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| Bau- oder Verbindungselemente für igoliereu&e Konstruk,- |
| tionen, wie vornehmlich Isolatoren Mr Lelt=Een %um |
| Transport elektrischer Energie oder Von Xtttolepa=Uggß- |
| verteilungezietzen |
Die vorliegende Erfindung bezieht sich aut isolierende Konstruktionen fÜr Leitungen
zum Transport elektrischer,Zaergie, Mittelspannungsverteilungsnetze oder
Schalteinrichtungen, vom sogenannten Kappen-Klöppel-Typ, die aus einer bestimmten
Anzahl von isolierenden Körpern oder Tolle= fie-.bildet werden, welche durch Verbindungseiexeute
aneinander
angeschlossen sind, die durch einen in der höhluhg des
Isolierkörpers einzementierten Klöppel und eine auf den Kopf des IsolierkÖrpers
aufzementierte Kappe -_ebildet werden.
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Gemäß einem Merkmal der Erfindung werden die bau- oder Verbindungselemente,
die getrennt se.in oder einen einzigen Teil darstellen können, durch einen hunststoff
bzw. ein Kunstharz gebildet und enthalten eine äuLere Bewehrung. Außer den sich
aus der Verwendung von Kunstharz ergebenden Vorteilen, vornehmlich im Hinblick auf
die elekurisehen Eigenschaften der Konstruktion oder des Gesamtaufbaues, zeichnen
sich die erfindungsgemäßen Verbindungselemente durch eine große mechanische Festigkeit
aus.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindungverden die Verbindungselemente
aus kontinuierlichen Glasfasern oder Glasseide gebildet, die mit organischen Harzen
imprägniert sind und die vorteilhaft entlang von iviantellinien oder Meridianen
angeordnet sein können, die in durch die Achse des Elements gehenden Ebenen liegen.
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Die die innere Armierung des Harzes bildenden kontinuierliQhen Glasfasern
gewährleisten den drforderlichen Wider-"otand gegenüber den parallel zur Achse wirkenden
Beanspruchungen,
während die Bewehrung die Festigkeit des Verbindungselements
gegenüber radial wirkenden BeanspruchunEen sicherstellt.
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,Gemäß der Erfindung wird vorteilhaft eine Bewehrung in der Ansc hluß-.oder
Übergangszone zwischen dem den Klöppel des Elements bildenden Ende und seinem die
Kappe bildenden Ende vorgesehen sowie ferner eine Bewehrun## in der die happe umgebenden
Zone.
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Nachstehend werden lediglich als nicht einschränkende Beispiele Verfahren
zur Herstellung einstüchiger Verbindungselemente gemäß der Erfindung erläutert.
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Bei dieser Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug
genommen, in denen zeigen: Fig.
1 einen axialen Schnitt durch ein Bau- oder
Verbindungselement gemäß der Erfindung, Fig. 2 einen TeilscImitt durch eine abgewandelte
AusfÜhrung, .Fig.
