JP2004523397A - 電気的なプラスチック絶縁体を製作するための方法および装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、電気的なプラスチック絶縁体（１）を製作するための方法および装置に関するものであり、前記プラスチック絶縁体（１）が、中央に配置された中空コア（２）と、該中央コア（２）の周囲に同軸的に配置された多数の絶縁遮蔽体（３）とを有しており、該絶縁遮蔽体（３）が、中空コア（２）の軸方向でずらして配置されている形式のものに関する。このようなプラスチック絶縁体（１）の製作を改善するために、当該方法は、実質的に次のようなステップを有している：ａ）注型型（４）を、鉛直に配置された中空コア（２）の周囲に、予め規定された軸方向位置で位置決めし、この場合、注型型（４）は、該注型型（４）の軸方向下側に位置する領域（６）に配置されている同軸的な開口（５）と、絶縁遮蔽体（３）を形成するための、上側で開放している成形領域（７）とを有している；ｂ）注型型（４）の軸方向下側に位置する領域（９）において、中空コア（２）と注型型（４）との間にシール結合部を形成する；ｃ）液状のプラスチック材料を、周囲圧力（Ｐｏ）に比べて高められた圧力（Ｐｅ）で、注型型（４）の軸方向領域（１０）内に射出する。この軸方向領域（１０）は、シール結合部（８）の軸方向上側に位置していてかつ注型型（４）の上側端部（１１）の軸方向下側に位置している。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気的なプラスチック絶縁体を製作するための方法および装置に関しており、前記電気的なプラスチック絶縁体が、特にガラス繊維強化プラスチックから成っていて中央に配置されたコアもしくは中空コアと、該コアもしくは中空コアの周囲に同軸的に配置された多数の絶縁遮蔽体とを有しており、該絶縁遮蔽体が、コアもしくは中空コアの軸方向でずらして配置されている形式のものに関する。
【０００２】
このようなプラスチック絶縁体を製作するための方法およびこれに属する装置は、ドイツ連邦共和国特許出願公告第２０４４１７９号明細書に基づき公知である。ここでは、上側で開放している注型型は、中央に配置されていてかつ鉛直に位置決めされているコアの周囲に、同軸的に配置される。次いで、注型型は、液状のシリコーン材料の注入によって充填される。この場合、型はそのキャビティに関して、所望の絶縁遮蔽体に相当する輪郭を有している。シリコーン材料の硬化後、注型型は軸方向で下方に移動させられ、しかも、２つの絶縁遮蔽体の所望の軸方向間隔に相当する値だけ、下方に移動させられる。この方法で個々の絶縁遮蔽体が注型成形される。
【０００３】
公知の方法では、絶縁遮蔽体が注型成形されるシリコーン材料が、特に２５０００［ｍＰａ^＊ｓ］と同じかまたはそれより小さい、比較的に僅かな粘度を有していなければならないことが、不利であると分かった。絶縁遮蔽体の、絶縁に関して有利な表面が得られるようにするためには、シリコーン材料への充填材料の添加は、厳しい条件付きでしか可能ではない。このことは絶縁体の材料コストを著しく上昇させる。
【０００４】
したがって本発明の課題は、冒頭に述べた形式の方法およびこれに属する装置を改良して、比較的に高い粘度を備えた比較的安価なプラスチック材料、特にシリコーン材料を加工することも可能であるにもかかわらず、注型成形された絶縁遮蔽体が品質的に高価値であることを保証することが可能であるようにすることである。さらに、本発明による方法によって、絶縁体の製作に際して比較的に短い製作時間が実現されるようにしたい。
【０００５】
したがって、平均型充填時間を、公知の方法に比べて６０％〜８０％だけ短縮するための努力がなされる。
【０００６】
本発明による、前記課題の解決は、方法に関しては以下のステップによって規定されている。
【０００７】
