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Porenfrei und perfekt isoliert

Vakuumimprägnierung dichtet Gussteile und Hochspannungsspulen

Imprägnieren schützt Wildlederschuhe vor Feuchtigkeit. Auch viele technische Bauteile benötigen einen möglichst dichten, schützenden Überzug. Mit Vakuum wird er perfekt.

An technischen Bauteilen können kleine Poren eine verheerende Wirkung haben: Bei der Ölwanne am Motorblock oder dem Hochleistungsgenerator im Kraftwerk drohen Funktionsverlust und Totalversagen.

Unvermeidliche Porenbildung

Die Ölwanne besteht in der Regel aus Gussmetall. Trotz sorgfältiger Herstellung können beim Guss und in der Weiterverarbeitung kleine Poren entstehen. Solche Materialfehler machen die Wanne undicht und damit unbrauchbar. Sie dürfen auch bei anderen Gussteilen wie Bremszylindern, Pumpengehäusen oder Ventilen auf keinen Fall auftreten.

Elektromotoren und Generatoren sind viel komplexer aufgebaut und aus verschiedenen Materialien zusammengesetzt. Auch hier können Poren fatal sein, besonders in Spulen und Wicklungen. Lufteinschlüsse zwischen den Drähten und der Isolierung können bei Hochspannungskomponenten erhöhten Widerstand, verringerte Durchschlagsspannung, Teilentladungen und sogar völlige Zerstörung verursachen.

Die Poren müssen also irgendwie beseitigt werden. Dafür werden bei Gussteilen und Spulen verbliebene Hohlräume mit Kunstharz ausgefüllt. Es reicht aber nicht, die Imprägnierung wie bei Wildlederschuhen nur äußerlich aufzutragen. Denn die Poren und Zwischenräume sind winzig und können sich auch tief im Inneren der Teile befinden.

Eindringen leicht gemacht

Vakuum befördert das dichtende Material in alle Lücken. Die Teile werden zunächst erwärmt. Restfeuchte verdampft und das Kunstharz wird flüssiger. Dann kommt das Werkstück in eine Vakuumkammer, in der ein „trockenes“ Vakuum Dampf und Luft entzieht. Nun lässt man aus einem Behälter das Imprägniermittel in die evakuierte Kammer laufen. Die Masse wird vom atmosphärischen Druck bis in die kleinsten Poren des Zielobjekts gepresst.

Dieses „feuchte“ Vakuum wird bei Bedarf eine Zeitlang gehalten, bis das Werkstück vollständig durchdrungen ist. In der Nachbearbeitung werden überschüssige Reste entfernt und die Imprägnierung durch Heißpolymerisation verfestigt. Die Durchdringung der Spulen und Wicklungen erreicht bei elektrischen Bauteilen fast hundert Prozent; Gussteile sind nach dieser Behandlung dauerhaft druckdicht.
Warum Vakuum beim Imprägnieren doppelt hilft

Beim Vakuumimprägnieren und bei ähnlichen Prozessen, in denen eine flüssige Masse in Hohl- und Zwischenräume eindringen soll, muss dort erstmal Platz geschaffen werden. In nur einem Kubikzentimeter Luft sind aber rund 30.000.000.000.000.000.000 Gas-Atome enthalten. Sie sind im Weg, wenn man einen Hohlraum mit etwas anderem füllen möchte. In einer offenen Umgebung wird eine Flüssigkeit mit wesentlich höherer Dichte das Gas mühelos verdrängen. Je kleiner die Hohlräume, desto eher bilden sich jedoch „Sackgassen“, in denen die Atome gefangen sind. Die eingeschlossene Luft kann nicht entweichen.

Erst das Vakuum sorgt mit seinem Saugeffekt dafür, dass auch kleinste Hohlräume geleert werden und das eindringende Mittel nicht mehr auf Hindernisse in Form von Gasatomen in der Luft stößt. Das Absaugen der Luft hat noch einen weiteren Effekt: In der evakuierten Kammer liegt der Luftdruck nahe Null, während „draußen“ die Luftsäule der Atmosphäre mit rund 10.000 Kilogramm auf jedem Quadratmeter Fläche lastet. Diese Kraft kann nun ungehindert in Richtung Vakuum wirken. Sie genügt, um auch zähe und klebrige Massen in kleinste Hohlräume zu pressen.