DE2303551B2

DE2303551B2 - Anlage zum Herstellen von GieBlingen aus Kunstharz im Druckgießverfahren

Info

Publication number: DE2303551B2
Application number: DE19732303551
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl.-Ing. 7312 Kirchheim Altmann
Original assignee: Transformatoren Union AG
Current assignee: Transformatoren Union AG
Priority date: 1973-01-25
Filing date: 1973-01-25
Publication date: 1980-09-25
Also published as: DE2303551A1; DE2303551C3

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage zum Herstellen von Gießlingen aus Kunstharz nach dem Druckgießverfahren, mit einer von innen und außen mit dem gleichen Druck beaufschlagbaren, beheizbaren dünnwandigen Gießform, die in einer Druckkammer angeordnet ist.

Mit diesem bekannten Druckgieß- oder Druckgelierverfahren sind Gußstücke sehr hoher Maßgenauigkeit, hoher mecharJscher und elektrischer Festigkeit bei kürzeren EntformungF^eiten herstellbar. Ein sehr großer Vorteil dieses Druckgelierverfahrens liegt darin, daß infolge des aufgebrachte-- Druckes flüssiges Gießharz beim Erhärtungsvorgang noch nachfließen kann und damit Lunker- und Rißbildung weitgehend vermieden wird.

Das Druckgelierverfahren verwendet die Eigenschaft eines Gießharzes, bei erhöhter Temperatur schneller zu reagieren, d. h. zu erhärten, so daß die Forderung an die Gießform gestellt ist, dem eingefüllten flüssigen Gießharz genügend Wärme zur erforderlichen Aufreizung zu übertragen. Hierzu ist eine relativ große Wärmekapazität der Gießform erforderlich.

Beim Druckgelierverfahren erfolgt die Aushärtung zonenweise von den Wänden der Gießform ausgehend entsprechend dem Fortschreiten der aus der Gießform übertragenen Wärme bei Unterstützung durch die exotherme Reaktionswärme, wodurch das Nachdrücken des flüssigen Gießharzes mit Überdruck in das Innere des Gießkörpers möglich bleibt.

Die im Druckgelierverfahren hergestellten Gießharzwerkstücke weisen also gegenüber den in anderen Verfahren hergestellten Gießlingen erhebliche Vorteile auf, die dazu benötigten Formen sind jedoch sehr umfangreich, schwierig und teuer in der Herstellung, so daß eine praktische Anwendung bisher auf Fälle für größere Stückzahlen beschränkt blieb.

Durch die DE-AS 10 58 592 ist schon eine Anordnung bekannt, bei der zum Ausgleich von Volumenändeningen der Gießmasse an der Gießform besondere komprcssible wurmförmige Ansätze vorgesehen sind. Nach dem Finfüllen der Gießmasse wird bei dieser Anordnung die Gießform geschlossen und dadurch eine unmittelbare Druikeinwirkung von außen auf die Gießmasse verhindert. Infolge von Spannungen in den Wänden der wiirmformigen Ansiit/e und nach dem Aushärten (Gelieren) der Gießmasse in diesen Ansätzen

besteht die Gefahr der Ausbildung von Lunkern in dem Gießkörper. Schließlich dient bei der bekannten Anordnung die Druckkammer gleichzeitig als Behälter für ein flüssiges Druck- und Heizmedium, Dadurch ist die Reinhaltung und Wartung der Druckkammer erschwert und bleibt die Druckkammer auch während der Abkühlzeit des Gießlings belegt

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, zum Druckgießen von Einzelstücken kleiner Serien und Sonderausführungen eine Anlage zu schaffen, in der mit sehr einfachen Gießformen die Vorteile des Druckgießverfahrens ausnutzbar sind.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Anlage der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß innerhalb der Druckkammer ein mit einer Heizflüssigkeit füllbarer, offener Behälter zur Aufnahme der Gießform vorgesehen ist und das Innere der Gießform mit dem mit einem Druckgas beaufschlagbaren Inneren der Druckkammer direkt in Verbindung steht.

Ais Wärmeträger zur Einleitung der Reaktion des Harzes dient eine geeignete Flüssigkeit, die die in ihr enthaltene Wärme durch die voraussetzungsgemäß dünne Wand der Form an das eingegossene Gießharz abgibt.

