DE1540140C3 - Anordnung mit einer Spannbride zur kittlosen Befestigung von Keramikisolatoren - Google Patents

Description

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Keramische Isolatoren, als Voll- oder Hohlkörper ausgeführt, werden in der Elektrotechnik für Innenraum- und Freiluftaufstellung allgemein als Stütz-, Trag- und Isolierkörper wegen ihrer guten elekirischen und chemischen Eigenschaften und ihrer Wetter- und Korrosionsfestigkeit angewendet.

Unabhängig von dem vorgesehenen Verwendungszweck und der Gestaltung benötigen alle diese Isolatoren ein spezielles Verbindungselement, mittels wel- g₅ chem der Isolator, als Teil eines Gerätes, Elementes oder Apparates, in einer je nach seinem Verwendungszweck entsprechenden Art mit dem zugehörigen Teil des Gerätes, Elementes oder Apparates sicher und den Anforderungen entsprechend verbunden werden kann.

Dieses Verbindungselement, allgemein als Armatur bezeichnet und üblicherweise aus Stahl, Bunt- oder Leichtmetall bestehend, wird in bekannter Weise mittels Kittung oder Klemmung mit dem Isolator verbunden.

Dabei kann diese Armatur ihrerseits wieder mittels Schraubung z. B. mit einem Gerätedeckel verbunden werden oder bereits als fester Bestandteil eines Gerätedeckels ausgeführt sein.

Die Entscheidung, ob Kittung oder Klemmung des Isolators bei einer vorgesehenen Konstruktion zur Anwendung gelangen soll, hängt neben den technischen Bedingungen auch von der Berücksichtigung des entsprechend notwendigen fabrikatorischen Aufwandes ab.

Bei gegebenen fabrikatorischen Einrichtungen und unter Berücksichtigung konstruktiver Belange kann eine Klemmung des Isolators zu wirtschaftlich günstigeren Lösungen als eine Kittung führen.

Die Klemmung des Isolators erfolgt mittels Spannt oder Preßklauen, wie sie im Prinzip aus F i g. 1 ersichtlich sind.

Diese Klauen werden in entsprechender Anzahl um das mit der Armatur zu verbindende Isolatorenende herum angeordnet und drücken mittels Spannschrauben oder Gewindebolzen mit Muttern auf den am Isolatorenende dafür vorgesehenen Klemmwulst, wobei die Abstützung des anderen Klauenendes auf der Armatur oder einer anderen geeigneten Auflage erfolgen kann.

Die während des Brennvorganges eintretenden Maßveränderungen des keramischen Werkstückes, besonders bei größeren Dimensionen, ergeben am fertigen Stück nach dem Brand relativ große Abweichungen vom Nennmaß.

Die zulässigen Abmaße für keramische Werkstücke ohne Bearbeitung nach dem Brand sind z. B. in DIN 40680 festgelegt; sie betragen beispielsweise bei stranggepreßten Teilen, wie sie vielfach als Stützisolatoren usw. vorgesehen werden, bei einem Werlcstückdurchmesser oder -länge von 185 bis 200 mm bei zweiseitigem Nennabmaß +8 mm, bzw. bei einseitigem Nennabmaß +16 mm oder —16 mm.

Um nun diese Maßabweichungen zu reduzieren und damit den konstruktiven und fabrikatorischen Aufwand für die Armaturen gering zu halten, derart, daß stets die gleichen und deshalb in entsprechenden Seriegrößen herstellbaren Armaturen verwendet werden können, wird vielfach der Klemmwulst des Isolators nach dem Brand geschliffen und dadurch auf ein Nennmaß mit bedeutend kleineren Abmaßen gebracht.

Diese Schleifoperation ist jedoch ein zusätzlicher und besonders bei großen Abmessungen des Isolators, wie er beispielsweise bei induktiven Strom- und Spannungswandlern, Hochspannungsdurchführungen, sowie auch bei kapazitiven Spannungswandlern und Kopplungskondensatoren verwendet werden muß, sehr aufwendiger Vorgang, welcher, besonders bei den erwähnten großen Abmessungen, den geringen Aufwand für die Armaturen teilweise oder auch ganz kompensiert.

Außerdem wird durch die Schleifoperation unter Umständen die auf der Isolatoroberfläche befindliche Glasur wieder entfernt und dadurch die mechanische

Festigkeit des Isolators reduziert; denn bei richtig gewählter und unter Druckspannung stehender Glasur ergibt sich eine höhere mechanische Festigkeit des keramischen Werkstoffes als im unglasierten Zustand.

