DE19817467A1 - Elastisches Isolierelement mit einem Mantel - Google Patents

Abstract

Ein elastisches Isolierelement, wie ein Anschlußverbindungselement für ein Strom- bzw. Spannungskabel und einen Isolator, hat ein Loch, durch welches sich ein stabartiges Element erstreckt. Ein Mantel (1a) ist auf einem Umfangsabschnitt in der Nähe eines Endes geformt. Wenn er nicht gefaltet ist, erstreckt sich der Mantel (1a) so in Richtung eines Endes, daß sein Durchmesser allmählich zunimmt. Wenn er gefaltet ist, erstreckt sich der Mantel (1a) so zum anderen Ende hin, daß sein Durchmesser allmählich zunimmt.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein elastisches Isolierelement mit einem Mantel, wie ein Anschlußverbindungselement für ein Starkstrom- bzw. Hochspannungskabel, und einen Isolator, und ein Verfahren zu deren Herstellung.

Gegenwärtig ist ein mit einem Mantel versehener, aus Gummi geformter Körper 1, wie er in Fig. 1 abgebildet ist, als ein elastisches Isolierelement im Gespräch, beispielsweise als Anschlußverbindungselement für ein Kabel, welches dort verwendet wird, wo es z. B. durch salzhaltige Luft verunreinigt werden könnte. Bei dem mit einem Mantel versehenen, aus Gummi geformten Körper 1 ist ein Mantel 1a am äußeren Umfang gebildet, und ein Kragen 1b ist unter dem Mantel 1a gebildet. Der mit einem Mantel versehene, aus Gummi geformte Körper 1 erweitert seinen Oberflächenableitungsabstand mittels des Mantels 1a und des Kragens 1b, und verhindert mittels des Kragens 1b, daß Verunreinigungen in den Mantel 1a geblasen werden.

Bei dem mit einem Mantel versehenen, aus Gummi geformten Körper 1, welcher die obige Anordnung hat, ist ein Anschluß 2 an seinem entfernten Ende montiert. Ein Leiter 3a eines Kabels 3 ist in den Anschluß 2 eingeführt, um damit verbunden zu werden. Das hintere Ende des mit einem Mantel versehenen, aus Gummi geformten Körper 1 ist auf den äußeren Umfang des Kabels 3a aufgesetzt.

Der mit einem Mantel versehene, aus Gummi geformte Körper 1, welcher die obige Anordnung hat, wird gewöhnlich durch ein in den Fig. 2A bis 2C gezeigtes Verfahren geformt bzw. gegossen. Wie in Fig. 2A gezeigt, sind ein hohler Riegel 10 und eine in zwei Teile aufgeteilte Matrize 12 zusammengefügt, und ein in zwei Teile aufgeteilter Kern 13 ist an einen Abschnitt gestellt, welcher den erwarteten inneren Abschnitt des Mantels 1a bildet. Gummi wird eine auf diese Weise gebildete Form gespritzt, wodurch der mit einem Mantel versehene, aus Gummi geformte Körper 1 gebildet wird. Schließlich werden der hohle Riegel 10, die Matrize 12 und der Kern 13 entfernt.

Um den Kern 13 zu entfernen, wird als erstes der Mantel 1a von innen nach außen gewendet, und der geteilte Kern 13 wird entfernt, wie in Fig. 2B gezeigt. Nachdem der Kern 13 entfernt wurde, wird der Mantel 1a wieder in den ursprünglichen Zustand gewendet, wie in Fig. 2C gezeigt, um die Form in einen Gebrauchszustand zu bringen.

Das Formungs- bzw. Gußverfahren, bei welchem der geteilte Kern 13 an den erwarteten inneren Abschnitt des Mantels 1a gestellt wird, wie oben beschrieben, wirft die folgenden Probleme auf.