Da der Spiegel des Flüssigkeitsbades außerhalb der Form und der Spiegel des flüssigen Gießharzes in der Form mit dem gleichen Druck beaufschlagt werden, kann der erforderliche Überdruck auf die Oberfläche des eingegossenen Harzes ohne Gefährdung der Form aufgebracht werden.

Bei einer derartigen Anlage bestehen auch nicht die hohen Anforderungen an die absolute Gasdichtigkeit der Form, wie bei den bisherigen direkt beheizten Formen zur freien Aufstellung, sondern es genügt eine Flüssigkeitsdichtigkeit.

Um die Herstellung hochwertiger Gießlinge aus Gießharz, insbesondere für elektrotechnische Zwecke mit gutem dielektrischen Eigenschaften zu erreichen, ist es bekannt und üblich, den Gießvorgang unter weitgehend herabgesetztem Druck, also annähernd Vakuum, vorzunehmen. Hierzu wird die Gießform in einem Vakuumgefäß angeordnet und das flüssige Gießharz entweder in das Gefäß selbst mit eingebracht und dann vergossen oder von außen durcn geeignete Schleusen dem Gefäß und damit der For"i zugeführt.

Bei Anwendung dieser Technik unter Verwendung der erfindungsgemäßen Anlage ist das Flüssigkeitsbad mit der Gießform in einer entsprechenden vakuum- und druckfesten Gießkammer angeordnet, in welcher der Verguß mit dem erforderlichen Vakuum erfolgen kann, worauf dann der Gasdruck für den Reaktionsvorgang entsprechend auf das erforderliche Maß erhöht wird.

Eine zweckmäßige Weiterbildung der erfindungsgemäßen Anlage besteht darin, den Flüssigkeitsbadbehälter mittels einer Auffüll- und Entleerungsleitung mit einem außerhalb der Gießkammer liegenden Vorrats-und Aufheizkessel zu verbinden.

Bei entsprechender Anordnung und unter Zuhilfenahme einer Pumpe kann die wärmetragende Flüssigkeit im Kreislauf umgewälzt werden, so daß der Tempcraturverlauf an der Gießform genau gesteuert werden kann bzw. absolut konstant gehalten werden kann, unabhängig davon, wieviel Wärme in den Gießling und an die F"orm abgegeben wird. Hierdurch ergeben sich außerdem zusätzliche Vorteile für das Verfahren, weil durch Umpumpen der Wärmeträgerflüssigkeit immer wieder Flüssigkeit mit der eingestellten Temperatur an die

Formwände herangeführt wird.

Anhand der ein AusfQhrungsbeispiel darstellenden Zeichnung wird die erfindungsgemäße Anlage und ihre Funktion näher beschrieben.

Das dargestellte Beispiel zeigt das Vergießen einer elektrotechnischen Wicklung. Es zeigt

F i g. 1 einen Querschnitt einer erfindungsgemäßen Anlage,

F i g. 2 einen Schnitt längs der Linie A-A in F i g. 1 durch die Anlage.

In F i g. 1 ist 1 die Druckkammer 1, in welcher das Eingießen des Gießharzes 7 zunächst unter Vakuum stattfindet, worauf der Innendruck dann über den Normaldruck erhöht wird, dargestellt

In dieser Druckkammer 1 ist ein wannenartiger Behälter 2 angeordnet, der mit einer geeigneten Heizflüssigkeit 3 mit hoher Wärmekapazität gefüllt ist. In dieser Heizflüssigkeit 3 ist die dünnwandige Gießform 4, im gezeigten Beispiel in Gestalt eines doppelwandigen Zylinders, eingebaut. In die Gießform 4 eingesetzt ist im gezeigten Beispiel die einzugießende Wicklung 5 von Zylindergestalt

Der trichterartig ausgeweitete Einfüllstutzen 6 ragt über den Flüssigkeitsspiegel in dem Behälter 2 heraus, ist Einfüllöffnung und Steiger zugleich und wird von einer in der Zeichnung nicht dargestellten Gießeinrichtung bedient Um die Reaktion im Eingießstutzen 6 selbst zu verlangsamen und die flüssige Phase des Gießharzes 7 hier am längsten zu erhalten, um ein Nachfließen des Gießharzes 7 in die Gießform 4 bis zuletzt zu ermöglichen, kann es erforderlich sein, den Einfüllstutzen 6 selbst vor der Wärmezufuhr aus der Heizflüssigkeit 3 zu schützen. Hierzu kann eine geeignete Wärmeisolation angebracht werden oder es genügt, wie in F i g. 1 gezeigt, eine Anbringung eines den Einfüllstutzen 6 umgebenden Kragens 11, der die Berührung der Heizflüssigkeit 3 mit der Wand d«s Einfüllstutzens 6 verhindert.

