DE1804422C3 - Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Verbundisolators - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Verbundisolators, bestehend aus einem rohrförmigen Isolierkörper aus Kunststoff, welcher an seiner Außenwand mit Isolier-•chirmen versehen ist, in seinem Inneren einen die mechanische Belastung aufnehmenden Glasfaserstab als Isolatorkern aufweist und dessen innerer Hohlraum zwischen Isolierkörper und Kern mit einem elastischen Gießharz ausgegossen wird. Solche Verbundisolatoren sind beispieslweise aus dem DT-Gbm 18 59 249 sowie aus der FR-PS 14 70 629 bekannt.

In der CH-PS 4 41 460 ist ein elektrischer Verbundisolator der vorgenannten Gattung beschrieben, bei dem eine vorgeformte Hülse aus einer Vielzahl von axial ausgerichteten kurzen Hülser, aus Polytetrafluoräthylen aufgebaut ist, wobei jede Hülse am einen Ende aufgeweitet ist. Benachbarte Hülsen werden Ende an Ende aneinandergesetzt, z. B. durch eine Schraubverbindung, wobei das aufgeweitete Ende jeder Hülse das schmale Ende einer benachbarten Hülse überdeckt. Die Verbindung zwischen benachbarten Hülsen kann durch ein Klebemittel, z. B. eine kalthärtende Harzverbindung, hergestellt oder ergänzt werden.

Die GB-PS 10*6 856 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung einer Schrumpfsitz-Verbindung zwischen einem langgestreckten Kernbauteil und einem umgebenden Hülsenbauteil. Bei diesem Verfahren wird der Hülsenteil auf dem Kernteil so angeordnet, daß ein Ringraun« zwischen ihnen verbleibt, und jedes Ende des Hülsenteils wird gegenüber dem Kernieil abgedichtet. Kern und Hülse werden mit ihren Achsen in einem spitzen Winkel zur Horizontalen geneigt angeordnet, ungehärtetes Harz wird unter Druck in den Ringraum über ein Einlaßloch in der Nähe des untersten Punktes der Hülse eingebracht, und Luft wird über ein Entlüftungsloch in der Hülse nahe der höchsten Stelle derselben herausgedrückt. Das unter Druck injizierte Harz dehnt die Hülse aus, wobei der Druck aufrechterhalten wird, bis das Harz ausgehärtet ist.

Der Efindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber dem in der GB-PS 10 46 856 beschriebenen Verfahren verbessertes Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Verbundisolators zu schaffen.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Anordnen der Hülse auf dem Glasfaserstab die Innenfläche der Hülse mit Aceton oder einer anderen Reinigungslösung gewaschen wird, die Innenfläche der Hülse mit einem Ätzmittel behandelt wird, um sie mit dem Klebeharz verbindbar zu machen, und dann gewaschen und getrocknet wird; daß jedes Ende der Hülse gegenüber dem Stab durch eine Isolatorarmatur mit einer abgesetzten Bohrung und einer Ringnut in der Nähe des Bohrungsabsatzes sowie mit einer Wandöffnung, die in den Hohlraum zwischen Stab und Hülse mündet; und daß der Stab und die Hülse mit ihren Achsen vertikal oder annähernd vertikal angeordnet werden und vor dem oder beim Injizieren des Klebeharzes unter Druck durch die öffnung in der untersten Isolatorarmatur Luft über die öffnung in der obersten Isolatorarmatur evakuiert wird.

