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Dokumentenidentifikation EP1614124 19.04.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001614124
Titel VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG VON FORMTEILEN FÜR SCHALTEINRICHTUNGEN DER NIEDER-, MITTEL- UND HOCHSPANNUNGSTECHNIK
Anmelder ABB Technology AG, Zürich, CH
Erfinder GENTSCH, Dietmar, 40878 Ratingen, DE
Vertreter derzeit kein Vertreter bestellt
DE-Aktenzeichen 502004003142
Vertragsstaaten AT, BE, BG, CH, CY, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, FR, GB, GR, HU, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PL, PT, RO, SE, SI, SK, TR
Sprache des Dokument DE
EP-Anmeldetag 07.04.2004
EP-Aktenzeichen 047261490
WO-Anmeldetag 07.04.2004
PCT-Aktenzeichen PCT/EP2004/003745
WO-Veröffentlichungsnummer 2004090913
WO-Veröffentlichungsdatum 21.10.2004
EP-Offenlegungsdatum 11.01.2006
EP date of grant 07.03.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 19.04.2007
IPC-Hauptklasse H01B 3/18(2006.01)A, F, I, 20070206, B, H, EP
IPC-Nebenklasse H01B 3/30(2006.01)A, L, I, 20070206, B, H, EP   C08K 3/00(2006.01)A, L, I, 20070206, B, H, EP   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Isolierstoff- Formteilen für Schalteinrichtungen der Nieder-, Mittel- und Hochspannungstechnik, sowie eine Schalteinrichtung selbst, gemäß Oberbegriff der Patentansprüche 1, 2, 3 und 17.

An die Bauteile in genannten Schalteinrichtungen werden höchste Ansprüche gestellt. Neben den geforderten dielektrischen Eigenschaften finden mechanische Eigenschaften wie Umbruchfestigkeit, Stoßfestigkeit und die Neigung zur Rissbildung etc gleichzeitige Beachtung.

Es haben sich in der Vergangenheit Erfahrungen hierzu in Punkto Rissbildung bei Epoxydharz-Bauteilen und Bauteilen aus anderen isolierenden Werkstoffen in solchen Schalteinrichtungen ergeben.

Diese sind unbedingt zu vermeiden. Hierzu hat es in der Vergangenheit schon Bemühungen gegeben. Vakuumkammern und andere Teile, die in die Isolierstoff-Formteile eingebaut wurden, wurden mit ihren festen und beweglichen Anschlüssen direkt in das tragende Gehäuse aus Epoxydharz eingegossen. Um hierbei der Rissbildung zu begegnen, sind die Materialien der Formteile mit einem Füllstoffpulver-Zusatz bestehend aus Quarzmehl oder auch Quarzgutmehl gemeinsam vergossen.

Diese Vorgehensweise hat sich bewährt.

Des weiteren werden Bauteile zur Erhöhung der äußeren dielektrischen Festigkeit in Silikon bzw. Polyurethan oder ein "weich" eingestelltes Gießharz ohne ein Füllstoffpulver eingegossen.

Die Eingießtechnik bedingt, dass die Vakuumschaltkammer bzw. die Einlegeteile aus mechanischen Gründen vor dem Einguss in Epoxydharz mittels eines Elastomer - Werkstoffes gepolstert werden muss. Die Anforderungen an diesen Werkstoff sind:

  • hohe dielektrische Festigkeit
  • gute Haftung zur Vakuum-Schaltkammer (bzw. zum Einlegeteil)
  • gute Haftung zum umgebenden Epoxydharz
  • ausreichende Elastizität zur Aufnahme thermo- und mechanischer Spannungen

Zweck dieser Polsterung ist es, während der Herstellung und des Betriebes der Epoxydharzbauteile durch mechanischen oder thermischen Schwund entstehende Spannungen im Bauteil aufzunehmen.

Durch die hohe Dichte der heute üblichen Füllstoffpulver oder auch Füllstoffpulvermischungen bekommen die Bauteile ein entsprechend hohes Gesamtgewicht.

Beim Einsatz von Silikon bzw. Polyurethan oder eines "weich" eingestellten Gießharzes ohne ein Füllstoffpulver ist die mechanische Festigkeit der fertig vergossenen Bauteile gering, gummielastisch.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der gattungsgemäßen Art dahingehend zu verbessern, dass die genannten Nachteile bei gleichzeitigem Erhalt der beschriebenen gewonnen Vorteile beseitigt werden.

