DE2119952A1 - Outdoor high voltage suspension isolator - Google Patents
Outdoor high voltage suspension isolatorInfo
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- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B17/00—Insulators or insulating bodies characterised by their form
- H01B17/32—Single insulators consisting of two or more dissimilar insulating bodies
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- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Description
DR. BEFSQ ^ ; Ι.·. !ΓΙΟ- STAPKDR. BEFSQ ^; Ι. ·. ! ΓΙΟ- STAPK
a MÜNCHEN 80, WAL,~i KiRC. 1ER3TR. 45 2119952a MÜNCHEN 80, WAL, ~ i KiRC. 1ER3TR. 45 2119952
CIBA - GEIGY AG, BASEL' (SCHWEIZ)CIBA - GEIGY AG, BASEL '(SWITZERLAND)
23, April 1971April 23, 1971
( Case 7024/1+2/E ( Case 7024/1 + 2 / E
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Preiluft-Hochspannungs-HängeisolatorPreiluft high-voltage suspension insulator
Die Erfindung betrifft einen Freiluft-Hochspannungs· Hängeisolator mit einem zugfesten Kern, insbesondere einem Glasfaser-Kunststoff-Stab, und einem witterungsbeständigen gehärteten Kunststoffmantel, bei welchem Kern und Mantel durch mindestens einen Steg aus kompaktem flexiblen Werkstoff miteinander mechanisch verbunden sind, wobei die Stegzwischenräurne vorzugsweise mit feinporigem, volumendehnbarem Werkstoff gefüllt sind. 109845/1353The invention relates to an outdoor high-voltage Suspension insulator with a tensile core, in particular a fiberglass-plastic rod, and a weather-resistant one hardened plastic jacket with core and jacket are mechanically connected to one another by at least one web made of compact, flexible material, the web spacers are preferably filled with fine-pored, volume expandable material. 109845/1353
Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zur Herstellung solcher Isolatoren.The invention further relates to a method for producing such insulators.
Bei derartigen Isolatoren besteht vor allem das Problem einer optimalen Verbindung zwischen Kern und Mantel. Bisher ist für den Mantel kein Kunststoff bekannt geworden, welcher sowohl eine ausreichende Zugfestigkeit bzw. Dehnbarkeit als auch ausreichende freiluftbeständige elektrische Oberflächeneigenschaften in sich vereinigt. Es ist noch nicht gelungen. Kern und Mantel mit einfachen Mitteln so miteinander zu verbinden, dass der Mantel einerseits ausreichend fest mit dem Kern verbunden ist, aber anderseits die vom zugbelasteten Kern auf den Mantel übertragenen Kräfte stets unterhalb der für den Mantel zulässigen Belastungsgrenzen liegen, und dass ausserdem die elektrische Durchschlagsfestigkeit des zwischen Kern und Mantel liegenden Bereiches genügend gross ist.The main problem with such insulators is an optimal connection between core and jacket. So far, no plastic has become known for the jacket, which has both sufficient tensile strength and ductility as well as sufficient electrical surface properties resistant to outdoor use. It is still failed. To connect core and jacket with one another with simple means in such a way that the jacket on the one hand is sufficient is firmly connected to the core, but on the other hand the forces transferred from the tensile core to the jacket always lie below the load limits admissible for the jacket, and that also the dielectric strength of the area between the core and the cladding is sufficiently large.
Bei einem bekannten Freiluft-Hochspannungs-Hängeisolator mit einem Glasfaser-Kunststoff-Kern und einem keramischen Mantel ist zum Ausgleich von temperaturbedingten unterschiedlichen Volumenänderungen von Kern und Mantel die Kern und Mantel verbindende Zwischenschicht mit Hohlräumen versehen, welche den Kern schrauben- oder ringlinienförmig umgeben und mit Schaumstoff gefüllt sein können. In jedem zwischen Kern und Mantel gelegten zylindrischen Koaxialschnitt ist das Verhältnis zwischen den Summen aller Kompakt-In a known outdoor high voltage suspension isolator with a fiberglass-plastic core and a ceramic jacket is to compensate for temperature-related different volume changes of the core and sheath, the intermediate layer connecting the core and sheath with cavities provided, which surround the core in a helical or annular shape and can be filled with foam. In each between the core and the jacket, the cylindrical coaxial section is the ratio between the sums of all compact
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material-Schnittflachen und Hohlraum- oder Schaumstoffschnittflächen um ein Vielfaches grosser als Eins. Durch diese bekannte Konstruktion kann wohl die ihr zugrundeliegende Aufgabe des Ausgleichs von temperaturbedingten Spannungen erfüllt werden. Die bekannte Konstruktion ist jedoch keinesfalls dazu geeignet, die von einem durch mechanische Zugspannungen optimal belasteten und dadurch optimal gedehnten Kern auf seinen Mantel übertragenen Kräfte soweit zu reduzieren, dass jede Beschädigung bzw. Zerstörung des Mantels vermieden wird.material cut surfaces and cavity or foam cut surfaces many times greater than one. This known construction can probably be the underlying Task of equalizing temperature-related stresses can be fulfilled. The known construction is however, by no means suitable for those optimally loaded by mechanical tensile stresses and thereby optimally stretched core to reduce the forces transmitted to its jacket to such an extent that any damage or destruction of the coat is avoided.
