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Verfahren zur Verfestigung von Verdrahtungen Bei Schaltmitteln der
Schwachstromtechnik, die bei motorbetriebenen Fahrzeugen oder Flugzeugen Anwendung
finden, tritt die Notwendigkeit auf, Zu-oder Abführungsdrähte mechanisch abzufangen.
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Bei Instrumenten, Magneten, Wicklungen usw. liegen in der Regel die
Zu- und Abführungsdrähte über bestimmte Längen von einigen Millimetern bis zu einigen
Dezimetern frei in den Gehäusen der Geräte, in Verteilerkammern, in Leitungsführungskanälen
od. dgl.
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Bei den hohen Rüttelimpulsen, die insbesondere im Flugbetrieb auftreten,
ist man gezwungen, zu besonders kurzen Verdrahtungen überzugehen, um zwischen zwei
Klemmpunkten liegende Litzen, Drähte oder Kabel vor Zerstörungen zu schützen, die
durch mechanische Schwingungen der frei liegenden Strecken an- den Einspannstellen
auftreten können.
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Neuzeitliche Geräte werden heute in der Regel so gestaltet, daB einerseits
die Masse solcher etwa zu Schwingungen neigenden Verbindungen möglichst klein gehalten,
anderseits die Strecke zwischen zwei Klemm- oder Stützpunkten weit herabgesetzt
wird. Aus Gründen einer wirtschaftlichen Fertigung
und um das Baugewicht
nicht unnötig zu vergrößern, läßt sich diese Aufgabe: nicht immer erfüllen.
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In anderen Fällen, beispielsweise bei Relais, Magneten und Instrumenten
ist man dazu übergegangen, solche frei liegenden Verdrahtungen mit bestimmten Ausgußmassen
festzusetzen. In der Regel handelt es sich dabei um die aus der Kabel-und Kondensatorentechnik
bekannten Vergußmassen, die aus einer Mischung von Naturharzen und Mineralölen oder
aus einer Mischung von Naturwachsen, Paraffin oder Zeresin bestehen.
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All diese Ausgußmassen haben jedoch einen verhältnismäßig niederen
Tropfpunkt, und ihre Gießtemperatur liegt im allgemeinen im Bereich von 6o bis i5oQ.
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Bei Schaltgeräten im Flugbetrieb werden nun besondere harte mechanische,
thermische und .elektrische Bedingungen gestellt. Ferner ist eine gute mechanische
Haftfähigkeit Voraussetzung, um bei hohen Rüttelimpulsen keine Ablösung der Masse
von den Gehäuse- oder den Stützwänden. zu erleiden.
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Eine solche auch im Flugbetrieb verwendbare Ausgußmasse muß einer
Temperaturspanne von 6o bis iSo° genügen. Dabei soll die Ausgußmasse keine wesentliche
Strukturänderung und keine wesentliche Änderung der mechanischen, physikalischen
und elektrischen Eigenschaften erfahren.
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Am leichtesten erfüllbar erscheinen im allgemeinen die Forderungen
nach hohem Oberflächenwiderstand und hohem inneren Widerstand, um unerwünschte Fehlströme
zwischen den von der Ausgußmasse umhüllten Polen zu vermeiden.
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Es ist jedoch bisher keine Masse bekanntgeworden, die allen Bedingungen
gleichzeitig auch nur annähernd genügt.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verfestigung von Verdrahtungen,
das die genannten Bedingungen gleichzeitig in hohem Maße erfüllt.
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Gemäß der Erfindung wird der Raum mit der in ihm liegenden Verdrahtung
mit einem Stoff von schaumartigem Charakter ausgefüllt. Mechanisch genügend feste
Schäume können auf der Ausgangsbasis der Kunstharze oder der Kunst- oder Naturgummiprodukte
hergestellt werden.
