DE2361643A1

DE2361643A1 - Verfahren und vorrichtung zur befestigung einer metallarmatur auf einem nichtmetallischen werkstueck

Info

Publication number: DE2361643A1
Application number: DE2361643A
Authority: DE
Inventors: Michel Willem
Original assignee: Ceraver SA
Current assignee: Ceraver SA
Priority date: 1972-12-12
Filing date: 1973-12-11
Publication date: 1974-06-27
Also published as: DE2361643C2; ES421393A1; AU6331173A; GB1451203A; IT1003253B; DE2366414C1; JPS57196778A; FR2209987A1; JPS5833644B2; BR7309715D0; JPS4989631A; FR2209987B1; US3964536A

Description

C 282

PP/F/RCH

F 8630 l1.Dez.1973-.

CERAVER
12, rue de la Baume, 75008 PARIS (Frankreich)

VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR BEFESTIGUNG EINER METALLARMATUR AUF EINEM NICHTMETALLISCHEN

WERKSTUCK

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Befestigung einer Metallarmatur auf einem nichtmetallischen Werkstück, bei dem das Metall oder die Legierung der Armatur im geschmolzenen Zustand um den Befestigungssteg "des nichtmetallischen Werkstücks gegossen wird, an dem die Armatur angebracht werden soll. Das nichtmetallische Werkstück kann beispielsweise ein Isolator aus GlaSj Porzellan, Keramik iiswo sein» Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Anwendung dieses Verfahrens soifie die durch dieses Verfahren hergestellten Gegenstände <,

Ein solches Verfahren wird in der französischen Patentschrift Nr₀ 1 253 881 für die Herstellung von Hängeisolatoren

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beschrieben. Die Schwierigkeiten bei der Anwendung dieses Verfahrens waren jedoch so gross, dass in der Praxis kaum in grossem Umfang Hängeisolatoren hergestellt und verkauft wurden, deren Isolierteil aus einem Teller aus Hartglas mit einem Befestigungssteg besteht, auf den direkt eine Haube aus einer Zink—Aluminium—Magnesium-Legierung gegossen wird, deren Schmelztemperatur bei etwa 380° C liegt; eine solche Legierung ist im Handel unter der Marke "Zamak" erhältlich.

Trotz besonderer Massnahmen, wie z.B. Beschichtung des Befestigungssteges mit einer Wärmeisolierung vor dem Giess— Vorgang, konnte mit diesem Verfahren bisher keine Metallarmatur auf einem nichtmetallischen Teil befestigt werden, wenn der Schmelzpunkt des Metalls oder der Legierung relativ hoch, beispielsweise bei etwa 650⁰ C und mehr, liegt, vor allem, wenn es sich bei dem nichtmetallischen Teil um ein gegenüber Wärmestössen empfindliches Material wie beispielsweise Glas, Hartglas, elektrotechnisches Porzellan, Oxydkeramik, Verbundmaterial usw. handelte.

Die Erfindung soll diese Einschränkungen des oben erwähnten Verfahrens aufheben und die Befestigung einer Metallarmatur auf einem nichtmetallischen Teil ermöglichen, wobei als nichtmetallisches Material sehr unterschiedliche und sogar wärmestossempfindliche Stoffe in Frage kommen und bei den verwendeten Metallen oder Legierungen relativ hohe Schmelztemperaturen auftreten können. Die Erfindung kann jedoch auch für

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Legierungen verwendet werden, die bei niedrigerer Temperatur schmelzen, wobei sie dann Vereinfachungen bei der Herstellung ermöglicht.,

Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass auf mindestens einem Teil des Befestigungssteges des nichtmetallischen Teils ein oder mehrere eng anliegende Metallteile aufgebracht werden«

Ferner lässt sich die Erfindung vorzugsweise mit mindestens einem der folgenden Merkmale kombinieren:

Das Metallteil liegt in Form einer Hülle aus einem die Wärme gut leitenden MetalL vor, die aufgebogen und auf den Befestigungssteg zurückgeschlagen ist;

das Metallteil liegt in Form eines Rings vor;

es werden auf den Befestigungssteg gleichzeitig eine ■ Hülle und ein Ring aufgebracht;

der Ring besteht aus demselben Metall oder aus derselben Legierung wie die Armatur;

der Ring hat die Funktion einer Dichtung zwischen der Gussform und dem nichtmetallischen Teil, so dass auf diese Weise der Giesshohlraum begrenzt wird;

der Ring wird selbst vor dem Giessen der Armatur durch Giessen hergestellt;

der Ring wird gleichzeitig mit der Armatur aus einem nichtmetallischen Teil gegossen und anschliessend von der

