DE2704987A1

DE2704987A1 - Struktur zur uebertragung von zugspannungen

Info

Publication number: DE2704987A1
Application number: DE19772704987
Authority: DE
Inventors: Michel Willem
Original assignee: Ceraver SA
Current assignee: Ceraver SA
Priority date: 1976-02-13
Filing date: 1977-02-07
Publication date: 1977-08-18
Also published as: NO143474C; BR7700786A; NO143474B; NO770442L; JPS5341670A; GB1567386A; IT1079585B; FR2345796A2; CA1052144A; ES455715A2

Description

Fo ίο 310 D 270A987

Dipl.-Ina Jürgen WEINMILUER 7, Fpö

PATENT A SSESSOR SOSPS GmbH _t •

8OOO München 80

Zeppellnstr. 63

CERAVER S.A. 12, rue de la Baume,

75OO8 PARIS

Frankreich

STRUKTUR ZUR ÜBERTRAGUNG VON ZUGSPANNUNGEN

Zusatz zu Patent 25 51

Das Hauptpatent betrifft eine Struktur zu Übertragung von hohen mechanischen Zugspannungen, mit einer länglichen Seele aus agglomerierten Fasern sowie mit Armierungen, die an den Seelenenden angebracht sind, wobei sie Mittel umfaßt, die auf das Fasernbündel radiale Kompressionsoder Klemmkräfte ausüben und mindestens einen Teil dieser Kräfte in einem Bereich der Struktur halten, der in den Armierungen liegt, selbst wenn die Struktur nicht mechanisch

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beansprucht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Seele mit mindestens einem ihrer Enden in einer Vergußmulde befestigt ist, die sich nach zwei Seiten hin von einem engen Zwischenbereich ausgehend trichterförmig ausweitet.

Bei der Herstellung einer derartigen Struktur ist es sehr schwierig, einen homogenen Zulauf des vorzugsweise mit Füllstoffen versehenen Kunstharzes zu sichern, das in die Vergußmulde um das Fasernbündel herum gegossen wird. Jede von Kunstharz freibleibende Stelle der Klebefläche am Fasernbündel oder an der Innenfläche der Vergußmulde verringert aber die mechanische Festigkeit der Struktur. Soll darüber hinaus diese Struktur als Isolator zur Schaltung von elektrischen Geräten, als Abspannisolator an Freileitungsmasten oder als Aufhängeorgan für eine Freileitung eingesetzt werden, kann jeder Hohlraum an einer Grenzfläche oder auch in der Masse des Kunstharzes bei starken elektrischen Feldern die von diesem Isolator ertragene elektrische Spannung erheblich verringern.

Mit der Erfindung soll dieser Nachteil behoben werden. Die Erfindung will eine Struktur dieser Art schaffen, bei der die Homogenität der zwischen Fasernbündel und Vergußmulde vergossenen Harzmasse und damit das elektrische Verhalten der Struktur gesichtert sind.

Dies wird bei einer Struktur gemäß Hauptpatent dadurch erreicht, daß die die Fasernbundelenden umgebende Vergußmasse in der Vergußmulde aus Harz besteht, und daß das Harz vor dem Aufsetzen der entsprechenden Vergußmulde auf das Ende des

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Fasernbündels gegossen wird.

Bevorzugte Ausfuhrungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand zweier Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf fünf Figuren näher erläutert.

Fig. 1 bis Fig. 3 zeigen eine erfindungsgemäße Struktur während der Fertigung in drei Fertigungsphasen.

Fig. 4 zeigt eine der Struktur aus Fig. 3 entsprechende Armatur, die darüber hinaus im mittleren Bereich der Vergußmulde eine Bandagierung aufweist.

Fig. 5 zeigt eine Variante der Struktur aus Fig. 3.

