DE1045499B

DE1045499B - Schichtweise aufgebauter elektrischer Isolierkoerper

Info

Publication number: DE1045499B
Application number: DES37874A
Authority: DE
Inventors: Georg Stauber
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1954-02-27
Filing date: 1954-02-27
Publication date: 1958-12-04

Description

Schichtweise aufgebauter
elektrischer Isolierkörper

Anmelder:

Siemens-Schuckertwerke

Aktiengesellschaft,

Berlin und Erlangen,

Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Georg Stauber, Neuhaus bei Höchstadt/Aisch,
ist als Erfinder genannt worden

Um die Sicherheit elektrischer Isolierkörper zu erhöhen, kann man diese statt aus einem einheitlichen Dielektrikum aus Schichten verschiedener Dielektrika, z. B. solchen verschiedener Dielektrizitätskonstante, aufbauen und dadurch die elektrische Potentialverteilung innerhalb und außerhalb des Isolierkörpers günstig verteilen. Schwierigkeiten macht aber dabei meist der Übergang von dem einen zum anderen Dielektrikum, denn die einzelnen Schichten müssen auch mechanisch genügend fest zusammenhalten. In den Trennfugen müssen Lufteinschlüsse vermieden werden. Haben die Dielektrika verschiedene Wärmeausdehnungskoeffizienten, dann dürfen sich bei Temperaturänderungen keine Risse oder Spalten bilden, denn alles dies würde die mechanische und elekirische Güte des Isolierkörpers beeinträchtigen. Bei

Sinter- und Preßkörpern ist es bekannt, einem pulver-

förmigen Isolierstoff stellenweise einen pulverförmi- «

gen leitenden Stoff beizumischen und das Produkt

unter Druck zu verfestigen, wobei der leitende Stoff in 20 sie auf einzelne Stellen, insbesondere solche höherer solchen Mengen zugemischt wird, daß sich mindestens elektrischer Beanspruchung, z. B. Kanten, Stoßstellen, in einem Teil des Körpers die Leitfähigkeit stetig zu beschränken.

ändert. Es ist bekannt, daß sich Gießharze mit Stoffen ver-

Weiterhin ist es bekannt, aus keramischem Stoff schiedener Art strecken lassen, insbesondere zur Verschichtweise aufgebaute Isolierkörper herzustellen, in- 25 billigung, aber auch zur Beeinflussung mechanischer dem man z. B. in eine Gipsform zuerst einen Por- und dielektrischer Eigenschaften, je nach der Natur zellanschlicker einer ersten Zusammensetzung mit des gewählten Streckmittels. Bekannte Streckmittel hoher Dielektrizitätskonstante, die durch Zusatz von sind z. B. Schiefermehl, Talkum, Kaolin, Titanweiß Titandioxyd erzielt wird, eingießt und so lange stehen und andere Metalloxyde, Siliziumkarbid, Glasfasern, läßt, bis sich eine erste Schicht niedergeschlagen hat. 30 Porzellanmehl, Quarzmehl, Quarzsand. Durch diese Dann wird der überschüssige Schlicker abgegossen Möglichkeit, Gießharz zu strecken, ist es besonders und durch einen Schlicker einer zweiten Zusammensetzung mit niedriger Dielektrizitätskonstante ersetzt.
Auf diese Weise bildet sich eine zweite Schicht, und
in gleicher Weise können noch weitere Schichten her- 35
gestellt werden. Der so zustande gekommene Rohling
besitzt somit Schichten mit untereinander verschiedener Dielektrizitätskonstante. Beim Brennen besteht
jedoch die Gefahr, daß sich wegen der verschiedenen

physikalischen Eigenschaften der einzelnen Schichten 40 eine besonders gute Bindung zwischen den einzelnen Risse und Sprünge bilden oder doch gefahr- Schichten zu erzielen, kann man jeweils die eine liehe innere Spannungen entstehen. Diese Gefahren
sind bei einem schichtweise aufgebauten elektrischen
Isolierkörper aus mit Füllstoff gefüllten Schichten
aus Isolierstoff, bei denen Füllstoffart oder -menge 45
von Schicht zu Schicht verschieden ist, dadurch
beseitigt, daß der Isolierstoff gemäß der Erfindung aus Gießharz besteht. Unter Gießharz sind dabei
die bekannten Niederdruckharze, Äthoxylinharze

einfach, die einzelnen Schichten des Isolierkörpers nach der Erfindung ganz nach "Wunsch und Bedarf abzustufen.

Bei der Wahl des Füllstoffes für die Außenschicht empfiehlt es sich, solche Füllstoffe zu verwenden, die die Oberflächeneigenschaften des Isolierkörpers verbessern, also z. B. die Kriechstromfestigkeit erhöhen, die Wasseraufnahmefähigkeit verringern usw. Um

Schicht zunächst nur vorhärten und erst nach dem Aufbringen der nächsten Schicht oder Schichten durchhärten.