Die gestellte Aufgabe ist bei einem Verfahren der gattungsgemäßen Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen 4 bis 16 angegeben.

Im Hinblick auf eine Schalteinrichtung der gattungsgemäßen Art ist die gestellte Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 17 gelöst.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Einrichtung sind in den übrigen abhängigen Ansprüchen angegeben.

Kern der verfahrensgemäßen Erfindung ist hierbei, dass ein Gemisch von Kugeln mit einer statistischen Verteilung von Durchmessern einer Größe Dx als Füllstoff in die Vergussmasse mit eingebracht werden. Durch den Einsatz von Kugeln, Glaskugeln oder Glashohlkugeln, als Füllstoff in Epoxydharz oder in Kunststoffen oder auch durch eine Kombination von Kugeln und Füllstoffpulvern kann der chemisch bedingte Schwund bei der Aushärtung deutlich geringer eingestellt werden als die derzeit in der Literatur vorhandenen Werte, auch kann dies eine Reduktion des Ausdehnungskoeffizienten beim fertigen Bauteil bewirken. Mit dem erfindungsgemäßen Einsatz eines hinsichtlich des Aussendurchmessers der Partikel statistischen Gemisches werden höhere Packungsdichten erreicht. Die Partikel oder Partikelmatrix ist damit dichter bzw dichter verteilt. Damit entsteht ein mechanisch widerstandsfähiger Direkteinguss oder Direktverguss von Bauteilen und Komponenten.

Auch erhöht das kugelförmige Füllmaterial die Kerbzähigkeit der ausgehärteten Vergussmasse.

Die im Bauteil unvermeidlich verbleibenden mechanischen Schrumpfspannungen können durch das gefüllte Gießharz dadurch aufgenommen werden, dass der Füllstoff sphärisch im Epoxydharz vorliegt, wodurch wiederum die mechanischen Kennwerte der entsprechenden Mischung im Vergleich deutlich höher liegen.

Eine weitere Verfahrensalternative, die für sich oder gemeinsam mit der oben genannten Methode eingesetzt werden kann ist der entsprechende Einsatz von Hohlkugeln. In Verbindung mit der erstgenannten Maßnahme ergäbe sich ein Gemisch aus Voll- und Hohlkugeln. Durch ausschließliche Verwendung oder durch Mitverwendung von Hohlkugeln kann ein Isolator mit geringer Dichte hergestellt werden, der ein geringes Gesamtgewicht im Hinblick auf das spätere Gesamt-Bauteil ermöglicht.

Eine weitere Alternative, die jedoch optional auch im Zusammenhang mit den obigen Ansprüchen gelesen werden kann besteht darin, dass mindestens eine Schaltkammer mit einem Umguss aus einer ersten Vergussmasse versehen und sodann mit Anschlüssen in einen Block aus mindestens einer zweiten Vergussmasse wie Silikon oder Weich-Epoxy oder Kunststoff vergossen wird.

Als erste Vergussmasse wird Epoxydharz und als zweite Vergussmasse Silikon oder Polyurethan, oder Polyurethan-Derivate oder weich eingestelltes Epoxyd verwendet.

Dabei kann nun in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung vorgesehen sein, dass sowohl in die erste als auch in die zweite Vergussmasse die Partikel eingebracht werden.

In vorteilhafter Ausgestaltung bestehen die Kugeln bzw die Hohlkugeln aus Glas, oder aus Keramik, vorzugsweise aus Aluminiumnitrid-Keramik bestehen. Damit ist ein für den Einsatz in elektrischen Schalteinrichtungen geeigneter Werkstoff gewählt

Weiterhin ist vorteilhaft ausgestaltet, dass der Füllgrad zwischen 50 und 90 % eingestellt wird. Damit werden optimale Ergebnisse hinsichtlich mechanischer Anforderungen und rissverhindernder Maßnahmen erfüllt.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung werden dem Kugel und/oder Hohlkugelgemisch andere Füllstoffe zugemischt.