Wird dagegen der Isolator am Bund, unter Ausnutzung der dadurch erreichten höheren mechanischen Festigkeit, nicht geschliffen, so müssen die Spannklauen, welche zur Befestigung des Isolators benötigt werden, die jeweilige Distanz zwischen ihrem kleine Abmaße des Durchmessers aufweisenden metallischen Armaturgegenlager und den vorstehend erläuterten großen Keramiktoleranzen des Klemmwulstes überbrücken.

Zusätzlich kann die Höhe des Klemmwulstes am Isolator ebenfalls variieren.

Die Spannklauen weisen dagegen gleich wie die Armatur, infolge ihrer heute üblichen Herstellungsverfahren (z. B. als Guß- oder Gesenkschmiedestücke) relativ kleine eigene Toleranzen auf.

Um nun, unter Berücksichtigung dieser vorgegebenen Abweichungen stets eine sichere Isolatorenbefestigung mittels Spannklauen zu erreichen, ist es allgemein üblich, Spannklauen mit verschiedenen Längen, entsprechend den zu überbrückenden Abständen zwischen Armatur und Wulst des Isolators bei maximaler und minimaler Toleranzlage, für die Isolatormontage zur Verfügung zu halten.

Dies bedeutet, daß pro Isolator, welcher mit glasierten, ungeschliffenen Klemmwülsten versehen ist, mindestens drei, eher aber mehr verschieden lange Spannbriden in stets ausreichender Stückzahl vorhanden sein müssen, damit je nach vorhandenem Klemmwulstdurchmesser die am besten geeignete Spannklauenlänge montiert werden kann.

Außerdem ist zu beachten, daß besonders bei sehr großen Isolatoren, deren Durchmesser noch zusätzlich innerhalb der zulässigen Toleranz am gleichen Stück verschiedene Maße aufweisen darf, zur einwandfreien Montage nicht nur eine bestimmte Spannklauensorte genügt, sondern, je nach Lage am Umfang, infolge der soeben erwähnten Durchmesservariationen verschiedene Spannklauenlängen angewendet werden müssen.

Dadurch ergibt sich eine beträchtliche Erhöhung der stets in genügender Stückzahl am Montageplatz vorrätig zu haltenden Spannklauen verschiedener Länge.

Gleichzeitig bewirkt das jeweilige Aussuchen und Anpassen der entsprechenden Klauen eine beträchtliehe Erhöhung der Montagezeit.

Gegenstand der Erfindung ist nun eine derartige Ausbildung der Spannklauen und ihres zugehörigen Gegenlagers auf der Armatur bzw. auf dem mit dem Isolator fest zu verbindenden Konstruktionselement, z. B. einem Gerätedeckel, daß die Vorteile des glasierten, ungeschliffenen Keramikkörpers ausgenutzt werden können und gleichzeitig nur eine einzige Spannklauenform verwendet werden muß.

Eine Isolatorbefestigung, bei der die oben geschilderten Probleme auftreten, mit einer Spannbride zur kittlosen Befestigung von mit einem Klemmwulst versehenen Keramikisolatoren, die mit ihrem einen Ende auf einem Gegenlager und mit ihrem anderen Ende auf dem geraden Teil der Mantellinie der kegelförmigen Fläche des Klemmwulstes ruht und bei der Montage in der Höhe verstellbar ist, ist z. B. aus der deutschen Patentschrift 893 065 bekannt.

Es ist ferner bekannt, als Gegenlager eines Spanneisens zum Befestigen von Werkstücken an Maschinenteilen od. dgl. verzahnte Keilstücke oder eine Spannpratze mit einer schraubenförmig angeordneten Rastentreppe zu verwenden (Technische Rundschau Nr. 20, 1960, S. 23 oder deutsche Patentschrift 868 996). Sie ermöglichen die genaue Einstellung der Höhe des Gegenlagers, damit das Spanneisen bei Werkstücken unterschiedlicher Höhe stets parallel zur Auflagefläche liegt. Zum Ausgleich radialer Toleranzen bei einer Isolatorbefestigung sind diese bekannten Konstruktionen aber weder bestimmt noch geeignet, da die Rastzähne der Keilstücke bzw. der Rastentreppe bei einer gegebenen Höhenverstellung, die bei der Isolatorbefestigung nur in geringem Maße zugelassen werden kann, eine zu kleine Änderung in radialer Richtung erlauben. Außerdem sind die Stufen bei einigen dieser nur zur Höhenverstellung dienenden bekannten Keilstücke nicht in radialer Richtung gestaffelt, so daß sie keinen radialen Halt bieten würden.