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Armatur getrennt und auf einem nichtmetallischen Teil für einen späteren Giessvorgang angebracht;

der Rand der Hülle liegt in Form eines Kragens vor, der die Dichtung zwischen der Gussform und d3tn nichtmetallischen Werkstück bilden soll;

die Hülle wird auf dem Befestigungssteg mit Hilfe des beim Giessen auftretenden Drucks aufgebracht.

Die Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Gussform umfasst, die den Befestigungssteg des nichtmetallischen Werkstücks umgibt, wobei dieser Befestigungssteg einen Giesskern bildet und wobei eine Dichtung zwischen dem Befestigungssteg und der Gussform den auszugiessenden Hohlraum begrenzt; eins oder mehrere Metallteile sind mindestens auf einem Teil des Befestigungsstegs aufgebracht. Vorzugsweise enthält die Gussform zwei Hohlräume, von denen der eine die Form der zu befestigenden Armatur abgibt und der andere einem Ring entspricht, der zwischen der Gussform und dem Befestigungssteg eine Dichtung bilden soll.

Im nachfolgenden werden an Hand der beiliegenden Figuren verschiedene Ausführungsbeispiele für die Befestigung von Metallarmaturen auf elektrischen Isolatoren beschrieben.

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch einen Kappenisolator, bei dem auf den Befestigungskopf eine Metallhülle aufgebracht ist.

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Fig. 2 stellt einen Längsschnitt durch einen Kappenisolator dar, bei dem auf dem Befestigungskopf ein Ring angebracht ist.

Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt durch einen Kappenisolator, bei dem der Rand der Metallhülle die Form eines Kragens aufweist.

Fig. 4 zeigt einen Längsschnitt durch einen Isolator mit zwei Isoliert e.llern, die Kopf an Kopf liegen»

Der in Fig. 1 dargestellte Isolator besteht aus einem Teller 1 aus Keramik (beispielsweise Hartglas), der auf dem oberen Ende einer Stange 11 angeordnet ist. Der Teller 1 tragt eine dünne Metallhülle 2, die leicht verformbar ist und elektromagnetisch oder auf irgendeine gleichwertige Weise eng auf den Kopf 3 des Tellers gedruckt wird»

Der Teller 1 mit der Hülle 2 wird in eine hier nicht dargestellte Gussform gebracht, wobei zwischen den Innenseiten der Form, der Aussenfläche der Hülle 2 und einer zwischen der Gussform und dem Teller liegenden.Dichtung ein Hohlraum entsteht, der der Kappe 4 entspricht, die durch Druckguss eines Metalls oder einer Legierung erhalten wird, die im Schmelzzustand in diesen Hohlraum gedrückt werden-

Die Hülle 2 verhindert, dass die Schmelzmasse direkt mit dem Keramikmaterial in Berührung kommt und verringert so den Wärmestoss, der besonders an der Stelle gefährlich sein kann, wo das flüssige Material zuerst auf den Keramikteller träfe.

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Die Metallhülle 2 erwärmt sich bei der Berührung mit dem Gussmaterial, aber verteilt aufgrund ihrer guten Wärmeleitfähigkeit die Wärme über die gesamte Oberfläche des Kopfes 3 und dämpft so die stellenweise im Material auftretenden mechanischen Spannungen, die durch Wärmeunterschiede bedingt sind. Beim Abkühlen der Schmelzmasse bewirkt die Schrumpfung ein Zusammenpressen des Kopfes 3. Dieses Zusammenpressen ist im allgemeinen vorteilhaft, solange es kontrollierbar bleibt. Das Vorhandensein der Hülle 2, die hinsichtlich ihrer Zusammensetzung und ihrer Abmessungen verändert werden kann, erleichtert diese Kontrolle.