3 einen axialen Schnitt durch eine gemäß-der Erfindung
zusammengesetzte Isolatorenkette, Fig. 4 eine schematische Darstellung, betreffend
ein Ver-r fahren zur Herstellung von Verbindungselementen gemäß der Erfindung,
| Frig- 5 e-Inen axialen Schnitt durch einen Rohling eines
Ver- |
| bindungselements, |
| Fig. 6 einen axialen Schnitt durc.h eine gemäß einer
Abwand- |
| lung deG Verfahrens hergestellte Isolatoreinheit oder |
| F#g.( einen axialer- Se-I#.ulitt durch eine abgewandelte
Ausfüh- |
| rung dieser Isolatoreinheit und |
| #i-. 5 eine scherati.s.#-.he Da2stellung, betreffend
ein anderes |
| llerfahren zür Herstellung von Verbindungselementen ge- |
| mäß der Erfind#aine. |
| 0 |
| Bei der in Fig. 1 wiedergegebenen 1vLisfilhr-i:Lrigsform
enthält |
| das erf-irdiiLngspemäße einen Klöppel 1 |
| und eine Kappe 2, die 'aus mit Y:tio-stharz umhüllten, kor..-- |
| tinuierlichen Glasfasern gebildet sind. |
| Als -#.rerwencrrare Kunstharze lassen sich beispielsweise nen- |
| nen: Polyesterharzee Epoxyd- oder Äthoz-"ylinharzeg Silikon- |
| harze, Araldite, sowi3 Pher-oplaste imd Aminoplaste, -gobei |
| dia AnRäbe dieser Beispiele jedoch keine einschränkende |
| Aufzählung darst-eilt. |
| Die Glasfasern vu#erden vorteilhaft enj-lan-. den Pleridianen
des |
| I--7,1c-ments Dieses - enthält ferner eine Bewehocung |
| die um die Anschluß- ode:c 1,rt)--rgangsz'one von dem KlöDpel
1 zu |
dem die Kappe bildenden Teil herumgewickelt ist, sowie eine Bewehrung
4, welche um die Kappe 2 herumgewickelt ist. Diese Bewehrungen werden durch kontinuierliche
Glasfasern gebildetg die unter Spannung aufgewickelt sind unddie mit organischen
Harzen imprägniert sind, welch letztere dieselben sein können, wie sie zur Imprägnierung
der Fasern des Klöppels und der Kappe dienen.
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Da bei dem betrachteten Beispiel der den Klöppel 1 bildende
Teil des Verbindungselements hohl ist, ist es erforderlich, diese HÖhlung mit Hilfe
einer Füllmasse 5 zu verschließen, welche eine ausreichende mechanische Festigkeit
sowie eine gute Haftung an dem den Körper des Verbindungselements bildenden Material
besitzt. Diese Füllmasse kann aus einem organischen Harz mit einer mineralischen
FÜllung in Puderform (beispielsweise mit Füllstoffen versehenen Aralditen oder Polyestern)
oder mit einer Armierung aus mineralischen oder organischen Fasern bestehen, wodurch
eine Verankerung von großer Festigkeit gewährleistet ist.
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Fig. 2 zeigt eine Abwandlung der Form, die der die Kappe bildende
Teil des Verbindungselements haben kann.
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Fig. 3 gibt eine Isolatorenkette wieder, deren Isolierkörper
oder Teller 6 mit Hilfe von Elementen der in Fig. 1 gezeigten Art
vereinigt sind. Diese Isola:borenkette weist am oberen En-
de
eine metallische Kappe 7 auf, die so dimensioniert ist, daß sie die von der
Einheit ausgeübten mechanischen Zugbeanspruchungen aufnimmt, und »enthält am unteren
Ende einen KlÖppel 8 aus Btahl von hoher Festigkeit. Diese Kappe und dieser
Klöppel, welche die Enden bilden, sinean den Isolierkörpern 6 - 6a wie bei
Hängeisolatoren von bekanntem Typ befestigt, d.h; durch Vergießen, Verkitten
oder durch jedes sonstige geeignete Verfahren. Die aus Hartglas oder elektrotechnischem
2orzellan bestehenden Isolierkörper sind untereinander durch Klöppel--Kappen-Verbindungselemente
der in Fig. 1 wiedergegebenen Art verbunden, wobei der KlÖppel
1 seine Lage in dem Hohlraum des oberen Isolatorkör pers einnimmt, während
das die Kappe bildende Ende 2 den Kopf des darunter befindlichen Isolatorkörpers
umschließt.
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Das Festlegen oder Vergießen der i#löppel-±#appen-Verbindungselemente
an den Isolierkörpern kann mit demselben Material durchgeführt werden, welches auch
die genannten Elemente bildet.
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Gemäß einem ersten Herstellungsverfahren werden die Verbindungselemente
vollständig fertiggestellt, bevor sie auf die Isolierkörper montiert werden.
