技术领域本发明涉及一种用于制造高压绝缘、尤其是用于制造被置入真空内的电气部件的高压绝缘的方法。
背景技术：
例如在卫星中所使用的电气部件，为了在地面上进行测试过程的目的以及为了由地面运送到绕地轨道中，设有电气绝缘。尤其是在高压条件下所运行的航天设备的电路零件通常整个用绝缘材料来铸型，以便使得其在地面上运行、即在地面上所主导的大气环境内运行的情况下接触安全，并且在真空中运行、即在绕地轨道上或者说在运行轨道内运行的情况下以及在移动到那里去期间抵抗电弧。在所述电气部件的这样的铸型中，通常进行组件的完整铸型。在此，所述组件被布置在铸模内，通常使液态的绝缘材料注入到所述铸模内并且硬化，以便因此利用绝缘材料完全包覆所述组件。
技术实现要素：
简化高压绝缘的制造以及尤其是减少应用于绕地轨道中的构件的为制造高压绝缘所必需的绝缘材料的量，可被看作为是本发明的任务。该任务通过具有独立权利要求所述的特征的主题来解决。本发明的改进方案由从属的权利要求以及下面的描述中得出。根据本发明的一个方面，说明了一种用于制造电气部件的高压绝缘的方法。所述方法具有以下步骤：向所述电气部件上涂覆第一层绝缘材料，并且向所述电气部件上涂覆第二层绝缘材料，其中所述第二层至少分区段地被涂覆到所述第一层上，使得所述第一层至少分区段地被布置在所述第二层与所述电气部件之间。所述电气部件可以是具有电路板和/或多个器件的电气组件。所述器件被布置在或者自由地用线连接在所述电路板上。所述电路板通常是一种平坦的平面式元件。所述第二层至少分区段地被涂覆到所述第一层上，意味着，所述第一层和所述第二层至少分区段地重叠。所述第一层和所述第二层被涂覆到所述电气部件的表面上，尤其是被涂覆到所述电路板和所述器件上。在此，所述第二层在垂直于所述电路板的平面的方向上被涂覆到所述第一层上，因此其至少分区段地重叠所述第一层。通过所述绝缘材料分层地被涂覆的方式，可以确定所述电路板或电气器件的表面的每个单独的点上的绝缘材料的量。绝缘材料层可尤其是只在所述电气部件、即所述电路板或器件的一部分表面上延伸，而不必强制性地在整个表面上延伸。作为绝缘材料可使用例如模铸树脂或者每个其他的高压适用的绝缘材料、例如Solithane。这种方法由此能够根据需要来实现所述电气部件上的电气器件的电气绝缘，并且同时减少所必需的绝缘材料的量。与在其中基本是围绕所述电气部件与器件的放置无关地提供一块绝缘材料的完整铸型相比，这里所述的方法能够实现根据需要来布置绝缘材料，也就是说尤其是围绕电气器件以及在电气器件的上面布置绝缘材料。绝缘材料的层可以以任意形状沿着所述电气部件的表面延伸。所述方法的特点尤其是在于，以此被电气绝缘的部件具有明显更轻的重量，降低了所述电气部件以及所使用的器件的热机械负荷，不再需要铸型，并且借助所述方法基本能够实现任意成型的绝缘。绝缘材料的层例如可借助所谓的3D打印机被涂覆到所述电气部件上。在3D打印中，通过本体分层地构造并且一层被涂覆到另一层上的方式，来制造在三个空间方向上具有延伸的本体。通过改变所述层的材料的横向延展的方式，可生成几乎任意形状的三维本体。这里所述的方法尤其是能够实现，所述第二层相对于所述第一层具有横向的偏移，或者说所述第二层具有与所述第一层不同的横向延展。所述横向的延展对应于层沿着所述电气部件表面的平面扩展。