ａ）まず、絶縁遮蔽体を注型成形するための注型型が、鉛直に配置されたコアもしくは中空コアの、予め規定された軸方向位置で位置決めされる。この場合、注型型はコアもしくは中空コアを同軸的な開口で取り囲んでおり、この開口は、注型型の軸方向下側に位置する領域に配置されている；注型型は、さらに、絶縁遮蔽体を形成するための、上側で開放している成形領域を有している。
【０００８】
ｂ）次に、注型型の軸方向下側に位置する領域において、一方ではコアもしくは中空コアと他方では注型型との間にシール結合部が形成される。これは、例えばシール部材を機能させることによって行われる。
【０００９】
ｃ）次いで、液状のプラスチック材料が、周囲圧力に比べて高められた圧力で、注型型の軸方向領域内に射出される。この軸方向領域は、シール結合部の軸方向上側に位置していてかつ注型型の上側端部の軸方向下側に位置している。前記射出は、プラスチック材料の予め規定された容積で注型型が充填されるまで行われる。
【００１０】
ｄ）次いで、注型型内のプラスチック材料が硬化させられる。
【００１１】
ｅ）硬化後、コアもしくは中空コアと注型型との間のシール結合部が、再び無効にされる。特に、注型型内のシール部材が機能しなくなる。
【００１２】
ｆ）次いで、注型型がコアもしくは中空コアに対して相対的に、絶縁遮蔽体の軸方向間隔に相当する予め規定された移動距離だけ、軸方向で下方に移動させられる。
【００１３】
ｇ）ｂ）〜ｆ）のステップが、所望の個数の絶縁遮蔽体が製作されるまで繰り返される。
【００１４】
１実施態様によれば、プラスチック材料の射出は、少なくとも周囲圧力の５倍に相当する射出圧力で行われる。注型型は、有利には、少なくとも硬化のステップ中、温度調整され、特に加熱される。この加熱は、特に、シリコーンがプラスチック材料として使用される場合、少なくとも６０℃になるように行われる。
【００１５】
電気的なプラスチック絶縁体を製作するための装置は、本発明によれば、注型型の、軸方向下側に位置する領域の下側に位置する端部と、注型型の上側端部との間に、液状のプラスチック材料を加圧注入するための少なくとも１つの射出エレメントもしくは射出通路が配置されているという特徴を有している。
【００１６】
この場合、射出エレメントもしくは射出通路は、有利には注型型の軸方向領域に配置されており、この軸方向領域において、注型型の同軸的な開口内のコアもしくは中空コアが、注型型に狭い間隔を置いて接近している。製作の経済性は、複数の、有利には４つ、６つまたは８つの射出エレメントもしくは射出通路が注型型の全周にわたって均等に分配して配置されていることによって、さらに改善され得る。
【００１７】
注型型をコアもしくは中空コアに対してシールするためのシール部材は、有利には、射出エレメントもしくは射出通路の軸方向位置の下側に配置されている。このシール部材は、有利には、制御可能に機能可能であるかもしくは機能不可能であり、この場合、特にニューマチック式またはハイドロリック式の操作が考えられている。最後に、注型型の上側で開放している成形領域には、温度調整エレメント、特に加熱エレメントが配置されていてよい。
【００１８】
新式の方法の中心思想は、次のことを考慮に入れている。すなわち、プラスチック材料、特にシリコーン材料が高い圧力を加えられて下方から、上側で開放している注型型内に注入されるように、絶縁遮蔽体の製作が注型型によって行われることを、考慮に入れている。すなわち、液状のプラスチック材料は、公知の方法から離れて、もはや周囲圧力下で上方から、開放している注型型内に注入されることはない。
【００１９】
これにより、次のような利点が得られる：
・まず、比較的安価な出発材料が使用され得る。注型材料もしくはシリコーン材料に、全体として材料コストを低減する充填剤が、比較的多量に添加され得る。
【００２０】
