DE4202653A1 - Vorrichtung und verfahren zum herstellen von verbundisolatoren fuer elektrische freileitungen - Google Patents
Vorrichtung und verfahren zum herstellen von verbundisolatoren fuer elektrische freileitungenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum
Herstellen von Verbundisolatoren für elektrische Freileitungen.
Solche Isolatoren können als zusammengesetzte Isolatoren
(composite insulators) oder Verbundisolatoren bezeichnet wer
den. Der Einfachheit halber wird nachfolgend der Ausdruck
"Verbundisolatoren" verwendet.
Es ist bekannt, daß bei elektrischen Übertragungsleitungen in
Form von Freileitungen die elektrischen Leiter unter Zwischen
schaltung zweckentsprechender Isolatoren mit Stützmasten in
Eingriff gebracht werden.
Verbundisolatoren werden in neueren Jahren in großem Umfang
verwendet.
Isolatoren dieser Art sind beispielsweise beschrieben in den
Protokollen der "CONFERENCE INTERNATIONALE SUR LES GRANDES RE-
SEAUX ELECTRIQUES" (CIGRE), 1978 15-10, 1980 22-10 und 22-11,
1986 15-12, 1988 15-07. Verbundisolatoren sind auch in der
Zeitschrift "L′ENERGIA ELETTRICA" No. 1, 1983, Seiten 36 bis
46 beschrieben.
Allgemein umfassen Verbundisolatoren hauptsächlich einen zylin
drischen mittleren Kern langgestreckter Form, der aus einem zu
sammengesetzten Material oder Verbundmaterial gebildet ist,
welches mit Faserglas oder Glasfasern oder dergleichen ver
stärkt ist, und einen äußeren Isolierüberzug aus elastomerem
Material, der an seiner Außenfläche mit einer Mehrzahl von
gleichmäßig verteilten ringförmigen Vorsprüngen versehen ist,
die sich gleichachsig zu dem mittleren Kern erstrecken. Allge
mein hat der mittlere Kern die Funktion, mechanischen Beanspru
chungen zu widerstehen, die von dem Leiter auf den Mast über
tragen werden, wohingegen der Schutzüberzug im wesentlichen den
Zweck hat, den mittleren Kern gegen äußere Fremdstoffe zu
schützen und mögliche Entladungen zwischen dem Leiter und dem
Mast zu verhindern.
Gemäß einer der bekannten Arbeitsweisen zum Erhalten von Ver
bundisolatoren, wie sie in CIGRE 1980, 22-11, Seite 3 und auch
in der FR-Patentanmeldung Nr. 23 99 105 beschrieben ist, wird
der mittlere Kern mit einem zylindrischen Schutzmantel überzo
gen bzw. beschichtet, an den die ringförmigen Vorsprünge ge
trennt angeformt werden, die allgemein aus dem gleichen Mate
rial wie der Mantel gebildet sind.
Gemäß einer weiteren bekannten Arbeitsweise werden Verbundiso
latoren mittels Spritzformtechnik hergestellt.
Diese Technik ermöglicht direktes Bilden des äußeren Überzuges
zusammen mit den betreffenden ringförmigen Vorsprüngen an dem
mittleren Kern mittels eines einzigen Formungs- und
Vernetzungsvorganges.
Diese Technik ist beispielsweise in der europäischen Patentan
meldung Nr. 01 20 787 und auch in der bereits genannten veröf
fentlichen französischen Patentanmeldung Nr. 23 99 105 be
schrieben.
Im einzelnen wird der mittlere Kern zwischen zwei bewegbaren
Halbformen eingeschlossen, die ein Füllgehäuse bilden, dessen
Gestalt mit der Gestalt des äußeren Überzuges übereinstimmt,
der mit den ringförmigen Vorsprüngen versehen ist.
Danach wird in plastischem Zustand befindliches elastomeres Ma
terial in das Gehäuse radial zu dem mittleren Kern einge
spritzt, um das Gehäuse vollständig zu füllen. Dann wird das
elastomere Material, welches den äußeren Überzug und die ring
förmigen Vorsprünge oder Erweiterungen bildet, einer Vernetzung
unterworfen.
Schließlich werden die Formhälften auseinander bewegt, um den
fertiggestellten Isolator aus den Formhälften herausnehmen zu
können.
Gemäß dem europäischen Patent Nr. 01 20 787 sind Stütz- oder
Tragstangen vorgesehen, die während des Schritts des Einsprit
zens mit dem mittleren Kern in Berührung gehalten werden, um
ein Biegen des mittleren Kernes als Ergebnis der Schubkraft zu
verhindern, die von dem elastomeren Material ausgeübt wird.
Diese Stangen werden am Ende des Einspritzschrittes und vor dem
Vernetzen des polymeren Überzuges zurückgezogen.
Gemäß einer weiteren Arbeitsweise, die für die Herstellung der
genannten Isolatoren angewendet wird, wird der äußere Überzug
zunächst mittels Spritzformung in zwei getrennten Hälften her
gestellt, wobei jede Hälfte mit einem halbzylindrischen Gehäuse
versehen ist, welches den mittleren Kern aufnehmen soll. Er
reicht wird dies dadurch, daß zwischen zwei Formhälften, deren
jede die äußere Gestalt der betreffenden Überzugshälfte wieder
gibt, eine Zwischen- bzw. Trennplatte angeordnet wird, die an
ihren gegenüberliegenden Seiten mit halbzylindrischen Vorsprün
gen versehen ist, deren jeder die Gestalt der einen Hälfte des
mittleren Kerns wiedergibt. Danach werden beide Formhälften mit
elastomerem Material gefüllt, und, bevor die Vernetzung des Ma
terials stattfindet, werden die Formhälften geöffnet und die
Zwischen- bzw. Trennplatte wird wegbewegt.
Zu diesem Zeitpunkt werden die Formhälften wiederum nahe zuein
ander bewegt, nachdem der mittlere Kern zwischen ihnen angeord
net ist, und die im Inneren der Formhälften gebildeten Isola
torhälften werden dadurch miteinander verbunden.
Wenn das Vernetzen vervollständigt ist, sind die beiden Isola
torhälften miteinander und mit dem mittleren Kern fest verbun
den.
Gemäß einem ersten Merkmal der vorliegenden Erfindung wird ein
vollständiges Fehlen unerwünschter Seitenbiegungen des mittle
ren Kernes gewährleistet dadurch, daß das elastomere Material
in einer Richtung gleichachsig zu dem Kern in das Füllgehäuse
eingespritzt wird.
Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Her
stellen von Verbundisolatoren für elektrische Freileitungen,
wobei jeder der Isolatoren einen mittleren Kern aus Verbundma
terial, der auf gegenüberliegenden Seiten ein erstes und ein
zweites Endstück aufweist, und einen Kernüberzug aufweist, der
aus elastomerem Material gebildet ist, welches mit in Längs
richtung verteilten ringförmigen Vorsprüngen versehen ist, die
gleichachsig zu dem Kern angeordnet sind. Die Vorrichtung um
faßt: ein Basisgebilde; eine erste Klemmeinrichtung zum Erfas
sen und Abstützen des ersten Endstücks; eine zweite Klemmein
richtung zum Erfassen des zweiten Endstücks; wenigstens zwei
Formhälften, die relativ zu dem Basisgebilde gleitbar bzw. Ver
schiebbar geführt und zwischen einer offenen Position, in der
sie sich in einem Abstand voneinander befinden, und einer ge
schlossenen Position bewegbar sind, in welcher sie ein Füllge
häuse rund um den Kern bestimmen, dessen Gestalt der Außenge
stalt des Isolators entspricht. Gemäß der Erfindung ist eine
solche Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Ein
spritzeinrichtung aufweist zum Einführen einer Menge an elasto
merem Material in das Füllgehäuse, wobei die Einrichtung Durch
gänge aufweist, die sich in axial symmetrischer Richtung paral
lel zur Achse des mittleren Kerns erstrecken zum Zuführen des
elastomeren Materials auf den mittleren Kern.
