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Verfahren zur Herstellung von spaltenfreien Umhüllungen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von spaltenfreien Umhüllungen, die aus Papierlagen od. dgl. aufgeschichtet werden, welche mittels eines bei der Anwendung flüssigen, später fest werdenden Kunststoffes zu einem festen Körper verfestigt werden. Es sollen für die Herstellung solcher Umhüllungen gekreppte Papiere verwendet und so geschichtet werden, dass die Kreppung im aufgeschichteten Zustand mindestens zum Teil erhalten bleibt. Die Aufschichtung geschieht vorzugsweise mit einer gewissen Vorspannung, so dass dichte Wickelkörper entstehen, deren aufeinanderfolgende Lagen durch ihre Riffelung ineinander verzahnt sind.
Sofern in diesen Umhüllungen leitende Steuerbeläge vorgesehen sind, sollen sie sich im Hinblick auf die Erreichung der völligen Spaltenfreiheit dem Krepp-Papier lückenlos gut anschmiegen. Dieswird erreicht, indemz. B. sehr dünne, sich den Unebenheiten der Krepp-Papieroberfläche möglichst genau anschmiegende Metallfolien verwendet werden, welche die oben erwähnte radiale Verzahnung der aufeinanderfolgenden Krepp-Papierlagen praktisch nicht beeinträchtigen bzw. durch ihre leichte Verformbarkeit fähig sind, ihr genau zu folgen.
Es hat sich nun gezeigt, dass es für die Herstellung von erfindungsgemässen spaltenfreien Umhüllungen vorteilhaft ist, die Aufschichtung so vorzunehmen, dass die einzelnen Schichten des Krepp-Papieres unabhängig voneinander in Umfangsrichtung beweglich bleiben bzw. sich den gegebenenfalls bei nachfolgender Aushärtung des Kunststoffes auftretenden Umfangsänderungen individuell durch Rückfederung anpassen können.
Eine solche Art der Aufschichtung bewirkt nämlich eine Ausgleichung der allfällig an einzelnen Stellen auftretenden Unterschiede in der Vorspannung der Krepp-Papierschichten, d. h., es wird auf diese Weise eine Vergleichmässigung der Vorspannung in allen aufeinanderfolgenden Krepp-Papierschichten erreicht. Werden aber für die Aufschichtung einzelne, koaxiale, in sich geschlossene Krepp-Papierschichten verwendet, so erlaubt der erfindungsgemässe Vorschlag, jeder einzelnen Schicht eine zweckmässig gewählte Vorspannung zu verleihen und somit eine gewünschte Verteilung bzw. Abstufung der Vorspannungen innerhalb der Dicke des Umhüllungskörpers zu erzielen.
Alle diese durch die Anwendung der erfindungsgemässen Massnahmen erzielten Wirkungen sind im Hinblick auf die Lösung des Problems, spaltenfreie Umhüllungen zu schaffen, erwünscht und vorteilhaft.
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nen zwischen die einzelnen, aufeinanderfolgenden Krepp-Papierschichten Zwischenlagen aus einem folienartigen, vorzugsweise glatten Material angeordnet werden, dessen Beschaffenheit und Dicke so gewählt ist, dass sie die darüberliegenden Schichten ohne wesentliche Deformation zu tragen vermögen und die unabhängige Beweglichkeit der angrenzenden Krepp-Papierschichten erleichtern (s. Fig. 4). Neben den weiter oben erwähnten Vorteilen in bezug auf die Spaltenfreiheit der herzustellenden Umhüllungen bieten die erfindungsgemässen Massnahmen eine Reihe von weiteren Vorteilen.
In allen Fällen haben sie als gemeinsame Bedingung, dass die Verzahnung der Riffelungen von benachbarten Schichten des KreppPapieresvermiedenwird. Somit entstehen bei Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens Krepp-Papier- gebilde, die eine bedeutend lockerere Struktur aufweisen als z. B. diejenige des dicht aufgeschichteten,
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ineinander verzahnten Papierwickels. Somit weisen die Aufschichtungen im Sinne der Erfindung bedeutend grössere Zwischenräume zwischen den aufeinanderfolgenden Schichten auf. Dadurch wird es möglich, viskosere Kunststoffe für die Verfestigung der Umhüllungen zu benützen. Die Verwendung von Krepp- oder kreppähnlichen Papieren mit grober Struktur ermöglicht es sogar, Giessharze mit vorzugsweise mineralischen
Füllstoffen, wie z.
B. mit Quarzmehl vermengt, zu gebrauchen, wodurch alle an sich bekannten Vorteile sich ergeben, die die Verwendung von Füllstoffen mit sich bringt.
Wenn es sich um Umhüllungen, insbesondere um Isolierkörper von Hochspannungsdurchführungen handelt, die leitende, z. B. metallische. Beläge enthalten, werden diese vorteilhafterweise zugleich zur Abtrennungder angrenzenden Krepp-Papierschichten benützt und sind in der Form und in der Oberflächen- beschaffenheit so gewählt, dass die unabhängige Beweglichkeit der Krepp-Papierlagen nicht wesentlich behindert, sondern vorzugsweise erleichtert wird. Zu diesem Zweck müssen sie eine möglichst regelmässige
Form aufweisen und vorzugsweise eine glatte Oberfläche besitzen.
