DE3228386C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren für einen Abspann-Isolator vom zusammengesetzten Typ und einen durch dieses Verfahren herstellten Isolator. Ein solcher Isola­ tor muß große Zugkräfte z. B. unter Einwirkung von mechani­ schen Lasten von zwischen 20 und 200 Tonnen aushalten.

Aus der FR-PS 13 90 405 ist ein Abspann-Isolator mit zwei metallischen Armaturen bekannt, die über ein Rohr miteinan­ der verbunden sind. Um das Rohr sind Glasfasern derart ge­ wickelt, daß sie eine zylindrische Hülle bilden, die durch zwei sich auf zwei Schultern der Armaturen abstützende Deckel abgeschlossen wird.

Um die mechanischen und elektrischen Kennwerte solcher Iso­ latoren zu verbessern, wurde in der FR-PS 21 98 231 vorge­ schlagen, die Enddeckel mit einem Band aus Glasfasern zu um­ geben. Diese Lösung wurde nicht weiter verwendet, da sich Risse und Ablösungen zwischen dem Band und den Deckeln wegen ihrer unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten ergaben. Es wurde auch vorgeschlagen, das zentrale Rohr mit einem elektrisch isolierenden Fluid zu füllen, wie z. B. ein isolierendes Öl und Schwefelhexafluorid, um die Risse auszufüllen und die aufgrund der Veränderungen u. a. in den Arbeitsbedingungen und den klimatischen Verhältnissen (Wind, Reif) unterschiedlichen Ausweitungen und Verlängerungen zu kompensieren.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung sowie den Aufbau eines Abspann-Verbundisolators anzugeben, dessen Struktur möglichst einfach ist und bei dem vor allem die Verwendung von isolierenden Fluiden und all den Dicht- und Volumenkompensationsmitteln vermieden wird, die dafür nötig sind.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Herstellungs­ verfahren für einen Abspann-Isolator des zusammengesetzten Typs mit zwei mit Verankerungsschultern versehenen metalli­ schen Endarmaturen, dadurch gekennzeichnet, daß man

• - die beiden Enden eines Kerns aus Isolierschaum je an die Endseite zweier gegenüberliegender Armaturen klebt,
• - eine Strangwicklung aus mit Harz getränkten Isolierfasern herstellt, die den Kern und die Verankerungsschultern der Armaturen ganz bedeckt, und
• - eine elastische Isolierhülle auf die Wicklung und die dieser Wicklung benachbarten Teile der Armaturen klebt.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich außerdem auf einen Abspann-Isolator mit zwei Metallarmaturen, die durch drei miteinander fest verbundene Elemente miteinander verbunden sind:

• - einen zentralen Kern aus Isolierschaum, dessen Enden je mit den Armaturen verklebt sind,
• - eine Stangwicklung von mit Harz getränkten Isolierfasern, die diesen Kern und die zu den Armaturen gehörenden Veranke­ rungsschultern umgeben, und
• - eine elastische Isolierschicht bestehend aus einer eventuell mit Rippen versehenen Hülle, die auf die Einheit Kern-Wicklung- Armatur aufgeklebt ist.

Die Kombination der drei Isolierelemente gemäß der Erfindung, die entsprechend mit den Endarmaturen fest verbunden sind, ermöglicht die Herstellung eines vereinfachten Abspann-Iso­ lators, der sehr hohe Zugkräfte aushalten kann.

Der zentrale Kern, der die Faserwicklung stützt, kann aus Poly­ urethanschaum, Polyisocyanuratschaum, Epoxyschaum mit insbe­ sondere Schwefelhexafluorid als Expansionsmittel oder einem ähnlichen Schaum bestehen. Ein solcher Schaum hat eine gute Wärmebeständigkeit bis zu 150°C und kann so die Harzbehandlung der Isolierfasern aushalten. Er hat eine gewisse Biegsamkeit, um dem Wärmeentzug der Wicklung nach dieser Behandlung zu ab­ sorbieren wie auch den Entzug aufgrund der eigentlichen Poly­ merisation des Harzes; jedoch ist seine Steifheit ausreichend, um das Anbringen der Isolierfasern zu ermöglichen.

Als Fasern der Wicklung kommen alle Isolierfasern in Frage, die eine gute mechanische Widerstandskraft haben, ob sie mineralischen oder organischen Ursprungs sind; man kann Glas­ fasern, Silizium-, Polyester-, Aramid- oder ähnliche Fasern verwenden.

Die äußere Isolierschicht ist aus einem Material, das unter EPDM (Äthylen-Propylen-Dien-Monomer), den Silikonen, den Poly­ urethanen, den Epoxyden oder ähnlichen Stoffen ausgewählt wird. Sie kann in bekannter Weise ganz oder zum Teil durch Gießen hergestellt werden.

Die Erfindung wird nun anhand von zwei Ausführungsbeispielen mit Hilfe der Figuren näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen schematischen Teilschnitt durch einen erfindungs­ gemäßen Isolator,

Fig. 2 einen Schnitt durch eine Ausführungsvariante des er­ findungsgemäßen Isolators.

Die Herstellung eines Isolators, wie er in Fig. 1 dargestellt ist, geschieht folgendermaßen:

Zum Zusammenbau werden zwei Armaturen 1 fluchtend zueinander entlang einer Achse 2 angeordnet; die Flächen 3 dieser Arma­ turen, die beispielsweise aus heiß galvanisiertem Schmiede­ stahl bestehen, werden für einen späteren Klebvorgang behandelt.