・さらに、絶縁遮蔽体の表面の品質を低下させることなく、比較的に高い粘度を備えた液状のプラスチック材料を加工することが可能である。加圧注型によって、粘度が２５０００［ｍＰａ^＊ｓ］をはるかに上回っていて少なくとも８５０００［ｍＰａ^＊ｓ］に至るまでのプラスチック材料を加工することが可能となる。従来、使用される注型材料もしくはシリコーン材料は、高品質の絶縁遮蔽体を製作できるようにするために、極めて希薄液状でなければならなかった。
【００２１】
・したがって、硬化時間が比較的に短い注型材料もしくはシリコーン材料を使用する可能性も得られる。これにより、プラスチック絶縁体のための製作時間が短縮され、かつ当該方法の経済性が相応に高められる。
【００２２】
提案される方法によって、いかなる注型シームも持たないシームレスの絶縁遮蔽体が製作され得る。この場合、注型材料もしくはシリコーン材料は、中央のコアに直接に供給される。
【００２３】
以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。
【００２４】
図１には、電気的なプラスチック絶縁体１を示してある。このプラスチック絶縁体１は、中央に配置された中空コア２を有しており、この中空コア２の周囲には、同軸的に絶縁遮蔽体３が配置されている。この場合、遮蔽体３は、それぞれ互いに一定の間隔ｓを保って配置されており、この間隔ｓは、以下に説明する注型型４の軸方向移動距離に相当する。
【００２５】
図２にも、プラスチック絶縁体１の中央に配置された中空コア２を示してある。この中空コア２の軸線は鉛直に位置決めされている。個々の絶縁遮蔽体の製作のためには、注型型４が使用される。この注型型４は同軸的な開口５を有しており、この開口５は中空コア２を取り囲んでいる。
【００２６】
注型型４は、軸方向下側に位置する領域６を有しており、この領域６は、注型型４の同軸的な開口５で、中空コア２の周囲にほぼ密に当て付けられる。下側の前記領域６の上側には、注型型４の上側で開放している成形領域７が、軸方向に延在している。この成形領域７は、注型型４の本来のキャビティを有しており、このキャビティは、注型成形したい絶縁遮蔽体３の形状を規定している。
【００２７】
注型型４は、中空コア２が鉛直に配置されている場合、運動エレメント（図示せず）によって下方に運動させられる（図３における二重矢印Ｐ参照）。１つの絶縁遮蔽体３が製作された後、注型型４は、図１に示した軸方向移動距離ｓだけ下方に運動させられる。運動中、図２に示してあるようにシール部材１３は機能しておらず、このシール部材１３は、注型型４と中空コア２との間の堅固なシール結合部８（図３参照）を形成するために設けられている。
【００２８】
注型型４が所望の軸方向位置に達した時、有利には、シール部材１３内にハイドロリックまたはニューマチックの圧力が形成されることによって、このシール部材１３が中空コア２に当て付けられる。これにより、シール結合部８が形成される（図３参照）。この場合、シール結合部８は、図２と図３とに示してある軸方向領域９にわたって延在している。
【００２９】
シール結合部８の領域９の直接的な軸方向上側では、軸方向領域１０に射出エレメントもしくは射出通路１２が配置されている。この領域１０はまだ、中空コア２の周囲にほぼ密に当て付けられる、注型型４の軸方向領域に位置している。射出エレメントもしくは射出通路１２を介して、有利には充填剤を備えた液状のシリコーン材料が、注型型４内に射出される。この場合、前記シリコーン材料は、少なくとも８５０００［ｍＰａ^＊ｓ］までの粘度を有していてよく、すなわち、従来限界値とみなされてきた２５０００［ｍＰａ^＊ｓ］の粘度値をはるかに上回る値を有していてよい。これにより、いわゆるＬＳＲ−シリコーン（液状シリコーンゴム）を使用することもできる。このような使用は、従来公知の方法では不可能であった。
【００３０】
この場合、シリコーン材料の射出は、周囲圧力Ｐｏをはるかに上回る射出圧力Ｐｅで行われる。この射出圧力は周囲圧力の少なくとも５倍である。
