DE19649414C2 - Verfahren zum Verbinden eines Kernzylinders und eines mit einem Flansch versehenen metallischen Paßelements eines hohlen Verbundisolators durch Preßpassen - Google Patents
Verfahren zum Verbinden eines Kernzylinders und eines mit einem Flansch versehenen metallischen Paßelements eines hohlen Verbundisolators durch PreßpassenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verbinden eines
Kernzylinders und eines Passelements eines hohlen
Verbundisolators. In der vorliegenden Anmeldung bezeichnet der
Begriff "hohler Verbundisolator" z. B. ein Isolationselement, das
bei einem Blitzableiter, bei einer Durchführung oder dergleichen
verwendet wird, und das ein Durchgangsloch hat, in dem ein
spezielles Element untergebracht ist oder durch das ein Leiter
axial hindurchtritt. Die Durchführung ist z. B. als eine
Vorrichtung zum Stützen eines derartigen Leiters in einer von
einer Teilung isolierten Weise zu verstehen, wenn der Leiter
durch eine Wand oder einen leitfähigen Körper hindurchtritt. Der
"hohle Verbundisolator" weist z. B. einen hohlen Kernzylinder,
Passelemente, die jeweils mit entgegengesetzten Enden des
Kernzylinders verbunden sind, und ein Gehäuse auf, das aus einem
isolierenden Polymermaterial hergestellt ist und um den äußeren
Umfangsabschnitt des Kernzylinders vorgesehen ist.
Früher sind Passelemente auf Endabschnitte von Kernzylindern von
hohlen Verbundisolatoren durch verschiedene Verfahren aufgepasst
worden, wie dies z. B. in den Druckschriften DE 27 16 922 A1, DE-
GM 17 66 159 sowie "Papailiou, K. O.; Fluri, W.; Wermelinger, A.:
Erfahrung mit Einsatz von Verbundisolatoren" (in Bulletin SEV/VSE
81 (1990) 19, 6. Oktober, S. 11-18) offenbart ist.
- a) Beispielsweise ist, wie in Fig. 2 gezeigt ist, der äußere Durchmesser eines Kernzylinders 1 eines hohlen Verbundisolators kleiner als der Innendurchmesser eines Einfügelochs eines mit einem Flansch versehenen metallischen Passelements 2 bei einer gewöhnlichen Temperatur gesetzt, so dass ein Spalt "g" von ungefähr 0,5 mm bis ungefähr 2 mm zwischen dem Kernzylinder und dem Einfügeloch des mit einem Flansch versehenen metallischen Passelements des hohlen Verbundisolators ausgebildet werden kann, wenn der Kernzylinder des hohlen Verbundisolators in das Einfügeloch des mit einem Flansch versehenen metallischen Passelements eingebaut wird. Nach dem Einbau wird ein Kunstharz in den Spalt "g" eingegossen, wobei der Kernzylinder mit dem mit einem Flansch versehenen metallischen Paßelement durch Aushärten des Kunstharzes 3 verbunden wird.
- b) Alternativ dazu ist, wie in Fig. 3 gezeigt ist, der äußere Durchmesser eines Kernzylinders 1 eines hohlen Verbundisolators geringfügig kleiner als der Innendurchmesser eines Einfügelochs eines mit einem Flansch versehenen metallischen Paßelements 2 bei einer gewöhnlichen Temperatur gesetzt, so daß ein Spalt "g" von ungefähr 0,1 mm bis ungefähr 0,5 mm zwischen dem Kernzylin der 1 und dem Einfügeloch des mit einem Flansch versehenen me tallischen Paßelements 2 des hohlen Verbundisolators ausgebildet werden kann, wenn der Kernzylinder des hohlen Verbundisolators in das Einfügeloch des mit einem Flansch versehenen metallischen Paßelements eingebaut wird. Ein Kunstharz wird auf eine äußere Umfangsfläche des Kernzylinders und auf die innere Umfangsfläche des Einfügelochs des mit einem Flansch versehenen metallischen Paßelements des hohlen Verbundisolators aufgebracht, der Kernzy linder wird in das Einfügeloch des mit einem Flansch versehenen metallischen Paßelements eingebaut und beide Elemente werden durch Aushärten des Kunstharzes 3 verbunden.
- c) Alternativ dazu ist, wie in den Fig. 4a bis 4c gezeigt ist, der Außendurchmesser eines Kernzylinders 1 eines hohlen Verbundisolators geringfügig größer als der Innendurchmesser ei nes Einfügelochs eines mit einem Flansch versehenen metallischen Paßelements 2 bei einer gewöhnlichen Temperatur gesetzt. Nachdem der Innendurchmesser des Einfügelochs eines mit einem Flansch versehenen metallischen Paßelements 2 größer als der Außendurch messer eines Kernzylinders 1 eines hohlen Verbundisolators durch Aufheizen des mit einem Flansch versehenen metallischen Paßele ments 2 gemacht wurde, wird ein Kunstharz auf die äußere Um fangsfläche des Kernzylinders 1 und die innere Umfangsfläche des Einfügelochs des mit einem Flansch versehenen metallischen Paße lements 2 des hohlen Verbundisolators aufgebracht, der Kernzy linder wird in das Einfügeloch des mit einem Flansch versehenen metallischen Paßelements eingebaut und die beiden Elemente werden durch Aushärtendes Kunstharzes verbunden. In diesem Fall schrumpft der Durchmesser des mit einem Flansch versehenen me tallischen Paßelements durch das Abkühlen und wird auf den Kern zylinder schrumpfgepaßt.
