DE1059173B

DE1059173B - Process for embedding preferably metallic bodies in hardenable casting resins

Info

Publication number: DE1059173B
Application number: DEL23384A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Adelheid Heinrich; Jutta Drechsler
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1955-11-10
Filing date: 1955-11-10
Publication date: 1959-06-11

Description

Verfahren zum Einbetten von vorzugsweise metallischen Körpern in härtbare Gießharze Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einbetten von vorzugsweise metallischen Körpern in härtbare Gießharze. Method for embedding preferably metallic bodies in curable casting resins The invention relates to a method for embedding preferably metallic bodies in curable casting resins.

Es sind sogenannte Niederdruck-Gießharze bekanntgeworden, die ohne Abspaltung flüchtiger Bestandteile aushärten. Außerdem haben diese Gießharze den Vorteil, daß sie nach dem Aushärten auch bei Anwendung von relativ hohen Temperaturen im Gegensatz von thermoplastischen Kunstharzen nicht wieder erweichen. Hinzu kommen die guten elektrischen Eigenschaften, so daß derartige Gießharze auch eine weite Verbreitung in der Elektrotechnik gefunden haben. So-called low-pressure casting resins have become known without Cure the elimination of volatile constituents. In addition, these casting resins have the Advantage that after curing, even when relatively high temperatures are used In contrast to thermoplastic resins, they do not soften again. To be added the good electrical properties, so that such casting resins also have a wide range Have found widespread use in electrical engineering.

Es ist bereits bekannt, in diese Gießharze Konstruktionsteile, Magnete, Eisenkerne usw. einzubetten. It is already known that construction parts, magnets, Embed iron cores, etc.

Im allgemeinen wird dabei so verfahren, daß der zu umgießende Gegenstand, der etwa Raumtemperatur aufweist, in einer Form angeordnet wird. Darauf erfolgt der Einguß des flüssigen Gießharzes in die Form, die aufgeheizt sein kann. Dem Gießharz sind dabei Beschleuniger und Härter zugesetzt. Die Aushärtung des Harzes in der Form verläuft dabei von außen nach innen, da das Harz am äußeren Rand der Form zuerst warm wird und die Wärmeleitung von außen nach innen stattfindet.In general, the procedure is such that the object to be encapsulated, which is about room temperature, is placed in a mold. Thereupon takes place pouring the liquid casting resin into the mold, which can be heated. The cast resin accelerators and hardeners are added. The hardening of the resin in the The mold runs from the outside to the inside because the resin is first at the outer edge of the mold gets warm and the heat conduction takes place from the outside to the inside.

Beim Aushärten des Gießharzes tritt nun die nachteilige Eigenschaft des Schrumpfens auf. Damit wird auf den im Gießharz eingebetteten Körper ein Druck ausgeiibt, der in vielen Fällen unerwünscht ist, da er zu unzulässigen Änderungen der Eigenschaften des eingebetteten Körpers führen kann. The disadvantageous property occurs when the casting resin hardens of shrinking. This creates pressure on the body embedded in the cast resin which is undesirable in many cases as it leads to impermissible changes of the properties of the embedded body.

Zur Vermeidung dieses Schrumpfdruckes des Gießharzes sind bereits die verschiedensten Mittel vorgeschlagen worden. So ist es beispielsweise bekannt, um den eingebetteten Körper eine Hülle aus elastischem Material als Polster anzuorden. Als elastisches Material sind Schaumstoffe, Filze, Gummi u. dgl. vorgeschlagen worden. Derartige Hüllen ergeben jedoch nur zum Teil die erwünschte Wirkung, und außerdem ist es fertigungstechnisch nachteilig, erst jeden Körper mit einer Hülle zu versehen. Dabei muß beachtet werden, daß diese Hülle sich nicht mit dem umgebenden Gießharz vollsaugt, da dadurch selbstverständlich die geforderte Elastizität des Polsters verlorengeht. To avoid this shrinkage pressure of the casting resin are already various means have been proposed. For example, it is known to arrange a cover made of elastic material as a cushion for the embedded body. As the elastic material, foams, felts, rubber and the like have been proposed. However, such casings only partially produce the desired effect, and moreover it is disadvantageous from a manufacturing point of view to first provide each body with a cover. It must be ensured that this shell does not interfere with the surrounding cast resin soaks up, as this of course gives the upholstery the required elasticity get lost.

Somit muß die Hülle selbst wieder mit einem gegen Gießharz dichten Mantel umgeben werden. Es ist offensichtlich, daß die Anordnung von Hüllen und Polstern am eingebetteten Körper mit vielen Nachteilen verbunden ist.Thus, the shell itself has to seal again with a resin Coat to be surrounded. It is obvious that the arrangement of covers and pads on the embedded body is associated with many disadvantages.

