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Die Erfindung bezieht sich auf eine Losflanschanordnung aufweisend einen Flanschring sowie einen von dem Flanschring umgriffenen Stutzen, welcher einen Bund mit einer Anlagefläche für den Flanschring sowie eine Flanschfläche aufweist.
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Eine derartige Losflanschanordnung ist beispielsweise aus der Offenlegungsschrift
DE 10 2005 048 513 A1 bekannt. Dort ist eine Losflanschanordnung beschrieben, welche einen Flanschring aufweist, welcher einen Stutzen umgreift. Der bekannte Stutzen ist mit einem Bund ausgestattet, welcher eine Anlagefläche für den Flanschring aufweist. Weiter weist der Bund eine Flanschfläche auf.
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Die bekannte Losflanschanordnung ist eingesetzt, um Gehäuse bzw. Rohre einer Schaltanlage fluiddicht zu verbinden. Über die Anlagefläche presst der Flanschring die Flanschfläche des Bundes dichtend gegen ein Widerlager. Die bekannte Anordnung kann so in ausreichendem Maße Dichtwirkung erzielen. Jedoch ist bei einem Betrieb der bekannten Losflanschanordnung zu verzeichnen, dass Längenänderungen der verbundenen Gehäuse in der Losflanschanordnung zu mechanischen Spannungen führen können. Derartige Längenänderungen treten beispielsweise durch Temperaturschwankungen auf. Um die bekannte Losflanschanordnung vor mechanischen Spannungen zu schützen, ist es beispielsweise bekannt, Kompensationsabschnitte vorzusehen.
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Die Nutzung und Verwendung eines zusätzlichen Kompensationsabschnittes ist neben einem erhöhten Kostenaufwand auch mit einem zusätzlichen Raumbedarf verbunden. Insbesondere bei beengten Platzverhältnissen steht solch zusätzlicher Raum oft nicht zur Verfügung.
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Entsprechend ergibt sich als Aufgabe der Erfindung eine Losflanschanordnung anzugeben, welche den Bedarf an Kompensationsabschnitten reduziert.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Losflanschanordnung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Anlagefläche und/oder die Flanschfläche sich zumindest abschnittsweise trichterartig erweiter(t)n.
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Die Anlagefläche des Bundes dient dazu, Verspannkräfte, welche von dem Flanschring ausgehen, auf den Bund zu übertragen. Über die Anlagefläche werden Verspannkräfte in den Bund eingeleitet, so dass über die Flanschfläche des Bundes eine vorzugsweise dichtende Anlage an einem Widerlager erfolgt. Die Flanschfläche ist kraftschlüssig gegen ein gegengleich ausgeformtes Widerlager gepresst. Eine Dichtung erfolgt vorteilhaft an der Flanschfläche. Um große Verspannkräfte zu erzeugen und die Flächenpressung zu begrenzen, ist es von Vorteil, die zur Verfügung stehende Anlagefläche zu vergrößern. Durch ein trichterartiges Erweitern zumindest eines Abschnittes der Anlagefläche/der Flanschfläche ist die Möglichkeit gegeben, die Auflagefläche für den Flanschring bzw. das Widerlager zu vergrößern. Der Stutzen kann beispielsweise im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgeformt sein, wobei die Verspannkräfte des Flanschringes in Richtung der Hohlzylinderachse gerichtet sind, wohingegen sich die trichterartig erweiternde Anlagefläche/Flanschfläche um die Hohlzylinderachse bezüglich einer Stutzenachse radial nach außen trichterartig erweitert. Entsprechend werden die Verspannkräfte stumpfwinklig in die Anlagefläche/Flanschfläche eingeleitet. So können beispielsweise in Richtung der Hohlzylinderlängsachse des Stutzens wirkende Schubkräfte in den Bund stumpfwinklig umgelenkt werden. Dadurch ist eine Möglichkeit gegeben, den Übergang zwischen Stutzen und Bund elastisch auszubilden, um Längenänderungen in begrenztem Maße innerhalb der Losflanschanordnung aufnehmen zu können. Vorteilhafterweise sollte die Wandstärke des Bundes sowie die Wandstärke des Stutzens gleichartig gewählt sein. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass der Bund durch ein Umbördeln bzw. Aufweiten des Stutzens unter im Wesentlichen Beibehaltung der Wandstärke des Stutzens auch am Bund ausgeformt ist. Eine hohlkegelartige Ausgestaltung des Bundes zur Anlagefläche ermöglicht eine innenmantelseitig am Bund koaxial liegende Flanschfläche. Vorteilhaft sollte ein stumpfwinkliges Aufbördeln eines vorzugsweise hohlzylindrischen Stutzens mit im Wesentlichen kreisringförmigem Querschnitt vorgesehen sein. Ein Bördelwinkel sollte ca. 20° bis ca. 45°, insbesondere 37° betragen. So ergibt sich ein nach außen aufgeweiteter Bund am Stutzen. Die trichterartig erweiterte Anlagefläche/Flanschfläche sollte vorzugsweise am Übergang von dem Stutzen auf den Bund angeordnet sein. So sind scharfkantige Auslenkungen/Übergänge vermieden, welche die Struktur des Stutzens schwächen könnten. Eine trichterartige Erweiterung der Anlagefläche/Flanschfläche bzw. Ausbördelung weist hingegen den Vorteil auf, dass Schubkräfte nicht scharfkantig um eine 90° Auslenkung von dem Bund in den Stutzen geleitet wird, sondern über eine stumpfwinklige Ablenkung in den Bund fließen können. Eine elastische Verformung am Übergang zwischen Stutzen und Bund kann mehrfach erfolgen, wobei die Losflanschanordnung in ihrer mechanischen Stabilität dabei nicht beeinflusst wird. Werden mehrere Flanschanordnungen, beispielsweise axial hintereinander liegend zusammengefügt, so ist die Möglichkeit gegeben, an einer Vielzahl von Punkten elastische Verformungen in den Losflanschanordnungen aufzunehmen. Somit ist es möglich, beispielsweise thermische Längenänderungen in mehreren Flanschanordnungen zu kompensieren. So kann Bauraum zur Anordnung einer separaten Längenkompensationseinrichtung eingespart werden.
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Ein trichterartig erweiterter Abschnitt kann beispielsweise im Wesentlichen kegelmantelförmig ausgebildet sein, wobei ein Auskragungswinkel von ca. 20° bis ca. 45°, vorzugsweise von 37° als besonders effektiv anzusehen ist, um ein elastisches Verformen zu unterstützen. Somit ist es möglich, beispielsweise zur Ausbildung von Stutzen Rohre zu verwenden, welche stirnseitig trichterartig ausgebördelt werden, um eine Losflanschanordnung auszubilden. Neben einer kegelförmigen Ausgestaltung können auch beliebig geformte konische Oberflächenabschnitte zur Ausbildung der trichterartig erweiterten Anlagefläche/Flanschfläche genutzt werden. Beispielsweise können auch Rotationselipsoide genutzt werden, um einen trichterförmigen Abschnitt einer Anlagefläche/Flanschfläche auszuformen.
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Der Flanschring ist im Bereich der Anlagefläche vorzugsweise gegengleich zu deren Formgebung auszuformen, so dass ein Einspannen des Bundes durch eine möglichst flächige Anlage des Flanschringes an der Anlagefläche erzielt wird. Entsprechend sollte das Widerlager im Bereich der trichterartig erweiterten Flanschfläche gegengleich ausgeformt sein. Somit können Kraftlinien an einer Vielzahl von Punkten stumpfwinklig abgelenkt werden, so dass eine punktuelle Bruchgefahr an dem Stutzen bzw. Bund reduziert wird und ein Verformen des Stutzens bzw. des angeformten Bundes möglicht flächig erfolgt. Somit ist der Gefahr eines Brechens der Flanschanordnung während einer Aufnahme von Längenänderungskräften in Richtung der Achse des Stutzens reduziert.
