Giessverbindung zwischen zwei festen Korpern
Das Hauptpatent befasst sich mit einer Giessverbindung zwischen zwei festen Körpern mittels einer Vergussmasse, die nach dem Eingiessen den festen Aggrega. tzustand annimmt und welche dadurch gekennzeichnet ist, dass in jeder der beiden miteinander zu vergiessenden Flächen der beiden Körpern wenigstens eine Rinne derart angebraeht ist, dass je eine Rinne im einen Korper zusammen mit einer Rinne im andern Korper einen r¯hrenartigen Kanal bildet, der beiden Körpern gemeinsam ist, und dass dieser Kanal mit der Vergussmasse gefüllt ist.
Die vorliegende Erfindung bezieht sieh auf eine Weiterentwieklung der Giessverbin- dung gemäss dem Patentanspruch des Hauptpatentes und besteht darin, dass wenigstens der eine der beiden Körper Rinnen für eine Mehrzahl von Kanälen aufweist, w-elelle mit einer Vergussmasse aus härtbarem Nieder- druckharz gefüllt sind.
Ausführtmgsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind in der Zeichnung sehematisch und im Schnitt dargestellt, und zwar zeigt :
Fig. 1 eine Giessverbindung zwischen einem AIetallrohr und einer Stange aus Hartpapier,
Fig. 2 und 3 versehiedene CTiessverbindungen an Schaltkammern,
Fig. 4, 5 und 6 je einen durch einen Giesskanal gelegten Querschnitt einer Giess- verbindung, mittels welcher ein Isolierrohr an einen dasselbe umgebenden Metallflansch angegossen ist.
Bei der in der Fig. 1 dargestellten Gie¯verbindung hat das Metallrohr 2 einen rechteckigen Querschnitt. Am einen Ende sind im Metallrohr 2 Einpressungen angebracht, die sich vorzugsweise nur auf den einander gegenüberliegenden lÏngeren Sehenkeln befin- den. Diese Einpressungen ragen so weit nach innen, dass die aus Hartpapier bestehende Stange 1 noeh gut in die Rohrmündung und zwischen den Einpressungen hindurch eingeführt werden kann. Die Stange 1 hat ihrer seits eingefräste Rinnen, welche mit den zwischen zwei aufeinanderfolgenden Einpressungen befindlichen Ausbuchtungen im Rohr 2 korrespondieren.
Die Stange 1 wird so weit in das Rohr 2 eingesehoben, dass geradlinige KanÏle 5 entstehen, welche in der Fig. 1 je einen linsenförmigen Querschnitt haben und im Schnitt gezeigt sind. In der Stange I sind ferner noeh zwei schlitzförmige EinfrÏ sungen 4'angebracht, welche die KanÏle 5 gruppenweise miteinander verbinden und als Giessöffnungen dienen. Die Vergussmasse- vorzugsweise gie¯- und härtbares Niederdruck-Kunstharz-wird in die Einfräsungen 4'eingegossen, bis die letzteren und auch alle Kanäle 5 völlig gefüllt sind.
Nach dem ErhÏrten der Vergussmasse entsteht eine Giessverbindung zwischen dem Metallrohr 2 und der Hartpapierstange 1, welche grosse Zug- und Druckkräfte aufzunehmen vermag.
Die in der Fig. 2 im Schnitt gezeigte Schaltkammer enthÏlt ein Rohr 2 aus Hartpapier oder Hartgewebe, sowie innerhalb desselben sich erstreckende ringförmige Schei- ben 1, 8, 9 und 10, welche gleiehfalls aus Hartpapier oder Hartgewebe bestehen. An den zylindrischen Berührungsflächen zwi schen den Seheiben 1, 8, 9 und 10 einerseits s und dem Rohr 2 anderseits sind jeweils sich zu linsenförmigen KanÏlen 5 ergänzende Rinnen angebracht. Jeder der Kanäle 5 ist mit einer oder mehreren Giessöffnungen 4 versehen, welche das Rohr 2 durchsetzen und an seiner äussern Oberfläche ausmünden.
Die Kanäle 5, mittels welchen die Scheiben 1, 8, 9 und 10 innen am Rohr 2 angegossen werden, können lÏngs ihres ganzen Verlaufes denselben Querschnitt haben.
