DE1690082A1

DE1690082A1 - Process for the production of an insulator reinforced with glass fibers

Info

Publication number: DE1690082A1
Application number: DE19671690082
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Gruber; Guenter Steger
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1967-11-03
Filing date: 1967-11-03
Publication date: 1971-04-22
Also published as: DE1690082B2; AT286409B

Description

Verfahren zur Herstellung eines mit Glasfasern verstärkten Isolators Es iot bekannt, dat: man T:iolierkörper mit hoher mechanischer Festig- kA.i ; aas glttsf-iserverst:;irK ten (iie3h:ir",en herstellen kann. Hierzu werden beispielsweise zu Schlingen oder St';i.ben geformte und mit Kun:#,tharz verhundene U'i,iäf#,isern mit Gießharz, vorzugsweise gefülltem Gic_='3h=irw, umgossen. Bei den so hergestellten Isolierk@irhern treten jedoch verschiedene Nachteile auf. Durch Umlenkung der (1iasfasern wird die Festigkeit der Gla;3f@is(:rverst.rkuntt; nicht voll ausgenutzt. Es treten im Bereich der Umlenkung der Glasfasern Brüche auf. Besonders störend ist ferner, daß vor Erreichen der Bruchlast bereits eine Delaminierung des Glas -faserverbandes erfolgt. Solche und weitere auftretende Fehler beeinträchtigen die Betriebssicherheit der bekannten Isolierkörper.-Es besteht daher= ein erhebliches technisches Interesse an einem Verfahren, welches das Herstellen von elektrischen Isolierkörpern mit.Glasfaserverstärkung-ermöglcht, die die gerannten Nachteile nicht aufweisen und nicht nur auf Zug, sondern auch auf Umbruch bean--sprucht werden können,. Gemäß der Erfindung wind ein vorgezogener, mit einem Epoxydharz-Härter-Gemisch behandelter und in einer Form 1 an der Kappe 5, fixierter Glasfaserstrang 3, der sich im inneren Hohlraum 13 einer Form 1 befindet, mit dem gleichen Epoxydharz-Härter-Gemisch aufgeweitet und zur Ausbildung eines Mantels (Strunk und Schirme) 11 mit einem gefüllten kriechstrom- bzwe. lichtbogenfesten und freiluftbeständigen Gießharz im Vakuum umgossen und durch Erwärmen ausgehärtet. Process for making one with glass fibers reinforced isolator It is well known that one T: insulating body with high mechanical strength kA.i; aas glttsf-iserverst:; irK ten (iie3h: ir ", en can produce are, for example, shaped into loops or sticks and with Kun: #, tharz wounded U'i, iäf #, isern with casting resin, preferably filled Gic _ = '3h = irw, poured around. With the insulating tubes produced in this way, however, different occur Disadvantages on. By redirecting the (1ias fibers) the strength of the Gla; 3f @ is (: rverst.rkuntt; not fully used. There occur in the area of the Redirection of the glass fibers breaks. It is also particularly troublesome that the glass fiber structure is already delaminated before the breaking load is reached. Such and other errors that occur impair the operational safety of the known insulating bodies. There is therefore a considerable technical interest in a method which enables the production of electrical insulating bodies with glass fiber reinforcement that do not have the disadvantages mentioned and not only on tension, but can also be claimed for upheaval. According to the invention, a preferred, treated with an epoxy resin hardener mixture and fixed in a mold 1 on the cap 5, which is located in the inner cavity 13 of a mold 1, is expanded and expanded with the same epoxy resin hardener mixture to form a jacket (trunk and screens) 11 with a filled creeping current or. Arc-proof and outdoor-resistant cast resin cast in a vacuum and cured by heating.

In der, Flüssigphase, bei Zugabe des Harz-Härter-Gemisches weitet sich der vorgezogene Glasfaserstab auf unter Beibehaltung der vorgegebenen Richtung der Glasfasern. Die bereits imprägnierten Glasfasern werden durch das Harz-Härter-Gemisch gut benetzt. Schließlich liegen durch das Aufreiben die Glasfasern nicht dicht beieinander, wodurch de Gefahr eines elektrischen Längsdurchschlages verringert wird. -Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die Festigkeit der Glasfaserverstärkung,: die bezogen auf den Kernquerschnitt (ohne Umguß) 4 50 % ist, nahezu voll ausgenutzt werden. Das Verfahren erlaubt eine rationelle Fertigung. Die so hergestellten Isolieranordnungen, beispielsweise langstabartige Isolatoren, Masttraversen und Stützen können nicht nur auf Zug, sondern auch auf Umbruch beansprucht werden. Es erfolgen keine Brüche innerhalb der Armaturen (bei der Schlinge in der Umlenkung der Glasfaser). Vor Erreichen der Bruchlast treten im glasfaserverstärkten Querschnitt keine Deläminie rungserscheinungen auf.In the, liquid phase, when the resin-hardener mixture is added, the drawn glass fiber rod expands while maintaining the specified direction of the glass fibers. The already impregnated glass fibers are well wetted by the resin-hardener mixture. After all, as a result of the rubbing, the glass fibers are not close together, which reduces the risk of a longitudinal electrical breakdown. -According to the method according to the invention, the strength of the glass fiber reinforcement: which is 4 50% based on the core cross-section (without encapsulation), can be almost fully utilized. The process allows an efficient production. The insulating arrangements produced in this way , for example long-rod-like insulators, mast cross-members and supports, can not only be subjected to tension, but also to breakage. There are no breaks within the fittings (in the case of the loop in the deflection of the glass fiber). Before the breaking load is reached, no delamination phenomena occur in the glass fiber reinforced cross-section.