Zur besseren Benetzung der Glaskugeln oder auch Glashohlkugeln können handelsübliche Schlichten oder auch Primer auf der Glasoberfläche appliziert werden. Durch eine neuartige Kombination verschiedener Füllstoffpulver in der Epoxydharzmischung soll es künftig ermöglicht werden, die Einlegeteile (z.B. Vakuumschaltkammern oder andere metallische oder nichtmetallische Einlegeteile) ohne eine Polsterung aber auch mit einer solchen direkt mit der Epoxydharzmischung zu umgießen.

Zu Erreichung optimaler Ergebnisse werden zum einen Aussendurchmessergemische der Kugeln oder Hohlkugeln mit einer Bandbreite von 65 mikrometer bis 120 mikrometer verwendet.

Weiterhin werden auch optimale Ergebnisse mit Aussendurchmessern von 40 mikrometer bis 85 mikrometer erreicht.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass die Partikel eine mittlere Dichte von 0,2 g/cm3 aufweisen.

In vorteilhafter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Partikel eine mittlere Dichte von 0,37 g/cm3 aufweisen.

Weitere Ausgestaltungen bei denen sich im Ergebnis gute mechanische und elektrische Eigenschaften erzielen lassen sind folgende:

  • Hohlkugeln mit einen Durchmesser bis zu 200 Mikrometer.
  • Hohlkugeln mit einer effektiven Dichte zwischen 0,1 bis 0,6 g/cm3.
  • Vollkugeln mit einer Dichte von 2,0 bis 7,0 g/cm3.

Bei der oben genannten Dichte der Hohlkugeln ist die effektive Dichte, also Gewicht pro Volumeneinheit respektive des Hohlraumes gemeint.

In entsprechender Weise sind die Merkmale der erfindungsgemäßen Einrichtung entsprechend ausgebildet.

Ein weiterer Aspekt ist die Verbesserung der Wärmedurchgängigkeit, bei entstehender Wärme in den Schaltanlagen. Diese Wärme muss von innen nach außen geleitet , d.h. abgeführt werden.

Aus diesem Grund sind als Füll- oder Zuschlagsstoffe solche mit hoher spezifischer Wärmeleitfähigkeit gewählt. Insgesamt ist ein solcher Werkstoff bzw ein daraus gefertigtes Bauteil wesentlich geeigneter als Epoxydharz oder ein anderer Kunststoff allein. Gleichzeitig werden durch die erfindungsgemäße Befüllung mit Partikeln die Rissempfindlichkeit reduziert und eine hohe Isolationswirkung erhalten.

Zunächst unabhängig von den Zuschlagstoffen kann es einen umhüllenden Gesamteinguss in Silikon oder einen weich eingestellten Epoxymantel geben, der die Schaltkammern zum einen und die Anschlüsse zum anderen umschließt.

Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und nachfolgend näher beschrieben.

Es zeigt:

Figur 1:
Polteil mit Vakuumschaltkammer
Figur 2:
Bauteil nach Figur 1, bereits in dreiphasiger Ausführung.
Figur 3:
Ausführung mit einem Blockverguss in beispielsweise Silikon.

Figur 1 zeigt beispielhaft ein Polteil einer Schaltanlage. Hierbei ist eine Vakuumschaltkammer 1 von einer ersten Vergussmasse 10 aus Epoxydharz umgossen.

Als Vergussmasse ist wie bereits gesagt vorzugsweise eine Epoxydharzvergussmasse gewählt, die im Wortlaut der Patentansprüche als erste Vergussmasse bezeichnet ist. Diese kann nun erfindungsgemäß auch mit Kugeln oder Partikel der genannten Größe versehen sein. Mit der erfindungsgemäßen Wirkung der Reduktion der Rissbildungsgefahr geht gleichzeitig ein guter Wärmedurchgang einher. Um eine optimale Wärmeleitfähigkeit zu erzielen bestehen die Partikel oder Kugeln vorzugsweise aus Aluminiumnitrid. Aluminiumoxide sind auch geeignet, aber die Wärmeleitfähigkeit von AIN ist größer als von Al2O3.

