DE2519007A1

DE2519007A1 - Ein- oder mehrteiliger verbundschirm und verfahren zu seiner befestigung an einem glasfaserstrunk

Info

Publication number: DE2519007A1
Application number: DE19752519007
Authority: DE
Inventors: Ewald Dr Bauer
Original assignee: Ceramtec GmbH
Current assignee: Ceramtec GmbH
Priority date: 1975-04-29
Filing date: 1975-04-29
Publication date: 1976-11-11
Also published as: CA1056025A; US4001491A; GB1546482A; SE7507927L; FR2309959A1; AU8623575A; SE427593B; ZA757885B; CH585459A5; DE2519007B2; JPS51127495A

Description

Rosenthal Technik AG Selb, den 24. April 1975

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Ein- und mehrteiliger Verbundschirm und Verfahren zu seiner Befestigung an einem Glasfaserstrunk

Die Erfindung bezieht sich auf scheiben- oder trichterförmige Verbundschirme aus Kunststoff, die an einem glasfaserverstärkten, tragenden Strunk angeformt sind und einem Verfahren zum Befestigen solcher Schirme am Isolatorstrunk.

Kunststoff-Verbundisolatoren bestehen aus einem tragenden Strunk und daran geformten Schirmen. Der tragende Strunk übernimmt dabei vorzugsweise mechanische Funktionen, die Schirme dagegen insbesondere elektrische Funktionen. Der Strunk kann massiv ausgebildet sein, vorzugsweise in Form eines glasfaserverstärkten Stabes wie bei Isolatoren für Freileitungen oder hohl wie bei Gehäuseisolatoren. Die Schirme von Kunststoff-Varbundisolatoren werden vorzugsweise in einem gesonderten Arbeitsgang nachträglich an den Strunk angeformt beziehungsweise angegossen. Für das Anformen kommt die Verwendung von Negativ-Formen infrage. Dieses Verfahren bedingt hohe Formkosten und ist auch wegen der langen Belegungszeiten der teueren Formen sehr aufwendig. Bei teilbaren Negativ-Formen ergeben sich zusätzlich noch wegen des verbleibenden Grates elektrische Nachteile. Vor allem entsteht ein erheblicher Arbeitsaufwand durch das Entformen.

Es ist schon versucht worden, scheiben- oder trichterförmige Isolierschirme aus Kunststoff herzustellen. Sie werden im brit. Patent 1 O66 209 eingehend beschrieben. Gemäß der Erfindung besteht der elektrische Verbundisolator aus einem glasfaserge-

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bundenen Strunk, der ganz oder teilweise mit Hülsen aus polymerem Material überzogen wird, wobei die Hülsen an einem Ende erweitert und aufeinandergesteckt werden, um eine Isolator-Schirmkettej zu bilden. .Ebenfalls können die Hülsen ein Gewinde aufweisen, so daß sie dann zusammen gedreht und mit einem passenden Kleber an den Glasfaserstab gekittet werden,. Durch das Aufweiten des unteren Endes der Hülsen beim Aufziehen auf den Strunk ergeben sich Schwachstellen, die letzten Endes zu verstärkten Ausfällen in der Anwendung führen. In diesem Fall ist einfach der Strunküberzug zu dünn, wobei dann die Schirmform nicht den Anforderungen der Praxis entspricht. Deshalb kommt dieser Isolator-Typ nur für niedrige Spannungsebenen infrage.

