DE973821C

DE973821C - Verfahren zur Herstellung von Formhuelsen aus Hartpapier oder aehnlichen Stoffen

Info

Publication number: DE973821C
Application number: DED16627A
Authority: DE
Inventors: Ernst Dr-Ing Kirch
Original assignee: Dielektra GmbH
Current assignee: Von Roll Isola GmbH
Priority date: 1953-12-22
Filing date: 1953-12-22
Publication date: 1960-06-15

Description

Für die Umkleidung von Sammelschienen sowie für die Verwendung im Schalter- oder sonstigen Apparatebau werden vielfach rechteckige Hartpapierhülsen mit mehr oder minder abgerundeten Ecken verwendet. Ihre Wandstärke richtet sich nach der Höhe der Spannung. Entweder enthalten sie keinerlei Einlagen oder eine Potentialeinlage in der Nahe des bedeckten Leiters, um Glimmen in Hohlräumen zwischen Leiter und Hülse unmöglich zu machen, oder aber in neuerer Zeit, nachdem sie für höhere Spannungen Anwendung finden, eine Reihe von Steuereinlagen, wie sie bei Kondensatordurchführungen üblich sind.

Es liegt auf der Hand, daß es schwieriger ist, bei rechteckigen Hülsen Homogenität und hohe Längsdurchschlagsfestigkeit zu erzielen als bei runden Rohren. Eine gewisse Inhomogenität ist jedoch meist nicht von ausschlaggebender Bedeutung, wenn es sich um niedrige oder mäßige Spannungen handelt, weil hier ohnehin aus mechanischen ao Gründen eine stärkere Bemessung vorgenommen wird, als es aus elektrischen Gründen notwendig wäre. Anders liegen jedoch die Verhältnisse, wenn solche Hülsen bei höheren Spannungen und unter höheren Gradienten betrieben werden sollen, ins- »5 besondere dann, wenn sie Potential- oder Steuereinlagen enthalten. Um eine gewisse Homogenisierung zu erzielen, werden deshalb solche Hülsen vielfach in Formen gebacken. Eine solche Form, die sich bei geringen Wandstärken bewährt hat, zeigt beispielsweise die Abb. 1. Diese Form ist zweiteilig. Die Verlängerung der Trennfuge der

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beiden Hälften verläuft etwa diagonal durch den Preßling.

Bei größeren Wandstärken führt die Anwendung

einer solchen an sich guten Form auch bei exaktem Arbeiten nicht zu dem gewünschten Erfolg. Die Gründe hierfür sind folgende:

Preßt man stark, so fließt das Material an den Ecken α und b in die Trennfuge zwischen den Werkzeughälften hinein. Es entstehen dann hier ίο Lockerstellen, durch die es beispielsweise bei Stoßspannungen zu Durchbrüchen in Längsrichtung von den Belagrändern aus kommt bzw. im Dauerbetrieb unter der Wirkung der normalen Betriebsspannung zu Glimmdurchbrüchen senkrecht zur Isolierwand.

Preßt man schwach, so wird beim Verbacken der einzelnen Papierschichten nicht die Dichte erzielt, die günstige elektrische Längsfestigkeit gewährleistet.

Die Erfindung hat nun Verfahren bzw. Maßnahmen zum Gegenstand, durch welche die elektrischen Eigenschaften von solchen rechteckigen Hülsen bzw. ähnlich gestalteten Gebilden verbessert werden. Um die Wirksamkeit der zum Schutz begehrten Maßnahmen darzulegen, bedarf es einer eingehenderen Betrachtung.

Wird eine Hülse um einen rechteckigen Dorn mit abgerundeten Ecken, in Abb. 2 mit c bezeichnet, herumgewickelt, so liegen auch bei Anwendung einer großen Zugspannung die Papiere auf den Flachseiten nicht fest auf. Dies dokumentiert sich dadurch, daß die Messung nach dem Aufwickeln der Isolierschicht in der kleineren Achse eine größere Dickenzunahme zeigt als die Messung in der großen Achse, obwohl die gleiche Anzahl Papiere gleicher Stärke an allen Stellen aufgewickelt ist. Drückt man beispielsweise durch Preßplatten kräftig auf die Flachseiten des papierbewickelten Domes und bringt das erste ursprüng-Hch hohl liegende Papier zur Anlage mit dem Dorn, so muß eine Stauchung stattfinden, derzufolge es zu Falten- und damit zur Hohlraumbildung — meist in der Nähe der Ecken — kommt.