Dies ist auch vom dielektrischen
Standpunkt aus sehr günstig, weil dadurch die sich bei Verwendung von z : B. sehr dünnen, sich dem
Krepp-Papier eng anschmiegenden (Riffelung) metallischen Belägen ergebenden Ungleichmässigkeiten in der Feldverteilung und die damit verbundenen starken örtlichen Beanspruchungen in den einzelnen Umhüllungsschichten gänzlich vermieden werden.
Als leitende Einlagen eignen sich z. B. Al-Folien, Al-Folien auf Papier kaschiert, feinmaschige Drahtgewebe, graphitiertes Papier, metallisierte Papiere oder Folien. Es ist sehr empfehlenswert, die Ränder solcher leitender Einlagen mit sogenannten Schirmringen zu versehen, um die elektrischen Beanspruchungen am Belagsrand herabzusetzen. Als Schirmringe können z. B. in an sich bekannter Weise am Anfang und Ende zusammengeschlossene metallische Schraubenfedern kleinen Wickeldurchmessers verwendet werden. Ferner können für diesen Zweck z. B. elastische Ringe mit abgerundeten Rändern und mit leitender oder leitend gemachter Oberfläche benützt werden, wie z. B. hitzebeständige leitende Gummiringe mit rundem Rand. Die Schirmring-Elektroden ("Strahlungsringe") werden mit dem Belag elektrisch leitend verbunden, z.
B. darauf angeschweisst, angelötet oder mit einem leitenden Lack angeklebt.
Besonders sinnvoll ist die Verwendung von aus Drahtfeder angefertigten Schirmring-Elektroden zusammen mit aus feinmaschigem Drahtgeflecht bestehenden leitenden Einlagen.
Die Aufschichtung des Krepp- oder kreppähnlichen Papieres kann auf verschiedene Weise geschehen, wobei aber nach der Erfindung für die freie Beweglichkeit der einzelnen Schichten des Krepp-Papieres unabhängig voneinander in Umfangsrichtung zu sorgen ist. Insbesondere können für jede einzelne Schicht in sich geschlossene rohrartige Gebilde vorbereitet werden, die dann mit einer Vorspannung koaxial über den Leiter bzw. über die bereits aufgeschichteten Krepp-Papierlagen aufgeschoben werden. Zwischen einzelnen Schichten, aber auch zwischen jeder Lage können Zwischenschichten, z. B. aus einem glatten Papier, eingelegt werden, welche die unabhängige Beweglichkeit der angrenzenden Krepp-Papierschichten erleichtern. Zwischen die einzelnen Schichten können an den gewünschten Stellen die leitenden Einlagen angeordnet werden.
Damit die elastische Rückfederung der einzelnen Krepp-Papierschichten in keiner Weise beeinträchtigt wird, dürfen diese stützenden Zwischenlagen nicht mit dem Krepp-Papier verklebt oder an dieses in irgend einer andern Weise befestigt werden.
Es ist ferner möglich, die Krepp-Papierlagen für die spaltenfreien Umhüllungen im Sinne der Erfindung aufzuschichten, ohne stützende Zwischenlagen zu verwenden. In diesem Falle soll die Aufschichtung so vorgenommen werden, dass die Kreppungsrichtungen der aufeinanderfolgenden Lagen quer zueinander stehen und damit die Verzahnung der Riffelungen zweier benachbarter Schichten vermieden wird.
Wenn es sich darum handelt, sehr lange bzw. eine gebogene Achse aufweisende Gegenstände mit spaltenfreien Umhüllungen zu versehen, geschieht es zweckmässigerweise, indem verhältnismässig schmale Bänder schraubenlinienförmig auf den zu umhüllenden Gegenstand, z. B. einen Hochspannungsleiter, zu koaxialen Schichten aufgewickelt werden. Wenn keine stützenden Zwischenbeläge zwischen den einzelnen Lagen vorgesehen sind, können vorteilhafterweise die aufeinanderfolgenden Lagen zueinander gegenläufig aufgebracht werden, so dass keine Verzahnung der Riffelungen auftritt. Bei der Umhüllung von gebogenen Leitern kann ferner das benützte Band entsprechend der Steigung der Schraubenlinie, dem Krümmungsradius und dem Durchmesser in der Breite so vorgeschnitten werden, dass keine Überlappungen entstehen (s. Fig. 3).
Bei dieser Art der Aufschichtung können auch stützende Zwischenlagen bzw. metallische Einlagen mit eingewickelt werden. Bei der Herstellung von gebogenen Stücken, z. B. gebogenen Durchführungen, werden diese Zwischenlagen zweckmässigerweise ebenfalls in Form von verhältnismässig schmalen Bändern auf jede fertig gewickelte Lage aufgebracht.
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Vertiefungen und Erhöhungen von 2 mm und mehr) handelt, und bzw. oder gegebenenfalls verwendete stützende Zwischenlagen oder leitende Einlagen können an verschiedenen Stellen Aussparungen, Öffnungen oder Perforierungen aufweisen. Dadurch wird z. B. bei einer nachträglichen Imprägnierung des Krepp-Papiergebildes mit Harz dessen Zutritt in radialer Richtung erleichtert.
