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Verfahren zum Herstellen von vollisolierten
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elektrischen Elementen und Verwendung einer Polyesterharz-Strangformmasse
als elektrische Isolierumhüllung.
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von vollisolierten
elektrischen Elementen, z.B. für die Elektronik, wie Gleichrichter, Spulen, Kondensatoren
usw., bei dem die Grundteile des elektrischen Elementes mit einer Masse guter elektrischer
Isoliereigenschaften umhüllt werden. Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf die
Verwendung einer Polyesterharz-Strangformmasse als elektrische Isolierumhüllung.
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Bei bekannten Verfahren dieser Art erfolgt die vollisolierende Ummantelung
derartiger elektrischer Elemente dadurch, daß zuerst eine Hülle aus einem Duroplast
durch
Spritzen hergestellt wird und daß dann die Grundteile, also
die eigentlichen elektrischen Teile des Elementes in diese Hülle eingelegt werden
und mit einemZweikomponenten-Gießharz umgossen werden. Nachteilig hieran ist, daß
dieses Verfahren mehrere Arbeitsgänge erfordert und daß es daher zeitaufwendig und
kostspielig ist.
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Kostspielig ist darüberhinaus auch das Einbringen des Zweikomponenten-Gießharzes,
da dieses im Moment des Einbringens in die Duroplast-Hülle gemischt werden muß,
wobei das richtige Mischungsverhältnis bestimmt werden muß, was sehr umständlich
ist. Außerdem wird das Verfahren dadurch kompliziert, daß noch das Material in die
Hülle eingebracht werden muß und die Innenteile dabei umgossen werden müssen. Darüberhinaus
entwickelt dieses Gießharz bei seiner Reduktion Wärme, die die zuvor gespritzte
Hülle in Mitleidenschaft ziehen kann, da diese gegen Biegebeanspruchungen instabil
ist, und die auch ein Einschrumpfen dieser Hülle bewirken kann. Dies wiederum bringt
die Gefahr der Rissebildung in der Umhüllung mit sich, was wiederum bedeutet, daß
die elektrischen Elemente nicht mehr hundertprozentig vor Feuchtigkeit geschützt
sind und daher die Uberschlags- und Durchschlagsfestigkeit herabgesetzt ist.
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Bei einem anderen bekannten Verfahren wurde sehr zähflüssiges Material
vorgeschlagen, das die Gefahr mit sich brachte, daß, da äa auch ein relativ hoher
Spitzdruck verwendet werden
muß, sich die in das Werkzeug eingelegten
Teile, wie beispielsweise die Kondensatorplättchen, die Anschlüsse oder dergleichen
verschieben, so daß die elektrischen Eigenschaften nachteilig beeinflußt werden
und die tage und der Abstand der elektrischen Anschlüsse nicht mehr genau sind,
was insbesondere bei Elementen zur Verwendung mit gedruckten Schaltungsplatten nicht
zugelassen werden kann. Aus diesem Grunde war dieses Verfahren für die Praxis unbrauchbar.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum
Herstellen von vollisolierten elektrischen-Elementen zu schaffen, das weniger aufwendig
ist und das ein sicheres und genaues Einbetten des betreffenden Teiles des elektrischen
Elementes gestattet.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß die Grundteile des elektrischen
Elementes in ein Werkzeug eingelegt und mit einer Polyesterharz-Strangformmasse,
die als endloser mit Polyesterharz imprägnierter Glasseidenstrang vorliegt, durch
Spritzen, Spritzgiessen, Pressen oder Spritzpressen umhüllt werden.
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Diese Vollisolierung der elektrischen Elemente kann in einem einzigen
Arbeitsgang erfolgen, was sich in einer kürzeren Arbeitszeit und in einem geringeren
Preis niederschlägt. Ferner kann dieses Material in einfacher Weise beispielsweise
auf einer Kunststoffspritzmaschine verarbeitet werden. Ein weiterer Vorteil der
Verwendung dieses Materials besteht darin, daß es nach dem Ausbacken so gut wie
keinen Schwund aufweist, da dieser in der Größenordnung von etwa 0,05% liegt. Die
Strangformmasse, die in vorteilhafter Weise auf einer Spule aufgewickelt und von
dieser herunter verarbeitet wird, wird vor dem Werkzeug im Spritzzylinder auf eine
derartige Temperatur erwärmt, daß es eine leichtflüssige Konsistenz erhält. Dies
hat den großen Vorteil, daß mit Sicherheit eine Verschiebung der in das Werkzeug
eingelegten Teile der Elemente verhindert ist, da dieses Material sehr leicht fließend
ist. Aufgrund der Leicht- bzw. Dünnflüssigkeit kann das Material in das Werkzeug
beispielsweise mittels einer Spritz- oder Preßmaschine unter einem relativ geringen
Druck von z.B. 25 kp/cm2 eingegeben werden. Auch dies verhindert ein Verschieben
der erwähnten Teile innerhalb des Werkzeugs. Nach dem Ausbacken entsteht ein Hartgewebe,
das aufgrund der als Harzträger vorgesehenen Glasfasern, die regelmäßig, d.h. parallel
zueinander
in einem Strang verlaufen, eine gute Festigkeit besitzt,
was auch Rissebildungen verhindert. Darüberhinaus ist auch die Wasseraufnahme gering
und die Eriechstromfestigkeit hoch. Diese dadurch hergestellte einfache Ummantelung
hält erhebliche Temperaturschwankungen, etwa im Bereich von + 160 0C bis -50° C
ohne wesentlichen Einfluß aus.