Gemäß dem deutschen Patent 2 044 179 ist auch ein Verfahren bekannt, bei dem das Angießen der Schirme in einer offenen, ungeteilten Gießform erfolgt, die am vertikal angeordneten glasfaserverstärkten KunststoffStrunk nach dem Gießen eines Schirmes schrittweise nach unten bewegt wird, wodurch nach und nach aus dieser einen Form alle Schirme des Isolators entstehen. Der zwischen den Schirmen liegende Teil des Strunkes wird dabei durch, eine Auf- und Abbewegung mittels der flüssigen Gießmasse in der gefüllten Form mit einer Kunststoffschicht überzogen. Das Verfahren ist wegen des großen Zeitaufwandes insofern nachteilig, da vor jedem Schirmguß das Aushärten des vorangegangenen Schirmes abgewartet werden muß. Als Nachteil erweist es sich insbesondere auch, daß mit diesem Verfahren nur Schirmformen mit ebener Schirmunterseite erzielt werden können. Die Bildung eines sogenannten "geschützten Kriechweges" ist nicht möglich.

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Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, scheiben- oder trichterförmige Verbundschirme aus Kunststoff zu schaffen, die an einem glasfaserverstärkten, tragenden Strunk angeformt sind, so daß die genannten Nachteile bei den Schirmen vermieden werden. Mit dem ferner gesuchten Verfahren zur Befestigung der Schirme am Strunk soll es weiterhin ermöglicht werden, Isolatorschirme mit stark hintergriffigen Schirmformen zu erzeugen, die einen großen sogenannten "geschützten Kriechweg" aufweisen. Ferner wird nach einer Lösung gesucht, um unterschiedlich große oder geformte Isolierschirme, sogenannte Wechselschirme, am Isolatorstrunk sinnvoll anzubringen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die verlorene, vorgefertigte Schirmgießform aus einer dünnen Schirmkonturoberfläche und einem rohrstutzenförmigen Teil mit entsprechend ausgebildeten Zentrierungshilfen und einer Dichtungslippe am unteren Ende besteht, wobei der entstandene Hohlraum zwischen Strunk und Schirmgießform und einem in seiner elastischen und thermischen Eigenschaften ähnlichen härtbaren Kunststoff teilweise oder voll ausgefüllt ist, so daß die verwendete Schirmgießform zu einem integralen Teil des Isolatorschirmes gemacht ist.

Der erfinderische Gedanke besteht ferner in einem Verfahren zum Befestigen von scheiben- oder trichterförmigen Verbundschirmen aus Kunststoff am glasfaserverstärkten, tragenden -Strunk, in dem unterschiedlich große bzw. unterschiedlich geformte Schirmgießformen unmittelbar übereinandergestapelt werden und in einem Arbeitsgang gleichzeitig oder in Reihe durch Gießen oder Spritzen mit einem härtbaren Kunststoff fest mit dem tragenden Strunk verbunden werden.

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Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung kann die Schirmform offen oder geschlossen sein.

Nach einer Ausfiihrungsform der Erfindung kann die einteilige Schirmgießform durch auswechselbare Einzelteile, die miteinander verklebt bzw. verhakt werden, in eine mehrteilige Schirmgießform umgewandelt werden.

Ebenfalls kann die vorgefertigte Schirmgießform noch mit Rippen zur Verstärkung versehen werden.

In einer anderen bevorzugten Darstellung wird die Innenfläche der vorgefertigten Schirmgießform aufgerauht.

Die oben beschriebenen und die anderen Verfahrensmerkmale der Erfindung werden nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen und der Figuren 1 bis 3 näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: Schnitt durch eine offene Schirmgießform am Isolatorstrunk.

Fig. 2: Draufsicht auf eine Schirmgießform mit den entsprechenden Verstärkungsrippen.

Fig. 3s Schnitt durch geschlossene Schirmgießformen am Isolatorstrunk.

Aus der Fig. 1 ist zu entnehmen, daß es sich um eine offene Schirmgießform jL handelt, die an dem Isolatorstrunk (S angeformt ist. Alternativ kann diese Schirmgießform 1 durch eine Ringhülse j? unterteilt werden, so daß die Möglichkeit besteht, unterschiedlich tiefe Schirmunterflächen Il/l2 zu erhalten.