Die Ausführungsbeispiele der Erfindung seien an Hand der Fig. 1 - 4 beschrieben. Fig. 1 und 2 zeigen Muster von Krepp-Papieren. Fig. 3 veranschaulicht die Herstellung einer spaltenfreien Umhüllung. Fig. 4 gibt eine andere Umhüllungsart wieder.
Fig. 1 zeigt ein Muster des Krepp-Papieres mit grober Struktur.
Fig. 2 zeigt ein Stück eines hochstreckbaren kreppähnlichen Papieres, dessen Struktur im Vergleich zu einem Krepp-Papier mit grober Struktur bedeutend regelmässiger, symmetrischer ist. In bezug auf die für die Erfindung wesentlichen Eigenschaften, vor allem im Hinblick auf die beträchtliche elastische Dehnbarkeit verhalten sich solche Papiere ganz ähnlich wie die Krepp-Papiere. Dadurch lassen sie sich unter Anwendung von Zug (vorgespannt) so aufschichten, dass ihre"Kreppung"bzw. kreppähnliche, z. B. gefältelte Struktur im aufgeschichteten Zustand mindestens zum Teil erhalten bleibt. Solche Papiere sind z. B. unter der Markenbezeichnung"CARBION"bei der Firma Baumgarmer in Lausanne erhältlich.
Die Fig. 3 zeigt in schematischer Darstellung die Herstellung der spaltenfreien Umhüllung auf einem gebogenen Leiter 1. Krepp-oder kreppähnliches Papier wird hier in Form von verhältnismässig schmalen Bändern aufgebracht. In aufeinanderfolgenden Lagen 2,3 und 4 werden die Bänder gegenläufig zueinander
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das Band für das Aufwickeln in dem Bereich des gebogenen Teiles der Durchführung so in der Breite vorgeschnitten werden, dass keine Überlappung des Bandes entsteht, wie es in der Zeichnung in Fig. 3 mit 5, 6 und 7 angedeutet ist.
Fig. 4 zeigt eine andere Art der Aufschichtung von Krepp- oder kreppähnlichem Papier auf einen Leiter : hier werden auf jede fertig gewickelte Lage 12,13 und 14 zunächst glatte stützende Zwischenlagen 15,16 aufgebracht, worauf die nächstfolgende Lage gewickelt wird. Die Zwischenlagen können zugleich leitende Beläge sein und z. B. aus einer metallischen Folie bestehen, sie können aber auch zur Stützung einer weiteren, elektrisch leitenden Zwischenlage dienen. Sie. können ferner in Form von einer breiten Bahn 15 auf die vorangehende Schicht aufgebracht werden oder in Form von einem verhältnismässig schmalen Band 16 aufgewickelt werden.
Auch die Ausführungsart nach Fig. 4 eignet sich zur Herstellung von spaltenfreien Umhüllungen für gebogene Schienen oder Durchführungen, wobei betreffend die Umhüllung des gekrümmten Teiles dasselbe gilt, wie bereits betreffend die Ausführungsart nach Fig. 3 gesagt worden ist.
Die spaltenfreien Umhüllungen im Sinne der Erfindung lassen sich mit Hilfe von vielen Kunststoffen herstellen. Besonders vorteilhaft ist jedoch die Verwendung von sogenannten härtbaren Giessharzen, wie z. B. von Epoxydharzen und ungesättigten Polyesterharzen, insbesondere mit Füllstoffen vermengt.
Zum besseren Verständnis der Erfindung seien einige Ausführungsbeispiele angegeben :
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einen geradachsigen Kupferbolzen vonfünf Schichten eines Krepp-Papieres mit einer Struktur gemäss Fig. 2 aufgebracht. Zwischen jeder Lage befindet sich eine glatte leitende Einlage. Die leitenden Einlagen haben von Schicht zu Schicht von innen nach aussen abnehmende Länge, wie es bei Kondensatordurchführungen üblich und bekannt ist. Die Trägerschichten sind auf jeder Seite zirka 5 mm länger als die darüber angeordneten Einlagen. Das verwendete Krepp-Papier hat folgende Eigenschaften :
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<tb>
<tb> 330 <SEP> g/m2 <SEP> in <SEP> gekrepptem <SEP> Zustand
<tb> Dehnung <SEP> 3000/0
<tb> Dicke, <SEP> gekreppt <SEP> 3,8 <SEP> mm
<tb> Dicke, <SEP> ungekreppt <SEP> 0,2 <SEP> mm
<tb>
Das Krepp-Papier wird zu rechteckigen Stücken zugeschnitten.
Die Länge der Stücke entspricht der Länge der leitenden Einlagen und 10 mm Zugabe. Die Breite entspricht 2/3 des berechneten Umfanges und 5 mm Zugabe. Die so zugeschnittenen Stücke werden zu Rohren geformt, indem das Krepp-Papier auf einer Breite von 5 mm ineinander verzahnt wird. Die Rohre werdenkoaxial übereinandergeschoben.
