DE19858215A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Verbundisolatoren - Google Patents

Abstract

Verbundisolatoren können ihre Aufgabe nur dann störungsfrei erfüllen, wenn die Schirmhüllen ohne Fugen und Spalten und gratfrei sind. Werden der Mantel und der Schirm gleichzeitig in einem Arbeitsgang in einer Form geformt, können aufgrund der Trennfugen Grate auf der Oberfläche des Verbundisolators entstehen und Störquellen bilden. Außerdem sind mit diesen Formen nur Verbundisolatoren mit einer vorgegebenen Anzahl von ringförmigen Schirmen herstellbar. DOLLAR A Zur Herstellung von Verbundisolatoren mit einer beliebigen Anzahl ringförmiger Schirme und einer Schirmhülle ohne Fugen, Nähte oder Spalten wird deshalb erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß beim Auftragen eines Werkstoffs (36) der Schirmhüllen (3) auf einen in seiner Längsrichtung geförderten, stabförmigen oder rohrförmigen Kern (102) aus einem Verbundwerkstoff der Vorschub des Kerns (102) gestoppt wird, daß mit Hilfe einer Form (15), die dem Kern (102) in Transportrichtung (31) gesehen vor der Einrichtung (12) zum Auftragen des Werkstoffs (36) der Schirmhülle (3) zugestellt wird, ein ringförmiger Schirm (5) geformt wird, daß nach Ausformen des Schirms (5) der Vorschub des Kerns (102) wieder aufgenommen und das Auftragen des Werkstoffs (36) fortgesetzt wird und daß das Auftragen des Werkstoffs (36) der Schirmhülle (3) auf dem Kern (102) nicht unterbrochen wird, bis daß die Schirmhülle (3) vollständig hergestellt ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Verbundisolatoren entsprechend dem Oberbegriff des ersten Anspruchs sowie eine Vorrichtung zur Herstellung von Verbundisolatoren entsprechend dem Oberbegriff des neunzehnten Anspruchs.

Hochspannungsisolatoren werden außer aus den konventionellen Werkstoffen Porzellan und Glas zunehmend auch als Verbundisolatoren hergestellt. Verbundisolatoren bestehen aus einem stab- oder rohrförmigen Kern, der sich wiederum beispielsweise aus mit Glasfasern verstärktem Epoxidharz zusammensetzt und einer Schirmhülle, gegliedert in einen Mantel um den Kern mit einer Anzahl beabstandeter, tellerförmiger Schirme oder einem oder mehrerer spiralförmiger Schirme, wobei die Schirmhülle aus einem Werkstoff mit Isolationseigenschaften besteht. Zu diesen Werkstoffen zählen elastomere Werkstoffe, beispielsweise polymere Kunststoffe. Mit solchen Werkstoffen läßt sich der Kern leicht ummanteln, bevor mittels einer nachfolgenden thermischen Behandlung der Werkstoff endgültig seine gewünschten mechanischen und elektrischen Eigenschaften erhält.

Der Kern eines Verbundisolators dient zur Aufnahme der Kräfte, die durch die Aufhängung auf den Isolator einwirken, und trägt deshalb an seinen Enden entsprechend ausgebildete Armaturen, in der Regel aus Metall. Die Schirmhülle soll elektrische Überschläge, in der Regel aufgrund von Witterungseinflüssen, verhindern. Verbundisolatoren haben gegenüber den herkömmlichen Isolatoren aus Glas oder Porzellan den Vorteil, daß sie wesentlich leichter sind. Außerdem haben sie aufgrund des schmutz- und wasserabweisenden Werkstoffs der Schirmhüllen sehr gute Isolationseigenschaften und eignen sich deshalb besonders für Gebiete mit stark verschmutzter Atmosphäre. Diese Eigenschaft wird allerdings nur erreicht, wenn der Überzug des Kerns an keiner Stelle unterbrochen oder vom Kern abgehoben ist, beispielsweise durch Fugen, Nähte oder Spalten.

Aus der DE 196 29 796 A1 sind Verbundisolatoren sowie Verfahren zu ihrer Herstellung bekannt. Dabei werden der Mantel und der Schirm gleichzeitig in einem Arbeitsgang kontinuierlich geformt. Nach den bekannten Verfahren sind allerdings nur Verbundisolatoren mit spiralförmigen Schirmen herstellbar. Die Erfahrungen mit solchen Verbundisolatoren werden augenblicklich noch als zu gering angesehen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung vorzustellen, mit denen die Herstellung von Verbundisolatoren mit einer beliebigen Anzahl von ringförmigen Schirmen und einer durchgehenden Schirmhülle möglich ist.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt nach dem erfindungsgemäßen Verfahren mit Hilfe der kennzeichnenden Merkmale des ersten Anspruchs. Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung der Verbundisolatoren ist gekennzeichnet durch die Merkmale des Anspruchs neunzehn.

Gegenüber den bekannten Verfahren zur Ummantelung der Kerne von Verbundisolatoren ist es mit dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich, Verbundisolatoren mit einer beliebigen Anzahl von ringförmigen Schirmen und in beliebiger Länge nacheinander herzustellen, wobei die Schirmhülle durchgehend ist und keine Fugen, Nähte oder Spalten aufweist. Dazu wird der Kern, wie aus der DE 196 29 796 A1 bekannt ist, mit konstanter Geschwindigkeit mittig durch das Mundstück einer Einrichtung zum Auftragen des Werkstoffs der Schirme, beispielsweise eines Extruders oder einer Kolbenpresse, geführt, wobei der Werkstoff allseitig auf den Kern aufgetragen wird. Die Formgebung der ringförmigen Schirme erfolgt aber im Gegensatz zum bekannten Verfahren so, daß, in Vorschubrichtung des Kerns gesehen, vor der Einrichtung zum Auftragen des Werkstoffs dieser Einrichtung eine Form zugestellt wird. Während der Kern angehalten wird, wird die Form mit dem Werkstoff der Schirmhülle gefüllt und ein Schirm gebildet. Wenn der Schirm die vorgesehene Form erreicht hat, wird die Form geöffnet, der Schirm freigegeben und der Vorschub des Kerns wieder eingeleitet. Dabei wird die Zufuhr des Werkstoffs so gesteuert, daß der Auftrag des Werkstoffs nicht unterbrochen wird, bis daß die Schirmhülle vollständig hergestellt ist. Dadurch weist die Schirmhülle an keiner Stelle des Verbundisolators Fugen, Nähte oder Spalten auf.

Aus der DE 42 02 653 A1 ist es bekannt, die komplette Schirmhülle mit ringförmigen Schirmen in einer Form um den Kern zu formen. Da die Form in der Ebene teilbar ist, in der der Kern liegt, weist die Schirmhülle auf ihrer gesamten Länge zwei gegenüberliegende Grate auf. Grate müssen weitestgehend entfernt werden, weil sie Störquellen in Bezug auf die Isolation sind, insbesondere wenn sie auf der Oberseite und auf dem Umfang der Schirme liegen. Grate sind Sammelstellen für Schmutz, der die Isolationseigenschaft erheblich herabsetzen kann. In Weiterbildung der Erfindung können insbesondere auf dem Umfang der Schirme Grate dadurch vermieden werden, daß die Form, mit der die Formgebung der Schirme erfolgt, in ihrer radialen Ausdehnung größer ist als der Radius des Schirms und nicht vollständig mit dem Werkstoff der Schirmhülle ausgefüllt wird, so daß die Trennfuge nicht vom Werkstoff erreicht wird. Die Formhälfte zur Formgebung der Oberseite der Schirme sollte zur Vermeidung von Graten einteilig sein. Durch die vorteilhafte Ausgestaltung der Form entfällt ein Arbeitsschritt zur Entfernung der Grate.