Figur 2 zeigt die Anordnung einer dreiphasigen Drehstromschaltanordnung. Hierbei wird als letztes Umhüllungsmaterial d.h. als zweite Vergussmasse 20 Epoxyd, Silikon oder Polyurethan verwendet, in die die mit der ersten Vergussmasse vergossenen Polteile samt Anschlüssen / Stromschienen 2 eingelegt und von der zweiten Vergussmasse 20 umhüllt/vergossen werden. Hierbei können auch Spritz-"Guss-Verfahren angewendete werden. Epoxyd, Silikon oder Polyurethan verwendet. Dieses ist dann in der beschriebenen Weise mit dem Füllstoff versehen sein.

In das besagte Material werden die Füllstoffe, d.h. die Kugeln, Hohlkugeln und weiteren Füllstoffe eingebracht. Eine statistische Verteilung gewählter Partikel bzw Kugelgrößen führt zu einer hohen Packungsdichte.

Dies bedeutet nun, dass zur Verringerung innerer Spannungen in Epoxidharzbauteilen bei vorhandenen Einlegeteilen (z.B. Vakuumschaltkammern oder andere Teile) sowie zur Aufnahme von unvermeidbaren mechanischen Spannungen eine Kombination aus verschiedenen Kugeln, Glaskugeln oder Glashohlkugeln, als Zusatz zur Epoxidharzmasse verwendet werden. Der Füllgrad bestimmt die mechanischen und thermischen Eigenschaften. Vornehmlich beträgt er 50 - 90%. Durch den Einsatz von Glashohlkugel wird die Dichte der Epoxidharzmischung deutlich reduziert. Durch das Hinzufügen von Kugeln, Glaskugeln oder Glashohlkugeln, zum Silikon bzw. Polyurethan oder einem "weich" eingestelltem Gießharz nimmt die mechanische Festigkeit des Bauteils, sowie der Vergussmasse zu.

Andere weitere Füllstoffkomponenten den Kugeln in einem entsprechenden Mischungsverhältnis zuzumischen ist erfindungsgemäß weiterhin vorgesehen, z.B. Quarzmehl, Quarzgutmehl oder auch Wollastonit.

Auch kann statt des Epoxidharzes ein anderer duroplastischer Formstoff (z.B. Polyurethan) zum Einsatz kommen.

Die Glashohlkugel können dabei in der Vergussmasse mit einander in Berührung gehalten werden, so dass das Epoxydharz, Silikon oder Polyurethan folglich nur die Zwickel zwischen den Glashohlkugeln füllt, blasenfrei füllt. Der thermische Ausdehnungskoeffizient nimmt ab bis hin zu demjenigen von Glas.

Wird ein System bestehend aus Silikon bzw. Polyurethan oder ein "weich" eingestelltes Gießharz gewählt, so kann durch Hinzufügen von Kugeln, Glaskugeln oder Glashohlkugeln erreicht werden, dass die mechanische Festigkeit des Bauteils, deutlich zunimmt. Das eröffnet die Möglichkeit, dass auch diese Werkstoffmischungen zukünftig als Konstruktionswerkstoffe für den Verguss mechanisch beanspruchter Isolatoren (Bauteil) mit den erforderlichen Befestigungspunkten zur Verfügung stehen. Darüber hinaus lassen sich durch den Einsatz der Glashohlkugel extrem "leichte" Bauteile mit einer hohen mechanischen und dielektrischen Festigkeit herstellen.

Bei der Herstellung einer Feststoffisolation eines Isolatorblocks - (z.B. ein Einguss aller Komponenten einer Schaltanlage)- besteht besonders das Problem, dass die entstehende Wärme durch den Isolator hindurch nach außen an die Umgebung weitergeleitet werden muss, damit die Temperatur der eingegossenen Bauteile einen max. zulässigen Wert nicht überschreitet. Das wird derzeit durch die Maßnahme einer geringen aber ausreichenden Wandstärke des Isolators bzw. durch ein Aufsetzen eines Wärmeübertragers aus Metall (reicht durch den Isolator an einer Stelle bis auf die Metallteile hindurch bzw. in die Nähe eines Metallteils) erreicht.

In einer feststoffisolierten Schaltanlage liegen neben den Schaltelementen z.B. den Polteilen eine Reihe von Verbindungen und Stromübergängen vor, die ihrerseits ebenfalls feststoffisoliert sein müssen und an den Verbindungsstellen durch entsprechende Isolationselemente dielektrisch abzudichten sind.