In den Figuren ist ein Kunstharzhalteabschnitt zum Halten des
aufgebrachten Kunstharzes mit Bezugszeichen 4 bezeichnet.
Das Verfahren (i) ist jedoch dadurch beschränkt, daß ein Kunst
harz mit einer geringen Viskosität verwendet werden muß, das in
den Spalt gegossen wird. Desweiteren ist zum Verkleben des me
tallischen Paßelements mit dem Kernzylinder durch Aushärten eine
Zeit erforderlich, während das Kunstharz am Ausströmen aus dem
Spalt gehindert werden muß. Da außerdem der Kernzylinder und das
mit einem Flansch versehene metallische Paßelement des hohlen
Verbundisolators relativ zueinander solange fixiert werden müs
sen, bis das Kunstharz beide durch Aushärten verklebt, ist die
ses Verfahren hinsichtlich der Klebedurchführbarkeit und der
weiteren Handhabung nachteilig. Da desweiteren der Spalt "g"
groß ist, können sich der Kernzylinder und das mit einem Flansch
versehene metallische Paßelement leicht aufgrund eines Unter
schieds der thermischen Ausdehnung zwischen beiden voneinander
lösen. Daher ist dieses Verfahren nicht zur Verwendung in einem
Fall geeignet, bei dem eine Gasdichtheit zu erwarten ist.
Andererseits ist das Verfahren (ii) ohne die Beschränkung, daß
das Kunstharz mit einer geringen Viskosität verwendet werden
muß, wobei das Problem, daß ein Lösen auftritt, in einigem Aus
maß verringert werden kann, weil der Spalt "g" im Vergleich zum
Verfahren (i) kleiner gemacht ist. Bei dem Verfahren (ii) können
jedoch die dem Verfahren (i) eigenen anderen. Nachteile nicht ge
löst werden.
Obwohl eine Verringerung der Gasdichtheit wegen eines
Auftretens des Lösens aufgrund eines Unterschieds der thermi
schen Ausdehnung stark verringert ist, können inzwischen die dem
Verfahren (ii) eigenen Nachteile durch das Verfahren (iii) nicht
gelöst werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum
Verbinden eines Kernzylinders und eines Passelements eines hohlen
Verbundisolators zu schaffen, wobei das Verfahren nicht
erfordert, dass der Kernzylinder und das Passelement des hohlen
Verbundisolators solange relativ zueinander fixiert sein müssen,
bis ein Kunstharz ein Verkleben durch Aushärten bewirkt, das
keine Maßnahme zum Sicherstellen einer Genauigkeit beim
Zusammenbau benötigt, und das eine mechanische Festigkeit und
eine Gasdichtheit sicherstellt, die in einem Passabschnitt des
hohlen Isolators erforderlich sind.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Verbinden des Kernzylinders
und eines Passelements eines hohlen Verbundisolators in dem
ein Kunstharz zumindest auf entweder die Außenumfangsfläche eines
Endabschnitts des Kernzylinders oder die Innenumfangsfläche eines
Einfügelochs des Passelements aufgebracht wird, der Endabschnitt
des Kernzylinders in das Einfügeloch eingefügt wird und
anschließend der innerhalb des Einfügelochs befindliche
Endabschnitt des Kernzylinders durch Aushärten des aufgebrachten
Kunstharzes mit dem Passelement verklebt und verbunden wird,
wobei zur Aushärtung des Kunstharzes der Kernzylinder und das
Passelement relativ zueinander fixiert werden, und zur Fixierung
des Kernzylinders und des Passelements relativ zueinander der
Endabschnitt des Kernzylinders in das Einfügeloch des
Passelements pressgepasst wird.
