DE2300145C3 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Kunststoffisolators - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffisolator in Verbundausführung mit einem zugfesten, aus glasfaserverstärktem Kunststoff bestehenden Strunk und mit auf diesem angebrachten, konzentrisch zum Strunk angeordneten Schirmen, wobei auf den senkrecht stehenden Strunk die Bohrung ein«r oben offenen Gießform für einen Schirm geschoben wird. Ein solches Verfahren ist in der DT-OS 20 44 179 beschrieben.

Bei dieser bekannten Anordnung wird die Gießform für den Schirm flüssigkeitsdicht, jedoch gleitfähig haftend über den Strunk geschoben und in die Form eine dosierte Menge eines härtbaren Kunstharzes eingefüllt. Anschließend wird die Form um einen bestimmten Betrag auf dem Strunk gleitend abgesenkt, nach dem Aushärten des Schirmes von dem Schirm nach unten abgezogen, in einem bestimmten Abstand von dem ausgehärteten Schirm fixiert und erneut mit einer dosierten Menge Kunstharz gefüllt. Dieses bekannte Verfahren hat verständlicherweise den Nachteil, daß das Abziehen der Form erst nach Aus- und Durchhärten des Schirmes erfolgen kann, da sonst die Gefahr der Entstehung von Lunkern in den Schirmen besteht. Bis zum Gießen eines zweiten Schirmes vergeht also eine relativ lange Zeitspanne, durch die die Herstellungskosten für solche Verbundisolatoren erheblich steigen.

Bei einem weiteren bekannten Verfahren werden mehrere Schirme gleichzeitig auf dem GFK-Stab aufgegossen, jedoch sind mit Rücksicht darauf, daß hier bis zu zehn Schirme gleichzeitig zu gießen sind, sehr aufwendige Gußformen erforderlich, die die Herstellungskosten erhöhen.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, die Nachteile der bekannten Verfahren zur Herstellung von Kunststoff-

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isolatoren in Verbundausführung zu vermeiden, und das Verfahren so zu verbessern, daß der Isolator gegebenenfalls in einem fortlaufenden Verfahren hergestellt werden kann. Dabei sollen die Werkzeugkosten und die Herstellungskosten gegenüber bekannten Verfahren merklich verkleinert werden.

Die Lösung der gestellten Aufgabe besteht erfindungsgemäß in einem Verfahren, das durch die folgenden aufeinanderfolgenden Verfahrensschritte gekennzeichne! ist:

a) mindestens zwei in axialer Richtung geteilte, der Form der Schirme angepaßte Gießformen, deren Durchmesser größer ist als der Außendurchmesser des Strunkes, werden im Abstand der anzubringenden Schirme koaxial zum Strunk aufgebracht, ,_s wobei auf dem Strunk zwischen dem unteren Ende mindestens der ersten Form und der Außenfläche des Strunkes ein Dichiring aufgebracht ist, der den Zwischenraum zwischen Strunkaußenfläche und Gießform flüssigkeitsdicht verschließt,

b) in die erste (untere) Form wird ein flüssiger Kunststoff in einer die Größe des Schirmes bestimmenden Menge eingelassen,

c) während der Kunststoff in Form 1 aushärtet, wird eine dritte Form in analoger Weise auf den Strunk aufgebracht,

d) die zweite Gießform wird mit flüssigem Kunststoff gefüllt,

e) nach Aushärtung des Schirmes in Form 1 wird die erste Gießform durch Abheben etwa senkrecht zur _w Strunkaußenfläche entfernt,

f) nach Aushärten des zweiten Schirmes wird die zweite Gießform entfernt und eine vierte Gießform an den Strunk herangeführt und wie oben weiterverfahren.

Bei einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, daß die Hälften der geteilten Gießform nach erfolgter Aushärtung des jeweiligen Schirmes durch eine Transporteinrichtung von dem Schirm weggezogen, weggeschwenkt, umgelenkt und zur weiteren Verwendung in vertikaler Richtung nach oben geführt werden und nach Durchführung eines weiteren Schwenkvorganges unter Zwischenschaltung eines Dichtringes an den Strunk angelegt werden. Auf diese Weise ist es möglich, mit einer Zahl von etwa vier bis fünf Gießformen Kunststoffisolatoren in Verbundausführung mit praktisch beliebig vielen Schirmen herzustellen. Die Gießformen sind, wie bereits oben ausgeführt ist, in axialer Richtung geteilt und werden von beiden Seiten so fest an den Strunk angepreßt, daß kein Kunststoff durch die Fugen der geteilten Form ausfließen kann.