Beim Öffnen der Form kann die Oberfläche der Schirme an den Formwänden haften bleiben. Dadurch lassen sich die Schirme schwer ausformen und es besteht die Gefahr, daß ihre Oberfläche beschädigt wird. Die Haftneigung kann werkstoffbedingt sein, kann aber auch durch die Adhäsion der Schirmoberfläche an den formgebenden Oberflächen der Form, den Formwänden, hervorgerufen werden, wenn die Zufuhr von Luft an die Stellen erschwert ist, wo sich die Schirmoberfläche von den Formwänden lösen soll. Um das Ausformen der Schirme zu erleichtern ist es vorteilhaft, einen Werkstoff mit einer hohen Williams-Plastizität zu verwenden. Die Neigung, auf Oberflächen zu haften, nimmt mit steigender Williams-Plastizität ab. Dem Werkstoff kann auch ein Antihaftadditiv beigemischt werden, um seine Haftneigung herabzusetzen.

Die Gefahr des Haftens des Werkstoffs der Schirmhülle an den Formwänden kann weiterhin dadurch herabgesetzt werden, daß die Formwände aus einem Werkstoff bestehen, der sogenannte Antihafteigenschaften aufweist, wie beispielsweise Polytetrafluorethylen.

Bei zum Haften neigenden Werkstoffen, insbesondere beispielsweise Silikonen, sind folgende Verfahrensschritte beim Ausformen der Schirme vorteilhaft: Das Füllen der Form wird mit mindestens einem Drucksensor an oder in der Form überwacht. Bei einem bestimmten, den Grad der gewünschten Füllung entsprechenden Druck wird die Form einen vorgegebenen Spalt geöffnet. Dazu wird zunächst die in Vorschubrichtung des Kerns vornliegende Formhälfte in Vorschubrichtung des Kerns verschoben, beispielsweise um etwa einen Millimeter, um den Druck auf den Werkstoff zu verringern und seine Haftung an den Formwänden zu lösen. Erst danach wird die Form zur Freigabe des Schirms vollständig geöffnet.

Die Adhäsion an den formgebenden Oberflächen der Form kann allerdings so groß sein, daß ihre Überwindung durch weitere Verfahrensschritte unterstützt werden muß. Um ein beschädigungsfreies Ausformen der Schirme zu gewährleisten, kann das Ablösen der Schirmoberfläche durch Luftzufuhr zur Schirmoberfläche, insbesondere an besonders gefährdete Stellen des Schirms wie die Schirmwurzel, unterstützt werden. Dazu sind in den Formwänden Kanäle vorgesehen, die auf den formgebenden Oberflächen enden. Die Kanäle sind zu den formgebenden Oberflächen hin durch Ventile verschlossen die sich dann öffnen, wenn beim Ablösen der Schirmoberflächen von den Formwänden ein Unterdruck entsteht. Die Ablösung kann mit Druckluft unterstützt werden, die durch die Ventile eingeblasen wird.

Das Ablösen der Schirmoberflächen von den Formwänden kann auch mechanisch durch Drehen mindestens einer Formhälfte gegenüber der anderen um die Längsachse des Kerns unterstützt werden, wobei eventuell an den Formwänden anhaftender Werkstoff aufgrund der Scherbewegung gelöst wird.

Die in Transportrichtung gesehen vornliegende Formhälfte muß mindestens zweiteilig ausgebildet sein, um durch Öffnen in einer im wesentlichen radialen Richtung, durch Auseinanderziehen oder Aufklappen, den Weg für den Schirm freigeben zu können. Es können auch beide Formhälften zweiteilig ausgebildet sein. Beim Öffnen der Form können die Teilhälften der einen Formhälfte zeitversetzt zu den Teilhälften der anderen Formhälfte geöffnet werden, wobei die Teilhälften wiederum in einer im wesentlichen radialen Richtung vom Kern hinwegbewegt werden. Durch diese Verfahrensweise wird eine Deformation des Schirms in Öffnungsrichtung vermieden, wie sie beim gleichzeitigen Öffnen der Teilhälften auftreten könnte.

Eine weitere Möglichkeit, die Haftneigung des Werkstoffs der Schirmhülle an den Formwänden zu überwinden besteht darin, die Form zu beheizen. Die Wärmebehandlung kann auf die Aushärtung der Oberfläche beschränkt sein, so daß sich der Schirm leicht ausformen läßt. Die abschließende Wärmebehandlung würde dann in einem weiteren Verfahrensschritt erfolgen. Die Wärmebehandlung kann aber auch den gesamten erforderlichen Prozeß zur Aushärtung des Werkstoffs der Schirmhülle umfassen.

An den Enden eines Kerns werden die Armaturen befestigt, mit denen an der einen Seite der Isolator selbst und auf der anderen Seite der elektrische Leiter befestigt ist. Zur Befestigung der Armaturen auf dem Kern müssen die Enden des Kerns frei vom Werkstoff der Schirmhülle sein. Bei der Herstellung eines erfindungsgemäßen Verbundisolators wird zunächst dann, wenn der Anfang des Kerns aus der Vorrichtung zum Auftragen des Werkstoffs der Schirmhülle austritt, der Auftrag des Werkstoffs so lange ausgesetzt, bis daß die für die Befestigung der Armatur vorgesehene Länge die Vorrichtung verlassen hat. Wenn am Ende des Kerns der Punkt erreicht wird, ab dem er die Armatur tragen soll, wird die Zufuhr des Werkstoffs unterbrochen. Der Mantel reißt dann beim weiteren Vorschub des Kerns an der Einrichtung zum Auftragen des Werkstoffs ab und der Kern bleibt nackt.

Eine weitere Möglichkeit, ein mantelfreies Ende des Kerns zu erhalten besteht darin, den Stab bei kontinuierlicher Förderung des Mantelwerkstoffs ruckartig um das Stück vorzuschieben, das freibleiben soll. Aufgrund seiner Viskosität reißt der Mantelwerkstoff beim Vorschieben ab und wird erst dann wieder aufgetragen, wenn der Kern mit der üblichen Vorschubgeschwindigkeit durch die Einrichtung zum Auftragen der Schirmhülle transportiert wird.

Durch die zuvor beschriebenen Verfahrensschritte wird ein Arbeitsgang zur nachträglichen Entfernung des Mantels an den Enden des Kerns, wo er die Armaturen tragen soll, eingespart. Zusätzlich wird dadurch Werkstoff eingespart, der sonst verlorenging.

Eine Vereinfachung des Arbeitsablaufs zur Produktion eines Verbundisolators wird erreicht, wenn nicht jeder Kern einzeln der Einrichtung zum Auftragen des Werkstoffs der Schirmhülle zugeführt werden muß. Wenn der für die Kerne vorgesehene Stab oder das Rohr aus glasfaserverstärktem Kunststoff so lang ist, daß mindestens zwei Verbundisolatoren nacheinander hergestellt werden können, kann ein fertig geformter Verbundisolator oder zumindest der bereits fertig geformte Teil des Verbundisolators durch eine Heizeinrichtung geführt werden, ohne daß eine Abstützung auf dem noch nicht ausgehärteten Werkstoff der Schirmhülle erforderlich ist. Anschließend kann der Verbundisolator oder zumindest der Teil des Verbundisolators, der bereits der Wärmebehandlung unterzogen wurde, den noch die Wärmebehandlung zu unterziehenden Teil unterstützungslos tragen, der die Einrichtung zum Auftragen des Werkstoffs der Schirmhülle bereits verlassen hat.