Da bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Verbinden des
Kernzylinders und des Passelements des hohlen Verbundisolators
der Kernzylinder des hohlen Verbundisolators in das Passelement
eingefügt wird, wird der Kernzylinder an dem Passelement in
axialer Richtung und in Umfangsrichtung nach dem Presspassen
fixiert. Daher müssen der Kernzylinder und das Passelement des
hohlen Verbundisolators nicht relativ zueinander fixiert werden,
bis das Kunstharz durch Aushärten ein Verkleben bewirkt, und es
ist keine Bearbeitung oder keine Vorrichtung zum Sicherstellen
der Zusammenbaugenauigkeit notwendig. Da des weiteren der
zusammengebaute hohle Verbundisolator in dem Zustand gehandhabt
werden kann, in dem das Kunstharz nicht ausgehärtet ist, kann er
bald schon einem nachfolgenden Schritt zugeführt werden. Dadurch
verbessert sich der Bearbeitungswirkungsgrad. Wenn des weiteren
der Außendurchmesser des Kernzylinders des hohlen
Verbundisolators größer als der Innendurchmesser des Einfügelochs
des Passelements ist und wenn der Außendurchmesser des
Kernzylinders des hohlen Verbundisolators größer als der
Innendurchmesser des Einfügelochs des Passelements vor dem
Presspassen selbst in einem Fall ist, in dem der hohle
Verbundisolator auf eine angenommene maximale
Verwendungstemperatur unter einer freien Ausdehnung aufgeheizt
wird, tritt keine Ablösungsspannung zwischen dem Kernzylinder und
dem Passelement über den gesamten Verwendungstemperaturbereich
des hohlen Verbundisolators auf, so dass der pressgepasste
Verbindungszustand hervorragend erhalten werden kann. Da außerdem
der Kernzylinder und das Passelement durch Verkleben verbunden
sind, kann ein stärkeres Presspassverbinden zwischen dem
Kernzylinder und dem Passelement durch die synergetische Wirkung
des Presspassens und des Klebeverbindens verwirklicht werden.
Folgendes wird als bevorzugte Ausführungsbeispiele des
erfindungsgemäßen Verfahrens zum Verbinden des Kernzylinders und
des Passelements des hohlen Verbundisolators aufgezählt.
- 1. Ein Stützabschnitt ist an einem axial äußeren Endabschnitt des Einfügelochs des Passelements so vorgesehen, dass der Stützabschnitt in eine radial einwärts zeigende Richtung vorsteht, und das aufgebrachte Kunstharz härtet aus, nachdem der Kernzylinder des hohlen Verbundisolators in das Einfügeloch des Passelements eingepasst worden ist, bis der Endabschnitt des Kernzylinders mit dem Stützabschnitt des Passelements in Kontakt tritt.
- 2. Ein Kunstharzhalteabschnitt ist zumindest entweder an der Außenumfangsfläche des Endabschnitts des Kernzylinders oder der Innenumfangsfläche des Einfügelochs des Passelements des hohlen Verbundisolators vorgesehen, wobei sich der Kunstharzhalteabschnitt in einer Umfangsrichtung zum Halten des Kunstharzes erstreckt.
- 3. Eine geneigte Führungsfläche zum Ausrichten und Presspassen ist sowohl an einer äußeren Umfangsfläche des axial äußeren Endabschnitts des Kernzylinders als auch an einer inneren Umfangsfläche eines axial inneren Endabschnitts des Einfügelochs des Passelements des Verbundisolators vorgesehen.
- 4. Wenn der Kernzylinder und das Passelement auf einer gewöhnlichen Temperatur vor dem Zusammenbau des hohlen Verbundisolators durch Verbinden mittels Presspassen ist, ist der Außendurchmesser des Kernzylinders und der Innendurchmesser des Einfügelochs des Passelements so gesetzt, dass der erstere größer als der letztere selbst dann sein würde, wenn der hohle Verbundisolator auf eine angenommene maximale Verwendungstemperatur aufgeheizt wird.
In der vorliegenden Anmeldung bedeutet die gewöhnliche Temperatur
eine Zimmertemperatur im Einsatz, und es wird allgemein
angenommen, dass sie zwischen 10°C und 40°C liegt. Die maximale
Verwendungstemperatur soll ungefähr 90°C sein.
Die Aufgabe sowie Merkmale und Vorteile der Erfindung werden
durch das Studium der folgenden Beschreibung der Erfindung in
Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen erkannt.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird auf die beigefügten
Zeichnungen Bezug genommen:
Fig. 1(a) und 1(b) stellt einen Kernzylinder, ein mit einem
Flansch versehenes metallisches Element und deren
Verbindungsverfahren dar, das in den Beispielen eingesetzt wird,
wobei die Fig. 1(a) und 1(b) jeweils Zustände vor und nach dem
Verbinden zeigen.
