SE510064C2 - Förfarande och anordning för framställning av elektrisk isolator med skruv- eller spiralformad beläggning - Google Patents

Description

15 20 25 30 510 G64 2 silikongumrniprofilen i en linjär bana på avstånd från stommen, varefter den lindas runt stommen. Då profilen lindas kring stommen utsätts de radiellt mest fjärmade partiema av profilen för töjning. Denna töjning kan åstadkomma, dels bestående spänningar i materialet, dels deforrnationer av profilen vid lindningen. Ändamålet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett nytt förfarande, som genom en enkel framställningsprocess åstadkommer en isolator med en mycket tät och tillförlitlig utvändig beläggning av stommen, och som trots detta är mycket kostnadseffektiv.

Ett annat ändamål är att åstadkomma en metod som eliminerar håligheter och luftinneslutningar mellan det pålagda materialet och stommen samt vid eventuella flänsar vid ändarna av stommen.

Ytterligare ett ändamål med uppfinningen är att åstadkomma en anordning för framställning av en isolator i enlighet med förfarandet enligt uppfinningen.

Sålunda innefattar förfarandet enligt uppfinningen framställning av en elektrisk isolator, varvid på en stomme i skruv- eller spiralform påföres en beläggning av plast- eller gumrrrimaterial. Beläggningen påföres genom extrudering direkt mot stommen genom ett extmderingsrnunstycke under inbördes rotation av stomme och munstycke. Materialet påföres med ett sådant tryck att materialet bringas att flyta ut mot stommen och erhåller därvid en god vidhäftrring mot dennas yta, och flytbarheten gör vidare att tätheten mot intilliggande varv kan uppnås genom att det nya påförda materialet flyter ihop med det i tidigare varv påförda materialet och på så sätt åstadkommes en mycket tät beläggning med god vidhäftrring mot stommen. Det tryck som uppstår mellan munstycke och stomme/fläns eliminerar uppkomsten av luftinneslutningar.

Uppfinningen beskrives nu närmare i form av ett icke begränsande utföringsexempel, åskädliggjort med hjälp av de bifogade ritningsfigurema, där fig. 1 schematiskt visar ett tvärsnitt genom en stomme i form av ett rör och motsvarande längdsnitt genom delen av munstycket för extrudering av en profil av plast- eller gummimaterial i munstyckets läge för applicering av denna på röret, fig. 2 visar en schematisk ändvy av munstycket, sedd från vänster i fig. 1, visande munstyckets applicering av profilen av plast- eller gummimaterial på röret, fig. 3 visar schematiskt i perspektivvy en anordning enligt uppfinningen inklusive organ för rotation av röret under applicering av profilen av plast- eller gurnrnimaterial, och fig. 4 visar ett schematiskt delsnitt av en del av en elektrisk isolator.

O:\users\LK\DOK\P3333 lSEdoc 10 15 20 25 30 5 r o* c 612: 3 I fig. 1 visas således ett tvärsnitt genom en stomme 1 i form av ett rör, lärnpligen framställt av ett polymert material, i synnerhet en tvärbindbar härdplast eller gmnmiblandning.

Stommen 1 är uppburen i ett icke visat stativ, och roterbart anordnad i detta. Rotationen av stommen 1 åstadkommes lämpligen av en kulskruv, som dock beskríves närmare här nedan i anslutning till fig. 3. Vid rotation av kulskruven kan stommen förflyttas i sin längsrikming, och i förhållande till en extruderrnaskin.

I ñg. I visas vidare främre änden av ett extruderingsmunstycke 2, som är slutänden av en extruderrnaskin för silikongurnrni, icke visad. Bxtrudermaskinen kan vara av vilken som helst lärnplig känd typ. Munstycket är i sin nedre del avskuret så att det har en konkav avskäming 3 vinkelrätt mot längdutsträclcrtingen av munstycket 2, och likaså mot matningsriktrtingen för rnaterialet genom munstycket, varvid den konkava avskärningen har en radie som huvudsakligen motsvarar radien på den stomme 1 vid vilken munstycket 2 ska användas. För att erhålla den avsedda tjockleken på isolerskiktet på stommen är munstycksöppningen huvudsakligen placerad på önskat tjockleksavstånd från stornmens 1 yta, dock mindre än 20 mm från denna, företrädesvis mindre än 7 mm, och det är av vikt för uppfinningen att det extruderade materialet kan påföras stommen 1 med tryck för att uppnå god vidhäftning mot denna. Munstycket 2 har vidare, såsom framgår av fig. 2, en öppning 4 i matningsrikmingen, huvudsakligen uppvisande fomren av ett omvänt T, för att bilda den önskade profilen på det genom munstycket extruderade materialet. Det extruderade materialet kan dock även ha andra former såsom t. ex. en plan beläggning utan utskjutande profil eller en profil med två utskjutande skämtar, där den ena skärmen kan vara större än den andra.