Dabei wird das Krepp-Papier um zirka 500/0 der ursprünglichen Länge gedehnt. Zwischen jede Lage wird ein Blatt eines glatten, graphitierten Kraft- Papieres von 0, 15 mm Dicke und 113 g/m2 angeordnet, so dass
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die einzelnen Krepp-Schichten sich nicht berühren können. Die totale Schichtdicke beträgt 19,5 mm.
Der nach der oben beschriebenen Methode umhüllte Leiter wird in eine zylindrische Giessform von 75 mm Innendurchmesser zentrisch eingebaut. Die Giessform ist unten geschlossen und oben mit einem Eingusstrichter versehen. Die Form mit dem Wickel wird in einem heizbaren Vakuumgefäss bei 80 C und 0, SmmHgDruckwährend 6 h getrocknet und entgast. Unter Vakuum wird das Giessgemisch von 800 oben in die Form gegeben, nach 30 min der Druck ausgeglichen und während 12 h bei 900C und 8 h bei 1200 gehärtet. Nach dem Abkalten wird der Giessling entformt. Der äusserste leitende Belag wird durch eine leitende Verbindung an Erde gelegt.
Giessgemisch :
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<tb>
<tb> 100 <SEP> Gew.-Teile <SEP> Epoxydharz <SEP> auf <SEP> Basis <SEP> von <SEP> p, <SEP> p'-Dioxydiphenylpropan <SEP> mit <SEP> einem
<tb> Epoxydäquivalentgewicht <SEP> von <SEP> 185 <SEP> bis <SEP> 200 <SEP> und <SEP> einer <SEP> Viskosität
<tb> von <SEP> 11000 <SEP> bis <SEP> 14000 <SEP> Centipoisen <SEP> bei <SEP> 250C
<tb> 130 <SEP> Gew.-Teile <SEP> Dodecenylbernsteinsäureanhydrid
<tb> 0,2 <SEP> Gew.-Teile <SEP> Methylbencyldimethylamin
<tb> 350 <SEP> Gew.-Teile <SEP> Quarzmehl <SEP> 325 <SEP> Maschen <SEP> pro <SEP> Zoll <SEP> (nach <SEP> Tylor)
<tb>
2) Zylindrische, geradachsige Kondensator-Durchführung.
Ein geradachsiger Kupferstab von 40 mm Durchmesser und 1000 mm Länge wird wie in Beispiel 1 abwechslungsweise mit koaxialen Schichten von Krepp-Papier und glatten Einlagen umhüllt. Das KreppPapier dient als Stütz-und Distanzierungselement.
Das hier verwendete Krepp-Papier hat folgende Eigenschaften :
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<tb>
<tb> 250 <SEP> g/m2 <SEP> in <SEP> gekrepptem <SEP> Zustand
<tb> Dehnung <SEP> 300/0
<tb> Dicke, <SEP> gekreppt <SEP> 3,8 <SEP> mm
<tb> Dicke, <SEP> ungekreppt <SEP> 0, <SEP> 2 <SEP> mm <SEP>
<tb>
Das Krepp-Papier wird zu 30 mm breiten Bändern geschnitten und wendelförmig um den Leiter ge-
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Papier wird in Form eines viereckigen Blattes auf das Krepp-Papier gewickelt, so dass es dieses über den ganzen Umfang deckt. Über das glatte Papier folgt wieder eine Schicht Krepp-Papier, darauf wird ein Band von 15 mm Breite aus sogenanntem Kabelpapier auf die gewünschte Länge gewickelt. Kabelpapier ist eine auf Papier von 0, 15 mm Dicke kaschierte Aluminiumfolie von 0,008 mm Dicke. Folie und Papier sind mit Löchern von 1 mm Durchmesser perforiert.
(Die Länge der leitenden Schicht ist durch die gewünschte Feldverteilung bedingt.) Die Isolation wird sukzessive weiter aufgebaut bis achtzehn Kreppschichten mit neun leitenden Einlagen den Kupferstab umhüllen. Die Schichtdicke beträgt 20 mm. Der so umhüllte Leiter wird in eine zylindrische Giessform von 85 mm Innendurchmesser zentrisch eingebaut.
Die Giessform ist analog wie in Beispiel 1 aufgebaut. Ebenso erfolgen die nächsten Arbeitsgänge wie in Beispiel 1.
Das Giess-und Imprägniergemisch hat folgende Zusammensetzung :
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<tb>
<tb> 100 <SEP> Gew.-Teile <SEP> Epoxydharz <SEP> (wie <SEP> in <SEP> Beispiel <SEP> 1)
<tb> 130 <SEP> Gew.-Teile <SEP> Dodecenylbernsteinsäureanhydrid <SEP>
<tb> 0, <SEP> 2 <SEP> Gew.-Teile <SEP> Methylbencydimethylamin
<tb> 100 <SEP> Gew. <SEP> -Teile <SEP> Dolomit <SEP> gemahlen, <SEP> Korngrösse <SEP> 201l
<tb>
3) Gebogene Kondensatordurchführung.