In ein optimiertes Volumen werden hingegen alle notwendigen Komponenten wie z.B. die Vakuumschaltkammer als aktives Schaltelement, ein Dreistellungsschalter -ggf. als eine weitere Vakuumkammer-, die Stromzuführungsschienen, Wandler und weitere Komponenten eingebracht. Anschließend wird in einer Form das gesamte Equipment zu einem "Block" bzw. einer Einheit bevorzugt mit einem Silikongummi vergossen. Um aus dem entstandenen Block den Wärmestrom aus dem inneren Bereich nach außen abführen zu können, kann ein keramischer Füllstoff ins Silikon eingebracht werden. Der Füllstoff kann vorher in die Silikonmasse eingebracht sein. Eine andere Möglichkeit ist das Tränken des Füllstoffes, z.B. mit Silikon in der evakuierten Form

Durch den Einsatz von Silikon als Vergussmasse besteht die Möglichkeit, eine ganze technische Einrichtung mit einem Isolator ohne das sich Risse bilden zu umgießen.

Die Anschlüsse an einen evtl. dreiphasigen "Block" erfolgt bevorzugt über Kabel, verbunden mit handelsüblichen Steckerverbindungen der jeweiligen Steckergrößen. Die Buchsen liegen fest verbunden und vergossen im oder am "Block" vor. Zur Steigerung der mechanischen Festigkeit im Bereich der Schaltelemente können auch Gießharzbauteile (Polteile, u.a.) in die Silikonmasse hineinreichen, siehe die beiden Skizzen. An denen z.B. ein entsprechender Antrieb von außen montiert werden kann. Die übrigen Teile (Stromzuführungsschienen, Wandler, usw...) werden zwischen den Komponenten montiert. Nach einem Aufbringen von entsprechende Haftvermittlern kann ein elektrisch "dichter" Block mit allen erforderlichen Komponenten hergestellt werden.

Der Wärmestrom, der im Innern des Blocks entsteht kann besonders durch einen Füllstoff aus dem Werkstoff AIN (bis 220W/mK) an die Blockoberfläche geführt werden. Wird dieser keramische Werkstoff mit einem hohen Füllstoffanteil ins Silikonmaterial eingebracht, kann die Wärmeleitfähigkeit der Vergussmasse deutlich gesteigert und die dielektrische Performance auf dem heutigen Niveau gehalten bzw. gesteigert werden. Durch entsprechende Oberflächenvergrößerung (Berippung verbunden mit Konvektion der umgebenden Luft) bzw. durch Kühlelemente an entsprechenden dielektrisch unkritischen Stellen kann der Wärmestrom nach außen abgeführt werden.

Wird der Füllstoff z.B. direkt in eine die Komponenten umgebende Form eingebracht, können vergleichsweise "große" Teilchendurchmesser der keramischen Komponente gewählt werden. Das heißt, Teilchengrößen z.B. im 1-10mm Bereich, vorzugsweise mit einer sphärischen Form zur Steigerung der Kerbzähigkeit am fertigen Block. Anders im Falle eines Vergusses mit einer vorkonfektionierten Vergussmasse. In diesem Fall sind entsprechend feinere Teilchen zu wählen, damit eine ausreichend niedrige Viskosität für den Folgeverarbeitungsprozess erreicht wird

Zur Vereinfachung lassen sich an Stelle eines Gesamtblockes, in dem sich alle Komponenten befinden, auch Einzelblöcke herstellen. Im Falle einer Reparatur läßt sich durch den Einsatz von Einzelblöcken eine sevicefreundliche und kostengünstige Lösung schaffen

Figur 3 zeigt in durchscheinender Darstellung die Einbringung aller beschrieben Elemente in einem umhüllenden Blockverguss der zweiten Vergussmasse 20, beispielsweise mit Silikon oder weich eingestelltem Epoxy. Dabei sind sowohl die Schaltkammern 1 als auch die Anschlüsse bzw Stromschienen 2 dazu mit vergossen. Durch die räumliche Anordnung der Polteile1 kommt es in der vergossenen Blockanordnung zu einer mechanischen Versteifung des Blocks, obwohl dieser aus der weichen zweiten Vergussmasse besteht.

In dreiphasiger Ausführung wie in Figur 2 sind die Blöcke durch dazwischen liegende Platten 3 zur Wärmeableitung voneinader getrennt.


