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Title:
METHOD OF PRODUCING A WOUND INSULATING PIPE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1998/008229
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention concerns a method of producing a wound insulating pipe, in particular for a high-voltage insulator, with at least one empty duct for the subsequent insertion of a conductor, for example an optical fibre. To that end, first layers of the material to be wound are first applied and then a moulded body having at least one empty pipe is secured on the resultant surface and wound in by further subsequently wound layers. The moulded body has lateral attachments which extend over the entire length of the empty pipe and are designed such that they correspond with the surface on which the shaped body is secured.

Inventors:
SCHULER KLAUS (DE)
LORENZ DIETER (DE)
GROSS WALTHER (DE)
HAIN STEFAN (DE)
LESSMANN-MIESKE HANS-HENNING (DE)
SCHMUCK HANS (DE)
STENZEL KARL (DE)
Application Number:
PCT/DE1997/001867
Publication Date:
February 26, 1998
Filing Date:
August 21, 1997
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
REINHAUSEN MASCHF SCHEUBECK (DE)
SCHULER KLAUS (DE)
LORENZ DIETER (DE)
GROSS WALTHER (DE)
HAIN STEFAN (DE)
LESSMANN MIESKE HANS HENNING (DE)
SCHMUCK HANS (DE)
STENZEL KARL (DE)
International Classes:
B29C53/58; F16L11/12; G02B6/44; H01B19/00; H02G3/04; (IPC1-7): H01B19/00; G02B6/44
Domestic Patent References:
WO1994006127A11994-03-17
Foreign References:
US4610033A1986-09-02
EP0720181A11996-07-03
DE3815717A11989-11-16
DE3921442A11991-01-03
FR2725302A11996-04-05
EP0146845A21985-07-03
DE2755734A11978-07-20
DE2901872A11980-07-31
EP0265737A11988-05-04
US3485940A1969-12-23
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 007, no. 214 (E - 199) 21 September 1983 (1983-09-21)
Attorney, Agent or Firm:
Epping, Wilhelm (M�nchen, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines gewickelten Isolierrohres, insbesondere für einen Hochspannungsisolator, mit mindestens einem Kanal für nachträglich einziehbare Leiter, Lichtwellen leiter oder dergleichen, mit folgenden Verfahrensschritten: Auf einen Wickeldorn (1) werden erste Lagen (3) eines auf¬ zuwickelnden Materials (2), insbesondere von Rovings, eines Bandes oder von Fäden aus Glas oder synthetischem Material, bis zu einer bestimmten Dicke (d^) aufgewickelt und mit Harz getränkt, derart, daß eine Armierung entsteht, auf die entstandene Oberfläche (4) wird ein Formkörper (5) aufgelegt und fixiert, der Formkörper (5) weist mindestens ein Leerrohr (51) und seitlich davon Ansätze (52,53) auf, die sich in Längsrichtung über die gesamte Länge des min destens einen Leerrohres (51) erstrecken, anschließend werden weitere Lagen (6) eines aufzuwickelnden Materials (2) aufgewickelt, bis der Enddurchmesser (d2> des Isolierrohres erreicht ist.
2. Verfahren nach Patentanspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß, vor dem Aufwickeln weiterer Lagen (6) die Oberfläche (4) me¬ chanisch und/oder chemisch vorbehandelt wird.
3. Verfahren nach Patentanspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß, die untere Krümmung der Ansätze (52, 53) so gewählt wird, daß sie mit der Krümmung der Oberfläche (4) korrespondiert.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Patentansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß, die Ansätze (52, 53) aus flexiblem Material bestehen, derart, daß sie beim Wickeln der weiteren Lagen (6) fest auf die Oberfläche (4) gedrückt werden.
Description:
Beschreibung

Verfahren zur Herstellung eines gewickelten Isolierrohres II

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines gewickelten Isolierrohres, insbesondere für einen Hochspan¬ nungsisolator, mit mindestens einem Kanal für nachträglich einziehbare Leiter, Lichtwellenleiter oder dergleichen.

Isolierrohre und Hochspannungs-Isolatoren mit integriertem Leiter, insbesondere Lichtwellenleiter, nachfolgend als LWL bezeichnet, sind in vielfältigen Ausführungsformen bekannt. Die EP 0 265 737 beschreibt eine solche Anordnung, wobei der LWL spiralförmig längs eines Lichtleiterträgers geführt ist; der Lichtleiterträger wiederum ist als isolierende Wendel ausgebildet, die sich im Hohlraum des Hochspannungs-Isolators befindet .

Eine weitere gattungsgemäße Anordnung ist aus der US 3,485,940 bekannt, dort ist ein LWL von einem Polyesterrohr umgeben, das in Längsrichtung durch den Strunk des Isolators geführt ist.

