DE19633695C1 - Verfahren zur Herstellung eines gewickelten Isolierrohres III - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines gewickelten Isolierrohres, insbesondere für einen Hochspannungsisolator, mit mindestens einem Kanal für nachträglich einziehbare Leiter, Lichtwellenleiter o. dgl.

Isolierrohre und Hochspannungs-Isolatoren mit integriertem Leiter, insbesondere Lichtwellenleiter, nachfolgend als LWL bezeichnet, sind in vielfältigen Ausführungsformen bekannt.

Die EP 0 265 737 A1 beschreibt eine solche Anordnung, wobei der LWL wendelförmig längs eines Lichtleiterträgers geführt ist; der Lichtleiterträger wiederum ist als isolierende Wendel ausgebildet, die sich im Hohlraum des Hochspannungs-Isolators befindet.

Eine weitere gattungsgemäße Anordnung ist aus der US 3,485,940 bekannt, dort ist ein LWL von einem Polyesterrohr umgeben, das in Längsrichtung durch den Strunk des Isolators geführt ist.

Die EP 0 146 845 A2 beschreibt einen weiteren gattungsgemäßen Hochspannungs-Isolator, wobei der Lichtleiter in einer zwischen Strunk und Schirmkörpern angeordneten Zwischenschicht in einer Rille ebenfalls längs durch den Isolator geführt ist.

Bei den beschriebenen Hochspannungs-Isolatoren wird der LWL üblicherweise nachträglich in den vorgefertigten Isolator bzw. das Isolierrohr eingezogen. Aus der DE 27 55 734 A1 ist es dazu bekannt, Längsnuten vorzusehen, die Kanäle bilden und die Lichtleitfasern aufnehmen, und anschließend diese Kanäle zu schließen. In ähnlicher Weise ist es aus der FR 2 725 302 dazu bekannt, in der Wand des Isolators eine Rille in Form einer Wendel vorzusehen und in diese Rille ein stranggepreßtes, fortlaufendes Band aus Elastomer einzubringen. Danach wird der LWL auf die obere Seite dieses Bandes gelegt und dann drückt man, z. B. durch Rollen, den optischen Wellenleiter und das Band zusammen, um es in den Boden der Rille einzulegen und in das Elastomermaterial einzubetten.

Aus der DE 29 01 872 A1 ist es bekannt, einen LWL in einer in Längsrichtung verlaufenden Zwischenschicht vorzusehen, die Ausleitung aus dieser Zwischenschicht erfolgt durch Bohrungen.

Aus der DE 39 21 442 A1 ist auch ganz allgemein bereits bekannt, Leerkabel zum nachträglichen Einziehen von optischen Fasern vorzusehen, die eine Einziehilfe für das nachträgliche Einziehen eben dieser Fasern, d. h. LWL, aufweisen.

Ein bekanntes Verfahren zur Herstellung von Hochspannungs-Isolatoren ist das Wickeln von Isolierrohren aus Epoxidharzen mit Laminataufbau aus Glasfasern oder synthetischen Fasern. Solche Isolierrohre sind aus der Firmenschrift "MR-Isolierrohre ROTAFIL® für die Hochspannugstechnik", Impressum VK23-0/88de, bekannt. Bei diesen Wickelverfahren ist das Einwickeln von Leerrohren nicht ohne weiteres möglich, da sich seitlich des eingewickelten Leerrohres luftgefüllte Zwickel ergeben, die die dielektrischen und die elektrischen Eigenschaften negativ beeinflussen. Außerdem wird bei Einwickeln von Leerrohren die äußere Oberfläche des gewickelten Isolierrohres im Querschnitt immer von der Kreisform abweichen, was für zahlreiche Anwendungen unerwünscht ist oder eine aufwendige mechanische Nachbehandlung erforderlich machen würde.