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Die in Fig. 4 schematisch gezeigte Einrich-Gung enthält Spulen
10 für Glasfasern vom Glasseiden-Typ mit parallelen
Spinnfäden,
vorzugsweise ohne Verdrehung nach der Fertigbehandlung. Diese Spulen sind um eine
Imprägnierwanne 11
herum angeordnet, welche das organische Harz enthält. Zwischen
den Spulen und der Wanne vorgesehene Trockenvorrichtungen 12 ermöglichen es, die
von den Fasern zurÜc_##behaltene Auchtigkeit vor deren Imprägnierung zu beseitigen.
Nach dem Durthgang durch die Harzwanne werden die U?asern einer Benandlung unterworfen,
durch die soviel Harz wieder entfernt wird, daß der gewünschte und konstante Prozentsatz
Glas-Harz erzielt wird. Die Fasern bildea 45.n. kreisförmiges Vlies, welches den
Durchgang von Formdornen 13
gestattet.
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Die Dorne 13 sind derart ausgebildet, daß sie zerlegt oder
verformt werden können, um die Erzielung von Ver,-Jüngungan oder Hinterschneidungen
zu ermöglichen. #Iiie können aus auteinandernehmbaren oder elastischen Teilen gebildet
sein. Das Verschieben und das Einstellen derselben wird durch einen beweglichen
Schlitten oder Bock gewährleistet, der schematisch mit der Ziffer 14 angegeben Ist.
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Der erste Arbeitsschritt (I) des Verfahrens bestehl; also darin, ein
Glasfaserbündel aus kontinuierlichen und parallelen Elementen zu erhalten, die mit
Harz imprägniert'sind und ein zylindrisches Vlies bilden.
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Der zweite Arbeitssehritt (III) besteht darin, daß der Dorn, um den
herum das Faservlies angeordnet ist, zu einer Verform-8 station-verschoben wird,
die durch Membranen oder Lochplatten
15, 15a,
15b gebildet wird, welche so auf das Faservlies einwirken, daß sich dieses
dem Profil des Dornes anpaßt.
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Bei dem dritten Arbeitssehritt (III) wird der Dorn zur Bewehrungsstation
gebracht. Diese letztere enthält Tische 16
und 17, auf denen jeweils
Spulen 18, 19 mit Glasfasern vom Glasseiden-Typ, Imprägnierwannen 20, 21
und senkrecht bewe&-liehe YÜhrungseinrichtungen 221 23 angeordnet
sind. Die Tische 16 und 17 drehen sich um*die Achse des Dornes und-gewährleisten
so ein Aufwickeln der'Glasfasern-unter Spannung, wohei sich die Bewehrungen .3 und
4 im Verlauf dieser Bewegung durch Verschieben der Führungseinrichtungen 22-und
23
ergeben.
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FÜr den vierten Arbeitsschritt (IV) wird der Dorn zu eIner
Ülberformungsstation gebracht. Eine Form 24 wird um den vorgeformten und bewehrten
Rohling des Klöppel-Kappen-Elements angeordnet. Es erfolgt nun das Füllen der Form
durch Eingießen, Einspritzen odär Ansaugen von Harz, welches mit Füllstoffen versehen
ist oder nicht. Die Form wird anschließend zur Trocken- oder Heizkammer
25 gebracht, wo die Heizung die Aushärtung des bewehrten KlÖppel-Kappen-Elements
durch Polymerisation gewährleistet. In diesem letzten Stadium werden die Enden des
Klöppel-Kappen-Elements abgeteilt-, und die Fertigungseinheit wird an die Stationen
der Umformiing und Aushärtuilg zurückgeführt.- Eine Reihe oder Anzahl von Formen
zur
Überformung gewährleistet den Umlauf in Abhängigkeit von dem Takt der Fertigung
der Klöppel-Kappen-Teile und von der Zeit der Aushärtung und des Ausbringens.
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Nachdem der Dorn auseinandergenommen oder verformt ist, erhält man
ein bewehrtes KlÖppel-Kappen-Element, welches ferti- für seine Verwendung ist.