Anspruch[de]
Verfahren zur Herstellung von Formteilen für Schalteinrichtungen der Nieder-, Mittel- und Hochspannungstechnik, wobei ein Gemisch von Kugeln mit einer vorgegebenen Verteilung von Durchmessern einer Größe Dx in die Vergussmasse mit eingebracht werden und damit ein direkter Verguss von Bauteilen erstellt wird, und dass mindestens eine Schaftkammer mit einem Umguss aus einer ersten Vergussmasse versehen ist und sodann samt Anschlüssen in einen Block aus mindestens einer zweiten Vergussmasse wie Silikon, oder Weich-Epoxy oder Kunststoffe vergossen sind. Verfahren zur Herstellung von Formteilen für Schalteinrichtungen der Nieder-, Mittel- und Hochspannungstechnik, insbesondere nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

dass ein Gemisch von Hohlkugeln, mit einer vorgegebenen Verteilung von Aussendurchmessern einer Größe Dx in die Vergussmasse mit eingebracht werden.
Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3

dadurch gekennzeichnet,

dass als 1. Vergussmasse Epoxidharz und als zweite Vergussmasse Silikon, oder Polyurethan oder Polyurethan-Derivate verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet,

dass in die erste und/oder in die zweite Vergussmasse die Partikel eingebracht werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Kugeln bzw die Hohlkugeln aus Glas bestehen.
Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Kugeln bzw die Hohlkugeln aus Keramik, vorzugsweise aus Aluminiumnitrid bestehen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass der Füllgrad zwischen 50 und 90 % eingestellt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass dem Kugel und/oder Hohlkugelgemisch andere Füllstoffe in Form kleiner Partikel zugemischt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass die anderen Füllstoffe Quarzmehl, oder Quarzgutmehl sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Aussendurchmesser der Kugel oder Hohlkugeln oder Partikel eine Bandbreite von 0,01 mm bis 10 mm aufweisen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Kugeln, Hohlkugeln oder Partikel eine mittlere Dichte von 0,2 g/cm3 aufweisen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Kugeln, Hohlkugeln oder Partikel eine mittlere Dichte von 0,37 g/cm3 aufweisen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Hohlkugeln einen Durchmesser bis zu 200 Mikrometer aufweisen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Hohlkugeln eine effektive Dichte zwischen 0,1 bis 0,6 g/cm3 aufweisen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Vollkugeln eine Dichte von 2,0 bis 7,0 g/cm3 aufweisen.
Schalteinrichtung der Nieder-, Mittel- und Hochspannungstechnik, mit gegossenen Formteilen,

dadurch gekennzeichnet,

dass ein Gemisch von Kugeln und/oder Hohlkugeln und/oder Partikel mit einer vorgegebenen Verteilung von Durchmessern einer Größe Dx in die erste Vergussmasse mit eingebracht werden und damit ein direkter Verguss von Formteilen erstellt wird, und die Formteile einer Schalteinrichtung aus elektrisch isolierenden Materialen bestehen.
Schalteinrichtung der Nieder-, Mittel- und Hochspannungstechnik, mit gegossenen Formteilen

dadurch gekennzeichnet,

dass die zweite Vergussmasse in welche die umgossenen Formteile eingelegt bzw von derselben wiederum vergossen werden, aus elektrisch isolierenden Materialien bestehen, wie Silikon oder Epoxydharz oder Polyurethan.
Schalteinrichtung nach Anspruch 17 oder 18,

dadurch gekennzeichnet,

dass mindestens eine Schaltkammer mit einem Umguss aus einer ersten Vergussmasse versehen ist und sodann samt Anschlüssen in einen Block aus mindestens einer zweiten Vergussmasse wie Silikon, oder Weich-Epoxy oder Kunststoffe vergossen sind.
Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 19

dadurch gekennzeichnet,

dass als 1. Vergussmasse Epoxidharz und als zweite Vergussmasse Silikon, oder Polyurethan oder Polyurethan-Derivate verwendet wird.
Schalteinrichtung nach Anspruch 20,