Aus der Anwendung des verbesserten erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich wesentliche Vorteile. Erstens wird durch das Reinigen und die Behandlung der Innenfläche der vorgeformten Hülse mit Ätzmittel sichergestellt, daß zwischen Hülse und Klebeharz eine feste und wirksame Verbindung entsteht. Zweitens wird dadurch, daß Luft aus dem Ringraum zwischen Hülse und Stab evakuiert wird, bevor oder sobald das Klebeharz eingebracht wird, die Gefahr, daß Luftblasen im Harz zurückbleiben, nachdem es ausgehärtet ist, und/oder zwischen dem Harz und der Außenfläche des Stabes und zwischen dem Harz und er Innenfläche der Hülse eingefangen werden, im wesentlichen beseitigt. Ferner bilden nach dem Injizieren des Klebeharzes und vor dem Aushärten die Ringnuten in den Wänden der

Isolatorarmaturen Lieferquellen für Harz sowohl am unteren als auch am oberen Ende der Hülse, wobei die obere Quelle sicherstellt, daß beim Zurückziehen von Harz über die obere Isolatorarmatur keine Hohlräume im Harz in dem Raum erzeugt werden. s

Vorzugsweise ist das Ätzmittel, mit dem die Hülse behandelt wird, damit sie sich mit einem Klebeharz verbindet, ein solches, welches Fluoratome aus der Oberfläche abzieht und Kohlenstoffatome zurückhält, die sich leicht mit dem Klcbcharz verbinden. Ein bevorzugtes Ätzmittel ist Natriumnaphthalentetrahydrofuran.

Die Verwendung von Natriumnaphthalentetrahydrofuranlösung ist deshalb schwierig, weil sie eine sehr begrenzte effektive Lebensdauer hat, und zwar infolge der Instabilität der Lösung, die durch Oxydation des Natriums hervorgerufen wird, die frühzeitig zu einer Verschlechterung der Konsistenz dv-r Lösung führt, und es ist ein wesentliches Merkmai des erfindungsgemäßen Verfahrens, daß bei Verwendung einer Lösung aus Natriumnaphthalenietrahydrofuran deren Wirksamkeit als Ätzmittel für eine wesentlich längere Zeitdauer als bisher dadurch aufrechterhalten wird, daß Stickstoff mit der Lösung kontinuierlich und innig vermischt wird.

Die Erfindung wird nunmehr anhand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnung näher erläu tert, und zwar zeigt

F i g. 1 im Längsschnit einen Isolierkörper aus Polytetrafluoräthylen, an dem Dichtungskappen für das Einführen eines Ätzmittels befestigt sind,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch den Isolierkörper nach Fig. 1, der mit einem Glasfaserstab durch Injektion eines Gießharzes durch eine von einem Paar von abgedichteten Isolatorarmaturen verbunden ist,

F i g. 3 eine schematische Darstellung eines Gerätes, das beir.i Ätzen der Innenfläche des in F i g. 1 dargestellten Isolierkörpers verwendet wird, während

Fig.4 eine schematische Darstellung eines Gerätes wiedergibt, das beim Injizieren eines Gießharzes in den Hohlraum zwischen Glasfaserstab und Isolierkörper, wie in F i g. 2 dargestellt, verwendet wird.

Nach Fig. 1 hat ein Isolierkörper 1 aus Polytetrafluoräthylen, der einen vorgeformten Schutzüberzug für einen Glasfaserstab bildet, einen im wesentlichen runden Querschnitt, und auf seiner Außenfläche ist in Abständen eine Vielzahl von Isolatorschirmen 3 befestigt, von denen jeder aus dem gleichen Material wie dem des Isolierkörpers 1 oder einem anderen, damit verträglichen Kunststoff besteht.