Einen selbsttätigen Höhenausgleich soll auch eine weitere bekannte Spannpratze zum Spannen von Werkstücken mit schrägen Flächen ermöglichen (Technische Rundschau Nr. 17, 1962, S. 25). Sie hat gezahnte Auflageflächen, z. B. in Form von Teilen alter Feilen, die ein Verrutschen der Werkstücke verhindern. Auch diese Spannpratze ist für den Klemmwulst eines Isolators nicht verwendbar, obwohl sie in radialer Richtung verschiebbar ist, weil die Auflagefläche einer Feile den erforderlichen radialen Halt nicht gewährleisten würde.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spannklaue und ihr zugehöriges Gegenlager auf der Armatur bzw. auf dem mit dem Isolator fest zu verbindenden Konstruktionselement, z. B. einem Gerätedeckel, so auszubilden, daß die Vorteile des glasierten, ungeschliffenen Keramikkörpers ausgenutzt werden können und gleichzeitig nur eine Spannklaue einer einzigen Größe verwendet werden muß.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die im Patentanspruch 1 beschriebene Anordnung. Die Anordnung ist derart, daß sie einen Ausgleich zulässiger radialer Toleranzen der Abmessungen des Klemmwulstes, der Spannbride und des Gegenlagers ermöglicht. Dies war mit keiner der oben beschriebenen bekannten Konstruktionen möglich.

Vorzugsweise ist eine Bohrung für eine Spannschraube, die sich näher an dem auf dem Klemmwulst liegenden Ende der Spannbride und an deren höchsten, abgerundeten Stelle befindet, konisch ausgeführt, und zwar entsprechend dem vorkommenden größten Winkel zwischen der Achse eines Spannbolzens der Spannbride und der Bohrung. Durch die unsymmetrische Anordnung der Bohrung wird erreicht, daß der Anpreßdruck auf dem Klemmwulst größer ist als auf dem Gegenlager.

Bei richtiger Dimensionierung der Spannbride und des Gegenlagers ist gewährleistet, daß die Auflage der Bride auf dem Isolator-Klemrtiwulst sich stets innerhalb des geraden Flächenteils der kegelförmigen Auflagefläche des Klemmwulstes befindet, unabhängig von den tatsächlichen Keramik-Abmaßen am Klemmwulst und den Toleranzen an der Armatur für die Auflage des anderen Spannbriden-Endes, solange sich diese Abweichungen innerhalb vorher festgelegter Toleranzfelder bewegen.

Durch die nachfolgend näher beschriebenen Mittel

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wird also der Vorteil erhöhter mechanischer Festig- Verwendung mehrerer Spannklauen verschiedener

keit des Keramikkörpers bei gleichzeitigem Wegfall Längen vermieden.

der Schleifaufwendungen verbunden mit pro Isolator Um zu erreichen, daß der Anpreßdruck der Klaue

nur eines einzigen Spannklauen-Typs und somit mini- auf dem Klemmwulst 2 stets größer ist als der Druck

malster Lagerhaltung und Platzbedarf bei einfachster 5 auf dem Gegenlager 8 ist die Bohrung in der Spann-

und dadurch preisgünstigster Montage. bride 7 näher an dem auf der Keramik aufliegenden

Aus den nachfolgend beschriebenen Zeichnungen Ende der Klaue und zwar an der höchsten abgerun-

sind einige mögliche Ausführungsformen einer sol- deten Stelle angebracht. Diese Bohrung in der Bride

chen Klaue und ihrer dazugehörigen Lagerung er- für die Spannelemente Schraube und Mutter 6 ist

sichtlich. ao konisch ausgebildet, wobei ihr kleinster Durchmesser

In F i g. 1 ist als allgemeines Beispiel die Befesti- nur um die notwendige Toleranz größer als der

gung eines Keramik-Isolators auf einer Geräteplatte Schraubenbolzendurchmesser ist und die Konizität

dargestellt. der Bohrung dem größten Winkel zwischen den

Die Montage erfolgt mittels Spannklauen; die Achsen der Schraubenbolzen und der Bohrung ent-