Es wurde nun gefunden, dass durch eine wesentliche Erhöhung der Hohlraum- bzw. Schaumstoffquerschnitte auf Kosten der Kompaktmaterialquerschnitte eine optimale Verbindung zwischen Kern und Mantel hergestellt werden kann, welche genügend schubverformbar ist, um auch bei der maximal zulässigen Kernbelastung bzw. -dehnung die Kraftübertragung in den Mantel auf ein für diesen zulässiges Mass zu begrenzen und trotzdem eine mechanisch und elektrisch ausreichend feste Verbindung zwischen diesen beiden Teilen gewährleistet.It has now been found that by significantly increasing the cavity or foam cross-sections at the expense of the compact material cross-sections, an optimal connection between core and jacket can be established, which is sufficiently shear-deformable to ensure power transmission even with the maximum permissible core load or expansion in the jacket to a level that is permissible for this and still mechanically and electrically sufficiently strong Connection between these two parts guaranteed.
Der erfindungsgemässe Isolator ist dadurch gekennzeichnet, dass das vom Steg eingenommene Volumen bzw. die Summe der von allen Stegen eingenommenen Volumina höchstens gleich gross ist alo das Gesamtvolumen der Steg-Zwischenräumejund dass der Steg bzw. die Stege so geformt und angeordnet ist bzw.. sind, dass die Kompressibilität ihrer Gesamt-The isolator according to the invention is characterized in that that the volume occupied by the web or the sum of the volumes occupied by all webs is at most the total volume of the space between the webs is the same that the web or the webs are shaped and arranged or are so that the compressibility of their overall
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heit einschliesslich Zwischenräume makroskopisch betrachtet um ein Vielfaches, insbesondere um das zumindest Zehnfache, über derjenigen des Stegwerkstoffes liegt.This means, including spaces, in macroscopic terms, by a multiple, in particular at least ten times, is above that of the web material.
Eine bevorzugte Ausführungsform des Isolators ist dadurch gekennzeichnet, dass in jedem durch die Mittelachse des Isolators gelegten Länsschnitt die über die radiale Erstreckung gemittelte Höhe der Stege gleich oder kleiner ist als die gleichfalls über die radiale Erstreckung gemittelte Höhe der Steg-Zwischenräume.A preferred embodiment of the isolator is characterized in that in each one through the central axis of the insulator, the height of the webs averaged over the radial extension is equal to or less is than the height of the web spaces, which is also averaged over the radial extent.
Bei Kern-Mantel-Isolatoren der erfindungsgemässen Art ist die vom belasteten Kern auf den Mantel übertragene Kraft bekanntlich umso grosser, je langer der Isolator bzw. Mantel ist» Es wurde nun gefunden, dass diese Kräfte auch für beliebig lange Isolatoren durch eine sehr einfache Massnahme unterhalb der für den Mantel zulässigen Belastungsgrenze gehalten werden können. Diese Massnahme besteht gemäss einer bevorzugten Erfindungsvariante darin, dass in den Mantel zumindest eine dehnungsmembranartlg ausgebauchte Ringschale eingefügt ist, deren Ausbauchung zum grossten Teil mit einem feinporigen, volumendehnbaren Werkstoff gefüllt ist, welcher seinerseits in einen kompakten flexiblen Werkstoff eingebettet ist.In the case of core-sheath insulators of the type according to the invention, the force transmitted from the loaded core to the sheath is known to be greater, the longer the insulator or sheath can be kept below the load limit admissible for the jacket. According to a preferred variant of the invention, this measure consists in the fact that at least one expansion-membrane-type bulged ring shell is inserted into the jacket, the bulge of which is for the most part filled with a fine-pored, volume-expandable material, which in turn is embedded in a compact, flexible material.
■ Der weiter oben beschriebene bekannte Isolator wird aus einem vorgefertigten Kern und einem vorgefertigten Mantel derart hergestellt, dass zuerst band- oder ring-The known insulator described above is made up of a prefabricated core and a prefabricated core Sheath manufactured in such a way that first band or ring
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förmige hohlraumbildende Elemente an der Mantelinnenflache
befestigt, der Glasfaser-Kunststoff-Kern koaxial im Mantel postioniert, die beiden Endarmaturen montiert, die Vergussmasse
durch ein Loch der oberen Armatur eingefüllt und
dieses Loch verschlossen wird.shaped, cavity-forming elements are attached to the inner surface of the jacket, the fiberglass-plastic core is positioned coaxially in the jacket, the two end fittings are installed, the potting compound is filled in through a hole in the upper fitting and
this hole is closed.
Im Unterschied dazu besteht das erfindungsgemässe Herstellungsverfahren darin, dass man das hohlraumbildende
Element bzw. die hohlraumbildenden Elemente am Kern befestigt, dass man das mit dem hohlraumbildenden Element bzw. den honlraumbildenden
Elementen besetzten Kern in einer ersten Giessform positioniert und mit einer ersten flüssgen Giessharzmasse
umgiesst, welche im gehärteten Zustand flexibel ist,
dass man den so gebildeten Verbundkörper in einer zweiten, die gewünschte Mantelform aufweisenden Giessform positioniert,
und dass man den dabei zwischen dieser zweiten Giessform
und der Verbundkörperoberfläche freigelassenen Spalt ~— In contrast to this, the manufacturing method according to the invention consists in that the cavity-forming element or the cavity-forming elements are attached to the core, that the core occupied with the cavity-forming element or the cavity-forming elements is positioned in a first casting mold and encased with a first liquid casting resin compound, which is flexible in the hardened state, that the composite body formed in this way is positioned in a second casting mold having the desired shell shape, and that the between this second casting mold
and the gap left free on the composite body surface ~ -
mit einer zweiten flüssigen Giessharzmassewith a second liquid casting resin compound
füllt, welche im gehärteten Zustand optimale elektrische
Oberflächeneigenschaften aufweist.fills, which in the hardened state is optimal electrical
Has surface properties.