Vorzugsweise umfaßt die Einspritzeinrichtung eine Einspritz
düse, die mit dem elastomeren Material gespeist wird und mit
einem Förderhohlraum in Verbindung steht, der zwischen der
zweiten Klemmeinrichtung und einer Aufnahmehülse gebildet ist,
die an dem zweiten Endstück gleichachsig befestigt ist und
durch die zweite Klemmeinrichtung sicher erfaßt werden kann,
wobei der Hohlraum gleichachsig zu dem mittleren Kern angeord
net ist und mit dem in den Formhälften vorgesehenen Füllgehäuse
in Verbindung steht.
Ein weiteres bevorzugtes Merkmal der Erfindung besteht darin,
daß die Aufnahmehülse einen ringförmigen Kranz hat, der radial
in Richtung zur Außenseite der Hülse vorragt und so gestaltet
ist, daß er von der zweiten Klemmeinrichtung erfaßt werden
kann, um ein Befestigen der Hülse und des zweiten Endstücks zu
bewirken, wobei die der Kranz auf dem Umfang verteilte durchge
hende Öffnungen aufweist, um den Förderhohlraum mit dem Füllge
häuse in Verbindung zu bringen.
Die Hülse umfaßt weiterhin einen zylindrischen Körper, der das
zweite Endstück aufnimmt und für ein Erfassen durch die zweite
Klemmeinrichtung gestaltet ist, wobei das Endstück eine ring
förmige Schulter aufweist, die in Anlage mit einem Einlaß der
zylindrischen Körpers gelangen soll. Die Hülse umfaßt weiterhin
ein zugespitztes Verschlußstück bzw. eine Spitze, die gleich
achsig mit dem Ende des zylindrischen Körpers gegenüber dem
Einlaß in Eingriff treten soll, ferner einen Gewindeteil, der
einen Kopf, welcher mit dem zweiten Endstück arbeitsmäßig im
Eingriff steht, und einen Gewindeschaft hat, der mit dem Ver
schlußstück bzw. der Spitze arbeitsmäßig im Eingriff steht der
art, daß die ringförmige Schulter an dem Einlaß des zylin
drischen Körpers und das Verschlußstück bzw. die Spitze an dem
Ende des zylindrischen Körpers verriegelt oder festgelegt sind.
Weiterhin ist ein mit Gewinde versehener Anschlagring vorgese
hen, der in Arbeitseingriff mit dem Gewindeschaft steht und auf
das zweite Endstück wirkt derart, daß der Kopf in einem hinter
schnittenen Gehäuse festgelegt wird, welches von dem Endstück
selbst dargeboten wird.
Vorzugsweise ist dem Einlaß des zylindrischen Körpers ein Dich
tungsring zugeordnet, der durch Berührung mit der Ringschulter
des zweiten Endstücks dahingehend wirkt, den Einlaß dichtend
abzuschließen.
Gemäß weiterer bevorzugter Merkmale der Erfindung umfaßt die
erste Klemmeinrichtung einen Tragarm für Eingriff mit dem er
sten Endstück des mittleren Kerns, während die zweite Klemmein
richtung wenigstens zwei Einspritzformhälften aufweist, die
zwischen einer offenen Position, in welcher sie sich in einem
Abstand voneinander befinden, und einer geschlossenen Position
bewegbar sind, in welcher sie nahe aneinander angeordnet sind,
um die Positionierung des zweiten Endstücks festzulegen bzw. zu
fixieren.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Ein
spritzdüse mit dem Förderhohlraum durch wenigstens ein Kanalsy
stem verbunden ist, welches in der zweiten Klemmeinrichtung ge
bildet ist.
Vorzugsweise haben das Kanalsystem bzw. die Kanalsysteme wenig
stens einen Abschnitt, der an den Hohlraum axial symmetrisch
und gleichachsig zu der Achse des mittleren Kerns angrenzt.
Gemäß einem anderen bevorzugten Merkmal der Erfindung wird das
vollständige Fehlen unerwünschter seitlicher Biegungen des
mittleren Kerns weiter gewährleistet durch Anlegen einer mecha
nischen Zugwirkung an den letzteren, falls eine Zugbeanspru
chungsänderung des Kernes während des Einspritzens des elasto
meren Materials auftreten sollte.
Insbesondere schafft gemäß diesem Merkmal die Erfindung eine
Vorrichtung zum Herstellen von Verbundisolatoren für elektri
sche Freileitungen, bei welcher jeder der Isolatoren einen
mittleren Kern umfaßt, der aus Verbundmaterial gebildet und mit
einem äußeren Überzug aus elastomerem Material versehen ist so
wie ein erstes und ein zweites Endstück hat, die einem ersten
bzw. einem zweiten Ende des Kernes zugeordnet sind und aus dem
Überzug aus elastomerem Material nach außen vorragen. Die vor
richtung umfaßt:
- - ein Basisgebilde;
- - eine erste Klemmeinrichtung zum Erfassen und Abstützen des ersten Endstücks;
- - eine zweite Klemmeinrichtung zum Erfassen des zweiten End stücks;
- - wenigstens zwei Formhälften, die relativ zu dem Basisgebilde verschiebbar geführt und zwischen einer offenen Position, in welcher sie sich in einem Abstand voneinander befinden, und ei ner geschlossenen Position bewegbar sind, in der sie ein Füll gehäuse rund um den Kern bilden, dessen Gestalt der äußeren Ge stalt des Isolatorüberzuges entspricht; und
- - eine Einspritzeinrichtung zum Einführen einer Menge von sich in plastischem Zustand befindenden elastomeren Materials in das Füllgehäuse, um das Gehäuse vollständig zu füllen.
Die Vorrichtung ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet,
daß sie weiterhin folgendes aufweist:
- - eine Meßeinrichtung, die in Reihe zwischen dem mittleren Kern und dem Basisgebilde angeordnet ist und mögliche Änderungen des axialen Zugbeanspruchungszustandes des Kerns feststellen kann;
- - eine Zugeinrichtung, die axial auf den mittleren Kern wirkt und an den mittleren Kern eine mechanische Zugkraft anlegen kann, und
- - Antriebs- und Steuermittel, die auf die Zugeinrichtung in Kombination mit der Meßeinrichtung einwirken und das Arbeiten der Zugeinrichtung beim Ansprechen auf das Feststellen von Ver änderungen des axialen Zugbeanspruchungszustandes des Kerns steuern.
Im Einzelnen umfaßt die Zugeinrichtung eine fluidbetätigte Be
tätigungseinrichtung, die mit dem Basisgebilde im Eingriff
steht und auf die erste Klemmeinrichtung wirkt.
Die Meßeinrichtung umfaßt ihrerseits eine Belastungszelle (load
cell), die arbeitsmäßig zwischen der ersten Klemmeinrichtung
und der fluidbetätigten Betätigungseinrichtung angeordnet ist.
Die erste Klemmeinrichtung umfaßt einen Tragarm mit einem ga
belförmigen Teil, in welchem das erste Endstück des mittleren
Kerns im Eingriff steht, und die zweite Klemmeinrichtung umfaßt
wenigstens zwei Einspritzformhälften, die zwischen einer offe
nen Position, in der sie sich in einem Abstand voneinander be
finden, und einer geschlossenen Position bewegbar ist, in wel
cher sie sich nahe beieinander befinden, um die Position des
zweiten Endstücks des mittleren Kerns festzulegen.
Die Antriebs- und Steuermittel umfassen eine automatische Ver
arbeitungseinheit, die das Anlegen einer Zugkraft an den Kern
bewirken kann, deren Wert der festgestellten Veränderung des
Zugbeanspruchungszustandes des Kernes selbst entspricht, basie
rend auf einer vorbestimmten Korrelation.