Der Glasfaseranteil kann sich zwischen 15 % und 40 %, vorzugsweise 20 %, bezogen auf den Kernquerschnitt bewegen. Sie können als handelsübliche Glasfaserrovings.vorliegen.The glass fiber content can be between 15% and 40%, preferably Move 20%, based on the core cross-section. They can be available as commercially available fiberglass rovings.

Zum Binden der Glasfaserrovings und zum Aufweiten des Glasfaserstranges werden erfindungsgemäß ungefüllte Epoxydharz-Härter-Gemische, vorzugsweise Epoxydharze, auf der Basis von Bisphenol A verwendet. Es hat sich als besonders günstig erwiesen, Festharze einzusetzen: In manchen Fällen haben sich cycloaliphatische Epoxydharze besonders bewährt.For binding the glass fiber rovings and for expanding the glass fiber strand according to the invention unfilled epoxy resin-hardener mixtures, preferably epoxy resins, based on bisphenol A used. It has proven to be particularly beneficial Use solid resins: In some cases, cycloaliphatic epoxy resins have proven useful particularly proven.

Für die Herstellung des Mantels bzw. der Schirme werden insbesondere kriechstrom- bzw. lichtbogenfeste und freiluftbeständige Harze, insbesondere eyeloaliphatische Epoxydharze zusammen mit bekannten Fällstoffen, wie z.B. Quarzmehl, Aluminiumoxytrihydrat, Calciumcarbonat, Dolomit, Calciumsulfat und deren Mischungen verwendet. -. Zur weiteren Erläuterung der Erfindung und zur Verdeutlichung des durch sie erzielten. Fortschrittes wird auf die'Zeichnung verwiesen, die den Sachverhalt an einem Ausführungsbeispiel erläutert. In der Figur ist ein Isolator im Längsschnitt dargestellt. Die linke Seite zeigt den fertigungsmäßigen Aufbau und die rechte Seite den Isolator.For the production of the jacket or the screens are in particular Resins resistant to tracking or arcing and outdoors, especially eyeloaliphatic Epoxy resins together with known precipitants, such as quartz powder, aluminum oxy trihydrate, Calcium carbonate, dolomite, calcium sulfate and their mixtures are used. -. To further Explanation of the invention and to illustrate what is achieved by it. Progress reference is made to the drawing, which shows the facts on an exemplary embodiment explained. In the figure, an insulator is shown in longitudinal section. The left Side shows the production structure and the right side the Insulator.

Glasfaserrovings läßt man durch eine Benetzungskammer, die als Benetzungsmittel ein Epoxydharz auf.Basis von Bisphenol A (Epoxydzahl eh.- 01,25) und als Härter Phthalsäureanhydrid -enthält, laufen. Sie werden durch eine Düse gezogen. Im kontinuierlichen. Verfahren werden lange Stränge erhalten, die bei Gebrauch auf' Maß zugeschnitten werden. Die vorgezogenen und gebundenen Stränge sind öhne Härtung bei Raumtemperatur fest..Glass fiber rovings are allowed through a wetting chamber, which acts as a wetting agent an epoxy resin based on bisphenol A (epoxy number eh.-01.25) and as a hardener Phthalic anhydride -contains, run. They are drawn through a nozzle. Im continuous. Process results in long strands which, when used, are cut to size will. The drawn and tied strands are without curing at room temperature fixed..

Die vorgezogenen und mit dem Epoxydharz-Härter-Gemisch gebundenen Glaafaserstränge 3 mit einem Durchmesser von 1'2 mm und einem Gläsfaseranteil von ca.-70 % werden in eine geteilte Gießform 1, die einen Einguß 2 besitzt, eingebaut-und durch die Spitze 4 fixiert und gehalten. Meist befindet sich die Spitze in der Kappe 5. Die Kappen des Isolators können aus hochwertigen Grau-bzw..Temperguß bestehen.The preferred and bonded with the epoxy resin-hardener mixture Glass fiber strands 3 with a diameter of 1'2 mm and a glass fiber content of About -70% are installed in a divided casting mold 1 which has a sprue 2 and fixed and held by the tip 4. Usually the tip is in the cap 5. The caps of the isolator can be made of high quality gray or malleable cast iron.

