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Verfahren zur Herstellung eines rotationssymmetrischen Isolierkörpers mit elektrisch leitenden Einlagen, insbesondere einer
Kondensatordurchführung, und hiefür geeignete Schleudergussform
Kondensatordurchführungen können bekanntlich nach dem sogenannten Schleudergiessverfahren hergestellt werden, bei dem als Giessform ein Rohr mit waagrechter Rotationsachse verwendet wird, in wel- ches zunächst die äussere Kondensatoreinlage unter Verwendung von Distanzstücken unverschiebbar und unverdrehbar eingesetzt wird, worauf bei rotierender Giessform das härtbare Kunstharz in fliessfähigem Zustand zur Bildung einer hohlzylindrischen, die äussere Kondensatoreinlage umhüllenden Kunstharzschicht eingeführt wird.
Sobald diese Schicht sich soweit verfestigt hat, wie zur Erreichung der Formbeständigkeit erforderlich ist, wird die Giessform stillgesetzt und auf die Innenfläche der hohlzylindrischen Kunstharzschicht durch Bestreichen mit Graphit die nächste Kondensatoreinlage aufgebracht, worauf die Giessform wieder in Rotation versetzt wird, um durch weiteres Einführen von Kunstharz in fliessfähigem Zustand die nächste hohlzylindrische Isolationsschicht herzustellen. Ist diese genügend erhärtet, wird auf ihre Innenfläche nach Stillsetzung der Giessform die dritte Kondensatoreinlage durch Bestreichen mit Graphit aufgebracht, worauf in der beschriebenen Art und Weise die weiteren Kunstharzschichten abwechselnd mit den Kondensatoreinlagen hergestellt werden.
Nach Beendigung der letzten Verfahrensstufe wird die Kondensatordurchführung aus der Giessform entfernt und endgültig durchgehärtet. Es wurde auch schon vorgeschlagen, nicht nur die einzelnen Isolationsschichten, sondern auch die leitenden Einlagen im Schleudergiessverfahren herzustellen, indem in die rotierende Giessform härtbares Kunstharz und elektrisch leitendes Material, beides in fliessfähigem Zustand, abwechselnd und jeweils nach zur Erreichung der Formbeständigkeit ausreichender Verfestigung der vorhergehenden Schicht (Isolationsschicht bzw. leitende Schicht) eingebracht wird.
Die nach diesen an sich sehr geeigneten und vorteilhaften Verfahren hergestellten Kondensatordurchführungen haben jedoch einen schwerwiegenden Nachteil, dass sie keine Elektroden (Strahlungsringe) an den Enden der leitenden Einlagen aufweisen, wie sie bei andern Kondensatordurchführungen, darunter auch solchen in feststehenden Giessformen aus Kunstharz gegossenen Durchführungen gern
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trotzdem eine gleichmässige und bequembeherrschbar Feldverteilung erzielen zu können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil der bisher bekannten bzw. vorgeschlagenen, aus Giessharz geschleuderten Kondensatordurchführungen zu beseitigen. Sie betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines rotationssymmetrischen Isolierkörpers mit elektrisch leitenden Einlagen, insbesondere einer Kondensatordurchführung, aus härtbarem Kunstharz mittels Schleuderguss, bei dem härtbares Kunstharz im fliessfähigen Zustand in die Giessform eingebracht und nach einer zur Erreichung der Form- beständigkeit ausreichenden Verfestigung der Isolierschicht ein leitfähiger Belag aufgebracht und anschlie- ssen wieder eine Isolierschicht im Schleudergussverfahren und so abwechselnd ein leitfähiger Belag und eine Isolierschicht aufgebracht wird.
Erfindungsgemäss werden jeweils bei, vorzugsweise jedoch nach der durch Schleudern erfolgenden Herstellung einer Isolierschicht, zweckmässig vor dem Aufbringen des leitfähigen Belages, nahe an den beiden Enden der Isolierschicht als ringförmige Elektroden (Strahlungsrin-
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ge) dienende Leitergebilde eingebracht und mit dem auf diese Isolierschicht aufzubringenden leitfähigen
Belag elektrisch leitend verbunden und danach wird die jeweils nächste Isolierschicht durch Schleudern aufgebracht, die ihrem geringeren Durchmesser und der gewünschten Spannungsverteilung entsprechend länger als die vorhergehende Isolierschicht ausgeführt wird, so dass jeder leitfähige Belag mit seinen bei- den Strahlungsringen allseitig in das Kunstharz eingebettet wird.