Gemäß einem weiteren Merkmal betrifft die Erfindung ein Verfah
ren zum Herstellen von Verbundisolatoren für elektrische Frei
leitungen, wobei jeder Isolator einen mittleren Kern aus Ver
bundmaterial umfaßt, der mit einem äußeren Überzug aus elasto
merem Material versehen ist und ein erstes und ein zweites End
stück hat, die einem ersten bzw. einem zweiten Ende des Kerns
zugeordnet sind und aus dem Überzug aus elastomerem Material
nach außen vorragen. Das Verfahren umfaßt folgende Schritte:
- - strammes bzw. sicheres Abstützen des mittleren Kerns durch Erfassen des ersten und des zweiten Endstücks;
- - Einschließen des Kerns zwischen wenigstens zwei Formhälften, die zwischen einer offenen Position, in welcher sie sich in ei nem Abstand voneinander befinden, und einer geschlossenen Posi tion bewegbar sind, in welcher sie ein Füllgehäuse rund um den Kern bilden, dessen Gestalt der Gestalt des äußeren Isolator überzuges entspricht;
- - Einspritzen einer Menge sich in plastischem Zustand befinden den elastomeren Materials in das Füllgehäuse, um das Gehäuse vollständig zu füllen;
- - Hervorrufen einer Vernetzung des in die Formhälften einge führten elastomeren Materials; und
- - Auseinanderbewegen der Formhälften von dem Isolator weg, in dem die Formhälften aus der geschlossenen Position in die of fene Position gebracht werden.
Das Verfahren ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet,
daß während des Schrittes des Einspritzens und vor dem Schritt
des Vernetzens die nachstehend angegebenen weiteren Schritte
ausgeführt werden:
- - Feststellen möglicher Änderungen des axialen Zugbeanspru chungszustandes des mittleren Kerns als Ergebnis von Verformun gen des Kerns als Folge von seitlicher Auslenkung; und
- - Anlegen einer zusätzlichen Zugkraft eines vorbestimmten Wer tes an den Kern jedesmal, wenn eine Änderung des Zugbe anspruchungszustandes auftritt.
Insbesondere umfaßt das Verfahren gemäß der Erfindung vor dem
Einspritzschritt einen anfänglichen Schritt zum Anlegen einer
Vorspannung an den mittleren Kern, deren Wert wenigstens die
Montagespiele auf Null verringern kann.
Gemäß einer Ausführungsform wird die zusätzliche Zugkraft auf
recht erhalten, soweit der sich daraus ergebende Zugbeanspru
chungswert einen konstanten Wert wenigstens über einen vorbe
stimmten Zeitraum annimmt. Alternativ wird die zusätzliche Zug
kraft für einen vorbestimmten Zeitraum aufrecht erhalten oder
bleibt aufrecht erhalten bis zum Ende des Einspritzens des ela
stomeren Materials, welches den äußeren Isolatorüberzug bildet.
Die zusätzliche Zugkraft ist niedriger als ein Wert gleich ei
nem Zehntel der letzten oder höchsten Zugbeanspruchung des
Kerns, und vorzugsweise niedriger als ein Wert entsprechend ei
ner Dehnung oder Verlängerung von 1/1000 des Kernes.
Die maximale zusätzliche Zugkraft, die an den Kern angelegt
wird, liegt zwischen dem fünffachen und dem zehnfachen des ab
soluten Wertes der festgestellten Änderung des axialen Zugbean
spruchungszustandes.
Zweckmäßig wird die zusätzliche Zugkraft im wesentlichen auf
Null zurückgeführt vor dem Beginn der Vernetzung, und während
der Vernetzung wird eine Gesamtrestzugbeanspruchung in dem Kern
aufrecht erhalten, die niedriger ist als ein Wert gleich 1/20
der Zugbeanspruchung des Kernes und vorzugsweise niedriger als
ein Wert, der einer Dehnung oder Verlängerung von 0,5/1000 des
Kerns entspricht.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispiels
weise erläutert.
Fig. 1 ist eine Vorderansicht einer Formvorrichtung gemäß
der Erfindung, wobei die Formhälften in der geschlosse
nen Position dargestellt sind.
Fig. 2 ist eine der Fig. 1 ähnliche Ansicht, in welcher die
Formhälften in der offenen Position dargestellt sind.
Fig. 3 ist eine teilweise im Schnitt gehaltene Seitenansicht
der Vorrichtung gemäß den Fig. 1 und 2.
Fig. 4 ist eine in vergrößertem Maßstab gehaltene Schnittan
sicht, in welcher insbesondere die Hülse dargestellt
ist, die zu der Einspritzeinrichtung gehört.
Fig. 5 ist eine teilweise im Schnitt gehaltene Vorderansicht
der Vorrichtung gemäß Fig. 1, wobei die Formhälften in
der geschlossenen Position und eine Zugeinrichtung dar
gestellt sind, welche mechanische Zugbeanspruchung in
axialer Richtung an den mittleren Kern des Isolators in
der Form anlegen kann.
Fig. 6 ist eine teilweise geschnittene Vorderansicht
der Vorrichtung gemäß Fig. 5, in welcher die Formhälf
ten in der geschlossenen Position dargestellt sind.
In den Fig. 1, 2 und 3 ist eine Vorrichtung zum Herstellen
von Verbundisolatoren für elektrische Freileitungen gemäß der
Erfindung mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet.
Die Vorrichtung 1 ist dazu bestimmt, Isolatoren 2 (Fig. 2)
herzustellen, deren jeder einen zylindrischen mittleren Kern
(Fig. 3 und 4) länglicher Form umfaßt, der allgemein aus po
lymerem Harz, welches mit Glasfasern oder dergleichen verstärkt
ist, gebildet ist sowie ein erstes Ende 3a und ein zweites Ende
3b hat.
Dem ersten Ende 3a und dem zweiten Ende 3b ist ein erstes End
stück 5a bzw. ein zweites Endstück 5b zugeordnet, und die End
stücke sind einheitlich an den Enden befestigt und sollen für
das Erfassen des Isolators 2 zwischen einem elektrischen Leiter
und einem Stütz- oder Tragmast verwendet werden, wenn die Iso
latoren an einer nicht dargestellten elektrischen Freileitung
angebracht sind.
Auf den mittleren Kern 3 ist, wie nachstehend im einzelnen be
schrieben, ein äußerer Überzug 4 aus elastomerem Material auf
gebracht, der mit einer Mehrzahl von ringförmigen Vorsprüngen
4a versehen ist, die entlang der Längserstreckung des mittleren
Kerns 3 verteilt sind. Der äußere Überzug 4 hat die Funktion,
den Kern 3 gegen Feuchtigkeit und Verunreinigungsmittel bzw.
Verunreinigungsstoffen zu schützen, um seine elektrischen Ei
genschaften aufrecht zu erhalten, wohingegen die ringförmigen
Vorsprünge 4a in auf dem hier in Rede stehenden Gebiet bekann
ter Weise angeordnet und gestaltet sind derart, daß die
Möglichkeit von Oberflächenentladungen entlang des Isolators
zwischen dem Leiter und dem Mast verringert ist.
Die Vorrichtung 1 umfaßt ein Basisgebilde 6, welches hauptsäch
lich aus zwei Paaren von aufrechten Stützen 6a und 6b besteht,
die am Oberende mittels eines oberen Querstücks 6c miteinander
verbunden sind.
Der mittlere Kern 3 ist durch eine erste und eine zweite Klemm
einrichtung 7 bzw. 8 in der gewünschten Position gehalten, die
ihn nahe dem ersten Endstück 5a bzw. nahe dem zweiten Endstück
5b erfassen.
Insbesondere umfaßt die erste Klemmeinrichtung 7 im wesentli
chen einen Tragarm 7a, der an der Mittellinie des Querstücks 6a
befestigt ist und das erste Endstück 5a erfaßt.
Die zweite Klemmeinrichtung 8 umfaßt ihrerseits ein Paar von
Einspritzformhälften 8a, die im unteren Teil des Basisgebildes
6 verschiebbar bzw. gleitbar geführt und unter der Wirkung be
treffender Betätigungsorgane 8b zwischen einer offenen Posi
tion, in der sie sich in einem Abstand voneinander befinden
(Fig. 2), und einer geschlossenen Position bewegbar sind, in
welcher sie gegeneinandergedrückt sind (Fig. 3), so daß sie
mit dem zweiten Endstück 5b im Eingriff stehen, wie es nachste
hend im einzelnen beschrieben wird.
Mit den Stützen 6a und 6b stehen zwei Formungs-Formhälften 9a
und 9b über betreffende Gleitstücke 20a, 20b in Gleiteingriff.
Die Formhälften 9a, 9b sind ebenfalls bewegbar über betreffende
Betätigungsorgane 21a, 21b zwischen einer offenen Position, in
welcher sie in einem Abstand voneinander und in einem gleichen
Abstand von dem mittleren Kern 3 liegen (Fig. 2), und einer
geschlossenen Position, in welcher sie nahe beieinander
angeordnet sind, um gleichachsig rund um den Kern 3 ein Füllge
häuse 9c zu bilden, dessen Gestalt mit der äußeren Gestalt des
Isolators 2 und der Gestalt des Überzuges 4 übereinstimmt.
Vorzugsweise befinden sich, wie in den Fig. 1, 3 und 4 dar
gestellt, die Formhälften 9a, 9b in der geschlossenen Position
in Anlage an den Einspritzformhälften 8a.
Eine Einspritzeinrichtung 10 ist den Einspritzformhälften 8a
zugeordnet und gemäß der Erfindung so angeordnet, daß eine vor
bestimmte Menge elastomeren Materials in einer Richtung gleich
achsig zu dem mittleren Kern 3 in das Füllgehäuse 9c eingeführt
wird.
Die Einspritzeinrichtung 10 umfaßt hauptsächlich eine Düse 11
(Fig. 3), die mit elastomerem Material gespeist wird, welches
beispielsweise von einem Extruder kommt, und sie ist so gestal
tet, daß sie mit einem Kanalsystem 11a entfernbar in Eingriff
gebracht werden kann, welches zwischen den Einspritzformhälften
8a gebildet ist. Das Kanalsystem 11a öffnet sich in einen För
derhohlraum 12, der zwischen den Einspritzformhälften 8a gebil
det ist, und in eine Aufnahmehülse 13, die gleichachsig zu dem
zweiten Endstück 5b des mittleren Kerns 3 angeordnet ist.
Zweckmäßig ist wenigstens der Endteil des Kanalsystems 11a, der
an den Hohlraum 12 angrenzt, geradlinig und er verläuft gleich
achsig zu dem Hohlraum 12 und dem mittleren Kern 3.
Es können mehrere Kanalsysteme 11a bzw. mehrere Durchgänge 11a
vorgesehen werden, um das einzuspritzende elastomere Material
dem Hohlraum 12 zuzuführen. In einem solchen Fall werden die
Durchgänge gemäß der Erfindung zur Achse des Isolatorkerns 3
symmetrisch angeordnet.
Insbesondere umfaßt die Aufnahmehülse 13 einen hohlen zylindri
schen Körper 14, der das zweite Endstück 5b des mittleren Kerns
3 aufnimmt, welches in die Hülse 13 eingesetzt werden kann, bis
eine ringförmige Schulter 5c des Endstücks 5b in Anlage gegen
den Einlaß 14c des zylindrischen Körpers 14 gebracht ist.
Vorzugsweise ist zwischen dem Einlaß 14a des zylindrischen Kör
pers 14 und der ringförmigen Schulter 5c ein Dichtungsring 15
angeordnet (Fig. 4).
Eine Spitze 16 ist an dem Ende 14b des zylindrischen Körpers 14
dem Einlaß 14a entgegengesetzt gleichachsig angeordnet, und ein
Schaft 17b eines Gewindeteils 17 steht mit der Spitze 16 über
ein mit Gewinde versehenes Blindloch 16a im Eingriff. Der Ge
windeteil 17 ist weiterhin mit einem Kopf 17a versehen, der in
einem unterschnittenen Gehäuse 5d arbeitsmäßig aufgenommen wer
den kann, welches üblicherweise von dem zweiten Endstück 5b des
mittleren Kerns 3 dargeboten wird.
Ein ringförmiger Kranz 14c, der sich radial nach außen er
streckt, ist nahe dem Einlaß 14a des zylindrischen Körpers 14
vorgesehen, und, wie in Fig. 4 dargestellt ist, kann er zwi
schen den Einspritzformhälften 8a und den Formhälften 9a und 9b
in der geschlossenen Position derart erfaßt werden, daß die
Hülse 13 und demgemäß das zweite Endstück 5b festgeklemmt wer
den.
Zusätzlich ist der ringförmige Kranz 14c mit mehreren durchge
henden Öffnungen 19 versehen, die auf dem Umfang verteilt sind
und in gleichen Abständen voneinander liegen. Diese Öffnungen
19, von denen in Fig. 4 nur eine dargestellt ist, dienen dazu,
den Förderhohlraum 12 mit dem Füllgehäuse 9c in Verbindung zu
bringen.
Die Arbeitsweise der soweit beschriebenen Vorrichtung 1 ist wie
folgt:
Zuerst wird der mittlere Kern 3 des zu bildenden Isolators ei
ner Vorbehandlung unterworfen, welche den Eingriff des Gewinde
teilkopfes 17a in dem hinterschnittenen Gehäuse 5d des zweiten
Endstücks 5b und das darauffolgende Festklemmen des Gewinde
teils 17 in seiner Position umfaßt durch Festlegen eines Gewin
deanschlagringes 18 an dem zweiten Endstück 5b.
Zu diesem Zeitpunkt ist das zweite Endstück 5b in der Aufnahme
hülse 13 aufgenommen, so daß seine ringförmige Schulter 5c mit
dem Dichtungsring 15 in Eingriff steht, der dem Einlaß 14a des
zylindrischen Körpers 14 zugeordnet ist.
Dann wird die Spitze 16 mit dem Ende 14b des zylindrischen Kör
pers 14 in Eingriff gebracht, indem die Spitze 16 auf den Ge
windeteil 17 geschraubt wird.
Durch den obigen Schraubvorgang werden ein festes Verriegeln
der Spitze 16 und der ringförmigen Schulter 5c gegen das Ende
14b des zylindrischen Körpers 14 bzw. gegen den Dichtungsring
15 erzielt, wodurch verhindert wird, daß das elastische Über
zugsmaterial, welches nachfolgend eingespritzt wird, mit dem
Endstück 5b in Berührung gelangt.
Zu diesem Zeitpunkt wird der mittlere Kern 3 in der Vorrichtung
1 angeordnet, deren Einspritzformhälften 8a und die zur Formung
dienenden Formhälften 9a und 9b sich in der vollständig offenen
Position befinden.
Insbesondere wird das erste Endstück 5a mit dem Tragarm 7a in
Eingriff gebracht, und danach wird die das zweite Endstück 5b
enthaltende bzw. aufnehmende Hülse 13 zwischen den Einspritz
formhälten 8a erfaßt als Ergebnis der Verschiebung der Ein
spritzformhälften 8a mittels der Betätigungsorgane 8b in die
geschlossene Position.
Durch das Schließen der Einspritzformhälften 8a wird der För
derhohlraum 12 rund um die Hülse 13 gebildet und das Kanalsy
stem bzw. die Durchgänge 11a bilden eine Verbindung zwischen
dem Hohlraum 12 und der Düse 11.
In der gleichen Weise wird durch das nachfolgende Schließen der
zur Formung dienenden Formhälften 9a und 9b das Füllgehäuse 9c
rund um den mittleren Kern 3 entsprechend der äußeren Gestalt
des Isolators gebildet.
Dann wird das elastomere Material durch die Düse 11 in das Ka
nalsystem 11a und den Förderhohlraum 12 eingespritzt. Durch die
Öffnungen 19 in dem ringförmigen Kranz 14c hindurch fließt das
in plastischem Zustand befindliche elastomere Material in das
Füllgehäuse 9c und füllt dieses vollständig.
Das Einführen des elastomeren Materials in das Füllgehäuse 9c
findet statt durch Durchgänge 12, 19 hindurch (Hohlraum 12,
Öffnungen 19), wodurch das elastomere Material auf den mittle
ren Kern 3 geführt wird. Die genannten Durchgänge 12, 19 er
strecken sich in einer Richtung parallel zur Achse des mittle
ren Kerns 3 und in symmetrischen axialen Ebenen.
Als Folge der geometrischen Gestalt des Förderhohlraums 12 und
der Öffnungen 19 führen während dieses Schrittes auf das ela
stomere Material ausgeübte Schubkräfte zu Kräften, die parallel
zur Isolatorachse ausgerichtet sind, und die axiale Symmetrie
der Durchgangsabschnitte des Materials entlang der gesamten
Achse des Isolators verhindert das Auftreten von Druckungleich
gewichten an dem Isolatorkern 3.
Wenn das Füllen vervollständigt ist, wird das elastomere Mate
rial einer Vernetzung unterworfen mittels einer Erhitzung der
Formhälften 9a und 9b und wahlweise der Einspritzformhälften
8a.
Nach Ablauf der für das Vernetzen des elastomeren Materials be
stimmten Zeit werden die der Formung dienenden Formhälten 9a,
9b in die offene Position gebracht, um den äußeren Überzug 4
freizugeben, der rund um den mittleren Kern 3 gebildet ist.
Diesem Arbeitsvorgang folgt das gegenseitige Auseinanderbewegen
der Einspritzformhälften 8a, wodurch die Aufnahmehülse 13 außer
Eingriff gebracht wird, was es wiederum möglich macht, nach Ab
nehmen des ersten Endstücks 5a von dem Tragarm 7a den Isolator
2 abzunehmen.
Zu diesem Zeitpunkt befindet sich die Aufnahmehülse 13 in Ver
bindung mit dem Formsteiger, der aus elastomerem Material be
steht, welches im Inneren des Förderhohlraums 12, dem Kanalsy
stem 11a und in den Durchgangsöffnungen 19 in dem ringförmigen
Kranz 14c vernetzt ist. Daher ist es, um die Hülse 13 von dem
fertiggestellten Isolator 2 zu entfernen ausreichend, den Stei
ger von dem äußeren Überzug 4 durch einen einfachen Schneidvor
gang abzutrennen, der an der Höhe der ringförmigen Schulter 5c
radial ausgeführt wird.
Durch Drehen der gesamten Hülse 13 gelangt sie außer Eingriff
mit dem zweiten Endstück 5b des Isolatorkerns 3, und zwar als
Ergebnis des Abschraubens der Spitze 16 von dem Gewindeteil 17.
Der Gewindeteil 17 wird dann von dem zweiten Endstück 5b abge
nommen und die Hülse 13 wird danach von dem Steiger entfernt
für ihre Wiederverwendung.
Da das elastomere Material in das Füllgehäuse 9c mittels paral
lel zur Kernachse wirkenden Schubkräften eingeführt wird, kön
nen mit der Vorrichtung gemäß der Erfindung Verbundisolatoren
hergestellt werden ohne die Gefahr von axialen und seitlichen
Ausbiegungen oder Auslenkungen des mittleren Kerns 3 als Folge
von radialen Schubkräften, die durch das eingespritzte Material
asymmetrisch ausgeübt werden. Tatsächlich fließt beim zunehmen
den Füllen des Hohlraums für den Isolatorüberzug das sich in
fließfähigem Zustand befindende elastomere Material in im we
sentlichen axialer Richtung entlang der gesamten Länge des Iso
lators, und es sind keine asymmetrischen Fließablenkungen oder
andere Störungen vorhanden, die in Verbindung mit den rheologi
schen Eigenschaften des Materials zu lokalisierten Druckerhö
hungen an dem mittleren Kern 3 führen könnten, wodurch asymme
trische Schubkräfte und Ablenkungen oder Auslenkungen des
Kernes hervorgerufen werden könnten.
Die Fig. 5 und 6 zeigen eine Vorrichtung zum Herstellen von
Verbundisolatoren für elektrische Freileitungen gemäß einer an
deren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Hierbei sind
Teile, die Teilen der ersten Ausführungsform entsprechen, mit
den gleichen Bezugszeichen versehen.
Bei dieser anderen Ausführungsform umfaßt die erste Klemmein
richtung 7 einen Tragarm 7a, der nahe der Mittellinie des Quer
stücks 6a angeordnet ist.
Der Tragarm 7a hat einen gegabelten Teil 7b, der mit dem ersten
Endstück 5a des Kerns 3 in Eingriff tritt und dieses wenigstens
axial hält.
Die zweite Klemmeinrichtung 8 umfaßt ihrerseits die beiden Ein
spritzformhälften 8a, die im unteren Abschnitt des Basisgebil
des 6 verschiebbar geführt und unter der Wirkung von fluidbetä
tigten Zylindern 8b zwischen einer offenen Position, in der sie
sich im Abstand voneinander befinden (Fig. 6) und einer ge
schlossenen Position bewegbar sind, in welcher sie
gegeneinandergepreßt werden (Fig. 5) für Eingriff mit dem
zweiten Endstück 5b.
Zwei der Formung dienende Formhälften 9a und 9b stehen mit dem
Basisgebilde 6 in Gleiteingriff und insbesondere mit den Stüt
zen 6a und 6b über betreffende einander zugewandte Gleitführun
gen 20a und 20b.
Die Formhälften 9a, 9b sind ebenfalls zwischen einer offenen
Position, in der sie sich in einem Abstand voneinander und in
gleichem Abstand von dem mittleren Kern 3 (Fig. 6) befinden,
und einer geschlossenen Position (Fig. 5) bewegbar, in welcher
sie nahe beieinander angeordnet sind, um ein Füllgehäuse 9c zu
bilden, dessen Gestalt der äußeren Gestalt des Isolators 2 und
der Gestalt des Überzugs 4 entspricht und rund um den Kern 3
und gleichachsig zu diesem gebildet ist.
Eine Einspritzeinrichtung 10 ist der Vorrichtung 1 zugeordnet.
Die Einspritzeinrichtung 10 kann eine vorbestimmte Menge von
sich in plastischem Zustand befindenden elastomeren Materials
in das Füllgehäuse 9c einfüllen, um dieses vollständig zu fül
len.
Gemäß der Erfindung sind zwischen wenigstens der ersten Klemm
einrichtung 7 und dem Basisgebilde 6 Vorkehrungen getroffen für
die Anordnung einer Meßeinrichtung 22, die dazu gestaltet ist,
mögliche Änderungen des axialen Zugbeanspruchungszustandes des
mittleren Kerns 3 während der Herstellung des Isolators 2 fest
zustellen. Es sind auch Vorkehrungen getroffen für die Anord
nung einer Zugeinrichtung 23, die dazu gestaltet ist, axiale
mechanische Zugkräfte an den mittleren Kern 3 anzulegen bzw.
auf diesen auszuüben, wie es nachstehend im einzelnen beschrie
ben wird.
Die Meßeinrichtung 22 umfaßt eine Belastungszelle 24, die zwi
schen dem Tragarm 7a und dem Basisgebilde 6 arbeitsmäßig ange
ordnet ist, und die Zugeinrichtung 23 umfaßt ein fluidbetätig
tes Organ 25, welches an einem Querstück 6a befestigt ist und
über die Belastungszelle 24 auf den Tragarm 7a wirkt.
Die Arbeitsweise der soweit beschriebenen Vorrichtung 1 ist wie
folgt:
Zuerst wird der mittlere Kern 3 an der ersten Klemmeinrichtung
7 und der zweiten Klemmeinrichtung 8 befestigt.
Insbesondere wird das einem ersten Kernende 3a zugeordnete er
ste Endstück 5a an dem Tragarm 7a angebracht, und das dem zwei
ten Kernende 3b zugeordnete zweite Endstück 5b wird zwischen
den Einspritzformhälften 8a eingeschlossen, die von der offenen
in die geschlossene Position bewegt werden.
Für die vorliegende Erfindung ist es wichtig, daß der Eingriff
des Kernes 3 mit der ersten und der zweiten Klemmeinrichtung 7
bzw. 8 stattfinden sollte, ohne daß irgendein Spiel vorhanden
ist. Vorzugsweise wird nach dem Schließen der Einspritzform
hälften 8a der mittlere Kern 3 einer anfänglichen Vorspannung
eines vorbestimmten Wertes unterworfen unter der Wirkung des
fluidbetätigten Organs 25. Der Wert der anfänglichen Vorspan
nung kann vorteilhaft durch die Belastungszelle 24 gesteuert
bzw. kontrolliert werden.
Danach werden die beiden der Formung dienenden Formhälften 9a
und 9b durch Verschieben an den Führungen 20a und 20b aus der
offenen Position in die geschlossene Position bewegt, wobei sie
in Berührung miteinander gebracht werden, um das Füllgehäuse 9c
rund um den mittleren Kern 3 zu bilden.
Dann wird mittels der zuvor genannten Einspritzeinrichtung 10
eine Menge an sich in plastischem Zustand befindenden elastome
ren Materials unter Druck in das Füllgehäuse 9c eingefüllt.
Während des Einspritzens übt das elastomere Material Schub
kräfte auf den mittleren Kern 3 aus, die aus mehreren Gründen
an der geometrischen Achse des Kerns 3 unausgeglichen sein kön
nen, selbst wenn axial eingespritzt wird.
Als Ergebnis kann bei Vorhandensein eines Ungleichgewichtes
zwischen den durch das elastomere Material ausgeübten Druck
kräften der mittlere Kern 3 einer Gesamtkraft unterworfen wer
den, die in Querrichtung verläuft und das Bestreben hat, den
Kern 3 aus seiner anfänglichen geradlinigen Gestalt auszulenken
oder auszubiegen.
Wenn der mittlere Kern 3 während der Vernetzung ausgelenkt oder
abgebogen bleibt, ergeben sich Dickenänderungen an dem äußeren
Überzug 4 des Isolators 2, und diese Änderungen können, wenn
sie wichtig oder groß sind, eine Verschlechterung der elektri
schen Eigenschaften und der Isoliereigenschaften des Überzuges
4 hervorrufen, insbesondere den Widerstand des Isolators 2 ge
gen agressive oder verunreinigende Umgebungen verringern.
Gemäß der Erfindung ist gefunden worden, daß Kernauslenkungen
oder Kernabbiegungen während des Einspritzens Änderungen des
axialen Zugbeanspruchungszustandes des Kernes 3 hervorrufen,
die zu Erhöhungen oder Verringerungen der mechanischen Zugbean
spruchung führen können, die an den Endstücken 5a und 5b fest
gestellt wird, wobei solche Erhöhungen und Verringerungen durch
die Belastungszelle 24 festgestellt werden.
Die Zelle 24 bewirkt dann eine Betätigung des fluidbetätigten
Organs 25, und zwar über die Steuereinrichtung 26, die bei
spielsweise eine elektronische Steuereinrichtung ist.
Im einzelnen wird das fluidbetätigte Organ 25 derart aktiviert,
daß eine zusätzliche mechanische Zugkraft eines vorbestimmten
Wertes gleichachsig an den Kern 3 angelegt wird. Diese Zugkraft
wirkt einer seitlichen Auslenkung oder Abbiegung des Kerns 3
entgegen und stellt die anfängliche geradlinige Gestalt des
Kernes 3 wieder her.
Vorzugsweise wird die zusätzliche Zugkraft aufrecht erhalten,
bis die Belastungszelle 24 feststellt, daß die Änderung der
Zugbeanspruchung am Kern 3 als Folge einer Auslenkungs- oder
Abbiegungsbeanspruchung an dem Kern 3 einen Wert erreicht hat,
der wenigstens während eines vorbestimmten Zeitraumes konstant
bleibt.
Alternativ kann die zusätzliche Zugkraft während eines zuvor
eingegebenen Zeitraums aufrecht erhalten werden, beginnend zu
dem Zeitpunkt, zu welchem das fluidbetätigte Organ 25 aktiviert
worden ist. Am Ende des eingegebenen Zeitraumes beseitigt das
fluidbetätigte Organ 25 von allein die zusätzliche Zugkraft
oder Zugbeanspruchung, so daß der anfängliche Vorspannungszu
stand des Kernes 3 wiederhergestellt wird.
Offensichtlich kann das Anlegen der zusätzlichen mechanischen
Zugkraft während des Einspritzens jedesmals wiederholt werden,
wenn an dem mittleren Kern 3 eine Änderung des Zugbean
spruchungszustandes als Folge des Auftretens von seitlichen
Ausbiegungen oder Auslenkungen festgestellt wird.
Gemäß einer anderen möglichen Ausführungsform des Verfahrens
bzw. der Arbeitsweise gemäß der Erfindung kann die zusätzliche
mechanische Zugkraft bis zum Ende des Einspritzens aufrecht er
halten werden. In diesem Fall wird eine zusätzliche mechanische
Zugkraft bei jeder Änderung des Zugbeanspruchungszustandes des
Kernes 3, hervorgerufen durch Auslenkungs- oder Abbiegungsbean
spruchungen, angelegt, und die Wirkung jeder zusätzlichen Zug
kraft wird zu den Wirkungen addiert, die durch zuvor angelegte
zusätzliche Zugkräfte hervorgerufen worden sind.
Wenn das Gehäuse 9c vollständig gefüllt ist, wird das elasto
mere Material in üblicher Weise einer Vernetzung unterworfen
durch Erhitzung der Formhälten 9a und 9b, und vorzugsweise wird
die zusätzliche mechanische Zugkraft, die auf den mittleren
Kern 3 ausgeübt wird, aufgehoben oder auf einen niedrigeren
Wert verringert.
Wenn die Vernetzung beendet ist, werden die Formhälften 9a und
9b aus der geschlossenen in die offene Position bewegt, um den
Isolator 2 freizugeben, der den rund um den mittleren Kern 3
gebildeten äußeren Überzug 4 aufweist.
Dem zuletzt genannten Arbeitsvorgang folgt das Auseinanderbewe
gen der Einspritzformhälften 8a, wodurch das zweite Endstück 5b
freigegeben wird, so daß der fertige Isolator 2 entfernt werden
kann, nachdem das erste Endstück 5a außer Eingriff mit dem
Tragarm 7a gebracht worden ist.
Die Einrichtung 10 zum Einspritzen des elastomeren Materials in
das Gehäuse 9c ist vorzugsweise so angeordnet, daß das Material
im wesentlichen in axialer Richtung entlang des Kernes 3 zuge
führt wird, wobei an einem Ende des Kerns 3 begonnen wird, wo
bei beispielsweise das elastomere Material dem Weg 9e folgt,
der in Fig. 5 in gestrichelten Linien dargestellt ist. Dies
ermöglicht es, daß die durch das eingespritzte Material auf den
Kern 3 ausgeübten Schubkräfte im wesentlichen axial ausbalan
ciert bzw. ausgeglichen sind, so daß Kräfte, die das Bestreben
haben, den Kern 3 beispielsweise als Folge des Fehlens von Ho
mogenität der Viskosität des eingspritzten Materials oder der
gleichen zu verformen, falls sie überhaupt vorhanden sind, nur
einen kleinen Wert haben.
Unter diesen Bedingungen ist auch die an den Kern 3 angelegte
zusätzliche axiale Zugkraft, um den Kern in die geradlinige Ge
stalt zurückzuführen bzw. in dieser zu halten, von verringertem
Wert und bewirkt daher keine elastische Dehnung des Kerns 3,
durch welche die Wirksamkeit des fertigen Isolators 2 beein
trächtigt werden könnte.
Vorzugsweise beträgt die axiale Zugkraft, die von dem fluidbe
tätigten Organ 25 angelegt wird, das fünf- bis zehnfache des
absoluten Wertes der festgestellten Änderung des Zugbean
spruchungszustandes des Kernes 3, und sie ist in jedem Fall ge
ringer als ein maximaler Wert gleich 1/10 der höchsten Zugbean
spruchung des Kernes 3 selbst, und vorzugsweise niedriger als
ein Wert, der einer Dehnung bzw. Verlängerung des Kerns 3 um
1/1000 entspricht.
Die axiale Gesamtzugbeanspruchung, die am Ende des Einspritzens
des elastomeren Materials in dem Kern 3 verbleibt und während
der Vernetzung aufrecht erhalten wird, beträgt vorzugsweise we
niger als 1/20 der höchsten oder letzten Zugbeanspruchung des
Kerns 3, und noch mehr bevorzugt weniger als eine Beanspruchung
entsprechend 0,5/1000 der elastischen Dehnung des Kernes 3, so
daß nach der Formung keine bedeutende oder große innere elasti
sche Zugbeanspruchung in dem Isolator 2 verbleibt, die zu einer
Beeinträchtigung des Haftens des Überzuges 4 an dem Kern 3 füh
ren oder Verformungen in dem Gebilde hervorrufen könnte.
Das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung führen
als Folge des Feststellens des Auftretens einer Kernauslenkung
oder Kernausbiegung mittels der Belastungszelle 24 und des An
legens einer Zugkraft durch das Betätigungsorgan 25 von selbst
zur Herstellung von Verbundisolatoren ohne Gefahren von seitli
chen Auslenkungen oder Ausbiegungen des Kerns 3, die sich aus
Schubkräften ergeben, welche während des Einspritzens durch das
elastomere Material ausgeübt werden, und demgemäß ohne Gefahren
für Unregelmäßigkeiten in der Dicke des Überzuges 4.
Daher ist es in einem einzigen Formungs- und Vernetzungsschritt
möglich, Verbundisolatoren herzustellen, und zwar selbst mit
großer Länge, ohne zurückziehbare Stangen verwenden zu müssen
zum Festlegen der axialen Position des Kerns während des Ein
spritzens, und ohne die Anwendung noch komplizierterer Arbeits
weisen, wie sie beim Stand der Technik angewendet werden.
Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Änderungen möglich.
Claims (28)
1. Vorrichtung zum Herstellen von zusammengesetzten Iso
latoren bzw. Verbundisolatoren (2) für elektrische Freileitun
gen, wobei jeder Isolator einen mittleren Kern (3) aus Verbund
material, der an einem Ende ein erstes Endstück (5a) und am an
deren Ende ein zweites Endstück (5b) aufweist, und einen Kern-
Überzug (4) aus elastomerem Material umfaßt, der mit in Längs
richtung verteilten ringförmigen Vorsprüngen (4a) in gleichach
siger Lage zu dem Kern (3) versehen ist, umfassend
- - ein Basisgebilde (6),
- - eine erste Klemmeinrichtung (7), um das erste Endstück (5a) zu erfassen und abzustützen,
- - eine zweite Klemmeinrichtung (8), um das zweite Endstück (5b) zu erfassen, und
- - wenigstens zwei einer Formung dienende Formhälften (9a, 9b), die relativ zu dem Basisgebilde (6) verschiebbar geführt und zwischen einer offenen Position, in der sie sich in einem Ab stand voneinander befinden, und einer geschlossenen Position bewegbar sind, in der sie rund um den Kern (3) ein Füllgehäuse (9c) bilden, dessen Gestalt der äußeren Gestalt des Isolators (2) entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrich tung eine Einspritzeinrichtung (10) zum Einführen einer Menge elastomeren Materials in das Füllgehäuse (9c) aufweist, und daß die Einrichtung Durchgänge (12, 19) umfaßt, die sich in axial symmetrischer Richtung parallel zur Achse des mittleren Kerns (3) erstrecken, um das elastomere Material auf den mittleren Kern (3) zu führen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Einspritzeinrichtung (10) eine mit dem elastomeren Ma
terial gespeiste Einspritzdüse (11) aufweist, die mit einem
Förderhohlraum (12) in Verbindung steht, der zwischen der zwei
ten Klemmeinrichtung (8) und einer Aufnahmehülse (13) gebildet
ist, die an dem zweiten Endstück (5b) gleichachsig befestigt
ist und von der zweiten Klemmeinrichtung (8) sicher erfaßt wer
den kann, und daß der Hohlraum (12) gleichachsig zu dem mittle
ren Kern (3) angeordnet ist und mit dem Füllgehäuse (9c) in
Verbindung steht, welches durch die Formhälften (9a, 9b) in de
ren geschlossener Position gebildet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Aufnahmehülse (13) einen ringförmigen Kranz (14c) auf
weist, der radial in Richtung zur Außenseite der Hülse (13)
vorragt und von der zweiten Klemmeinrichtung (8) erfaßt werden
soll, um die Hülse (13) und das zweite Endstück (5b) festzule
gen und daß der Kranz (14c) auf dem Umfang verteilte durchge
hende Öffnungen (19) aufweist, um den Förderhohlraum (12) mit
dem Füllgehäuse (9c) in Verbindung zu bringen, wobei die durch
gehenden Öffnungen (19) axial symmetrisch vorgesehen sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Hülse (13) umfaßt:
- - einen zylindrischen Körper (14), der das zweite Endstück (5b) aufnimmt und gestaltet ist für Eingriff durch die zweite Klemm einrichtung (8), wobei das zweite Endstück (5b) eine ringför mige Schulter (5c) aufweist, die beim Zusammenfügen in Anlage an dem Einlaß (14a) des zylindrischen Körpers (14) gelangt,
- - ein zugespitztes Verschlußstück (16), welches mit einem Ende (14b) des zylindrischen Körpers (14), welches dem Einlaß (14a) gegenüberliegt, gleichachsig in Eingriff gebracht wird, und
- - einen Gewindeteil (17), der einen Kopf (17a), der mit dem zweiten Endstück (5b) arbeitsmäßig in Eingriff gebracht wird, und einen Gewindeschaft (17b) hat, der mit dem Endstück (16) derart arbeitsmäßig in Eingriff gebracht wird, daß die ringför mige Schulter (5c) an dem Einlaß (14a) des zylindrischen Kör pers (14), und das Endstück (16) an dem Ende (14b) des zylin drischen Körpers (14) festgelegt werden.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß sie weiterhin einen mit Gewinde versehenen Anschlagring
(18) aufweist, der in arbeitsmäßigem Eingriff mit dem Gewinde
schaft (17b) steht und auf das zweite Endstück (5b) wirkt der
art, daß der Kopf (17a) in einem hinterschnittenen Gehäuse (5d)
festgelegt wird, welches von dem Endstück (5b) dargeboten wird.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß dem Einlaß (14a) des zylindrischen Körpers
(14) ein Dichtungsring (15) zugeordnet ist, der so gestaltet
ist, daß er mit der ringförmigen Schulter (5c) des zweiten End
stücks (5b) in Berührung tritt, um den Einlaß (14a) des zylin
drischen Körpers (14) abgedichtet zu schließen.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die erste Klemmeinrichtung (7) einen Trag
arm (7a) aufweist, der mit dem ersten Endstück (5a) des mittle
ren Kerns (3) in Eingriff tritt.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die zweite Klemmeinrichtung (8) wenigstens
zwei Einspitzformhälften (8a) umfaßt, die zwischen einer offe
nen Position, in der sie sich in einem Abstand voneinander be
finden, und einer geschlossenen Position bewegbar sind, in der
sie nahe aneinander angeordnet sind, um die Position des zwei
ten Endstücks (5b) festzulegen.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die Einspritzdüse (11) mit dem Förderhohl
raum (12) mittels wenigstens eines Kanalsystems bzw. eines
Durchganges (11a) verbunden ist, das bzw. der in der zweiten
Klemmeinrichtung (8) gebildet ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß das Kanalsystem bzw. der Durchgang oder die Durchgänge we
nigstens einen Abschnitt angrenzend an den Hohlraum (12) haben,
der zur Achse des mittleren Kerns (3) axial symmetrisch und
gleichachsig zum Kern (3) verläuft.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurchgekennzeichnet,
daß die Aufnahmehülse (13) in der geschlossenen Position der
zur Formung dienenden Formhälften (9a, 9b) und der Einspritz
formhälften (8a) durch diese starr und abnehmbar erfaßbar ist.
12. Vorrichtung, insbesondere nach einem der Ansprüche 1
bis 11, wobei eine Einspritzeinrichtung (10) vorgesehen ist zum
Einführen einer Menge elastomeren Materials, welches sich in
plastischem Zustand befindet, in das Füllgehäuse (9c), um das
Gehäuse vollständig zu füllen, dadurch gekennzeichnet, daß die
Vorrichtung weiterhin umfaßt:
- - eine Meßeinrichtung (22), die in Reihe zwischen dem mittleren Kern (3) und dem Basisgebilde (6) vorgesehen ist, um mögliche Änderungen des axialen Zugbeanspruchungszustandes des Kerns (3) festzustellen,
- - eine Zugeinrichtung (23), die auf den mittleren Kern (3) axial wirkt und an diesen eine mechanische Zugkraft anlegen kann, und
- - eine Antriebs- und Steuereinrichtung (26), die in Kombination mit der Meßeinrichtung (22) auf die Zugeinrichtung (23) wirkt, um das Arbeiten der Zugeinrichtung (23) beim Ansprechen auf das Feststellen von Änderungen des axialen Zugbeanspruchungszustan des des Kerns (3) zu steuern.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß die Zugeinrichtung (23) ein fluidbetätigtes Betätigungsor
gan (25) aufweist, welches mit dem Basisgebilde (6) im Eingriff
steht und auf die erste Klemmeinrichtung (7) wirkt.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Meßeinrichtung (22) eine Belastungszelle (24)
aufweist, die arbeitsmäßig zwischen der ersten Klemmeinrichtung
(7) und dem fluidbetätigten Organ (25) angeordnet ist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, da
durch gekennzeichnet, daß die erste Klemmeinrichtung (7) einen
Tragarm (7a) aufweist, der einen gabelförmigen Abschnitt (7b)
hat, in welchem das erste Endstück (5a) des mittleren Kerns (3)
erfaßt ist.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, da
durch gekennzeichnet, daß die zweite Klemmeinrichtung (8) we
nigstens zwei Einspritzformhälften (8a) aufweist, die zwischen
einer offenen Position, in der sie sich in einem Abstand von
einander befinden, und einer geschlossenen Position bewegbar
sind, in der sie nahe aneinander angeordnet sind, um die Posi
tion des zweiten Endstücks (5b) des mittleren Kerns (3) festzu
legen.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, da
durch gekennzeichnet, daß die Antriebs- und Steuereinrichtung
(26) eine automatische Verarbeitungseinheit aufweist zum Her
vorrufen des Anlegens einer Zugkraft an den Kern (3), deren
Wert der festgestellten Änderung des Zugbeanspruchungszustandes
des Kerns (3) entspricht, basierend auf einer vorbestimmten
Korrelation.
18. Verfahren zum Herstellen von Verbundisolatoren für
elektrische Freileitungen, wobei jeder Isolator (2) einen mitt
leren Kern (3) aus Verbundmaterial aufweist, der mit einem äu
ßeren Überzug (4) aus elastomerem Material versehen wird und
ein erstes Endstück (5a) und ein zweites Endstück (5b) umfaßt,
die einem ersten (3a) bzw. einem zweiten (3b) Ende des Kerns
zugeordnet sind und aus dem Überzug (4) aus elastomerem Mate
rial nach außen vorragen, wobei das Verfahren folgende Schritte
umfaßt:
- - strammes Abstützen des mittleren Kerns (3) durch Festlegen des ersten (5a) und des zweiten (5b) Endstücks,
- - Einschließen des Kerns (3) zwischen wenigstens zwei der For mung dienenden Formhälften (9a, 9b), die zwischen einer offenen Position, in der sie sich in einem Abstand voneinander befin den, und einer geschlossenen Position bewegbar sind, in der sie ein Füllgehäuse (9c) rund um den Kern (3) bilden, dessen Ge stalt der Gestalt des äußeren Isolierüberzuges (4) entspricht,
- - Einspritzen einer Menge sich in plastischem Zustand befinden den elastomeren Materials in das Füllgehäuse (9c), um dieses vollständig zu füllen,
- - Vernetzen des in die Formhälften (9a, 9b) eingeführten elasto meren Materials, und
- - Wegbewegen der Formhälften (9a, 9b) von dem Isolator (2), um sie aus der geschlossenen Position in die offene Position zu bringen, dadurch gekennzeichnet, daß während des Einspritzens und vor dem Vernetzen die nachstehend angegebenen Schritte ausgeführt werden:
- - Feststellen möglicher Änderungen des axialen Zugbeanspru chungszustandes des mittleren Kerns (3) als Ergebnis von Ver formungen des Kerns (3) als Folge von seitlichen Auslenkungen oder Abbiegungen, und
- - Anlegen einer zusätzlichen Zugkraft eines vorbestimmten Wer tes an den Kern (3) jedesmal, wenn eine Änderung seines Zugbe anspruchungszustandes auftritt.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet,
daß vor dem Beginn des Einspritzens dem mittleren Kern (3) eine
anfängliche Vorspannung erteilt wird, deren Wert so gewählt
ist, daß wenigstens die verschiedenen Montagespiele auf Null
verringert werden.
20. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekenn
zeichnet, daß die zusätzliche Zugkraft aufrecht erhalten wird,
bis der sich aus ihr ergebende Zugbeanspruchungswert wenigstens
über einen vorbestimmten Zeitraum konstant bleibt.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch
gekennzeichnet, daß die zusätzliche Zugkraft während einer vor
bestimmten Zeit aufrecht erhalten wird.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch
gekennzeichnet, daß die zusätzliche Zugkraft aufrecht erhalten
wird bis zum Ende des Einspritzens des den äußeren Isolator
überzug (4) bildenden elastomeren Materials.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 22, dadurch
gekennzeichnet, daß die zusätzliche Zugkraft niedriger ist als
ein Wert gleich 1/10 der höchsten oder letzten Zugbeanspruchung
des Kerns (3).
24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet,
daß die an den Kern (3) angelegt maximale zusätzliche Zugkraft
geringer ist als ein Wert, der einer Dehnung von 1/1000 des
Kerns (3) entspricht.
25. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet,
daß die an den Kern (3) angelegte maximale zusätzliche Zugkraft
zwischen dem fünffachen und dem zehnfachen des absoluten Wertes
der festgestellten Änderung des axialen Zugbean
spruchungszustandes des Kerns (3) liegt.
26. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 25, dadurch
gekennzeichnet, daß die zusätzliche Zugkraft vor dem Beginnen
des Vernetzens im wesentlichen auf Null verringert wird.
27. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 26, dadurch
gekennzeichnet, daß die in dem Kern (3) während des Vernetzens
aufrecht erhaltene Gesamtrestzugbeanspruchung geringer ist als
ein Wert gleich 1/20 der Zugbeanspruchung des Kerns.
28. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 26, dadurch
gekennzeichnet, daß die in dem Kern (3) während des Vernetzens
aufrecht erhaltene Gesamtrestzugbeanspruchung geringer ist als
ein Wert, der einer Dehnung von 0,5/1000 des Kerns (3) ent
spricht.
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