Gemäß der Erfindung wird nun ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem die Formhülsen auf Wickeldorne aufgewickelt werden, die an ihrer gesamten Oberfläche oder Teilen ihrer Oberfläche wellig sind und daß in analoger Weise auch die Oberflächen der bei der Herstellung der Formhülsen verwendeten Preßplatten mit Wellungen versehen sind. Wird jetzt die erste Papierlage gegen die wellenförmige Oberfläche d gedrückt, so kann sie in die Vertiefungen der Wellen ausweichen und findet hier Platz. Wählt man eine größere Wellentiefe und macht damit die gesamte Länge der gewellten Oberfläche größer als die ursprüngliche Papierlänge, so werden die Papiereinlagen nicht nur angeschmiegt, sondern unter Zugspannung gesetzt. Diese Zugspannung bewirkt, daß aus den im vorliegenden Beispiel nicht unter Druck gesetzten Zonen e die Papiere herangeholt werden und sie auch hier auf diese Weise unter der Wirkung des beim Beispiel lediglich auf die Flachseiten ausgeübten Druckes fest auf dem Dorn und aufeinander aufliegen. '

Durch die in analoger Weise wie beim Dorn auch bei den Preßplatten gewählte gewellte Oberfläche / werden auch die äußeren Papierzonen in dem breiten Teil unter Zugspannung gesetzt und so analog den inneren Zonen in den erwähnten, nicht unmittelbar unter Druck stehenden Zonen eine Verdichtung und Homogenisierung herbeigeführt. Die Wellen können verschiedene Höhe und Länge haben, also beispielsweise in der Nähe der Mittellinie g eine größere Höhe als in der Nähe der Ecken des rechteckigen Domes. Ein solches Vorgehen bringt bei dem in der unteren Hälfte der Fig. 2 · gezeigten Beispiel den Vorteil, daß zunächst nur die mittleren Teile der Flachseiten unter Druck gesetzt werden, d. h. die weiter außen liegenden Zonen im Gegensatz zur Anwendung einer gleichmäßigen Wellung am Nachrutschen zur Mitte hin nicht oder nicht nennenswert behindert werden. Bei kleinen und mäßigen Schichtstärken ist es zweckmäßig, wenn die Wellentäler und -berge auf dem Dorn und der Preßplatte jeweils übereinander liegen und so etwa gleiche Schichtstärke an allen Stellen erzielt wird. Bei großen Schichtstärken braucht jedoch erfahrungsgemäß diese Bedingung nicht erfüllt zu sein. go

Weitere Vorteile können bei Anwendung des angegebenen Verfahrens dadurch erzielt werden, daß der Druck in Abhängigkeit von der Zeit stufenweise oder kontinuierlich erhöht wird. Daß man zweckmäßighöhereDrückeerst dann anwendet, wenn das zum Kleben verwendete Harz durch Erwärmen so weich geworden ist, daß unter den bewirkten Kräften ein Gleiten der Lagen möglich ist, bedarf kaum einer besonderen Erwägung.

Die Zusammendrückung der Isolierschicht auf den Flachseiten muß auf ein dem Einzelfall angepaßtes zweckmäßiges Maß begrenzt werden. Dies kann entweder durch die entsprechend gewählte Höhe des Druckes geschehen oder aber durch Anwendung von Mitteln, die die Bewegung der Preßplatten begrenzen. Ein quantitativ richtiges Vorgehen, daß im Gegensatz zu dem alten handwerklichen Vorgehen bis zu einem gewissen Grad rechnerisch vorab festgelegt werden kann, zeigt einen überraschenden Unterschied in der Qualität der nach dem neuen Vorgehen hergestellten im Vergleich zu den nach dem üblichen Verfahren hergestellten Hülsen. Der Unterschied kommt insbesondere dann sehr deutlich zum Ausdruck, wenn es notwendig ist, aus Raum- oder Preisgründen hohe elektrische Beanspruchungen zuzulassen, und läßt sich wohl am besten dadurch charakterisieren, daß in solchen Fällen die Ausschußzahl auf etwa ein Zehntel der Ausschußzahl beim alten Vorgehen reduziert werden kann. Hierin kommt nicht nur iao zum Ausdruck, daß die jeweils geforderten Prüfbedingungen mit größerer Sicherheit eingehalten werden können, sondern auch, daß bei gegebenen Abmessungen eine weit größere Zuverlässigkeit und Betriebssicherheit vorliegt. Einen anderen Beweis für die Gütesteigerung liefert die Tatsache, daß bei

Stoßspannungsversuchen das Zehn- und Mehrfache der Stöße ertragen wird.