Wohl ist bereits ein Verfahren zur Herstellung von kapazitiv gesteuerten elektrischen Isolierkörpern, z. B. Kondensatordurchführungen bekanntgeworden, bei dem im Schleudergussverfahren hergestellte Roh- re aus Giessharz unterschiedlicher Durchmesser mit leitenden Schichten (Belägen) versehen werden, auf deren Ränder leitende Elektroden (Strahlungsringe), z. B. leitende Gummiringe oder aus einer metalli- schen Schraubenfeder hergestellte Ringe aufgeschoben werden, und die vorgefertigten geschleuderten
Giessharzrohre mit ihren leitenden Belägen und Strahlungsringen konzentrisch ineinander, gegebenenfalls in einer entsprechenden Ringform angeordnet werden, worauf die zwischen den einzelnen Rohren bzw. zwischen diesen und den Formwandungen verbleibenden Hohlräume mit Giessharz im normalen Eingiess- verfahren ausgefüllt werden.
Gegenüber diesem bekannten Verfahren, bei dem die im Schleudergussver- fahren hergestellten Giessharzrohre gewissermassen als Distanzkörper zur Bemessung und zugleich Bildung der Form für die einzugiessenden Giessharzschichten dienen, hat das Verfahren gemäss der Erfindung den Vorteil, dass es wesentlich einfacher ist ;
denn man benötigt bei ihm für die Herstellung einer Kondensatordurchführung mit einem bestimmten Aussendurchmesser nur eine einzige Form, in welcher die gesamte Durchführung im Schleudergussv. erfahren hergestellt wird, während das vorbekannte Verfahren eine Vielzahl von Schleudergussformen für die Herstellung der einzelnen im Schleudergussverfahrenherzustellenden Giel3- harzrohre. unterschiedlichen Durchmessers, gegebenenfalls sogar zusätzlich noch eine weitere Giessform zum Füllen der verbleibenden Hohlräume mit Giessharz im normalen Eingiessverfahren benötigt.
Ausser- dem lassen sich mit dem Verfahren gemäss der Erfindung wesentlich leichter eine Vielzahl leitender Beläge mit Strahlungsringen anordnen als mit dem bekannten Verfahren, weil man den einzelnen Giessharzschichten zwischen den Belägen eine dünnere Schichtdicke geben kann, als den bei dem bekannten Verfahren im Schleuderguss hergestellten einzelnen Giessharzrohren.
Bei dem Verfahren gemäss der Erfindung können die Strahlungsringe derart eingebracht werden, dass sie entweder ganz in der Isolierschicht, auf welche der mit ihnen zu verbindende leitfähige Belag aufgebracht wird, oder nur zum Teil, vorzugsweise zur Hälfte in dieser Isolierschicht, zum andern Teil in der nächstfolgenden Isolierschicht liegen. Besonders vorteilhaft ist es, wenn nach Herstellung einer Isolerschicht dort, wo der auf diese Isolierschicht aufzubringende Belag enden soll, je eine in, Querschnitt halbkreisförmige Rille in die Isolierschicht eingeschliffen oder eingefräst wird und in diese beiden Rillen die Strahlungsringe eingebracht werden, die dann mit dem auf die Isolierschicht aufgebrachten leitfähi- gen Belag elektrisch verbunden werden, worauf die nächste Isolierschicht aufgebracht wird.
Als Strahlungsringe können in die Rillen zu Ringen gebogene Drahtwendeln oder aus elastischem, elektrisch leitendem Rundmaterial hergestellte Ringe, z. B. Vollgummi-oder Hohlgummiringe, eingelegt werden. Es ist aber auch möglich, die vorzugsweise aus zu Ringen gebogenen Drahtwendeln bestehenden Strahlungsringe bei der durch Schleudern erfolgenden Herstellung einer Isolierschicht in diese ganz oder zum Teil mit einzubetten. Die zur Durchführung des Verfahrens gemäss der Erfindung dienende Schleudergussform besteht vorzugsweise aus einem hohlyzlindrischen Mittelteil und einer Mehrzahl ringförmiger Ansatzteile, die nacheinander an die beiden Enden des Mittelteiles bzw. an die vorher angesetzten Ansatzteile ansetzbar sind und deren Innendurchmesser umso kleiner sind, je grösser der Abstand der Ansatzteile von dem Mittelteil ist.