Vid extrudering av material genom munstycket 2 roteras stommen 1, såsom närmare kommer att beskrivas i anslutning till fig. 3, och med kulskruvens hjälp kan då även en förflytming ske i axiell riktning av stommen, så att stommen 1 under ett varvs rotation får en förflyttning i axiell riktning som motsvarar bredden på den extruderade silikongumrniprofilen 5 vid dess botten Sa, dvs. den del som ligger an mot stommens 1 yta. I fig. 2 antytt utseendet av profilen 5 för ett föregående varv, och där visas då munstycket 2 i ändvy. Därvid framgår att munstycket 2 inte bara har ett konkavt avskuret parti 3 i sin nedre del, utan även uppvisar ett öppet parti i stornmens axiella riktning, nämligen i den riktning som är vänd mot det redan pålagda materialet från ett tidigare varv. Såsom framgår av fig. 2 har munstycksöppningen en profil som på vänster sida, i riktningen sedd i figuren, bildar en avgränsning 6 för den vänstra Ot\users\LK\DOK\P3333lSE.doc 10 15 20 25 30 064 5 'i 0 4 skänkeln av den omvända T-profilen och som sträcker sig in mot anliggningen mot stommen 1. Det öppna partiet finns i den högra delen av figuren, och där den undre ytan 7 av munstycksdelen sträcker sig längre ut än vad den nya extruderade delen av denna skänkel på den omvända T-proñlen är avsedd att göra, fór att ligga an mot den övre delen på den redan extruderade omvända T-proñlen på det föregående varvet. Vid extruderingen får därigenom materialet möjlighet att strömma ut längs med stommen och komma i tät anliggning mot den redan pålagda silikongummiprofilen i det tidigare varvet. Tack vare det tryck som uppstår i spalten mellan stomme 1 och extruderingsmunstycke 2 åstadkommes en mycket tät beläggning varvid en skarvningsfri skruv- eller spirallindning erhålles. Den profil av munstycket som befinner sig till vänster i figuren kan för avgränsning av utströmningsorrirådet för det extruderade materialet längs stommen ha en inställbar rakel, icke visad, som kan förskjutas radiellt mot stommen för huvudsaklig anliggning mot stommen och utgörande en andra yttre begränsning av materialets utflytningsmöjlighet längs stommens yta. Såsom är antytt i figuren är munstycket 2 också avskuret i sidled 8, i sin högra del, för att ej inverka på den utskjutande delen av profilen 5 på det tidigare pålagda profllvarvet.

Såsom nämnts ovan är munstycket 2 utformat med ett konkavt parti för att vara i nära överensstämmelse med den stomme 1 vid vilken munstycket ska användas. För tillverkning av elektriska isolatorer med andra diametrar är det således enbart nödvändigt att byta ut munstycket till ett vars avskuma korikava del är anpassad till den aktuella diametem på stommen. I munstycket kan vara anordnat stryporgan för styrning av flödet i munstyckets olika delar. Härigenom kan exempelvis ett större flöde anordnas i munstyckets radiellt sett yttre del.

En isolant med liten radie kan därvid framställas utan deformation och utan att inre spänningar uppkommer. Höjden på flänsen kan vara större än diametem på stommen, upp till ett förhållande mellan flänshöjd och stomdiarneter av ca. 3:1. Munstycket kan också vara försett med uppvärmnings- eller kylorgan, för att göra det möjligt att anpassa viskositeten på det extruderade materialet till önskad flytbarhet. Det kan också vara kopplat flera extmderinasldner till munstycket, för att exempelvis göra kärnan av det pålagda materialet i ett material och ytskiktet i ett annat material.

I fig. 3 visas schematiskt anordningen för rotation och förflyttning av stommen 1 under påläggningen av ytbeläggningen, eller spiraliseringen av isolanten. Stommen 1 är uppburen i en förflyttbar bärare, schematiskt antydd. Stommen 1 är förbunden med en O:\uscrs\LK\DOK\P3333 lSE.d0C 10 15 20 25 30 5 'i 07 Ü 6 4 5 kulmutter löpande på en kulskruv, för uppbärande av stommen. Parallellt med kulskruven och stommen är anordnat en linjärenhet, på vilken ett drivaggregat, innehållande exempelvis motor och växellåda, icke visade, är förflyttbart parallellt med kulskruven och tillsammans med stommen 1. Motom driver en växellåda, på vars utgående axel 9 är fastsatt ett kuggremshjul 10, som driver en kuggnem 11 som i sin tur driver ett motsvarande kuggremshjul 12 förbundet med bärorgan för stommen 1, och på så sätt vid rotation av motom kan denna med hjälp av kuggremmen rotera stommen, och då samtidigt även åstadkomma den axiella förflyttningen av såväl stornrne 1 som drivaggregat. Drivaggregatet kan vara förbundet med stommens stativ via en medbringare, för att åstadkomma förflyttningen tillsamrnans med denna.