Statt einzelne Verbundisolatoren herzustellen kann der Herstellungsprozeß auch kontinuierlich durchgeführt werden, wenn jeweils ein nachfolgender Kern mit dem vorhergehenden Kern zu einem durchgehenden Stab oder Rohr großer Länge verbunden wird. Bei einer entsprechenden Qualität der Verbindung der Stäbe oder Rohre miteinander besteht die Möglichkeit, Verbundisolatoren unterschiedlicher Länge nacheinander zu fertigen. Die Länge der Verbundisolatoren wird also nicht mehr durch die Länge der einzeln zugeführten Kerne festgelegt, sondern durch die vorgegebene Anzahl der Schirme. Die Kerne werden dann getrennt, wenn die vorgegebene Anzahl der Schirme und damit die vorgegebene Länge eines Verbundisolators erreicht ist. Die Verbindung kann beispielsweise durch ein Aneinanderkleben der Stäbe oder Rohre oder ein thermisches Verbinden erfolgen. Sollte die Verbindung der Stäbe oder Rohre allerdings nur dazu genutzt werden, um einen durchgehenden Stab oder ein durchgehendes Rohr großer Länge zu erzeugen und die Verbindungsstellen nicht den mechanischen Anforderungen an den Kern eines Verbundisolators genügen, kann eine solche Verbindungsstelle als Stelle zum Abtrennen fertiger Verbundisolatoren festgelegt werden.

Bei der Herstellung der Verbundisolatoren kann vorteilhaft so verfahren werden, daß die nach dem Auftragen des Werkstoffs der Schirmhülle bereits ausgeformten Teile des Verbundisolators zur Erzeugung der geforderten Werkstoffeigenschaften der fertigen Schirmhülle thermisch behandelt werden, während der Werkstoff zur Ausformung des noch restlichen Teils des Verbundisolators oder bereits zur Ausformung des nachfolgenden Verbundisolators auf dem durchgehenden Kern aufgetragen wird, wenn aufgrund der Zufuhr langer Stäbe oder Rohre zur individuellen Abtrennung von Kernen eine kontinuierliche Fertigung von Verbundisolatoren vorgesehen ist. Bei diesen Verfahrensvarianten muß, im Gegensatz zum Stand der Technik, nicht mehr auf die vollständige Fertigstellung eines Verbundisolators gewartet werden, bevor die erforderliche thermische Behandlung erfolgen kann.

Bei der thermischen Behandlung von Verbundisolatoren mit Wärmestrahlungsquellen, die vom äußeren Umfang her auf die Verbundisolatoren einwirken, besteht die Gefahr einer Überhitzung der dünnen Schirmränder. Eine gleichmäßige Erwärmung des Mantels und insbesondere der Schirme wird vorteilhaft dadurch erreicht, daß zur Erwärmung heiße Luft verwendet wird. Die Heizstrecke, die der Verbundisolator durchläuft, ist mit einem Heißluftgebläse ausgestattet, das für eine gleichmäßige Temperaturverteilung und damit für eine gleichmäßige Erwärmung der Schirmhülle sorgt.

Wenn der Werkstoff der Schirmhülle ein entsprechend hohes Dipolmoment aufweist, beispielsweise Silikonkautschuk (HTV) oder Ethylen-Propylen- Copolymer (EPM), ist auch eine Vulkanisation mit energiereicher Strahlung, beispielsweise mit Mikrowelle, möglich.

Die Handhabung der Verbundisolatoren während ihrer Herstellung wird insbesondere dadurch erleichtert, daß mindestens ein bereits fertiger Verbundisolator, der noch über den Kern mit dem nachfolgenden, noch nicht fertigen Verbundisolator verbunden ist, durch eine Fördereinrichtung abgestützt wird. Die Fördereinrichtung ist der Heizeinrichtung nachgeschaltet. Der durchgehende Stab oder das durchgehende Rohr, von dem die fertigen Verbundisolatoren abgeschnitten werden, ist auf der einen Seite in den Antriebsrollen der Vorschubeinrichtung für den Stab oder das Rohr gelagert und wird auf der anderen Seite durch einen fertigen Verbundisolator abgestützt. Dadurch ist es möglich, einen noch nicht fertigen Verbundisolator ohne Unterstützung seiner noch weichen Schirmhülle während seiner Formgebung und anschließenden thermischen Behandlung zu transportieren. Eine Verformung oder Beschädigung der Schirmhülle wird so vermieden. Die Fördereinrichtung kann beispielsweise ein nicht angetriebenes Förderband sein, auf dem die bereits fertigen Verbundisolatoren mit dem äußeren Umfang ihrer Schirme aufliegen. Die Verbundisolatoren werden allein durch den Vorschub des Kerns bewegt. Der Vorschub erfolgt mittels einer Vorschubeinrichtung durch die Einrichtung zum Auftragen des Werkstoffs der Schirmhülle hindurch. Das Förderband bewegt sich allein durch die auf ihm aufliegenden Verbundisolatoren vorwärts. Die Fördereinrichtung kann aber auch angetrieben sein. Dabei muß ihr Antrieb mit dem Antrieb des Stabs oder Rohrs synchron erfolgen.

Im folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Verbundisolatoren auf einer dazu vorgesehenen Vorrichtung erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 schematisch den Aufbau eines Verbundisolators,

Fig. 2 eine Vorrichtung zur Herstellung von erfindungsgemäßen Verbundisolatoren,

Fig. 3 als Detail eine Einrichtung zur Bildung eines durchgehenden Stabs, von dem die Kerne der Verbundisolatoren abgeschnitten werden, und

Fig. 4 als Detail weitere Ausführungsbeispiele einer Form zur Formgebung eines Schirms.

In Fig. 1 ist der Aufbau eines erfindungsgemäßen Verbundisolators dargestellt, wie er die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung von Verbundisolatoren vor dem Abtrennen vom Kern des nachfolgenden Verbundisolators verläßt.

Der Verbundisolator 1 besteht aus einem Kern 2, der mit einer Schirmhülle 3 überzogen ist. Die Schirmhülle 3 gliedert sich in einen Mantel 4 und ringförmige Schirme 5. Der Übersichtlichkeit halber ist hier nur ein Schirm 5 dargestellt. Ein Verbundisolator weist fünf Abschnitte auf. Der Abschnitt A stellt das erste Ende 6 dar. Es weist keinen Mantel 4 auf. Dieses freie Ende 6 hat eine Abmessung 8, die zur Befestigung einer hier nicht dargestellten Armatur erforderlich ist. In Abschnitt B ist der Kern 2 mit einem Mantel 4 überzogen. In Abschnitt C befindet sich der ringförmige Schirm 5 und im Abschnitt D ist der Kern 2 ebenfalls mit einem Mantel 4 überzogen. Der Bereich E umfaßt das zweite Ende 7 des Isolators 1 und hat die Abmessung 9, die zur Befestigung der weiteren, hier nicht dargestellten Armatur erforderlich ist. An den Bereich E schließt sich wiederum ein Bereich A des nachfolgenden Isolators 101 an, der hier nicht vollständig dargestellt ist und auch noch nicht vollständig fertiggestellt sein soll.

Wie aus Fig. 1 weiter ersichtlich ist, bilden der Kern 2 und der Kern 102 des nachfolgenden Verbundisolators 101 im vorliegenden Ausführungsbeispiel einen durchgehenden Stab 14. Der Kern kann auch aus Rohre gebildet werden. An der Stelle 10 wird der bereits fertiggestellte Verbundisolator 1 vom Verbundisolator 101 abgetrennt. Wie aus Fig. 1 weiter ersichtlich ist, schließt sich an das mantelfreie Ende 7 des Kerns 2 des Verbundisolators 1, an die Trennstelle 10, das erste Ende 106 des Kerns 102 des Verbundisolators 101 an, auf dem ebenfalls eine Armatur befestigt werden soll. Dieses Ende 106 ist deshalb in einer Länge 108 ebenfalls frei von dem Mantel 4.

Fig. 2 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Vorrichtung 11 zur Herstellung von Verbundisolatoren. Es sind nur die zur Erfindung beitragenden Merkmale dargestellt und beschrieben.