Durch die Erfindung werden derartige Umhüllungen vollkommen vermieden. Die Erfindung besteht darin, daß der Körper vor dem Einbringen in das Gießharz auf eine die Polymerisation des Gießharzes bewirkende Temperatur gebracht wird wobei die Temperaturen des einzubettenden Körpers und des Gießharzes unter Berücksichtigung der verschiedenen Wärmeausdehnungskoeffizienten derart aufeinander abgestimmt werden, daß beim Härten keine Schrumpfspannungen auftreten. Such enclosures are completely avoided by the invention. The invention consists in that the body is exposed to the casting resin before it is introduced a temperature effecting the polymerization of the casting resin is brought, wherein the Temperatures of the body to be embedded and the casting resin taking into account the different coefficients of thermal expansion are coordinated in such a way that that no shrinkage stresses occur during hardening.

Es ist bereits ein Verfahren zum Umspritzen von Drähten, Rohren, isolierten Leitungen, Kabeln und anderen Formkörpern mit thermoplastischen Kunststoffen bekannt. Der zu umspritzende Körper soll dabei vor dem Aufbringen des Überzuges auf die gleiche oder annähernd gleiche Temperatur erwärmt werden wie der im erwärmten Zustand aufzubringende thermoplastische Kunststoff. Die Erwärmung des zu umspritzenden Körpers dient im Gegensatz zum erfindungsgemäßen Verfahren dazu, der Umspritzung eine größere Gleichmäßigkeit und Dauerhaftigkeit zu verleihen, als dies ohne Erwärmung möglich ist. Außerdem soll der hergestellte Überzug eine größere Spannungsfreiheit erhalten. Das bekannte Verfahren ist auf die Herstellung relativ dünner Schutz- bzw. Isolationsüberzüge auf Drähte, Rohre od. dgl. beschränkt. It is already a process for overmoulding wires, pipes, insulated lines, cables and other molded bodies with thermoplastics known. The body to be overmolded should be done before the coating is applied be heated to the same or approximately the same temperature as that in the heated State of the thermoplastic material to be applied. The heating of the overmolded In contrast to the method according to the invention, the body is used for the encapsulation to impart greater uniformity and durability than would be the case without heating is possible. In addition, the coating produced should have a greater freedom from tension obtain. The known process is based on the production of relatively thin protective or insulation coatings on wires, pipes or the like.

Eine einwandfreie Herstellung von großen Isolierwandstärken, wie dies in einfacher Weise durch das erfindungsgemäße Verfahren erreicht wird, ist nicht oder nur unter großen Schwierigkeiten möglich.A flawless manufacture of large insulation wall thicknesses like this is achieved in a simple manner by the method according to the invention is not or only possible with great difficulty.

Da in vielen Fällen der einzubettende Körper keiner übermäßigen Temperatur ausgesetzt werden darf, wird zweckmäßig ein kalt aushärtendes Gießharz verwendet, und zwar vorzugsweise ein Äthoxylinharz. Because in many cases the body to be embedded does not have an excessive temperature may be exposed, it is advisable to use a cold-curing casting resin, preferably an ethoxylin resin.

Bei Verwendung eines derartigen Harzes ist diesem etwa 5 bis 10 ovo Härter zuzusetzen, wobei sich ein Betrag von 6 ovo als besonders günstig gezeigt hat. Die Aushärtung selbst erfolgt bei Raumtemperatur. Einer weiteren Ausbildung entsprechend erfolgt die Aushärtung unter Wärmeanwendung von außen, wobei die Wärmeeinwirkung auf das Gießharz allmählich erfolgt.When using such a resin, it is about 5 to 10 ovo To add harder, an amount of 6 ovo has been shown to be particularly favorable Has. The curing itself takes place at room temperature. Another training curing takes place accordingly with the application of heat from the outside, whereby the action of heat on the casting resin takes place gradually.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren besitzt also der einzubettende Körper bereits eine bestimmte Temperatur. Diese Temperatur muß selbstverständlich so hoch sein, daß eine Polymerisation des Gießharzes erfolgt. Andererseits muß diese Temperatur und auch die Temperatur des Gießharzes wieder so gewählt werden, daß die Differenz der Wärmeausdehnungskoeffizienten von Körper und Gießharz berücksichtigt werden. Beide Temperaturen werden so aufeinander abgestimmt, daß sich die Aushärtung des Gießharzes ohne Schrumpferscheinungen vollzieht. Unter Berücksichtigung der für die Polymerisation benötigten Mindesttemperatur kann diese Temperatur jedoch in einem bestimmten Bereich, der die Mindesttemperatur nicht unterschreitet, zwecks Steuerung der Ausdehnung von Körper und Gießharz geändert werden. Es ist dabei möglich, sowohl die Temperatur des Körpers als auch die des Gießharzes oder auch beider zu ändern. Als zweckmäßig hat sich ein kalt aushärtendes Gießharz erwiesen, das auch mäßig erwärmt werden kann. In the method according to the invention, the body to be embedded therefore has already a certain temperature. This temperature must of course be so high be that a polymerization of the casting resin takes place. On the other hand, this temperature must and also the temperature of the casting resin can be chosen again so that the difference the coefficient of thermal expansion of the body and casting resin must be taken into account. Both temperatures are coordinated so that the curing of the Cast resin takes place without shrinkage phenomena. Taking into account the for the polymerization required minimum temperature can, however, in this temperature a certain range that does not fall below the minimum temperature for the purpose of Control of the expansion of the body and cast resin can be changed. It is possible both the temperature of the body and that of the casting resin or both change. A cold-curing casting resin has proven to be useful, and that too can be moderately heated.