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Derartige Losflanschanordnungen sind insbesondere in Elektroenergieübertragungseinrichtungen einsetzbar, wobei im Innern des Stutzens zumindest ein Phasenleiter angeordnet ist, welcher gegenüber dem Stutzen beabstandet, insbesondere elektrisch isoliert angeordnet ist. Beispielsweise kann das Innere des Stutzens mit einem elektrisch isolierenden Fluid befüllt sein, wobei an der Losflanschanordnung ein Austreten des elektrisch isolierenden Fluides aus dem Innern des Stutzens verhindert ist. Entsprechend kann die Losflanschanordnung Teil einer das elektrisch isolierende Fluid hermetisch abschließenden Kapselung sein.
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Ein Flanschring weist eine von einem Stutzen durchsetzte Flanschringausnehmung auf. Die Flanschringausnehmung verläuft beispielsweise zwischen einem Bereich zur Aufnahme des Bundes (z. B. eine Fläche des Flanschringes, welche am Bund anliegt) bis zu dem Ende des Flanschringes, welches von dem Bund abgewandt ist. Ein sich radial erweiternder Bereich der Flanschringausnehmung ist verschieden von einer Fläche des Flanschringes, welche einem Anliegen des Bundes dient. Eine Flanschringausnehmung kann beispielsweise einen konstanten Querschnitt aufweisen, so dass die Flanschringausnehmung formkomplementär auf einem zylindrischen Stutzen außenmantelseitig aufsitzt. So können der Stutzen sowie der Flanschring formkomplementär zusammenwirken, so dass beispielsweise ein kraftschlüssiger Verbund zwischen Stutzen und Flanschring gegeben ist. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass der Querschnitt der Flanschausnehmung variiert. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der Abschnitt der Flanschringausnehmung, welcher von dem Stutzen durchsetzt ist, verschiedene Durchmesser aufweist. Beispielsweise kann die Flanschringausnehmung stufig ausgeformt sein, so dass beispielsweise ein Abschnitt, welcher von dem Bund abgewandt ist, einen geringeren Querschnitt aufweist, als der Abschnitt der Flanschringausnehmung, welcher dem Bund zugewandt ist. Beispielsweise kann ein kegelartig erweiterter Verlauf der Flanschringausnehmung vorgesehen sein. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass eine stufenartige Querschnittserweiterung ausgehend von der Seite des Flanschringes, welche von dem Bund abgewandt ist, in Richtung des Bundes erfolgt. So kann auf der von dem Bund abgewandten Seite des Flanschringes beispielsweise ein so genannter Niederhalter ausgeformt sein, welcher formkomplementär unmittelbar an dem Stutzen anliegt, wohingegen in einem stufenartig erweiterten Abschnitt keine unmittelbare Berührung zwischen Stutzen und umgebenden Flanschring vorgesehen ist. Dadurch ist ein Raum gebildet, innerhalb welchem eine Relativbewegung zwischen Stutzen und Flanschring am Übergang zu dem Bund hin ermöglicht ist. Dadurch ist eine flexible Verformbarkeit des Stutzens innerhalb der Losflanschverbindung ermöglicht und damit können beispielsweise Längenänderungen auch in der Losflanschanordnung in gewissem Maße aufgenommen werden.
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Weiterhin kann ein Flanschring auch dazu genutzt werden, die Losflanschanordnung außenseitig abzustützen. So kann beispielsweise ein Traggerüst an einem Flanschring angeschlagen werden, so dass die Losflanschanordnung beispielsweise auf einem Fundament abgestützt ist. Über die Losflanschanordnung können so auch die verflanschten Stutzen abgestützt werden.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass der Bund zwischen dem Flanschring und einem den Bund innenwändig abstützenden Widerlager einspannbar ist.
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Die Nutzung eines Widerlagers, welches den Bund innenwändig stützt, ermöglicht es, die Wandstärke des Stutzens bzw. des Bundes derart zu wählen, dass dieser innerhalb der Losflanschanordnung verspannt werden kann, wobei Verspannkräfte über den Bund hinweg zwischen Flanschring und Widerlager übertragen werden. Somit ist es möglich, den Bund beispielsweise fluiddicht gegen das Widerlager zu verspannen, wobei Halte- und Verspannkräfte jedoch nicht durch den Bund zu erzeugen sind. Ein innenwendiges Abstützen des Bundes und/oder des Stutzens gestattet es, sowohl am Flanschring als auch am Widerlager auftretende Kräfte stumpfwinklig in den Bund ein- bzw. austreten zu lassen. Das Widerlager ermöglicht eine Verspannung des Flanschringes. Durch ein innenwändiges Abstützen wird eine freie Formgebung des Bundes ermöglicht, so dass die Flanschanordnung elastischer ausgestaltet werden kann. Weiter wird bei einer Verformung an der Losflanschanordnung einem Einbrechen des Stutzens bzw. des Bundes entgegengewirkt, da in radialen Richtungen wirkende Kräfte auch innenwändig von dem Widerlager aufgenommen werden können.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass der Stutzen einen Stutzenquerschnitt umgreift und ein ringförmiges Widerlager einen Widerlagerquerschnitt umgreift, wobei der Widerlagerquerschnitt gegenüber dem Stutzenquerschnitt vergrößert ist.
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Ein Stutzen weist einen Stutzenquerschnitt auf, wobei der Stutzenquerschnitt der Querschnitt ist, welcher einem Führen bzw. Aufnehmen eines im Innern gehaltenen Mediums/ Stoffes dient. Entsprechend ist der Widerlagerquerschnitt des Widerlagers der Querschnitt, welcher einem Führen und Leiten bzw. Aufnehmen eines im Innern eines ringförmigen Widerlagers geleiteten Mediums/Stoffes zur Verfügung steht. Dieser Querschnitt kann bei einem ringförmigen Widerlager beispielsweise der von dem ringförmigen Widerlager umgriffene Bereich sein.
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Durch eine Vergrößerung des Querschnittes des Widerlagers wird am Übergang von dem Stutzen auf das Widerlager (welches vorzugsweise eine innenwändige Stützung des Bundes vornimmt) ein sich radial erweiternder Sprung ausgebildet, so dass eine Schulter am Stutzen gebildet ist, an welcher von einem hohlzylindrischen Stutzen ein Übergang in einen sich erweiternden Bereich des Bundes gegeben ist. Somit ist die Möglichkeit gegeben, an der so entstehenden Schulter Spiel in der Losflanschanordnung zuzulassen, so dass insbesondere am Übergang von dem Stutzen in den Bund eine Bewegung des Stutzens unter Verformung des Überganges vom Stutzen auf den Bund ermöglicht ist. An der Schulter der sprungartigen Erweiterung ist ein Bereich gebildet, in welchen der Stutzen „einfedern“ kann. Somit können elastische Verformungen in diesen querschnittserweiternden Bereich hinein vorgenommen werden.
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Insbesondere bei einer Nutzung eines mehrteiligen Flanschringes ist die Möglichkeit gegeben, die von einem Stutzen durchsetzte Flanschringausnehmung mit verschiedenartigen Querschnitten auszustatten, so dass an dem Flanschring auf seiner von dem Bund abgewandten Seite eine unmittelbare Kontaktierung zwischen Flanschring und Stutzen gegeben ist, wohingegen sich die Flanschringausnehmung in Richtung des Bundes beispielsweise stufenartig oder kontinuierlich bereits vor dem zur Anlage des Bundes am Losflanschring vorgesehenen Bereich erweitert. So ist am Stutzen in den von dem Flanschring umgriffenen Bereich eine zusätzliche Zone geschaffen, in welche hinein Verformungen eines Stutzens aufgenommen werden können.