Zum Vergiessen der Scheiben l, 8, 9 und 10 mit dem Rohr 2 wird aussen um das letztere noch eine zylindrisehe und in der Fig. 2 nicht veranschaulichte Giessform angebracht, welche zwischen dem Rohr 2 und ihrer innern Begrenzung einen ringförmigen Mantel freilϯt. Beim Vergiessen wird die Vergussmasse zwischen der Giessform und dem Rohr 2 eingeschüttet, so dass alle Kanäle 5 über ihre Giessöffnungen 4 miteinander gefüllt werden und au¯en am Rohr 2 noch eine mantelfor mige Schicht 5'angegossen wird, welche die Mündungen der Giessoffnungen 4 iiberdeekt.
Wie die Fig. 2 zeigt, kann man gleichzei- tig noeh einen Metallflanseh 11 angie¯en, welcher über die Schicht 5'mit dem Hartpapierrohr 2 verbunden wird. Zur Erhöhung der Abschiebefestigkeit kann der Metall- flansch 11 an seiner innern Oberfläche Aus- nehmungen 12 haben, die aus in der Uni- fangsriehtung verlaufenden Rillen bestehen können. Demselben Zweek dienen auch die im Hartpapierrohr 2 aussen angebrachten Aus- nehmungen 13, die auch die Form von schraubenförmig verlaufenden Rillen haben können.
Eine weitere Schaltkammer ist in der Fig. 3 im Schnitt gezeigt. Der Hartpapier- zylinder 2 von vergleichsweise grösserer Wandstärke ist an seinem einen Ende mit einem Metallflanseh 11 versehen, welcher ihn sattelförmig umgibt, so dass der Zylinder 2 vom Flansch 11 innen und aussen t wird. Der Zletallflanseh 11 und der Hartpapierzylinder 2 haben drei Kanäle 5 gemeinsam, von welehen zwei derselben kon- zentrisch zueinanderliegen und mit gemein- samen Giessoffnungen 4'versehen sind.
Der dritte dieser Kanäle 5 ist mit einer oder mehreren eigenen Giessoffnungen 4 versehen und vorzugsweise zwischen der Ïu¯ern Man telfläche des Hartpapierzvlinders 2 und dem Metallflansch 11 angebraeht. Die durch die Kanäle 4'gebildeten Giessstifte aus Vergussmasse ergeben zusammen mit den ringförmi- gen Kanälen 5, die gleichfalls mit Vergussmasse gefüllt werden, eine Befestigung des Flansehes 11 am Zylinder 2, die auch hohe AbschiebekrÏfte aufzunehmen vermag.
An dem vom Metallflanseh 11 abgewendeten Ende des Zylinders 2 ist eine Seheibe 1 aus Hartpapier mit Hilfe von zwei ringförmigen und parallel zueinander verlaufenden Kanä- len 5 befestigt, welche über eine Mehrzahl von ihnen gemeinsamen Giessoffnungen 4'mit der Vergussmasse gefüllt werden. Die Sehaltkammer enthält schliesslich noeh zwei weitere Scheiben 8 und 9 aus Hartpapier, welche mit dem Zylinder 2 je einen Kanal 5 gemeinsam m haben. Die KanÏle 5 haben je besondere Giess öffnungen 4, welche den Zylinder 2 durch- setzen.
Die KanÏle 5 und ihre Giessöffnungen 4 bzw. 4'werden zweekmässigerweise mit einem kalt aushärtenden Epoxyharz gefüllt.
In den Fig. 2 und 3 sind Giesskanäle angegeben, welche in ihrer Umfangsrieltung einen gleichbleibenden Querschnitt haben. Es zeigt sich aber, dass die Abschiebefestigkeit der beiden durch eine solehe Giessverbindung miteinander verbundenen Korper noch gesteigert werden kann, wenn die Giesskanäle 5 nicht einen gleichbleibenden, sondern einen veränderlichen Querschnitt längs ihrer Um fangsrichtung aufweisen. Die Fig. 4 bis 6 zeigen im Querschnitt einige Giessverbindungen zwischen einem Metallflansch 11 und einem Isolierrohr 2, welche solche ringförmige und mit Giessharz gefüllte Kanäle 5 von ver änderlichem Querschnitt haben.
In den Fig. 4 bis 6 berühren sich der Metallflansch 11 und das Isolierrohr 2 längs einer Zylinderoberfläche 15, die gestrichelt eingetragen ist. Dia Giesskanäle 5 haben an diametral einander gegenüberliegenden Stellen je eine Giessöffnung 4, durch welche die Vergussmasse eingefüllt wird.
Bei der Ausführung nach Fig. 4 wird der Giesskanal 5 von veränderlichem Querschnitt folgendermassen erhalten : Die Rinne im Metallflansch 11 hat längs ihres ganzen Umfanges dieselbe Breite und Tiefe bei einem beispielsweise halbkreisförmigen Querschnitt.