Die Vorrichtung 11 zur Herstellung von Verbundisolatoren umfaßt im vorliegenden Ausführungsbeispiel im wesentlichen eine Einrichtung 12 zum Auftragen des Werkstoffs der Schirmhüllen 3, der über eine Vorschubeinrichtung 13 ein langer Stab 14 aus glasfaserverstärktem Kunststoff zugeführt wird, aus dem die Kerne 2, 102 der Verbundisolatoren 1, 101 gebildet werden. Weiterhin gehört zur Vorrichtung 11 eine Form 15 zur Formgebung der Schirme 5, die vor der Einrichtung 12 zum Auftragen des Werkstoffs der Schirmhüllen 3 angeordnet ist. An die Einrichtung 12 schließen sich im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Heizstrecke 16 zur thermischen Behandlung des Werkstoffs der Schirmhülle, eine Transporteinrichtung 17 und eine Trenneinrichtung 18 zum Abtrennen der fertigen Verbundisolatoren 1 von dem Stab 14 an. Der Stab 14 wird dadurch hergestellt, daß er aus kürzeren Teilstücken 19 zusammengesetzt wird. Während die Kerne 2 der fertigen Verbundisolatoren 1 von dem Stab 14 abgetrennt werden, werden vor seinem Eintritt in die Einrichtung 12 zum Auftragen des Werkstoffs der Schirmhüllen 3 neue Teilstücke 19 ergänzt, so daß eine kontinuierliche Produktion von Verbundisolatoren möglich ist.

Die Art der Verbindung zweier Teilstücke, Stäbe oder Rohre, richtet sich nach dem vorgesehenen Verfahren. Sollen nur Verbundisolatoren hergestellt werden, die genau so lang sind wie die miteinander verbundenen Stäbe oder Rohre, bildet jeder Stab oder jedes Rohr einen Kern. Diese Kerne brauchen nur insoweit miteinander verbunden zu werden, daß ein gemeinsamer Transport möglich ist. Dazu genügt beispielsweise bereits die Verbindung zweier an den Stirnflächen aneinanderstoßender Stäbe oder Rohre mittels Klebeband.

Sollen aber die Teilstücke dauerhaft und belastbar verbunden werden, sind andere Verbindungsverfahren erforderlich, beispielsweise Kleben, thermisches Verbinden, Reibschweiße oder mittels Zapfen.

Von den möglichen Verbindungsverfahren wird hier nur ein Beispiel beschrieben. Das Verbinden der Teilstücke 19 mit dem Ende des Stabs 14 erfolgt dauerhaft durch Kleben in einer Klebeeinrichtung 21, die in Fig. 3 dargestellt ist. Sie ist der Einrichtung 12 zum Auftragen des Werkstoffs der Schirmhüllen 3 vorgeschaltet. Die Klebeeinrichtung 21 kann beispielsweise mittels Laufrollen 22 an einer Hängeschiene 23 verschiebbar aufgehängt sein, um während des Klebevorgangs die Vorschubbewegung des Stabs 14 mitmachen zu können. Die Klebeeinrichtung 21 hält mit einem fest angeordneten Greifer 24 den Stab 14 während des Klebevorgangs fest. Ein Greifer 25, der in Richtung der Längsachse 26 des Stabs 14 hin- und herverschiebbar ist, wie durch den Doppelpfeil 27 angedeutet wird, hält ein Teilstück 19 zur Ergänzung des Stabs 14. Das Teilstück 19 wird über Stützrollen 28 zugeführt, deren Abstand zueinander auf den Durchmesser der Teilstücke einstellbar ist. Beispielsweise mittels einer Düse 29 wird Klebstoff auf die Stirnfläche 20 des Stabs 14 aufgetragen. Dann wird das Teilstück 19 mittels des Greifers 25 in Pfeilrichtung 30 mit seiner Stirnfläche 20 gegen die mit Kleber benetzte Stirnfläche 20 des Stabs 14 gepreßt und so lange gehalten, bis daß die Klebverbindung belastbar ist. Während dieser Zeit wandert die Klebeeinrichtung 21 in Vorschubrichtung 31 des Stabs 14 mit, was durch das Mitlaufen auf der Hängeschiene 23 möglich ist. Nach Beendigung des Klebevorgangs werden die Greifer 24 und 25 geöffnet und die Klebeeinrichtung 12 an das noch freie Ende des gerade angeklebten Teilstücks 19 gefahren, um dort das nächste Teilstück anzukleben.

Nachfolgend wird die Herstellung von Verbundisolatoren mit der in Fig. 2 dargestellten erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben.

Die Herstellung von Verbundisolatoren kann vollautomatisch erfolgen, wobei die Verfahrensabläufe in den einzelnen Einrichtungen mittels einer Steuereinrichtung 32 aufeinander abgestimmt werden. Die einzelnen Einrichtungen sind über Signal- und Steuerleitungen 33 mit der Steuereinrichtung 32 verbunden.

Beim Start der Vorrichtung 11 zu Herstellung von Verbundisolatoren 1 wird ein Stab 14 in Vorschubrichtung 31 durch die geöffneten Antriebsrollen 34 der Vorschubeinrichtung 13 in den Spritzkopf 35 der Einrichtung 12 zum Auftragen des Werkstoffs der Schirmhülle eingeführt. Die Einrichtung 12 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Extruder. Der Werkstoff 36, aus dem die Schirmhüllen 3 geformt werden, ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein HTV- Silikonkautschuk. Er wird als Band von einer Vorratsrolle in bekannter Weise durch eine rotierende Schnecke 37 in den Extruder 39 eingezogen und durch eine den Stab 14 ringförmig umgebende Düse im Spritzkopf 35 ausgedrückt und in gleichmäßig dicker Schicht auf den Stab 14 aufgetragen. Damit das Auftragen des Werkstoffs 36 für die Schirmhülle 3 gleichmäßig erfolgt, ist der Antrieb 40 der Schnecke 37 über einen Gleichlaufregler 41 mit der Vorschubeinrichtung 13 des Stabs 14 verbunden.

Damit die Schirmhülle 3 gut auf dem Kern 102 des noch herzustellenden Verbundisolators 101 haftet, wird in einer Einrichtung 42, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Vorschubeinrichtung 13 vorgeschaltet ist und die der Stab 14 durchläuft, ein Haftmittel aufgetragen. Weiterhin ist ein Längenmeßgerät 43 vorgesehen, das mit einem Tastrad 44 auf der Oberfläche des Stabs 14 aufliegt. Mit dem Längenmeßgerät 43 wird der Vorschub des Stabs 14 überwacht, die Länge der Kerne 2 und 102 und die Abstände der Schirme voneinander abgemessen sowie die Trenneinrichtung 18 und der Auftrag des Werkstoffs der Schirmhüllen 3 gesteuert.

Der Stab 14 wird so weit in den Spritzkopf 35 eingeschoben, daß seine Stirnseite mit der Austrittsöffnung der hier nicht dargestellten Ringdüse übereinstimmt. Dann wird die Vorschubeinrichtung 13 eingeschaltet, der Extruder 12, die Einrichtung zum Auftragen des Werkstoffs 36 der Schirmhüllen 3, aber noch nicht. Erst wenn der Stab 14, der ab jetzt der zukünftige Kern eines neuen Verbundisolators ist, um die der durch die Befestigung der Armatur vorgegebenen Länge 8, Abschnitt A in Fig. 1, aus dem Spritzkopf 35 ausgetreten ist, wird der Extruder 12 eingeschaltet und der Werkstoff 36 zur Bildung einer Schirmhülle 3 aufgetragen. Dabei wird der erste Mantel 4 gebildet. Nachdem die durch die Steuereinrichtung 32 vorgegebene Länge durch das Längenmeßgerät 43 festgestellt worden ist, wird der Vorschub des Stabs 14 gestoppt. Der Abschnitt B des Verbundisolators ist damit hergestellt. Für eine durch die Steuereinrichtung 32 vorgegebene Zeit fördert die Schnecke 37 weiterhin den Werkstoff 36 zur Bildung der Schirmhülle 3 im Bereich C. Dadurch quillt das Extrudat 45 aus der Auftragsdüse konzentrisch um den Stab 14. Nach Ablauf der Zeit wird die Förderung des Extrudats 45 gestoppt und daraus ein Schirm 5 geformt.