• (1) Der Kern 13 in dem Mantel 1a wird von der Matrize 12 mit nur einem Abschnitt gehalten, welcher eine Länge a hat. Um einen Mantel mit eine Länge L größer oder gleich 40 mm zu bilden, was zur Schaffung einer Kriechstrom- und Verschmutzungs-Widerstandfähigkeit wirksam sein kann, ist empirisch bekannt, daß die kleine Länge a mindestens ungefähr 25 mm sein muß. Dann ist jedoch der Kragen 1b von dem Mantel 1a um eine Länge getrennt, welche größer oder gleich 50% der Länge L ist. Insbesondere, wenn der Kragen 1b groß ist und seine Vorsprungshöhe größer oder gleich 0,8 mal der Vorsprungshöhe des Mantels 1a ist, wird die Struktur des Kerns kompliziert.
• (2) Um den geformten Körper aus der Form herauszunehmen, wird erst der Kern entfernt. Zu diesem Zweck muß der Mantel 1a von innen nach außen gewendet werden. Hierbei, da der Kern sich innerhalb des Mantels 1a befindet, wird der Mantel 1a in einen in Fig. 3 gezeigten Zustand gebracht. Ein Abschnitt C des Mantels 1a ist zur Mitte hin befestigt, und eine große Reibung tritt auf zwischen den Kontaktflächen des gefalteten Mantels 1a. Daher kann der Mantel 1a nicht einfach von innen nach außen gewendet werden. Der Mantel 1a muß vorsichtig von innen nach außen gewendet werden, um nicht den geformten Körper zu beschädigen, was zu einem mühseligen Vorgang führt.
• (3) Nachdem der geteilte Kern 13 entfernt wurde, muß der Mantel 1a erneut in den ursprünglichen Zustand gewendet werden.
• (4) Wenn die geteilte Matrize 12 entfernt wird, ist eine Spur bzw. ein Formgrat (als Trennlinie bezeichnet) der zusammenpassenden Abschnitte der Matrize 12 auf der Oberfläche des Mantels 1a gebildet. Diese Trennlinie beeinflußt die Antikriechstrom-Charakteristik des aus Gummi geformten Körpers 1 nachteilig.

Andererseits, in einem durch Salz verunreinigten Gebiet, wenn Salz, welches an einer Verteilungslinie anhaftet, durch Regen oder Schnee angefeuchtet wird, wird eine Entladung bzw. ein Kriechstrom an einem geladenen Abschnitt erzeugt, was somit die Sicherheit der Übertragungsleitung verringert. Aus diesem Grund wird häufig ein Isolator mit einem Mantel verwendet, welcher aus Porzellan bzw. Keramik besteht.

Neuerdings wird ein stiftartiger Isolator mit einem Mantel verwendet, welcher aus Gummi besteht, anstelle des aus Porzellan bzw. Keramik bestehenden Isolators. Der stiftartige Isolator schafft jedoch beim Herstellungsprozeß ähnliche Probleme wie das oben beschriebene Anschlußverbindungselement.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein elastisches Isolierelement mit einem Mantel zu schaffen, bei welchem die oben beschriebenen Probleme gelöst werden.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur einfachen Herstellung eines elastischen Isolierelements mit einem Mantel zu schaffen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein elastisches Isolierelement mit einem Mantel geschaffen, welches ein stabartiges Element hat, oder ein Loch durch welches sich ein stabartiges Element erstreckt, wobei ein Mantelelement auf einem Umfangsabschnitt in der Nähe eines Endes des elastisches Isolierelements gebildet ist, das Mantelelement sich zu einem Ende erstreckt, wenn es nicht gefaltet ist, so daß sein Durchmesser allmählich zunimmt, und sich zu einem anderen Ende erstreckt, wenn es gefaltet ist, um in einem Gebrauchszustand zu sein, so daß sein Durchmesser allmählich zunimmt.