dadurch gekennzeichnet,

dass in die erste und/oder in die zweite Vergussmasse die besagten Partikel bzw Kugeln eingebracht werden.
Schalteinrichtung nach Anspruch 21,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Kugeln oder Hohlkugeln aus Glas oder Keramik bestehen.
Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 22,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Kugeln oder Hohlkugeln aus Aluminiumnitridkeramik bestehen.
Schalteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 17 bis 22,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Form- oder Bauteile einer Schalteinrichtung für jede Drehstromphase jeweils zu einem dichten Block vergossen sind.
Schalteinrichtung nach Anspruch 24,

dadurch gekennzeichnet,

dass der jeweilige Block mit wärmeableitenden Verbindungselementen (2) versehen ist.
Anspruch[en]
Method for production of mouldings for switching devices for low-voltage, medium-voltage and high-voltage engineering, a mixture of balls with a predetermined distribution of diameters of size Dx being introduced into the encapsulation compound thus creating direct encapsulation of components, and at least one switching chamber being provided with a cast surround composed of a first encapsulation compound, and then being encapsulated together with connections into a block composed of at least one second encapsulation compound such as silicone, soft epoxy or plastics. Method for production of mouldings for switching devices for low-voltage, medium-voltage and high-voltage engineering, in particular according to Claim 1, characterized in that a mixture of hollow balls with a predetermined distribution of external diameters of size Dx is introduced into the encapsulation compound. Method according to Claim 1 or 2 characterized in that epoxy resin is used as the first encapsulation compound, and silicone, polyurethane or a polyurethane derivative is used as the second encapsulation compound. Method according to Claim 3, characterized in that the particles are introduced into the first and/or into the second encapsulation compound. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the balls or the hollow balls are composed of glass. Method according to Claim 1, 2 or 3, characterized in that the balls or the hollow balls are composed of ceramic, preferably of aluminium nitride. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the filling level is set to be between 50 and 90%. Method according to one of the preceding claims, characterized in that other fillers in the form of small particles are mixed with the ball and/or hollow ball mixture. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the other fillers are quartz powder or synthetic silica flour. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the external diameters of the balls or hollow balls or particles have a bandwidth of 0.01 mm to 10 mm. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the balls, hollow balls or particles have a mean density of 0.2 g/cm3. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the balls, hollow balls or particles have a mean density of 0.37 g/cm3. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the hollow balls have a diameter of up to 200 micrometers. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the hollow balls have an effective density between 0.1 and 0.6 g/cm3. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the solid balls have a density between 2.0 and 7.0 g/cm3. Switching device for low-voltage, medium-voltage and high-voltage engineering, having encapsulated mouldings, characterized in that a mixture of balls and/or hollow balls and/or particles with a predetermined distribution of diameters of size Dx is introduced into the first encapsulation compound thus creating direct encapsulation of mouldings, and the mouldings of a switching device are composed of electrically insulating materials. Switching device for low-voltage, medium-voltage and high-voltage engineering, having encapsulated mouldings, characterized in that the second encapsulation compound in which the mouldings with cast surrounds are inserted and/or are once again encapsulated in this way is composed of electrically insulating materials, such as silicone, epoxy resin or polyurethane. Switching device according to Claim 16 or 17, characterized in that at least one switching chamber is provided with a cast surround composed of a first encapsulation compound, and is then encapsulated together with connections into a block composed of at least one second encapsulation compound such as silicone, soft epoxy or plastics. Switching device according to one of Claims 16 to 18, characterized in that epoxy resin is used as the first encapsulation compound, and silicone, polyurethane or a polyurethane derivative is used as the second encapsulation compound. Switching device according to Claim 19, characterized in that said particles or balls are introduced into the first and/or into the second encapsulation compound. Switching device according to Claim 20, characterized in that the balls or hollow balls are composed of glass or ceramic. Switching device according to one of Claims 16 to 21, characterized in that the balls or hollow balls are composed of aluminium-nitride ceramic. Switching device according to one of the preceding Claims 16 to 21, characterized in that the mouldings or components of a switching device for each phase of a three-phase supply are each encapsulated to form a sealed block. Switching device according to Claim 23, characterized in that the respective block is provided with heat-dissipating connection elements (2).