Ein Kupferstab von 30 mm Durchmesser und 1600 mm Länge ist auf einen Winkel von 450 mit einem Radius von 600 mm in der Mitte gebogen. Um diesen Leiter werden Streifen von 40 mm breiten KreppPapierbändern (Papier gemäss Beispiel 1) wendelförmig gewickelt. In den geraden Teilen sollen sich die Papierkanten berühren, im Bogen wird eine sogenannte Abwicklung geschnitten. Beim Aufwickeln wird das Kre-Papier um 50% der ursprünglichen Länge gestreckt. Auf jede Schicht Krepp-Papier wird wendelförmig eine Schicht aus sogenanntem Kabelpapier (gemäss Beispiel 2) von 15 mm Breite gewickelt. Die Wickelbreite der leitenden Schicht richtet sich nach der gewünschten Feldverteilung. Vier Krepp-Schichten
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mit darüber angeordneten leitenden Einlagen werden analog um den Leiter gewickelt.
Die Krepp-Schichten sind in der Länge entsprechend den leitenden Einlagen abgestuft.
Der isolierte, gebogene Stab wird in eine entsprechende Giessform von 70 mm Innendurchmesser so eingebaut, dass der Abstand vom Isolierkörper zur Formwand überall gleich ist. Auf der einen Seite ist die Form geschlossen, auf der andern befindet sich ein Eingusstrichter. Die Form wird in möglichst vertikaler Lage in einen heizbaren Vakuumgiesskessel eingebaut. Bei 400C und 0,5 mm Hg wird während 12 h getrocknet und entgast. Anschliessend lässt man unter Vakuum das Giess- und Imprägniergemisch von 400C in die Form fliessen. Nach 30'wird im Giesskessel der Druck ausgeglichen. Das Kunststoffgemisch wird während 8 h bei 800C und 12 h bei 1200C ausgehärtet.
Giess- und Imprägniergemisch :
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<tb>
<tb> 100 <SEP> Gew.-Teile <SEP> Rhodester <SEP> 1108 <SEP> R <SEP> (der <SEP> Firma <SEP> Rhone-Poulenc, <SEP> Paris)
<tb> Viskosität <SEP> bei <SEP> 250C <SEP> 300 <SEP> Centipoisen
<tb> 1 <SEP> Gew.-Teil. <SEP> Benzoylperoxyd <SEP>
<tb> 150 <SEP> Gew.-Teile <SEP> Quarzmehl, <SEP> 325 <SEP> Maschen <SEP> pro <SEP> Zoll <SEP> (nach <SEP> Tylor).
<tb>
Für das erfindungsgemässe Verfahren kommen auch andere Krepp-Papiere in Betracht, die eine
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wird. Solche geprägte Krepp-Papiere sind z. B. unter der Bezeichnung"PERLKREPP-Papiere"bekannt.
Die erwähnten stützenden Zwischenlagen können so beschaffen sein, dass sie, neben der Aufgabe, ohne wesentliche Deformation die darüberliegenden Schichten zu tragen, die gesamte spaltenfreie Um- hüllung"armieren", d. h. ihr eine zusätzliche mechanische Festigkeit verleihen. Solche Zwischenlagen können z. B. aus Geweben, Glasfaser- oder Kunststoffgeweben, Vliesen oder Folien bestehen. Solche armierenden Zwischenlagen können auch kombiniert mit den erwähnten stützenden Zwischenlagen oder den leitenden Belägen angewendet werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von spaltenfreien Umhüllungen, die aus Papierlagen od. dgl. aufgebaut werden, welche mittels eines bei Anwendung flüssigen, später fest werdenden Kunststoffes zu einem festen Körper verfestigt werden, wobei gekreppte Papiere od. dgl. verwendet und so geschichtet werden, dass die Kreppung im aufgeschichteten Zustand mindestens zum Teil erhalten bleibt, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den einzelnen Schichten aus Krepp-Papier od. dgl. koaxiale Zwischenlagen aus einem folienartigen, vorzugsweise saugfähigen Material angeordnet werden, welche die darüberliegenden Schichten ohne wesentliche Deformation tragen und die unabhängige Beweglichkeit der angrenzenden
Schichten aus Krepp-Papier od. dgl. erleichtern und bzw.
oder dass die Krepprichtungen der aufeinanderfolgenden Lagen quer zueinander stehen, so dass die einzelnen Schichten des Krepp-Papieres od. dgl. unabhängig voneinander in Umfangsrichtung beweglich bleiben bzw. sich den gegebenenfalls bei nachfolgender Aushärtung auftretenden Umfangsänderungen individuell durch Rückfederung anzupassen vermögen.
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Process for the production of gap-free casings
The invention relates to a method for the production of gap-free envelopes, which are layered up from paper layers or the like, which are solidified into a solid body by means of a plastic that is liquid during use and later solidifies. For the production of such coverings, creped papers should be used and layered in such a way that the creping is at least partially retained in the layered state. The stacking is preferably done with a certain pre-tension, so that dense wound bodies are created, the successive layers of which are interlocked by their corrugation.
If conductive control coatings are provided in these envelopes, they should hug the crepe paper without gaps in order to achieve complete freedom from gaps. This is achieved by e.g. B. very thin, the unevenness of the crepe paper surface clinging as closely as possible metal foils are used, which practically do not affect the above-mentioned radial interlocking of the successive crepe paper layers or are able to follow it precisely due to their easy deformability.