在一种实施方式中，所述方法可规定，所述电气部件借助这样的所谓的3D打印机被印刷上绝缘材料，也就是说，所述绝缘材料被涂敷到、尤其是被喷镀到或者一般被涂覆到所述电气部件的表面上。为此，所述电气部件可被布置在所述3D打印机的工作范围内，以便可由所述3D打印机的喷嘴达到要绝缘的位置。根据本发明的一种实施方式，这里所述的方法另外具有以下步骤：第n层绝缘材料被涂覆到所述电气部件上，其中所述第n层至少分区段地被涂覆到第(n-1)层上。这意味着，所述方法原则上可规定，任意数量的层可以至少分区段地相互重叠地被涂覆到彼此上。在此，层n被涂覆到直接在其之前所涂覆的层n-1上，并且这些层在垂直于所述电气部件的表面的方向上相叠地布置。通过用于向所述电气部件上涂覆多层绝缘材料的这一步骤或者说所述多个可依次实施的步骤，绝缘材料可以以任意厚度(多少层相堆叠地被涂覆)、以任意横向轮廓(也就是说，沿着所述电气部件的表面在哪些位置上涂覆绝缘材料)被施加到电气部件上。在确定所述层的数量时，可考虑到在所述电气部件的一个区域内的应力负荷，并且相应地确定所述层的数量。根据本发明的另一种实施方式，向第(n-1)层绝缘材料上涂覆第n层绝缘材料的步骤不断重复进行，直到达到所述电气部件上所预先确定的绝缘材料厚度。所期望的绝缘材料厚度可在1/10毫米和几毫米之间，例如在6和12mm之间。所述绝缘材料例如可以以厚度分别为零点几毫米直至1mm的层来涂覆。借助如这里所述的方法，所述电气部件上的绝缘材料的高度尤其是可以适配于其高度轮廓，以便因此仅仅施加在所述电气部件的位置上所要求的绝缘材料的量。在相邻的器件上，绝缘材料厚度可以是不同的，并且被适配于局部的要求(也就是说被适配于所述电气部件的表面的点或平面区段处的要求)。根据本发明的另一种实施方式，向所述电气部件上涂覆第一层绝缘材料的步骤具有以下子步骤：向所述电气部件的表面上涂敷液体聚集态的绝缘材料。所述绝缘材料在该方法步骤中被喷到所述电气部件的表面上或者被涂覆到其上。根据本发明的另一种实施方式，在涂敷第一层绝缘材料之后，当所述第一层绝缘材料至少部分硬化时，才涂覆第二层。根据本发明的另一种实施方式，所述方法另外具有以下步骤：在所述电气部件上布置第一绝缘区段以及在所述电气部件上布置第二绝缘区段，其中，所述第一绝缘区段沿着所述电气部件的表面与所述第二绝缘区段相间隔。这些方法步骤能够实现，减少绝缘材料的量并且减轻被绝缘的电气部件的重量。所述两个绝缘区段要么依次、要么同时分层地制造，就像上面针对用于制造高压绝缘的方法所述的那样。所述绝缘区段可被看作为是彼此分离并间隔开的、不重叠的绝缘，所述绝缘分别被分配给电气器件。换句话说，所述绝缘区段构成了所述电气部件上的所谓的绝缘材料岛。通过高压绝缘的这种构造，重量还可进一步减轻。这种构造尤其是能够实现，在真空下提供在所述两个绝缘区段之间的真空绝缘根据本发明的另一种实施方式，所述方法另外具有以下步骤：在所述第一绝缘区段与所述第二绝缘区段之间的电气部件内制造凹陷。所述凹陷例如是所述电气部件中、例如在装配有电气器件的电路板中的一种缝隙形式的缺口，并且，所述凹陷在所述两个绝缘区段之间或者说在布置在其下的电气器件之间延伸，以便提高漏电强度。根据本发明的另一种实施方式，多个相叠层的绝缘材料以由第一绝缘材料构成的闭合的多边形线条的形式被施加在所述电气部件上，使得所述闭合的多边形线条包围所述电气部件的一部分表面并且包围被布置在其上的电气器件。