Die Innenfläche 4des Isolierkörpers 1 wird behandelt, damit sie sich mit einem Gießharz gut verbindet, wozu das in F i g. 3 dargestellte Gerät verwendet wird. Das Gerät weist zwei Tanks 8 mit einer Natriumnaphthalentetrahydrofuranlösung, einen Tank 9 mit Stickstoff und einen Tank 10 mit Aceton auf, welches zum Vorwaschen der Innenfläche 4 verwendet werden soll. Der Tank 9 ist mit den das Ätzmittel enthaltenden Tank 8 über Rohre 11 verbunden, und die Tanks 8 sind beide mit einer von einem Paar von Dichtungskappen 5, die an den Enden des Isolierkörpers 1 befestigt sind, über Rohre 12 und (₎₀ ein Regulierventil 14 verbunden. Der Tank 10 mit Aceton ist über ein Regulierventil 16 mit der gleichen Dichtungskappe 5 durch Rohre 15 verbunden, die mit den Rohren 12 zwischen der Dichtungskappe und dem Ätzmittel-Regulierventil 14 verbunden sind. Ein Rohr 17 <,^ ist mit der anderen Dichtungskappe 5 zum Einführen von Wasser in den Isolierkörper 1 als abschließender Waschvorgang verbunden, wobei das Wasser durch ein Rohr 18 über ein Regulierventil Ί9 abgeführt wird.

Im Berieb wird der Isolierkörper 1 mit seiner Achse im wesentlichen senkrecht angeordnet, wobei das Rohr 12 mit der unteren der beiden Dichtungskappen 5 verbunden ist, und wobei die Regulierventile 14 und \^cj geschlossen und das Regulierventil 16 geöffnet ist, und die innenfläche 4 wird mit Aceton aus dem Tank 10 gewaschen. Die Innenfläche 4 wird dann getrocknet, indem Luft mit einem Druck von etwa 1 Atmosphäre eingeführt wird, und nach dem Schließen des Regulierveiitils 16 und öffnen des Regulierveniils 14 wird Natriumnaphthalentetrahydrofuranlösung, in welche Stickstoff aus dem Tank 9 kontinuierlich und innig eingemischt wird, in das Innere des Isolierkörpers 1 eingebracht, um die Innenfläche 4 zu ätzen und sie in die Lage zu verstezen, sich mit einem Gießharz zu verbinden. Bei Beendigung des Ätzvorganges wird da:. Ventil 14 geschlossen, das Veniil 19 wird geöffnet und die Innenfläche 4 gründlich mil Wasser gewaschen.

Aus Fig. 2 geht hervor, daß bei Verwendung des Isolierkörpers 1 zur Bildung eines Schutzübcr/.ugs für einen Glasfaserstab die beiden Dichtungskappen 5 abgenommen werden, und der Isolierkörper 1 wird über den Stab gestülpt und gegenüber diesem an jedem linde desselben durch eine Armatur 7 mit einer abgestuften Bohrung abgedichtet, wobei der Außendurchmesser des Glasfaserstabes und der Innendurchmesser des Isolierkörpers so sind, daß ein Hohlraum zwischen Glasfaserstab und Isolierkörper verbleibt. Jede Armatur hai in der Nähe der Abstufung ihrer Bohrung eine Ringnut 13, deren Zweck im nachfolgenden noch erläutert wird.

Ein Gerät für das Einbringen eines Gießharzes in den Hohlraum zwischen dem Glasfaserstab 6 und dem Isolierkörper 1 ist in F i g. 4 dargestellt. Das Gerät weist einen Tank 30, der Gießharz 2 enthält und mit einer öffnung 21 in der Endwand einer der Armaturen 7 durch ein Rohr 31 verbunden ist, sowie eine Vakuumpumpe 32 auf, die mit einer öffnung 21 in der Endwand der anderen Armatur 7 mitteis eines Rohres 33 verbunden ist. Bei Verwendung des Gerätes zum Füllen des Hohlraums zwischen dem Glasfaserstab 6 und dem Isolierkörper 1 werden der Stab und der Isolierkörper mit ihren Achsen im wesentlichen vertikal angeordnet, wobei die untere der Armaturen 7 mit dem Tank 30 verbunden ist, und Harz 2 aus dem Tank wird über die untere Isolatorarmatur nach oben in den Hohlraum unter Luftdruck injiziert, der in 'Jen Tank 30 über ein Rohr 34 eingebracht wird. Zur gleichen Zeit wird ein sehr niedriger Druck, /.. B. 6 χ 10"' Torr, im Hohlraum innerhalb des Isolierkörpers 1 mittels der Vakuumpumpe 32 aufrechterhalten, wodurch sichergestellt wird, daß keine Blasen oder Hohlräume im Gießharz 2 gebildet werden, wenn es im Hohlraum hochsteigt. Regulierventile 36 in den Verbindungsrohren 35 werden dazu verwendet, den Luftdruck und den Druck im Hohlraum in Beziehung zueinander zu bringen, und die Injektion und das Abziehen von Gießharz 2 zu steuern.