Zur Formgebung eines Schirms 5 wird eine Form 15 eingesetzt. Sie besteht aus zwei Hälften 46 und 47, wobei die erste Hälfte 46 unmittelbar an der Stirnseite des Spritzkopfs 35 angeordnet ist, an der der Stab 14 austritt. Die zweite Formhälfte 47 ist, in Transportrichtung 31 des Stabs 14 gesehen, hinter der ersten Formhälfte 46 angeordnet. Die beiden Formhälften 46 und 47 sind in einer Ebene 48 geteilt, die im wesentlichen senkrecht auf der Längsachse 26 des Stabs 14 steht, wie durch den rechten Winkel 49 angedeutet wird. Während die erste Formhälfte 46 fest mit dem Spritzkopf 35 verbunden ist, kann die zweite Formhälfte 47 entlang der Längsachse 26 des Stabs 14 zum Schließen in Richtung auf die erste Formhälfte 46 hin und zum Öffnen von ihr wegbewegt werden, wie durch den Doppelpfeil 50 angedeutet wird.

Um den frischgeformten Schirmen den Weg freizugeben, ist die zweite Formhälfte 47 mindestens noch einmal in zwei Teilhälften 51 und 52 geteilt, wobei die Teilungsebene 53 senkrecht zur ersten Teilungsebene 48 steht und durch die Längsachse 26 des Stabs 14 geht. Die Teilung der Formhälfte 47 ermöglicht es, ihre Teilhälften 51 und 52 im wesentlichen radial zur Längsachse 26 des Stabs 14, also im wesentlichen in der Teilungsebene 48 zu bewegen, wie durch den Doppelpfeil 54 angedeutet wird. Die beiden Teilhälften 51 und 52 der Formhälfte 47 können mittels einer Einrichtung 55 geöffnet und geschlossen werden, wie mit dem Doppelpfeil 54 ebenfalls angedeutet wird. Möglich, hier aber nicht dargestellt, ist auch ein Aufklappen der beiden Teilhälften wie zwei Torflügel. Außerdem übernimmt die Einrichtung 55 auch noch das Öffnen und Schließen der beiden Formhälften 46 und 47 zur Formgebung der Schirme. Die Einrichtung 55 ist über eine Steuerleitung 33 mit der Steuereinrichtung 32 verbunden.

Zur Formgebung eines Schirms 5 werden die Teilhälften 51 und 52 der Formhälfte 47 zusammengeführt und dann die Formhälfte 47 auf die Formhälfte 46 zubewegt. Dabei wird das für die Formung eines Schirms vorgesehene Extrudat 45 von der Form 15 eingeschlossen und ein Schirm 5 geformt. Da die Menge des Extrudats 45 so bemessen ist, daß es die Form 15 nicht bis zur Trennfuge ausfüllt, entsteht kein Grat auf dem Umfang eines Schirms 5 an der Stelle, wo die beiden Formhälften 46 und 47 zusammenstoßen.

Die Formgebung eines Schirms 5 kann auch so erfolgen, daß die Form 15 bereits geschlossen wird, wenn der Vorschub des Stabs 14 gestoppt wird. Das für die Formgebung eines Schirms vorgesehene Extrudat 45 wird dann in die geschlossene Form gefördert. Auch hier kann die Fördermenge des Extrudats von der Steuereinrichtung 32 über die Zeit vorgegeben werden. Möglich ist auch die Steuerung der Füllmenge über Drucksensoren in der Form 15 oder an den Wänden der Formhälften 46 und 47, wie hier nicht dargestellt ist.

Da die Formhälfte 47 nochmals in zwei Teilhälften 51 und 52 aufgeteilt ist, kann an deren Trennfuge ein Grat entstehen. Um das weitestgehend zu vermeiden, kann durch eine entsprechende Formgebung der Kanten der Teilhälften, beispielsweise durch Abrunden, die Bildung eines spitzen und dadurch störenden Grats vermieden werden. Außerdem kann die Formhälfte 47 zur Formgebung der Unterseite der Schirme vorgesehen sein, so daß mit der einteiligen Formhälfte 46 die Oberseite der Schirme völlig gratfrei geformt werden kann.

Nach der Formgebung eines Schirms 5 muß die Form 15 den Schirm ohne Beschädigung seiner Oberfläche freigeben. Bei Werkstoffen, die zum Haften an den formgebenden Oberflächen der Form 15 neigen, beispielsweise insbesondere Silikonkautschuk, müssen die Formhälften 46 und 47 vorsichtig geöffnet werden, damit die Schirmoberfläche nicht beschädigt wird. Dabei kann so vorgegangen werden, daß das Füllen der Form 15 mittels hier nicht dargestellter Drucksensoren überwacht wird. Bei einem bestimmten, den Grad der gewünschten Füllung entsprechenden Druck wird die Form einen vorgegebenen Spalt geöffnet. Dazu wird zunächst die Formhälfte 47 insgesamt langsam und in Richtung der Längsachse 26 des Stabs 14 zurückgezogen, beispielsweise um etwa einen Millimeter, um den Druck auf den Werkstoff zu verringern und seine Haftung an den Formwänden zu lösen. Erst danach wird die Form zur Freigabe des Schirms vollständig geöffnet und die beiden Teilhälften 51 und 52 radial zur Längsachse 26, in Pfeilrichtung 54, auseinandergezogen. Mit Einschalten der Vorschubeinrichtung 13 und Vorschub des Stabs 14 wird dann der Schirm 5 von der Formhälfte 46 abgehoben.

Um die Haftneigung des Werkstoffs der Schirmhülle an den Wänden der Formhälften herabzusetzen, können diese auch mit einem die Haftneigung herabsetzenden Werkstoff beschichtet sein, beispielsweise mit Polytetrafluorethylen. Das Lösen der Oberfläche des Schirms von den Formwänden kann auch auf mechanischem Wege durch Verdrehen der beiden Formhälften gegeneinander unterstützt werden, wenn die Form noch geschlossen ist. Wenn die Formgebung des Schirms 5 abgeschlossen ist, ist nach Fig. 1 der Bereich C eines Verbundisolators 1 hergestellt.

Mit Einschalten der Vorschubeinrichtung 13 zum Vorschub des Stabs 14 wird gleichzeitig der Extruder 12 eingeschaltet, so daß sich an den Schirm 5 ohne Unterbrechung der Überzug des Mantels anschließt. Die Länge des aufzutragenden Mantels 4 bis zur Ausformung eines weiteren Schirms wird durch die Steuereinrichtung 32 festgelegt. Nachdem durch das Längenmeßgerät 43 die vorgegebene Länge des Mantels 4 festgestellt worden ist, wird die Vorschubeinrichtung 13 gestoppt und bei Verbundisolatoren mit mehreren Schirmen erfolgt die Formgebung eines weiteren Schirms.

Während der Verbundisolator wächst, entfernt sich sein erstes Ende immer weiter von dem Spritzkopf 35 und taucht in die Heizstrecke 16 ein, die dem Extruder 12 nachgeordnet ist. In der Heizstrecke 16 erfolgt eine thermische Behandlung des noch weichen Werkstoffs der Schirmhülle 3, damit er die für einen Isolator erforderlichen mechanischen und elektrischen Eigenschaften erlangt.

Die Heizstrecke 16 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Durchlaufofen. Die Wärmebehandlung der rohen Schirmhüllen erfolgt entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren mit Heißluft. Damit ist eine gleichmäßige, eine örtliche Überhitzung vermeidende Erwärmung der Schirmhüllen sichergestellt.