Ein zylindrischer Kern 4 aus einem wie oben beschriebenen Schaum wird zwischen die Flächen 3 der Armaturen 1 gebracht; die Flächen 5 des Kerns werden vorher so bearbeitet, daß sie sich den Flächen 3 anpassen und so die elektrischen Merkmale des Isolators beibehalten. Anschließend werden vorzugsweise unter Vakuum die Flächen 3 und 5 warm verklebt, z. B. über einen Klebstoffilm 6, der ursprünglich fest, wärmeklebend und selbsthärtend ist. Der Klebstoff ist eventuell elektrisch leitend oder halbleitend.

Anschließend wird eventuell unter Vakuum die Oberfläche des Kerns 4 mit einem Klebstoff imprägniert, dessen Viskosität so ist, daß er die offenen Poren des Schaums füllt; dieser Klebstoff kann thixotrop gemacht werden oder vorher geliert worden sein. Dann wickelt man um die Einheit, bestehend aus dem Kern 4 und den Schultern 7 der Armaturen einen Strang aus Isolierfasern gemäß dem bekannten Verfahren der Faserwicklung, wobei gleichzeitig eine Imprägnierung mit Harz stattfindet. Wenn man mit α den Wickelwinkel der Fasern in bezug auf die Achse 2 bezeichnet, dann wird dieser Winkel α auf dem zylind­ rischen Teil der Wicklung so klein wie möglich gewählt, um die radialen Schrumpfungskräfte wie auch die Verlängerung durch Zug zu verringern.

Anschließend wird die Oberfläche der Wicklung 8 für das An­ kleben einer Hülle 9 behandelt. Diese Hülle enthält z. B. ein Ende 13, das sich bei 10 in der Armatur 1 verankert und eben­ falls für ein Verkleben vorbehandelt wurde, sowie Rippen 11, 12. Die Hülle kann in einem Arbeitsgang durch Umgießen herge­ stellt werden, wenn ihr Material, z. B. ein Silikon, ohne nennenswerten Druck auf die aus den Armaturen, dem Kern und der Wicklung bestehende Einheit gegossen werden kann.

Wenn dagegen das ausgewählte Material (z. B. EPDM) nur unter großem Druck (in der Größenordnung von 150 bis 500 Bar) ein­ gespritzt werden kann, dann besteht die Gefahr großer Spannungen in Höhe der Verbindung zwischen den Armaturen und dem Kern und damit einer Beeinträchtigung des Kerns.

Fig. 2 zeigt schematisch ein Verfahren zur Herstellung einer Hülle für diesen Fall. Der dargestellte Isolator enthält zwei Armaturen 21 und 22, einen zentralen Schaumstoffkern 20 und eine Wicklung 23. Zu Beginn wickelt man nur im Bereich des Kerns 20 eine Folie aus Roh-EPDM um die Wicklung 23. Dann schiebt man auf diese Folie 24 Rippen 25 aus vulkanisiertem EPDM unter Zwischenlage von Zwischenringen 26 aus Roh-EPDM. Dann vulkanisiert man die Folie 24 und die Zwischenringe 26, wobei man die nicht bedeckten Enden der Wicklung 23 schützt. Schließlich bringt man das Ganze in eine Form, um gleichzeitig oder nacheinander die endseitigen Rippen 31 und 32 aus EPDM zu gießen.

Claims (9)

1. Verfahren zur Herstellung eines Abspann-Verbund-Isolators mit zwei mit Verankerungsschul­ tern versehenen metallischen Endarmaturen, dadurch gekennzeichnet, daß man

• - die beiden Enden (5) eines Kerns (4) aus Isolierschaum je an die Endseite zweier gegenüberliegender Armaturen klebt,
• - eine Strangwicklung (8) aus mit Harz getränkten Isolier­ fasern herstellt, die den Kern (4) und die Verankerungs­ schultern (7) der Armaturen (1) ganz bedeckt, und
• - eine elastische Isolierhülle (9) auf die Wicklung (8) und die dieser Wicklung benachbarten Teile der Armaturen klebt.

2. Herstellungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Aufkleben der isolie­ renden Hülle zuerst eine Teilhülle auf den Bereich der Wick­ lung (23) aufgebracht wird, der gegenüber dem Kern (20) liegt, und daß dann die Endrippen (31, 32) auf die Enden der Wick­ lung (8) und auf die Bereiche der Armaturen (21 und 22) durch Gießen aufgebracht werden, die diesen Enden der Wicklung be­ nachbart sind.

3. Abspann-Verbundisolator, dadurch gekennzeichnet, daß er nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1 hergestellt ist.

4. Abspann-Isolator nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Isolierschaum des zentralen Kerns (4) aus der Gruppe von Materialien ausgewählt ist, die Poly­ urethanschaum, Polyisocyanuratschaum und Epoxyschaum enthält.

5. Abspann-Isolator nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Epoxyschaum Schwefelhexafluorid als Schäummittel enthält.

6. Abspann-Isolator nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierfasern aus der Gruppe von Materialien gewählt sind, die Glasfasern, Kieselerdefasern und Kunststoffasern vom Typ Polyester und Aramid enthält.

7. Abspann-Isolator nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Isolier­ hülle (9) aus der Gruppe von Materialien ausgewählt wird, die EPDM, Silikon, Polyurethan und Epoxyd umfaßt.

8. Abspann-Isolator nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebstoff, der sich zwischen den Armaturen und den Enden des Kerns befindet, ein Stoff ist, der ursprünglich fest ist und unter Wärmeeinfluß klebend wird und aushärtet.

9. Abspann-Isolator nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Klebstoff elektrisch leitend oder halbleitend ist.