AT225260B - Verfahren zur Herstellung von spaltenfreien Umhüllungen - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Herstellung von spaltenfreien Umhüllungen 
Eswurdenbereitsangeradachsigen Gegenständen, vor allem Hochspannungsleitern, Umhüllungen angebracht, indem glatte Papiere, wie z. B. Kraftpapiere, mit Hilfe von Kunststoffen zu einem Schichtstoff verarbeitet worden sind. Als Klebemittel wurden vor allem Kondensationsharze, lösungsmittelfreie Im-   prägnier- und   Klebeharze (Epoxyharze, ungesättigte Polyester) oder Thermoplaste verwendet. 



   Schon bei relativ kleiner Schichtdicke hat es sich jedoch als schwierig erwiesen, solche Umhüllungen spaltenfrei herzustellen. Die erwähnten Spalten entstehen durch teilweises Loslösen aufeinanderfolgender 
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      B.Die Spaltenbreite kann bis zu   einigen Millimetern betragen, sie kann aber auch klein sein (sogenann-   te Haarrisse), sodasssieerst   unter bedeutender optischer Vergrösserung festgestellt werden kann. Wenn solche Umhüllungen für elektrotechnische Isolationszwecke, wie   z. B.   bei Hochspannungs-Durchführungen, insbesondere für hohe Spannungen, verwendet werden sollen, bereiten die Spalten grosse Schwierigkeiten : die darin befindliche Luft kann ionisiert werden und es bilden sich leicht Durchschläge. Solche Isolationen sind insbesondere auch nicht stossspannungsfest. Man kennt die beschriebene Spaltenbildung unter anderem 
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 rungen. 



   Die beschriebene Erscheinung tritt aber nicht nur bei Hartpapieren sondern auch bei Verwendung von allen an sich für die Herstellung von Umhüllungen anwendbaren Kunststoffen auf, ja sogar beim Imprägnieren mit Paraffin und mit Compoundmassen. 



   Die vorliegende Erfindung erlaubt nun, die geschilderten Nachteile auf überraschend einfache Weise zu vermeiden, indem an Stelle der bisher verwendeten Papiersorten zumindest in äusseren Teilen der Umhüllung gekrepptes Papier verwendet wird und dieses so geschichtet wird sowie die Umhüllung derart verfestigt wird, dass die Kreppung im aufgeschichteten Zustand und während der Verfestigung mindestens zum Teil erhalten bleibt. Die genannten   äusseren   Teile können einige Millimeter Dicke aufweisen. Mit dieser Massnahme können auch sehr dickwandige Umhüllungen, insbesondere auch für Hochspannungszwecke, Isolierrohre und Durchführungen, hergestellt werden, die völlig spaltenfrei sind. Der Umhüllungskörper kann mit Hilfe eines provisorischen wickeldorns aufgeschichtet werden, der später entfernt wird. 



   Der erreichte Effekt ist wahrscheinlich bedingt einerseits durch die in tangentialer Richtung bestehende Elastizität, anderseits durch die radiale Verzahnung von Harz und Papier. 



     Alsbesondersgeeigneterweisensichhandelsübliche Krepp-Papiersorten   von solcher Riffelung, dass die durch Kreppung bedingte Dehnung etwa   10 - 5CP/o   beträgt, aber schon bei Anwendung von Papieren mit kleineren Dehnungen sind gegenüber glattem Papier bedeutende Verbesserungen festzustellen. 



   Zur Herstellung von Schichtstoffen nach der Erfindung können Krepp-Papierbahnen sowie schmale Bänder verwendet werden. Solche Umhüllungen können aber auch aus Krepp-Papierstücken, wie z. B. KreppPapierbahn-Abschnitten, aufgebaut werden, deren Grösse und Form dem herzustellenden Gegenstand entsprechend gewählt werden kann. 