Die Fig. 1 zeigt im Schnitt ein Beispiel für eine Schleudergussform zur Herstellung einer Kondensatordurchführung nach dem Verfahren gemäss der Erfindung. Die Form besteht aus einem zylindrischen Mittelteil 11, z. B. einem blankgezogenen Stahlrohr oder einem innen ausgedrehten und polierten Silumingussrohr, welches gegebenenfalls zwecks leichterer Entformbarkeit längs geteilt sein kann, und aus einer Mehr zahl von ringförmigen Ansatzteilen, von denen in der Fig. 1 nur je drei an die Enden des Mittelteilesll anzufügenden Ansatzteile 12, 13 bzw. 14, 15 bzw. 16, 17 dargestellt sind. Die ringförmigen Ansatzteile 12 und 13 der Schleudergussform sind an die Enden des Mittelteiles 11 angesetzt und dort festgeschraubt.
Die Ansatzteile 14 und 15 sind an den Ansatzteilen 12, 13, die Ansatzteile 16 und 17 an den Ansatzteilen 14, 15 festgeschraubt. In dem in der Fig. 1 gezeichneten Zustand der um die horizontale Achse A-B in an sich bekannter Weise drehbar angeordneten, vorzugsweise auf Lünetten gelagerten Schleudergussform sind bereits drei Isolierschichten des Kunstharzkörpers 18 und zwei leitende Beläge 19 und 20 mit ihren Strahlungsringen 21,22 bzw. 23,24 nach dem Verfahren gemäss der Erfindung eingebracht worden. In die zuletzt geschleuderte, in der Fig. 1 innerste Isolierschicht sind nahe an deren Enden mittels eines durch die
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eine bzw. andere Öffnung der Form eingeführten Werkzeuges zwei Rillen 25,26 mit halbkreisförmigem Querschnitt eingeschliffen oder eingefräst worden, in welche je ein Strahlungsring eingelegt wird.
In die Rille 26 ist bereits ein Strahlungsring 27, bestehend aus einer zu einem Ring gebogenen Drahtwendel, vorzugsweise aus Kupferbronzedraht, eingelegt, die eine solche Spannung hat. dass sie nach Einlegen in die Rille sich selbst darin hält. Wie aus dem in Fig. 2 in grösserem Massstab dargestellten Teilausschnit ersichtlich ist, wird zur Herstellung der elektrischen Verbindung zwischen dem Strahlungsring 27 und dem
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le Ringfläche unmittelbar neben dem Strahlungsring in demjenigen Bereich der Isolierschicht aufgebracht, auf den anschliessend der nächste leitfähige Belag aufzubringen ist. Dieses leitende Klebeharz dient gleich- zeitig auch zum Festkleben des Strahlungsringes 27 in der halbkreisförmigen Rille 26.
In der gleichen Wei- se wird mit dem in die Rille 25 einzulegenden, in der Fig. l. nicht dargestellten Strahlungsring verfahren, um ihn ebenso wie den Strahlungsring 27 mit dem noch aufzubringenden, zwischen diesen beiden Strahlungsringen liegenden leitenden Belag zu verbinden.
Nunmehr kann dieser leitende Belag aufgebracht werden, indem beispielsweise durch entsprechende Zusätze leitend gemachtes, härtbares Kunstharz auf die zwischen den beiden in die Rillen 25,26 eingelegten Strahlungsringen befindliche Fläche 29 des Kunstharzkörpers 18 aufgestrichen, aufgespritzt oder auch, sofern das leitend gemachte Harz genügend dünnflüssig ist, im Schleuderverfahren aufgebracht wird.