所述方法另外具有以下步骤：第二绝缘材料被涂敷到所述电气部件的被所述闭合的多边形线条所包围的表面上。所述第一绝缘材料作为垂直于所述电气部件延伸的壁被涂覆到所述电气部件的表面上，并且作为闭合的多边形线条来延伸，也就是说，由第一绝缘材料构成的壁完全包围所述电气部件的表面的一部分、例如表面的以下部分、即电路板上的电气器件被布置在其上。所述第二绝缘材料在所述第一绝缘材料被涂覆到被闭合的多边形线条所包围的面上之后被涂覆到所述电气部件上。这些步骤能够实现，限制所述第二绝缘材料在所述电气部件的表面上的延展范围，即通过所述闭合的、由第一绝缘材料构成的多边形线条。根据本发明的另一种实施方式，所述第二绝缘材料在涂敷到所述电气部件上时具有比所述第一绝缘材料更低的粘滞性。在该上下文中，粘滞性涉及在施加所述第一绝缘材料和所述第二绝缘材料时的粘滞性。所述第二绝缘材料可尤其是具有这样低的粘滞性，使得其流到电气部件下方的空位中，并不停留在电气部件的表面的被第二绝缘材料所涂覆的位置上。换句话说，所述第二绝缘材料在涂敷后首先在所述电气部件的被闭合的多边形线条所限定的表面上流动或者分布。所述第二绝缘材料也被实施为要硬化。通过例如改变、尤其是提高所述第二绝缘材料的应用温度的方式，或者是通过使用粘滞性更低的绝缘材料的方式，可改变所述第二绝缘材料的粘滞性。根据本发明的另一种实施方式，所述方法另外具有以下步骤：导电层被施加到所述绝缘材料上，使得所述绝缘材料位于所述导电层与所述电气部件之间。所述导电层可尤其是用于电气器件的电磁屏蔽，更确切地说是屏蔽外部的影响以及屏蔽相邻的器件以免设有所述导电层的器件。所述导电层可这样延伸，使得其与所述电气部件的壳体电耦合。根据本发明的另一种实施方式，所述方法被用来制造电气构件的高压绝缘，所述构件被设置用于应用在绕地轨道中的真空空间内。这样的构件例如可以是卫星部件，例如是行波管放大器(travellingwavetube，TWT)或者是其零件。TWT通常作为功率放大器被应用在卫星上。TWT由特别确定高频特性的行波管和为TWT产生供电电压、通常高压的并且是卫星的遥测和遥控接口的电源构成。为了产生运行所必需的高压，采用串联的整流器级。为了在航天中的运行，所述整流器级必须相对于彼此并且相对于壳体电绝缘。这样的绝缘通过这里所述的方法能够得以实现。因为在卫星通常在其上运行的绕地轨道内存在真空，所以绝缘通常仅仅是针对地面上的测试阶段以及针对运送阶段所需要的，因为在真空下基本上存在绝缘。因此，放弃了绝缘材料提供以下优点，即：所述电气部件的重量被减轻，以便降低运送到绕地轨道中的花费。此外，在真空下，并不需要绝缘材料的绝缘特性，因为通过真空提供绝缘。在所述电气部件的完全包覆中，甚至可能导致，由于绝缘材料的老化现象，绝缘性能变得更低，这可能是所不期望的。正好当为各个器件设置多个绝缘区段时，在所述绝缘区段之间存在真空，所述两个电气器件彼此之间的绝缘能够不通过退化的绝缘材料而变差。可使用每个适用高压的、提供电气绝缘的材料作为绝缘材料。例如可使用Solithane作为绝缘材料。根据本发明的另一种实施方式，向所述电气部件上涂覆绝缘材料借助3D打印方法来进行。在此，绝缘材料分层地被涂覆，并且每一层的横向延展和形状可单独被确定并且被适配于所述电气部件的轮廓，使得减少所必需的绝缘材料的量，并且绝缘的品质仍然基本保持不变。附图说明下面参照附图描述本发明的实施例。