För förändring av stigningen på skmv- eller spirallindningen av siiikongummiprofilen på stommen, räcker det med att byta ut kuggremshjulen 10, 12 på växellåda och/eller stommens bärorgan eller altemafivt förändra kulskmvens stigning. På så sätt kan relativt enkelt förändringar i stigningen åstadkommas.

Det är ej nödvändigt att det är stommen 1 som roteras och extruderingsmunstycket 2 hålls stilla, utan det kan i vissa fall vara lämpligare att utforma anläggningen så att det är extmderingsrnunstycket 2 som får rotera kring en stillastående eller eventuellt enbart i sin längsriktning förflyttad stomme 1.

Det är även tänkbart att någon direkt drivning för rotation av stommen 1 ej skulle behövas, även i det fall då det är stommen som ska roteras, utan rotationen av stommen skulle även kunna åstadkommas som reaktionskraft från det extruderade materialet.

Extruderingsrnurtstycket 2 är lärnpligtvis uppburet på en robotann, så att det lätt kan ställas in i förhållande till stommen. Speciellt om stommen ej uppvisar en konstant tjocklek är det av fördel om extmderingsmunstycket kan ställas in i förhållande till stommen, inte bara i avstånd utan även i lutning.

Fastän det i ritningsñgurema enbart är visat stommen och de andra med stommen samverkande delarna i ett huvudsakligen horisontellt liggande läge, kan det enligt uppfinningen också vara lämpligt att anordna stommen stående i huvudsakligen lodrätt läge, och de samverkande delarna då anpassade till detta.

I ñg. 4 visas en del av en färdiglindad spiralprofil 5, där ett dielektriskt material, t.ex. en optisk ledare 13, löper inuti det pålagda beläggningsmatetialet. Vid tillämpning av förfarandet enligt uppñnningen är det mycket enkelt att bädda in ett sådant dielektnskt material O:\uscrs\LK\DOK\P3333 lSE.doc 10 15 20 25 30 510 064 6 i beläggningsmaterialet. Före extruderingen pålågges detta dielektriska material i skmvform utvändigt kring röret, och när extnideringen sker direkt mot rörets yta under tryck inbäddas det dielektriska materialet i beläggningsmaterialet genom att omströmmas av detta. På detta sätt erhålles ett gott skydd mot yttre påverkan på det dielektriska materialet. Det dielektriska materialet kan utan hinder pålindas skmvformigt på stommen 1 i valfri stigning.

Genom att extruderingen av materialet sker direkt mot den roterande stommen, under tryck mellan munstycket och stommen åstadkommes en god utflytning av materialet, vilket ger en god vidhäftning och dessutom elimineras håligheter och luftinneslutningar mellan rnaterialet och stommen. För att erhålla rätt viskositet på det extruderade materialet i det ögonblick det kommer i kontakt med stommen, kan det vara lämpligt att munstycket är uppvärmbart för att kumia reglera temperaturen på det extruderade materialet. Den stora fördelen med förfarandet enligt uppfinningen är att beläggningen med eventuell profil kan formas medan den ännu är mjuk, vilket ger både förbättrade vidhâftriings- och tätningsegenskaper.

I uppfinningen ovan har stommen beskrivits såsom bestående av ett kompositmaterial, men det är även tänkbart att använda även andra typer av stornrnar, t.ex. i form av termoplaströr eller andra typer av rör, eller såsom också nämnts ovan stommar bildade av en stångprofil.

I beskrivningen har också mestadels angivits att materialet som används för att bilda den skruv- eller spirallindade belåggningen skulle vara silikongummi, men även andra plast- eller gummimatetial med liknande egenskaper kan givetvis komma ifråga, t.ex. terrnoplast eller EPDM. Ett silikongummimaterial som användes kan som fyllmedel exempelvis innehålla aluminiurntrihydrat för förbättrade krypsträcksegenskaper och förbättrad viskositet.