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Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass an dem Flanschring, insbesondere bei mehrteiliger Ausführung, auf der von dem Bund abgewandten Seite eine Niederhalter angeordnet ist, an welchem ein insbesondere mehrteiliger Flanschring unmittelbar an dem Stutzen abgestützt und zentriert ist, wohingegen ein dem Bund zugewandter Bereich der Flanschringausnehmung mit vergrößertem Querschnitt ausgestattet ist, welcher von dem Stutzen durchsetzt ist.
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Weiterhin kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass das Widerlager an einem Zwischenflanschring ausgeformt ist.
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Ein Zwischenflanschring ist zwischen zwei miteinander zu verbindenden Stutzen angeordnet, welche unter Nutzung von Flanschringen miteinander verbunden werden. Der Zwischenflanschring kann genutzt werden, um Widerlager für zwei gegensinnig zu verspannende Flanschringe an einer Losflanschanordnung zur Verfügung zu stellen. Ein Widerlager dient einem Anliegen einer Flanschfläche. Ein Bund einer Losflanschanordnung wird zwischen Flanschring und Widerlager festgelegt. Das Widerlager kann gegengleich zu der Flanschfläche eine Anpressfläche zur Verfügung stellen. Ein Widerlager kann auch innenwändig eine Stützung des Bundes vornehmen. Bei einer konischen Ausformung des Bundes kann das Widerlager entsprechend gegenkonisch ausgeformt sein. Weiterhin kann der Zwischenflanschring genutzt werden, um beispielsweise Lagerpunkte vorzuhalten. Über den Zwischenflanschring ist es möglich, beispielsweise Ventile, Sensoren usw. zu positionieren und z. B. in das Innere eines Stutzens hineinragen zu lassen. Weiterhin kann der Zwischenflanschring auch vorgesehen sein, um Abstützfunktionen zu übernehmen. An einer Zwischenflanschung kann beispielsweise eine Abstützung eines die Losflanschanordnung durchsetzenden Phasenleiters vorgenommen werden. Beispielsweise kann ein Stützisolator den Phasenleiter zum Innenmantel eines Stutzens beabstanden.
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Der Zwischenflanschring kann beispielsweise ein Widerlager der Losflanschanordnung zur Verfügung stellen. Somit ist es in einfacher Weise möglich, zwei Stutzen gegensinnig miteinander zu verbinden, wobei der Zwischenflanschring sowohl an dem einen als auch an dem anderen Stutzen, die miteinander zu verbinden sind, seine Abstützwirkung entfalten kann.
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Weiterhin kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass am Widerlager innenmantelseitig eine dielektrisch geschirmte Kavität angeordnet ist.
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Ein Widerlager kann beispielsweise selbst aus einem dielektrisch schirmenden Material, beispielsweise einem Metall gebildet sein. Entsprechend kann ein ringförmiges Widerlager einen Raum umgreifen und diesen dielektrisch schirmen. Darüber hinaus kann auch vorgesehen sein, dass innenmantelseitig am Widerlager zusätzliche Kavitäten angeordnet sind, um zusätzliche dielektrisch geschirmte Bereiche auszubilden. Somit ist eine Möglichkeit gegeben, bei innerhalb des von dem Widerlager umgriffenen Bereiches auftretenden dielektrischen Feldstärken gegenüber diesen Feldstärken dielektrisch geschirmte Räume zu bilden. Beispielsweise können innenmantelseitig Sackbohrungen angeordnet sein, welche hinter einer dielektrisch schirmenden Mündung einen feldfreien Raum zur Verfügung stellen. Ein feldfreier Raum kann beispielsweise notwendig sein, um bei einem Einsatz der Losflanschanordnung an einer Elektroenergieübertragungseinrichtung eine Teilchenfalle auszubilden, in welcher sich Fremdpartikel sammeln können. Insbesondere beim Einsatz einer Losflanschanordnung in einer Elektroenergieübertragungseinrichtung, welche mit Wechselspannung betrieben wird, kann ein Fremdpartikel getrieben durch ein sich zeitlich änderndes elektrisches Feld so lange bewegt werden, bis er innerhalb eines feldfreien Raumes zur Ruhe kommt. Die Kavität kann beispielsweise auch nutartig in ein Widerlager eingebracht werden, so dass innerhalb der Nut ein feldfreier Raum gebildet ist.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann dabei vorsehen, dass die Kavität durch zumindest eine in sich geschlossen umlaufende Nut begrenzt ist.
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Eine in sich geschlossen umlaufende Nut ermöglicht es, unabhängig von der Lage eines ringförmigen Widerlagers, an einem schwerkraftgetriebenen Tiefpunkt einen feldfreien Raum zur Verfügung zu stellen, in welchem sich Schmutzpartikel schwerkraftunterstützt ablagern können. Es kann auch vorgesehen sein, dass mehrere parallel verlaufende in sich geschlossene umlaufende Nuten zum Einsatz gelangen, so dass die Kapazität zur Aufnahme von Fremdpartikeln in der dielektrisch geschirmten Kavität vergrößert ist. Des Weiteren kann sich die Nut beispielsweise auch in einer Kehlung einer umlaufenden Ringschulter befinden, wobei die Ringschulter eine Schirmwirkung der Kavität unterstützt. Es ist beispielsweise weiter möglich, dass an der Ringschulter auch weitere Schirmbleche, beispielsweise Schirmringe usw., angeordnet sind, welche die Nut zusätzlich begrenzen. Die Nut kann verschiedenartige Profilierungen aufweisen, z. B. V-förmig, U-förmig, schwalbenschwanzförmig usw.
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Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass die Kavität zumindest Teilweise durch eine Ringschulter begrenzt ist.
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Eine Ringschulter läuft innerhalb eines ringförmigen Widerlagers in sich geschlossen um, wodurch eine Einschnürung des Widerlagerquerschnittes erzeugt ist. Die Ringschulter erhebt sich über eine benachbart anliegende Fläche, so dass eine Auskehlung gebildet sein kann. An der Ringschulter ist so eine Kehle ausgebildet, welche zur Ausgestaltung einer umlaufenden Nut Verwendung finden kann. Zusätzlich kann die Ringschulter mit entsprechenden Schirmblechen und Abdeckelementen versehen werden, so dass die Auskehlung verbessert dielektrisch geschirmt wird und ein feldfreier Raum geschaffen ist, der eine ausreichende Aufnahmekapazität zur Verfügung stellt.
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Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass entgegengesetzt gerichtet an einer Ringschulter eine erste und eine zweite Nut angeordnet sind, die gegensinnig ausgerichtete Mündungsöffnungen aufweisen, so dass in vereinfachter Art und Weise aus unterschiedlichen Richtungen auf das Widerlager zustrebende Fremdpartikel in den verschiedenen Kavitäten gesammelt werden können.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass an einem Widerlager, insbesondere an einem Zwischenflanschring, insbesondere an einer umlaufenden Ringschulter ein Stützisolator eines elektrischen Phasenleiters abgestützt ist.