Fig. 2 stellt ein Verfahren zum Verbinden eines Kernzylinders und
eines mit einem Flansch versehenen metallischen Elements eines
herkömmlichen hohlen Verbundisolators dar;
Fig. 3 stellt ein anderes Verfahren zum Verbinden eines
Kernzylinders und eines mit einem Flansch versehenen metallischen
Passelements eines herkömmlichen hohlen Verbundisolators dar;
Die Fig. 4(a) bis 4(c) stellen ein weiteres Verfahren zum
Verbinden eines Kernzylinders und eines mit einem Flansch verse
henen metallischen Paßelements eines herkömmlichen Verbundisola
tors dar, wobei Fig. 4(a) den Kernzylinder und das mit einem
Flansch versehene metallische Paßelement vor dem Preßpassen
zeigt, Fig. 4(b) einen Zustand zeigt, bei dem ein Kunstharz auf
die Außenumfangsfläche des Kernzylinders und die Innenumfangs
fläche eines Einfügelochs des mit einem Flansch versehenen me
tallischen Paßelements aufgebracht ist, und Fig. 4(c) einen ver
bundenen Zustand zeigt, bei dem der Kernzylinder auf das mit ei
nem Flansch versehene metallische Paßelement preßgepaßt und da
mit verklebt ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausfüh
rungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläu
tert.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Verbinden des Kernzylinders
und des mit einem Flansch versehenen metallischen Paßelements
des hohlen Verbundisolators durch Preßpassen wird nachstehend
aufgezeigt. Der Kernzylinder, das mit einem Flansch versehene
metallische Paßelement und der Klebstoff, die bei der vorliegen
den Erfindung eingesetzt werden, sind ein gewöhnlicher Kernzy
linder, ein gewöhnliches, mit einem Flansch versehenes metalli
sches Paßelement und ein gewöhnlicher Klebstoff, und sie werden
jeweils durch gewöhnliche Verfahren hergestellt. Der Kernzylin
der ist beispielsweise ein hohles FRP-Rohr, das durch ein Präzi
sionswickelverfahren ausgebildet wird, und seine Form ist im
allgemeinen ein gerader Zylinder oder ein zugespitzter Zylinder.
Das mit einem Flansch versehene metallische Paßelement wird aus
einem korrosionsbeständigen Aluminiumslegierungsguß hergestellt.
Unter den Klebstoffen wird ein geeigneter ausgewählt, der eine
Haftkraft sowohl für das Material des Kernzylinders als auch für
das Material des mit einem Flansch versehenen metallischen Paßelements
hat. Beispielsweise wird ein Kleber auf Epoxy-Basis ver
wendet, der bei hohen Temperaturen aushärtet.
Der Außendurchmesser des Kernzylinders des hohlen Verbundisola
tors ist größer als der Innendurchmesser des Einfügelochs des
mit einem Flansch versehenen metallischen Paßelements sowohl bei
einer gewöhnlichen Temperatur und selbst an einer angenommenen
maximalen Verwendungstemperatur beim Aufheizen vor dem Verbinden
durch das Preßpassen gesetzt. Der vorstehend genannte Durchmes
serunterschied zwischen dem Kernzylinder und dem Einfügeloch des
mit einem Flansch versehenen metallischen Paßelements wird in
geeigneter Weise in Abhängigkeit der Durchmesser, der Materiali
en des Kernzylinders und des mit einem Flansch versehenen metal
lischen Paßelements, etc. ausgewählt. Wenn beispielsweise der
Außendurchmesser des Kernzylinders des 260 mm ist, die maximale
Verwendungstemperatur 90°C und ein Aluminiumslegierungsguß für
das mit einem Flansch versehene metallische Paßelement verwendet
wird, ist der vorstehend genannte Unterschied des Durchmessers
auf ungefähr 0,2 mm bei 20°C gesetzt. Desweiteren steht ein
Stützabschnitt an einem axial äußeren Endabschnitt des mit einem
Flansch versehenen metallischen Paßelements in einer radial ein
wärts zeigenden Richtung vor und ist so gestaltet, daß er nur
eine derartige Abmessung hat, daß ein Endabschnitt des Kernzy
linders gestützt wird. Beispielsweise kann der Stützabschnitt
aber auch so bemessen sein, daß die gesamte Endfläche an dem En
dabschnitt des Kernzylinders bedeckt ist.
Ein Kunstharzhalteabschnitt ist zumindest entweder an der äuße
ren Umfangsfläche des Kernzylinders des hohlen Verbundisolators
oder der inneren Umfangsfläche des Einfügelochs des mit einem
Flansch versehenen metallischen Paßelements vorgesehen, so daß
ein Kunstharz gehalten wird. Dieser Kunstharzhalteabschnitt kann
durch Vorsehen von zumindest einer Nut in Umfangsrichtung an der
Außenumfangsfläche des Kernzylinders und/oder der Innenumfangs
fläche des Einfügelochs des mit einem Flansch versehenen metal
lischen Paßelements oder beispielsweise durch Vorsehen von mehreren
ringförmigen durchgehenden Nuten oder mehreren spiralför
migen durchgehenden Nuten ausgebildet sein.
Eine geneigte Führungsfläche zum Ausrichten beim Preßpassen ist
sowohl an der äußeren Umfangsfläche des axial äußeren Endab
schnitts des Kernzylinders als auch an der inneren Umfangsfläche
des axial inneren Endabschnitts des Einfügelochs des mit einem
Flansch versehenen metallischen Paßelements des hohlen Verbundi
solators vorgesehen. Ein Verjüngungswinkel und die Länge der
vorstehend genannten geneigten Führungsfläche sind in Abhängig
keit der Durchmesser und der Materialien des Kernzylinders und
des mit einem Flansch versehenen metallischen Paßelements und
dergleichen geeignet bestimmt.
