CH685711A5 - Gewebebahn und Isolierstoffrohr sowie Isolierstoffprofilkörper mit einem die Gewebebahn enthaltenden Körper. - Google Patents

Gewebebahn und Isolierstoffrohr sowie Isolierstoffprofilkörper mit einem die Gewebebahn enthaltenden Körper. Download PDF

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CH685711A5
CH685711A5 CH2717/92A CH271792A CH685711A5 CH 685711 A5 CH685711 A5 CH 685711A5 CH 2717/92 A CH2717/92 A CH 2717/92A CH 271792 A CH271792 A CH 271792A CH 685711 A5 CH685711 A5 CH 685711A5
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Description

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CH 685 711 A5
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Beschreibung
TECHNISCHES GEBIET
Bei der Erfindung wird ausgegangen von einer Gewebebahn mit quer zueinander verlaufenden ersten und zweiten Fäden, bei der zumindest ein Teil der ersten Fäden aus einem im Vergleich zu den zweiten Fäden festeren Material besteht, und von einem Isolierstoffrohr bzw. einem Isolierstoffprofilkörper aus einer Kunststoffmatrix und einem in die Kunststoffmatrix eingebetteten die Gewebebahn enthaltenden Wickelkörper bzw. Schichtkörper.
STAND DER TECHNIK
Die Erfindung nimmt dabei Bezug auf einen Stand der Technik, wie er sich beispielsweise aus DE-A1 2 264 341 ergibt. Eine in Fig. 1 dieser Patentveröffentlichung dargestellte Gewebebahn enthält zwei quer zueinander verlaufende Fadenreihen, von denen die eine Fäden aus einem Material hoher Festigkeit, wie etwa Glasfasern, und die quer dazu verlaufende andere Fadenreihe Fäden aus einem Material geringerer Festigkeit aber grösserer Dehnbarkeit, wie etwa Polyesterfasern, aufweist. Ein aus einer solchen Gewebebahn gewickeltes und die Gewebebahn in ausgehärtetes Giessharz einbettendes Isolierstoffrohr zeichnet sich dadurch aus, dass es keine durch Aushärten des Giesshar-zes verursachte Unregelmässigkeiten in seinem Aufbau, wie z.B. Spalte oder Fugen, aufweist. Ein solches Rohr kann mit Vorteil als kraftübertragendes Bauteil, wie etwa als Schaltstange, in der Hochspannungstechnik eingesetzt werden.
Es ist ferner bekannt, dass ein kräfteaufnehmendes Isolierstoffrohr einen kraftübertragenden und Glasfasern enthaltenden Kern sowie zwei diesen Kern abdeckende Mantelschichten aus einem korrosionsbeständigen Material, wie etwa in gehärtetes Giessharz eingebettete Polyestervliese, aufweisen sollte, um auch in korrosiver Umgebung, wie etwa bei seiner Verwendung in einem SF6- Hochspannungsschalter oder im chemischen Apparatebau, verwendet werden zu können. Ein solches Isolierstoffrohr wird beispielsweise von der Patentanmel-derin unter dem Markennamen VETRELAM® vertrieben. Dieses Isolierstoffrohr weist zugleich den Vorteil auf, dass es sich vergleichsweise einfach bearbeiten lässt. Bei der Herstellung dieses Isolierstoffrohrs ist es jedoch notwendig, das im Kern vorgesehene Gewebe und die in den Mantelschichten vorgesehenen Vliese überlappt zu wickeln. Dies bedingt einen grossen Zeitaufwand und muss zudem von besonders sorgfältig ausgebildetem Personal ausgeführt werden. Zudem bedingen diese Überlappungen Inhomogenitäten im Aufbau des Isolierstoffrohres, was gegebenenfalls die elektrischen Eigenschaften dieses Rohres nachteilig beeinflussen kann.
KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Der Erfindung, wie sie in den Patentansprüchen 1, 8 und 13 angegeben ist, liegt die Aufgabe zugrunde, eine leicht zu verarbeitende Gewebebahn zu schaffen, sowie ein Isolierstoffrohr und einen Isolierstoffprofilkörper anzugeben, welche mit einfachen Mitteln und geringem Aufwand aus der Gewebebahn hergestellt werden können.
Die Gewebebahn nach der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass sie äusserst leicht zu einem Wickelkörper bzw. Schichtkörper mit einer beliebigen Anzahl an Wickel- bzw. Gewebelagen unterschiedlicher Abmessungen und verschiedener Materialbeschaffenheit verarbeitet werden kann. Dies ist beim Wickelkörper dadurch bedingt, dass die erforderlichen Wickellagen bereits in die Gewebebahn eingewebt sind. Zeitraubendes Auswechseln und Abmessen verschiedener Gewebeund/oder Vlieslagen während des Herstellens des Wickeikörpers entfallen daher vollständig. Aus einem derart hergestellten Wickelkörper kann ein Isolierstoffrohr nach der Erfindung durch Tränken mit einem härtbaren Giessharz, etwa auf der Basis eines Epoxids, erstellt werden. Bei diesem Isolierstoffrohr ist es von besonderem Vorteil, dass keine durch Einlegen verschiedener Gewebe- und/oder Vlieslagen bedingte Fugen und Spalte an den Enden der einzelnen Lagen auftreten, in denen sich sonst beim Tränken in unerwünschter Weise Giessharz ansammeln könnte. Das Isolierstoffrohr nach der Erfindung lässt sich somit in einfacher, rascher und reproduzierbarer Weise herstellen und zeichnet sich zudem durch hohe und gleichbleibend gute Qualität aus.
Ein besonderer Vorteil des Isolierstoffprofilkörpers nach der Erfindung ist darin zu sehen, dass durch geeignete Ausbildung des Gewebes und geeignetes schichtweises Übereinanderstapeln einzelner Gewebelagen ein Schichtkörper mit einem hochfeste Fasern enthaltenden Kern hergestellt werden kann, welcher gegenüber dem Einfluss aggressiver Medien, wie sie etwa in SF6-Schaltanlagen auftreten können, durch eine widerstandsfähige Kernabdek-kung geschützt ist. Ein solcher Isolierstoffprofilkörper kann beispielsweise eine Schaltstange für einen mit SF6 als Lösch- und Isoliergas betriebenen Druckgasschalter sein.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung und die damit erzielbaren weiteren Vorteile werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigt:
Fig. 1 eine Aufsicht auf einen Teil einer Gewebebahn nach der Erfindung,
Fig. 2 eine Aufsicht auf eine Stirnseite eines aus dem in Fig. 1 angegebenen Teil der erfindungsge-mässen Gewebebahn gewickelten Wickelkörpers, welcher bei einem Isolierstoffrohr nach der Erfindung in eine gehärtete Giessharzmatrix eingebettet ist,
Fig. 3 eine Aufsicht auf eine Stirnseite eines aus Lagen von Gewebe und/oder Vlies hergestellten Wickelkörpers, welcher bei einem Isolierstoffrohr nach dem Stand der Technik in eine gehärtete Giessharzmatrix eingebettet ist, und
Fig. 4 eine Aufsicht auf einen zumindest Teile
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der Gewebebahn gemäss Fig. 1 enthaltenden Isolierstoffprofilkörper.
WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
In Fig. 1 ist eine nach der Erfindung ausgeführte Gewebebahn 1 dargestellt. Diese Gewebebahn weist quer zueinander verlaufende Fäden 2 und 3 auf. Die Fäden 3 sind im allgemeinen gleichartig ausgebildet. Hingegen sind die quer dazu verlaufenden Fäden 2 abschnittsweise von Fäden aus unterschiedlichen Materialien gebildet. Ein Teil der Fäden 2 besteht aus einem im Vergleich zu den Fäden 3 festeren Material, während ein anderer Teil der Fäden 2 aus einem den Fäden 3 entsprechenden Material besteht. Der Fäden aus festerem Material aufweisende Teil der Fäden 2 ist in Bereichen 4, 5 der Gewebebahn angeordnet, der Fäden aus einem den Fäden 3 entsprechenden Material aufweisende Teil der Fäden 2 ist in Bereichen 6, 7 der Gewebebahn 1 angeordnet. Die Bereiche 6, 4, 7 und 5 folgen in der Gewebebahn 1 in der angegebenen Reihenfolge abschnittsweise aufeinander. Die Grenzen der Bereiche sind in Fig. 1 durch gestrichelte Linien markiert. Die Bereiche 6, 7 können in Teilbereiche 8, 9 und 10, 11 unterteilt sein. Die Gewebebahn 1 kann dann längs Schnittlinien 12 und 13 zerteilt und die solchermassen durch Zerteilen erzeugte, nunmehr lediglich die Bereiche 9, 4 und 10 umfassende Gewebebahn 14 weiterverarbeitet werden. Je nach Anforderung an das aus der Gewebebahn 14 zu erstellende Endprodukt kann die weiterzuverarbeitende Gewebebahn 14 weitere Bereiche umfassen, die gegebenenfalls auch Fäden 2 aus weiteren Materialien enthalten.
Die Gewebebahn nach der Erfindung lässt sich mit Vorteil dadurch herstellen, dass die Fäden 3 die Kettfäden und die Fäden 2 die Schussfäden bei einem Webverfahren sind. Es können dann durch Einschiessen von Schussfäden aus unterschiedlichem Material in besonders einfacher Weise beliebig bemessene Bereiche 4, 5, 6, 7 gebildet werden.
Es ist auch ohne weiteres möglich - etwa in den Bereichen 4, 5 - Fäden 2 vorzusehen, welche zumindest in einem zwischen den Fadenenden gelegenen mittleren Abschnitt 21 elektrisch leitfähiges Material, wie vorzugsweise Kohlenstoffasern, enthalten.
Aus einer der Gewebebahnen 1, 14 kann durch Wickeln auf einen Dorn ein in Fig. 2 dargestellter Wickelkörper 15 hergestellt werden. Aus diesem die Gewebebahn 1 oder 14 enthaltenden Wickelkörper 15 dann durch Einbetten in eine Kunststoffmatrix ein Isolierstoffrohr hergestellt werden. Die Kunststoffmatrix kann von einem gehärteten Duroplast, etwa auf der Basis von Epoxid, gebildet werden. Der gegebenenfalls mit einem Füllstoff versetzte, vor dem Aushärten flüssige Duroplast wird mit Vorteil unter Vakuum in eine den Wickelkörper 15 aufnehmende Giessform gebracht und anschliessend bei erhöhten Temperaturen ausgehärtet. Da der Wickelkörper 15 aus einer einzigen Gewebebahn gewickelt ist, entfällt das sonst übliche Anhalten der Wickelmaschine und Einfügen weiterer Gewebebahnen oder Vliese, um dem zu erstellenden Isolierstoffrohr einen mehrschichtigen Aufbau zu geben. Da zudem die Gewebebahnen 1, 14 genau be-messbare Bereiche, z.B. 4, 7, mit Fäden 2 aus unterschiedlichem Material enthalten, können exakt reproduzierbare Wickelkörper 15 und damit auch Isolierstoffrohre hergestellt werden. Von weiterem Vorteil ist es zugleich, dass die bei einem Wickelkörper nach dem Stand der Technik gemäss Fig. 3 auftretenden und in Fig. 3 mit den Bezugszeichen 16, 17 markierten Überlappungen verschiedener Gewebebahnen bzw. Vliese 18, 19, 20 nicht mehr auftreten können und dadurch bedingte erhöhte Konzentrationen von Matrixmaterial in Bereich der Überlappungen 16, 17 entfallen. Das Isolierstoffrohr nach der Erfindung ist somit wesentlich homogener aufgebaut als ein Isolierstoffrohr nach dem Stand der Technik.