Der erfindungsgemässe Aufbau des Isolators bzw.
dessen Herstellung hat auch den zusätzlichen Vorteil, dass beim Herstellungsvorgang selbst das Auftreten von inneren
Spannungen verhindert wird.The construction of the insulator according to the invention or its production also has the additional advantage that internal
Tension is prevented.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert; es zeigen:In the following the invention is explained in more detail with reference to the drawing, for example; show it:
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Pig. ί bis 3 drei Ausführungsbeispiele des Isolators je im Axialschnitt,Pig. ί to 3 three embodiments of the Isolator each in axial section,
Pig. 4 und 5 zwei Stufen eines bevorzugten Herstellungsverfahrens für den Isolator der Pig. 1 je im Axialschnitt undPig. 4 and 5 show two stages of a preferred manufacturing process for the insulator of the pig. 1 each in axial section and
Pig. 6 bis 8 drei Stufen eines bevorzugten Herstellungsverfahrens für den Isolator der Fig. 3 je im Axialschnitt.Pig. 6-8 three stages of a preferred manufacturing process for the isolator of Fig. 3 each in axial section.
Die Zeichnungen sind massstabgetreu und die daraus ersichtlichen Relationen zwischen den einzelnen Abmessungen stellen eine bevorzugte Ausführungsvariante dar.The drawings are true to scale and the relationships between the individual ones that can be seen from them Dimensions represent a preferred design variant.
In den Pig. 1 und 2 sind der den Kern bildende Glasfaser-Kunststoff-Stab mit 1 und der Isolatormantel mit 2 bezeichnet. Kern und Mantel sind durch Stege 3 aus einem geblatteten flexiblen Kunststoff miteinander verbunden. Zwischen diesen Stegsa 3 ist aus herstellungstechnischen (!runden und zur Verbesserung der elektrischen Eigenschaften ein urn den Kern 1 gewundenes Profil 4 aus kompressiblem Schaumstoff eingebettet= Der Glasfaser-Kunststoff-Stab 1, im folgenden als GFK-Stab bezeichnet^ ist mit Endschlaufen Is ausgestattet, in welcher ein Bolzenauge in Form einer dünnen Metallbüchse 5 eingelassen sein kann. Die SchlaufeIn the pig. 1 and 2 are the fiberglass-plastic rod forming the core with 1 and the insulator jacket with 2 designated. The core and jacket are connected to one another by webs 3 made of a laminated flexible plastic. Between these Stegsa 3 is from manufacturing technology (! round and to improve the electrical properties a profile 4 wound around the core 1 made of compressible Foam embedded = The fiberglass-plastic rod 1, hereinafter referred to as GRP rod ^ is with end loops Is equipped in which a bolt eye in the form of a thin metal sleeve 5 can be embedded. The loop
einem Metallring 6 odera metal ring 6 or
Is ist sur Erhöhung ihrer Spaltfestigkeit mit/einer Glasfaser-Kunststoff -Bandage versehen= Unterhalb der Metallbüchse 5 ist ein ICeIl 7 aus Glasfaser-Kunststoff eingelegt, dessen Fasern parallel zur Büchsenachse orientiert sind. Der Isolatorkopi Is^. di^ir; in eiae Blechhaube 8 eingekapselt,Is is to increase their cleavage resistance with / a fiberglass plastic -Bandage provided = below the metal can 5 an ICeIl 7 made of glass fiber plastic is inserted, its Fibers are oriented parallel to the can axis. The Isolatorkopi Is ^. di ^ ir; encapsulated in a sheet metal hood 8,
welche nach Art einer Dehnungsmembran 8d dicht mit dem Isolatormantel 2 verbunden ist. Die Profile 4 können verschiedene Querschnittsformen und Anordnungen aufweisen. Die dargestellten Profile weisen einen rechteckigen Querschnitt auf. Die Üebergänge zwischen den Stegen 3 und dem Kern und/oder Mantel können hohlkehlenartig abgerundet sein.which is tightly connected to the insulator jacket 2 in the manner of an expansion membrane 8d. The profiles 4 can be different Have cross-sectional shapes and arrangements. The profiles shown have a rectangular cross-section on. The transitions between the webs 3 and the core and / or jacket can be rounded off in the manner of a fillet be.
Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ist das Profil 4 schraubenlinienförmig um den Kern 1 gewunden. Die Schraubenlinie kann wie dargestellt durchgehend oder unterbrochen, d.h. in Abschnitte unterteilt sein. Die dargestellten Schraubenlinien weisen eine über ihre Länge gleichmässige Steigung auf. Vorzugsweise werden jedoch Schraubenlinien gewählt, welche in ihren beiden Endbereichen flacher sind als im Mittelteil. 'In the exemplary embodiment in FIG. 1, the profile 4 is wound helically around the core 1. The helix can be continuous or interrupted as shown, i.e. divided into sections. The illustrated Helical lines have a uniform gradient over their length. However, helical lines are preferred chosen, which are flatter in their two end areas than in the middle part. '
Die Profile 4 der Fig. 2 sind ringförmig um den Kern 1 gelegt. Dabei können die Abstände zwischen diesen Ringen gleich oder gegen die Isolatorenden zu abnehmend gewählt werden.The profiles 4 of FIG. 2 are placed in a ring around the core 1. The distances between these Rings equal to or against the insulator ends can be selected to decrease.