Eine entsprechende Rinne von halbkreisför- migem Querschnitt wird zunÏchst in das Isolierrohr eingedreht oder eingefräst. Nachher wird ein in die Rinne passender Fräser an mehreren zueinander symmetrisch angeordneten Stellen geradlinig durchgezogen, so dass die Rinne vertiefte Einfräsungen 14 erhält.
An den Stellen der Einfräsungen 14 hat der Giesskanal 5 den entsprechend vergrösserten Querschnitt.
Gemma3 der Fig. 5 wird das Isolierrohr 2 beim Eindrehen oder Einfräsen der Rinne exzentrisch eingespannt, so dans dite Rinne verschieden tief wird. Durch zweimaliges exzentrisches Einspannen erhält man die in der Fig. 5 gezeigte Rinne, welche zusammen mit der im Metallflansch 11 zentrisch einge drehten Rinne einen Giesskanal 5 von veränderlichem Querschnitt ergibt.
An der Stelle eines Giesskanals 5 von stetig veränderlichem Querschnitt kann man n entsprechend der Fig. 6 sowohl im Metall- flansch 11 als auch im Isolierrohr 2 zentrisch eingedrehte oder eingefräste Rinnen vorsehen und im Isolierrohr 2 an verschiedenen gleich- mässig verteilten Stellen zusätzliche Bohrungen 16 anbringen, welche von der Rinne aus radial nach innen vorstossen. Die entstehenclen Giessstifte tragen gleichfalls zur Verbesserung der Abschiebefestigkeit der Gie¯verbindung bei.
Die in den Fig. 4 bis 6 gezeigten Giessverbindungen kommen vorwiegend bei der Herstellung von Schaltkammem zur Anwendung, da bei Schaltkammern zwischen dem Metallflansch 11 und dem mit den Quer scheiben 1, 8,-10 versehenen Isolierrohr 2 (Fig. 2 und 3) grolle mechanische Abschiebe- kräfte auftreten.
Als Vergussmasse kommt bei den beschrie- benen Giessverbindungen vorzugsweise ein kalt aushärtendes Epoxydgiessharz zur Anwendung, welches auch unter dem Namen athoxylinharz bekannt ist. Solehe Epoxydharze sind jedoch verhältnismässig dünnflüssig und die an die Giesskanäle 5 sich anschliessenden Fugen zwischen den beiden miteinander zu, vergiessenden Körpern dürfen kerne Leckstellen aufweisen, durch welche das Giessharz ausfliessen kann. Die Berührungs- flachen der beiden Körper müssen daher entweder sehr genau gearbeitet und aufeinander angepasst sein, oder man muss vor dem Vergiessen dise Fugen auf Leokstellen untersuchen und gegebenenfalls nachträglich abdichten.
Das Abdichten der Fugen kann zweckmässi- gerweise dadurch erfolgen, dass die miteinander zu vergie¯enden K¯rper vor dem Einfüllen der Epoxydharze noch miteinander verklebt werden. Alle diese Massnahmen erfordern jedoch zusätzliche Arbeitsvorgänge, welche eine verhältnismässig kostspielige Herstellung der Giessverbindung zur Folge haben können. Es hat sich aus diesen Gründen als vorteilhaft erwiesen, dem Epoxydharz Füllstoffe so weit zuzusetzen, dass die zum Vergiessen bereite Vergussmasse zäh-oder dickflüssig wird. Die Giesskanäle 5 werden an zwei einander diametral gegenüberliegenden Stellen mit je einer Giessöffnung 4 versehen, wie dies in den Fig. 4 bis 6 gezeigt ist.
Die zäh-oder dickflüssige Vergussmasse wird dann unter Anwendung von Druck durch die eine der beiden Giessöffnungen 4 so lange eingepresst, bis die beiden Zweige des ring förmigen Giesskanals 5 völlig gefüllt sind und die Vergussmasse aus der andern der beiden Giessöffnungen 4 austritt. Günstige Verhält- nisse erhält man, wenn die das Epoxydgiess- harz enthaltende Vergussmasse wenigstens 20 /o und höchstens 70 /o, vorzugsweise jedoch etwa 50 mineralische Füllstoffe, wie z. B. Quarzmehl, Schiefermehl, Kaolinmehl oder Gesteinpulver und dergleichen aufweist.
Bei der Anwendung einer solchen zäh-oder dickflüssigen Vergussmasse ist in der Regel eine besondere Fugenabdichtung nicht erfor derlich und die Berührungsflächen beidseits des Giesskanals zwischen den miteinander zu vergiessenden Korpern brauchen nicht besonders genau gearbeitet und eingepasst zu werden.