Die in den Bereichen 6, 7 bzw. 8, 9, 10, 11 vorgesehenen und vorteilhafterweise als Schussfäden ausgeführten Fäden 2 und die vorteilhafterweise als Kettfäden ausgeführten Fäden 3 bestehen vorzugsweise aus einem korrosionsbeständigeren Material als die in den Bereichen 4, 5 vorgesehenen Fäden 2.
Die Fäden 3 und die in den Bereichen 6, 7 vorgesehenen Fäden 2 können von organischen Kunststoffasern, wie insbesondere Polyesterfasern, gebildet sein. Hingegen können die in den Bereichen 4, 5 vorgesehenen Fäden 2 von Glas- und/ oder Polyamidfasern gebildet sein.
Werden bei der Herstellung des Wickelkörpers 15 die in den Bereichen 4, 5 vorgesehenen besonders festen Fäden in Richtung der Rohrachse des Wickelkörpers 15 bzw. des Isolierstoffrohrs angeordnet, so erhält man ein Isolierstoffrohr mit hoher mechanischer Festigkeit in Richtung der Rohrachse und mit Deckschichten die bei Verwendung der Gewebebahn 14 aufgrund der Bereiche 9, 10 aus korrosionsbeständigem Material bestehen.
Enthalten darüber hinaus die in den Bereichen 4, 5 vorgesehenen besonders festen Fäden zumindest in ihrem mittleren Abschnitt 21 elektrisch leitfähiges Material, so wirken die Abschnitte 21 in einem elektrischen Feld als kapazitive Steuerelektroden und kann dann ein derartiges Isolierstoffrohr als elektrische Durchführung eingesetzt werden.
Aus der Gewebebahn nach Fig. 1 kann mit Vorteil auch ein Schichtkörper hergestellt werden, welcher zusammen mit einer ihn einbettenden Kunststoffmatrix einen Isolierstoffprofilkörper bildet. Ein solcher in Fig. 4 dargestellter Isolierstoffprofilkörper weist einen feste Fäden 2 aus den Bereichen 4, 5 enthaltenden Kern 22 und eine weniger feste Fäden 2, 3 aus den Bereichen 6, 7 enthaltende Kernabdeckung 23 auf. Der in die Kunststoffmatrix eingebettete Schichtkörper kann hierbei durch Trennen der Gewebebahn 1, 14 in Gewebelagen und schichtweises Stapeln der Gewebelagen oder durch schichtweises Falten der Gewebebahn 1, 14 gebildet werden. An entgegengesetzt angeordneten Stirnflächen enthält der Schichtkörper jeweils mindestens eine aus Material der Bereiche 6, 7 bestehende Gewebelage. Dazwischen ist mindestens eine Gewebelage angeordnet, welche Material der
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Bereiche 4, 5 und in Randbereichen Material der Bereiche 6, 7 enthält.
Die im Material der Bereiche 6, 7 vorgesehenen besonders festen Fäden 2 sind mit Vorteil in Längsrichtung des Isolierstoffprofilkörpers angeordnet, da dann ein besonders zug- und biegefester Isolierstoffprofilkörper vorliegt. Ein solcher Isolierstoffprofilkörper ist besonders als Schaltstange für mit SF6 betriebene Hochspannungsschalter geeignet, da sie nicht nur die dafür erforderlichen mechanischen Eigenschaften aufweist, sondern zudem wegen der mittels der erfindungsgemässen Gewebebahn leicht zu erstellenden Kernabdeckung auch den Kern 22 vor der Wirkung aggressiver Spaltprodukte des SF6 schützt.