Gemäß Fig. 1 wird ein Bündel 1 aus mit Hilfe eines Harzes agglomerierten Glasfasern an seinem Ende von einer mit einer Füllmasse aus beispielsweise Siliziumoxydkörnern und/oder Siliziumoxydfasern versehenen Harzmasse 2 umgeben, die die Form eines Doppelkegelstumpfs oder Diabolos aufweist. Diese Karzmasse wurde in einer hier nicht dargestellten zweiteiligen Form um das Ende des Fasernbündels herumgegossen. Nach der Polymerisation des Harzes wird die Form geöffnet und das Fasernbündel mit seiner vorgeformten Harzmasse entnommen, wodurch die optische Kontrolle dieses Gußkörpers auf einfache Art und Weise erfolgen kann. Zur Erzielung einer besseren Verbindung zwischen dem Fasernbündel und der Harzmasse kann man zunächst nur eine unvollständige Polymerisation des Harzes des Fasernbündels durchführen, bevor der diaboloförmige Körper gegossen wird; anschließend läßt man

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dann nach dem Umgießen des Fasernbündels mit dem mit Füllstoffen versehenen Harz die Polymerisation zu Ende gehen.

Zur Verankerung des Fasernbündelendes wird anschliessend auf die Harzmasse eine Ankerarmierung aufgesetzt. Diese Ankerarmierung besitzt zunächst die in Fig. 2 gezeigte Form. Sie weist ein Zugende 3 und eine zylindrische Hülse 4 auf, deren Innendurchmesser etwas größer als der Außendurchmesser der vorgeformten Füllmasse aus mit Füllstoffen versehenen Harz an ihren beiden Enden ist. Anschließend wird diese Hülse durch Absteckdrücken, Prägedrücken oder Schmieden zwischen den beiden Enden der vorgeformten Harzmasse verformt. Verwendet man eine relativ dünne Hülse aus einem streckbaren Metall wie beispielsweise Aluminium, so kann diese durch isostatisches Pressen im Innern einer unter Druck gesetzten Elastomerhülle oder durch magnetischen Quetschen auf die diaboloförmige Harzmasse gedrückt werden. Auf diese Weise erhält man die in Fig. 3 dargestellte Verankerung.

Benötigt man eine festere Verankerung, so kann eine Hülse aus Stahl oder einem anderen mechanisch hochfesten Metall verwendet werden, die ausgehend vom Mittelbereich gleichzeitig nach beiden Seiten auf die diaboloförmige Harzmasse gedrückt wird.

Die mechanische Festigkeit der Ankerarmierung kann dadurch verstärkt werden, daß die Hülse (Fig. 4) nach ihrer Formgebung mit einer Bandagierung versehen wird. Dies kann auf übliche Art und Weise durch Umwickeln mit einem Metalldraht oder durch Aufbringen einer äußeren Hülle 5 aus einer

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Legierung mit niedrigem Schmelzpunkt wie beispielsweise einer Aluminiumlegierung erreicht werden.

Um mit noch größerer Sicherheit das Auftreten von Lufteinschlüssen zwischen der Harzmasse und der Vergußmulde su vermeiden, kann vorteilhafterweise die vorgeformte Harzmasse mit einer Schutzschicht 6 aus einem streckbaren Metall wie beispielsweise Aluminium versehen werden.

Ein großer Vorteil, den das Aufbringen einer Hülse auf/diaboloförmige Harzmasse bietet, besteht darin, daß es durch allmähliche Verformung der Hülse zu beiden Seiten der Verengung möglich ist, in dem aus dem Gußkörper und dem Fasernbündel bestehenden Gebilde dauernde Dehnungskräfte hervorzurufen, deren Resultante in axialer Richtung verläuft. Diese Dehnungskräfte tragen dazu bei, daß die beiden konischen Bereiche des Diabolos gegen die Hülse gepreßt werden. Wird anschließend das Fasernbündel einer LängsZugbeanspruchung ausgesetzt, so kommt es zu keinerlei Verschiebung des Diabolos innerhalb der Hülse, solange auf der Angriffsseite der Zugkraft Kompressionskräfte an der Grenzfläche zwischen Diabolo und Hülse bestehen. Diese Wirkung kann noch verstärkt werden, indem man das Fasernbündel und somit die diaboloförmige Harzmasse während des Aufbringens der Hülse einer Zugkraft aussetzt. Es ist dann vorteilhaft, zunächst den Teil der Hülse, der dem Fasernbündelende am nächsten liegt, bis zur Einschürung zu verjüngen, dann auf das Fasernbündel von seinem entgegengesetzten Ende aus einen Zug auszuüben und schließlich die Verjüngung der Hülse in dem dem Fasernbündelende entgegengesetzten Bereich weiter durchzuführen.