图1示出了一种电气部件的示意图；图2示出了一种具有借助根据本发明的一种实施例的方法所涂覆的绝缘材料的电气部件的侧视图；图3示出了一种具有借助根据本发明的另一种实施例的方法所涂覆的绝缘材料的电气部件的俯视图；图4示出了一种具有借助根据本发明的另一种实施例的方法所涂覆的绝缘材料的电气部件的侧视图；图5示出了图4中的图示的俯视图；图6示出了一种具有借助根据本发明的另一种实施例的方法所涂覆的绝缘材料的电气部件的侧视图；图7示出了一种具有借助根据本发明的另一种实施例的方法所涂覆的绝缘材料和导电涂层的电气部件的侧视图。具体实施方式附图中的图示是示意性的，并不严格按照比例。如果使用同样的标记，则其涉及相同或相类似的元件。图1示出了电气部件10的示意性立体图，该电气部件具有载体元件、例如电路板100和两个电气器件200，所述电气器件被布置在所述载体元件的表面上并且以机械和电气的方式与所述载体元件耦合。所述电气器件200可以是单个的电气或电子构件，例如电感、电容，或者是集成电路。应该指出的是，这里所述的方法可借助所有可能的、每种几何形状的电气构件来实施。在一种传统的用于给电气部件10铸型的方法中，提供铸模，其基本上被适配于所述电气部件10的轮廓。然后，所述电气部件10被置入所述铸模内并且借助液态的绝缘材料来浇铸。所述绝缘材料硬化，并且接着，所铸型的电气部件从所述铸模中被取出。这种传统的方法是一种完整铸型，其被实施为昂贵的轮廓铸型。与此相反，根据本发明的方法能够实现非常简单的制造，并且在绝缘材料的量最小化以及非常好的高压适用性的同时，能够实现良好的热机械适配，适配于卫星部件中所要求的、例如15至20年长的使用寿命。此外，根据本发明的方法能够实现完全放弃铸模，使得也能够省去其昂贵的制造。图2示出了一种电气部件的侧截面图。电气器件200沿着箭头105垂直于电路板100的表面延伸。在此，电气器件200既可被布置在所述电路板100的上侧上，又可被布置在其底侧上，并且通过连接元件210电气式地和/或机械式地与所述电路板100耦合。绝缘材料可与电气器件一样，既被布置到所述电路板100的上侧上，又被布置到其底侧上，并且涂覆在那里布置的电气器件。绝缘材料300以堆叠布置的层305、310、315、320和325来涂覆。绝缘材料的层在相对于所述电路板100垂直的方向105上相堆叠。所述层的横向延展和形状、即所述层在图2中在由左向右的方向上的延展和形状可彼此不同。由此，绝缘材料300的轮廓可与所述电气部件的轮廓适配。例如在两个电气器件200之间的绝缘材料300的高度可小于所述电气器件的高度，以便由此减少绝缘材料的量。通过绝缘材料分层涂覆到所述电气部件上以及确定绝缘材料的每个单个层的横向延展，在所述电气器件的范围内可如高压绝缘所需要的并且尽管如此尽可能少地保持绝缘材料的量来涂覆绝缘材料。绝缘材料的各层例如可以借助喷头来涂覆，所述喷头平行于所述电路板100的表面移动。所述电路板100的表面例如可以分行地行进，并且绝缘材料被涂覆在这些行内，其中可确定每行的长度和各个区段。在此，一行为一条绝缘材料，该条在图2的图示中由左向右地被涂覆并且可以是连贯或断断续续的，也就是说，一行由多个区段构成。行可具有确定的宽度，例如零点几毫米直至几毫米。行的宽度对应于其朝向图2的图形平面方向的延展或者自图形平面向外的方向的延展。绝缘材料层例如可以具有零点几毫米的厚度330。