Eine vollkommen druckspannungsfreie Einbettung von Körpern der verschiedensten Abmessungen und Werkstoffe ergibt sich beispielsweise, wenn ein Äthoxylinharz ohne Füllstoffe verwendet wird, dem vorzugsweise 6e/o Härter zugegeben wird. Das Harz-Härter-Gemisch kann dabei Raumtemperatur haben oder bis etwa 450 C erwärmt sein. Der einzubettende Körper ist auf eine Temperatur von etwa 1200 C gebracht und wird entweder mit dem Harz umgossen oder in dieses eingebettet, worauf die Aushärtung bei Raumtemperatur erfolgt. A completely compressive stress-free embedding of bodies of the most varied Dimensions and materials results, for example, if an ethoxylin resin without Fillers is used, to which 6e / o hardener is preferably added. The resin-hardener mixture can be at room temperature or heated to about 450 ° C. The one to be embedded The body is brought to a temperature of around 1200 C and is either with the Resin cast around or embedded in this, followed by curing at room temperature he follows.

Durch genaue Untersuchungen wurde nun festgestellt, daß die Aushärtung bei dieser Temperatur erst nach einigen Tagen wirklich abgeschlossen ist. Careful investigations have now shown that the hardening at this temperature is only really completed after a few days.

Eine derart lange Aushärtungszeit ist jedoch in vielen Fällen nicht tragbar. Diese Zeit kann beträchtlich herabgesetzt werden, wenn die Form äußerst langsam auf eine erhöhte Temperatur gebracht wird und bei dieser Temperatur gehärtet wird. Die Anheizung muß dabei derart erfolgen, daß nicht doch wieder durch die äußere Wärmeeinwirkung auf das Gießharz Druckspannungen auftreten. Als zweckmäßig hat sich eine Aufheizung der Form auf etwa 800 C innerhalb von 3 bis 4 Stunden erwiesen mit einer anschießenden Einwirkung dieser Temperatur auf das Harz für 5 bis 6 Stunden. Die Gesamtzeit für eine einwandfreie Aushärtung beträgt somit nur noch etwa 10 Stunden.However, such a long curing time is not in many cases portable. This time can be reduced considerably if the shape is extreme is slowly brought to an elevated temperature and cured at this temperature will. The heating must be done in such a way that not through again the outer The effect of heat on the cast resin creates compressive stresses. Has proven to be useful a heating of the mold to about 800 C within 3 to 4 hours proved to be subsequent exposure to the resin at this temperature for 5 to 6 hours. The total time for perfect curing is therefore only about 10 hours.

Wie die Temperatur des einzubettenden Körpers das Ergebnis beeinflußt, zeigt ein weiteres Beispiel, bei dem unter sonst gleichen Verhältnissen (Gießharz auf Raumtemperatur) lediglich der Körper auf eine Temperatur von etwa 1500 C gebracht und in das Gießharz eingebettet wurde. Im ausgehärteten Gießharz traten dabei Zugspannungen auf. How the temperature of the body to be embedded affects the result, shows another example in which under otherwise identical conditions (cast resin to room temperature) only the body is brought to a temperature of about 1500 C. and was embedded in the casting resin. Tensile stresses occurred in the hardened cast resin on.

Bei gegen mechanische Beanspruchung empfindlichen Körpern muß eine leichte Entformung des Gießlings möglich sein, da sich anderenfalls Eigenschaftsänderungen des eingebetteten Körpers ergeben. For bodies that are sensitive to mechanical stress, a easy demoulding of the casting be possible, otherwise there will be changes in properties of the embedded body.

Als Trennmittel wird daher Silikonharz verwendet.Silicone resin is therefore used as a release agent.

Die einzubettenden Körper können sowohl Vollals auch Ringkörper sein. Besonders vorteilhaft ist das erfindungsgemäße Verfahren für die spannungsfreie Einbettung magnetisch weicher Werkstoffe geeignet, die bekanntlich mechanisch sehr empfindlich sind. The bodies to be embedded can be solid or ring bodies. The method according to the invention is particularly advantageous for the stress-free Embedding magnetically soft materials that are known to be very mechanical are sensitive.

Claims

PATENT CLAIM: Method for embedding preferably metallic Bodies in curable casting resins, characterized in that the body is prior to being introduced in the casting resin to a temperature which brings about the polymerization of the casting resin is brought, the temperatures of the body to be embedded and the casting resin taking into account the different coefficients of thermal expansion be coordinated so that no shrinkage stresses occur during hardening.

Publications considered: German Patent No. 757 045; "Construction", Volume 5 (1953), Issue 9, pp. 277 to 286.