Scheugenpflug

Hochspannungskondensatoren dank Vakuumdosieranlage sicher vergießen

| Autor / Redakteur: / Kathrin Schäfer

Das Vakuumdosiersystem VDS U (hier mit Aufbereitungs- und Förderanlage A310) eignet sich dank seiner drei Verfahrachsen für den Verguss mehrerer Teile in einem Durchgang.
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Das Vakuumdosiersystem VDS U (hier mit Aufbereitungs- und Förderanlage A310) eignet sich dank seiner drei Verfahrachsen für den Verguss mehrerer Teile in einem Durchgang. (Bilder: Scheugenpflug)

Hochspannungskondensatoren für die Medizintechnik müssen langlebig sein und zuverlässig funktionieren. Eine wichtige Voraussetzung hierfür: sie müssen vor Feuchtigkeit, Staub und Chemikalien geschützt sein. Mit der richtigen Vakuumdosieranlage ist das kein Problem.

  • Hochspannungskondensatoren für die Medizintechnik
  • Vakuumdosieranlage mit integriertem volumetrischem Kolbendosierer
  • Teilautomatisierter Vergussprozess – auch für größere Stückzahlen

Eine der letzten Firmen, die Kondensatoren für unterschiedlichste Anwendungen ausschließlich in Deutschland fertigt, ist Fischer & Tausche Capacitors (FTCAP). Die Firma hat sich auf Film- und Aluminium-Elektrolytkondensatoren für besondere Anwendungen in kleineren und mittleren Stückzahlen spezialisiert. Speziell für die Fertigung von Hochspannungskondensatoren für medizintechnische Anwendungen wurde ein neuer Vergussprozess installiert. „In der Medizintechnik kommen Kondensatoren mit Nennspannungen von mehr als 120 kV unter anderem in Computertomographen oder Röntgengeräten zum Einsatz“, erklärt André Tausche, Geschäftsführer von FTCAP. „Die Bauteile müssen sehr zuverlässig sein und eine hohe Energiedichte und Impulsfestigkeit aufweisen. Die dafür notwendige Qualität war mit unseren bisherigen Vergussanlagen jedoch nur unter hohem Aufwand zu erreichen.“

Verguss unter Vakuum schützt vor Feuchtigkeit, Staub und Chemikalien

Um bei Hochspannungskondensatoren eine zuverlässige Funktion über ihre gesamte Lebensdauer hinweg sicherzustellen, müssen sie unter Vakuum vergossen werden. Dieses Verfahren schützt die Teile nicht nur vor schädlichen Einflüssen wie Feuchtigkeit, Staub oder aggressiven Chemikalien. Es verhindert darüber hinaus auch, dass Luftblasen mit dem Vergussmedium im Kondensatorgehäuse eingeschlossen werden. Im späteren Betrieb können diese Einschlüsse Teilentladungen verursachen, die die umgebende Isolierung schädigen und schließlich zu Überschlägen führen. Dies hätte schwere bis irreparable Schäden am Endgerät und damit auch beträchtliche wirtschaftliche Kosten zur Folge. „Gerade in einem so sensiblen Bereich wie der Medizintechnik ist ein blasen- und lunkerfreier Verguss wirklich das A und O“, stellt André Tausche fest. „Von externer Seite werden unsere Kondensatoren sogar stichprobenartig in einem Kernspintomopgraphen auf Luftblasen und Lunker in der Oberfläche geprüft.“

Vor der Entscheidung für die passende Anlagentechnik stand bei FTCAP allerdings die Suche nach einem geeigneten Vergussmaterial. „Für unsere ,normalenʻ Kondensatoren verwenden wir Gießharze auf Basis von Polyurethan. Da die Kondensatoren im Betrieb allerdings mit Flüssigkeiten wie Transformatorenöl in Kontakt kommen, sind hier Epoxidharze besser geeignet“, stellt der FTCAP-Geschäftsführer fest.

Im Zuge verschiedener Tests erbrachte ein heißhärtendes 2K-Epoxidharz der Wevo-Chemie GmbH sehr gute Ergebnisse. Wevopox 8260 FL/Wevodur 1018 zeichnet sich vor allem durch eine hohe Dauertemperaturbeständigkeit und ein gutes Fließverhalten aus. Auch dank seiner hohen Härte, des guten Vernetzungsgrads sowie der geringen Wasseraufnahme eignet es sich sehr gut für die vorliegende Anwendung. „Auf Wunsch von FTCAP haben wir das Material nach den Tests modifiziert, um es noch genauer an die Vergussaufgabe anzupassen und die Handhabung zu optimieren“, erklärt Andreas Arlt, Vertriebsingenieur bei Wevo-Chemie.

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Auf der Suche nach einer geeigneten Vergussanlage wurde FTCAP schließlich in Neustadt/Donau fündig. „Wir kamen relativ schnell auf Scheugenpflug, da wir bereits mit einer Anlage der Firma arbeiten und mit dieser auch sehr zufrieden sind“, erklärt André Tausche. Im Zuge vorbereitender Dosiertests im hauseigenen Technologiezentrum erzielte die Vakuumdosieranlage VDS U mit integriertem volumetrischem Kolbendosierer Dos P016 sehr gute Ergebnisse. Das Universalsystem eignet sich insbesondere für Anwendungen mit einer großen Bauteilvielfalt. Die drei Verfahrachsen ermöglichen zudem den Verguss mehrerer Teile in einem Durchgang und somit kurze Zykluszeiten.

In der Medizintechnik ist ein blasen- und lunkerfreier Verguss das A und O

Da Kleinserien und Sonderanfertigungen einen bedeutenden Teil des FTCAP-Portfolios ausmachen, setzt das Unternehmen vorwiegend auf manuelle und teilautomatisierte Prozesse. Für den Verguss werden die Hochspannungskondensatoren deshalb manuell in die Anlage eingebracht und die Vergusskammer bis auf einen Wert von 20 mbar evakuiert. Je nach Größe werden die Gehäuse der Hochspannungskondensatoren daraufhin in einem oder mehreren Schritten automatisiert mit dem Epoxidharz gefüllt. Bei der Aushärtung im Wärmeofen wird das Epoxid schließlich über zwei Stunden bei 80°C sowie über weitere sechs Stunden bei 110°C vernetzt.

Dank der intensiven Zusammenarbeit von Scheugenpflug, Wevo-Chemie sowie FTCAP als Endanwender konnte ein leistungsfähiger und präzise an die Anforderungen angepasster Vergussprozess realisiert werden. „Der neue Vakuumprozess hat sich für uns auf mehr als nur eine Weise gelohnt“, erklärt André Tausche. Dank der ausgereiften Anlagentechnik kann nun ein blasenfreier Verguss und damit auch höchste Qualität für die Kunden des Kondensatorherstellers gewährleistet werden. Durch den teilautomatisierten Vergussprozess lassen sich nun auch höhere Stückzahlen problemlos bedienen. „Wir sind mit dem Ergebnis sehr zufrieden, die Zusammenarbeit hat super funktioniert“, so der FTCAP-Geschäftsführer. „Wenn weitere Projekte anstehen, wissen wir, an wen wir uns wenden.“

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