Die Schaumstoffprofile 4 können auch durch Schläuche ersetzt werden.The foam profiles 4 can also be replaced by hoses.
Zur Unterdrückung von Glimmentladungen können die Schaumstoffprofile 4 mit einer elektrisch schwach- oder halbleitenden Schicht, z.B. einem geeigneten Lack überzogen sein. Desgleichen können die Schläuche innen und/oderTo suppress glow discharges, the foam profiles 4 can be electrically weak or semiconducting layer, e.g. a suitable lacquer. Likewise, the hoses can inside and / or
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aussen mit einer solchen Schicht überzogen und/oder mit einem elektrischen Löschgas, insbesondere Schwefelhexafluorid (SF,-) gefüllt sein. Mit einer elektrisch schwach- oder halbleitenden Schicht überzogene Profilabschnitte werden vorzugsweise so angeordnet,dass diese Abschnitte miteinander in Kontakt stehen. Bei unterbrochenen Schraubenlinien wird dies durch überlappende Berührung der Enden der Schraubenlinienabschnitte erreicht. Die beiden äussersten Enden der Schaumstoffprofile oder Schläuche sind elektrisch mit den Isolatorpolen (Büchse 5) Blechhaube 8) verbunden, was gleichfalls durch entsprechende Laekschichten realisiert werden kann.be coated on the outside with such a layer and / or filled with an electrical extinguishing gas, in particular sulfur hexafluoride (SF, -). Profile sections coated with an electrically weakly or semiconducting layer are preferably arranged in such a way that these sections are in contact with one another. In the case of interrupted helical lines, this is achieved by overlapping contact with the ends of the helical line sections. The two outermost ends of the foam profiles or hoses are electrically connected to the insulator poles (sleeve 5) sheet metal hood 8), which can also be achieved by appropriate laek layers.
Der Schutz gegen Glimmentladungen und elektrische Durchsehläge kann weiter dadurch erhöht werden, dass der Kern 1 und/oder die Innenfläche des Mantels 2 gleichfalls mit einer elektrisch schwach oder halbleitenden Schicht, insbesondere' einer solchen Lackschicht überzogen sindProtection against corona discharge and electrical breakdowns can be further increased by the Core 1 and / or the inner surface of the jacket 2 likewise with an electrically weak or semiconducting layer, in particular 'such a lacquer layer are coated
Die Fig. 3 stellt einen mittleren Abschnitt eines sehr langen Isolators dar, dessen Fortsetzungen nach oben und unten mit dem Isolator der Fig. 1 übereinstimmen. In Uebereinstimmung mit Fig. 1 sind wiederum bezeichnet: mit 1 der Glasfaser-Kunststoff-Stab, mit 2 der Mantel, mit 3 die Stege und mit k die Schaumstoffteile. Neu ist das insgesamt mit 100 bezeichnete Zwischenglied. Das ZwischengliedFIG. 3 shows a central section of a very long insulator, the upward and downward continuations of which coincide with the insulator of FIG. In accordance with FIG. 1, the following are again denoted: with 1 the glass fiber-plastic rod, with 2 the jacket, with 3 the webs and with k the foam parts. The pontic, designated 100 as a whole, is new. The intermediate link
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100 besteht aus einer harten Schale .102, einer Schicht aus flexiblem kompakten Werkstoff und einer Einlage 104 aus kompressiblem feinporigem Werkstoff. Die Schale 4 ist dehnungsmembranartig ausgebaucht und mit dem Isolatormantel einstückig gegossen. Die Schicht 103 ist an die Stege 3 angegossen. 100 consists of a hard shell .102, a layer made of flexible, compact material and an insert 104 made of compressible, fine-pored material. The shell 4 is Bulging like an expansion membrane and cast in one piece with the insulator jacket. The layer 103 is cast onto the webs 3.
Der Isolator kann auch mit mehreren dehnungsmembranartigen Zwischengliedern (102) ausgestattet und daher beliebig lang hergestellt v/erden. Die zwischen diesen Gliedern liegenden Abschnitte des Mantels 2 können sich nahezu unabhängig voneinander verformen. Dadurch können auch bei beliebig langen Isolatoren die vom belasteten Kern auf den Mantel übertragenen Zugkräfte stets unter den für den Mantel zulässigen Belastungsgrenzen gehalten werden.The isolator can also be equipped with a plurality of expansion membrane-like intermediate members (102) and therefore manufactured as long as required. The sections of the jacket 2 lying between these members can almost be one another deform independently of each other. As a result, even with insulators of any length, the stressed core on the Sheath transmitted tensile forces are always kept below the load limits permissible for the sheath.
Beim Isolator der Pig. 3 können die Enden des Glasfaser-Kunststoff-Stabes 1 gemäss Pig. I ausgebildet sein. In allen Ausführungsbeispielen kann der mit 7 bezeichnete Glasfaser-Kunststoff-Keil durch einen Keil aus gefülltem Epoxidharz ersetzt werden.At the insulator the pig. 3, the ends of the fiberglass-plastic rod 1 according to Pig. I be trained. In all the exemplary embodiments, the fiberglass-plastic wedge denoted by 7 can be filled with a wedge Replace epoxy resin.