Isolator-Armatur bildet mit der Geräteplatte 4 eine 15 spricht, für welchen Fall die Klemmwulsthöhe an der

geschlossene Einheit, und die üblicherweise zum Ein- Keramik ihr größtes Abmaß aufweist,

satz gelangende Abschirmhaube, die eine separate Damit die Verstellung der Spannbride 7 entspre-

Herstellung aus Blech erfordert, ist durch einen an chend dem jeweiligen Keramikdurchmesser möglich

der Oberkante gut gerundeten Ring 9 ersetzt, welcher wird, ist in der Armatur 4 ein entsprechend angeord-

mit dem Gegenlager 8, auf welches das nicht auf 20 neter Schlitz 11 vorgesehen, welcher den Spannbolzen

dem Isolator-Klemmwulst aufliegende Spannbriden- seitlich führt und ihm in der Längsrichtung der

Ende 14 sich abstützt, eine geschlossene Einheit Spannklaue also in der Richtung, in welcher die

bildet. Spannklaue den jeweiligen Keramikmassen entspre-

In Fig. 2 und den weiteren Abbildungen ist ein chend verstellt werden muß, genügend Bewegung

Ausschnitt der Befestigung eines Keramikkörpers 25 und Einstellmöglichkeiten verleiht,

mittels Spannklauen ersichtlich. F i g. 2 und 4 zeigen den Spannbolzen bei

In F i g. 2 stellt 1 einen Teil eines keramischen Minimalmaßen des Isolators am linken Ende des

Körpers samt Klemmwulst 2 dar. Mittels Schraube Schlitzes 11.

und Mutter 6 wird die Spannbride 7 angezogen und In F i g. 3 ist der Spannbolzen bei mittlerer ToIe-

d rückt über die Zwischenlage 5 auf den Klemm- 30 ranzlage des Isolators in der Mitte des Schlitzes 11,

wulst 2. und in F i g. 5 ist der gleiche Bolzen bei Maximal-

Durch die am Umfang in entsprechender Stückzahl maßen des Keramikkörpers am rechten Ende des

verteilten Spannbriden 7 wird der Keramikkörper Schlitzes 11.

(Isolator) 1 über die Dichtung 3 auf die Armatur Die F i g. 3 bis 7 zeigen im übrigen weitere mög- oder Bodenplatte 4 gepreßt, und somit wird eine 35 liehe Ausbildungsformen von Spannklauen und mechanische den Anforderungen genügende und Gegenlager zur Erfüllung des Erfindungsgedankens, gleichzeitig öl- und vakuumdichte Verbindung des In F i g. 3 ist der notwendige Treppenabsatz an der Keramikisolators mit den übrigen Konstruktionsteilen Spannklaue angebracht, und das Gegenlager muß nur erreicht. einen entsprechenden Absatz oder Kante aufweisen. Der ungeschliffene Umfang 10 des Klemmwulstes 2 40 Statt treppenförmigen Absätzen können in der des Isolators 1 variiert im Durchmesser entsprechend Armatur auch entsprechend geformte Rillen vorgeden durch den Brand bedingten Toleranzen; analog sehen werden, in die in passender Weise die Spannändert sich auch die Höhe des Klemmwulstes. bride eingreift, wie aus F i g. 4 ersichtlich.