在电气器件上的绝缘材料的厚度、即绝缘材料的高度335可在1/10毫米和几毫米之间，例如6至12毫米。绝缘材料相对于电气器件的侧面突出也可以以大约该程度来对应，也就是说，绝缘材料在电气器件上可具有1/10毫米和几毫米之间、例如6至12毫米的侧面或横向的突出。图3示出了一种电气部件的俯视图，其中，两个绝缘材料区段300被涂覆到各一个电气部件200上。通过在一个步骤中分别涂覆第一绝缘材料区段和第二绝缘材料区段的层n并且接着在下一个步骤中涂覆第一绝缘材料区段和第二绝缘材料区段的层n+1的方式，所述两个绝缘材料区段300可同时被涂覆。通过绝缘材料的每个单个层的横向延展和形状可被确定的方式，可借助根据本发明的方法向所述电气部件上涂覆彼此分离且间隔开的绝缘材料区段。图4示出了一种电气部件的截面图的侧视图。图5示出了图4中的图示的俯视图，并且在下面的描述中参照这两个图。在第一步骤中，以所期望的高度涂覆由第一绝缘材料300A所构成的闭合的多边形线条到电路板100上。如在图5中可见，所述闭合的多边形线条是矩形，其包围所述电气部件200。所述第一绝缘材料300A可构成任意形状的闭合的多边形线条，例如圆形或者满足包围所述电气部件的功能的另外的形状，更确切地说，优选使得所述闭合的多边形线条与所述电气器件200具有＞0mm的间隔。在接下来的步骤中，第二绝缘材料300B被涂覆到所述电路板100表面的被闭合的多边形线条300A所包围的区段上。所述第二绝缘材料300B可尤其是具有特性或粘滞性，使得所述第二绝缘材料可在涂覆后在所述电路板上流动并且例如可渗入所述电气器件200与所述电路板100之间的空隙内。所述空隙可尤其是组装间隔220。通过在涂覆时涂覆具有高粘滞性的第二绝缘材料，尤其是可防止在高压绝缘内产生空气杂质，因为所述第二绝缘材料流入空隙220内并且挤压出空气。所述第一和第二绝缘材料例如可以是触变材料，因为这两者在液体状态下被涂覆并且在可确定的时间间隔之后硬化。所述第一绝缘材料300A和所述第二绝缘材料300B的涂覆可交替进行。因此，例如可以在涂覆所述第二绝缘材料300B之后，通过重新向现有的多边形线条上涂覆第一绝缘材料的方式，来提高所述闭合的多边形线条。接着，于是可涂覆另外量的第二绝缘材料300B。图6示出了具有两个电气器件200的电路板100。两个器件200被埋置到绝缘材料300内，使得在这里构成了两个绝缘材料区段。在这两个绝缘材料区段之间存在间隔d。在运行轨道上，也就是说当所述电气部件被使用在真空中时，真空位于所述绝缘材料区段之间，并且因此可改进高压绝缘。在所述绝缘材料区段之间，在所述电路板100中可布置凹陷110。所述凹陷110可尤其是所述电路板100的整个材料厚度上的缝隙(在此利用两条虚线表明，其间隔对应于该缝隙的宽度)，以便改进所述电气部件的漏电强度。图7示出了一种电气部件的图示，其中在所述绝缘材料300上布置有导电层400。所述导电层400可电磁屏蔽所述电气器件200，并且因此改进所述电气部件的电磁兼容性。所述导电层400可与所述电路板电耦合。附图标记列表10电气部件100载体元件；电路板105载体元件平面上的正交方向110凹陷200电气器件210连接元件220组装间隔300绝缘材料300A由第一绝缘材料构成的闭合的多边形线条300B第二绝缘材料305第一层310第二层315第三层320第四层325第五层330层厚335最小绝缘层厚400导电层