In den Pig. 1 bis 4 weisen die Stege im Axialschnitt einen rechteckigen Querschnitt auf, desgleichen die Stegzwischenräume bzw. Schaumstoffeinlagen 4. Die Höhe hS der Stege 3 ist kleiner als ihre radiale ErstreckungIn the pig. 1 to 4 show the webs in axial section a rectangular cross-section, likewise the web spaces or foam inserts 4. The height hS of the webs 3 is smaller than their radial extent
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rS und kleiner als die Höhe hZ der Zwischenräume. Im all-, gemeinen, d.h. bei Stegen mit über ihre radiale Erstreokung veränderlicher Höhe [nS = f(rS)J,wird die Anordnung so getroffen., dass die über die radiale Erstreckung gemittelte Höhe der Stege gleich oder kleiner ist, als die über dieselbe radiale Erstreckung gemittelte Höhe der Zwischenräume und dass vorzugsweise die gemittelte Steghöhe kleiner ist als die radiale Erstreekung der Stege.rS and less than the height hZ of the spaces. In space-, common, i.e. in the case of webs with a height that changes over their radial expansion [nS = f (rS) J, the arrangement is made as follows., that the height of the webs averaged over the radial extent is equal to or smaller than that over the same radial extension, mean height of the spaces and that the mean web height is preferably smaller as the radial first deflection of the webs.
Der Isolator der Flg. 1 wird vorzugsweise in den folgenden Arbeitsgängen herstellt:The isolator of Flg. 1 is preferably produced in the following steps:
Zuerst wird der im folgenden als GFK-Stab bezeichnete Glasfaser-Kunststoff-Kern 1 erzeugt. Hierzu werden Glasseidenstränge (Rovings) in einem Tränkbad mit flüssiger Harz/Härter-Misöbung imprägniert unü ringförmig aufgewickelt, wobei durch eine entsprechende Führung der aufzuwickelnden Glasseidenstränge ein anpähernö halbkreisförmiger Querschnitt des gewickelten Ringes erzielt wird.First of all, the fiberglass-plastic core 1, referred to below as a GRP rod, is produced. For this purpose, glass silk strands (rovings) are impregnated with liquid resin / hardener misöbung in a soaking bath and wound in a ring-shaped manner , whereby an approximate semicircular cross-section of the wound ring is achieved by guiding the glass silk strands to be wound up accordingly.
Nachdem in den* ira gewickelten Ring enthaltenen Harz/ Härter-öemisoh bei erhöhter Temperatur ein Teil der Härtungsreaktion abgelaufen ist«, wird der noch leicht verformbare Ring mittels sweier Bolzen gestreckt und zusammen mit den Bolzen in den unteren Teil ©Ines Presswerkzeuges eingelegt.' Dabei werden dort, wo das Strangbündel sich teilt, um den Bolzen au ürasshlingeRf vorgefertigte Keile 7 aus quarzmehlgefülltemAfter the resin contained in the * ira wound ring / Hardener-öemisoh part of the hardening reaction at elevated temperature has expired «, becomes the ring, which is still easily deformable stretched by means of sweeping bolts and together with the bolts inserted into the lower part © Ines pressing tool. ' There, where the bundle of strands divides, around the bolt Au ürasshlingeRf prefabricated wedges 7 made of quartz powder-filled
i.i.
Giessharz eingelegt.Cast resin inserted.
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Beim Aufpressen des oberen Presswerkzeuges wird überschüssiges Harz/Härter-Gemisch ausgequetscht. Erst während des Gelierens des Harz/Härter-Gemisches wird der obere Teil des Presswerkzeuges in seine endgültige Lage gedrückt, wodurch der GFK-Stab seine Abmessungen erhält.When the upper press tool is pressed on, excess resin / hardener mixture is squeezed out. Only during the gelling of the resin / hardener mixture, the upper part of the pressing tool is pressed into its final position, whereby the GRP rod receives its dimensions.
Nachdem die Härtung im beheizten Presswerkzeug abgeschlossen ist, wird der GPK-Stab entformt, entgratet, mit einem Lösungsmittel entfettet und mechanisch, vorzugsweise durch Sandstrahlen, aufgerauht.After the hardening in the heated press tool has been completed, the GPK rod is demolded, deburred, degreased with a solvent and mechanically roughened, preferably by sandblasting.
Der entfettete und aufgerauhte GFK-Stab wird vorzugsweise mit dem für die Herstellung des hoch flexiblen Umgusses verwendeten Harz/Härter-Gemisch bestrichen. Anschliessend wird auf die noch klebrige Oberfläche des Stabes ein entfettetes Moosgummiprofil 4 mit rechteckigem Querschnitt schraubenlinienförmig unter Spannung aufgewickelt. Vor dem Aufwickeln des Profils kann noch ein Anstrich aus elektrisch schwach- oder halbleitendem Lack appliziert werden. Die beladen Enden des Moosgummiprofils werden mittels einer Blechoder Drahtklammer gegen den GPK-Stab gepresst und dadurch fixiert. (Die in das hochflexible Harz mit eingegossenen Metallklammern werden später durch Wegschneiden der äusseren Enden der hochflexiblen.Schicht entfernt.) Bei erhöhter Temperatur wird das Harz/Härter-Gemisch angeliert.The degreased and roughened GRP rod is preferred coated with the resin / hardener mixture used for the production of the highly flexible encapsulation. Afterward a degreased foam rubber profile 4 with a rectangular cross-section is placed on the sticky surface of the rod wound helically under tension. Before the profile is rolled up, it can be painted electrically weakly or semiconducting lacquer can be applied. The loaded ends of the foam rubber profile are by means of a sheet or Wire clip pressed against the GPK rod and thereby fixed. (The ones cast into the highly flexible resin Metal staples are later removed by cutting away the outer ends of the highly flexible layer.) At elevated temperatures the resin / hardener mixture is gelled.