Likaså är det ovan beskrivet att det är stommen och drivaggregatet som förflytas vid skruvlindningen eller spiraliseringen av stommen, men det är även möjligt att istället låta extnidennaskinen vara den del som törflyttas, varvid i sådant fall extruderrnaskinen på lämpligt sätt är förbunden med kulskruven eller en lämplig manipulator, för att vid rotationen av stommen åstadkomma en inbördes förflyttning mellan stomme och extruderingsrnunstycke, som är det väsentliga för att åstadkomma skruvlindningen eller spiraliseringen av silikongummiprofilen på stommen.

Efter tillverkning av en isolator enligt det ovan beskrivna förfarandet måste isolatom härdas, vilket t.ex. kan ske genom värmebehandling Sh i 130” C.

O:\users\LK\DOK\P3333 lSE .doc 510 064 7 Med förfarande: enligt uppfinningen kan en beläggning pålindas på stommar med mycket liten diameter, ned till ca. 20 mm diameter, vilket gör förfarandet användbart för tillverkning av en mångfald olika typer av isolatorer. -__._----- _-...._ -__-__ ___- _ _-- O:\uscrS\LK\DOK\P3333 155600

Claims (13)

10 15 20 25 30 Patentkrav

1. Förfarande för framställning av en elektrisk isolator, innefattande en stomme (1) och en på stommen (1) anordnad beläggning (5, Sa) av isolerande material, varvid belägg- ningen påföres stommen i skruvforrn eller spiralforrn, k â n n e t e c k n at av att beläggningen genom extrudering påföres direkt mot stommen (1) med ett sådant tryck att det påförda materialet bringas att flyta ut på stommen, så att uppkomst av luftinneslumingar mellan det påförda belâggningsmaterialet (Sa) och stommen (1) undvikes.

2. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e te c k n at av att belâggningen (Sa) bringas att flyta ihop med ett tidigare på stommen (1) påfört lager av material, så att uppkomst av luftinneslutningar mellan det pàförda materialet och det på stommen befintliga materialet undvikes.

3. Förfarande enligt krav 1 eller 2, k å n n e t e c k n at av att belåggningen (5, Sa) påföres genom ett extruderingsmunstycke (2), som år försett med ett avskuret parti (3), i vilket stommen (1) anordnas att intränga, varvid stommen (1) bringas att bilda en kompletterande del till extnideringsrnunstycket (2).

4. Förfarande enligt något av de föregående kraven, k á n n e t e c k n at av att det isolerande materialet utgöres av ett polymert material, speciellt av en tvârbindbar plast- eller gummiblandning.

5. Förfarande enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a t av att det polymera materialet är silikongummi.

6. Förfarande enligt något av de föregående lctaven, k â n n e t e c k n at av att före extruderingen av det isolerande materialet pålâgges på stommen (1) ett för transport av energi anordnat dielektriskt material (13), varvid det dielektnska materialet bringas att inbâddas det isolerande materialet (5, Sa).

7. Förfarande enligt något av de föregående kraven, k å n n e t e c k n at av att belâggningen extruderas på stommen (1) under en inbördes rotation och transversalförflytming mellan stomme (1) och extmderingsrnunstycke (2).

8. Förfarande enligt något av de föregående kraven, k ä n n e t e c k n a t av att stommen (1) vid påförandet av belâggningen anordnas stående.

9. Anordning för framställning av en isolator i enlighet med förfarandet enligt något O:\uscrs\LK\DOK\P3333lSI-I . dnr: lO 15 ísior Daft* 9 av de föregående kraven, innefattande ett munstycke (2) för extrudering av ett isolerande material för påförande på en stomme ( 1) och en anordning för inbördes förflyttning av stomme (1) och munstycke (2), k ä n n e t e c k n a d av att munstycket (2) är forsen med ett avskuret parti (3), i vilket stommen (1) år anordnad att intrânga för bildande av en kompletterande del till extruderingsmunstycket (2).

10. Anordning enligt krav 9, k å n n e t e c k n ad av att munstycket (2) är försett med ett mot ett tidigare på stommen (1) påfört lager av det isolerande materialet öppet sidopaiti (7), så att det påförda lagret vid extrudering bildar en kompletterande del till extruderingsmunstycket.

11. ll. Anordning enligt krav 9 eller 10, k å n n e t e c k n a d av att munstycket (2) innefattar en anordning för temperaturreglering av det extruderade materialet.

12. Anordning enligt något av kraven 9-11, k ä n n e t e c kn ad av att munstycket är anordnat riktbart i ett plan parallellt med stommens axel.

13. Anordning enligt något av kraven 9-12, k ä n n e t e c k n a d av munstycket är anordnat på en industrirobot. O:\uscr$\LK\DOK\.P3333 lSE.doc