Die EP 0 146 845 beschreibt einen weiteren ga tungsgemäßen Hochspannungs-Isolator, wobei der Lichtleiter in einer zwi¬ schen Strunk und Schirmkörpern angeordneten Zwischenschicht in einer Rille ebenfalls längs durch den Isolator geführt ist.

Bei den beschriebenen Hochspannungs-Isolatoren wird der LWL üblicherweise nachträglich in den vorgefertigten Isolator bzw. das Isolierrohr eingezogen. Aus der DE 27 55 734 ist es dazu bekannt, Längsnuten vorzusehen, die Kanäle bilden und die Lichtleitfasern aufnehmen und anschließend diese Kanäle zu schließen. In ähnlicher Weise ist es aus der FR 2 725 302

dazu bekannt, in der Wand des Isolators eine Rille in Form einer Spirale vorzusehen und in diese Rille ein stranggepre߬ tes, fortlaufendes Band aus Elastomer einzubringen. Danach wird der LWL auf die obere Seite dieses Bandes gelegt und dann drückt man, z. B. durch Rollen, den optischen Wellenlei¬ ter und das Band zusammen, um es in den Boden der Rille ein¬ zulegen und in das Elastomermaterial einzubetten.

Aus der DE 29 01 872 ist es bekannt, einen LWL in einer in Längsrichtung verlaufenden Zwischenschicht vorzusehen, die Ausleitung aus dieser Zwischenschicht erfolgt durch Bohrun¬ gen.

Aus der DE 39 21 442 ist auch bereits bekannt, Leerkabel zum nachträglichen Einziehen von optischen Fasern vorzusehen, die eine Einziehhilfe für das nachträgliche Einziehen eben dieser Fasern, d. h. LWL, aufweisen.

Ein bekanntes Verfahren zur Herstellung von Hochspannungs- Isolatoren ist das Wickeln von Isolierrohren aus Epoxidharzen mit Laminataufbau aus Glasfasern oder synthetischen Fasern. Solche Isolierrohre sind aus der Firmenschrift "MR-Isolier- rohre ROTAFIL® für die Hochspannungstechnik" , Impressum VK23-0/88de, bekannt. Bei diesen Wickelverfahren ist das Ein- wickeln von Leerrohren nicht ohne weiteres möglich, da sich seitlich des eingewickelten Leerrohres luftgefύllte Zwickel ergeben, die die dielektrischen und die elektrischen Eigen¬ schaften negativ beeinflussen.

Aufgabe der Erfindung ist es demnach, ein geeignetes Verfah¬ ren zur Herstellung eines gewickelten Isolierrohres mit min¬ destens einem integrierten Kanal zum nachträglichen Einziehen mindestens eines LWL anzugeben, wobei der gesamte Querschnitt des solcherart hergestellten Isolierrohres von Material aus- gefüllt sein soll, d. h. sich keine lυftgefüllte Zwickel im

Bereich des mindestens einen integrierten Kanales befinden sollen.

Weiterhin soll die Kontur nur unwesentlich von der Kreisform abweichen.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des ersten Patentanspruches gelöst.

Die Unteransprüche betreffen besonders vorteilhafte Weiter¬ bildungen der Erfindung.

Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens be¬ steht darin, daß durch das Einwickeln eines Formkörpers, der aus mindestens einem Leerrohr und seitlichen, gekrümmten oder flexiblen Ansätzen besteht, sichergestellt ist, daß sich keine Hohlräume, d. h. Lufteinschlüsse, beim Wickeln bilden können, die sich nachteilig auf die dielektrischen bzw. elek¬ trischen Eigenschaften auswirken würden. Dabei ist es mög- lieh, die seitlichen Ansätze des Formkörpers von vornherein mit einer Krümmung auszubilden, die, wie noch erläutert wer¬ den wird, an die Krümmung der Oberfläche des jeweiligen Iso¬ lierrohres, auf der der Formkörper befestigt wird, angepaßt ist; in einem solchen Fall wird durch die angepaßten Krümmun- gen ein Einwickeln ohne Hohlräume ermöglicht.

Es ist auch möglich, die seitlichen Ansätze des Formkörpers flexibel zu gestalten, so daß sie sich beliebigen Krümmungen der Oberfläche, auf der sie befestigt werden, anpassen können und beim Einwickeln ebenfalls Hohlräume vermieden werden.

Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausfύhrungsbeiεpiel noch näher erläutert werden. Die Figuren zeigen:

Fig. 1A) bis C) drei unterschiedliche Phasen des erfindungs¬ gemäßen Verfahrens bei der Herstellung eines Isolierrohres, Fig. 2 einen ersten geeigneten Formkδrper, Fig. 3 einen zweiten geeigneten Formkörper.

