und Wicklungen, durch das beim Schrumpfen des sie umschließenden Gießharzes beim Aushärten Sphaden leiden. So würde der z.B. aus Nickeleisenblechen "bestehende Kern eines Wandlers, wenn er ohne Polsterung von dem Gießharz umschlossen würde, unter dem Schrumpfungsdruck beim Härten des Gießharzes soine magnetischen Eigenschaften in unerwUnsohter Weise ändern.

3s ist bekannt, die Kerne und Wicklungen von gießharzisolierten Meßwandlern durch UmwieleLn mit Halbleiter-Krepp zu polstern und diesen mit synttefcisehen Plasten zu handagieren. Doch ist nicht gewährleistet, daß dies» Bandage völlig dicht ist. Es muß daher damit gerechnet werden, daß das Gießharz vor dem Erhärten in die Krepp-Umhüllung eindringt und diese folglich nicht mehr in der erforderlichen Weise zusammendrückbar ist. Dann werden aber die Kerne und Wicklungen nicht vor schädlichen Bruokbelaatutlge« beim Schrumpfen des Gießharzes geschützt.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe augrunde, derartige Schaden auf wirtschaftliche Weise mit Sicherheit zu vermeiden.

EV 66/59 - 1 -

tz/Pa

109849/0767

Das wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass die zu Schützenden elektrisch aktiven Teile, Bevor sie mit dem Gießharz Umgossenwerden mit dem Gießharz undurchdringlichem Schaumstoff umhüllt werden. Die so gebildete Schaumstoffschicht, die sich mit dem geringem Kostenaufwand Herstellen lässt, ist volumenelastisch und gibt daher nach dem Umgießen mit dem Gießharz, wenn dieses beim Aushärten schrumpft, nach, so dass die Kerne und/oder die Wicklungen nicht durch Schrumpfspannung leiden. Wesentlich hierbei Ist es, dass die Schaumstoff- Umhüllung in sich dicht ist, so dass kein Gießharz in Ihr Inneres Eindringt und folglich die Nachgiebigkeit des Schaumstoffes erhalten bleibt.

Es gibt verschiedene Möglichkeiten zum Herstellen der Schaumstoff- Umhüllung Nach der Erfindung.

Wenn es darauf ankommt, bestimmte Abmessungen und eine besonderen Gestalt der Schaumstoff-Umhüllung zu verwirklichen, kann man in der Weise verfahren, dass in eine Form, welche die zu schützenden elektrisch aktiven Teile mit Abstand umgibt, selbstschäumender Kunststoff, z. B. Polyurethan, eingegeben und zum Aufschäumen Gebracht wird.

Wichtig ist es hierbei, dass das Aufschäumen unter solchen Temperaturverhältnissen Geschieht, dass ein Schaumstoff mit in sich geschlossenen Bläschen entsteht.

D.h., der Schaumstoff darf nicht schwammartig durchlässig sein, sondern es muss Verhindert wird, dass Gießharz in das Innere des Schaumstoffes eindringt.

Bei Anwendung eines geeigneten Treibers für das Aufschäumen kann man Schaumstoff Mit einer Dichte von 30 bis 120 g/l erzielen.

Man hat es in der Hand, die Form zur Bildung der Schaumstoffes-Umhüllung so zu Gestalten, dass mit dem Aufschäumen des Kunststoffes, der eine halbleitende Schicht Ergibt, Elektroden gebildet werden, d.h. Ausbuchtungen des Schaumstoff-Körpers, durch welche günstige Bedingungen hinsichtlich der Feldstärken innerhalb Des Gießharz-Wandlers geschaffen werden.

Damit die Schaumstoffschicht eine bestimmte Halbleitungseigenschaft erhält, kann Man dem aufzuschäumenden Kunststoff geeignete Beimengen z. B. aus Metall gebe.

Es ist aber auch möglich, dass die Schaumstoff-Umhüllung durch Aufspritzen von Kunststoff auf die zu schützenden elektrisch aktiven Teile gebildet wird. Hierzu werden Spritzvorrichtungen verwendet, mittels deren auch die verschiedenen Komponenten des Schaumstoffes vor den Spritzen gemischt werden.

Femer ist es möglich, dass die Schaumstoffschicht durch Aufstreichen von Kunststoff Auf die zu schützenden elektrisch aktiven Teile gebildet wird, was in manchen Fällen Genügt und einen besonders geringen Arbeitsaufwand bedingt.

Eine andere Möglichkeit beseht darin, dass die Schaumstoffschicht durch Aufkleben Von geschäumten, undurchlässigen Platten, z. B. Gummi, auf die zu schützenden Elektrisch aktiven Teile gebildet wird.

Auf der Zeichnung sind drei verschiedene Ausführungsbeispiele für die Herstellung von Gießharzisolierten Wandlern gemäß der Erfindung veranschaulicht; und zwar zeigt

Figur 1 Teile eines Spannungswandlers in einem Zwischenzustand der Herstellung hi einem Schnitt parallel zu den Blechen des Kernes,

Figur 2 einen gießharzisolierten Spannungswandler in einem quer durch den Kern gelegten Mitten-Schnitt und

Figur 3 einen quer durch eine Wicklung gelegten Schnitt eines Teiles eines Gießharzisolierten Wandlers.