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Bevorzugt wird beim erfindungsgemäßen Verfahren die Polyester-Strangformmasse
im Zuführzylinder auf etwa 30 bis 600 C erwärmt, wodurch die Gefahr einer vorzeitigen
Härtung des Materials im Zylinder praktisch beseitigt ist.
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Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung sind der folgenden
Beschreibung eines Ausführungsbeispieles eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum
Herstellen von voll isolierten elektrischen Elementen zu entnehmen.
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Erfindungsgemäß wird zum Herstellen einer Vollisolation bzw. zum Einbetten
von Grund- bzw. Bestandteilen für vollisolierte elektrische Elemente, wie beispielsweise
Gleichrichter, Spulen, Kondensatoren und dergleichen, beispielsweise für die Elektronik,
eine Polyester-Strangformmasse verwendet, in der die betreffenden leitenden und
isolierenden Teile luftdicht eingeschlossen bzw. eingebettet
sind.
Die verwendete Polyesterharz-Strangformmasse, die unter dem Warenzeichen Harex im
Handel ist, kann mittels herkömmlicher Maschinen mit oder ohne Schneckenplastifizierung
im Preß-, SpritzpreR-, Spritz-oder Spritzgußverfahren verarbeitet werden. Die Harzbasis
dieser Polyesterharz-Strangformmasse ist ein styrolhaltiges, ungesättigtes Polyesterharz
und als Harzträger werden beim Ausführungsbeispiel zu etwa 30% endlose Glasseidenstränge
und im übrigen anorganische Hülle stoffe verwendet. Diese Polyesterharz-Strangformmasse
ist im Ausgangszustand ein mit dem genannten Polyesterharz imprägnierter, vorzugsweise
endloser Glasseidenstrang, dessen Glasfaserverteilung im wesentlichen etwa regelmaßig
in Form von parallelen Glasfasern ist. Dieser Strang der Polyesterharz-Formmasse
wird auf Spulen gewickelt und von diesen mittels einer der genannten Eunststoff-Verarbeitungsmaschinen
abgezogen.
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Die Herstellung der Isolierummantelung für die elektrischen Elemente
erfolgt dadurch, daß die betreffenden Teile, wie beispielsweise Magnetkern mit Drahtwicklung,
Kondensatorplättchen, Gleichrichterelemente, Anschlüsse und/oder dergleichen in
ein Werkzeug bzw. in eine Form an der gewünschten Stelle eingelegt werden, wobei
dieses Werkzeug bzw. diese Form an die Düsenseite der betreffenden
Verarbeitungsmaschine,
die für eine kontinuierliche Verarbeitung ausgerüstet sein kann, angeordnet ist.
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Die Temperatur der Polyesterharz-Strangformmasse wird auf den Weg
von der Einzugszone zur Düsenseite des Spritzzylinders von 300 C auf 600 C erhöht,
um dadurch die richtige Verarbeitungstemperatur zu erhalten. In der Einzugszone
herrscht vorzugsweise eine Temperatur zwischen etwa 200 C und 400 C, die im Bereich
des Zuführzylinders auf etwa 300 C bis 600 C erhöht wird. Eine weitere wesentliche
Erhöhung der Verarbeitungstemperatur erfolgt im Werkzeug selbst. In diesem Bereich
beträgt die Verarbeitungstemperatur zwischen etwa 1400 C und 1600 C. Bei dieser
Verarbeitungstemperatur besitzt die Polyesterharz-Strangformmasse eine leichtflüssige
Konsistenz, was bedeutet, daß das Iiaterial die eingelegten Elemente sehr leicht
umfließen kann, so daß auf diese ein geringstmöglicher Druck ausgeübt wird, was
die Gefahr einer Verschiebung dieser Elemente ausschließt. Diese sehr leicht fließende
Masse benötigt bei der Verarbeitung auch einen relativ geringen Druck. Bevorzugt
wird beim Spritzen oder Spritzgießen eine Verarbeitungstemperatur im Spritz-Werkzeug
von etwa 1600 C und beim Pressen oder Spritzpressen eine solche von ca. 1500 C gewählt,
um das sehr gute Fließvermögen der Polyesterharz-Strangformmasse in diesem Gemperaturbereich
auszunützen.
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Das Ausbacken bzw. Härten dieser aufgrund der Glasfaserbeimischung
langfaserigen Masse geht relativ rasch vor sich, wobei Rissebildungen aufgrund einer
äußerst geringen Volumenabnahme verhindert sind, denn es ist lediglich ein Schwund
von etwa 0,05 % zu verzeichnen. Diese im verarbeiteten Zustand ein Hartgewebe auf
der Basis von Phenol/Eresol- und Kresolharzen darstellende Formmasse besitzt aufgrund
ihrer Langfaserigkeit eine gute Festigkeit. Aufgrund dieser und der ausgezeichneten
elektrischen Eigenschaften ist das neue Verfahren, die Teile der elektrischen Elemente
nur in diese Formmasse einzubetten, dem eingangs erwähnten Verfahren vorzuziehen.