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Es sind bereits Kunstharzschäume bekanntgeworden, die zum Austausch
gegen Naturkork bestimmt sind. Sie zeichnen sich -durch eine geringe Wichte in der
Größenanordnung von 0,07 bis 0,25, durch geringe Wasseraufnahme durch
Dampfdiffusion. geringe Wasseraufnahme durch Kapillarität und durch gutes elektrisches
Isoliervermögen aus: Die bisher bekanntgewordene Anordnung solcher Kunstharzschäume
als Austauschstoffe gegen Kork oder Naturkork liegt in der Herstellung von Platten
zur Auskleidung von Eisschränken. An solche Platten werden geringe mechanische,
keineswegs aber elektrische Forderungen gestellt.
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Die Erfindung beruht in der Erkenntnis, daß es keineswegs notwendig
ist, die Abstützung frei liegender Drähte durch homogene Massen herbeizuführen,
wie sie durch Wachse, Öl- und Harz= mischurigen erzielt werden. Nach dem Verfahren
der Erfindung ist es insbesondere möglich, in dem Temperaturbereich von minus 6o
bis plus i8o° zu einer praktisch unveränderlichen Umhüllung der mechanisch zu verfestigenden,
frei liegenden Drähte zu gelangen.
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Ein Anwendungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden näher beschrieben:
Innerhalb eines größeren Gerätes, .das im Flugbetrieb eingesetzt werden muß, liegt
ein Hohlraum von etwa 20 cm3 Größe, der beispielsweise von zehn Drähten durchzogen
wird, die von verschiedenen Klemmen abgehen, welche in den Hohlraum einragen. Der
Raum ist nach außen durch eine Verschraubung oder Blechkappe abgeschlossen. Das
Gerät hat eine Betriebstemperatur von i5o°, und unterliegt Rüttelimpulsen von etwa
40 g. Die an den Klemmen liegendeGleichspannung beträgt 24 V.
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Aus konstruktiven Gründen ist es unerläßlich, den beschriebenen verteilermäßigen
Raum zu besitzen, anderseits sollen nach Möglichkeit freie Verbindungen nicht länger
als i cm sein. Um innerhalb des Raumes entsprechend rangieren zu können, muß aber
die freie Länge zwischen den Klemmen bedeutend größer sein, so daß mari gezwungen
ist, besondere Abstützlappen, Fahnen od. dgl. anzuordnen, die jedoch keine unbedingte
Sicherheit geben können und zu einer beträchtlichen Raumnot führen.
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Ein Ausfüllen mit bekannten Ausgußmassen ist unmöglich, weil diese
entweder bei der Betriebstemperatur von i5o° bereits abtropfen oder schon hochflüssig
sind. Im anderen Fall aber, sofern das gelingt, eine Mischung mit besonders hohem
Abtropfpunkt zu erzielen, springt die Masse erfahrungsgemäß bei minus 6o° in Stücke
und reißt bei diesem Schrumpfungs- oder Teilungsvorgang die zu schützenden Drähte,
die ja in die Masse fest eingeschmolzen sind, mit ab.
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In den beschriebenen Hohlraum des angenommenen Verteilers werden nun
nach der Erfindung beispielsweise 2 g eines auf der Kunstharzbasis mit verdampfenden
Treibmitteln vermischten Pulvers eingefüllt, das durch einen Back- und Erhärtungsprozeß
zunächst aufschäumt und durch längere Wärmeeinwirkung in dieser schaumartigen Struktur
urirückführbar erhärtet. Bei geeigneter Bemessung der Menge des trocken vorliegenden
und leicht in den Hohlraum einzubringenden Pulvers erzielt man eine Schaumstruktur,
deren Bläschengröße in einem gewissen Bereich gewählt werden kann. Die bei dem Aufschäumen
-des Pulvers unter dem Einfiuß der Wärme entstehenden Drücke sind so gering, daß
auch feinste Drähte oder benachbarte dünne Wände nicht beschädigt werden können.
Anderseits ist durch das Treibmittel, das bei Erwärmung Bekannterweise gasförmig
wird, Gewähr gegeben, daß der Schaumstoff in jede kleinste Vertiefung und bis zu
dem äußersten Punkt des zu erfüllenden Raumes vorgetrieben und eingepreßt wird.