   Als festwerdende Kunststoffe kommen vor allem solche in Betracht, welche lösungsmittelfrei sind und ohne Abspaltung flüchtiger Bestandteile härten. Insbesondere eignen sich die sogenannten Niederdruckhar- 

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 ze wie die Epoxydharze, auch Aethoxylinharze genannt, und die Harze, die zur Gruppe der ungesättigten
Polyester gehören. Die Verwendung solcher Stoffe hat, soweit es sich um Umhüllungen, insbesondere für
Hochspannungszwecke, handelt, welche keine Porositäten oder Blasen aufweisen sollen, den grossen Vor- teil, dass bei der Herstellung ohne Anwendung von Druck gearbeitet werden kann und, wenn kalthärtende
Sorten angewandt werden, die Härtung ohne bedeutende Wärmezufuhr geschieht. 



   Falls porenfreie Umhüllungen hergestellt werden sollen, muss die Verarbeitung mit Anwendung von
Druck und Wärme geschehen, wobei leicht angehärtete Harze vorzuziehen sind. Des weiteren sind ungesättigte einfache polymerisierbare, sogenannte monomere oder oligomere Stoffe anwendbar, wie   z. B.   



   Styrol oder   Meiakrylsäureester,   die durch Polymerisation in den festen Zustand übergeführt werden. Die zuletzt genannten Stoffe haben den Vorteil, sehr dünnflüssig zu sein, weshalb sie sich insbesondere zum nachträglichen Imprägnieren des zunächst durch Aufschichtung von Krepp-Papierlagen aufgebauten Umhüllungskörpers sehr gut eignen. 



   Ausserdem kommen als festwerdende Kunststoffe geschmolzene Thermoplaste in Betracht, welche beim Erkalten auf die Gebrauchstemperatur des Schichtstoffes erstarren. Verwendbar sind diejenigen Stoffe, die bei Temperaturen anwendbar sind, bei welchen das Kreppverhalten des Papieres im wesentlichen noch nicht beeinträchtigt wurde. 



     Das erfindungsgemässe Verfahren bringt vor allem bei den durch   Wickeln von Papierbahnen   oder -bän-     dern aufgebauten Gebilden Vorteile.   Beim Wickeln ist zu beachten, dass der Wickel möglichst dicht wird. 



  Ferner sollte das Krepp-Papier beim Wickeln nicht wesentlich verstreckt werden, wobei allerdings stärker gekreppte Sorten, wie z. B. diejenigen mit einer durch die Kreppung bedingten Dehnung von über   5e     stärker verstreckt   werden dürfen als die weniger dehnbaren Sorten. Des weiteren sollten die verwendbaren Krepp-Papiere solche mechanische Festigkeitseigenschaften besitzen, dass damit die Herstellung eines dichten Wickels   möglich   ist, ohne dass das Papier übermässig verstreckt wird. 



   Wenn Umhüllungen an geraden Gegenständen, wie z. B. an Zylindern oder Stangen, auch mit n-eckigen Profilen, hergestellt werden sollen, können vorteilhaft Krepp-Bahnen mit einer dem zu umhüllenden Abschnitt entsprechenden Breite verwendet werden. 



   Bei komplizierteren, vor allem gebogenen Gegenständen müssen gekreppte Bänder angewandt werden. 



  Wenn es sich dabei um lange oder besonders dicke UmhUllungen handelt, soll ein Abrutschen in axialer   Richtung der einzelnen Windungendes   Wickels gegeneinander bei nachträglichem Imprägnieren oder beim   Aushärten möglichst vermieden werden.   Zu diesem Zweck sollendie einzelnen Krepp-Bandwindungen untereinander so verbunden werden, dass sie sich in axialer Richtung nicht verschieben können, indem z. B. beim Wickeln jede fertig gewickelte Lage längs der Mantellinie mit mindestens einem streifenförmigen Klebstoffauftrag bzw. einem Klebstreifen versehen wird. 



   Sehr komplizierte Gebilde wie z. B. Y-oder T-förmige Verbindungsstellen, Ringe mit anstossenden geraden Stäben und ähnliche werden vorteilhaft in an sich bekannter Weise mit Hilfe von kombinierter Anwendung von aus gekreppten Bahnen oder Bändern bestehenden Aufschichtungen mit Krepp-Papierstücken oder-abschnitten umhüllt. 