Noch bevor das zum Verkleben des Moosgummiprofils · mit dem GPK-Stab verwendete Harz/Härter-Gemisch vollständigEven before the resin / hardener mixture used to glue the foam rubber profile to the GPK rod is complete
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geliert ist, wird der bewickelte GFK-Stab gemäss Pig. 4 in eine erste Giessform mit zylindrischem Hohlraum eingesetzt. Die Form ist zweiteilig. Die Trennfuge liegt in der Zeichenebene. In der Figur ist daher nur die hintere Formhälfte 60 sichtbar. An den beiden Enden wird die Form gegen den GFK-Stab mittels über den Schlaufenkopf gezogenen Dichtungsringen 61 abgedichtet. Die beiden Formhälften sind gegeneinander durch eine Dichtungsschnur abgedichtet, die in einer Nut liegt, die in der Trennebene in die bezüglich der Zeichenebene vordere und daher nicht sichtbare Formhälfte eingearbeitet ist. Während die Form so aufgestellt ist, dass die Längsachse in senkrechter Richtung verläuft, wird das gleiche Harz/Härter-Gemisch, das vorher für die Verklebung zwischen Moosgummiprofil und GFK-Stab verwendet wurde, von unten her aus einem Vorratsgefäss über einen Kunststoffschlauch (nicht dargestellt) durch eine Eingussöffnung 62 mit geringem überdruck in die Form eingedrückt. Mit fortschreitender Füllung der Form kann man, um bei zunehmendem Fliesswiderstand die Fliessgeschwindigkeit annähernd konstant zu halten, den Ueberdruck am Einguss allmählich auf etwa 0,5 atu erhöhen.is gelled, the wound GRP rod is made according to Pig. 4 inserted into a first casting mold with a cylindrical cavity. The shape is in two parts. The parting line lies in the plane of the drawing. In the figure, therefore, only the rear mold half is 60 visible. At both ends, the mold is held against the GRP rod by means of sealing rings pulled over the loop head 61 sealed. The two mold halves are sealed against each other by a sealing cord, which lies in a groove that is in the parting plane in the front and therefore invisible mold half with respect to the plane of the drawing is incorporated. While the mold is set up so that the longitudinal axis runs in a vertical direction, is the same resin / hardener mixture that was previously used for the Bonding between the foam rubber profile and GRP rod was used, from below from a storage vessel via a plastic tube (not shown) pressed into the mold through a sprue opening 62 with a slight excess pressure. With advancing The mold can be filled in order to keep the flow rate more or less constant as the flow resistance increases to keep the overpressure at the sprue gradually to about 0.5 atu raise.
Nachdem der zwischen umwickeltem GFK-Stab und ' Formwandung verbliebene Hohlraum vollständig mit Harz/Härter-Gemisch gefüllt ist, tritt Harz/Härter-Gemisch aus der oberen Ausflussöffnung-63 der Form in.einen Kunststoffschlauch (nicht dargestellt) über. Der untere Kunststoffschlauch wird abge-After the cavity remaining between the wrapped GRP rod and the mold wall, completely filled with resin / hardener mixture is filled, the resin / hardener mixture flows out of the upper outlet opening-63 of the mold into a plastic tube (not shown) over. The lower plastic hose is disconnected
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klemmt und vom Harz-Vorratsgefäss (nicht dargestellt) getrennt. Danach wird die Form zum Druckausgleich in ihre waagrechte Lage gekippt, wobei die beiden mit Harz/Härter-Gemisch gefüllten Kunststoffschläuche mit ihrer Oeffnung nach oben gehalten werden, damit kein Harz ausläuft. Nach Entfernen der Schlauchklemme auf der Eingusseite lastet auf den Flüssigkeitssäulen in beiden Schläuchen der Atmosphärendruck. stuck and separated from the resin storage vessel (not shown). After that, the mold is used to equalize the pressure in its Tilted horizontal position, the two with resin / hardener mixture filled plastic tubes are held with their opening facing upwards so that no resin leaks out. To Removing the hose clamp on the sprue side puts the pressure on the liquid columns in both hoses due to atmospheric pressure.
Ein zusätzlicher Ueberdruck zum Nachschieben von Harz/Härter-Gemisch zur Kompensation des Reaktionsschwundes in der Form ist nicht erforderlich, weil die Volumendehnbarkeit des Moosgummis dafür sorgt, dass infolge des Reaktionsschwundes keine nennenswerten inneren Spannungen im gehärteten hochflexiblen Giessharz entstehen.An additional overpressure to push in the resin / hardener mixture to compensate for the reaction loss in the form is not necessary, because the volume elasticity of the foam rubber ensures that no significant internal stresses in the hardened one due to the reaction shrinkage highly flexible casting resin is created.