Aufgabe der Erfindung ist es demnach, ein geeignetes Verfahren zur Herstellung eines gewickelten Isolierrohres mit mindestens einem integrierten Kanal zum nachträglichen Einziehen mindestens eines Leiters bzw. LWL anzugeben, wobei der gesamte Querschnitt des solcherart hergestellten Isolierrohres von Material ausgefüllt sein soll, d. h. sich keine luftgefühlten Zwickel im Bereich des mindestens einen integrierten Kanales befinden sollen und bei dem trotz integriertem Kanal der Querschnitt des fertigen Isolierrohres nicht von der Kreisform abweicht.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche betreffen besonders vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.

Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß durch das Einwickeln eines flexiblen Formkörpers mit konstanter Dicke, der in seinem Inneren mindestens ein Leerrohr enthält, sichergestellt ist, daß sich keine Hohlräume beim Wickeln bilden können, die sich nachteilig auf die dielektrischen bzw. elektrischen Eigenschaften auswirken würden.

Es wird weiterhin erreicht, daß der kreisförmige Querschnitt des Isolierrohres erhalten bleibt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles noch näher erläutert.

Die Figuren zeigen:

Fig. 1a) bis c) drei unterschiedliche Phasen des erfindungsgemäßen Verfahrens bei der Herstellung eines Isolierrohres

Fig. 2 einen ersten Formkörper im Querschnitt

Fig. 3 einen zweiten Formkörper im eingewickelten Zustand

Die wesentlichen Verfahrensschritte sind folgende:

• a) auf einen Wickeldorn 1 einer an sich bekannten Wickelmaschine werden erste Lagen 3 des aufzuwickelnden Materials 2, beispielsweise von Rovings, eines Bandes oder von Fäden, bis zu einer bestimmten Dicke d₁ aufgewickelt und mit Harz getränkt.
  Anschließend werden diese ersten Lagen 3 zumindest teilweise ausgehärtet; auf diese Weise entsteht ein Laminataufbau. Besonders vorteilhaft ist es, als Harz Epoxidharz einzusetzen und als aufzuwickelndes Material Glas- oder synthetische Fasern, Polyesterfaser etwa, vorzusehen.
  Es ist auch ein sog. Mischlaminataufbau möglich, wobei beispielsweise innenliegend, d. h. direkt auf dem Wickeldorn, ein Polyesteivlies vorgesehen ist, auf den das aufzuwickelnde Material, z. B. Glasfasern, aufgebracht wird.
• b) auf die entstandene Oberfläche 4 wird ein flexibler Formkörper 5, etwa eine Formmatte, aufgelegt und fixiert bzw. befestigt. Der Formkörper 5 weist im Inneren Leerrohre 51 auf, die sich in Längsrichtung des Formkörpers parallel zueinander erstrecken.
  Es ist auch möglich, daß sich die Leerrohre 51 parallel zueinander z. B. diagonal im Formkörper 5 erstrecken, so daß sich bei deren Auflegen ein spiralförmiger Verlauf der Leerrohre 51 ergibt.
• c) anschließend wird weitergewickelt, d. h. es werden weitere Lagen 6 des Materials 2 aufgewickelt, bis der Enddurchmesser d₂ des Isolierrohres erreicht ist.

Dabei ist, wie bereits erwähnt, auch ein Mischlaminataufbau möglich, wobei nacheinander unterschiedliche Materialien aufgewickelt werden, so daß die ersten Lagen 3 und die weiteren Lagen 6 sowohl allein betrachtet als auch untereinander aus unterschiedlichen Werkstoffen bestehen können. Beispielsweise ist es möglich, auf eine Schicht aus Glasfasern noch eine Deckschicht aus Polyesterfasern aufzuwickeln.

Der Formkörper 5 besteht aus flexiblem Isolierstoff, so daß er sich an die Krümmung der ersten Oberfläche 4 anpassen und ohne Lufteinschluß auf dieser fixieren bzw. befestigen läßt.

Die Befestigung selbst kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß der Formkörper 5 auf seiner Unterseite mit einer selbstklebenden Schicht 52 versehen ist, so wie dies in Fig. 2 dargestellt ist.

Die Länge des Formkörpers 5 und damit der darin befindlichen Leerrohre 51 entspricht der Länge des Isolierzylinders.