Anspruch[fr]
Procédé de fabrication de pièces moulées pour des dispositifs de commutation en technique basse tension, moyenne tension ou haute tension, dans lequel un mélange de billes qui présente une répartition prédéfinie des diamètres d'une valeur Dx est incorporé dans la pâte de moulage, pour établir un moulage direct des composants, et en ce qu'au moins une chambre de commutation est dotée d'une enveloppe moulée en une première pâte de moulage, tous les raccordements étant ensuite moulés dans un bloc constitué d'au moins une deuxième pâte de moulage, par exemple de silicone, d'époxy plastifié ou de matière synthétique. Procédé de fabrication de pièces moulées pour des dispositifs de commutation en technique basse tension, moyenne tension ou haute tension, en particulier selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on incorpore dans la pâte de moulage un mélange de billes creuses qui présente une répartition prédéterminée des diamètres extérieurs de valeur Dx. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que comme première pâte de moulage, on utilise une résine époxy et comme deuxième pâte de moulage du silicone, du polyuréthane ou des dérivés de polyuréthane. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que les particules sont incorporées dans la première et/ou dans la deuxième pâte de moulage. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les billes ou les billes creuses sont constituées de verre. Procédé selon les revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que les billes ou les billes creuses sont constituées de céramique et de préférence des nitrures d'aluminium. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le taux de charge est ajusté entre 50 et 90 %. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que d'autres charges qui présentent la forme de petites particules sont ajoutées au mélange de billes et/ou de billes creuses. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les autres charges sont de la farine de quartz ou de la farine de produits à base de quartz. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le diamètre extérieur des billes, des billes creuses ou des particules est compris dans une plage de 0,01 mm à 10 mm. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les billes, les billes creuses ou les particules ont une masse spécifique moyenne de 0,2 g/cm3. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les billes, les billes creuses ou les particules ont une masse spécifique moyenne de 0,37 g/cm3. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les billes creuses ont un diamètre qui peut atteindre 200 micromètres. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les billes creuses ont une masse spécifique effective comprise entre 0,1 et 0,6 g/cm3. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les billes pleines ont une masse spécifique comprise entre 2,0 et 7,0 g/cm3. Dispositif de commutation pour la technique des basses tensions, des moyennes tensions ou des hautes tensions, qui présente des pièces moulées, caractérisé en ce qu'un mélange de billes et/ou de billes creuses et/ou de particules qui présentent une répartition prédéterminée des diamètres d'une taille Dx est incorporé dans la première pâte de moulage, en ce que l'on établit ensuite un moulage direct des pièces moulées, les pièces moulées d'un dispositif de commutation étant constituées de matériaux électriquement isolants. Dispositif de commutation pour la technique des basses tensions, des moyennes tensions ou des hautes tensions, qui présente des pièces moulées, caractérisé en ce que la deuxième pâte de moulage dans laquelle les pièces moulées sont placées ou dont elles sont constituées est constituée de matériaux électriquement isolants tels que du silicone, une résine époxy ou un polyuréthane. Dispositif de commutation selon les revendications 16 ou 17, caractérisé en ce qu'au moins une chambre de commutation est dotée d'une enveloppe moulée en une première pâte de moulage et en ce qu'ensuite, tous les raccordements sont coulés dans un bloc constitué d'au moins une deuxième pâte de moulage, par exemple en silicone, en époxy plastifié ou en matière synthétique. Dispositif de commutation selon l'une des revendications 16 à 18, caractérisé en ce que comme première pâte de moulage, on utilise une résine époxy et comme deuxième pâte de moulage, du silicone, du polyuréthane ou des dérivés de polyuréthane. Dispositif de commutation selon la revendication 19, caractérisé en ce que lesdites particules ou billes sont incorporées dans la première et/ou dans la deuxième pâte de moulage. Dispositif de commutation selon la revendication 20, caractérisé en ce que les billes ou les billes creuses sont constituées de verre ou de céramique. Dispositif de commutation selon l'une des revendications 16 à 21, caractérisé en ce que les billes ou les billes creuses sont constituées d'une céramique au nitrure d'aluminium. Dispositif de commutation selon l'une des revendications 16 à 21, caractérisé en ce que les pièces moulées ou composants d'un dispositif de commutation sont moulés en un bloc fermé pour chaque phase de courant tournant. Dispositif de commutation selon la revendication 23, caractérisé en ce que chaque bloc est doté d'éléments de liaison (2) qui évacuent la chaleur.






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