Nach der Härtung bei erhöhter Temperatur- wird der hochflexibel umgossene GFK-Stab entformt und die äusseren Enden der hochflexiblen Schicht, die die Metallklammern enthalten, abgeschnitten. Auf dem flexiblen ümguss eventuell haftendes Trennmittel wird durch Abwaschen mit Lösungsmittel entfernt. Dieser Arbeitsgang entfällt, wenn die Form mit Teflon ausgekleidet ist, wodurch' sich eine Trennmittelbehandlung erübrigt. Schliesslich wird die Oberfläche des hochflexiblen Umgusses, die sich später mit dem harten Um?- guss gut haftend verbinden soll, mechanisch aufgerauht, vorzugsweise durch Sandstrahlen. Abschliessend kann derAfter hardening at an elevated temperature, the highly flexible cast GRP rod is removed from the mold and the outer one Ends of the highly flexible layer containing the metal clips, cut off. Possibly on the flexible overlay Adhesive release agent is removed by washing with solvent removed. This operation is not necessary if the mold is lined with Teflon, which means a release agent treatment unnecessary. Finally, the surface of the highly flexible encapsulation, which is later replaced with the hard encapsulation? cast should bond well, mechanically roughened, preferably by sandblasting. Finally, the
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Umguss mit einer Schicht aus elektrisch schwach- oder halbleitendem Lack überzogen werden. The encapsulation can be covered with a layer of electrically weak or semiconducting lacquer.
Gemäss Fig. 5 wird in einer zweiten Giessform, deren Innenraum die Gestalt des Isolatormantels hat, der bereits mit der hochflexiblen Umhüllung versehene GPK-Stab zentral fixiert und ähnlich wie vorher beschrieben der Stab gegen die Form und die beiden Formhälften gegeneinander abgedichtet. Diese zweite Giessform ist gleichfalls zweiteilig. Die Trennfuge liegt wiederum in der Zeichenebene und es ist die hintere Formhälfte JO sichtbar. Die Abdichtung gegenüber dem GFK-Stab erfolgt durch zwei Dichtungsringe 71. Die Form 70 wird auf eine Temperatur erwärmt, die höher ist als diejenige der Giessmasse^ die in diesem Fall ein füllstoffhaltiges (Quarzmehl und Aluminiumoxidtrihydrat) Harz/Härte.r-Gemisch ist. Dieses Gemisch wird ebenfalls von unten her durch eine Oeffnung 72 in die stehende Form mit leichtem Ueberdruck eingefüllt s bis Giessmasse an der oberen Oeffnung 73 der Form austritt. Vorzugsweise befindet sich die Giessform in einer Vakuumkammer (nicht dargestellt), damit der Isolatormantel sich bis in die Schirme luftblasenfrei ausbildet. Nach Aushärtung der Giessmasse bei erhöhter Temperatur wird der Isolator entformt Bild der Isolatormantel entgratet.According to FIG. 5, in a second casting mold, the interior of which has the shape of the insulator jacket, the GPK rod, which is already provided with the highly flexible sheath, is centrally fixed and, similarly as previously described, the rod is sealed against the mold and the two mold halves against each other. This second mold is also in two parts. The parting line is again in the plane of the drawing and the rear mold half JO is visible. The seal against the GRP rod is made by two sealing rings 71. The mold 70 is heated to a temperature which is higher than that of the casting compound ^ which in this case is a resin / hardness mixture containing fillers (quartz powder and aluminum oxide trihydrate). This mixture is also from below s filled through an opening 72 in the stationary mold with a slight overpressure to casting mass at the upper opening 73 of the mold exit. The casting mold is preferably located in a vacuum chamber (not shown) so that the insulator jacket is free of air bubbles right into the screens. After the casting compound has hardened at an elevated temperature, the insulator is removed from the mold. The insulator jacket is deburred.
Dort vjo die Sehlaufenköpfe Is des GFK-Stabes 1 in den zylindrischen Schaft (l) übergehen, wird je eine geteilter Metallring auf den Stab aufgeklemmt, der bei derThere vjo the optic cord heads Is of the GRP rod 1 merge into the cylindrical shaft (l), a split metal ring is clamped onto the rod, which in the case of the
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Zugbelastung des Stabes ein Aufspalten des Stabes infolge der dort erfolgenden Richtungsänderung des Strangverlaufs verhindert. Danach wird die vorgefertigte Blechhaube 8 (Fig. 1) über den Schlaufenkopf gestülpt und mit dem Ende des Isolatormantels verklebt, nachdem die Klebflächen in üblicher Weise entfettet und aufgerauht wurden. Durch das Bolzenauge des Schlaufenkopfes wird eine mit Reibstoff bestrichene dünne Metallbüchse 5 (Fig. 1) gesteckt, deren überstehende Enden so umgebördelt werden, dass sie an der Blechhaube anliegen und mit dieser verlötet werden können.Tensile load on the rod splitting of the rod as a result of the change in direction of the strand that takes place there prevented. Then the prefabricated sheet metal hood 8 (Fig. 1) is slipped over the loop head and with the end of the insulator jacket glued after the adhesive surfaces have been degreased and roughened in the usual way. Through the bolt eye the loop head a coated with friction material thin metal sleeve 5 (Fig. 1) is inserted, the protruding Ends are flanged so that they rest against the sheet metal hood and can be soldered to it.
Der Isolator der Fig.. 3 wird vorzugsweise in den folgenden Arbeitsgängen hergestellt:The isolator of Fig. 3 is preferably used in the following operations:
Der GFK-Stab 1 wird genauso wie weiter oben für die Herstellung des Isolators, der Fig. i beschrieben separat erzeugt und bewickelt.The GRP rod 1 is just as described above for the production of the insulator, FIG. 1, separately generated and wound.