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Ein Stützisolator weist einen elektrisch isolierenden Stützbereich auf, so dass ein unter Spannung stehender Phasenleiter elektrisch isoliert gegenüber dem Widerlager gehalten werden kann. Elektroenergieübertragungseinrichtungen nutzen Phasenleiter, um einen elektrischen Strom zu führen. Dieser Phasenleiter ist gegenüber weiteren Potentialen elektrisch zu isolieren. Dazu kann im Innern des Stutzens befindliches elektrisch isolierendes Fluid, beispielsweise ein Gas, unter Überdruck oder auch eine Isolierflüssigkeit eingesetzt werden. Um den Phasenleiter gegenüber dem Stutzen, welcher als Teil eines Kapselungsgehäuses dienen kann, zu beabstanden, ist ein entsprechender Stützisolator verwendbar, welcher sich an dem Zwischenflanschring abstützt. Als Stützisolatoren kommen beispielsweise Isolatoren in Säulenbauform oder in Scheibenform zum Einsatz, wobei ein scheibenförmiger Isolator vorzugsweise in einen Zwischenflanschring eingesetzt ist und quer zur Scheibenlage von einem Phasenleiter durchsetzt ist. Ein derartiger scheibenförmiger Stützisolator kann beispielsweise auch eine fluiddichte Barriere innerhalb einer Losflanschanordnung darstellen. Ein scheibenförmiger Stützisolator/Scheibenisolator kann dabei verschiedenartig profiliert sein, so dass ein Scheibenisolator beispielsweise auch topfförmige Strukturen aufweisen kann, um einen Kriechweg entlang seiner Oberfläche zu verlängern. Weiter können beispielsweise auch Rippen an dem scheibenförmigen Stützisolator Verwendung finden. Ein säulenförmiger Stützisolator ist dazu eingerichtet, um einen Phasenleiter im Wesentlichen stabartig gegenüber einem Trageelement abzustützen. So können beispielsweise mehrere Stützisolatoren im Umlauf um den Phasenleiter, welcher sich vorzugsweise im Wesentlichen in Richtung der Hohlzylinderachse des Stutzens erstreckt, angeordnet werden, so dass beispielsweise eine zentrische Halterung des Phasenleiters innerhalb des Stutzens erfolgen kann.
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Weiterhin kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass die Anlagefläche und/oder die Flanschfläche zumindest abschnittsweise kegelstumpfförmig ausgeführt ist.
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Eine kegelstumpfförmige Ausführung der Anlagefläche/Flanschfläche zumindest abschnittsweise weist den Vorteil auf, dass in einfacher Weise eine trichterartige Erweiterung der Anlagefläche/Flanschfläche vorgenommen werden kann. Eine kegelstumpfförmige Anlagefläche sollte vorzugsweise in einem Mantel eines Kegelstumpfes ausgebildet sein, so dass eine gegengleich kegelstumpfförmig ausgebildete Flanschfläche an einem Widerlager anliegen kann. Eine kegelstumpfförmige Anlagefläche/Flanschfläche ist beispielsweise konusförmig ausgebildet, wobei darüber hinaus neben einem idealen Kegel auch leicht gekrümmte Mantelflächenformen zur Ausbildung des sich trichterartig erweiternden Abschnittes zum Einsatz gelangen können.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass die Anlagefläche und/oder die Flanschfläche zumindest Abschnittsweise als Abschnitt eines Rotationsellipsoid ausgeformt ist.
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Ein Rotationsellipsoid kann verschiedenartig gekrümmte Abschnitte aufweisen, wobei die Lage der Brennpunkte des Ellipsoides sowie eine Oberflächenkrümmung den Krümmungsverlauf der Anlagefläche/der Flanschfläche des trichterartig erweiterten Abschnittes bestimmt.
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Vorteilhafterweise kann weiter vorgesehen sein, dass die Anlagefläche und/oder die Flanschfläche einen kreisringförmigen Flächenabschnitt aufweist, welcher sich an einen trichterartig erweiternden Abschnitt anschließt.
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Ein kreisringförmiger Flächenabschnitt sollte vorzugsweise dazu eingesetzt werden, den trichterartig erweiterten Abschnitt der Anlagefläche und/oder der Flanschfläche an seinem äußeren Umfang zu begrenzen. Somit kann der trichterartig erweiterte Abschnitt ähnlich des Überganges von dem Stutzen auf den Bund stumpfwinklig übergehen. Am äußeren Umfang ist ein lotrechtes Verspannen von Bund und Flanschring möglich. Somit kann ein Halten des Bundes unter möglichst lotrechter Einleitung von Verspannkräften vorgenommen werden, wobei an dem Bund ein Abschnitt gegeben ist, der sich trichterartig erweitert und eine entsprechende Elastizität an der Losflanschanordnung ermöglicht. Der trichterartig erweiterte Abschnitt der Anlagefläche und/oder der Flanschfläche sollte dabei einerseits an den Stutzen anschließen und andererseits von dem kreisringförmigen Abschnitt begrenzt sein, so dass durch den trichterartig erweiterten Abschnitt ein stumpfwinklig gebrochener Übergang von dem Stutzen in den kreisringförmigen Flächenabschnitt der Anlagefläche und/oder der Flanschfläche gegeben ist.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass der Flanschring eine von dem Stutzen durchsetzte Flanschringausnehmung aufweist, welche an der von dem Bund abgewandten Seite einen geringeren Querschnitt aufweist, als an der dem Bund zugewandten Seite.
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Ein Flanschring weist eine Flanschringausnehmung auf. Die Flanschringausnehmung ist von einem Stutzen durchsetzt. Die Flanschringausnehmung kann dabei verschiedenartige Querschnitte in ihrem Verlauf aufweisen. Die Flanschringausnehmung kann beispielsweise auf ihrer von dem Bund abgewandten Seite einen geringeren Querschnitt aufweisen als auf der dem Bund zugewandten Seite. Beispielsweise kann sich die Flanschringausnehmung ausgehend von der Seite des Flanschringes, welche vom Bund abgewandt ist, in Richtung des Bundes kontinuierlich erweitern, so kann sich die Flanschringausnehmung beispielsweise kegelartig durch den Flanschring in Richtung des Bundes erweitern. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Flanschringausnehmung sich stufenartig erweitert, so dass beispielsweise der Flanschring auf seiner von dem Bund abgewandten Seite bündig auf dem durchsetzenden Stutzen aufsitzt, so dass der Flanschring formschlüssig oder auch kraftschlüssig an dem Stutzen aufliegt, wohingegen ein sich beispielsweise sprungartig erweiternder Bereich der Flanschringausnehmung in Richtung Bundes anschließt. Somit kann an dem Flanschring auf seiner von dem Bund abgewandten Seite ein so genannter Niederhalter gebildet sein, welcher beispielsweise nach Art einer Ringschulter ausgeformt ist. Zu dem Bund hin ist zwischen dem umgriffenen Stutzen und dem Flanschring ein Hohlvolumen geschaffen, in welches hinein Formveränderungen des Stutzens aufgenommen werden können. Somit wird der aufgeweitete Bund vor übermäßigen mechanischen Belastungen geschützt.
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Der sich im Querschnitt erweiternde Bereich der von dem Stutzen durchsetzten Flanschringausnehmung ist dabei verschieden von dem Abschnitt des Flanschringes, welcher mit dem Bund zur Anlage kommt. Bereits vor dem Auskragen des Bundes erstreckt sich der querschnittsvergrößerte Abschnitt der Flanschringausnehmung in dem Flanschring.
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Vorteilhafterweise kann weiterhin vorgesehen sein, dass der Flanschring mehrteilig ausgeführt ist.
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Eine zumindest zweiteilige Ausführung des Flanschringes ermöglicht es, den Flanschring beispielsweise mit einer keilförmigen Spannhülse auszustatten, welche dazu dient, auf der von dem Bund abgewandten Seite des Flanschringes einen möglichst eng anliegenden Bereich des Flanschringes an einer äußeren Mantelfläche des die Flanschringausnehmung durchsetzenden Stutzens auszubilden. So ist es beispielsweise möglich, einen beispielsweise keilförmigen Klemmring des Flanschringes in einen Spalt einzutreiben, so dass ein Klemmsitz zwischen dem Flanschring sowie dem umgriffenen Stutzen gegeben ist. Beispielsweise können auch halbkreisförmige Keile, die sich zu einem Vollkreis ergänzen, geschlitzte Ringkeile, Segmente eines Ringkeiles etc. mit einem Hauptkörper des Flanschringes verspannt werden, so dass an dem Flanschring beispielsweise eine Flanschringausnehmung gebildet ist, welche einen Abschnitt mit einem geringeren Querschnitt sowie einen Abschnitt mit einem größeren Querschnitt aufweist.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass in einem Fügespalt der Losflanschanordnung ein Dichtelement angeordnet ist.