709833/0272 Patentansprüche

L e e r s e i \ e

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1 - Struktur zur Übertragung von hohen mechanischen Zugspannungen, mit einer länglichen Seele aus agglomerierten Fasern sowie mit Armierungen, die an den Seelenenden angebracht sind, wobei sie Mittel umfaßt, die auf das Fasernbündel radiale Kompressions- oder Klemmkräfte ausüben und mindestens einen Teil dieser Kräfte in einem Bereich der Struktur halten, der in den Armierungen liegt, selbst wenn die Struktur nicht mechanisch beansprucht wird, und die Seele mit mindestens einem ihrer Enden in einer Vergußmulde befestigt ist, die sich nach zwei Seiten hin von einem engen Zwischenbereich ausgehend trichterförmig ausweitet, gemäß Patent Nr. 25 51 856 , dadurch gekennzeichnet, daß die die Fasernbündelenden umgebende Vergußmasse (2, Fig. 1) in der Vergußmulde aus Harz besteht, und daß das Harz vor dem Aufsetzen der entsprechenden Vergußmulde auf das Ende des Fasernbündels gegossen wird.

2 - Struktur gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergußmulde durch Reduzieren einer anfänglich zylindrischen oder leicht konischen Metallhülse (4, Fig. 2) hergestellt wird.

3 - Struktur gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallhülse relativ dünn und formbar ist und durch isostatisches Drücken oder

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magnetisches Quetschen auf die vorgeformte Harzmasse aufgesetzt wird.

4 - Struktur nach Anspruch 2, dadurch gekennnzeichnet, daß die Hülse aus einem mechanisch hochwiderstandsfähigen Metall besteht, das zunächst im mittleren Bereich, und dann zu beiden Seiten dieses mittleren Bereichs auf die vorgeformte Harzmasse aufgesetzt wird.

5 - Struktur nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgeformte Harzmasse vor dem Aufsetzen der Hülse (4) aus einem mechanisch hochfesten Metall mit einer Schutzschicht (6, Fig. 5) aus einem streckbaren Metall versehen wird.

6 - Struktur nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß nach Aufsetzen der Metallhülse auf die vorgeformte Harzmasse die Verformung des Harzes vom Mittelbereich ausgehend allmählich nach beiden Seiten hin erfolgt.

7 - Struktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergußmulde durch Umwickeln der vorgeformten Harzmasse mit einer harzgetränkten Faser aus einem mineralischen oder organischen Stoff hergestellt wird.

8 - Struktur nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergußmulde mindestens in ihrem Mittelbereich geschrumpft wird (5, Fig. 4).

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9 - Struktur nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrumpfung durch Umgießen mit einer äußeren Hülle aus einem Metall oder einer Legierung mit relativ niedrigem Schmelzpunkt erfolgt.

10 - Struktur nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Harzmasse in eine Form aus mindestens zwei Teilen gegossen wird, die das Fasernbündelende umgibt.

11 - Verfahren zur Herstellung einer Struktur nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine unvollständige Polymerisation des Harzes des Fasernbündels vor dem Eingießen des Harzes in die Form durchgeführt und dann die Polymerisation vervollständigt wird, nachdem das Harz um das Ende des Fasernbündels herum seine Form angenommen hat.

12 - Herstellungsverfahren für eine Struktur gemäß einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Fasernbündel während der Verjüngung der Vergußmulde eines seiner Enden vom anderen Ende aus einer Längszugbeanspruchung unterworfen wird.

13 - Verfahren gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß zuerst der Teil der Hülse, der dem Fasernbündel am nächsten liegt, bis zum Mittelbereich hin verjüngt wird, daß anschließend auf das Fasernbündel vom

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entgegengesetzten Ende aus eine Zugkraft ausgeübt wird und daß dann die Verjüngung der Hülse im dem Ende des Fasernbündels entgegengesetzten Bereich fortgesetzt wird.

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