Da die Hülle 2 und der Kopf 3 nicht miteinander verklebt sind, ist zwischen diesen beiden eine relative Verschiebung möglich, wodurch ein stellenweises Ausreissen verhindert wird. Da die Hülle 2, insbesondere in der Zone 5, die dem Rand der Kappe entspricht, verschiebbar ist, kann das Material der Hülle 2 bis zu einem bestimmten Grade fliessen und so in dieser Zone einen geringeren Verdichtungsgradienten zwischen dem Teil des Kopfes 3, der sehr stark zusammengedrückt wird, und dem nicht zusammengedrückten Teil des Tellers 1 aufweisen.

Es ist auch empfehlenswert, in der Zone 5 einen schwachen Gradienten für die mechanische Spannung sowie beim Giessen einen schwachen Temperaturgradienten in dieser Zone zwischen dem durch die Gussmasse erwärmten Kopf und dem nicht erwärmten flachen Bereich des Tellers 1 vorzusehen. Natürlich kann der Temperaturunterschied zwischen diesen beiden Bereichen durch eine

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zuvor durchgeführte Erwärmung des Tellers verringert werden. Jedoch kann dieser Teller auf keinen Fall auf eine Temperatur von etwa 600° oder mehr gebracht werden. Um diesen geringen Temperaturgradienten zu erreichen, bringt man in diesem Bereich ein Metallteil an, das Wärme aufnimmt und abstrahlt.

Dieses Teil ist unter der Referenz 10 in Fig. 2 dargestellt, wo es in der Zone 5 des Tellers zwischen dem durch das geschmolzene Metall erwärmten Kopf und dem nicht erwärmten flachen Tellerbereich liegt. Es besteht aus einem Metallring, der zwischen Gussform und Teller eine Dichtung bilden kann. Vorteilhafterweise kann dieser Ring aus demselben Material wie die Kappe bestehen; so wird die Schmelzmasse stellenweise aufgrund der Wärmeleitfähigkeit zwischen der geschmolzenen Masse und dem Material des Rings abgekühlt, aber auch gelegentlich durch die Schmelzwärme des Teils des Rings 10, der mit der geschmolzenen Masse in Berührung steht und selbst geschmolzen wird.

Diese Anordnung ist besonder vorteilhaft, wenn der Rand der Kappe eine ringförmige Verstärkung aufweist und es hier folglich zu einer Energieansammlung kommt, die abgeleitet werden muss, wie es in der Fig. 2 gezeigt wird.

Wenn der Ring aus demselben Material besteht wie die Kappe, ist es vorteilhaft, sie unter einem anderen Gesichtspunkt der Erfindung bei demselben Gussvorgang herzustellen, mit dem die Kappe hergestellt wird.

Die Gussform muss neben dem Hohlraum für die Kappe

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einen weiteren Hohlraum für den Ring enthalten, wobei das Gussmaterial durch eine genügend dünne Verbindungsöffnung von einem Teil der Form zum anderen fliesst, damit der Ring leicht von der Kappe gelöst werden kann. So kann bei jedem Gussvorgang neben der Kappe auch der Ring gegossen werden, der für den nachfolgenden Gussvorgang eine Dichtung bildet. Da die beiden Vorgänge ziemlich schnell aufeinander folgen, ist beispielsweise eine oberflächliche Oxydation, die evtl. die durch das Schmelzen hergestellte Verbindung zwischen den beiden Teilen, Kappe und Ring, stört, nicht zu erwarten.

Die Hülle 2 kann auch so gebildet werden, dass sie einen Kragen 20 besitzt, der als Dichtring zwischen der Gussform und dem Teller dient (Fig. 3).

In diesem Fall kann es überflüssig sein, die Hülle 2 nach ihrem Aufbringen auf dem Kopf 3 elektromagnetisch anzudrücken; das Andrücken kann während des Giessens selbst unter Druck geschehen.

Zwar werden in den vorgenannten Beispielen lediglich Kappenisolatoren beschrieben, jedoch ist es klar, dass das erfindungsgemässe Verfahren für Armaturen beliebiger Form und beliebiger Bestimmungen verwendet werden kann. So kann das Verfahren auf dem Gebiet der Isolatoren zur Herstellung einer Armatur zur Verbindung von zwei Isoliertellern eingesetzt werden, die Kopf an Kopf aneinanderstossen, wie es in der Fig. 4 mit der Referenz 30 gezeigt wird. Die beiden Teller IA und IB, deren