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Eine Losflanschanordnung kann einen Fügespalt aufweisen, an welchem der Bund mit einer Flanschfläche gegen ein Widerlager gepresst wird, um die Losflanschanordnung zu verspannen. Zwischen dem Bund und dem Widerlager bildet sich somit ein Fügespalt aus. Durch eine Anordnung eines Dichtelementes in dem Fügespalt ist die Möglichkeit gegeben, einen fluiddichten Verbund auszubilden, so dass ein Übertritt eines Fluides aus dem Innern des Stutzens über den Fügespalt in die Umgebung verhindert bzw. zumindest erschwert ist. So kann vorgesehen sein, dass das Dichtelement ein in sich geschlossen umlaufendes Dichtelement ist, welches in sich geschlossen um die Zylinderachse des Stutzens umläuft und so eine allseitige Dichtwirkung entfaltet.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass sich in dem Fügespalt eine Ringnut zur Aufnahme des Dichtelementes mündet.
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Entsprechend kann in den Fügespalt eine Ringnut eingebracht sein, welche beispielsweise an einem ringförmigen Widerlager umläuft. Die Ringnut kann bevorzugt im Widerlager angeordnet sein. In der Ringnut kann ein Dichtelement in Form eines ORinges eingelegt werden, so dass eine Positionierung des Dichtelementes möglich ist. Durch die Ringnut ist die Gewähr gegeben, dass die Kompression des Dichtelementes nur in einem begrenzten Umfang erfolgt, da ein Verspannen der Losflanschanordnung unter Abstützung der Flanschfläche des Bundes auf die Nut begrenzende Nutflanken erfolgt. Somit ist es möglich, ein in der Ringnut eingelegtes ringförmiges elastisches Dichtelement frei von Verspannkräften, lediglich durch Dichtkräfte belastet, zu positionieren.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass das Dichtelement ein elastisches Dichtelement ist.
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Ein elastisches Dichtelement ist beispielsweise einsetzbar, um eine dauerhafte Abdichtung der Losflanschanordnung zu ermöglichen. Weiterhin ermöglicht die Verwendung eines elastischen Dichtelementes, dass Bewegungen innerhalb der Losflanschanordnung am Dichtelement ausgeglichen werden und dessen Dichtwirkung auch während einer Verformung der Losflanschanordnung beibehalten bleibt.
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Neben der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Losflanschanordnung ist es Aufgabe der Erfindung, eine geeignete Nutzung der erfindungsgemäßen Losflanschanordnung vorzusehen. Aufgabengemäß wird die Losflanschanordnung bei einer Elektroenergieübertragungseinrichtung mit einem Kapselungsgehäuse und einem innerhalb des Kapselungsgehäuses angeordneten elektrisch isolierten Phasenleiters genutzt. Die Elektroenergieübertragungseinrichtung weist dabei eine Losflanschanordnung, wie vorstehend beschrieben, auf.
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Eine Elektroenergieübertragungseinrichtung mit einem Kapselungsgehäuse ist eingesetzt, um ein unmittelbares Berühren eines elektrischen Phasenleiters, welcher innerhalb des Kapselungsgehäuses angeordnet ist, zu verhindern. Es können beispielsweise auch mehrere Phasenleiter eines Elektroenergieübertragungssystems elektrisch isoliert voneinander in dem Kapselungsgehäuse angeordnet sein. Vorteilhafterweise sollte das Kapselungsgehäuse fluiddicht ausgeführt sein, wobei das Innere des Kapselungsgehäuses mit einem elektrisch isolierenden Fluid, beispielsweise einem Isoliergas unter Überdruck oder einer elektrisch isolierenden Flüssigkeit gefüllt ist. Um ein Austreten des elektrisch isolierenden Fluides aus dem Kapselungsgehäuse zu verhindern und das Kapselungsgehäuse beispielsweise mehrteilig ausführen zu können, ist eine erfindungsgemäße Losflanschanordnung im Einsatz, wobei ein Stutzen in seinem Innern zumindest einen Phasenleiter aufnimmt. Vorteilhafterweise sollte der Verlauf des Phasenleiters in Richtung der Zylinderachse des Stutzens erfolgen, wobei der Phasenleiter elektrisch isoliert am Kapselungsgehäuse abgestützt ist. Die Losflanschanordnung ist dabei Teil des Kapselungsgehäuses und kann Verwendung finden, um ein elektrisch isoliertes Abstützen des Phasenleiters sicherzustellen. Entsprechend können Stützisolatoren innerhalb des Kapselungsgehäuses angeordnet sein, welche eine mechanische Verbindung und Positionierung von Phasenleitern gegenüber dem Kapselungsgehäuse ermöglichen. Eine Nutzung der Losflanschanordnung zur Positionierung eines Stützisolators ist von Vorteil, da an dieser Position ein Zugriff zu dem Inneren des Kapselungsgehäuses im demontierten Zustand ermöglicht ist.
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Im Weiteren wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Zeichnung schematisch gezeigt und nachfolgend näher beschrieben.
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Dabei zeigt die
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1 einen Schnitt durch eine Elektroenergieübertragungseinrichtung mit einer ersten Losflanschanordnung sowie einer zweiten Losflanschanordnung und die
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2 einen Schnitt durch eine dritte Losflanschanordnung.
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Die in den Figuren gezeigten Losflanschanordnungen sind jeweils in einer Elektroenergieübertragungseinrichtung eingesetzt. Die in den einzelnen Losflanschanordnungen gezeigten Details, beispielsweise Lage, Anzahl von Dichtungselementen, Form von Stutzen, Bünden, Flanschringen, die Verwendung von ringförmigen Widerlagern, die Form der Widerlager, die Nutzung von dielektrisch geschirmten Kavitäten an Widerlagern, die Nutzung verschiedener Stützisolatoren usw., sind untereinander kombinierbar.
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Die 1 zeigt eine erste Losflanschanordnung 1 sowie eine zweite Losflanschanordnung 2. Die erste Losflanschanordnung 1 weist einen ersten Stutzen 3 auf. Vorliegend ist der erste Stutzen 3 im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgestaltet, wobei die Wandung des Hohlzylinders einen im Wesentlichen kreisringförmigen Querschnitt aufweist. Der erste Stutzen 3 mit seiner im Wesentlichen hohlzylindrischen Ausgestaltung ist koaxial zu einer Zylinderachse 4 ausgerichtet. Der erste Stutzen 3 ist an einem freien Ende trichterartig erweitert ausgeformt, so dass eine trichterartige erweiterte Anlagefläche an einem ersten Bund 5 entsteht. Vorliegend ist dies in Form eines Hohlkegelstumpfes erfolgt, so dass sich an einem freien Ende des ersten Stutzens 3 der erste Bund 5 ergibt. Der erste Bund 5 ist dabei im Wesentlichen mit derselben Wandstärke versehen, wie die Wandstärke des ersten Stutzens 3, wobei außenmantelseitig ein stumpfwinkliger Übergang von dem ersten Stutzen 3 in den ersten Bund 5 ausgeformt ist. Zwischen der Zylinderachse 4 sowie dem ersten Bund 5 ergibt sich vorzugsweise ein Kegelwinkel α1 von ca. 20 bis ca. 45°. Insbesondere sollte der Kegelwinkel α1 37° betragen.