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0
Dieses Verfahren gestattet die kontinuierliche industrielle'
Herstellung der Bau- oder Verbindungselemente gemäß der Erfindung, die veränderliche
Querschnitte und'Verstärkungsfasern aufweisen, welche entsprechend den aufzunehmenden
Beanspruchungen gerichtet sind. Es ist gleichermaßen darauf hinzuweisen, daß die
Verstärkungsfase - rn einerseits und-die Bewehrungsfasern andererseits bis
zum Stadium der Aushärtung eine gleichförmige Spannung aufweisen, wodurch es möglich
ist, für einen Teil mit veränderlichem Querschnitt, welcher zusammengesetzten Beanspruchungen,
nämlich Zug-Druck-Biegungsbeanspruchungen, ausgesetzt ist, Bruchwerte unter Belastung
zu erzielen, die in der Größenordnung von 50 kg/mm 2 liegen.
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Gemäß einer Abwandlung des Verfahrens werden Rohlinge von Klöppel-Kappen-Verbindungselementen
an ihre Stelle auf den Isolierkörpern gebracht, wobei diese Elemente anschließend
polymerisiert und demzufolge ausgehärtet werden.
Bei diesem Verfahren
wird ein Rohling hergestellt, den man in der zuvor beschriebenen Weise erhält, jedoch
ohne Bewehrung des die Kappe bildenden Endes und ohne daß zuvor die Operation des
bberformens stattgefunden hat. Der Zusammenhalt eines solchen Rohlings, der in Fig.
5 dargestellt ist und der die alleinige Bewehrung 3 des KlÖppels aufweist,
wird durch eine Vorgelierung oder.Vorpolymeriaatlon des Harzes gewährleistet,' indem
beispielsweise Harze in der Lösungsmittelphase im Falle von Aralditen verwendet
werden oder indem Katalysatoren und Beschleuniger gewählt werden, welche eine Vorgelierung
im Falle vom Polyesterharzen ermöglichen.
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Dieser Rohling wird an seine Stelle gebracht, wobei seine Kappe auf
den Kopf 26 des Isolierkörpers aufgedrückt wird (Fig. 5). Es erfolgt
nun die Bewehrung der Kappe unter Spanniing, wobei die Längsfasern des Elements
zur Anlage an'dem Profil des Kopfes 26 des Isolierkörpers kommen. Nach der
Bewehrung wird der Vorgang des Umformens und der Polymerisation wie zuvor besenrieben
durchgeführt. Nach vollständiger Aushärtung wird der Klöppel des Elements in dem
aberen Isolierkörper vergossen. Es wird so ein isolierender Aufbau erzielt, wie
er in Fig. 6 dargestellt ist.
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Wie insbesondere aus Fig. 7 hervorgeht, ist es vorteilhaft,
die Köpfe der IsolierkÖrper oder Teller mit Rillen, Gewindegängen
od.dgl.
zu versehen, welche eine noch bessere Verankerung der Kappe des Verbindungselementes
gewährleisten. Die Erfindung sieht weiterhin die Erzielung von Klöppel-Kappen-Verbi
ndungselementen dadurch vor, daß zuerst ein Trokkenvorformling hergestellt wird,
der vorteilhaft auf einem Isolierkörper angebracht wird, wobei dieser Vorformling
anschlie ßend in einer Form angeordnet wird, in die Harz eingegeben wird, derart,
daß man nach der Formung, der Polymerisation und Aushärtung den endgültigen Irlöppel-Kappen-Teil
erhält.
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Fig. 8 zeigt schematisch und als Beispiel eine Art der Durchführung
dieses Verfahrens.
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Ein Halter130 und eine Gegenspitze 31 sind in einer Achse X-X'
angeordnet. Diese beiden Teile können sich unabhängig voneinander entlang dieser
Achse versdhieben.