Das Kunstharz wird zumindest entweder auf die Außenumfangsfläche
des Kernzylinders oder die Innenumfangsfläche des Einfügelochs
des mit einem Flansch versehenen metallischen Paßelements des
hohlen Verbundisolators bei einer gewöhnlichen Temperatur aufge
bracht, und nach einem Ausrichten des Kernzylinders und des mit
einem Flansch versehenen metallischen Paßelements wird der Kern
zylinder des hohlen Verbundisolators in das Einfügeloch des mit
einem Flansch versehenen metallischen Paßelements preßgepaßt,
bis das Ende des Kernzylinders an dem Stützabschnitt des mit ei
nem Flansch versehenen metallischen Paßelements anliegt. Nachdem
ein heraustretender Teil des Kunstharzes beseitigt worden ist,
härtet das verbleibende aufgebrachte Kunstharz aus, um das mit
einem Flansch versehene metallische Paßelement mit dem Endab
schnitt des Kernzylinders des hohlen Verbundisolators durch Kle
ben zu verbinden. Die zum Aushärten des Kunstharzes erforderli
che Temperatur und Zeitspanne werden unter Berücksichtigung der
Art des Kunstharzes, der Durchführbarkeit, der Handhabbarkeit
und dergleichen geeignet bestimmt. Das Kunstharz wird im allge
meinen bei einer gewöhnlichen Temperatur aufgebracht, es kann
jedoch in einem Zustand aufgebracht werden, in dem das mit einem
Flansch versehene metallische Paßelement leicht vorgeheizt und
aufgeweitet ist, um das Preßpassen zu erleichtern. Wenn der
Kernzylinder in das Einfügeloch des mit einem Flansch versehenen
metallischen Paßelements preßzupassen ist, bis der Endabschnitt
des Kernzylinders gegen den Stützabschnitt des mit einem Flansch
versehenen metallischen Paßelements anliegt, wird eine Preßpaß-
Spannvorrichtung auf dem anderen Ende des Kernzylinders aufge
setzt, und der Endabschnitt des Kernzylinders wird in das Einfü
geloch des mit einem Flansch versehenen metallischen Paßelements
über die Preßpaß-Spannvorrichtung durch eine geeignete Preßpaß
kraft preßgepaßt.
Nachstehend wird die Erfindung detaillierter unter Bezugnahme
auf die Fig. 1(a) und 1(b) erläutert.
Fig. 1(a) zeigt einen Kernzylinder 1 eines hohlen Verbundisola
tors und ein mit einem Flansch versehenes metallisches Paßele
ment 2, das auf einen Endabschnitt des Kernzylinders 1 aufzupas
sen ist, in einem Zustand, bevor das erstere Element in das
letztere Element preßgepaßt ist. Der Außendurchmesser eines En
dabschnittes des Kernzylinders 1 ist um "δ" über eine vorgegebene
axiale Länge größer als der Innendurchmesser des Einfügeloches 3
des mit einem Flansch versehenen metallischen Paßelements 2 ge
setzt. Dieses "δ" ist so gesetzt, daß der Außendurchmesser des
Kernzylinders des hohlen Verbundisolators größer als der Innen
durchmesser des Einfügelochs des mit einem Flansch versehenen
metallischen Paßelements ist, selbst wenn der Kernzylinder und
das mit einem Flansch versehene metallische Paßelement auf eine
angenommene maximale Verwendungstemperatur aufgeheizt sind. Eine
Außenumfangsfläche eines axial äußeren Endabschnitts des Kernzy
linders 1 und eine Innenumfangsfläche eines axial inneren Endab
schnitts des Einfügelochs des mit einem Flansch versehenen me
tallischen Paßelements 2 sind jeweils mit zugespitzten Flächen
1a und 2a versehen, um beim Preßpassen eine Ausrichtung zu be
wirken. Ein Stützabschnitt 5 ist an einem axial äußeren Endab
schnitt des Einfügelochs des mit einem Flansch versehenen metal
lischen Paßelements 2 vorgesehen und erstreckt sich in einer ra
dial einwärts zeigenden Richtung. Der Stützabschnitt 5 dient zur
Aufnahme und als Anschlag für den Endabschnitt des Kernzylinders
1, wenn der Kernzylinder 1 in das mit einem Flansch versehene
metallische Paßelement 2 eingepaßt wird. Ein Kunstharzhalteab
schnitt 4 ist an der Außenumfangsfläche des Kernzylinders 1 und
der Innenumfangsfläche des Einfügelochs des mit einem Flansch
versehenen metallischen Paßelements 2 vorgesehen, um das Kunst
harz zu halten. Dieser Kunstharzhalteabschnitt 4 ist durch meh
rere Nuten gebildet, die sich in Umfangsrichtung erstrecken. Der
Endabschnitt des Kernzylinders 1 ist um "δ" über eine vorgegebene
axiale Länge größer als der Außendurchmesser des Einfügelochs 3
des mit einem Flansch versehenen metallischen Paßelements 2 her
gestellt, wenn der Kernzylinder geformt wird. Der Kernzylinder
und das mit einem Flansch versehene metallische Paßelement wer
den jeweils durch herkömmliche Verfahren ausgebildet.