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Der erste Stutzen 3 ist außenmantelseitig von einem ersten Flanschring 6 umgriffen. Der erste Flanschring 6 weist eine im Wesentlichen zylindrische Form auf, welche im Querschnitt im Wesentlichen kreisringförmig ausgestaltet ist. Innenmantelseitig ist der erste Flanschring 6 gegengleich zum Querschnitt des ersten Stutzens 3 ausgebildet. Der erste Flanschring 6 ist beispielhaft zweiteilig ausgeführt. An einem Hauptkörper ist in einer Ausnehmung ein Klemmring 6aa des ersten Flanschringes 6 bündig eingelegt. Der Klemmring 6aa verkeilt sich zwischen dem ersten Stutzen 3 sowie dem Hauptkörper des ersten Flanschringes 6. Der Klemmring 6aa kann elastisch verformbar ausgeführt sein. Beispielsweise kann der Klemmring Schlitze aufweisen, um verschiedene elastische Segmente zu bilden. Ein Verspannen des Klemmringes 6aa erfolgt über Verschraubungen am Hauptkörper des ersten Flanschringes 6 in Richtung der Zylinderachse 4. Über die Keilform wird eine Verspannkraft in radiale Richtungen umgelenkt und eine Anpressung des ersten Flanschringes 6 außenmantelseitig am ersten Stutzen 3 erzielt. Der von dem ersten Stutzen 3 durchsetzte Abschnitt wird hier beispielhaft nahezu vollständig durch den Klemmring 6aa begrenzt. Der Hauptkörper und der Klemmring 6aa des ersten Flanschringes 6 ergänzen sich zu einer Flanschringausnehmung mit konstantem Querschnitt. An seiner dem ersten Bund 5 zugewandten Stirnseite ist der erste Flanschring 6 mit einer kegelförmigen Einsenkung versehen, welche gegengleich zu der trichterartig erweiterten Anlagefläche des ersten Bundes 5 ausgeformt ist. Der erste Bund 5 weist auf seiner von dem ersten Flanschring 6 abgewandten Seite eine Flanschfläche auf, über welche ein vorzugsweise dichtender Verbund zu einem Widerlager 7 möglich ist. Die Flanschfläche ist vorliegend analog zur Anlagefläche ausgeformt. Anlagefläche und Flanschfläche sind koaxial zueinander angeordnet, so dass die Wandstärke des ersten Bundes 5 nahezu konstant ist. Für den ersten Stutzen 3/den ersten Bund 5 ist ein erstes Widerlager 7 vorgesehen, welches im Wesentlichen kreisringförmig hohlzylindrisch koaxial zur Zylinderachse 4 angeordnet ist und welches an seiner dem ersten Bund 5 bzw. dessen Flanschfläche entgegenragenden Stirnseite mit einer außenkegelförmigen Anformung 8 ausgestattet ist. Die außenkegelförmige Anformung 8 ist dabei gegengleich zu dem ersten Bund 5 bzw. dessen Flanschfläche ausgestaltet, so dass zwischen der außenkegelförmigen Anformung 8 sowie der kegelförmigen Einsenkung des ersten Flanschringes 6 der erste Bund 5 eingepresst ist. Der Innendurchmesser, d. h., der Widerlagerquerschnitt des ersten Widerlagers 7, ist dabei größer als der Stutzenquerschnitt des ersten Stutzens 3. Eine derartige Querschnittsvergrößerung sollte zumindest im Bereich des unmittelbaren Überganges vom Stutzen/Bund auf das Widerlager gegeben sein. Im weiteren Verlauf kann ein Widerlager auch gegenüber dem Stutzen querschnittsreduzierte Bereiche aufweisen. Somit ist am Übergang zwischen dem ersten Stutzen 3 in den ersten Bund 5 eine sprungartige radiale Erweiterung 9 gebildet, welche die Möglichkeit ergibt, eine Auslenkung des ersten Stutzens 3 bzw. des ersten Bundes 5 in die radiale Erweiterung hinein auszuführen. So ist es möglich, den ersten Stutzen 3 axial zu verschieben, so dass auch im eingepressten Zustand des ersten Bundes 5 zwischen dem ersten Widerlager 7 sowie dem ersten Stutzen 3 eine Kompensationsbewegung ermöglicht ist. Zu einer Abdichtung eines zwischen dem ersten Widerlager 7 sowie dem ersten Bund 5 gebildeten Fügespaltes ist in der außenkegelförmigen Anformung 8 des ersten Widerlagers 7 eine Ringnut 10 eingebracht, in welcher ein elastisch verformbares Dichtelement in Form eines O-Ringes eingelegt ist, welches koaxial zur Zylinderachse 4 umläuft und so einen fluiddichten Abschluss des von dem ersten Stutzen 3 umgriffenen Volumens ermöglicht.
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Weiterhin ist zwischen dem ersten Widerlager 7 sowie dem ersten Bund 5 eine weitere Ringnut 11 angeordnet, welche ihrerseits einer Abdichtung des zwischen dem ersten Widerlager 7 sowie dem ersten Flanschring 6 befindlichen Fügespaltes dient. In der weiteren Ringnut 11 ist ein weiteres elastisches Dichtelement eingelegt, so dass ein Eindringen von Schmutzpartikeln in den Fügespalt zwischen dem ersten Widerlager 7 sowie dem ersten Flanschring 6 entgegengewirkt wird. Dieses weitere Dichtelement schützt das radial innenliegende Dichtelement in der Ringnut 10 sowie den ersten Bund 5 vor externen Verschmutzungen.
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Vorliegend ist das erste Widerlager 7 als erster Zwischenflanschring ausgeführt. Es könnte jedoch auch sein, dass das erste Widerlager 7 beispielsweise an einem Gussgehäuse einstückig angeformt ist oder als Festflansch ausgeführt ist. Durch die Nutzung des ersten Zwischenflanschringes ist die Möglichkeit gegeben, entlang einer Spiegelebene, welche lotrecht zu der Zylinderachse 4 verläuft, gegensinnig einen zweiten Stutzen 12 sowie einen zweiten Bund 13 und einen zweiten Flanschring 14 vorzusehen, wobei der zweite Stutzen 12, der zweite Bund 13 sowie der zweite Flanschring 14 gleichartig zum ersten Bund 5 und zum ersten Stutzen 3, sowie zum ersten Flanschring 6 ausgeführt sind. Abweichend ist an dem zweiten Flanschring 14 die Ausgestaltung eines Klemmringes 14a vorgenommen. Der Klemmring 14a des zweiten Flanschringes 14 sitzt auf einer ebenen Ringfläche eines Hauptkörpers des zweiten Flanschringes auf. Vorliegend ist der Klemmring 14a mehrteilig (mehrere Sektoren) ausgeführt. Der Klemmring 14a bzw. seine Sektoren sind in Richtung der Zylinderachse 4 mit dem Hauptkörper des zweiten Flanschringes 14 verschraubt. Um ein vereinfachtes radiales Verklemmen des Klemmringes 14a zu ermöglichen, können zum Verschrauben von Bolzen durchsetzte radial ausgerichtete Langlöcher zum Einsatz gelangen. Im Bereich des Klemmringes 14a sind der zweite Stutzen 12 und der zweite Flanschring 14 kraftschlüssig miteinander verspannt.
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Die Flanschringausnehmung des zweiten Flanschringes 14, welche von dem zweiten Stutzen 12 durchsetzt ist, wird zum Teil durch den Klemmring 14a, welcher mit dem zweiten Stutzen 12 in unmittelbarem Kontakt steht, sowie zum Teil durch den Hauptkörper des zweiten Flanschringes 14 gebildet. Am Übergang von dem Klemmring 14a auf den Hauptkörper ist eine Querschnittserweiterung der Flanschringausnehmung realisiert. Zwischen dem Hauptkörper des zweiten Flanschringes 14 und dem durchsetzenden zweiten Stutzen 12 ist ein Ringspalt gebildet, in welchem Kompensationsbewegungen des zweiten Stutzens 12 aufgenommen werden können. Die von dem zweiten Stutzen 12 durchsetzte Flanschringausnehmung des zweiten Flanschringes 14 ist von dem auskragenden zweiten Bund 13 begrenzt. Der erste Flanschring 6 sowie der zweite Flanschring 14 sind jeweils über koaxial zur Zylinderachse angeordnete Gewindebolzen 15 gegen den ersten Flanschring 6 mit dem ersten Flanschring 6 verschraubt. Eine derartige Verbolzung hat den Vorteil, dass sowohl der erste Flanschring 6 als auch der zweite Flanschring 14 unabhängig voneinander von dem ersten Widerlager 7 lösbar sind.