It has now been shown that it is advantageous for the production of gap-free envelopes according to the invention to carry out the stacking in such a way that the individual layers of the crepe paper remain movable in the circumferential direction independently of one another or that the circumferential changes that may occur during subsequent hardening of the plastic individually can adjust by springback.
Such a type of layering effects an equalization of any differences in the pre-tensioning of the crepe paper layers that may occur at individual points, i.e. In other words, in this way an equalization of the pre-tension in all successive layers of crepe paper is achieved. However, if individual, coaxial, self-contained crepe paper layers are used for the stacking, the proposal according to the invention allows each individual layer to be given an appropriately selected pretension and thus to achieve a desired distribution or gradation of the pretension within the thickness of the wrapping body.
All of these effects achieved by using the measures according to the invention are desirable and advantageous with a view to solving the problem of creating gap-free enclosures.
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Between the individual, successive layers of crepe paper, intermediate layers made of a film-like, preferably smooth material, the nature and thickness of which is chosen so that they are able to support the overlying layers without significant deformation and facilitate the independent mobility of the adjacent crepe paper layers ( see Fig. 4). In addition to the advantages mentioned above with regard to the absence of gaps in the casings to be produced, the measures according to the invention offer a number of further advantages.
In all cases they have as a common condition that the interlocking of the corrugations of adjacent layers of the crepe paper is avoided. Thus, when using the process according to the invention, crepe paper structures are created which have a significantly looser structure than, for B. that of the densely stacked,
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interlocking paper roll. Thus, in the sense of the invention, the layers have significantly larger spaces between the successive layers. This makes it possible to use more viscous plastics for solidifying the coverings. The use of crepe or crepe-like papers with a coarse structure even makes it possible to use casting resins with preferably mineral
Fillers such as
B. mixed with quartz powder, to use, whereby all known advantages arise that the use of fillers brings with it.
When it comes to casings, in particular the insulating bodies of high-voltage bushings, the conductive, e.g. B. metallic. Contain coverings, these are advantageously used at the same time to separate the adjoining crepe paper layers and are chosen in terms of shape and surface properties so that the independent mobility of the crepe paper layers is not significantly hindered, but is preferably facilitated. To do this, they must do a regular
Have shape and preferably have a smooth surface.
This is also dated dielectric
From a very favorable point of view, because when using, for example, very thin, the
Crepe paper tightly clinging (corrugation) metallic coverings resulting in irregularities in the field distribution and the associated strong local stresses in the individual coating layers can be completely avoided.
As conductive deposits are z. B. Al foils, Al foils laminated on paper, fine-mesh wire mesh, graphitized paper, metallized papers or foils. It is highly recommended to provide the edges of such conductive inlays with so-called shield rings in order to reduce the electrical stress on the edge of the covering. As shield rings z. B. in a manner known per se at the beginning and end closed metallic coil springs of small winding diameter are used. Furthermore, for this purpose, for. B. elastic rings with rounded edges and with conductive or made conductive surface are used, such. B. heat-resistant conductive rubber rings with a rounded edge. The shield ring electrodes ("radiation rings") are electrically connected to the covering, e.g.
B. welded on, soldered or glued with a conductive paint.
It is particularly useful to use shield ring electrodes made from wire springs together with conductive inserts made from fine-meshed wire mesh.
The layering of the crepe or crepe-like paper can be done in various ways, but according to the invention it is necessary to ensure the free mobility of the individual layers of the crepe paper independently of one another in the circumferential direction. In particular, self-contained tubular structures can be prepared for each individual layer, which are then pushed coaxially over the conductor or over the crepe paper layers that have already been stacked with a bias. Between individual layers, but also between each layer, intermediate layers, e.g. B. made of a smooth paper, which facilitate the independent mobility of the adjacent crepe paper layers. The conductive inserts can be arranged at the desired locations between the individual layers.
So that the elastic resilience of the individual crepe paper layers is not impaired in any way, these supporting intermediate layers must not be glued to the crepe paper or attached to it in any other way.
It is also possible to stack up the crepe paper layers for the gap-free wrappings in the sense of the invention without using supporting intermediate layers. In this case, the layering should be carried out in such a way that the creping directions of the successive layers are perpendicular to one another and thus the interlocking of the corrugations of two adjacent layers is avoided.
If it is a matter of providing very long objects or objects having a curved axis with gap-free envelopes, it is expedient to use relatively narrow bands in a helical manner on the object to be enveloped, e.g. B. a high voltage conductor to be wound into coaxial layers. If no supporting intermediate coverings are provided between the individual layers, the successive layers can advantageously be applied in opposite directions so that there is no interlocking of the corrugations. When wrapping curved conductors, the tape used can also be pre-cut in width according to the pitch of the helix, the radius of curvature and the diameter so that no overlaps occur (see FIG. 3).
With this type of stacking, supporting intermediate layers or metallic inlays can also be wrapped. In the manufacture of bent pieces, e.g. B. curved bushings, these intermediate layers are also expediently applied in the form of relatively narrow strips on each finished wound layer.
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Depressions and elevations of 2 mm and more), and / or optionally used supporting intermediate layers or conductive inserts can have recesses, openings or perforations at various points. This z. B. with a subsequent impregnation of the crepe paper structure with resin facilitates its access in the radial direction.