Nach einer Weiterbildung des Verfahrens ist der erwähnte Dichtring im Querschnitt kreisförmig und zwischen der zylindrischen Innenfläche der Form und der Außenfläche des Strunkes, den Zwischenraum zwischen Strunk und Gießform ausfüllend, angeordnet. Bei einer Ausführungsvariante zu dieser Weiterbildung ist vorgesehen, daß der Dichtring im Querschnitt rechteckig ist und unterhalb der unteren Kante der f,o Form angeordnet ist.

In zweckmäßiger Weise besteht der Dichtring aus dem gleichen Werkstoff wie die Schirmmasse, ist jedoch vor dem Aufbringen auf (Jen Strunk bereits ausgehärtet. Der Dichtring wird dann Bestandteil des Schirmes und β*, bildet mit dem Werkstoff desselben eine homogene Masse.

Rei einer Modifikation der vorerwähnten Ausführung

35 des Dichtringes ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß dieser aus dem gleichen Werkstoff wie die Schirmmasse besteht und kurz vor dem Aufbringen der Gießform in pastenförmiger, noch nicht ausgehärteter Konsistenz aufgebracht ist und daß er einen solchen Härteverlauf über der Zeit aufweist, daß während der Montage der Gießform die Aushärtung so weit voran schreitet, daß eine Abdichtung gegenüber dem unter ihm liegenden Schirmkörper gegeben ist.

Bei einer weiteren Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, daß nur an der Unterseite der untersten Gießform ein Dichtring vorgesehen ist, während zwischen der Strunkoberfläche und der Gießforminnenfläche der zweiten, dritten ... n-ten Gießform ein definierter Spalt verbleibt, daß die zweite, dritte ... n-te Gießform am unteren Ende mit einer die Außenseite der Gießform umfassenden Heizeinrichtung versehen ist, daß das Einbringen der flüssigen Kunststoffmasse in einer solchen Menge erfolgt, daß jeweils in den Spalt zwischen zweiter bzw. dritter ... /J-ter Gießform und Strunk der flüssige Kunststoff eintritt und unter der Wirkung der Wärme der Heizeinrichtung zum Angelieren gebracht wird.

Schließlich ist bei einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung vorgesehen, daß jeweils eine Hälfte einer Gießform auf je einem endlosen Transportband angeordnet ist und daß der Strunk geschwindigkeitssynchron mit den Gießformen nach unten bewegt wird. Hierbei ist es möglich mit etwa fünf Gießformen die an einem Transportband, das über zwei in gleichem Abstand von dem Strunk beidseitig von diesem gelagerten Umlenkrädern transportiert wird, einen Kunststoffisolator in Verbundausführung mit konzentrisch zum Strunk angeordneten Schirmen mit einer beliebigen Anzahl solcher Schirme herzustellen. Das Transportband wird dabei mit der gleichen Geschwindigkeit wie der Strunk des Kunststoffisolators bewegt. Am unteren Umlenkpunkt wird dabei die Form von dem inzwischen ausgehärteten Schirm abgehoben, um 180° geschwenkt wieder nach oben transportiert, erneut umgeschwenkt und dient dort wiederum als Form für einen der nächsten auf den Kunststoffisolator aufzubringenden Schirm.

Weitere Einzelheiten und Weiterbildungen des Verfahrens nach der Erfindung ergeben sich aus den im folgenden beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen. Es zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch einen Kunststoffstab mit aufgebrachten Gießformen der ersten Art,

F i g. 2 einen Kunststoffstab mit aufgebrachten Gießformen nach der zweiten Art,

F i g. 3 die schematische Darstellung einer Transporteinrichtung für die Herstellung eines Kunststoffisolators in Verbundausführung nach dem ersten Lösungsweg und

F i g. 4 eine solche Vorrichtung zur Herstellung eines Kunststoffisolators in Verbundausführung nach dem zweiten Lösungsweg.

In der Zeichnung Fig. 1 ist mit 1 der aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff bestehende Strunk, mit 2.1, 2.2 usw. die über den Strunk geschobenen Gießformen, mit 3 der Dichtring und mit 4 der eingegossene Kunststoff, der zu einem Schirm aushärtet, bezeichnet. Der Dichtring 3 ist im Querschnitt kreisförmig und füllt den Raum zwischen Strunkoberfläche und der innenfläche der Gießform aus. Die Gießformen 2.1 usw. sind zweiteilig ausgeführt und sind in axialer Richtung geteilt. Sie werden durch eine