Das stabartige Element kann integral bzw. einstückig mit dem elastisches Isolierelement gebildet sein.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird auch ein Verfahren zur Herstellung eines elastisches Isolierelements geschaffen, welches ein Loch hat, durch welches sich ein stabartiges Element erstreckt, wobei das Verfahren die Schritte des Formens bzw. Gießens eines isolierenden, geformten Körpers umfaßt, welcher ein Mantelelement auf einem Umfangsabschnitt in der Nähe eines seiner Enden hat, wobei das Mantelelement sich zu einem Ende hin erstreckt, so daß sein Durchmesser allmählich zunimmt, sowie das Wenden des Mantelelements von innen nach außen umfaßt, damit es sich zum anderen Ende hin so erstreckt, daß sein Durchmesser allmählich zunimmt.

Fig. 1 ist eine teilweise Schnittansicht, welche ein konventionelles Anschlußverbindungselement für ein Strom- bzw. Spannungskabel zeigt;

Fig. 2A bis 2C sind Schnittansichten, welche die Herstellungsschritte des konventionellen Anschlußverbindungselements für das Strom- bzw. Spannungskabel zeigen;

Fig. 3 ist eine Ansicht zur Erklärung der Probleme des konventionellen Anschlußverbindungselements für ein Strom- bzw. Spannungskabel;

Fig. 4A bis 4C sind Schnittansichten, welche die Herstellungsschritte eines Anschlußverbindungselements für ein Strom- bzw. Spannungskabel gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigen;

Fig. 5 ist eine Schnittansicht, welche ein Anschlußverbindungselement für ein Strom- bzw. Spannungskabel gemäß einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 6A und 6B sind Schnittansichten, welche die Herstellungsschritte eines Anschlußverbindungselements für ein Strom- bzw. Spannungskabel gemäß einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigen;

Fig. 7A und 7B sind Schnittansichten, welche ein Anschlußverbindungselement für ein Strom- bzw. Spannungskabel gemäß einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigen; und

Fig. 8 ist eine Schnittansicht, welche einen Isolator gemäß einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt.

Das charakteristische Merkmal eines elastisches Isolierelements gemäß der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß ein Mantelelement auf einem Umfangsabschnitt in der Nähe eines Endes gebildet ist. Wenn es nicht gefaltet ist, erstreckt sich das Mantelelement zu einem Ende so hin, daß sein Durchmesser allmählich zunimmt (das Mantelelement ist gegenüber dem Gebrauchszustand von innen nach außen gewendet). Wenn es gefaltet wird, um in den Gebrauchszustand gebracht zu werden, erstreckt sich das Mantelelement so zum anderen Ende, daß sein Durchmesser allmählich zunimmt.

Auf diese Weise wird das Mantelelement in einer gegenüber dem Gebrauchszustand von innen nach außen gewendeten Gestalt geformt bzw. gegossen, und wird danach in den Gebrauchszustand gewendet (gefaltet). Das elastische Isolierelement, wie ein Anschlußverbindungselement, und ein Isolator können dementsprechend leichter geformt bzw. gegossen werden, und ein weiteres Mantelelement oder ein Kragen können leicht unter oder innerhalb des Mantelelements gebildet werden.

Wenn der Mantel in der gegenüber dem Gebrauchszustand von innen nach außen gewendeten Gestalt geformt werden soll, da der Kern zu eine Seite hin herausgezogen werden kann, kann ein integraler bzw. einstückiger Kern verwendet werden. Wenn der einstückige Kern auf diese Weise verwendet wird, wird keine Spur bzw. kein Formgrat (als Trennlinie bezeichnet) der zusammenpassenden Abschnitte des Kerns auf der Oberfläche des Mantels gebildet. Dies verbessert die Antikriechstrom- Charakteristik des isolierenden, geformten Körpers.

Als Material des elastischen Isolierelements gemäß der vorliegenden Erfindung wird gewöhnlich ein elastisches Material, z. B. Gummi oder Harz verwendet. Silikongummi wird insbesondere bevorzugt.

Bevorzugte Ausführungen der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die verschiedenen Ansichten der begleitenden Zeichnungen beschrieben.