The exemplary embodiments of the invention will be described with reference to FIGS. 1-4. Figures 1 and 2 show samples of crepe papers. Fig. 3 illustrates the production of a gap-free casing. Fig. 4 shows another type of wrapping.
Fig. 1 shows a pattern of the crepe paper with a coarse structure.
FIG. 2 shows a piece of highly stretchable crepe-like paper, the structure of which is significantly more regular and symmetrical compared to a crepe paper with a coarse structure. With regard to the properties essential for the invention, especially with regard to the considerable elastic extensibility, such papers behave very similarly to crepe papers. As a result, they can be piled up using tension (pre-tensioned) so that their "creping" or. crepe-like, e.g. B. pleated structure in the stacked state is at least partially preserved. Such papers are e.g. B. available under the brand name "CARBION" from Baumgarmer in Lausanne.
3 shows a schematic representation of the production of the gap-free covering on a curved conductor 1. Crepe-like or crepe-like paper is applied here in the form of relatively narrow strips. In successive layers 2, 3 and 4, the bands run in opposite directions
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the tape for winding in the area of the curved part of the feedthrough must be pre-cut in width so that there is no overlap of the tape, as indicated in the drawing in FIG. 3 with 5, 6 and 7.
4 shows a different type of layering of crepe or crepe-like paper on a conductor: here, smooth supporting intermediate layers 15, 16 are initially applied to each completely wound layer 12, 13 and 14, after which the next layer is wound. The intermediate layers can also be conductive coverings and z. B. consist of a metallic foil, but they can also serve to support a further, electrically conductive intermediate layer. You. can also be applied to the previous layer in the form of a wide web 15 or wound in the form of a relatively narrow tape 16.
The embodiment according to FIG. 4 is also suitable for the production of gap-free coverings for curved rails or bushings, the same applies to the cover of the curved part as has already been said with regard to the embodiment according to FIG.
The gap-free casings within the meaning of the invention can be produced with the help of many plastics. However, the use of so-called curable casting resins, such as. B. of epoxy resins and unsaturated polyester resins, especially mixed with fillers.
For a better understanding of the invention, some exemplary embodiments are given:
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a straight-axis copper bolt of five layers of crepe paper with a structure according to FIG. There is a smooth conductive insert between each layer. The length of the conductive inserts decreases from layer to layer from the inside to the outside, as is customary and known for condenser bushings. The backing layers are about 5 mm longer on each side than the inlays above. The crepe paper used has the following properties:
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<tb>
<tb> 330 <SEP> g / m2 <SEP> in <SEP> creped <SEP> condition
<tb> elongation <SEP> 3000/0
<tb> Thickness, <SEP> creped <SEP> 3.8 <SEP> mm
<tb> thickness, <SEP> uncreped <SEP> 0.2 <SEP> mm
<tb>
The crepe paper is cut into rectangular pieces.
The length of the pieces corresponds to the length of the conductive inserts and an allowance of 10 mm. The width corresponds to 2/3 of the calculated circumference and 5 mm allowance. The pieces cut in this way are shaped into tubes by interlocking the crepe paper over a width of 5 mm. The tubes are pushed over one another coaxially.
The crepe paper is stretched about 500/0 of its original length. A sheet of smooth, graphitized kraft paper, 0.15 mm thick and 113 g / m2 is placed between each layer so that
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the individual crepe layers cannot touch each other. The total layer thickness is 19.5 mm.
The conductor encased by the method described above is installed centrally in a cylindrical casting mold with an internal diameter of 75 mm. The casting mold is closed at the bottom and has a pouring funnel at the top. The form with the winding is dried and degassed in a heatable vacuum vessel at 80 C and 0, SmmHg pressure for 6 hours. The casting mixture is poured from above into the mold under vacuum, after 30 minutes the pressure is equalized and hardened for 12 hours at 90 ° C. and 8 hours at 1200. After cooling, the casting is removed from the mold. The outermost conductive surface is connected to earth through a conductive connection.
Pouring mix:
EMI4.1
<tb>
<tb> 100 <SEP> parts by weight <SEP> epoxy resin <SEP> based on <SEP> <SEP> from <SEP> p, <SEP> p'-Dioxydiphenylpropane <SEP> with <SEP> one
<tb> Epoxy equivalent weight <SEP> from <SEP> 185 <SEP> to <SEP> 200 <SEP> and <SEP> a <SEP> viscosity
<tb> from <SEP> 11000 <SEP> to <SEP> 14000 <SEP> Centipoise <SEP> at <SEP> 250C
<tb> 130 <SEP> parts by weight <SEP> dodecenylsuccinic anhydride
<tb> 0.2 <SEP> parts by weight <SEP> methylbencyldimethylamine
<tb> 350 <SEP> parts by weight <SEP> quartz powder <SEP> 325 <SEP> meshes <SEP> per <SEP> inch <SEP> (according to <SEP> Tylor)
<tb>
2) Cylindrical, straight-axis condenser bushing.
As in Example 1, a straight-axis copper rod 40 mm in diameter and 1000 mm in length is wrapped alternately with coaxial layers of crepe paper and smooth inserts. The crepe paper serves as a support and spacing element.