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Durch diese Maßnahme ergibt sich gleichzeitig der gewünschte große "geschützte Kriechweg". Im einzelnen besteht die Schirmgießform 1 aus einer äußeren dünnen Schirmkonturoberfläche £ und einem unteren rohrförmigen, stutzenförmigen Teil 3., die entsprechend mit Zentrierungshilfen k_ versehen ist. Sie 4 erlauben es, die Schirmgießform am Strunk 6 auszurichten; es kommt vorzugsweise zu einer punktförmigen Auflage. Am unteren Ende der Schirmgießform 1 befindet sich ebenfalls eine ringförmige Dichtungslippe 5» die sich entweder von selbst an den Strunk 6 anlegt (Stellung 5 a) oder die so ausgebildet ist, daß sie erst beim Hochschieben der nachfolgenden Gießform sich selbst an den Strunk 6 anlegt (Stellung 5 b). Die Schirmgießform 1 kann ebenfalls innen glatt ausgebildet sein oder sie wird zur Erhöhung der Kontaktfläche mit dem Ausgußmaterial aufgerauht bzw. mit Rillen ^O versehen. Auch die Schirmgießform 1 selbst kann unterschiedlich ausgebildet werden, insbesondere kann sie mehr oder weniger massiv gestaltet werden, so daß im Extremfall nur mehr der Spalt zwischen Schirmgießform und Kern mit aushärtbarem Kunststoff ausgefüllt werden muß. Die Schirmgießform kann zur Erzielung eines größeren Kriechweges, insbesondere zur Erzielung eines größeren "geschützten Kriechweges", auch mit einer oder mehrerer Ringhülsen 9 versehen werden, die vorteilhafterweise mit Durchströmöffnungen 1%. versehen sind, so daß der gesamte Schirmausguß in einem einzigen Füllvorgang erzielt werden kann. Je nach dem für die Schirmgießform verwendeten Materials kann es auch erforderlich sein, diese mit Versteifungen zu versehen, z. B. bei Schirmgießform 1 durch Aufbringen von Versteifungsrippen _8, wie aus der Fig. 2 zu entnehmen ist.

In der Fig. 3 dagegen ist eine geschlossene Gießform dargestellt. Die Schirmkonturoberfläche 2 besteht in diesem Fall aus der

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sogenannten Mantelfläche 2 b und einem darauf aufgehrachten Deckel 2 a. ¥ill man mehrere Schirme gleichzeitig an den Strunk angießen, so ist es sinnvoll, die Dichtungslippe 5 wegzulassen. Dies ist in der Fig. 3 auch im wesentlichen dargestellt.

Für die Wahl des aushärtbaren Kunststoffes zwischen Ausgießform 1 und Strunk 6 ist es wichtig, daß es zu einer einwand— feien Bindung zwischen den beiden genannten Werkstoffen kommt, so daß die Schirmgießform 1 nach dem Aushärten des Kunststoffes 7 zu einem integralen Teil des fertigen Isolatorschirmes führt. Ferner liegt hier ein wesentlicher Unterschied zu den bisher verwendeten Schirmgießformen vor, bei denen für die gute Entformbarkeit nach der Aushärtung des Ausgießwerkstoffes gesorgt werden mußte. Für die Schirmgießform 1 muß ein Material verwendet werden, das allen Anforderungen an ein Isolatorschirmmaterial erfüllt..Für einen freiluftbeständigen Kunststoffisolator muß das Schirmmaterial insbesondere kriechstromfest, hydrolysefest, UV- und ozonbeständig als auch mechanisch ausreichend fest sein. Dabei soll der aushärtbare Kunststoff von gleicher oder ähnlicher Art gewählt werden wie das Material für die Schirmgießform 1. Im übrigen muß auf ein solches Ausgießmaterial Wert gelegt werden, das einen einwandfreien Verbund zum tragenden Strunk gewährleistet, so daß die unterschiedlichen mechanischen und thermischen Dehnungen des tragenden Strunkes 6 und des Ausgießmaterials 7 sowie der Schirmgießform 1 keine unzulässige Schwächung der Verbundzone zuläßt.Diese Forderungen werden insbesondere von einem hochelastischen Ausgießmaterial gefüllt, wie z. B. cycloaliphatische Epoxidharze, Silikongummi, Fluorsilikon und Poly— sulfid.