Die Ringnuten Π in den Isolatorarmaturen 7 dienen zwei Zwecken. Während des Füllens des Hohlraumes bilden sie eine Quelle für das Gießharz 2 sowohl am unteren als auch am oberen F.nde des Isolierkörpers i, wobei die obere Quelle sicherstellt, daß, wenn Harz, über die obere Armatur abgezogen wird, keine Hohlräume im Harz innerhalb des Hohlraumes erzeugt werden. Nachdem das Gießharz 2 ausgehärtet ist, bildet es in den Ringnuten 13 untere und obere Flanschen aus Harz, die an den Stirnflächen des Isolierkörpers 1 anliegen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Verbundisolators mit einem Isolatorkern, der aus einem Glasfaserstab besteht, mit einer vorgeformten Hülse aus Polytetrafluoräthylen oder einem anderen Fluorkohlenstoffpolymer oder -kopolymer, welche den Kern im Abstand umgibt und Isolatorschirme, auf ihre Länge verteilt, aufweist, sowie mit einem den Raum zwischen Kern und Hülse füllenden Klebeharz, wobei die Hülse auf dem Glasfaserstab so angeordnet wird, daß ein Hohlraum zwischen den benachbarten Oberflächen des Stabes und der Hülse verbleibt, wobei dann jedes Ende der Hülse gegenüber düm Stab abgedichtet wird, wobei der Stab und die Hülse mit ihren Grundflächen zur Horizontalen geneigt angeordnet werden und das Klebeharz unter Druck durch eine öffnung in der Nähe des untersten Punktes der Hülse injiziert wird, wobei Luft aus einer öffnung in der Nähe des liöchsten Punktes der Hülse herausgedrückt wird, bis das Harz den Raum vollständig füllt und beim Aushärten die Hülse mit dem Stab fest verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Anordnen der Hülse (1) auf dem Glasfaserstab (6) die Innenfläche (4) der Hülse (1) mit Aceton oder einer anderen Reinigungslösung gewaschen wird, die Innenfläche (4) der Hülse (1) mit einem Ätzmittel behandelt wird, um sie mit dem Klebeharz (2) verbindbar zu machen, und dann gewaschen und getrocknet wird; das jedes Ende der Hülse 1 gegenüber dem Stab (6) durch eine Isolatorarmatur (7) mit einer abgesetzten Bohrung und einer Ringnut (13) in der Nähe des Bohrungsabsatzes sowie mit einer Wandöffnung (21), die in den Hohlraum fcwischen Stab (6) und Hülse (1) mündet; und daß der Stab und die Hülse mit ihren Achsen vertikal oder annähernd vertikal angeordnet werden und vor dem oder beim Injizieren des Klebeharzes (2) unter Druck durch die öffnung in der untersten Isolatorarmatur Luft über die Öffnung (21) in der obersten Isolatorarmatur evakuiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche (4) der Hülse (1) mit einem Ätzmittel behandelt wird, welches Fluoratome aus der Oberfläche abzieht und Kohlenstoffatome zurückläßt, die sich leicht mit dem Klebeharz (2) verbinden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ätzmittel Natriumnaphthalentetrahydrofuran ist.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Stickstoff mit der Natriumnaphthalentetrahydrofuranlösung kontinuierlich und innig vermischt wird, bevor mit der Lösung die Innenfläche (4) der Hülse (1) behandelt wird, wodurch die Lebensdauer des Ätzmittels verlängert wird.