Die Fig. 4A, 4B und 4C sind Teil-Schnittansichten, die ein Verfahren des Formens bzw. Gießens eines Anschlußverbindungselements für ein Strom- bzw. Spannungskabel gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigen, wobei die Fig. 4A eine Teil-Schnittansicht ist, die einen Zustand während der Formung bzw. des Gießens zeigt, Fig. 4B eine Teil- Schnittansicht ist, welche einen Zustand zeigt, bei welchem die Form entfernt werden soll, und die Fig. 4C eine Teil- Schnittansicht eines fertigen Produkts ist. Da das Anschlußverbindungselement für ein Strom- bzw. Spannungskabel gemäß der vorliegenden Erfindung symmetrisch ist, zeigen die Fig. 4A bis 4B (genauso wie die Fig. 5, Fig. 6A und 6B, und die Fig. 7A und 7B) nur die Hälfte des Elements, welche durch Teilung entlang der Mitte erhalten wird.

Zur Formung bzw. zum Gießen des Anschlußverbindungselements für ein Strom- bzw. Spannungskabel dieser Ausführung, wird zunächst eine in zwei Abschnitte geteilte Matrize 12 auf dem äußeren Umfang eines hohlen Riegels 10 zusammengebaut, wie in Fig. 4A gezeigt. Die Matrize 12 hat eine solche Gestalt, daß sie einen Mantel 1a in einem gegenüber dem Gebrauchszustand von innen nach außen gewendeten Zustand (ungefalteten Zustand) formen kann. Genauer gesagt wird ein integraler bzw. einteiliger Kern 15 in den erwarteten Innenabschnitt des Mantels 1a gestellt, welcher von innen nach außen gewendet ist. Der einteilige Kern 15 und die Matrize 12 formen den Mantel 1a in die von innen nach außen gewendete Gestalt.

Wenn Gummi in die oben beschriebene Form, welche durch den hohlen Riegel 10, die Matrize 12 und den einteiligen Kern 15 gebildet wird, eingespritzt wird, wird ein Anschlußverbindungselement geformt, dessen Mantel 1a gegenüber dem Gebrauchszustand von innen nach außen gewendet ist.

Danach werden der hohle Riegel 10, die Matrize 12 und der einteilige Kern 15 entfernt, wie in Fig. 4B gezeigt. Schließlich wird der Mantel 1a, der in der von innen nach außen gewendeten Gestalt gebildet wurde, in den Gebrauchszustand gewendet (gefaltet), wie in Fig. 4C gezeigt, wodurch das Anschlußverbindungselement erhalten wird.

Wie in Fig. 5 gezeigt, wird es bevorzugt, einen ausgesparten bzw. vertieften Abschnitt 17 in der Innenseite des gefalteten Abschnitts des Mantels 1a zu bilden, da er eine Deformation verhindert, z. B. eine nach außen gerichtete Ausdehnung des gefalteten Abschnitts des Mantels 1a.

Auf diese Weise, wenn der Mantel 1a in der gegenüber dem Gebrauchszustand von innen nach außen gewendeten Gestalt geformt bzw. gegossen wird, und danach in den Gebrauchszustand gewendet wird, kann das Anschlußverbindungselement leicht geformt werden. Wenn der einstückige Kern 15 verwendet wird, wird auf der Oberfläche des Mantels 1a keine Trennlinie gebildet, und die Antikriechstrom-Charakteristik des Anschlußverbindungselements 1 wird dementsprechend verbessert.

Die Fig. 6A und 6B zeigen ein Anschlußverbindungselement 1 gemäß einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung. Bei diesem Anschlußverbindungselement 1 ist eine Vielzahl von Wänden 1b innerhalb eines Mantels 1a gebildet. Um dieses Anschlußverbindungselement zu formen bzw. zu gießen, wird der Mantel 1a in der von innen nach außen gewendeten Gestalt geformt, wie in der Fig. 6A gezeigt. Danach wird der von innen nach außen gewendete Mantel 1a in den Gebrauchszustand gewendet, wie in Fig. 6B gezeigt, um das Anschlußverbindungselement 1 zu erhalten.