Die beiden schmalen Ringflächen an den Enden des Kunstharzkörpers (links neben der Rille 25 und rechts neben dem in der Rille 26 liegenden Strahlungsring 27) können nötigenfalls während des Aufbringens des leitenden Belages vorübergehend abgedeckt werden, damit auf diesen Flächen kein leitender Belag entsteht. Als Zusatz zum Leitendmachen des Kunstharzes oder Bindemittels für den leitenden Belag ist besonders eine pulverförmige (kolloidale) Silberlegierung geeignet, die z. B. unter dem Warenzeichen"Kon- taktargan" bekannt und im Handel ist. Nach Aufbringen und Anhärtung des leitenden Belages auf die Fläche 29 zwischen den in die Rillen 25,26 eingelegten Strahlungsringen wird nunmehr die nächste Isolierschicht im Schleuderverfahren hergestellt.
Zu diesem Zweck wird an die ringförmigen Ansatzteile 16 und 17 je ein weiterer, in Fig. 1 gestrichelt eingezeichneter ringförmiger Ansatzteil 30 bzw. 31 angesetzt, dessen Innendurchmesser um einen bestimmten Betrag kleiner ist als der Innendurchmesser des Ansatzteile.
16 bzw. 17. Danach wird in an sich bekannter Weise unter Drehung der Form und Zuführung von Wärme das flüssige Kunstharz eingebracht und es entsteht die nächste Isolierschicht, die sich mit dem schon vorher geschleuderten Kunstharzkörper zu einem homogenen, die leitenden Einlagen und Strahlungsringe enthaltenden Körper verbindet. Die Stärke dieser (vierten) Isolierschicht ist bestimmt durch die Differenz der Innendurchmesser der ringförmigen Ansatzteile 16, 17 und 30,31. In der gleichen Art und Weise sind vorher die erste (äusserste) Isolierschicht nach Ansetzen lediglich der Ansatzteile 12, 13 an den Mittelteil 11 der Form, die zweite Isolierschicht nach Ansetzen der Ansatzteile 14, 15 und die dritte Isolierschicht nach Ansetzen der Ansatzteile 16, 17 hergestellt worden.
Die Stärke der einzelnen Isolierschichten ergibt sich jeweils aus der Differenz der Innendurchmesser des Mittelsteiles 11 und der Ansatzteile 12,13 bzw. der Differenz der Innendurchmesser der neu angesetzten Ansatzteile und der vorhergehenden Ansatzteile. In der Fig. 1 sind die einzelnen Isolierschichten gleich stark gezeichnet, sie können aber entsprechend der gewünschten Spannungsverteilung auch unterschiedlich stark gemacht werden. Das gleiche gilt für die Länge der einzelnen Isolierschichten, die von der Länge des Mittelteiles 11 und der axialen Länge der einzel- nen ringförmigen Ansatzteile abhängt. Man kann z. B. auch die an das. eine Ende des Mittelteiles 11 anzusetzenden Ansatzteile, z. B. 13, 15, 17, 31, axial kürzer machen als die an das andere Ende des Mittelteiles anzusetzenden Ansatzteile, z.
B. 12, 14, 16, 30 ; dann wird das eine Ende der Kondensatordurchführung kürzer als das andere, wie es bei Durchführungen, die einerseits in Öl, anderseits in Luft liegen, üblich ist. Die beschriebene Ausgestaltung der Schleudergussform und die Art der Herstellung der einzelnen Isolierschichten hat auch insofern noch einen besonderen Vorteil, als es nicht nötig ist, die für die einzelnen Isolierschichten benötigten Kunstharzmengen vorher abzumessen ; denn man braucht immer nur so lange Harz in die rotierende Schleuderform zu geben, bis es an den jeweils äusserstenAnsatzteilen überfliesst.
So ergibt sich automatisch die Zuführung der jeweils für eine Isolierschicht benötigtenrichtigenHarzmen- ge. Die Zahl der für die Herstellung einer Kondensatordurchführung benötigten Ansatzteile richtet sich nach der Anzahl der leitenden Beläge, welche die fertige Durchführung enthalten soll. Bei beispielsweise zehn Belägen müssen nacheinander an jedem Ende des Mittelteiles elf Ansatzteile angesetzt werden, um insgesamt elf Isolierschichtenzuschleudern, die einen Kunstharzkörper bilden, in dem die zehn Beläge mit ihren Strahlungsringen eingebettet sind.