   In analoger Weise können selbstredend auch Umhüllungskörper ausschliesslich aus einzelnen Krepp-   Papierstückenaufgeschichtet werden, dies besonders   wo es sich um sehr grosse zu umhüllende ortsfeste Gegenstände handelt. 



   Das erfindungsgemässe Verfahren kann z. B. nach folgenden Anweisungen ausgeübt werden : Das gekreppte Papier wird mit dem   ungehärteten   Kunststoff vorbehandelt, indem es mit dem flüssigen oder pa-   stenförmigen Kunststoff oberflächlichüberzogen   oder durchimprägniert wird. Danach wird das Papier, ge-   gebenenfalls unter Druck und   Wärme, aufgeschichtet und schliesslich die Verfestigung des Gebildes vorgenommen. Dies kann je nach Art des Kunststoffes und des beabsichtigten Verwendungszweckes ohne wesentlichen Druck oder unter Anwendung von Druck, ferner mit oder ohne Anwendung von Wärme geschehen. 



  Es ist dabei möglich, in an sich bekannter Weise   lösungsmittelfrei   zu arbeiten, z. B. mit Epoxyharzen, oder mit gelösten Harzen, z. B. Kresol-Formaldehydharzen oder auch Epoxyharzen. 



   Dieses Vorgehen ist auch dann anwendbar, wenn das mit dem Kunststoff zu behandelnde Krepp-Papier bereits mit einer Imprägnierflüssigkeit vorbehandelt ist, insbesondere, falls es sich um elektrotechnische Anwendungen handelt, mit einem flüssig bleibenden oder erstarrenden Dielektrikum wie z. B. Mineralöl, Silikonöl, geschmolzene Wachse, Thermoplaste usw. 



   Das obige Verfahren erlaubt, eine zweischichtige Umhüllung herzustellen, deren innere Schicht aus   mit Dielektrikum imprägniertem   Faserstoff besteht, welches nicht unbedingt aus Krepp-Papier zu bestehen braucht, welche von einer spaltenfrei verfestigten Umhüllung umschlossen ist. 



   Es ist aber auch möglich, vor allem wenn die Umhüllung durch Aufwickeln von Bahnen oder Bändern 

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 hergestellt wird, die fertiggestellten Wickelkörper zu trocknen, gegebenenfalls unter Vakuum, wonach das Imprägnieren   erfolgt, u. zw.   vorzugsweise unter Anwendung eines dünnflüssigen Kunststoffes, dessen Gebrauchsdauer möglichst lang, vorzugsweise über zwei Stunden beträgt, damit das völlige Durchdringen des Papierkörpers möglich ist ; es eignen sich z. B. Epoxyharze, wie das unter der Markenbezeichnung Araldit F bekannte Harz mit Härter 905, ferner Lekutherm X50 und X60 mit Härter H der Firma Bayer, Leverkusen u. a. m. - Danach erfolgt die Verfestigung, die je nach angewandtem Kunststoff eine Härtung, Abkühlung usw. sein kann. 



   Das erfindungsgemässe Verfahren lässt sich immer dann mit grossem Vorteil zur Herstellung von Hochspannungsisolationen aller Art anwenden, wenn es sich um Umhüllungsisolationen handelt. Insbesondere   kommen auch Objekte sehr grosser Abmessungen in   Betracht, für die es bisher an der Möglichkeit, sie trokken zu isolieren, gefehlt hat. Beispiele sind Sammelschienen, Verbindungsleitungen von Hochspannungs-   apparaten, u.   zw. vor allem auch gekrümmten Leitungen, Ringstromwandler, Stromwandler mit U-förmi- 
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 toren usw., Kraftübertragungsstangen und-wellen für Hochspannungsschalter usw. 



   Erfahrungsgemäss lässt sich das beschriebene Verfahren in ganz besonders vorteilhafter Weise zur Herstellung von   Hochspannungsdurchführungen   anwenden, die mittels leitender Beläge gesteuert sind. Bei Kondensatordurchführungen ist völlige Spaltenfreiheit besonders wichtig. 