【００３１】
本発明にとって本質的である点は、射出箇所の領域１０、すなわち、射出エレメントもしくは射出通路１２が配置されている軸方向箇所が、注型型４の下側に位置する領域６の下側端部１５と、注型型４の上側端部１１との間に位置することにある。
【００３２】
シリコーン材料の硬化経過を速めるために、注型型４内には、キャビティ壁の近くに加熱エレメント１４が配置されている。この加熱エレメント１４は、硬化中少なくとも６０℃の温度を維持する。
【００３３】
注型型４の全周にわたって（図１〜図３からは分からない）、多数の射出エレメントもしくは射出通路１２が等間隔に配置されている。有利には、４つ、６つまたは８つの射出エレメントもしくは射出通路１２が使用される。この場合、個々の射出エレメントもしくは射出通路１２には、同軸的に配置された環状通路によって、シリコーン材料が供給され得る。
【００３４】
従来技術においてしばしば公知であるような、注型型の回転は、本発明による方法では必要ではない。型回転が行われないために、シリコーンが射出エレメントもしくは射出通路１２を通って問題なく供給され得る。注型型４の電気的な加熱が、等しく簡単に可能である。機能可能でかつ機能不可能なシール部材１３によって、注型型４の軸方向運動が問題なく可能となる。なぜならば、この運動中にシール部材１３は機能していないからである。
【００３５】
シリコーン源から１つもしくは複数の射出エレメントもしくは射出通路１２までの、シリコーンのための供給経路は、この場所で加硫を防止するために冷却され得る。
【００３６】
注型型４の上側には、１つまたは複数の付加的な温度エレメント１６が配置されていてよい。このような温度エレメントは、特に赤外線ランプであってよい。
【００３７】
シリコーンプラスチックから成る前記絶縁遮蔽体３の代わりに、絶縁遮蔽体は、一般に公知であるように、有利には耐候性の別の合成樹脂から成っていてよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】プラスチック絶縁体の概略的な断面図である
【図２】シール部材が機能していない状態の、注型装置の断面図である
【図３】シール部材が機能している状態の、注型装置の断面図である
【符号の説明】
【００３９】
１ 電気的なプラスチック絶縁体
２ コアもしくは中空コア
３ 絶縁遮蔽体
４ 注型型
５ 注型型の同軸的な開口
６ 注型型の軸方向下側に位置する領域
７ 注型型の上側で開放している成形領域
８ シール結合部
９ シール結合部の領域
１０ 射出箇所の領域
１１ 注型型の上側端部
１２ 射出通路
１３ シール部材
１４ 温度調整エレメント
１５ 注型型の下側端部
１６ 付加的な温度エレメント
Ｐ 二重矢印
Ｐｏ 周囲圧力
Ｐｅ 射出圧力
ｓ 軸方向移動距離

Claims (12)

1. 電気的なプラスチック絶縁体（１）を製作するための方法において、前記プラスチック絶縁体（１）が、特にガラス繊維強化プラスチックから成っていて中央に配置されたコアもしくは中空コア（２）と、該コアもしくは中空コア（２）の周囲に同軸的に配置された多数の絶縁遮蔽体（３）とを有しており、該絶縁遮蔽体（３）が、コアもしくは中空コア（２）の軸方向でずらして配置されている形式のものにおいて、次のような方法ステップ、すなわち、
   ａ）注型型（４）を、鉛直に配置されたコアもしくは中空コア（２）の周囲に、予め規定された軸方向位置で位置決めする；この場合、注型型（４）は、該注型型（４）の軸方向下側に位置する領域（６）に配置されている同軸的な開口（５）と、絶縁遮蔽体（３）を形成するための、上側で開放している成形領域（７）とを有している。
   ｂ）注型型（４）の軸方向下側に位置する領域（９）において、コアもしくは中空コア（２）と注型型（４）との間にシール結合部（８）を形成する；