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Verbindungsköpfe 3A, 3B jeweils eine Hülle 2A, 2B tragen, liegen in einer Form aus zwei an jedem Ende auf geeignete Weise durch passende Dichtungen verschlossenen Teilenο Nach dem Giessvorgang erhält man. ein Isolierelement, dass durch die Hülse 30 zusammengehalten wirdο

Das erfindungsgemässe Verfahren kann vorteilhafterweise bei der Herstellung von Isolatoren gemäss der französischen Patentschrift Nr₀ .1 2?6 Ο71 und ihrem Zusatz 88 768, der französischen Patentschrift Nr, 1 276 Ο72 und ihrem Zusatz 88 769, oder gemass den französischen Patentschriften Nn 2 092 666, 2 088 172, 2 036 197 und 1 595 454 verwendet werden» Es ist klar, dass bei diesem Herstellungsverfahren anstelle einer Hülle pro Verbindungskopf auch nur eine einzige geeignet geformte Hülle, beispielsweise eine zylindrische oder durch Fliessdrücken hergestellte, Anwendung finden kann«,

Es ist auch selbstverständlich, dass das erfindungsgemässe Verfahren sur Befestigung von Metallarmaturen auf anderen Gegenständen beliebiger Form und Bestimmung verwendet werden kann und nicht auf Isolatoren beschränkt ist»

Patentansprüche

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Befestigung einer Armatur auf einem nichtmetallischen Teil durch Giessen des Metalls oder der Legierung der Armatur im geschmolzenen Zustand auf den Befestigungssteg des nichtmetallischen Teils, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens auf einem Teil dieses Befestigungsstegs vorher eins oder mehrere Metallteile fest aufgepresst werden (2, Fig« I₅, 10, Fig. 2).

2. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Metallteil in Form einer Hülle (2, Fig. 1) aus einem die Wärme leitenden Metall besteht und auf den Befestigungssteg zurückgebogen ist»

3. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Metallteil, in Form eines Ringes (10, Fig. 2) vorliegt.

4. Verfahren gemäss den Ansprüchen 2' und 3, d a — durch gekennzeichnet, dass auf dem Befestigungssteg gleichzeitig eine Hülle und ein Ring aufgebracht werden.

5. Verfahren gemäss Anspruch 3_S dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (10) aus demselben Metall oder derselben Legierung besteht wie die Armatur (4).

6. Verfahren gemäss Anspruch 3_S dadurch g β -

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kennzeichnet, dass der Ring die Funktion einer Dichtung zwischen der Gussform und dem nichtmetallischen Teil erfüllt und so den auszugiessenden Hohlraum begrenzt«,

7. Verfahren gemäss Anspruch 3, dadurch- .gekennzeichnet, .dass der Ring selbst vor dem Giessen der Armatur durch Giessen hergestellt wird»

8. Verfahren gemäss Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring gleichzeitig mit der Armatur eines nichtmetallischen Teils gegossen wird, anschliessend von der Armatur getrennt und für einen spateren Giessvorgang auf ein nichtmetallisches Teil aufgebracht wird.

9o Verfahren gemäss Anspruch 2,dadurch gekennzeichnet, dass der Rand der Hülle (2) in Form eines Kragens (20, Fig. 3) vorliegt, der zwischen der Gussform und dem nichtmetallischen Teil eine Dichtung bilden soll.

10. Verfahren gemäss Anspruch 2,dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle durch den Giessdruck auf den Verbindungssteg aufgebracht wird.

11. Vorrichtung zur Befestigung einer Metallarmatur auf einem nichtmetallischen Teil durch Giessen der Armatur in flüssigem Zustand auf den Befestigungssteg des nichtmetallischen Teils, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Gussform, die den Befestigungssteg bedeckt, wobei dieser Befestigungssteg einen Gussformkern bildet, eine Dichtung zwischen dem Befestigungssteg und der Gussform,

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die den auszugiessenden Hohlraum begrenzt, und ein oder mehrere Metallteile umfasst, die fest auf mindestens einem Teil des Befestigungsstegs aufgepresst sind.

12. Vorrichtung gemäss Anspruch 11. d a d u r c h gekennzeichnet, dass die Form zwei Hohlräume enthält, von denen der eine der zu befestigenden Armatur, der andere einem Ring entspricht, der zwischen der Gussform und dem Befestigungssteg als Dichtung dienen soll.

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