Wie in Fig. 3 schematisch angedeutet ist, können die Rillen, in welche die Strahlungsringe eingelegt
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werden, so tief eingeschliffen oder eingefräst werden, dass die Strahlungsringe gänzlich in der jeweils vor- her hergestellten Isolierschicht liegen. Mit 18a ist der nur teilweise dargestellte Kunstharzkörper (in dem aus Fig. 2 ersichtlichen Herstellungsstadium) bezeichnet, mit 26a die Rille, in welche der Strahlungsring
27a gänzlich eingelegtist. Die Klebeharzverbindung 28a dientdem gleichen Zweck wie in Fig. 2 die Kle- beharzverbindung 28.
Man kann das Einschleifen oder Einfräsen der Rillen für die Strahlungsringe vermeiden, wenn die
Strahlungsringe während der durch Schleudern erfolgenden Herstellung einer Isolierschicht in diese ganz (vgl. Fig. 3) oder teilweise (vgl. Fig. 2) mit eingebettet werden. Dann benötigt man zwei Haltevorrichtun- gen, die auf der Rotationsachse A-B verschiebbar und zusammen mit der Schleudergussform drehbar an- geordnet werden und so, z. B. teleskopartig verstellbar sind, dass sie die unterschiedliche Durchmesser aufweisenden Strahlungsringpaare, z. B. 21,22 bzw. 23, 24 in Fig. l, vor und während der Herstellung der betreffenden Isolierschicht in der gewünschten Lage in der Schleudergussform halten.
Nach genügen- der Härtung der Isolierschicht werden die Haltevorrichtungen durch Verkleinerung ihres Durchmessers von den eingebetteten Strahlungsringen entfernt, aus der Form herausgezogen und zur Aufnahme der nächsten beiden Strahlungsringe geringeren Durchmessers entsprechend eingestellt, die dann nach Aufbringen des leitenden, mit ihnen zu verbindenden Belages in der beschriebenen Weise in die nächste Isolierschicht mit eingebettet werden.
Das Einschleifen oder Einfräsen der Rillen für die Strahlungsringe kann auch dadurch erspart werden, dass entsprechend ausgebildete Formkerne aus geteilten Ringen oder Ringscheiben an den entsprechenden
Stellen in die Form gebracht werden, bevor die Isolierschicht hergestellt wird. Die beiden Formkerne werden auf zwei Haltevorrichtungen, wie sie im vorhergehenden Absatz zum Halten der Strahlungsringe erwähnt sind, angeordnet und vor sowie während der Herstellung der betreffenden Isolierschicht in der ge- wünschten Lage in der Schleudergussform gehalten. Nach genügender Härtung der Isolierschicht werden die
Haltevorrichtungen durch Verkleinerung ihres Durchmessers von den Formkernen entfernt und danach die
Formkerne aus der Isolierschicht herausgenommen.
Auf diese Weise erhält man bereits bei der durch
Schleudern erfolgenden Herstellung der Isolierschicht die gewünschten beiden Rillen für die einzulegen- den Strahlungsringe. Die jeweils einzulegenden Formkernpaare müssen naturgemäss unterschiedliche
Durchmesser aufweisen.
Nachdem sämtliche Isolierschichten mit den eingebetteten Belägen und Strahlungsringen hergestellt und ausreichend gehärtet worden sind, werden die einzelnen Ansatzteile nacheinander abgeschraubt und von dem Kunstharzkörper 18 abgezogen und schliesslich dieser aus dem Mittelteil 11 herausgezogen. Wenn es erwünscht ist, können die beiden sich stufenförmig verjüngenden Enden des Kunstharzkörpers noch durch
Abdrehen oder durch einen Umguss in eine Kegeistumpfform gebracht werden.
Die leitenden Beläge können auch in der Weise hergestellt werden, dass ein Gewebe aus dünnem Kup- ferbronzedraht auf die jeweils hergestellte Isolierschicht zwischen den beiden Strahlungsringen eingelegt wird ; dieses Gewebe wird dann ebenso wie die mit ihm leitend zu verbindenden Strahlungsringe bei der
Herstellung der nächsten Isolierschicht in das Kunstharz eingebettet. Zweckmässig wird das Gewebe so eingelegt" dass die einzelnen Drähte in beiden Richtungen schräg zur Längsachse liegen, damit sich das Gewebe bei dem Schleudervorgang gleichmässig an die vorher hergestellte Isolierschicht anschmiegt.
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