Die Breite des Formkörpers 5 wird so gewählt, daß sie dem Umfang des bis zur Dicke d₁ vorgewickelten Isolierrohres entspricht, so daß er beim Auflegen auf die Oberfläche 4 diese vollständig umschließt, ohne daß zwischen den Stößen ein Zwischenraum bleibt.

Es ist auch möglich, den Formkörper 5 so auszubilden, daß er seitlich außerhalb des Bereiches der eingebetteten Leerrohre 51 Befestigungsstreifen 53 aufweist, die so dimensioniert sind, daß sie sich beim Auflegen auf die Oberfläche überlappen. Solche Befestigungsstreifen 53, selbstklebend ausgerüstet, ermöglichen z. B. eine einfache Befestigung des gesamten Formkörpers und bieten zugleich einen gewissen Toleranzausgleich, so daß auch bei Nichtübereinstimmung von Breite des Formkörpers 5 und Umfang des vorgewickelten Isolierrohres kein Spalt entstehen kann.

Es ist bei einer solchen Ausführung besonders zweckmäßig, die Dicke der Befestigungsstreifen 53 so zu wählen, daß sie der halben Dicke des übrigen Formkörpers 5 entspricht. Damit wird beim Weiterwickeln nicht von der Kreisform abgewichen.

Fig. 3 zeigt einen solchen entsprechend aufgebrachten flexiblen Formkörper 5.

In vielen Fällen wird es darüber hinaus vorteilhaft sein, die Oberfläche des Formkörpers 5 einer die Haftung der nachfolgend aufzubringenden Lagen 6 erhöhenden Behandlung zu unterziehen oder diese Oberfläche von vornherein entsprechend auszurüsten. Eine solche Behandlung kann sowohl mechanisch als auch chemisch, etwa durch Primerauftrag, erfolgen.

Je nach dem jeweiligen Einsatzzweck des erfindungsgemäß hergestellten Isolierrohres kann die Dicke sowohl der ersten Lagen 3 als auch der weiteren Lagen 6 in weiten Grenzen unterschiedlich gewählt werden. Es ist z. B. möglich, die ersten Lagen 3 so zu dimensionieren, daß diese die gesamte erforderliche mechanische Festigkeit ergeben und die weiteren Lagen 6 nur eine Schutzschicht für den dazwischen eingewickelten Formkörper 5 darstellen.

Claims (4)

1. Verfahren zur Herstellung eines gewickelten Isolierrohres, insbesondere für einen Hochspannungsisolator, mit mindestens einem Kanal für nachträglich einziehbare Leiter, Lichtwellenleiter o. dgl., mit folgenden Verfahrensschritten:

• - auf einen Wickeldorn (1) werden erste Lagen (3) eines aufzuwickelnden Materials (2), insbesondere eines Rovings, eines Bandes oder von Fäden aus Glas oder synthetischem Material, bis zu einer bestimmten Dicke (d₁) aufgewickelt und mit Harz getränkt, derart, daß eine Armierung entsteht
• - auf die entstandene Oberfläche (4) wird ein diese zumindest weitestgehend umschließender flexibler Formkörper (5), vorzugsweise eine Formmatte, aufgelegt und fixiert, der flexible Formkörper (5) weist im Inneren mindestens ein Leerohr (51) aufs das sich in Längsrichtung des Wickeldorns (1) erstreckt
• - anschließend werden weitere Lagen (6) eines aufzuwickelnden Materials (2) aufgewickelt, bis der Enddurchmesser (d₂) des Isolierrohres erreicht ist.

2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der flexible Formkörper (5) seitlich außerhalb des Bereiches des mindestens einen eingebetteten Leerrohres (51) Befestigungsstreifen (53) aufweist, die so dimensioniert sind, daß sie sich beim Auflegen des flexiblen Formkörpers (5) auf die Oberfläche (4) überlappen.

3. Verfahren nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsstreifen (53) aufeinander selbsthaftend ausgebildet sind.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die nach außen gerichtete Oberfläche des flexiblen Formkörpers (5) haftungserhöhend behandelt worden ist, bevor die weiteren Lagen (6) aufgewickelt werden.