Obwohl es in der Fig. 6A nicht gezeigt wird, wird das Anschlußverbindungselement 1 in Fig. 6A durch Verwendung eines hohlen Riegel, einer Matrize und eines einteiligen Kerns geformt bzw. gegossen, auf die gleiche Weise wie bei der obigen Ausführung.

Auf diese Weise, wenn der Mantel 1a in der von innen nach außen gewendeten Gestalt geformt wird und danach in den Gebrauchszustand gewendet wird, kann ein Anschlußverbindungselement, welches eine Vielzahl von Wänden 1b innerhalb des Mantels 1a hat, einfach geformt bzw. gegossen werden. Der sich ergebende, mit einem Mantel versehene, aus Gummi geformte Körper, bei welchem die Vielzahl von Wänden 1b innerhalb des Mantels 1a gebildet ist, verbessert die Widerstandsfähigkeit gegenüber salzhaltiger Luft und elektrischer Spannung. Wenn ein Kragen mit einer Vorsprungshöhe größer oder gleich 0,8 mal der Vorsprungshöhe (oder des äußeren Umfangs) des Mantels, unter dem Mantel gebildet wird, innerhalb eines Bereichs, welcher kleiner oder gleich 0,5 mal der Länge des Mantels ist, ohne Formen bzw. Gießen des Mantels in der von innen nach außen gewendeten Gestalt, ist es besonders schwierig den Kern zu stützen.

Die Fig. 7A und 7B zeigen ein Anschlußverbindungselement 1 gemäß einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung. Bei diesem Anschlußverbindungselement 1 wird ein Mantel 1a in einer gegenüber dem Gebrauchszustand von innen nach außen gewendeten Gestalt geformt bzw. gegossen, und ein weiterer Mantel 1a wird innerhalb dieses Mantels 1a gebildet. Um dieses Anschlußverbindungselement 1 zu formen, werden die Mäntel 1a und 1c in der gegenüber dem Gebrauchszustand von innen nach außen gewendeten Gestalt geformt, wie in Fig. 7A gezeigt, und danach wieder gewendet. Somit wird das Anschlußverbindungselement 1 erhalten.

In Fig. 7A wird das Anschlußverbindungselement 1 durch Verwendung eines hohlen Riegels, einer Matrize und eines einteiligen Kerns geformt bzw. gegossen, auf die gleiche Weise wie in den obigen Ausführungen.

Auf diese Weise, wenn die Mäntel 1a und 1c in der von innen nach außen gewendeten Gestalt gebildet und danach gewendet werden, kann der mit Mänteln versehene, aus Gummi geformte Körper 1, bei welchem die Mäntel 1a und 1c so gebildet sind, daß sie einander gegenüber stehen, einfach gebildet werden. Das sich ergebende Anschlußverbindungselement 1, bei welchem die Mäntel 1a und 1c so gebildet sind, daß die einander gegenüber stehen, ist vorteilhaft, da seine Widerstandsfähigkeit gegenüber salzhaltiger Luft und elektrischer Spannung verbessert ist.

Die Gestalt des Anschlußverbindungselements 1 gemäß der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die der obigen Ausführungen beschränkt, sondern kann z. B. eine Kombination der in den Fig. 6A, 6B und den Fig. 7A, 7B gezeigten Anschlußverbindungselemente sein.

Bei dem Anschlußverbindungselement 1 gemäß der vorliegenden Erfindung können leitfähiger Gummi und isolierender Gummi teilweise oder insgesamt gestapelt bzw. geschichtet sein, oder können einstückig mit einem Anschluß gebildet sein.

Fig. 8 ist eine teilweise Schnittansicht, welche einen Isolator gemäß einer weiteren Ausführung zeigt. In Fig. 8 ist ein Glasfaserstab 22 in einem Durchgangsloch angeordnet, welches in einem Isolatorkörper 21 gebildet ist. Stifte 23a, 23b sind an beiden Enden des Stabs 22 festgemacht bzw. angebracht. Der Isolatorkörper 21 ist mit einem Mantel 21a und einem Kragen 21b ausgestattet, auf die gleiche Weise wie das oben beschriebene Anschlußverbindungselement. In diesem Fall kann der Stab 22 einstückig mit dem Isolatorkörper 21 beim Herstellungsprozeß gebildet werden.

Ferner kann die vorliegende Erfindung nicht nur auf ein Anschlußverbindungselement angewendet werden, welches am Anschlußabschnitt eines Kabels verwendet wird, d. h. ein Isolator, sondern auch auf verschiedene Arten von elastischen Isolierelementen, welche Mäntel haben.

Wie oben beschrieben, wird gemäß der vorliegenden Erfindung der Mantel in der gegenüber dem Gebrauchszustand von innen nach außen gewendeten Gestalt geformt, und wird danach in den Gebrauchszustand gewendet. Ein elastisches Isolierelement, wie ein Anschlußverbindungselement für ein Strom- bzw. Spannungskabel, und ein Isolator können einfach geformt werden, und ein weiterer Mantel oder Kragen können auf einfache Weise unter oder innerhalb des Mantels geformt werden.

Wenn der Mantel in der gegenüber dem Gebrauchszustand von innen nach außen gewendeten Gestalt geformt bzw. gegossen werden soll, wenn ein einteiliger Kern verwendet wird, wird keine Spur bzw. kein Formgrat der zusammenpassenden Abschnitte (als eine Trennlinie bezeichnet) des Kerns auf der Oberfläche des Mantels gebildet. Dies verbessert die Antikriechstrom-Charakteristik des elastisches Isolierelements.

Claims (7)

1. Elastisches Isolierelement, welches ein stabartiges Element oder ein Loch hat, durch welches sich ein stabartiges Element erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mantelelement (1a) auf einem Umfangsabschnitt in der Nähe eines Endes des elastisches Isolierelements (1) gebildet ist, das Mantelelement (1a) sich zu einem Ende hin erstreckt, wenn es nicht gefaltet ist, so daß sein Durchmesser allmählich zunimmt, und sich zu einem anderen Ende erstreckt, wenn es gefaltet wird, um in einen Gebrauchszustand gebracht zu werden, so daß sein Durchmesser allmählich zunimmt.

2. Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kragen (1b), welcher einen Durchmesser von nicht weniger als 0,8 mal dem äußeren Durchmesser des Mantelelements (1a) hat, gebildet ist, auf einem Umfangsabschnitt, welcher dem anderen Ende näher ist als das Mantelelement (1a).

3. Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein vertiefter Abschnitt (17) in einem gefalteten Abschnitt des Mantelabschnitts (1a) gebildet ist, an einem Basisabschnitt.

4. Element nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder eine Vielzahl von Wänden (1b) zwischen dem Mantelelement (1a) und dem Kragen (1b) gebildet ist, auf dem Umfangsabschnitt.

5. Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiteres Mantelelement (1c) auf dem Umfangsabschnitt gebildet ist, näher dem anderen Ende als dem Mantelelement (1a), um sich zum anderen Ende hin zu erstrecken, wenn es nicht gefaltet ist, so daß sein Durchmesser allmählich zunimmt, und um sich innerhalb des ersten gefalteten Elements (1a) zum einen Ende hin zu erstrecken, wenn es in einen Gebrauchszustand gefaltet ist, so daß sein Durchmesser allmählich zunimmt.

6. Verfahren zur Herstellung eines elastischen Isolierelements, welches ein Loch hat, durch welches sich ein stabartiges Element erstreckt, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt:
Formen eines elastischen Isolierelements (1), welches ein Mantelelement (1a) auf einem Umfangsabschnitt in der Nähe eines Endes hat, so daß sich das Element so zu dem einen Ende hin erstreckt, daß sein Durchmesser allmählich zunimmt; und
Wenden des Mantelelement (1a) von innen nach außen, um sich zu einem anderen Ende hin zu erstrecken, so daß sein Durchmesser allmählich zunimmt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Formungsschritt unter Verwendung eines einstückigen Kerns durchgeführt wird.