Claims (18)

Patentansprüche
1. Gewebebahn (1, 14) mit quer zueinander verlaufenden ersten (2) und zweiten Fäden (3), bei der zumindest ein Teil der ersten Fäden (2) aus einem im Vergleich zu den zweiten Fäden (3) festeren Material besteht, dadurch gekennzeichnet, dass in Richtung der zweiten Fäden (3) abschnittsweise von ersten Fäden (2) gebildete Bereiche (z.B. 4, 7) aus unterschiedlichen Materialien angeordnet sind, und dass in mindestens einem ersten (z.B. 4) von mindestens zwei abschnittsweise aufeinanderfolgenden Bereichen (z.B. 4, 7) erste Fäden (2) aus dem festeren Material und in mindestens einem zweiten (z.B. 7) der mindestens zwei Bereiche (z.B. 4, 7) erste Fäden (2) aus einem den zweiten Fäden (3) entsprechenden Material vorgesehen sind.
2. Gewebebahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine erste Bereich (z.B. 4) zwischen zwei zweiten Bereichen (z.B. 6, 7) angeordnet ist.
3. Gewebebahn nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die im mindestens einen zweiten Bereich (z.B. 7) vorgesehenen ersten Fäden (2) und die zweiten Fäden (3) aus einem korrosionsbeständigeren Material bestehen als die im mindestens einen ersten Bereich (z.B. 4) vorgesehenen Fäden (2).
4. Gewebebahn nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Fäden (2) Schuss-und die zweiten Fäden (3) Kettfäden sind.
5. Gewebebahn nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schussfäden im mindesten einen ersten Bereich (z.B. 4) von Glas- und/oder Polyamidfasern und im mindestens einen zweiten Bereich (z.B. 7) von organischen Kunststoffasern gebildet sind.
6. Gewebebahn nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kettfäden von organischen Kunststoffasern gebildet sind.
7. Gewebebahn nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die organischen Kunststoffasern Polyesterfasern sind.
8. Isolierstoffrohr aus einer Kunststoffmatrix und aus einem in die Kunststoffmatrix eingebetteten und die Gewebebahn (1, 14) nach einem der Ansprüche 1-7 enthaltenden Wickelkörper (15).
9. Isolierstoffrohr nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine erste Bereich (z.B. 4) zwischen mindestens zwei zweiten Bereichen (z.B. 6, 7) eingewickelt ist.
10. Isolierstoffrohr nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die im ersten Bereich (z.B. 4) vorgesehenen ersten Fäden (2) parallel zur Rohrachse angeordnet sind.
11. Isolierstoffrohr nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die parallel zur Rohrachse angeordneten ersten Fäden (2) zumindest in einem zwischen den Rohrenden gelegenen mittleren Abschnitt (21) elektrisch leitfähiges Material enthalten.
12. Isolierstoffrohr nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrisch leitende Material von Kohlenstoffasern gebildet ist.
13. Isolierstoffprofilkörper aus einer Kunststoffmatrix und aus einem in die Kunststoffmatrix eingebetteten und die Gewebebahn (1, 14) nach einem der Ansprüche 1-7 enthaltenden Schichtkörper.
14. Isolierstoffprofilkörper nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Schichtkörper einen erste Fäden (2) aus dem ersten Bereich (z.B. 4) enthaltenden Kern (22) und eine erste und zweite Fäden aus dem zweiten Bereich (z.B. 7) enthaltende Kernabdeckung (23) aufweist.
15. Isolierstoffprofilkörper nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Schichtkörper durch Trennen der Gewebebahn (1, 14) in Gewebelagen und schichtweises Stapeln der Gewebelagen gebildet wird.
16. Isolierstoffprofilkörper nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Schichtkörper durch schichtweises Falten der Gewebebahn (1, 14) gebildet wird.
17. Isolierstoffprofilkörper nach einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Schichtkörper an entgegengesetzt angeordneten Stirnflächen jeweils mindestens eine aus Material des zweiten Bereiches (z.B. 7) bestehende Gewebelage enthält, und dass dazwischen mindestens eine Gewebelage angeordnet ist, welche Material des ersten (z.B. 4) und in Randbereichen Material des zweiten Bereiches (z.B. 7) enthält.
18. Isolierstoffprofilkörper nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die im Material des ersten Bereiches (z.B. 4) vorgesehenen ersten Fäden (2) in Längsrichtung des Isolierstoffprofilkörpers angeordnet sind.
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