Eine Isolierfolie 6 wird in Form eines Zylinders vorgefertigt und durch die Aussparungen 7 in der Kappe 5 fixiert. Die Isolierfolie kann beispielsweise aus Polycarbonat, vorzugsweise ferephthalsäureester, bestehen. Ein geteilter Dichtungsring und Distanzring 8 bilden einen Bestandteil-der Gießform 1. Er sorgt für die Aufrechterhaltung der Distanz der Kappe 5 vom späteren Mantel 11 und für eine Trennung von der Vergußmasse für den Mantel 11 von der Kappe 5.An insulating film 6 is prefabricated in the form of a cylinder and fixed by the recesses 7 in the cap 5. The insulating film can, for example made of polycarbonate, preferably ferephthalic acid ester. A split sealing ring and spacer ring 8 form a component of the casting mold 1. It ensures that it is maintained the distance of the cap 5 from the later jacket 11 and for a separation from the potting compound for the jacket 11 from the cap 5.

Der in die Form 1 eingebaute und durch die Spitze 4 fixierte Glasfaserstab 3 wurde dann durch die Eingußöffnung 9 in der Kappe 5 mit dem gleichen Epoxydharz-Härter=Gemisch aufgeweitet und umgossen. Gleichzeitig wurde über den Einguß 2 ein gefülltes cycloaliphatisches Epoxydharz zur Ausbildung des Strunkes und der Schirme 11 gegossen. Die spätere Feuchtigkeitsbremse, nämlich der Isolier-. folienzylinder 6 bestehend aus Tereghthalsäureester- wirkt hierbei .als Trennwand und-verhindert ein Vermischen der Reaktionsharzmasse. Das Vergießen erfolgt unter Vakuum; ausgehärtet wird durch Erwärmen. Während der Flüssigphase und des Vakuumprozesses weitet sich der ülasfaserverband auf (siehe rechte Seite der Zeichnung). Die Aushärtung der verwendeten Epoxydharze erfolgt gemeinsam. Die Isolierfolie wird hierbei ungelöst, und es erfolgt eine gute Bindung.The fiberglass rod built into the mold 1 and fixed by the tip 4 3 was then through the pouring opening 9 in the cap 5 with the same epoxy resin hardener = mixture expanded and cast around. At the same time was on the sprue 2 a Filled cycloaliphatic epoxy resin for the formation of the stalk and the screens 11 cast. The later moisture barrier, namely the insulating. foil cylinder 6 consisting of tereghthalic acid ester acts as a partition and prevents it mixing the reaction resin compound. The casting takes place under vacuum; hardened is made by heating. During the liquid phase and the vacuum process it expands the fiberglass bandage on (see right-hand side of the drawing). The curing of the Epoxy resins used are made jointly. The insulating film is undissolved here, and a good bond ensues.

?lach dem Entformen sind die geteilten Dichtungs- und Distanzringe 8 zu entfernen. Der Zwischenraum 12-wird mittels einer Dichtung abgeschlossen. Als Dichtung zwischen Umguß 11 und Kappe 5 an der Stelle 12 eignen sich besonders solche aus ,Pctlytetrafluoräthylen, iliconkautschuk und elastiziertem, kalthärtendem Gießharz.After demoulding, the split sealing and spacer rings are 8 to remove. The intermediate space 12 is closed by means of a seal. as Seal between encapsulation 11 and cap 5 at point 12 are particularly suitable made of polytetrafluoroethylene, silicone rubber and elasticized, cold-curing casting resin.

Claims

A method for producing a glass fiber reinforced Iaolator made of cast resin, characterized in that a preferred glass fiber strand (3) which is treated with an epoxy resin-hardener mixture and fixed in a mold on the caps (5) is located in the interior (13 ) a mold (1) is located, expanded with the same epoxy resin hardener mixture and used to produce one. Mantle - (1 '1) -with- a filled leakage current-. or arc-proof and outdoor-resistant cast resin is cast in a vacuum and cured by heating. 2. The method according to claim 1, characterized in that the glass fiber (3) is expanded to 4 times its original volume. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the expansion and casting around the glass fiber core take place at the same time. 4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the interior (13) is bounded by a film (6), for example terephthalic acid ester. 5. The method according to any one of claims 1 to 4.,. Characterized in that an epoxy resin based on bisphenol A. is used for: treating the glass fiber rovings and for expanding the glass fiber web. 6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that a filled epoxy resin-hardener mixture based on cycloaliphatic epoxy resins is used to produce the jacket (11). -