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Vorrichtung, die nicht dargestellt ist, von beiden Seiten des Strunkes her so fest zusammengepreßt, daß der flüssige Kunststoff durch den Spalt zwischen beiden Gießformhälften nicht austreten kann. Während des Verfahrens werden sowohl der Strunk als auch die Gießformen mit gleicher Geschwindigkeit von oben nach unten bewegt.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist nur an der Unterseite der untersten Gießform eine Dichtung 5, die einen rechteckigen Querschnitt aufweist, vorgesehen. Die Dichtung 5 ist im festen Sitz auf den Strunk 1 aufgeschoben und dichtet sowohl gegenüber dem Strunk 1 als auch gegenüber der Gießform 2.1 bzw. 2.2 so dicht ab, daß kein flüssiger Kunststoff austreten kann, ι j Bei dieser Ausführungsform ist weiterhin eine Heizeinrichtung 6.1 bzw. 6.2 vorgesehen, die z. B. aus elektrischen Heizstäben besteht und jeweils die eine Hälfte der Gießform 2.1 bzw. 2.2 umfaßt. Bei dieser Ausführungsform wird am unteren Teil der Gießform x> der außerhalb der Gießform 2.1 bzw. 2.2 angebrachte Heizstab 6 so lange geheizt, bis das an der unteren Innenseite der Gießform 2.1 bzw. 2.2 vorhandene flüssige Kunstharz zum Gelieren gelangt. Dabei ist soviel Kunststoff in die Gießform 2.1 eingegossen worden, daß der Spalt zwischen Strunk 1 und der zweiten Gießform 2.2 ausgefüllt ist. Auch an der zweiten Gießform 2.2 tritt nach Einschaltung der Heizeinrichtung 6.2 ein Geliervorgang ein, der es gestattet, in die zweite Gießform 2.2 den flüssigen Kunststoff einzufüllen, ohne daß die Gefahr besteht, daß dieser durch den Spalt zwischen Strunk 1 und dem unteren Teil der Gießform 2.2 ausläuft.

In der Fig.3 ist schematisch eine Vorrichtung dargestellt, die eine kontinuierliche Herstellung von Kunststoffisolatoren in Verbundausführung mit konzentrischen Schirmen gestattet. Die Vorrichtung besteht im wesentlichen aus zwei Transportbändern 7.1 und 7.2, die parallel zu dem Strunk 1 angeordnet sind. Im Ausführungsbeispiel sind nur drei Gießformen eingezeichnet. Selbstverständlich ist das gesamte Transportband mit Gießformen bestückt, so daß ein kontinuierlicher Betrieb möglich ist.

Das Transportband 7.1 bzw. 7.2 wird bei der Anwendung des Verfahrens in der gleichen Richtung mit der gleichen Geschwindigkeit bewegt wie de Strunk 1 des Kunststoffisolators. Nachdem die ersti Form 2.1 mit dem flüssigen Kunststoff gefüllt isi wandert das Transportband 7.1 bzw. 7.2 langsan zusammen mit dem Strunk 1 des Kunststoffisolator nach unten, während, wie oben beschrieben, weiten Gießformen 2.2 und 2.3 an den Strunk angeschwenk und mit Kunststoff gefüllt werden.

Bei der in F i g. 3 dargestellten Lage ist in dei Gießform 2.1 der den Schirm bildende Kunststof bereits erstarrt. Bei weiterem Transport der Gießfor men nach unten werden diese von dem Schirrr abgezogenem 180° geschwenkt und auf der Außenseite des Transportbandes wieder nach oben gebracht, wo sit anschließend nochmals an den Strunk herangeschwenk und neu mit Kunststoff gefüllt werden.

Bei der in F i g. 4 schematisch dargestellten Vorrichtung wird nach dem zweiten Herstellungsverfahrer (siehe F i g. 2) gearbeitet, bei dem nur eine einzig« Dichtung für die unterste Gießform benötigt wird während der Spalt zwischen Strunk und der folgender Gießform durch Aufheizen des Kunststoffes in dem Spalt zwischen Gießform 2.1 und Strunk 1 und dadurch hervorgerufenen Gelierung verschlossen wird. Diese Vorrichtung unterscheidet sich von der Vorrichtung nach F i g. 3 lediglich durch die zusätzliche Heizeinrichtung 6 sowie die für die Heizung erforderliche elektrische Energiezuleitung, die in üblicher Weise installiert ist.

Zur Erzielung hinterschnittener Schirmformen, wie in F i g. 1 —4 dargestellt, werden die Schirmformen zusätzlich zur axialen Teilung noch horizontal geteilt, um sie ungehindert vom gelierten Schirmkörper abziehen zu können. Zunächst wird das obere Schirmformteil horizontal oder mit einem kleinen Winkel nach unten von der Schirmoberseite (konvexe Fläche) abgezogen, anschließend das untere Schirmformteil mit einem Winkel nach oben von der hinterschnittenen Schirmunterseite (konkave Fläche). Auch eine axiale Teilung der Schirmform in vier Segmente ist zur Erreichung hinterschniitener Schirmformen einsetzbar, wobei die Segmente in einem kleinen Winkel nach oben abgezogen werden. Diese Details der Schirmformausbildung sind in den Zeichnungen nicht dargestellt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