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Zur Herstellung eines Verbundisolators mit den erfindungsgemäßen Schirmen werden ein oder mehrere Schirmgießformen 1 auf einen vertikal hängenden Strunk 6 geschoben. Danach werden die Schirmgießformen gleichzeitig oder in Reihe mit dem aushärtbaren Kunststoff 7 voll bzw. teilweise ausgegossen. Zur Erzielung eines einwandfreien Verbundisolators ist es wichtig, daß auch im Bereich der Schirmwurzel, d. h. auch in der Nähe der Dichtungslippe 5» das Ausgießmaterial lunkerfrei eintritt. Hierzu dienen die bereits erwähnten Zentrierungshilfen 4, wodurch das einseitige Anliegen der Schirmgießform am Strunk 6 verhindert wird und außerdem ein Spalt des Eintretens des Ausgießmaterials freigehalten wird. Je nach der Art und Konsistenz des Ausgießmaterials kann es vorteilhaft sein, das Ausgießen unter Vakuum vorzunehmen, um eine vollständige Benetzung des Strunkes und eine gleichmäßige Ausfüllung des Spaltes zwischen Kern 6 und Schirmgießform 1 zu erreichen. Ein anderer vorteilhafter Weg besteht darin, ein begrenztes Durchströmen des Spaltes zwischen Schirmgießform 1 und Kern 6 zu ermöglichen und erst nach dem gleichmäßigen Austreten der Ausgießmasse am unteren Ende des Halses für eine Abdichtung zu sorgen. Dies kann durch Hochschieben der herunterliegenden Schirmgießform i geschehen, wobei die Dichtungslippe 5 an dem Strunk anliegt. Eine weitere Möglichkeit zur Herstellung eines gleichmäßigen Ausgusses besteht darin, daß die Schirmgießform 1 nach dem Füllen am Strunk auf und ab bewegt wird oder zweckmäßigerweise der auszugießende Isolator auf einen Rüttelstand gegeben wird. Der gewünschte verlängerte "geschützte Kriechweg" kann einmal mittels eines vorgefertigten Deckels 2 a, der gemäß Fig. 3 an der Schirmunterfläche angebracht wird oder indem durch eine Ringhülse 9 unterschiedliche Kammern innerhalb der Ausgießfläche gebildet werden, die einen unterschiedlich hohen Stand

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der Ausgießmasse ermöglichen. Sinnvoll ist es ferner noch, die unterschiedlichen Schirmgießformen in wirtschaftlicher Weise durch isostatisches Pressen bzw. Druckgießen vorzufertigen und auf Lager zu nehmen, so daß relativ schnell der gewünschte Isolator-Typ entstehen kann.

Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich ferner durch die konstruktiven Maßnahmen als auch durch das Verfahren ein verbesserter Isolatorschirm. Die Fertigungszeit wird dabei wesentlich reduziert. Verwendet man ein Schirmmaterial, das eine Aushärtung im Wärmeofen erforderlich macht, so ist bei dem vorgeschlagenen Verfahren dies nur ein einziges Mal notwendig, was bei den bisher genannten Verfahren bei jedem einzelnen Schirm durchgeführt werden mußte. Ferner können die Schirmgießformen unabhängig von der Isolatorherstellung in großer Zahl vorgefertigt werden; hierbei können preiswerte Formgebungsverfahren eingesetzt werden. Auch können Schirmgießformen aus Werkstoffen mit höchster mechanischer Beständigkeit verwendet werden, wodurch noch einige Probleme in der Praxis gelöst werden. Dabei ist noch zu erwähnen, daß bei den vorgefertigten Schirmgießformen und das Vermeiden des Ausgießens bis zum Formenrand ein einwandfreies Ausdehnen der gegossenen Schirme erzielt wird. Als besonders wichtig ist aber, daß ein vergrößerter geschützter Kriechweg an der Schirmunterfläche erzielt wurde, was bei den bisher bekannten Verfahren nicht möglich war. Als weiterhin wichtig ist auch der dickere Strunkübergang zwischen den Schirmen an der Schirmwurzel zu nennen, so daß elektrische Ausfälle nicht an dieser Stelle zu erwarten sind. Ein wesentlicher Punkt hinsichtlich der Vorteile besteht auch noch darin, Isolatoren mit unterschiedlich großen oder unterschiedlich geformten Schirmdurchmessern leicht angefertigt werden können. Es handelt sich hier um Isolatoren mit sogenannten Wechselschirmen.