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An dem Halter 30 ist ein Isolierteller 29 befestigt. Die Form
de - s Kopfes dieses Tellers ist so gewählt, daß sie ein Aufkeilen der Kappe
gestattet (auf die Verjüngung 26 in Fig- 5 oder auf die Rillen 2 in
Fig. 7). Dieser Isolierteller kann gegebenenfalls auch.durch einen Dorn ersetzt
werden, und zwar in dem Falle, in dem man aus irgendeinem Grunde Kappen unabhängig
von Isoliertellern herstellen will.
Dieser Dorn wird dann aus einem
elastischen Material oder aus mehreren starren Teilen derart gebildet, daß er sich
herausnehmen läßt, da seine Form, die eine Verankerung ermöglichen muß, einem unmittelbaren
Entformen entgegensteht.
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Um die soeben beschriebene Anordnung herum sind Spulen 27 in
regelmäßiger Weise angeordnet. Die Fasern dieser-Spulen gehen durch Führungsringe
hindurch, die konzentrisch zur Achse X-X' angeordnet sind und die ein zylindrisches
Faserbündel 28 um den Kopf des isolierenden Teiles herum zu erzielen gestatten.
Dieses zylindrische Bündel ist an einem Ende auf der Gegenspitze 31 und am
anderen Ende auf dem isolierenden Teil befestigt (beispielsweise durch eine kurze
Umschnürüng oder durch Klemmen oder durch ein Gummiband oder durch Aufkeilen od.dgl.).
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Nachdem dieses von den Spulen 27 stammende Faserbündel an seine
Stelle um den Kopf des isolierenden Körpers und die Gegenspitze gebracht-ist, wird
eine erste Bewehrung 35 dadurch erzielt, daß kontinuierliche Fasern vom Glasseiden-Typ,
die von einer Spule 36 kommen, welche auf einem Drehtisch 37, angeordnet
ist, unter Spannung herumgewickelt werden, sowie eine zweite Bewehrung
38 dadurch, daß Fasern vom gleichen Typ, die von einer auf einem.Tisch
40 angeordneten Spqle 39
kommen,'unter Spannung herumgewickelt werden. Senkrecht
bewegliche Führungen 41 und 42 gewährleisten jeweils die.Erzie-:-lung der Bewehrungen
35 und 38 entsprechend der gewünschten
Höhe und Stärke.
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Auch andere Partien des Teiles können gegebenenfalls mi-t Hilfe derselben
Vorrichtungen oder mit Hilfe entsprechender weiterer Vorrichtungen mit einer Bewehrung
versehen werden, um dem gesamten Aufbau eine bestimmte Starrheit oder Vestigkeit
zu geben.
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Der so erhaltene Vorformling wird anschließend von dem Faserbändel
mittels sich drehender Schneidrädchen 43 od.dgl. abgeschnitten, die naen dem #3chneid-#-organg
eingezogen oder wegbeweL-t werden, um den Durchgang des Vorformlings zu gestatten.
Der Vorformling wird hierauf in eine Trockenkammer od.dgl. gebracht, um die die
Armierunc bildenden Fasern vollständig C.2 von Feuchtigkeit zu befreien.
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Nach der Trocknung wird der Vorformling in eine Form gebracht, die
so gestaltet ist, daß man einen genau konstanten Prozentsatz Glas-Harz über den
gesamten :Querschnitt des KlÖppel-Kappen"Teiles erhält.
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Dieser Vorformling wird mit Harz imprägniert und in seiner Form durch
bekannte Verfahren polymerisiert, wobei Vakuum verwendet wird, um Lufteinschlüsse
zu beseitigen, welche fÜr ein gutes elektrisches Verhalten der Teile schädlich sind.
Mit diesem Verfahren läßt sich eine Vereinfachung der Fabrikation, eine Verminderung
des Gestehungspreises und ein genaues und konstantes Verhältnis von Glas und Harz
erzielen.Es lassen sich damit ebenso Klöi5pel-Kappen-Teile erhalten, die
mit
den Isoliertellern ohne Vergießen od.dgl. hraftschlÜssig verbunden sind.