23 OO Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffisolators in Verbundausführung mit einem /ngfesten, s aus glasfaserverstärktem Kunststoff jhenden Strunk und mit auf diesem angebrach , a, konzentrisch zum Strunk angeordneten Schirmen, wobei auf den senkrecht stehenden Strunk die Bohrung einer oben offenen Gießform für einen Schirm κι geschoben wird, gekennzeichnet durch die folgenden aufeinanderfolgenden Verfahrensschritte·.

a) mindestens zwei in axialer Richtung geteilte, der Form der Schirme angepaßte Gießformen (2.1, 2.2), deren Durchmesser größer ist als der Außendurchmesser de." Strunkes (1). werden im Abstand der anzubringenden Schirme koaxial /um Strunk (1) aufgebracht, wobei auf dem Strunk zwischen dem unteren Ende (2:t) mindestens der ersten Form (2.1, 2.2, ...) und der Außenfläche des Strunkes (1) ein Dichtring (3.1 bzw. 3.2, ...) aufgebracht ist, der den Zwischenraum zwischen Strunkaußenfläche und Gießform (2.1) flüssigkeitsdicht verschließt,

b) in die erste (untere) Form (2.1) wird ein flüssiger Kunststoff in einer die Größe des Schirmes (4.1) bestimmenden Menge eingelassen,

c) während der Kunststoff in Form 1 aushärtet, wird eine dritte Form (2.3) in analoger Weise auf den Strunk (1) aufgebracht,

d) die zweite Gießform (2.2) wird mit flüssigem Kunststoff gefüllt,

e) nach Aushärtung des Schirmes (4.1) in Form 1 wird die erste Gießform (2.1) durch Abheben etwa senkrecht zur Strunkaußenfläche entfernt,

f) nach Aushärten des zweiten Schirmes (4.2) wird die zweite Gießform (2.2) entfernt und eine vierte Gießform (2.4) an den Strunk (I) herangeführt und wie oben weiterverfahren.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- .jo zeichnet, daß die Hälften der geteilten Gießform nach erfolgter Aushärtung des jeweiligen Schirmes durch eine Transporteinrichtung von dem Schirm weggezogen, weggeschwenkt, umgelenkt und zur weiteren Verwendung in vertikaler Richtung nach oben geführt werden und nach Durchführung eines weiteren Schwenkvorganges unter Zwischenschaltung eines Dichtringes (3.2) an den Strunk (1) angelegt werden.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (3.1,...) im Querschnitt kreisförmig ist und zwischen der zylindrischen Innenfläche (2b) der Form (2) und der Außenfläche des Strunkes (1), den Zwischenraum zwischen Strunk und Gießform ausfüllend, angeorclnet ist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche ! oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (3.1,...) im Querschnitt rechteckig ist und unterhalb der unteren Kante (2;i)der Form (2.1) angeordnet ist. (> <>

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (3.1,...) aus dem gleichen Werkstoff besteht wie die Schirmmasse, jedoch vor dem Aufbringen auf den Strunk bereits ausgehärtet ist.

b. Verfahren nach einem der Ansprüche i, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring aus dem gleichen Werkstoff wie die Schirmmasse besteht und kurz vor dem Aufbringen der Gießform in pastenförmiger, noch nicht ausgehärteter Konsistenz aufgebracht ist und daß er einen solchen Härieverlauf über der Ztit aufweist, daß während der Montage der Gießform die Aushärtung so weit voranschreitet, daß eine Abdichtung gegenüber dem unter ihm liegenden Schirmkörper (4.1) gegeben ist (Fig. 2).

7. Verfahren nach Anspruch b, dadurch gekennzeichnet, daß nur an der Unterseite der untersten Gießform (2.1) ein Dichtring (5) vorgesehen ist, während zwischen der Strunkoberfläche und der Gießforminnenfläche der /weiten, dritten ...n-ten Gießform ein definierter Spalt verbleibt, daß die zweite, dritte .. .n-le Gießform am unteren Ende mit einer die Außenseite der Gießform umfassenden Heizeinrichtung (6) versehen ist, daß das Einbringen der flüssigen Kunststoffmasse in einer solchen Menge erfolgt, daß jeweils in den Spalt zwischen zweiter bzw. dritter., .n-wr Gießform und Strunk (1) der flüssige Kunststoff eintritt und unter der Wirkung der Wärme der Heizeinrichtung (6) zum Angelieren gebracht wird.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils eine Hälfte einer Gießform (2.1, 2.2, 2.3) auf je einem endlosen Transportband (7.1, 7.2) angeordnet ist und daß der Strunk (1) geschwindigkeitssynchron mit den Gießformen nach unten bewegt wird(Fig.3 und4).