Im Beispiel ist die Gießform 4 bereits mit einem Gießharz 7 gefüllt Der Behälter 2 ist mittels einer gegebenenfalls flexiblen Auffülleitung 8 mit einem außerhalb der Druckkammer 1 stehtnden Kessel verbunden, der mittels einer geeigneten Heizvorrichtung die Heizflüssigkeit 3 auf die erforderliche Temperatur bringt

In Fig.2 ist ein Längsschnitt durch den Behälter 2 längs der Achse A-A dargestellt. Es ist die als doppelwandiger Zylinder ausgeführte dünnwandige Gießform 4 erkennbar, in welcher die elektrotechnische Wicklung 5 untergebracht ist Die Zylinderteile der Gießform 4 sind an den Stirnseiten mit kreisringartigen Scheiben 9 abgeschlossen, wobei die Scheiben 9 entsprechende Durchbrüche 10 aufweisen, um die Heizflüssigkeit 3 auch ins Innere vordringen zu lassen.

Als Heizflüssigkeit 3 ist jedes geeignete flüssige Medium mit ausreichender Siedetemperatur verwendbar, soweit es nicht andere Nachteile, beispielsweise Giftigkeit oder Aggressivität, aufweist

Die Anlage arbeitet etwa wie folgt:

Die dünnwandige Gießform 4 wird in den Behälter 2 gestellt und beides zusammen in die Druckkammer 1 eingebracht Hierbei werden mittels entsprechender Schlauchanschlüsse die Verbindungen mit dem außerhalb liegenden Vorratskessel der Heizflüssigkeit 3 hergestellt Zuerst wird das Gießharz 7 eingefüllt und danach die Heizflüssigkeit 3, womit zugleich auch ein Aufschwimmen der leeren O'ißform 4 auf der Heizflüssigkeit 3 verhindert wird. J^t ier Wärmebedarf sehr groß, so kann die Heizflüssigkeit 3 im Kreislauf geführt werden, wobei ständig frisch aufgeheizte Heizflüssigkeit 3 zuströmt Ist die Gießform 4 bis zur erforderlichen Höhe mit flüssigem Gießharz 7 unter Vakuum gefüllt so wird Luft oder ein geeignetes Gas in die Druckkammer 1 unter dem erforderlichen Druck eingefüllt, wobei also der gleiche Druck auf dem Spiegel der Heizflüssigkeit 3 in dem Behälter 2 und dem Gießharzspiegel in der Gießform 4 aufliegt. Infolge dieser Tatsache kann keine Verformung der Gießform 4 stattfinden, auch wenn sie noch so dünn ist. Wenn eine ausreichende Aushärtung des Gießlings stattgefunden hat wird der Druck abgesenkt, die Heizflüssigkeit 3 aus dem Behälter 2 ebenfalls entfernt und der Behälter 2 mit der Gießform 4 aus der Druckkammer 1 entnommen.

Je nach der Form des herzustellenden Gießlings kann es vorteilhaft sein, das Ansteigen des Spk-gels der Heizflüssigkeit 3 so zu steuern, daß damit der Geliervorgang des Gießharzes 7 in den einzelnen I iöhenschichten beeinflußt wird, d. h. beispielsweise es werden zuerst nur die unteren Partien überflutet und damit das Gelieren in den oberen Partien verzögert mit dem Vorteil, den Nachlauf flüssigen Gießharzes besser als bei sofortiger vollständiger Überflutung sicherzustellen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Anlage zum Herstellen von Gießlingen aus Kunstharz nach dem Dnickgießverfahren, mit einer von innen und außen mit dem gleichen Druck beaufschlagbaren, beheizbaren dünnwandigen Gießform, die in einer Druckkammer angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Druckkammer (1) ein mit einer Heizflüssigkeit (3) füllbarer, offener Behälter (2) zur Aufnahme der Gießform (4) vorgesehen ist und das Innere der Gießform (4) mit dem mit einem Druckgas beaufschlagbaren Inneren der Druckkammer (1) direkt in Verbindung steht.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (2) mittels einer Auffüll- und Entleerungsleitung (8) mit einem außerhalb der Druckkammer (1) liegenden Vorrats- und Aufheizkessel verbunden ist.

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