Als nächstes wird das Kunstharz in einer derart geeigneten Men
ge, daß das Austreten von Kunstharz minimiert wird, auf die Au
ßenumfangsfläche des Kernzylinders 1 und in das Einfügeloch des
mit einem Flansch versehenen metallischen Paßelements 2 des hoh
len Verbundisolators aufgebracht. Nachdem eine Relativanordnung
zwischen dem Kernzylinder und dem mit einem Flansch versehenen
metallischen Paßelement unter Verwendung einer geeigneten Spann
vorrichtung bestimmt worden ist, um die Relativlage des mit ei
nem Flansch versehenen metallischen Paßelements einzuhalten,
wird der Endabschnitt des Kernzylinders 1 in das Einfügeloch des
mit einem Flansch versehenen metallischen Paßelements 2 preßge
paßt. In diesem Zustand wird das aufgebrachte Kunstharz durch
Heizen ausgehärtet, so daß sich die Außenumfangsfläche des Kern
zylinders 1 mit der Innenumfangsfläche des Einfügelochs des mit
einem Flansch versehenen metallischen Paßelements 2 mit dem Harz
verklebt und verbindet, und daß die Gasdichtheit zwischen der
Außenumfangsfläche des Kernzylinders 1 und der Innenumfangsflä
che des Einfügelochs des mit einem Flansch versehenen metalli
schen Paßelements 2 sichergestellt ist.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele, auf die das Verfahren zum Ver
binden des Kernzylinders mit dem mit einem Flansch versehenen
metallischen Paßelement des Verbundisolators gemäß der Erfindung
anwendbar ist, sind nachstehend aufgezeigt. Bei diesen Ausfüh
rungsbeispielen wurden Kernzylinder und mit Flanschen versehene
metallische Paßelemente mit den jeweiligen, in Fig. 1(a) gezeig
ten Gestalten und den jeweiligen, unterhalb einer Temperatur von
20°C vorherrschenden Abmessungen dem erfindungsgemäßen Preßpaß-
Verbindungsverfahren unterworfen. Die Preßpaß-Temperatur war
33°C. Die Kernzylinder wurden aus FRP-Zylindern (die durch das
Präzisionswickelverfahren ausgebildet werden) und die mit Flan
schen versehenen metalischen Paßelemente aus einem korrosionsbe
ständigen Aluminiumlegierungsguß AC4C hergestellt.
- 1. Kernzylinder: Innendurchmesser d1 . . . 240 mm,
Außendurchmesser d2 des Endabschnitts . . . 260 mm,
Höhe h des Grundabschnitts des Endabschnitts . . . 110 mm - 2. Mit einem Flansch versehenes metallisches Paßelement:
Innendurchmesser d3 eines Einfügelochs . . . ungefähr 260 mm, Höhe des mit einem Flansch versehenem metallischen Paßele ments . . . 110 mm,
Durchmesserunterschied "δ" zwischen dem Außendurchmesser des Kernzylinders und dem Innendurchmesser des Einfügelochs des mit einem Flansch versehenen metallischen Paßele ments . . . siehe untenstehende Tabelle 1 - 3. In der Tabelle 1
A . . . Der Kernzylinder wurde auf einen derartigen Durchmes sersollunterschied geschliffen, daß eine Klebeablösespannung bei 70°C zu null wird.
B . . . Der Kernzylinder wurde auf einen derartigen Durchmesser sollunterschied geschliffen, daß eine Klebeablösespannung bei 150°C zu null wird.
Als Klebmittel wurde ein epoxy-basierendes Kunstharz verwen det, das durch Ciba Geigy Co., Ltd. hergestellt und das über vier Stunden bei 60°C ausgehärtet wurde. - 4. Sowohl bei dem Kernzylinder als auch bei dem mit einem Flansch versehenen metallischen Paßelement umfaßte ein Kunstharzhalteabschnitt 35 Nuten, die jeweils eine axiale Breite von jeweils 0,6 mm und eine radiale Tiefe von jeweils 0,5 mm hatten.
Der hohle Verbundisolator wurde mit einem Messdruck von 588399 Pa
(6 kg/cm2) mit SF6-Gas beaufschlagt, wobei keine Gasleckmenge
außerhalb über nicht weniger als vier Stunden erfaßt werden
konnte. Das Lecken konnte auch nicht bei einer Erfassungsemp
findlichkeit von 980 N/(cm2 × s) (1 × 10-6 atm × cm3/s) erfaßt
werden. Dies zeigt, daß der gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren
zum Verbinden des Zylinderkerns und des Passelements
hergestellte pressgepasste Verbindungsabschnitt des hohlen
Verbundisolators eine genügende Gasdichtheit hat. Des weiteren
zeigte ein derartiger hohler Verbundisolator eine größere
mechanische Festigkeit gegen den Innendruck und die Biegelast im
Vergleich mit denen, die durch das herkömmliche Verfahren (ii)
oder (iii) erhalten wurden.