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Analog zur außenkegelförmigen Anformung 8 ist am ersten Widerlager 7 eine gegensinnig angeordnete Außenkegelanformung 8a vorgesehen, um den zweiten Bund 13 am ersten Widerlager 7 abzustützen. Die weiteren Details des zweiten Bundes 13, des zweiten Stutzen 12, der Gestalt des ersten Widerlagers 7 nebst Dichtungen entspricht der Ausgestaltung am ersten Bund 5 und ersten Stutzen 3.
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Koaxial zur Zylinderachse 4 ist ein den ersten Stutzen 3 sowie den zweiten Stutzen 12 durchsetzender Phasenleiter 16 angeordnet. Der Phasenleiter 16 ist aus elektrisch leitfähigem Material gebildet, wobei das Innere der Stutzen 3, 12 mit einem elektrisch isolierenden Fluid befüllt ist. Vorliegend ist die Verwendung von Schwefelhexafluoridgas unter Überdruck vorgesehen. Durch die Nutzung von elastischen Dichtelementen in Ringnuten 10, 10a ist ein Entweichen des Fluids aus den Stutzen 3, 12 über die Fügespalte der ersten Losflanschanordnung 1 verhindert. Um eine Positionierung des Phasenleiters 16 im Innern der Stutzen 3, 12 sicherzustellen, ist der Einsatz eines säulenförmigen Stützisolators 17 vorgesehen. Der säulenförmige Stützisolator 17 ist innenmantelseitig am ersten Zwischenflanschring 6b abgestützt und ragt im Wesentlichen radial zu der Zylinderachse 4 in Richtung des Phasenleiters 16 und ist dort mit dem Phasenleiter 16 verbunden. Somit ist eine elektrisch isolierte Positionierung des Phasenleiters 16 gegenüber den Stutzen 3, 12 der ersten Losflanschanordnung 1 gegeben.
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Die in der 1 weiterhin gezeigte zweite Losflanschanordnung 2 stellt eine Fortentwicklung der in der 1 gezeigten ersten Losflanschanordnung 1 dar. Die zweite Losflanschanordnung 2 weist einen dritten Stutzen 18 sowie einen vierten Stutzen 19 auf. Der dritte Stutzen 18 sowie der vierte Stutzen 19 sind jeweils hohlzylindrisch mit einem im Wesentlichen kreisringförmigen Querschnitt ausgestattet, wobei der dritte Stutzen sowie der vierte Stutzen 18, 19 koaxial zueinander angeordnet sind und mit freien Enden aufeinander zuragen. An den aufeinander zuragenden freien Enden ist der dritte Stutzen 18 und der vierte Stutzen 19 mit einem dritten und vierten Bund 20, 21 ausgestattet. Abweichend zur Formgebung von dem ersten Bund 5 des ersten Stutzens 3 sowie dem gegengleichen zweiten Bund 13 des zweiten Stutzens 12 der ersten Losflanschanordnung 1 sind der trichterartig erweiterte dritte und vierte Bund 20, 21 abweichend ausgeformt. Beispielhaft soll die Gestaltung von drittem und viertem Bund 20, 21 anhand des dritten Bundes 20 beschrieben werden. Der dritte Bund 20 weitet sich am Übergang vom dritten Stutzen 18 zunächst hohlkegelförmig auf, so dass eine kegelstumpfmantelförmige Anlagefläche gebildet ist. Innenmantelseitig ist ein hohlkegelförmiger Abschnitt einer Flanschfläche des dritten Bundes 20 angeordnet. Die kegelstumpfmantelförmige erweiterte Anlagefläche ist an ihrem vom dritten Stutzen 18 fortragenden Ende von einer kreisringförmig ausgeformten Anlagefläche abgeschlossen, so dass der Bund zweistufig lotrecht nach außen ausgebördelt ist. Entsprechend gegengleich ist der hohlkegelförmige Abschnitt von einer kreisringförmigen Fläche umgriffen. Die Wandstärke des dritten Bundes 20 ist dabei im Wesentlichen der Wandstärke des dritten Stutzens 18 entsprechend. Die Flanschfläche des dritten Bundes 20 ist analog zu dessen Anlagefläche für einen dritten Flanschring 22 ausgeformt. Auch hier sind Anlagefläche und Flanschfläche koaxial zueinander angeordnet, wobei die Wandstärke des Bundes annähernd gleichbleibend ausgeformt ist.
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Der dritte Bund 20 ist gegen ein zweites Widerlager 7a gepresst. Das zweite Widerlager 7a ist in analoger Weise wie das erste Widerlager 7 mit einer außenkegelförmigen Anformung 8a versehen, um ein bündiges Anliegen der Flanschfläche des dritten Bundes 20 zu ermöglichen. An dem zweiten Widerlager 7a ist eine Ringnut 10b eingebracht, in welcher ein elastisches Dichtelement sitzt. Das elastische Dichtelement ist dabei in der Ringnut 10b derart angeordnet, dass eine Anlage in dem Abschnitt des dritten Bundes 20 erfolgt, in welchem sich der kreisringförmige Abschnitt der Flanschfläche des dritten Bundes 20 befindet. Somit ist eine lotrechte Krafteinleitung von Verspannkräften auch auf das Dichtelement der Ringnut 10b am dritten Bund 20 gegeben. Zusätzlich ist koaxial zu der Ringnut 10b am zweiten Widerlager 7a eine durchmessergrößere Ringnut angeordnet, in welcher ein weiteres Dichtelement befindlich ist, welches den Fügespalt unmittelbar zwischen dem dritten Flanschring 22 sowie dem zweiten Widerlager 7a dichtet. Der dritte Flanschring 22 ist im Wesentlichen hohlzylindrisch mit kreisringförmigem Querschnitt ausgestattet, wobei gegengleich zur Ausgestaltung des Widerlagers 7a (des zweiten Zwischenflanschringes 6a) eine kegelförmige Einsenkung zur Aufnahme des kegelstumpfförmigen Abschnittes der Anlagefläche vorgesehen ist. Weiterhin ist im Bereich der Anlagefläche des kreisringförmigen Abschnittes des dritten Bundes 20 eine kreisringförmige Einsenkung vorgesehen, welche sich an die kegelmantelförmige Einsenkung anschließt, so dass die Flanschfläche des dritten Bundes 20 bündig in dem dritten Flansch 22 liegt. In analoger Weise ist ein gleichartig ausgeformter vierter Flansch 23 vorgesehen, welcher mit dem vierten Bund 21 zusammenwirkt und gegengleich an der zweiten Flanschanordnung 2 montiert ist.
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Das zweite Widerlager 7a ist als Zwischenflanschring 6a ausgeführt und innenmantelseitig mit einer umlaufenden Ringschulter 24 versehen, welche radial innenwändig in Richtung der Zylinderachse 4 hervorragt. In einem Übergang von der Innenmantelfläche, aus welcher sich die Ringschulter 24 erhebt, ist beiderseits der Ringschulter zu der die Ringschulter begrenzenden Innenmantelfläche des zweiten Flanschringes 6a ein dielektrisch geschirmter Bereich (Kehle) gebildet. Somit können sich in den Kehlungen Fremdpartikel sammeln, so dass die Fluidisolierung im Innern der Stutzen 18, 19 nicht beeinflusst/verschmutzt wird.
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An der Ringnut 24 ist exemplarisch ein weiterer Stützisolator 17a befestigt, welcher den Phasenleiter 16 zentrisch in der Zylinderachse 4 positioniert.
