DE2122463B2 - Hängeisolator - Google Patents

Description

fm = F_n-e ^f - F₁,

verkleinert, wobei F₀, F_n und T in Abhängigkeit vom Strunk^ lerschnitt gewählte Konstanten sind.

2. Hängeisolator nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der Strunk durch einen glasfaserverstärkten Kunststoffstab gebildet wird.

3. Hängeisolator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der verjüngte Teil (Ya) an seinem unteren Ende glatt in einen zylindrischen Strunkteil [Yh) übergeht.

4. Hängeisolator nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der verjüngte Teil (la) an seinem unteren Ende mittels einer Stufe in einen zylindrischen Strunkieil (IM von größerem Querschnitt übergeht.

5. Hängeisolator nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der StrunV am oberen Ende mehrere in Achsrichtung mit Abstand aufeinanderfolgende, entsprechend der Exponentialfunktion verjüngte Teile (Ia₁. Ic₂) aufweist.

Es ist schließlich bekannt, dem oberen Ende des Isolatorstrunkes eine sich nach unten hin kegelförmig verjüngende Form zu geben, beispielsweise durch eine kegelförmige Eindrehung oder Einpressung. Dieses verjüngte Strunkende wird dabei unter Zwischenfügung eines Klebebindemittels hoher Festigkeit formschlüssig bzw. kraftschlüssig von der Befestigungsarmatur umfaßt.

Es hat sich nun in der Praxis herausgestellt, daß

ίο Hängeisolatoren mit einer derartigen Verbindung zwischen Strunk und Befestigungsarmatur den auftretenden hohen Zugkräften gelegentlich nicht gev.achsen sind, insbesondere dann, wenn nach einer gewissen Betriebszeit Ermüdungserscheinungen in den Materialien auftreten.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde. einen Hängeisolator der eingangs genannten Art so auszubilden, daß bei kurzer Baulänge der Verbindungszone eine besonders hohe, dauerhafte Festigkeit der Verbindung zwischen Isolatorstrunk und Befestigungsarmatur erzielt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sich der Querschnitt Fu) des verjüngten Teiles in Strunklängsrichtung nach vnten hin (.v-Richtung) gemäß der Exponentialfunktion

F_n

Die Erfindung betrifft einen Hängeisolator, dessen Strunk am oberen Ende wenigstens einen im Querschnitt verjüngten Teil aufweist und im Bereich dieses verjüngten Teiles kraftschlüssig von einer Befestigungsarmatur unter Zwischenfügung eines Bindemittels umfaßt ist.

Zur Verbindung der Befestigungsarmatur mit dem oberen Ende des Strunkes eines (aus keramischen Werkstoffen oder aus Kunststoffen hergestellten) Hängeisolators sind verschiedene Befestigungsarten bekannt.

So hat man bei Isolatorstrünken aus glasfaserverstärktem Kunststoff Armaturen durch einfaches Aufpressen befestigt. Die dabei erreichbare Festigkeit ist jedoch verhältnismäßig gering.

Es sind ferner Bolzenverbindungen bekannt, bei denen der Strunk und die Befestigungsarmatur eine durchgehende Bohrung aufweisen, durch die ein Bolzen hindurchgeführt wird. Eine derartige Verbindung erfordert jedoch zur Erzielung einer ausreichenden Festigkeit einen verhältnismäßig großen Strunkdurchmesser. Auch in diesem Falle lassen sich ferner unerwünscht hohe Flächenpressungen nicht vermeiden.

Bei Isolatoren mit glasfaserverstärktem KunststofT-strunk ist es ferner bekannt, das Strunkende mittels eines Keiles aufzutreiben, so daß sich eine formschlüssige Konusverbindung mit der Befestigungsarmatur ergibt. Durch das notwendige Einführen eines Keiles in den von der Befestigungsarmatur umschlossenen Raum ergibt sich jedoch eine verhältnismäßig komnlizierte Konstruktion.

verkleinert, wobei F₀, F₁, und Fin Abhängigkeit vom Strunkquerschnitt gewählte Konstanten sind.

Wie im einzelnen η -Sa näher dargelegt wird, ergibt sich bei einer derartigen Verjüngung des Strunkquerschnittes in der Verbindungszone eine völlig gleichmäßige Kraftverteilung über die ganze Verbindungslänge und damit eine maximale Festigkeit der Verbindung bei vorgegebenen Abmessungen. Man erreicht auf diese Weise insbesondere für alle Querschnittszonen des verjüngten Teiles eine annähernd gleich große prozentuale Zusammendrückung und vermeidet damit eine besonders für die Dauerbelastbarkeit von glasfaserverstärkten Kunststoffstäben ungünstige Lastverteilung.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung seien an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung,

F i g. 2 und 3 Schnitte durch zwei weitere Ausführungsformen.

Der vorzugsweise aus glasfaserverstärktem Kunststoff bestehende Strunk 1 des in F i g. 1 in seinem oberen Bereich veranschaulichten Hängeisolators enthält einen verjüngten Teil 1«, der von einer metallischen Befestigungsarmatur 2 unter Zwischenfügung eines Bindemittels 3 (z. B. Blei. Zement, Kunststoffkleber) umfaßt ist.

Es sei zunächst angenommen, daß sich der Querschnitt F(J) des Strunkes im Bereich des verjüngten Teiles la nach der Funktion

— F₀

ändert. Dabei ist .v der Wegparameter in Strunklängsrichtung nach unten; Fund F₀ sind Konstanten.