Nach Fig. 1 wird der Kern 1, der einen rechteckigen Ring bildet, und aus dicht aufeinander Liegenden Blechen besteht, mit einer Umhüllung 2 aus geschäumtem Kunststoff versehen, Zu diesem Zweck wird der Kern 1 vollständig mit Abstand von einer geteilten Form umgeben.

Ein Teil der Form wird durch einen den Hauptschenkel des Kernes umgebendes Trägerrohr Gebildet, auf dem die Primärwicklung 4 sitzt.

Die drei übrigen Schenkel des Kernes 1 Werden von zwei oder mehr Teilen 5 der Form Umgeben, welche das Trägerrohr 3 an dessen Enden dicht umschließen.

Auf der Oberseite hat die Form einen Füllstutzen 6 und einen Entlüftungsstutzen 7.

Zur Herstellung der Umhüllung 2 wird durch den Füllstutzen 6 eine geeignete Menge von Schäumbahren Kunststoff, vorzugsweise Polyurethan, mit dem zugehörigen Treiber eingebracht.

Der Kunststoff schäumt auf und füllt den Zwischenraum zwischen der Form 3, 5 und dem Kern 1 aus, so dass dieser von allen Seiten von dem geschäumten Kunststoff umhüllt wird.

-A-

Das Aufschäumen geschieht in der Weise, dass die Flächen des Schaumstoffes in sich geschlossen sind.

Nach Fertigstellung der Schaumstoff-Umhüllung werden die Form-Teile 5 entfernt und Die durch die Stutzen 6, 7 gebildeten Schaumstoff-Ansätze beseitigt.

Danach wird der Kern 1 und die Wicklung 4 mit dem Trägerrohr 3, nachdem die sonstige Elektrisch aktiven Teile zugefügt worden sind, mit Gießharz umgössen.

Wenn dieses beim Aushärten schrumpft, wird die Schaumstoff-Umhüllung 2 zusammen gedrückt.

Hierdurch wird schädliche Druckbeanspruchung von dem Kern 1 ferngehalten.

Da der Schaumstoff dicht ist, kann kein Gießharz in ihn eindringen, so dass die Nachgiebigkeit der Schaumstoff-Umhüllung nicht gemindert wird.

In Fig. 2 sind den Kern des Spannungswandlers wieder mit 1, das Trägerrohr mit 3 und die Primärwicklung mit 4 bezeichnet.

8 ist die Sekundärwicklung und 9 der Gießharz-Körper.

Auch in diesem Fall ist der Kern 1 mit einer Umhüllung 2 aus geschäumten Kunststoff, Vorzugsweise Polyurethan, versehen.

Dieser wird ebenfalls durch Aufschäumen von geeigneten Komponenten in einer dem Kern Mit Abstand umgebenden Form erzeugt.

Man hat es in der Hand, diese Form so zu gestalten, dass die Schaumstoff-Umhüllung 2 Sogenannte Elektroden 11 aufweist, z. B. in der Form von Ausbuchtungen in solcher Art, dass günstige Verhältnisse hinsichtlich der Feldstärken innerhalb des Gießharz-Körpers Erzielt werden.

Fig. 3 zeigt, dass nicht nur der Eisenkern 1, sondern auch eine Wicklung 4 mit einer dichten Schaumstoff-Umhüllung 2 versehen ist.

Das kommt z. B. für einen Stromwandler in Betracht.

Claims

Patentansprflche

1. Verfahren zum Herstellen eines gießharzisolierten elektrischen Apparates,
insbesondere eines Strom - oder Spannungswandlers, mit einer nachgiebigen
Umhüllung von elektrisch aktiven Teilen, z. B. des Kernes oder der Wicklungen,
zum Schutz gegen die mit der der Schrumpfung des Gießharzes verbundene
Druckbelastung, dadurch gekennzeichnet, dass die zu schützenden elektrisch
aktiven Teilen( 1,4), bevor sie mit dem Gießharz undurchlässigem Schaumstoff (2) umhüllt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in eine Form (3, 5),
welche die zu schützenden elektrisch aktiven Teile (1) mit Abstand umgibt,
selbstschäumender Kunststoff, z. B. Polyurethan, eingeben und zum Aufschäumen gebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Aufschäumen des Kunststoffes, der eine halbleitende Schicht (2) ergibt, unter Verwendung einer entsprechenden Form Elektroden (11) gebildet werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaumstoffschicht durch Aufspritzen von Kunststoff auf die zu schützenden elektrisch aktiven Teile gebildet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaumstoffschicht durch Aufstreichen von Kunststoff auf die zu schützenden elektrisch aktive Teile gebildet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaumstoffschicht durch Aufkleben von geschäumten, undurchlässigen Platten, z. B. aus Gummi, auf die zu schützenden elektrisch aktiven Teile gebildet wird.