Die Heißluft wird mittels eines Gebläses 56 mit nachgeschalteter Heizung 57 erzeugt und gleichmäßig in den Durchlaufofen 16 eingeblasen. Die Temperatur und der Luftdurchsatz werden über die Steuereinrichtung 32 geregelt. Die Länge des Durchlaufofens 16 sowie die thermische Behandlung der Schirmhülle sind auf den Werkstoff des Schirms und die Vorschubgeschwindigkeit des Stabs 14 abgestimmt.

In Vorschubrichtung 31 gesehen verlassen die bereits fertigen Bereiche des Verbundisolators 101 den Durchlaufofen 16. Die Schirme 5 sind jetzt fest, so daß sie sich nicht mehr verformen, wenn sie zur Abstützung des Verbundisolators genutzt werden. Die Schirme 5 des den Durchlaufofen 16 verlassenden Verbundisolators 101 werden auf eine Transporteinrichtung 17 geschoben, im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein nicht angetriebenes, endloses Förderband 58, das um Umlenkrollen 59 geschlungen ist, von denen hier nur eine zu sehen ist. Das Förderband 58 wird ausschließlich durch den Vorschub der auf dem Förderband liegenden Verbundisolatoren 1 bewegt. Das Förderband ist so lang, daß noch mindestens ein weiterer, vollständig fertiggestellter Verbundisolator 1 darauf Platz findet. Dadurch, daß noch alle Kerne 2 und 102 der Verbundisolatoren 1 beziehungsweise 101 einen durchgehenden Stab 14 bilden, ist es möglich, dem im Entstehen begriffenen Verbundisolator 101 mit seiner noch weichen Schirmhülle 3 ohne Abstützung durch den Durchlaufofen 16 zu transportieren.

Ist der Kern eines Verbundisolators in den dafür vorgesehenen Bereichen vollständig mit einer Schirmhülle überzogen, so wird über die Steuereinrichtung 32 der Auftrag des Werkstoffs 36 der Schirmhülle 3 gestoppt, während der Vorschub des Stabs 14 weiterläuft. Durch den Stopp des Extruders 12 reißt beim weiteren Vorschieben des Stabs 14 die Schirmhülle 3 ab und der Stab 14 bleibt nackt. Der Auftrag des Werkstoffs der Schirmhülle bleibt so lange unterbrochen, bis daß das Längenmeßgerät 43 festgestellt hat, daß der Stab 14 um eine solche Strecke vorgeschoben worden ist, die der Länge entspricht, die zur Befestigung der Armaturen auf dem gerade mit der Schirmhülle fertig überzogenen und dem nachfolgenden, noch herzustellenden Verbundisolator erforderlich ist. Zusätzlich wird die Dicke des Sägeblatts der Trenneinrichtung 18 berücksichtigt. Danach wird das Auftragen des Werkstoffs für die Schirmhülle des nachfolgenden Verbundisolators wieder aufgenommen.

Wie aus der Fig. 2 ersichtlich ist, sind bereits zwei fertige Verbundisolatoren 1 auf die Transporteinrichtung 17 aufgelaufen. An der Transporteinrichtung 17 ist die Trenneinrichtung 18 in einem solchen Abstand von ihrem Anfang, der Umlenkrolle 59, angeordnet, daß neben zwei vollständig fertiggestellten Verbundisolatoren 1 auch noch mindestens ein bereits fertig ausgehärteter Schirm 5 eines noch fertigzustellenden Verbundisolators 101 auf dem Förderband 58 aufliegt. Dadurch wird eine gute Unterstützung des noch fertigzustellenden Verbundisolators 101 erreicht. Die Trenneinrichtung 18 ist in Bezug auf die Länge der herzustellenden Verbundisolatoren in entsprechende Positionen verfahrbar, wie mit dem Doppelpfeil 60 angedeutet wird. Dazu kann die Trenneinrichtung 18 beispielsweise mit Laufrollen 61 an einer Hängeschiene 62 verschiebbar aufgehängt sein. Zum Abtrennen eines fertigen Verbundisolators 1 wird die Trenneinrichtung 18 nach einer Positioniervorgabe durch das Längenmeßgerät 43 von der Steuereinrichtung 32 an eine Stelle der Transporteinrichtung 17 dirigiert, wo auf dem Förderband 58 die Trennstelle 10 zwischen zwei Verbundisolatoren 1 liegt, zum Trennen an der Trennstelle 10 zugestellt und nach dem Trennvorgang wieder zurückgefahren, wie durch den Doppelpfeil 63 angedeutet wird. Das Trennen der fertigen Verbundisolatoren erfolgt immer dann, wenn gerade ein Schirm geformt wird und die Vorschubeinrichtung 13 des Stabs 14 steht. Die Trenneinrichtung 18 fixiert mit einem dem Verbundisolator 1 zustellbaren Greifer 64 das Ende 7 des abzutrennenden Verbundisolators während des Trennvorgangs. Von dem noch durchgehenden Stab 14 wird der Kern 2 des Isolators 1 mit einer Säge 65 abgetrennt. Nach dem Trennvorgang wird der Greifer 64 geöffnet und zurückgezogen und die Trennvorrichtung 18 kehrt in ihre Ausgangsstellung zurück. Der abgetrennte Verbundisolator 1 kann jetzt zur Weiterverarbeitung entnommen werden oder wird beim Wiederingangsetzen der Transporteinrichtung 17 an eine hier nicht dargestellte Sammelstelle transportiert.

Erfüllen die Klebeverbindungen in dem Stab 14 nicht die Anforderungen an die Festigkeit des Stabs, kann die Bildung des Stabs 14 so gewählt werden, daß jeder angeklebte Stab nur so lang ist wie der Kern eines Verbundisolators. Damit wäre dann jede Klebestelle gleichzeitig wieder eine Trennstelle 10 und kein Kern würde eine Klebestelle enthalten.

In der Fig. 4 werden zwei Möglichkeiten der Ausgestaltung einer Form vorgestellt. Es ist jeweils nur die Hälfte eines Schnitts durch die Form und den Schirm dargestellt. Für eine vollständige Darstellung wäre eine Spiegelung an der Längsachse 26 des Stabs 14 erforderlich.

Die Form 15a ist geschlossen und besteht aus der Formhälfte 46a, die vor dem hier nicht dargestellten Spritzkopf angeordnet ist, und der Formhälfte 47a. Die beiden Formhälften 46a und 47a sind in der Teilungsebene 48 geteilt die senkrecht auf der Längsachse 26 des Stabs 14 steht, wie durch den rechten Winkel 49 angedeutet wird. Die Teilungsebene 48 bildet gleichzeitig die Unterseite 66 des Schirms 5. Die Oberseite 67 des Schirms 5 liegt in der Formhälfte 46a. Die Formgebung des Schirms 5 ist bereits abgeschlossen. Vor dem Schirm 5 erstreckt sich auf dem Stab 14 der Mantel 4 der Schirmhülle 3.

Ein Formgrat, der durch die Trennfuge 68 der beiden Formhälften 46a und 47a hervorgerufen werden könnte, wird durch folgende Maßnahmen verhindert: Die Dosierung des Extrudats zur Formung eines Schirms erfolgt so, daß der zur Formgebung eines Schirms 5 vorgesehene Formraum 69 der Form 15a nicht bis zur Trennfuge 68 aufgefüllt wird. Die radiale Ausdehnung R des Formraumes 69 ist größer als der tatsächlich erreichte Radius r des Schirmes 5. Die Trennfuge 68 ist im Randbereich 70 des Schirms 5 nicht geschlossen. Die Trennfuge 68 zwischen den beiden Formhälften 46a und 47a kann entweder auf dem gesamten Umfang der Form 15a offen sein, so daß die beiden Formhälften voneinander beabstandet stehen, oder die beiden Formhälften stoßen aneinander, weisen aber radial gerichtete, auf dem Umfang verteilte Rillen auf, die bei geschlossener Form Kanäle bilden zum Entweichen der Luft aus dem Formraum 69 beim Formen des Schirms 5.