   Da sich die Kondensatorbeläge dem Krepp-Papier lückenlos gut anschmiegen müssen, hat es sich als wichtig erwiesen, sie aus sehr feinem leitendem Material herzustellen, vorzugsweise aus sehr dünnen Metallfolien,   z. B. Aluminiumfolien von höchstens 0, 01 mm Dicke.   Zum gleichen Zwecke können aber auch leitende Lacke wie z. B. Graphitlacke, sogenanntes Leitsilber, hochdisperse Kupfersuspensionen, welche teilweise in das Papier eindringen, angewandt werden. Auch metallisiertes bzw. graphitiertes Krepp-Papier kann vorteilhaft angewandt werden. In analoger Weise können   Hochspannungs-Wickelkondensatoren   hergestellt werden. 



   PATENTANSPRÜCHE : 
1. Verfahren, um ohne Anwendung von Druck spaltenfreie Umhüllungen und Hohlkörper, insbeson-   dere für die Hochspannungs-Isolation,   herzustellen, die aus Papierlagen aufgebaut werden, die mittels eines bei der Anwendung flüssigen, später fest werdenden Kunststoffes zu einem festen Körper verfestigt werden, 
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 dieses so geschichtet wird sowie die Umhüllung derart verfestigt wird, dass die Kreppung im aufgeschich-   teten   Zustand und während der Verfestigung mindestens zum Teil erhalten bleibt.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch l, dadurchgekennzeichnet, dass ein lösungsmittelfreier und ohne Abspaltung flüchtiger Bestandteile zu einem bei Wiedererwärmung nicht wieder erweichbaren Stoff härtender Kunststoff verwendet wird.

   3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff ein Epoxyharz, vorzugsweise mit einem"pot-life"von meh als zwei Stunden, ist, der durch Härten in den festen Zustand übergeführt wird.

   4. Verfahren nachden Ansprüchen l und S. dadurch gekennzeichnet, dass polymerisierbare ungesättigte einfache, vorzugsweise leicht anpolymerisierte Stoffe verwendet werden, die durch Polymerisation in den festen Zustand übergeführt werden.

   5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass geschmolzene Kunststoffe (Thermoplaste) verwendet werden, die beim Erkalten auf die Gebrauchstemperatur des Schichtstoffes fest werden.

   6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufschichtung der Krepp-Papierlagen durch Aufwickeln geschieht, vorzugsweise so, dass die entstehenden Wickel dicht sind.

   7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass Papierbahnen verwendet werden.

   8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass Papierbänder verwendet werden.

   9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Verschiebung der einzelnen Krepp-Bandwindungen untereinander unterbunden wird, indem vorzugsweise jede fertig gewickelte Lage längs der Maitellinie mindestens an einer Stelle mit einem Klebestoffstreifen versehen wird.

   10. Verfahren nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass das Krepp-Papier zunächst mit dem Kunststoff mindestens an der Oberfläche versehen, vorzugsweise durchimprägniert wird, wonach die Auf- <Desc/Clms Page number 4> schichtung und die Verfestigung vorgenommen wird.

   11. Verfahren nach den Ansprüchen l und 10, dadurchgekennzeichnet, dass ein mit einem bei der Behandlung flüssigen Imprägnierstoff vorbehandeltes Papier verwendet wird.

   12. Verfahren nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass das Krepp-Papier zunächst aufgeschichtet, dann vorzugsweise unter Vakuum getrocknet und anschliessend imprägniert wird.

   13. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 zur Herstellung von mittels leitenden Belägen gesteuerten Hochspannungs-Durchführungen.

   14. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass die leitenden Steuerbeläge aus dünnen Metallfolien, vorzugsweise aus Aluminiumfolien bestehen, deren Dicke höchstens 0,01 mm beträgt.

   15. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass die leitenden Steuerbe- läge aus einem vorzugsweise in das Krepp-Papier eindringenden leitenden Lack gebildet sind.

   16. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass die leitenden Beläge aus metallisiertem Krepp-Papier bestehen.