Die Haftfähigkeit des Schaumstoffes an Metall und Kunststoffen ist sehr gut. Die
blasenförmige Struktur des Schaumstoffes ist überaus gleichmäßig. Die Wichte des
gehärteten Schaumstoffes beträgt o, z.
Der Widerstand zwischen i
mm voneinander entfernten Polen beträgt über io Megohm. Versuche haben ergeben,
daß nach iostündigem Lagern unter Wasser dieser Wert nur auf 2o kOhm sinkt.
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Durch das Abgehen von einer homogenen Masse mit relativ hohem Gewicht
erzielt man den weiteren Vorteil, daß auch bei einer durch etwaige Beschädigungen,
veranlaßt durch äußere Einflüsse, eintretenden teilweisen Ablösung die nunmehr mitschwingende
Masse besonders gering ist und eine weitere Zerstörung unter dem Einfluß der andauernden
Rüttelimpulse kaum möglich ist.
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Durch die überaus homogene, einer Einschmelzung durch flüssig vorliegendes
Füllgut gleichende Umhüllung der zu schützenden Verdrahtung und durch die Ausfüllung
auch der kleinsten Nebenräume, wird eine vorzügliche mechanische Abstützung erzielt.
Die zellenförmigen Wände, aus denen der Schaumstoff besteht, haben, wie aus Beispielen
biologisch-organischer Substanzen bekannt ist, im allgemeinen eine vorzügliche mechanische
Festigkeit.
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An Stelle eines pulverförmigen Ausgangsstoffes können auch schaumbildende
Gießharze auf der Phenolbasis oder ähnliche Kunstharze verwendet werden, jedoch
erleiden dadurch die Werkstücke eine besondere Verschmutzung, und die Struktur des
Schaumes ist unregelmäßig. Stoffe, die zum Austausch für Naturkork entwickelt worden
sind, eignen sich für den erfindungsgemäßen Zweck ganz besonders.
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Man kann auch die Verfahren der Schaumgummi-und Moosgummiherstellung
mit Natur-oder Kunstgummi als Basis benutzen. Die Temperaturspanne ist dann aber
wesentlich geringer, auch liegen die Anwendungsschwierigkeiten ungleich höher, weil
das Einbringen des plastisch vorliegenden Ausgangsstoffes zur Erzeugung eines Schaumstoffes,
dessen Hauptkomponente Gummi ist, in die Räume, welche von den zu schützenden Drähten
durchzogen werden, meistens sehr schwierig ist und zu Beschädigungen durch das Einpressen
der Masse führen kann: Die bisher bekanntgewordenen pulverförmigen Medien, z. B.
Schwefelpulver, die nicht aufschäumen, sondern sintern oder schmelzen, gestatten
es nach den angestellten Versuchen nicht, den erstrebten Effekt herbeizuführen,
der darin besteht, daß ein Raum homogen durch eine temperaturbeständige elektrisch
isolierende und gut haftende Masse erfüllt wird.
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Das Verfahren nach der Erfindung läßt sich in verschiedener Weise
durchführen.
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Sofern es nicht möglich ist, das ganze Gerät oder Teile eines Gerätes.
in einem Ofen zur Aushärtung des Schaumstoffes einzubringen, ist es möglich, durch
elektrische Beheizung oder ähnlicheVerfahren den erforderlichen Temperaturprozeß
hervorzurufen. Magnetspulen od. dgl. können durch eine elektrisch erzeugte Wärmewirkung
der eigenen Wicklung an den sie umgebenden Raum genügend Wärme abgeben, um den gewünschten
Prozeß herbeizuführen. Auch können an sich lose Kabel in eine Form eingelegt und
mit dem Schaumstoff umhacken werden, so daß das entstandene Kabelformteil später
in einen entsprechend vorgeformten Gerätehohlraum einlegbar ist, womit ebenfalls
der Zerstörung durch Rüttelschwingungen vorgebeugt wird. Solche vorgebackenen Kabel
mit einer sie umgebenden beliebig geformten körperhaften Schutzhülle sind besonders
geeignet für größere Bauteile oder eine Vielzahl von Drähten oder Kabeln.