Das angemeldete Verfahren ist nicht nur beschränkt auf Papiere und Gewebe, die in der üblichen Weise mit Phenol- oder Kresolharzen bedeckt sind, sondern ist mit gleichem Erfolg anwendbar, wenn Harze auf der Basis von Äthoxylinharz oder andere Harze Verwendung finden bzw. wenn das Papier ganz oder teilweise durch Baumwoll- oder Glastextilien ersetzt ist. Besondere Vorteile weist es z. B. auch dann auf, wenn an Stelle von Papier Filme irgendwelcher Art, wie sie den jeweiligen Gegebenenheiten angepaßt sein müssen, Anwendung finden. Es ist weiterhin auch dann anwendbar, wenn die Filme keines Klebemittels bedürfen, sondern unter der Wirkung von Druck und Wärme selbst miteinander verschweißen. Unter den Schutzumfang fallen weiterhin Verfahren, bei denen im Gegensatz zu dem oben angegebenen Beispiel nicht nur auf die großen Flächen, sondern außerdem in zweckentsprechender Reihenfolge Druck auf die kleinen Flächen ausgeübt wird und wenn nicht nur an den großen Flächen, sondern gegebenenfalls auch an den kleinen Flächen eine Wellung der Dorne bzw. der Druckplattenoberfläche vorgesehen wird.

Weiterhin kann gleichzeitig durch die Anwendung einer Dornverbreiterung während des Preß- und Druckvorganges die Verdichtung und Homogenisierung der Isolierschichten verbessert werden. Schließlich sei erwähnt, daß das angegebene Prinzip nicht nur auf rechteckige Hülsen, wie im Beispiel angegeben, sondern auch auf Formhülsen irgendwelcher Art, beispielsweise Sechskantformhülsen Anwendung finden kann, wobei es wiederum von den Daten abhängig gemacht werden muß, ob auf der gesamten Oberfläche des Domes bzw. der Preßplatten eine Wellung vorgesehen wird oder nur einem Teil der Fläche.

Nach Fertigstellung der Hülsen beläßt man die Wellung an der Oberfläche oder entfernt sie, wenn eine glatte Oberfläche erwünscht erscheint, in bekannter Weise. Die Erfahrung zeigt, daß nicht nur die elektrischen Werte in Schichtrichtung (Längsdurchschlagsfestigkeit) verbessert werden, sondern daß gleichzeitig auch eine Erhöhung der Scherfestigkeit erzielt wird.

Claims

Patentansprüche:

i. Verfahren zur Herstellung von homogenen Formhülsen mit hoher elektrischer Längsdurchschlagsfestigkeit aus Hartpapier oder ähnlichen Stoffen, dadurch gekennzeichnet, daß die Formhülsen auf Wickeldorne aufgewickelt werden, die an ihrer gesamten Oberfläche oder Teilen ihrer Oberfläche wellig sind und daß in analoger Weise auch die Oberflächen der bei der Herstellung der Formhülsen verwendeten Preßplatten mit Wellungen versehen sind.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellentiefe und Wellenlänge an den Oberflächen der Wickeldorne bzw. Preßplatten konstant ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellentiefe der einzelnen Wellen an den Oberflächen der Wickeldorne bzw. Preßplatten unterschiedlich ist.
4. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenlänge an den Oberflächen der Wickeldorne bzw. Preßplatten unterschiedlich ist.
5. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellentiefen und Wellenlängen an den Oberflächen der Wickeldorne bzw. Preßplatten unterschiedlich sind.
6. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachpressung bei der für das Material zweckmäßigsten Temperatur unter konstantem Druck vorgenommen wird.
7. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachpressung bei der für das Material zweckmäßigsten Temperatur unter kontinuierlich bzw. stufenweise gesteigertem Druck vorgenommen wird.
8. Formhülse, hergestellt nach dem Verfahren gemäß Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß diese in der üblichen Weise unter Verwendung von Harzen auf Phenol- bzw. Kresolharzbasis hergestellt wird.
9. Formhülse, hergestellt nach Ansprüchen 1 bis 7 unter Verwendung von härtenden Harzen auf der Basis von Äthoxylinharzen.
10. Formhülse, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Fertigung nach Ansprüchen 1 bis 7 das Papier ganz oder teilweise durch Baumwollfaserstoffe, Glastextilien oder Filme ersetzt ist.
11. Formhülse nach Ansprüchen 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß sie unter Verweridung von selbst verschweißenden Filmmaterialien hergestellt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 272 632, 342 954, j.05 343049,432100,553791;

schweizerische Patentschrift Nr. 211 314;
USA.-Patentschriften Nr. 2 599 878, 2 602 382.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

©509579/102 11.55 (009 531/4 6.60)