Nimmt man nun an, daß der Strunk 1 unter der Zugbelastung P innerhalb der Einspannung um die Strecke d.x nach unten wandert, so wird der Querschnitt F, auf den Querschnitt F₂ und der Querschnitt F₃ auf den Querschnitt F₄ zusammengedrückt.

Die prozentuale Zusammendrückung A₁ son F₁ auf F₂ beträgt dann:

F ■ ρ ^T — F ■ ρ t . ü<

A', = ■ ° ·- °-₍ ^e ■ 100 -= ' 1 - e ^T ' ■ 100 .

Die prozentuale Zusammendrückung A', von F₃ auf F₄ beträgt:

F ._e~T - F -e "^" ι - ^J~'

A₂ =■■ * - °-_t 10O = ¹I-C ^T ' ■ 100 . (4)

F ■ ρ ^T ' ο ^e

Hieraus ergibt sich somit: A₁ — A... Armatur eingebrachten Bindemittels sowie die Druckfestigkeit des Strunkmatenals berücksichtigt werden.

Man erkennt daraus, daß die prozentuale Zusam- 20 Bei Verwendung von glasfaserverstärkten Kunststoffmendrückung im ganzen Bereich der Verjüngung stäben aus witterungsbeständigen cyklopliphatischen gleich groß ist. was einer gleichmäßigen Lastverbindung Epoxidharzformstotten hat sich gezeigt, daß bei Vorüber die ganze Einschnürungszune entspricht. handensein von zwei Verjüngungen pro Strunkende

Zur Berücksichtigung der nicht all zu großen eine Länge der verjüngten Teile an den Strunkenden

Dehnung des Strunkendes innerhalb der Einspann- 25 von 1,25 D günstig ist.

zone wird in Gleichung (1) noch ein konstant Geht man davon aus, daß die beschriebene Expo-Faktor F_n eingefügt. Erfindungsgemäß ändert sich nentialfunktion F_w innerhalb einer Verjüngung nach damit der Querschnitt in der Verjüngungszune nach .v = 5 T (Γ= Wegkonstante) abgeklungen ist. so gilt der Funktion 1,25 D — 5 T. Hieraus folgt:

_ χ 30

F --- F ■ e ^T ■ F_n (5) D

' Weakonstante T =

Die Faktoren F₀. F_n und T werden dabei in Abhängigkeit vom Strunkquerschnitt gewählt.

Während bei dem in F i g. 1 dargestellten Ausfüh- 35 In Gleichung F_{x) stellt sich bei χ = 5 T für F_(J) rungsbeispiel der verjüngte Teil Io an seinem unteren der Wert F_n ein. F_n ist also der kleinste Querschnitt Ende glatt in einen zylindrischen Strunkteil 1Λ von in der Verjüngung. Als praktischer Wert für den größerem Querschnitt übergeht, zeigt F i g. 2 eine kleinsten Durchmesser in der Verjüngung gilt 0.8 D. Ausführung, bei der der verjüngte Strunkteil Ya an Daraus folgt

seinem unteren Ende glatt (stufenlos) in einen zylin- 40 kleinster Verjüneunesquerschnitt F_n - 0,5 D-.
dnschen Strunkteil 1 b übergeht.

Fig. 3 veranschaulicht schließlich eine Ausführung, _{Aus der AnfanBsbedingung}

bei der der Strunk 1 am oberen Ende menrere in

Achsrichtung mit Abstand aufeinanderfolgende ver- ^₂

jungte Teile Ia₁, Ia₂ aufweist. 45 F_U) = F_maz = ——

Ausgehend von der Gleichung (5) für die Quer- 4

Schnittsfunktion läßt sich der Flankenverlauf der .

Verjüngung (die im allgemeinen als Eindrehung her- ^{fur x} = ° ^er§^{lbt Slch}
gestellt wit') unschwer ableiten: _F ■ r- _ ^^irr _ f λ-η ' n¹

Bezeichnet man den zur Querschnittsfläche F_(x) ge- 50 ^^{maz =} ° ~"~ " ~~ "^ 0 + ·

hörenden Radius mit r^, so läßt sich Gleichung (2)
auch wie folgt schreiben: Damit gilt

_Γ(Ι): . __{T = Γ()}2 . -j . _e~" T (ß) Querschnittsminderung F₀ — 0,285 D-.

Daraus folgt: Im angenommenen Beispielsfall läßt sich die Expo-

v nentialfunktion damit in der Form

rw - r₀ ■ e~ ^ . (7)

Erfindungsgemäß gehorcht somit auch der Flanken- 60 ^w — £*·■ 10,285 e -f- 0,5/

verlauf der Verjüngung einer Exponentialfunktion. schreben

Beispiel Es versteht sich, daß die obigen Werte lediglich für

für zweckmäßige Werte der Konstanten F₀. F_n und T einen Beispielsfall optimal sind. Im Einzelfall hängen in Abhängigkeit vom erößtci) Strunkdurchmesser D: ⁶S ^die Optimalwerte von den verwendeten Strunkmate-

nahen und von der Zahl der Verjüngungen an einem

Bei Festlegung der Länge der verjüngten Teile an Strunkende ab. Die Optimalwerte der Konstanten den StrunV.?nden muß die Scherfestigkeit des in die werden durch Versuche ermittelt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Hängeisolator, dessen Strunk am oberen Ende wenigstens einen im Querschnitt verjüngten Teil aufweist und im Bereich dieses verjüngten Teiles kraftschlüssig von einer Befestigungsarmatur unter Zwischenfügung eines Bindemittels umfaßt ist. dadurch gekennzeichnet, daß sich der Querschnitt (F,_x)) des verjüngten Teiles in Strunklängsrichtung nach unten hin (.v-Richtung) gemäß der Exponentialfunktion