Der Reibungskoeffizient in Tabelle 1 bedeutet ein Wert, der durch
Teilen einer Presspasskraft, die erforderlich ist, wenn das
Presspassen mit dem aufgetragenen Klebstoff bewirkt wurde, durch
eine Presspasskraft erhalten wird, die erforderlich wäre, wenn
das Presspassen ohne einen aufgetragenen Klebstoff bewirkt werden
würde.
Gemäß dem in Anspruch 1 dargelegten Verfahren zum Verbinden eines
Kernzylinders und eines Passelements eines hohlen
Verbundisolators wird ein Endabschnitt des Kernzylinders des
hohlen Verbundisolators in das mit Passelement durch Presspassen
eingefügt. Daher muss der Kernzylinder und das Passelement nicht
relativ zueinander solange fixiert werden, bis das Kunstharz
ausgehärtet ist, um ein Verkleben zu bewirken, so dass ein
Bearbeiten zur Gewährleistung der Zusammenbaugenauigkeit unnötig
ist. Des weiteren kann der pressgepasste Verbindungszustand
zwischen dem Kernzylinder und dem Passelement hervorragend über
den gesamten Verwendungstemperaturbereich des hohlen
Verbundisolators aufrechterhalten werden. Da des weiteren der
Kernzylinder mit dem Passelement durch zwei Verbindungswege
verbunden ist, d. h. durch Presspassen und durch Kleben, kann die
mechanische Festigkeit und die Gasdichtheit, die für den hohlen
Verbundisolator erforderlich sind, durch deren synergetische
Wirkung gewährleistet werden.
Gemäß dem in Anspruch 2 dargelegten Verfahren zum Verbinden des
Kernzylinders und des Passelements des hohlen Verbundisolators
ist ein Stützabschnitt an einem axial äußeren Endabschnitt des
Einfügelochs des Passelements so vorgesehen, dass der
Stützabschnitt in radial einwärts zeigender Richtung vorsteht,
und dass, nachdem der Kernzylinder des hohlen Verbundisolators in
das Einfügeloch des Passelements pressgepasst worden ist, bis der
Endabschnitt des Kernzylinders mit dem Stützabschnitt des
Passelements in Kontakt getreten ist, das aufgebrachte Kunstharz
aushärtet. Daher kann der Kernzylinder in das Einfügeloch des
Passelements bis zu einer vorgegebenen Presspassstellung
pressgepasst werden, ohne dass eine Feineinstellung erforderlich
ist, wodurch der Presspassschritt vereinfacht wird. Des weiteren
kann der Endabschnitt sicher durch den Stützabschnitt abgedichtet
werden.
Gemäß dem in Anspruch 3 dargelegten Verfahren zum Verbinden des
Kernzylinders und des Passelements des hohlen Verbundisolators
ist ein Kunstharzhalteabschnitt an zumindest entweder der
Außenumfangsfläche des Kernzylinders oder der Innenumfangsfläche
des Einfügelochs des Passelements des hohlen Verbundisolators
vorgesehen, wobei sich der Kunstharzhalteabschnitt in einer
Umfangsrichtung erstreckt, um das Kunstharz zu halten. Daher kann
das Kunstharz sicher in dem Kunstharzhalteabschnitt gehalten
werden. Dadurch werden das Passelement und der Kernzylinder des
hohlen Verbundisolators in sichererer Weise miteinander durch das
in dem Kunstharzhalteabschnitt gehaltene Kunstharz verklebt und
verbunden. Dies liegt daran, dass, wenn das aufgebrachte
Kunstharz teilweise aufgrund der Reibung zwischen dem
Kernzylinder und dem Passelement beim Presspassen dünner wird,
der Kunstharzhalteabschnitt
das Kunstharz ergänzen kann, so dass das Verkleben
gleichmäßig bewirkt werden kann. Des weiteren wird der
Kunstharzhalteabschnitt mit dem gegenüberliegenden Abschnitt
verklebt.
Gemäß dem in Anspruch 4 dargelegten Verfahren zum Verbinden des
Kernzylinders und des Passelements des hohlen Verbundisolators
ist eine geneigte Führungsfläche zum Ausrichten und Presspassen
sowohl an einer Außenumfangsfläche eines axial äußeren
Endabschnitts des Kernzylinders als auch an einer
Innenumfangsfläche eines axial inneren Endabschnitts des
Einfügelochs des Passelements des Verbundisolators vorgesehen.
Wenn der Kernzylinder in das Einfügeloch des Passelements
presszupassen ist, kann daher der Kernzylinder einfach zu dem
Einfügeloch des Passelements ausgerichtet werden, wodurch der
Presspassschritt vereinfacht wird.