The crepe paper used here has the following properties:
EMI4.2
<tb>
<tb> 250 <SEP> g / m2 <SEP> in <SEP> creped <SEP> condition
<tb> elongation <SEP> 300/0
<tb> Thickness, <SEP> creped <SEP> 3.8 <SEP> mm
<tb> Thickness, <SEP> uncreped <SEP> 0, <SEP> 2 <SEP> mm <SEP>
<tb>
The crepe paper is cut into 30 mm wide ribbons and wound around the conductor in a spiral shape.
EMI4.3
Paper is wrapped around the crepe paper in the form of a square sheet so that it covers the entire circumference. Another layer of crepe paper follows over the smooth paper, on which a tape 15 mm wide made of so-called cable paper is wound to the desired length. Cable paper is an aluminum foil with a thickness of 0.008 mm, laminated on paper with a thickness of 0.15 mm. The foil and paper are perforated with holes 1 mm in diameter.
(The length of the conductive layer is determined by the desired field distribution.) The insulation is gradually built up until eighteen layers of crepe with nine conductive inserts surround the copper rod. The layer thickness is 20 mm. The conductor encased in this way is installed centrally in a cylindrical casting mold with an internal diameter of 85 mm.
The casting mold is constructed in the same way as in Example 1. The next steps are also carried out as in example 1.
The pouring and impregnating mixture has the following composition:
EMI4.4
<tb>
<tb> 100 <SEP> parts by weight <SEP> epoxy resin <SEP> (like <SEP> in <SEP> example <SEP> 1)
<tb> 130 <SEP> parts by weight <SEP> dodecenylsuccinic anhydride <SEP>
<tb> 0, <SEP> 2 <SEP> parts by weight <SEP> methylbencydimethylamine
<tb> 100 <SEP> parts by weight <SEP> parts <SEP> dolomite <SEP> ground, <SEP> grain size <SEP> 201l
<tb>
3) Curved condenser bushing.
A copper rod of 30 mm in diameter and 1600 mm in length is bent to an angle of 450 with a radius of 600 mm in the middle. Strips of 40 mm wide crepe paper tapes (paper according to Example 1) are helically wound around this conductor. In the straight parts, the paper edges should touch, in the sheet a so-called development is cut. When it is wound up, the Kre paper is stretched 50% of its original length. A layer of so-called cable paper (according to Example 2) with a width of 15 mm is helically wound onto each layer of crepe paper. The winding width of the conductive layer depends on the desired field distribution. Four layers of crepe
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with conductive inserts arranged above them are wrapped around the conductor in the same way.
The crepe layers are graded in length according to the conductive inserts.
The insulated, bent rod is installed in a corresponding casting mold with an internal diameter of 70 mm so that the distance from the insulating body to the mold wall is the same everywhere. The mold is closed on one side and a pouring funnel on the other. The mold is installed in a heatable vacuum casting kettle in as vertical a position as possible. At 40 ° C. and 0.5 mm Hg, drying and degassing are carried out for 12 hours. The pouring and impregnating mixture of 400C is then allowed to flow into the mold under vacuum. After 30 minutes, the pressure in the casting vessel is equalized. The plastic mixture is cured for 8 hours at 800C and 12 hours at 1200C.
Casting and impregnation mixture:
EMI5.1
<tb>
<tb> 100 <SEP> parts by weight <SEP> Rhodester <SEP> 1108 <SEP> R <SEP> (from <SEP> company <SEP> Rhone-Poulenc, <SEP> Paris)
<tb> Viscosity <SEP> at <SEP> 250C <SEP> 300 <SEP> Centipoise
<tb> 1 <SEP> part by weight. <SEP> benzoyl peroxide <SEP>
<tb> 150 <SEP> parts by weight <SEP> quartz powder, <SEP> 325 <SEP> meshes <SEP> per <SEP> inch <SEP> (according to <SEP> Tylor).
<tb>
For the method according to the invention, other crepe papers can also be used, one of them
EMI5.2
becomes. Such embossed crepe papers are e.g. B. under the name "PEARL CREPE papers" known.
The above-mentioned supporting intermediate layers can be designed in such a way that, in addition to the task of supporting the overlying layers without significant deformation, they "reinforce" the entire gap-free covering, i.e. H. give it additional mechanical strength. Such intermediate layers can, for. B. consist of fabrics, fiberglass or plastic fabrics, nonwovens or foils. Such reinforcing intermediate layers can also be used in combination with the mentioned supporting intermediate layers or the conductive coverings.
PATENT CLAIMS:
1. Process for the production of gap-free envelopes, which are made up of paper layers or the like, which are solidified into a solid body by means of a plastic that is later solidified when used, creped paper or the like being used and layered in this way, that the creping remains at least partially in the layered state, characterized in that between the individual layers of crepe paper or the like. Coaxial intermediate layers made of a film-like, preferably absorbent material are arranged, which support the overlying layers without significant deformation and the independent mobility of the adjacent
Layers of crepe paper or the like facilitate and or
or that the creping directions of the successive layers are perpendicular to each other, so that the individual layers of crepe paper or the like remain movable in the circumferential direction independently of one another or are able to adapt to any changes in circumference that may occur during subsequent curing by springback.