Weiter wird gemäss Fig. 6 in einem separaten Arbeitsgang in einer speziellen Giessform ein Schaumstoffring mit flexibler Giessharzmasse ummantelt. Diese Giessform ist zweiteilig, wobei die Trennfuge in einer Radialebene verläuft. Im darstellungsgemäss unteren Teil 80 der offenen Giessform ist ein Zylinder 8l eingepasst und mittels einer Ringdichtung 82 abgedichtet. In diesem Giessformteil werden aufeinanderfolgend Distanzkörper Qj, der Schaumstoffring 104 und weitere Distanzkörper 8>' gelegt. Anschliessend wird die Giessform durch Aufsetzen des Oberteiles 84 geschlossen.Furthermore, according to FIG. 6, a foam ring is encased in a special casting mold in a separate operation with a flexible casting resin compound. This mold is in two parts, the parting line running in a radial plane. In the lower part 80 of the open casting mold according to the illustration, a cylinder 81 is fitted and sealed by means of an annular seal 82. Spacer bodies Qj, the foam ring 104 and further spacer bodies 8 'are placed one after the other in this casting mold part. The casting mold is then closed by placing the upper part 84 on it.
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ORIGINAL INSPECTtCiORIGINAL INSPECTtCi
Der Oberteil ist gegenüber dem Zylinder 8l durch eine enge Passung und eine weitere Ringdichtung 82f abgedichtet. In der Trennfuge sind ein Einfüllkanal 85 und ein Ueberlauf-' kanal 86 ausgespart. Die geschlossene Giessform wird aus der dargestellten Lage um 90 im Uhrzeigersinn verschwenkt und durch den dann unten liegenden Kanal 85 mit einer im gehärteten Zustand flexiblen Giessharzmasse gefüllt. Nach der Härtung und Entformung wird die Oberfläche des Giesslings aufgerauht und vorzugsweise mit einem elektrisch schwach- oder halbleitendem Lack überzogen.The upper part is sealed against the cylinder 8l by a close fit, and an additional ring seal 82 f. A filling channel 85 and an overflow channel 86 are recessed in the parting line. The closed casting mold is pivoted 90 clockwise from the position shown and is filled with a casting resin compound, which is flexible in the hardened state, through the channel 85 which is then located at the bottom. After hardening and demolding, the surface of the casting is roughened and preferably coated with an electrically weak or semiconducting lacquer.
Der gemäss 'Fig. 6 erzeugte Ringteil 104, 103 wird unter Dehnung auf den bewickelten GPK-Stab aufgezogen. Der dadurch entstehende Bauteil wird gemäss Fig. 7 in eine dreiteilige Form 30, 31* 32 eingelegt. Jeder dieser drei Formteile besitzt eine in der Zeichenebene liegende Trennfuge. Der GFK^-Stab ist durch zwei Dichtungsringe'33 und J>K abgedichtet. Die Form ist unten mit einer Einfüllöffnung 35 und oben mit einer UeberlaufÖffnung 36 ausgestattet. Sie wird von unten mit einer im gehärteten Zustand flexiblen Giessharzmasse gefüllt. Nach ausreichender Härtung dieser Giessharzmasse, Entformung, Oberflächenbehandlung des Giesslings und allfälliger Applikation einer elektrisch schwach- oder halbleitenden Lackschicht erfolgt die Ummantelung gemäss Fig. 8.According to 'Fig. 6 produced ring part 104, 103 is pulled onto the wound GPK rod while stretching. The resulting component is placed in a three-part mold 30, 31 * 32 according to FIG. 7. Each of these three molded parts has a parting line lying in the plane of the drawing. The GRP ^ rod is sealed by two sealing rings'33 and J> K. The mold is equipped with a filling opening 35 at the bottom and an overflow opening 36 at the top. It is filled from below with a cast resin compound that is flexible in the hardened state. After sufficient hardening of this casting resin mass, demolding, surface treatment of the casting and any application of an electrically weakly or semiconducting lacquer layer, the sheathing takes place according to FIG. 8.
Die in Fig. 8 dargestellte Anordnung stimmt mitThe arrangement shown in FIG. 8 agrees
derjenigen der Fig. 5 im wesentlichen überein, desgleichenthat of FIG. 5 essentially corresponds, the same
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die in dieser Anordnung ausgeführte Ummantelungsoperation. In den Fig. 8 und 5 einander entsprechenden Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.the jacketing operation performed in this arrangement. In Figs. 8 and 5 corresponding parts are with provided with the same reference numerals.
Zur Herstellung des Mantels werden vorzugsweise Cycloaliphatische, anhydridgehärtete mit Quarzmahl und AIuminiumoxydtrihydrat gefüllte Harz-Härter-Systeme eingesetzt. Die Stege werden vorzugsweise aus einem modifizierten Epoxidharz hergestellt.Cycloaliphatic, anhydride-hardened with quartz mill and aluminum oxide trihydrate are preferably used to produce the jacket Filled resin-hardener systems are used. The webs are preferably made from a modified epoxy resin.
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Claims (1)
Längsschnitt/die über die radiale Erstreckung gemittelte Höhe der Stege gleich oder kleiner ist, als die radiale Erstreckung der Stege.(Axial section)
Longitudinal section / the height of the webs averaged over the radial extent is equal to or smaller than the radial extent of the webs.
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