Gemäß dem in Anspruch 5 dargelegten Verfahren zum Verbinden des
Kernzylinders und des Passelements des hohlen Verbundisolators
sind, wenn der Kernzylinder und das Passelement vor dem
Zusammenbau des hohlen Verbundisolators durch Presspass-Verbinden
auf einer gewöhnlichen Temperatur sind, der Außendurchmesser des
Kernzylinders und der Innendurchmesser des Einfügelochs des
Passelements so gesetzt, dass der erstere größer als der letztere
sein würde, selbst wenn der hohle Verbundisolator auf eine
angenommene maximale Verwendungstemperatur aufgeheizt wird. Daher
kann der pressgepasste Verbindungszustand zwischen dem
Kernzylinder und dem Passelement in besserer Weise über den
gesamten Verwendungstemperaturbereich des hohlen Verbundisolators
aufrechterhalten werden.
Claims (7)
1. Verfahren zum Verbinden eines Kernzylinders (1) und eines
Paßelements (2) eines hohlen Verbundisolators, in dem
ein Kunstharz zumindest auf entweder die Außenumfangsfläche eines Endabschnitts des Kernzylinders (1) oder die Innenumfangsfläche eines Einfügelochs (3) des Paßelements (2) aufgebracht wird,
der Endabschnitt des Kernzylinders (1) in das Einfügeloch (3) eingefügt wird und anschließend
der innerhalb des Einfügelochs befindliche Endabschnitt des Kernzylinders (1) durch Aushärten des aufgebrachten Kunstharzes mit dem Paßelement (2) verklebt und verbunden wird, wobei
zur Aushärtung des Kunstharzes der Kernzylinder (1) und das Paßelement (2) relativ zueinander fixiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß
zur Fixierung des Kernzylinders (1) und des Paßelements (2) relativ zueinander der Endabschnitt des Kernzylinders (1) in das Einfügeloch (3) des Paßelements (2) preßgepaßt wird.
ein Kunstharz zumindest auf entweder die Außenumfangsfläche eines Endabschnitts des Kernzylinders (1) oder die Innenumfangsfläche eines Einfügelochs (3) des Paßelements (2) aufgebracht wird,
der Endabschnitt des Kernzylinders (1) in das Einfügeloch (3) eingefügt wird und anschließend
der innerhalb des Einfügelochs befindliche Endabschnitt des Kernzylinders (1) durch Aushärten des aufgebrachten Kunstharzes mit dem Paßelement (2) verklebt und verbunden wird, wobei
zur Aushärtung des Kunstharzes der Kernzylinder (1) und das Paßelement (2) relativ zueinander fixiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß
zur Fixierung des Kernzylinders (1) und des Paßelements (2) relativ zueinander der Endabschnitt des Kernzylinders (1) in das Einfügeloch (3) des Paßelements (2) preßgepaßt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
ein Stützabschnitt (5) an einem axial äußeren
Endabschnitt des Einfügelochs (3) des Paßelements (2) so
vorgesehen wird, daß der Stützabschnitt (5) in einer radial
einwärts zeigenden Richtung vorsteht, und daß, nachdem der
Kernzylinder (1) des hohlen Verbundisolators in das
Einfügeloch (3) des Paßelements (2) preßgepaßt ist, bis der
Endabschnitt des Kernzylinders (1) mit dem Stützabschnitt
(5) des Paßelements (2) in Anlage getreten ist, das
aufgebrachte Kunstharz ausgehärtet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
ein Kunstharzhalteabschnitt (4) zumindest entweder an
der Außenumfangsfläche des Kernzylinders (1) oder an der
Innenumfangsfläche des Einfügelochs (3) des Paßelements (2)
des hohlen Verbundisolators vorgesehen wird, wobei sich der
Kunstharzhalteabschnitt (4) in einer Umfangsrichtung
erstreckt, um das Kunstharz zu halten.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine geneigte Führungsfläche (1a, 2a) zum Ausrichten
und Preßpassen sowohl an einer Außenumfangsfläche eines
axial äußeren Endabschnitts des Kernzylinders (1) als auch
an einer Innenumfangsfläche eines axial inneren
Endabschnitts des Einfügelochs (3) des Paßelements (2) des
Verbundisolators vorgesehen wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
wenn der Kernzylinder (1) und das Paßelement (2) auf
einer gewöhnlichen Temperatur vor dem Zusammenbau des
hohlen Verbundisolators durch Preßpaß-Verbinden ist, der
Außendurchmesser des Kernzylinders (1) und der
Innendurchmesser des Einfügelochs (3) des Paßelements (2)
so gesetzt sind, daß der erstere größer als der letztere
sein würde, selbst wenn der hohle Verbundisolator auf eine
angenommene maximale Verwendungstemperatur aufgeheizt wird.
6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
wobei das Paßelement (2) mit einem Flansch versehen
ist.
7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
wobei das Paßelement (2) metallisch ist.
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