Liegen die Durchmesser an der oberen Toleranz- Diese Rillen können ebensogut in der Spannbride grenze, d. h., wenn der Isolator-Klemmwulst seinen 45 vorhanden sein, wenn in der Armatur das entspregrößten Durchmesser hat, könnte es eintreten, daß chende Gegenstück ausgeführt ist, wie es F i g. 5 dardie Bride 7 nicht auf die gerade Kegelfläche des stellt. An Stelle von treppenartigen Absätzen oder Klemmwulstes, sondern in den Übergangsradius 12 Rillen kann die Spannbride an ihrem auf das Gegenpressen müßte. lager aufliegenden Ende mit einer Rändelung, Riffe-Bei Abmaßen an der unteren Toleranzgrenze des 50 lung oder Kordelung versehen werden, in welche eine Keramikkörpers könnte eine Auflage der Spann- auf dem Gegenlager angebrachte, entsprechend ausbride 7 knapp an der Kante 13 des Isolator-Klemm- gebildete Schneide sicher eingreift. Die auf der Spannwulstes 2 erfolgen. bride oder auf dem Gegenlager vorhandenen treppen-Beide möglichen Fälle ergeben eine sehr ungünstige förmigen Absätze, Rillen oder Rändel können auch mechanische Beanspruchung des Keramik-Klemm- 55 mit ungleichen Teilungsabständen ausgeführt werden, wulstes und setzen deshalb die bei richtiger Auflage Wenn die Armatur beispielsweise als Gehäuseder Spannklaue in der ungefähren Mitte der vorge- deckel ausgebildet ist, kann es vorteilhaft sein, wenn sehenen Auflagefläche erreichbaren Festigkeitswerte der Deckel keine zusätzlichen Aufbauten, Aufsätze stark herab und sollten deshalb vermieden werden. od. dgl. aufweisen muß. Um trotzdem den Erfindungs-Deshalb sieht der Erfindungsgedanke vor, daß das 60 gedanken realisieren zu können, kann die Spann-Gegenende 14 der Spannbride 7 beispielsweise auf klaue abgewinkelt gemäß F i g. 6 ausgebildet werden, einem treppenförmig ausgebildeten Gegenlager 8 auf- Im Deckel sind in diesem Falle nur die entsprechend liegt. Dadurch ist die Spannbride 7 so einstellbar, zweckmäßig angeordneten Eindrehungen 15 notwendaß bei variablen Keramik-Klemmwulst-Durch- dig. In bestimmten Fällen könnte sogar auf die Einmessern und entsprechender Wahl eines Treppen- 65 drehung 15 verzichtet werden.

absatzes die Druckauflage am Isolator stets in der Eine weitere Möglichkeit ist in F i g. 7 dargestellt,

ungefähren Mitte der kegeligen Auflagefläche sich Das Gegenlager 16 für die Spannklaue ist lose auf

befindet, und gleichzeitig wird die sonst notwendige der Armatur liegend vorgesehen, wobei es durch ent-

sprechende und bekannte Maßnahmen am Verschieben verhindert wird. Dieses Gegenlager 16 kann treppenförmige Absätze, wie gezeichnet aufweisen, eine Ausbildung mit Rillen oder Ringschneiden, wie in den F i g. 4 und 5 gezeigt, ist ebenfalls möglich.

Wenn die Gegenlager für die Aufnahme der nicht auf den Keramikkörper wirkenden Kräfte der Spannklauen fest mit der Armatur oder dem Konstruk-

tionsteil verbunden sind, mit dem der Isolator entsprechend befestigt und verbunden werden soll, so kann gleichzeitig mit den Gegenlagern die sonst üblicherweise separat vorgesehene Abschirmung gebildet werden, derart daß die Armatur wie in F i g. 2 dargestellt, nach oben verlängert wird und einen Schutzkragen bildet, der die Funktion der an sich bekannten separaten Abschirmhaube weitgehendst übernehmen kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

209585/141

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Anordnung mit einer Spannbride zur kittlosen Befestigung von Keramikisolatoren mit glasiertem, ungeschliffenem Klemmwulst, die mit ihrem einen Ende auf einem Gegenlager und mit ihrem anderen Ende auf dem geraden Teil der Mantellinie der kegelförmigen Fläche des Klemmwulstes ruht, mittels Spannelementen befestigt wird und bei der Montage in der Höhe verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Auflagefläche des Gegenlagers (8, 16) und dem auf ihr ruhenden einen Ende (14) der in radialer Richtung zusammen mit den Spannelementen (6) verschiebbaren Spannbride (7) eine Raststufenverbindung besteht, die durch radial hintereinander angeordnete rillenartige Vertiefungen (15) und eine in diese eingreifende Schneide oder durch treppenförmig radial steigend hintereinander gestaffelte, radial bezüglich ihrer Höhe relativ lange Stufen gebildet ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Bohrung für eine Spannschraube (6), die sich näher an dem auf dem Klemmwulst (2) liegenden Ende der Spannbride (7) und an deren höchsten, abgerundeten Stelle befindet, konisch ausgeführt ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Raststufen ungleiche Teilungsabstände haben.

4. Anordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Gegenlager (8, 16) verbindender und mit diesen fest verbundener Ring (9) vorgesehen ist, dessen abgerundeter oberer Rand dem höchsten Punkt der Befestigungselemente der Spannbriden (7) entspricht oder diesen überragt.