Die Verwendung von Epoxydharz mit Füller bei der Verbindung von Hartpapierteilen hat den Vorteil des gleichen Wärme- ausdehnungskoeffizienten und eignet sich dabei f r vakuumfeste, olfeste und hochspan nungsfeste (Edelfugen)-Verbindungen.
Cast connection between two fixed bodies
The main patent deals with a poured connection between two solid bodies by means of a potting compound, which after pouring the solid aggregate. assumes t state and which is characterized in that in each of the two surfaces to be cast together of the two bodies at least one channel is made in such a way that each channel in one body together with a channel in the other body forms a tubular channel, the two Bodies is common, and that this channel is filled with the potting compound.
The present invention relates to a further development of the casting connection according to the patent claim of the main patent and consists in that at least one of the two bodies has grooves for a plurality of channels, and shafts are filled with a potting compound made of curable low-pressure resin.
Exemplary embodiments of the present invention are shown schematically and in section in the drawing, namely:
1 shows a cast connection between an aluminum tube and a rod made of hard paper,
Fig. 2 and 3 different C-butt connections on switching chambers,
4, 5 and 6 each show a cross section of a casting connection, laid through a casting channel, by means of which an insulating tube is cast onto a metal flange surrounding the same.
In the case of the Giç connection shown in FIG. 1, the metal tube 2 has a rectangular cross section. At one end, 2 impressions are made in the metal tube, which are preferably only located on the opposite longer cords. These impressions protrude so far inwards that the rod 1 made of hard paper can still be easily inserted into the pipe mouth and between the impressions. The rod 1 on its part has milled grooves which correspond to the bulges located between two successive impressions in the tube 2.
The rod 1 is lifted so far into the tube 2 that straight channels 5 are formed, which in FIG. 1 each have a lens-shaped cross section and are shown in section. Furthermore, two slot-shaped millings 4 ′ are made in the rod I, which connect the channels 5 to one another in groups and serve as pouring openings. The potting compound - preferably cast and curable low-pressure synthetic resin - is poured into the milled grooves 4 'until the latter and all of the channels 5 are completely filled.
After the potting compound has hardened, a poured connection is created between the metal tube 2 and the hard paper rod 1, which is able to absorb large tensile and compressive forces.
The switching chamber shown in section in FIG. 2 contains a tube 2 made of hard paper or hard tissue, as well as annular disks 1, 8, 9 and 10 extending within it, which also consist of hard paper or hard tissue. On the cylindrical contact surfaces between the Seheiben 1, 8, 9 and 10 on the one hand s and the pipe 2 on the other hand, grooves complementing each other to form lens-shaped channels 5 are attached. Each of the channels 5 is provided with one or more pouring openings 4 which penetrate the tube 2 and open out on its outer surface.
The channels 5, by means of which the disks 1, 8, 9 and 10 are cast on the inside of the pipe 2, can have the same cross section along their entire course.
To cast the disks 1, 8, 9 and 10 with the tube 2, a cylindrical casting mold (not shown in FIG. 2) is attached around the latter, which exposes an annular jacket between the tube 2 and its inner boundary. During casting, the casting compound is poured between the casting mold and the pipe 2 so that all the channels 5 are filled with one another via their pouring openings 4 and a jacket-shaped layer 5 'is poured onto the outside of the pipe 2, which covers the mouths of the pouring openings 4 .
As FIG. 2 shows, a metal flange 11 can also be angiēen at the same time, which is connected to the hard paper tube 2 via the layer 5 '. To increase the resistance to being pushed off, the metal flange 11 can have recesses 12 on its inner surface, which can consist of grooves running in the unidirectional direction. The same purpose is also served by the recesses 13 made on the outside in the hard paper tube 2, which can also have the shape of helical grooves.
Another switching chamber is shown in section in FIG. 3. The hard paper cylinder 2, which has a comparatively greater wall thickness, is provided at one end with a metal flange 11 which surrounds it in the shape of a saddle, so that the cylinder 2 is inside and outside of the flange 11. The metal flange 11 and the hard paper cylinder 2 have three channels 5 in common, two of which are concentric to one another and are provided with common pouring openings 4 ′.
The third of these channels 5 is provided with one or more of its own pouring openings 4 and is preferably attached between the outer surface of the hard paper cylinder 2 and the metal flange 11. The pouring pins made of potting compound formed by the channels 4 ′, together with the ring-shaped channels 5, which are also filled with potting compound, provide a fastening of the flange 11 on the cylinder 2, which is also able to absorb high push-off forces.