Die formgebende Oberfläche 72 der der Formhälfte 47a, die die Unterseite 66 des Schirms 5 formt, ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel glatt. Sie kann aber auch konzentrisch gewellt oder gerippt sein. Dadurch entstehen Schirme mit größerem Kriechweg. Bei so gestalteten Schirmen sind gegenüber glatten Schirmen weniger Schirme pro Isolator erforderlich.

Die zentrische Öffnung 73 in der Formhälfte 47a, die den mit dem Mantel 4 überzogenen Kern 102 umschließt, hat einen größeren Durchmesser 74 als der Durchmesser 75 des Kerns 102 mit Mantel 4. Der Unterschied sollte etwa 0,5 mm betragen. Durch den so bedingten Spalt 76 wird vermieden, daß beim Schließen und Öffnen der Formhälfte 47a der Mantel 4 beschädigt wird.

Wenn die Formgebung eines Schirms 5 abgeschlossen ist, können beim Öffnen der Form Probleme dadurch auftreten, daß die Unterseite 66 und die Oberseite 67 des Schirms 5 an den formgebenden Oberflächen 73 beziehungsweise 71 der Formhälften 46a beziehungsweise 47a durch Adhäsion aufgrund auftretenden Unterdrucks haften bleiben. Dieser Effekt kann selbst bei den Werkstoffen der Schirmhülle auftreten, die nicht zum Kleben neigen. Um das Ablösen der Schirmoberfläche von den Formhälften zu erleichtern, ist es vorteilhaft, wenn beim Öffnen der beiden Formhälften 46a und 47a die Luft zwischen die formgebenden Oberflächen und die Schirmoberfläche einströmen kann. Das Einströmen der Luft begünstigt das Lösen der Schirmoberfläche von den Formwänden. Ein beim Öffnen der Formhälften entstehender Unterdruck zwischen Schirmoberfläche und Formwänden wird abgebaut und der Saugeffekt überwunden. Zum Einströmen der Luft können Tellerventile 77 in den Formhälften vorgesehen sein. Sie sind bevorzugt in den Bereichen der Form anzuordnen, in denen aufgrund des erschwerten Luftzutritts die Gefahr des Haftenbleibens der Schirmoberfläche am größten ist, wie im Bereich der Schirmwurzel. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist in der Formhälfte 46a ein Tellerventil im Bereich der Schirmwurzel 78 angeordnet.

Die Teller 79 des Ventils 77 schließt bündig mit der formgebenden Oberflächen 71 der Formhälfte 46a ab. Der Ventilteller 79 wird durch eine am Ventilschaft 80 angreifende Feder 81 in den Ventilsitz 82 gezogen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel öffnet sich das Ventil 77 nur bei sich aufbauendem Unterdruck im Formraum 69 oder bei Zufuhr von Druckluft von außen über eine zustellbare Düse 83, wie durch den Pfeil 84 angedeutet wird. Die Kraft der Federn 81 ist so eingestellt, daß sich beim Erreichen eines bestimmten Unterdrucks, der sich beim Öffnen der Form einstellt, der Teller 79 des Ventils 77 vom Ventilsitz 82 abhebt. Der Unterdruck ist so vorgegeben, daß eine Verformung des Schirms 5 vermieden wird. Zusätzlich zum Einströmen der Luft drückt der Teller 79 auf die Schirmoberfläche und hebt sie von der formgebenden Flächen 71 ab.

Das Ablösen des Schirms 5 von den Formwänden kann zusätzlich durch die Zufuhr von Druckluft 84 mittels der Düse 83 unterstützt werden. Dazu wird die Düse 83 mit ihrem konischen Mundstück 85 in den trichterförmigen Adapter 86 gesetzt, der über einen Kanal 87 mit dem Tellerventil 77 verbunden ist und oberhalb des Ventiltellers 79 mündet. Wird die Druckluftzufuhr 84 eingeleitet, wird der Ventilteller 79 gegen die Kraft der Feder 81 vom Ventilsitz 82 abgehoben und gibt die Zufuhr der Luft in den Formraum 69 frei. Eine kurzzeitige Druckluftzufuhr kann auch schon kurz vor Öffnen der Form erfolgen. Dadurch löst sich die Schirmoberfläche an den kritischen Stellen bereits vor dem Öffnen der beiden Formhälften von den Formwänden.

Unterhalb der Längsachse 26 des Stabs 14 ist eine weitere mögliche Ausführung einer Form 15b dargestellt. Mit der Form 15a übereinstimmende Merkmale sind mit denselben Bezugsziffern gekennzeichnet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die beiden Formhälften 46b und 47b mit einer Heizung zur thermischen Behandlung des Werkstoffs der Schirmhülle ausgestattet. In den Formhälften 46b und 47b sind in bestimmten Abständen voneinander Heizdrähte 88 eingelassen, die über Anschlüsse 89 mit einer hier nicht dargestellten, regelbaren Stromquelle verbunden sind. Durch Vorgabe der Stromstärke und der Zeit kann eine vorgegebene Temperatur und damit ein vorgegebener Zustand des Werkstoffs der Schirmhülle erreicht werden. Entweder kann eine abgeschlossene thermische Behandlung bis zur völligen Aushärtung des Schirms erfolgen oder der Werkstoff wird so weit thermisch vorbehandelt, daß die Oberflächen 66 und 67 des Schirms 5 bereits so hart werden, daß sie sich leicht aus der Form lösen fassen. Die abschließende thermische Behandlung würde dann in einem Durchlaufofen erfolgen.

Das zuletzt beschriebene Ausführungsbeispiel einer Form kann zusätzlich, wie hier nicht dargestellt und beschrieben ist, mit der davor beschriebenen Ausführung mit den Ventilen zur Zufuhr von Luft kombiniert werden.

Claims (33)