   ｃ）液状のプラスチック材料、特にシリコーン材料を、周囲圧力（Ｐｏ）に比べて高められた圧力（Ｐｅ）で、注型型（４）の軸方向領域（１０）内に、プラスチック材料の予め規定された容積で注型型（４）が充填されるまで射出する；前記軸方向領域（１０）は、シール結合部（８）の軸方向上側に位置していてかつ注型型（４）の上側端部（１１）の軸方向下側に位置している。
   ｄ）注型型（４）内のプラスチック材料を硬化させる；
   ｅ）コアもしくは中空コア（２）と注型型（４）との間のシール結合部（８）を無効にする；
   ｆ）注型型（４）を、コアもしくは中空コア（２）に対して相対的に、予め規定された移動距離（ｓ）だけ下方に軸方向移動させる；
   ｇ）ｂ）〜ｆ）のステップを、所望の個数の絶縁遮蔽体（３）が製作されるまで繰り返す、
   以上ａ）、ｂ）、ｃ）、ｄ）、ｅ）、ｆ）、ｇ）の方法ステップを特徴とする、電気的なプラスチック絶縁体を製作するための方法。
2. 請求項１のステップｃ）に記載した、プラスチック材料の射出を、少なくとも周囲圧力（Ｐｏ）の５倍に相当する射出圧力（Ｐｅ）で行う、請求項１記載の方法。
3. 注型型（４）を、少なくとも請求項１によるステップｄ）中、温度調整する、特に加熱する、請求項１または２記載の方法。
4. シリコーンをプラスチック材料として使用する際に、注型型（４）を少なくとも６０℃になるように加熱する、請求項３記載の方法。
5. 特に請求項１から４までのいずれか１項または複数項に記載した方法で、電気的なプラスチック絶縁体（１）を製作するための装置であって、当該装置が、絶縁遮蔽体（３）を製作するための注型型（４）を有しており、該注型型（４）が、鉛直に位置決めされたコアもしくは中空コア（２）の周囲に同心的に配置され得るようになっており、前記注型型（４）が、さらに、軸方向下側に配置された領域（６）と、軸方向上側に配置された領域（７）とを有しており、軸方向下側に配置された前記領域（６）が、コアもしくは中空コア（２）の周囲に当て付けられるようになっており、軸方向上側に配置された前記領域（７）が、軸方向下側に位置する前記領域（６）に比べて半径方向に拡大されていて、製作したい絶縁遮蔽体（３）の形状に適合されている形式のものにおいて、
   注型型（４）の、軸方向下側に位置する前記領域（６）の下側に位置する端部（１５）と、注型型（４）の上側端部（１１）との間に、液状のプラスチック材料を加圧注入するための少なくとも１つの射出通路（１２）が配置されていることを特徴とする、電気的なプラスチック絶縁体を製作するための装置。
6. 射出通路（１２）が、注型型（４）の軸方向領域（１０）に配置されており、該軸方向領域（１０）において、注型型（４）の同軸的な開口（５）内のコアもしくは中空コア（２）が、注型型（４）に狭い間隔を置いて接近している、請求項５記載の装置。
7. 複数の射出通路（１２）、有利には４つ、６つまたは８つの射出通路（１２）が、注型型（４）の全周にわたって均等に分配して配置されている、請求項５または６記載の装置。
8. １つもしくは複数の射出通路（１２）の軸方向位置（１０）の下側に、注型型（４）をコアもしくは中空コア（２）に対してシールするためのシール部材（１３）が配置されている、請求項５から７までのいずれか１項記載の装置。
9. シール部材（１３）が、制御可能に機能可能であるかもしくは機能不可能である、請求項８記載の装置。
10. シール部材（１３）が、ニューマチック式またはハイドロリック式に機能可能である、特に膨張可能である、請求項９記載の装置。
11. 注型型（４）の上側で開放している成形領域（７）に、温度調整エレメント（１４）、特に加熱エレメントが配置されている、請求項５から１０までのいずれか１項記載の装置。
12. 注型型（４）の上側に、１つまたは複数の付加的な温度エレメント（１６）が配置されている、請求項５から１１までのいずれか１項記載の装置。