At the end of the cylinder 2 facing away from the metal flange 11, a disk 1 made of hard paper is attached with the aid of two annular channels 5 running parallel to one another, which are filled with the potting compound via a plurality of common pouring openings 4 '. The holding chamber finally contains two further disks 8 and 9 made of hard paper, which each have a channel 5 in common with the cylinder 2. The channels 5 each have special pouring openings 4 which penetrate the cylinder 2.
The channels 5 and their pouring openings 4 and 4 'are two times filled with a cold-curing epoxy resin.
In FIGS. 2 and 3, pouring channels are indicated which have a constant cross section in their circumferential direction. It turns out, however, that the push-off strength of the two bodies connected to one another by such a casting connection can be increased if the casting channels 5 do not have a constant, but rather a variable cross-section along their circumferential direction. 4 to 6 show in cross section some cast connections between a metal flange 11 and an insulating tube 2, which have such annular and resin-filled channels 5 of ver changeable cross-section.
In FIGS. 4 to 6, the metal flange 11 and the insulating tube 2 touch along a cylinder surface 15, which is shown in dashed lines. The pouring channels 5 each have a pouring opening 4 at diametrically opposite points, through which the potting compound is filled.
In the embodiment according to FIG. 4, the pouring channel 5 of variable cross-section is obtained as follows: The channel in the metal flange 11 has the same width and depth along its entire circumference, for example with a semicircular cross-section.
A corresponding channel with a semicircular cross-section is first screwed or milled into the insulating tube. Afterwards, a milling cutter that fits into the channel is drawn through in a straight line at several points arranged symmetrically with respect to one another, so that the channel receives recessed millings 14.
At the locations of the millings 14, the pouring channel 5 has the correspondingly enlarged cross section.
According to FIG. 5, the insulating tube 2 is clamped eccentrically when the channel is screwed in or milled in, so that the channel has different depths. By two eccentric clamping one obtains the channel shown in FIG. 5, which together with the channel rotated centrally in the metal flange 11 results in a pouring channel 5 of variable cross-section.
Instead of a pouring channel 5 of continuously variable cross-section, n according to FIG. 6, in the metal flange 11 as well as in the insulating tube 2, centrally screwed or milled channels can be provided, and additional bores 16 can be made in the insulating tube 2 at various evenly distributed locations which protrude radially inward from the channel. The resulting casting pins also contribute to improving the push-off resistance of the casting connection.
The cast connections shown in FIGS. 4 to 6 are mainly used in the manufacture of interrupter chambers, since in interrupter chambers between the metal flange 11 and the insulating tube 2 (FIGS. 2 and 3) provided with the transverse disks 1, 8, -10 mechanical push-off forces occur.
A cold-curing epoxy casting resin, which is also known under the name of athoxylin resin, is preferably used as the casting compound in the casting connections described. Sole epoxy resins are, however, relatively thin and the joints adjoining the pouring channels 5 between the two bodies to be poured together may have no leakage points through which the pouring resin can flow out. The contact surfaces of the two bodies must therefore either be worked very precisely and matched to one another, or one must examine these joints for leok spots before casting and, if necessary, subsequently seal them.
The joints can expediently be sealed by gluing the bodies to be cast together before the epoxy resins are poured in. However, all of these measures require additional operations, which can result in a relatively expensive production of the cast connection. For these reasons, it has proven to be advantageous to add fillers to the epoxy resin to such an extent that the casting compound ready for casting becomes viscous or thick. The pouring channels 5 are each provided with a pouring opening 4 at two diametrically opposite points, as shown in FIGS. 4 to 6.
The viscous or thick potting compound is then pressed in through one of the two pouring openings 4 using pressure until the two branches of the ring-shaped pouring channel 5 are completely filled and the potting compound emerges from the other of the two pouring openings 4. Favorable ratios are obtained when the casting compound containing the epoxy casting resin is at least 20 / o and at most 70 / o, but preferably about 50 mineral fillers, such as B. quartz flour, slate flour, kaolin flour or rock powder and the like.
When using such a viscous or viscous casting compound, a special joint seal is usually not necessary and the contact surfaces on both sides of the casting channel between the bodies to be cast together do not need to be worked and fitted particularly precisely.
The use of epoxy resin with filler when connecting hard paper parts has the advantage of the same coefficient of thermal expansion and is suitable for vacuum-tight, oil-tight and high-voltage-resistant (high-grade joints) connections.