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Wie in der 1 zu erkennen ist, können Losflanschanordnungen 1, 2 gemeinsam der Begrenzung eines Kapselungsgehäuses dienen, in dessen Inneren ein Phasenleiter 16 angeordnet ist. Durch eine Anordnung mehrerer Losflanschanordnungen 1, 2 im Verlauf eines Kapselungsgehäuses ist es möglich, eine Längenänderung, welche an dem Kapselungsgehäuse beispielsweise durch Temperatureinfluss auftreten kann, in den einzelnen Losflanschanordnungen 1, 2 zu kompensieren, so dass die Elektroenergieübertragungseinrichtung von Verspannungen entlastet ist.
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Die 2 zeigt eine Fortbildung der aus der 1 bekannten zweiten Losflanschanordnung 2. In der 2 ist eine dritte Losflanschanordnung 25 gezeigt, welche einen fünften Stutzen 26 sowie einen sechsten Stutzen 27 aufweist. Die beiden Stutzen 26, 27 der dritten Losflanschanordnung 25 sind wiederum rohrförmig hohlzylindrisch ausgestaltet, wobei die Stutzen 26, 27 einen im Wesentlichen kreisringförmigen Querschnitt aufweisen und koaxial zueinander zu einer Zylinderachse 4 angeordnet sind. An den einander zugewandten Enden des fünften und sechsten Stutzens 26, 27 sind ein fünfter Bund 28 sowie ein sechster Bund 29 angeordnet. Die Formgebung der trichterartigen Erweiterung von Anlageflächen und Flanschflächen entspricht im Wesentlichen der in der 1 gezeigten zweiten Losflanschanordnung 2. Abweichend zur Lage der dortigen Dichtelemente ist in den Fügespalt zwischen dem fünften/sechsten Stutzen 26 sowie einem Widerlager 7 (dritter Zwischenflanschring 6c) die Anordnung zweier elastischer Dichtelemente vorgesehen, wobei auf eine Verwendung einer Ringnut zur Aufnahme und Positionierung der elastischen Dichtelemente verzichtet wurde. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass eines oder beide Dichtelemente zu einer verbesserten Lagefixierung in einer Ringnut angeordnet sind.
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Der sechste und der siebente Bund 28, 29 des fünften und sechsten Stutzens 26, 27 sind unter Verwendung zweier gegensinnig gegen den dritten Zwischenflanschring 6c gepresster fünften und sechsten Flanschringe 30, 31 festgelegt. Der fünfte und der sechste Flanschring 30, 31 sind jeweils einteilig ausgeführt, wobei die von dem jeweiligen Stutzen 26, 27 durchsetzte Flanschringausnehmung sich in Richtung des zugehörigen Bundes 28, 29 sprungartig erweitert. Somit ist an den von den jeweiligen Bunden 28, 29 abgewandten Seiten der Flanschringe 30, 31 jeweils eine ringförmige Schulter gebildet, welche unmittelbar an den jeweiligen Stutzen 26, 27 anliegt. Im sprungartig erweiterten Querschnitt ist ein Ringspalt angeordnet, in welchem Spielraum für Bewegungen der Stutzen 26, 27 in der Losflanschanordnung ermöglicht ist. Beispielhaft ist eine Verpressung des fünften und sechsten Flanschringes 30, 31 derart vorgesehen, dass der fünfte und der sechste Flanschring 30, 31 sowie der dazwischen liegenden Zwischenflanschring 6c von fluchtenden Bohrungen 32 durchsetzt sind, in welche Bolzen einlegbar sind, welche an entgegengesetzten Flächen von fünftem und sechstem Flanschring 30, 31 abgestützt sind. Bei der dritten Losflanschanordnung 25 erfolgt so gerade keine unabhängige Verspannung der Flanschringe 30, 31, wie bei den Ausgestaltungen der 1 vorgesehen.
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An dem dritten Zwischenflanschring 6c sind innenmantelseitig eine erste Ringnut 33 so wie eine zweite Ringnut 34 angeordnet. Die beiden Ringnuten 33, 34 erstrecken sich mit ihren Nutöffnungen radial auf die Zylinderachse 4 zuragend und sind im Wesentlichen koaxial zur Zylinderachse 4 angeordnet. Zwischen den beiden Ringnuten 33, 34 des dritten Zwischenflansches 6c verbleibt eine zweite Ringschulter 24a, welche jeweils eine Nutflanke von erster und zweiter Ringnut 33, 34 des dritten Zwischenflanschringes 6c bildet. Die zweite Ringschulter 24a überragt die weiteren, den Zwischenflanschringquerschnitt begrenzenden Flächen radial nach innen und ist ihrerseits von einem Schirmstreifen stirnseitig begrenzt, welcher ringförmig in sich geschlossen umlaufend auf der zweiten Ringschulter angeordnet ist. Der Schirmstreifen auf der zweiten Ringschulter 24a überspannt die Nutöffnungen der ersten Ringnut 33 sowie der zweiten Ringnut 34 teilweise, so dass ein Zugang zu den Ringnuten 33, 34 vorzugsweise aus axialer Richtung gegeben ist. Dadurch ist zum einen die dielektrische Schirmung der beiden Ringnuten 33, 34 verbessert.
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Zum anderen ist ein Herauslösen von in den dielektrisch geschirmten Bereichen der beiden Ringnuten 33, 34 aufgenommenen Fremdpartikeln erschwert.
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Innenmantelseitig ist an dem Schirmstreifen der zweiten Ringschulter 24a ein ringförmiger Rahmen verschraubt, welcher einen scheibenförmigen Stützisolator 17b umgibt. Der scheibenförmige Stützisolator 17b ist von einem Phasenleiter 16 durchsetzt. Vorliegend ist beispielhaft eine Bildung einer fluiddichten Barriere unter Nutzung des scheibenförmigen Stützisolators 17 vorgesehen, so dass der dritte Flanschring 6c sowie der Stützisolator 17b Fluidvolumina, welche von dem fünften Stutzen 26 sowie dem sechsten Stutzen 27 begrenzt sind separiert. Beispielhaft ist in die zweite Ringschulter 24a der scheibenförmige Stützisolator 17 mit Rahmen formkomplementär eingesetzt. Eine Verschraubung des Rahmens erfolgt über mehrere in radialer Richtung ausgerichtete Gewindebolzen, welche bevorzugt in eine Innenmantelfläche der zweiten Ringschulter 24a ragen. Darüber hinaus kann auch eine alternative Verschraubung vorgesehen sein. Beispielsweise kann der Rahmen mehrere am Umfang verteilt angeordnete radiale Laschen (oder auch eine umlaufende Schulter) aufweisen, welche bei einem Einsetzen eines scheibenförmigen Stützisolators 17 aus axialer Richtung (bezogen auf die Zylinderachse 4) gegen eine Flanke der zweiten Ringschulter 24a schlagen und dort mittels Gewindebolzen, die in axialer Richtung verlaufen, in der zweiten Ringschulter 24a verschraubt sind.
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Im Ausführungsbeispiel nach 2 weist die zweite Ringschulter 24a ein T-förmiges Profil auf. Zur Ausformung der zweiten Ringschulter können auch alternative Profilierungen gewählt werden. So können beispielsweise auch streifenförmige Profile Verwendung finden. Insbesondere in dieser Ausführung kann ein angesetzter Rahmen die zweite Ringschulter in axialer Richtung ausladend überragen, so dass der Rahmen einen Teil der Schirmwirkung übernimmt.
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Die in den einzelnen Ausführungsbeispielen von erster, von zweiter und dritter Losflanschanordnung 1, 2, 3 gezeigten Varianten sind hinsichtlich der Lage und Ausgestaltung der Bünde, der Flanschringe, der Dichtelemente, der Ringschultern, der Widerlager, der Stützisolatoren usw., sind untereinander kombinierbar, ohne den Charakter der Erfindungen zu verändern.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102005048513 A1 [0002]