Die wesentlichen Verfahrensschritte sind folgende: A) Auf einen Wickeldorn 1 einer an sich bekannten Wickelma¬ schine werden erste Lagen 3 des aufzuwickelnden Materials 2, beispielsweise von Rovings, eines Bandes oder von Fäden, bis zu einer bestimmten Dicke d^ aufgewickelt und mit Harz ge¬ tränkt. Anschließend werden diese ersten Lagen 3 auf bekannte Weise zumindest weitestgehend ausgehärtet. Auf diese Weise entsteht ein Laminataufbau; besonders vorteilhaft ist es, als Harz Epoxidharz einzusetzen und als aufzuwickelndes Material Glas- oder synthetische Fasern, Polyesterfasern etwa, vorzu¬ sehen.

Es ist auch ein sog. Mischlaminataufbau möglich, wobei bei¬ spielsweise innenliegend, d. h. direkt auf dem Wickeldorn, ein Polyestervlies vorgesehen wird, auf den das aufzuwik- kelnde Material, z. B. Glasfasern, aufgebracht wird.

B) Auf die entstandene Oberfläche 4 wird ein Formkörper 5 aufgelegt und fixiert. Der Formkörper 5 weist ein Leerrohr 51 und seitlich davon gekrümmte Ansätze 52, 53 aus Isolierstoff auf, die sich in Längsrichtung über die gesamte Länge des Leerrohres 51 erstrecken. Die untere Krümmung des Formkδrpers ist an die Krümmung der Oberfläche 4, die nach Erreichen der Dicke d-^ entstanden ist, angepaßt. Es ist, wenn die gekrümm- ten Ansätze 52,53 flexibel ausgeführt sind, zudem möglich, daß sie sich beim Weiterwickeln selbständig an die Krümmung der Oberfläche 4 anlegen.

C) Anschließend wird weitergewickelt, d. h. es werden weitere Lagen 6 des Materiales 2 aufgewickelt, bis der Enddurchmesser d2 des Isolierrohres erreicht ist.

Dabei ist, wie bereits erwähnt, auch ein Mischlaminataufbau möglich, wobei nacheinander unterschiedliche Materialien auf¬ gewickelt werden, so daß die ersten Lagen 3 und die weiteren Lagen 6 sowohl allein betrachtet als auch untereinander aus unterschiedlichen Werkstoffen bestehen können. Beispielsweise ist es möglich, auf eine Schicht aus Glasfasern noch eine Deckschicht aus Polyesterfasern aufzuwickeln.

Besonders vorteilhaft ist es, den gesamten Formkörper 5 aus flexiblem Isolierstoff herzustellen; damit ist es auch mög¬ lich, den Formkörper spiralförmig auf die erste Oberfläche 4 aufzubringen.

Die Fixierung des Formkörpers auf dieser Oberfläche 4 kann beispielsweise durch eine selbstklebende Beschichtung 54 auf der Unterseite erfolgen, so wie dies in den Figuren 2 und 3 dargestellt ist, die unterschiedliche Formkörper 5 zeigen. Es ist durchaus möglich, endlose Formkörperεtränge vorgefer- tigt auf einer Rolle vorzuhalten, die dann nach Bedarf erst beim Aufbringen auf das vorgewickelte Isolierrohr konfektio¬ niert werden.

In vielen Fällen wird es vorteilhaft sein, vor dem Weiterwik- kein die Oberfläche 4 vorzubehandeln, um die Haftung der nachfolgend aufzuwickelnden Lagen 6 auf dieser Oberfläche zu verbessern. Diese Vorbehandlung kann sowohl mechanisch, z. B. durch Aufrauhen, als auch chemisch, z. B. durch eine Primär¬ behandlung, erfolgen.

Isolierrohre haben für die meisten industriellen Anwendungs¬ fälle einen Gesamtdurchmesser von etwa 100 ... 1000 mm. Wenn man berücksichtigt, daß in den Kanal nachträglich einzuzie¬ hende Kabel oder LWL in der Regel nur einige mm dick sind, wird in den meisten Fällen der Durchmesser d3 des Leerrohres

und damit die gesamte Höhe des Formkörpers 5 ebenfalls nur eine Dicke in dieser Größenordnung aufweisen. Die Abweichung der Querschnittes des fertigen Isolierrohres von der Kreis¬ form ist also gering und wird für viele Anwendungsfälle über¬ haupt nicht stören. Es ist außerdem ohne weiteres möglich, beispielsweise an den Enden, anschließend die äußere Oberflä¬ che einer Bearbeitung zu unterziehen, um eine exakte Kreis¬ form herzustellen.