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Claims

- 3 24· APril 1303 2519Q07 Patentansprüche

1. Scheiben- oder trichterförmige Verbundschirme aus Kunststoff, die an einem glasfaserverstärkten, tragenden Strunk angeformt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die verlorene, vorgefertigte Schirmgießform (l) aus einer dünnen Schirmkonturoberfläche (2) und einem rohrstutzenförmigen Teil (3) mit entsprechend ausgebildeten Zentrierungshilfen (4) und einer Dichtungslippe (5) am unteren Ende besteht, wobei der entstandene Hohlraum zwischen Strunk (6) und Schirmgießform (l) und einem in seiner elastischen und thermischen Eigenschaften ähnlichen härtbaren Kunststoff (7) teilweise oder voll ausgefüllt ist, so daß die verwendete Schirmgießform (l) zu einem integralen Teil des Isolatorschirmes gemacht ist.

2. Verfahren zum Befestigen von scheiben- oder trichterförmigen Verbundschirmen aus Kunststoff am glasfaserverstärkten, tragenden Strunk, dadurch gekennzeichnet, daß auch unterschiedlich große bzw. unterschiedlich geformte Schirmgießformen (l) unmittelbar gemäß Fig. 3 übereinandergestapelt werden und in einem Arbeitsgang gleichzeitig oder in Reihe durch Gießen oder Spritzen mit dem härtbaren Kunststoff (7) fest mit dem tragenden Strunk (6) verbunden werden.

3. Scheiben- oder trichterförmige Verbündschirme aus Kunststoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine vorgefertigte Schirmgießform (l) gemäß Fig. 1 offen ist und insbesondere eine Ringhülse (9) beinhaltet.

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4. Scheiben- oder trichterförmige Verbundschirme aus Kunststoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgefertigte Schirmgießform (l) gemäß Fig. 3 geschlossen ist.

5. Scheiben- oder trichterförmige Verbundschirme aus Kunststoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgefertigte Schirmgießform aus auswechselbaren Einzelteilen (2 a, 2 b) gemäß Fig. 3 besteht, die miteinander verklebt oder verhakt werden.

6. Scheiben- oder trichterförmige Verbundschirme aus Kunststoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgefertigte Schirmgießform (l) mit Sippen (8) versehen ist.

7. Scheiben oder trichterförmige Verbundschirme aus Kunststoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche (lO) der Schirmgießform (l) aufgerauht ist.

8. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die vorgefertigte Schirmgießform (l) und den aushärtbaren Kunststoff (7) cycloaliphatische Epoxidharze verwendet werden.

9. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die vorgefertigte Schirmgießform (l) und dem aushärtbaren Kunststoff (7) Silikongummi eingesetzt wird.

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10. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die vorgefertigte Schirmgießform (l) auch Butylkautschuk, Fluorsilikon und Polysulfid geeignet sind.

11. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Einbringen des aushärtbaren Kunststoffes (7) in die vorgefertigte Schirmgießform (l) unter Vakuum erfolgt.

12. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zu fertigende Verbundisolator beim Einbringen des aushärtbaren Kunststoffes (7) gerüttelt wird.

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