Durch die Verwendung des nämlichen Gießharzes zum Aufbau auch von geschichteten Isolierungen wird ein besonders einheitlicher Isolierkörper gebildet, der auch bei richtiger Bemessung keinerlei Lufteinschlüsse enthält. Besonders vorteilhaft ist es, den zunächst um

(Epoxyharze) zu verstehen. Es sind dies Harze, die 50 den isolierenden Leiter anzubringenden Isolierstoff-

nach Härterzusatz ohne Ausscheidung von Stoffen und
ohne Anwendung höherer Drücke härten. Die Schichtung braucht sich nicht auf den ganzen Isolierkörper
zu erstrecken, sondern es genügt unter Umständen,

ring, der beispielsweise zur Erzielung einer bestimmten Dielektrizitätskonstante mit Titandioxydpulver versehen ist, nach dem Aufbringen nicht ganz auszuhärten und dann den zweiten Isolierstoffring, der bei-

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spielsweise zur Erzielung einer anderen Dielektrizitätskonstante mit Quarzmehl versetzt ist, aufzubringen und den gesamten Gießharzkörper dann gemeinsam auszuhärten. Titandioxyd verleiht beispielsweise beim Einbringen in Äthoxylinharze diesen die doppelte Dielektrizitätskonstante wie Quarz. Auch andere Füllstoffe, wie z. B. Zement, Zinkoxyd, Glimmer, bringen eine Zunahme der Dielektrizitätskonstante. Da die Durchschlagfestigkeit bei solchen Mischungen ziemlich in der gleichen Größenordnung liegt, kann eine Schichtanordnung auf gleiche spezifische Beanspruchung eingestellt werden, was wiederum zu kleineren Bauweisen führt, gegenüber dem Gießharzkörper mit ungeschichtetem Aufbau.

Ein weiterer Vorteil in der Schichtbauweise mit diesen gießbaren Werkstoffen liegt darin, mehr oder weniger starke Schichten anzugießen, an denen besondere Beanspruchungen auftreten. Beispielsweise erhält ein Isolator an den Stellen, wo ein Lichtbogen auftreten kann, eine Schicht, die gegen derartige Beanspruchungen besonders fest ist. Kriechstromfestigkeit, Oberflächenwiderstand, Wasseraufnahmefähigkeit oder Wasserdurchlässigkeit können für solche Schichtanordnungen oder mehr oder weniger dicke Überzüge bestimmend sein. Die Art der Herstellung dieser Schichten kann stufweise geschehen, indem z. B. der erste Kern in einer Form gegossen, angehärtet und in weiteren Formen nochmals ummantelt wird.

Auch das Schleudergußverfahren ist verwendbar bei Rotationskörpern, z. B. rohrförmigen Körpern. Hierbei wird die äußere Schicht zuerst hergestellt und weitere nach innen aufgetragen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines Gießharzkörpers nach der Erfindung dargestellt.

Der gegenüber dem Gehäuse 1 zu isolierende Leiter 2 ist schichtweise gegen dieses isoliert, und zwar ist zunächst um den Leiter eine Schicht aus Äthoxylinharz, das mit Titandioxyd versetzt ist, angebracht, und der Rest des Hohlraumes ist dann mit Äthoxylinharz, das mit Glimmerpulver versetzt ist, eingedeckt. Das dargestelle Beispiel erhebt keinen Anspruch auf günstige Anordnung.

Claims

Patentansprüche:

1. Schichtweise aufgebauter elektrischer Isolierkörper aus mit Füllstoff gefüllten Schichten aus Isolierstoff, bei denen Füllstoffart oder -menge von Schicht zu Schicht verschieden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierstoff aus Gießharz (Niederdruckharz, Äthoxylinharz) besteht.

2. Isolierkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Schichtung auf einzelne Stellen, insbesondere solche höherer Beanspruchung, wie Kanten, Stoßstellen, Lichtbogenangriffsstellen, beschränkt.

3. Isolierkörper nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenschicht die Oberflächeneigenschaften verbessernde Füllstoffe enthält, z. B. solche, die die Kriechstrom- und Lichtbogenfestigkeit erhöhen, die Wasseraufnahmefähigkeit verringern.

4. Verfahren zur Herstellung von Isolierkörpern nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils die eine Schicht nach dem Aufbringen nur vorgehärtet und erst nach dem Aufbringen der nächsten Schicht oder Schichten fertiggehärtet wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentanmeldung K 4640 VIIIb/21c (bekanntgemacht am 6. 8. 1953);

schweizerische Patentschrift Nr. 246 094;
Zeitschrift »Kunststoffe«, 1951, Heft 11, S. 370.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen