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Schmiegsames zylindrisches Rohr aus geschichteten Faserstoffbahnen,
insbesondere für elektrische Isolierzwecke Zylindrische Rohre, insbesondere für
Isolierzwecke der Elektrotechnik, werden zum großen Teil aus geschichtetem Material
hergestellt, d. h. aus übereinandergeschichteten Faserstoffbahnen, die durch Bindemittel
miteinander verbunden sind. Eine bevorzugte Ausführungsform stellt das Hartpapier
dar, aus dem zylindrische Rohre meist in folgender bekannter Weise hergestellt werden.
Mittels 'Wickelmaschinen werden die mit natürlichen oder künstlichen Harzen überzogenen
Papierbahnen unter Druck und Hitze auf Wickeldorne aufgewickelt, bis bei der Schichtung
die gewünschte Materialstärke erreicht ist, dann wird das Material in üblicher Weise
gehärtet.
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Selbstverständlich ist der kreisrunde Querschnitt für die Herstellung
von zylindrischen Rohren aus geschichtetem Werkstoff am geeignetsten und bequemsten,
nicht nur beim Wickelprozeß, wie auch beim Erhärtungsprozeß. Vom Kreise abweichende
Querschnittsformen, die für die praktische Verwendung häufig Vorzüge haben, bieten
Schwierigkeiten in der Herstellung und sind vielfach die Ursache für geringere Güte
des Werkstoffs. Anderseits sind die kreiszylindrischen Rohre aus geschichtetem Werkstoff
im allgemeinen zu fest und zu stark, um sich einer anderen Querschnittsform nachträglich
anpassen zu lassen, ohne in der Struktur Schaden zu nehmen. Wollte man beispielsweise
einen kreisrunden Hartpapierzylinder mit üblicher Wandstärke nachträglich als Kesselauskleidung
in die ovale Querschnittsform eines ölschalterkessels einfügen, so ist dies selbst
bei großen Durchmessern von einem Meter und darüber ganz unmöglich, müßten sich
doch an den Stellen des verkleinerten Krümmungsradius die Innenschichten stark verkürzen
und die Außenschichten entsprechend strecken, während an den Stellen, wo der Krümmungsradius
bei der Änderung der Querschnittsform vergrößert wird, das Umgekehrte notwendig
wäre. Schon bei Wandstärken von einigen Millimetern würden hierbei große mechanische
Beanspruchungen auftreten, denen das geschichtete Material, auch das durch große
mechanische Festigkeit ausgezeichnete Hartpapier, nicht gewachsen ist.
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Die Erfindung gibt ein Mittel an die Hand, um kreiszylindrische Rohre
aus geschichtetem Werkstoff so schmiegsam herzustellen, daß sie auch noch nach der
Erfindung recht weitgehende elastische Änderungen ihrer Querschnittsform gestatten..
Erfindungsgemäß wird die Wandung der Zylinder in so viele in sich geschlossene Einzelschichten
unterteilt, daß einerseits die Gesamtstärke den praktischen Erfordernissen, beispielsweise
der elektrischen Isolierung, genügt, anderseits die Biegsamkeit der Teilschichten
in Verbindung
mit der gegenseitigen Verschiebbarkeit dieser Teilschichten
eine genügende Schmiegsamkeit des Gesamtquerschnitts gewährleistet. Beispielsweise
erhält ein Hartpapierzylinder von etwa i m Durchmesser und q. mm Wandstärke eine
weitgehende Schmiegsamkeit, wenn s°ine Wandung in vier Schichten zu je i mm unterteilt
ist.
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Es ist zwar schon bekannt, aus Glasfäden Isolierkörper in der Weise
herzustellen, daß unter sich parallele Glasfäden in einer Schicht angeordnet, auf
diese eine zweite Schicht von unter sich ebenfalls parallelen, aber die Richtung
der Glasfäden der ersten Schicht kreuzenden Glasfäden angeordnet wird usw., und
daß die Oberflächen der einzelnen Schichten dieser Glasfäden mit einem Klebmittel
versehen werden, welches nach dem Trocknen nicht zerreiblich sein, sondern weich
bleiben soll. Dabei ist angegeben, daß dieses Kleb-oder Imprägnierungsmittel nach
Belieben auf allen oder nur auf einer gewissen Zahl von Schichten angebracht werden
kann. Dabei soll aber die Anordnung so getroffen werden, daß im letzteren Falle
imprägnierte Schichten der Glasfäden auf nicht imprägnierte Schichten gelegt und
dadurch mit diesen vereinigt werden. Abgesehen von dem völlig andersartigen Grundstoff
unterscheidet sich der Erfindungsgegenstand dem bekannten Vorschlag gegenüber also
dadurch, daß hier eine Verbesserung der bekannten und in der Technik in großem Umfange
angewandten zylindrischen Rohre aus geschichteten Faserstoffbahnen, wie Hartpapier,
geschaffen wird, wodurch diesen Rohren eine bisher nicht erreichbar gewesene Schmiegsamkeit
und Elastizität verliehen wird. Daß und wie sich dies erreichen läßt, konnte aus
der Vorveröffentlichung, welche die Herstellung von Isolierkörpern aus Glasfäden
betrifft, nicht entnommen werden.
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Es ist zwar auch schon vorgeschlagen worden, bei der Herstellung von
Formstücken aus gewickelten Papierrohren das mit Klebstoff bestrichene und dann
ausgetrocknete Papier lose aufzuwickeln, im kalten Zustand in die gewünschte Form
zu pressen und dann erst zwecks Herbeiführung der Bindung zwischen Papiermasse und
Klebstoff in der Form zu erhitzen. Der so hergestellte fertige Gegenstand besitzt
aber keine gegeneinander verschiebbare Einzelschichten und unterscheidet sich daher
in seiner Schmiegsamkeit und Elastizität auch in keiner Weise von den nach dem gebräuchlichen
Verfahren durch Wikkeln und gleichzeitiges Pressen aus geschichteten Faserstoffbahnen
hergestellten zylindrischen Röhren.
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Bei der Herstellung von Hartpapierzylinlern gemäß der Erfindung hat
es sich als besonders zweckmäßig erwiesen, die Unferteilung der Wandstärke in Einzelschichten
dadurch zu erzielen, daß man in an sich bekannter Weise während des Wickelprozesses
in den der Stärke der Einzelschichten entsprechenden Abständen einen Bogen nicht
klebfähigen Papiers einlaufen läßt, dessen Breite mindestens der Breite der Papierbahn
und dessen Länge dem Wickelumfang an der betreffenden Schicht entspricht oder eine
größere Länge aufweist; aber es ist häufig sehr zweckmäßig, die Länge des nicht
klebfähigen Papiers kürzer zu wählen. So entstehen axiale Bindestreifen, die die
unterteilten Zylinder zusammenhalten. Diese Haltestreifen beeinflussen die Biegefähigkeit
des Körpers praktisch nicht, besonders, wenn sie im Umfang versetzt angeordnet sind.
Der Papierbogen kann völlig roh oder auch imprägniert sein.
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Durch die Einlagen erhält man eine Unterteilung der Wandung in Einzelschichten,
die zwar infolge des Wickelprozesses sich eng übereinanderpressen und äußerlich
ein Ganzes bilden, .aber doch infolge ihrer eigenen Schmiegsamkeit und der gegenseitigen
Verschiebbarkeit in den ungebundenen Schichtflächen dem Gesamtzylinder eine solche
Schmiegsamkeit geben, daß seine kreisrunde Querschnittsform nachträglich in weiten
Grenzen elastisch verändert werden kann, z. B. zu ovalen Formen, rechteckigen Formen,
mit abgerundeten Ecken u. dgl. Statt einer nicht klebfähigen Zwischenlage können
auch mehrere übereinanderliegen. Falls durch die Einlagen bei höheren elektrischen
Beanspruchungen Schwierigkeiten entstehen könnten, ist es natürlich möglich, den
Zylinder z. B. nach der Formung und dem Einbau mit den üblichen dielektrischen Materialien,
wie Öl, Paraffin, natürlichen oder Erd- oder Kunstwachsen u. dgl., zu tränken.
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Im allgemeinen wird der Zylinder die abweichende Querschnittsform
nur unter dem Einfluß eines äußeren Zwanges behalten, z. B. durch eine ovale Wandung
des eisernen Ölschalterkessels, um bei dem vorerwähnten Beispiel zu bleiben. Im
Transformatorenbau können solche vom Kreisquerschnitt ab- i weichende Isolierzylinder
durch zweckmäßige Bauart in der aufgezwungenen Lage festgehalten werden. Besonders
wird man für diesen Zweck die zwischen den Wicklungselementen oder an den Wicklungsenden
liegen- i den Isolierplatten oder metallische Kränze u. dgl. verwenden.