1. Verfahren zur Herstellung von Verbundisolatoren, wobei ein in seiner Längsrichtung geförderter stabförmiger oder rohrförmiger Kern aus Verbundwerkstoff mit einer Schirmhülle aus einem Werkstoff mit Isolationseigenschaften in einer Einrichtung zum Auftragen des Werkstoffs überzogen wird, wobei aus diesem Werkstoff mindestens ein Schirm geformt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Formgebung des Schirms der Vorschub des Kerns gestoppt wird, daß mit Hilfe einer Form, die dem Kern in Transportrichtung gesehen vor der Einrichtung zum Auftragen des Werkstoffs der Schirmhüllen zugestellt wird, ein ringförmiger Schirm geformt wird, daß nach Ausformen des Schirms der Vorschub des Kerns wieder aufgenommen und das Auftragen des Werkstoffs fortgesetzt wird und daß das Auftragen des Werkstoffs der Schirmhülle auf dem Kern nicht unterbrochen wird, bis daß die Schirmhülle vollständig hergestellt ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im wesentlichen in einer Ebene senkrecht zur Längsachse des Kerns geteilte Form zur Formgebung der Schirme zur Vermeidung der Bildung von Graten nicht vollständig bis zur Trennfuge mit dem Werkstoff der Schirmhülle ausgefüllt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herabsetzung der Haftneigung des Werkstoffs der Schirmhülle an den Formwänden ein Werkstoff mit einer hohen Williams-Plastizität verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herabsetzung der Haftneigung dem Werkstoff der Schirmhülle ein Antihaftadditiv zugesetzt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstand des Werkstoffs der Schirmhülle in der Form anhand des durch den Werkstoff in der Form erzeugten Drucks überwacht wird, daß bei einem bestimmten, den Grad der gewünschten Füllung entsprechenden Druck die Form einen vorgegebenen Spalt geöffnet wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ablösen der Schirmoberfläche von den Formwänden durch Luftzufuhr zur Schirmoberfläche unterstützt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Ablösen der Schirmoberfläche von den Formwänden durch Drehen mindestens einer Formhälfte gegenüber der anderen um die Längsachse des Kerns unterstützt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die Formhälfte, die in Vorschubrichtung des Kerns gesehen vor der anderen Formhälfte liegt, in Teilhälften weiter unterteilt ist und daß diese Teilhälften zeitversetzt zueinander geöffnet werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Herstellung eines Verbundisolators an seinem Anfang und nach der Bildung der Schirmhülle an seinem Ende auf dem Kern jeweils auf einer vorgegebenen Länge der Auftrag des Werkstoffs der Schirmhülle unterbrochen wird und daß an diesen Enden die Armaturen des Isolators befestigt werden.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kern eine solche Länge aufweist, daß er zur Herstellung von mindestens zwei Verbundisolatoren genutzt werden kann.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ein nachfolgender Kern mit dem vorhergehenden Kern zu einem durchgehenden Stab oder Rohr großer Länge verbunden wird zur kontinuierlichen Herstellung mehrerer Verbundisolatoren hintereinander.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die nach dem Auftragen des Werkstoffs der Schirmhülle bereits ausgeformten Teile der Schirmhülle thermisch behandelt werden zur Erzeugung der geforderten Werkstoffeigenschaften, während der Werkstoff zur Ausformung der noch restlichen Teile der Schirmhülle oder bereits zur Ausformung der Schirmhülle des nachfolgenden Verbundisolators auf dem Kern aufgetragen wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schirme bereits in der Form thermisch behandelt werden.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Schirme in der Form eine thermische Vorbehandlung und anschließend gesondert eine thermische Behandlung zur endgültigen Aushärtung der Schirme erfahren.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die thermische Behandlung des Werkstoffs der Schirmhüllen in einem Durchlaufofen mittels heißer Luft erfolgt.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die thermische Behandlung des Werkstoffs der Schirmhüllen mittels Mikrowellen erfolgt.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein bereits fertiger Verbundisolator, der noch über den Kern mit dem nachfolgenden Verbundisolator verbunden ist, durch eine Transporteinrichtung abgestützt wird und daß dadurch der nachfolgende Verbundisolator ohne Unterstützung zwischen der Einrichtung zum Auftragen des Werkstoffs der Schirmhüllen und der Transporteinrichtung gehalten wird.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß nacheinander Verbundisolatoren mit einer unterschiedlichen Anzahl von Schirmen gefertigt werden.

19. Vorrichtung zur Herstellung von Verbundisolatoren mit einer Vorschubeinrichtung für den stabförmigen oder rohrförmigen Kern, Einrichtungen zum Auftragen des Werkstoffs der Schirmhüllen auf dem Kern und zur Formgebung der Schirme sowie eine Heizeinrichtung zur thermischen Behandlung des Werkstoffs, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Einrichtung (12) zum Auftragen des Werkstoff (36) der Schirmhüllen (3) eine Form (15, 15a, 15b) zur Formgebung mindestens eines ringförmigen Schirmes (5) aus dem Werkstoff der Schirmhüllen nachgeordnet ist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Form (15, 15a, 15b) zur Formgebung eines Schirmes (5) in einer ersten Ebene (48) senkrecht (49) zur Längsachse (26) des Kerns (102) des herzustellenden Verbundisolators (101) in zwei Hälften (46, 47; 46a, 47a; 46b, 47b) teilbar ist.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die in Vorschubrichtung (31) des Kerns (102) des herzustellenden Verbundisolators (101) gesehen erste Hälfte (46, 46a, 46b) der Form (15, 15a, 15b) direkt an der Mündung der Einrichtung (12) zum Auftragen des Werkstoffs (36) der Schirmhüllen (3) angeordnet ist.

22. Vorrichtung nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß die in Transportrichtung (31) des Kerns (102) des herzustellenden . Verbundisolators (101) gesehen zweite Hälfte (47) der Form (15) in einer zweiten Ebene (53) teilbar ist, daß die zweite Ebene (53) im wesentlichen senkrecht zur ersten Ebene (48) steht und daß die Teilhälften (51, 52) der Formhälfte (47) im wesentlichen axial (50) und radial (54) zur Längsachse (26) des Kerns (102) bewegbar sind.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Ausdehnung (R) des Formraumes (69) in der Form (15, 15a, 15b) größer ist als der Radius (r) der ausgeformten Schirme (5).

24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Einrichtung (12) zum Auftragen des Werkstoffs (36) der Schirmhüllen (3) eine Heizstrecke (16) nachgeschaltet ist zur thermischen Behandlung des Werkstoffs (36).

25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizstrecke (16) ein Heißluft-, Umluftgebläse (56, 57) aufweist.

26. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizstrecke eine Quelle energiereicher Strahlung, vorzugsweise von Mikrowellen, aufweist.

27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Form (15b) zur Formgebung der Schirme (5) eine Heizeinrichtung (85, 86) mindestens zur thermischen Vorbehandlung des Werkstoffs (36) einer Schirmhülle (3) aufweist.

28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß der Einrichtung (12) zum Auftragen des Werkstoffs (36) der Schirmhüllen (3) eine Einrichtung (21) vorgeschaltet ist zum Verbinden von Teilstücken (19) miteinander zu einem Stab (14) oder Rohr mit großer Länge, der der Einrichtung (12) zuführbar ist, und daß aus dem Stab (14) nacheinander die Kerne (102) der herzustellenden Verbundisolatoren (101) in der jeweils erforderlichen Länge bildbar sind.

29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (12) zum Auftragen des Werkstoffs (36) der Schirmhüllen (3) mit einem Längenmeßgerät (43) am Stab (40) oder Rohr in Wirkverbindung steht und daß der Auftrag des Werkstoffs (36) zur Bildung der Schirmhüllen (3) in Abhängigkeit vom Vorschub (31) des Stabs (14) oder Rohrs steuerbar ist.

30. Vorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (12) zum Auftragen des Werkstoffs (36) zur Bildung der Schirmhüllen (3) in Abhängigkeit vom Vorschub (31) des Stabs (14) oder Rohrs so steuerbar ist, daß die Endstücke (6, 7; 106) der Verbundisolatoren (1, 101) auf einer vorgebbaren Länge (8, 9; 108) zum Anschluß der Befestigungsarmaturen frei von der Schirmhülle (3) bleiben.

31. Vorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß Vorschub (31) des Stabs (14) oder Rohrs in seiner Geschwindigkeit so steuerbar ist, daß die Endstücke (6, 7; 106) der Verbundisolatoren (1, 101) auf einer vorgebbaren Länge (8, 9; 108) zum Anschluß der Befestigungsarmaturen frei von der Schirmhülle (3) bleiben.

32. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 28 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß der Einrichtung (12) zum Auftragen des Werkstoffs (36) der Schirmhüllen (3) eine Trenneinrichtung (18) zum Abtrennen fertiger Verbundisolatoren (1) vorgegebener Länge nachgeschaltet ist und daß die Trenneinrichtung (18) mit dem Längenmeßgerät (43) zur Längenmessung am zugeführten Stab (14) oder Rohr in Wirkverbindung steht.

33. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß eine Transporteinrichtung (17) vorgesehen ist, mit dem die fertigen Verbundisolatoren (1) auf dem Umfang ihrer Schirme (5) abgestützt transportierbar sind und daß die Transporteinrichtung (17) in einem solchen Abstand von der Einrichtung (12) zum Auftragen des Werkstoffs (36) der Schirmhüllen (3) und gegebenenfalls der Heizstrecke (16) angeordnet ist, daß die noch fertigzustellenden Verbundisolatoren (101) ohne Abstützung auf den noch nicht ausgehärteten Schirmhüllen (3) transportierbar sind.