DE2317863C3 - Träger für biegesteife Leiter, z.B. Rohrsammeischienen, in Schaltanlagen, insbesondere Freiluftschaltanlagen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Träger für biegesteife Leiter, z. B. Rohrsammeischienen, in Schaltanlagen, insbesondere Freiluftschaltanlagen, der einen den biegesteifen Leiter aufnehmenden Ring aufweist, der an dem metallischen Stützerkopf eines Isolators " starr befestigt ist

Bei der isolierten Lagerung insbesondere von Rohrsammeischienen in Schaltanlagen gilt es, den Besonderheiten der Stützisolatoren, mit deren oberer Kappe der jeweilige Träger für eine der biegesteifen Stromschienen durch Schrauben verbunden ist, Rechnung zu tragen. Diese Stützisolatoren sind bekanntlich wegen ihres Werkstoffes sowohl gegen Schwingungsais auch gegen Biegebeanspruchungen besonders empfindlich. Die Schwingungsbeanspruchung führt ^M nämlich dazu, die Verkittung zwischen der Kappe des Stützisolators und dem aus Porzellan hergestellten Isolator zu zerstören. Die Biegebeanspruchung ist deswegen kritisch, weil der Porzellanwerkstoff eine schlechte Biegefestigkeit aufweist

Ausgehend von der vorgenannten grundsätzlich für einen Stützisolator eigentümlichen Problematik geht es also bei der Erfindung darum, mögliche Biege- und Schwingungsbeanspruchungen, denen zwangsläufig die rohrförmige Stromschiene unterliegt nicht auf den Stützisolator zu übertragen, sondern auf dem Weg von der rohrförmigen Stromschiene zum Rahmen aufzehren zu lassen.

Hierbei sind folgende Beanspruchungen zu berücksichtigen: Zunächst kommen im wesentlichen in einer vertikalen Ebene wirksame Beanspruchungen vor, die hauptsächlich vom Gewicht des Rohrleiters herrühren. Hinzu kommt eine zweite mögliche Beanspruchung in einer horizontalen Ebene, z. B. aufgrund auftretender Kurzschlußströme. Hierbei ist davon auszugehen, daß in der Regel derartige Stromschienen bei Drehstromsystemen verwendet werden und entsprechend den drei Drehstromphasen jeweils drei nebeneinanderstehende, zueinander parallellaufende Stromschienen gehaltert sind. Tritt nun ein Kurzschlußstrom auf, so wirkt dieser kräftemäßig zwischen den drei Stromschienen, d. h. in einer Horizontalebene. Diese durch Kurzschlußströme in sehr kurzer Zeit auftretenden Belastungen dürfen nur sehr stark gedämpft auf die Isolatoren übertragen werden, weil nämlich eine ungedämpfte Übertragung des Kraftimpulses sofort die Gefahr eines Bruches des Stützisolators beinhalten würde (Prcüschwingungen).

Eine dritte Belastungsrichtung ist die Schubbelastung in Axialrichtung der Stromschiene, z. B. aufgrund von Temperaturschwankungen.

Schließlich treten Schwingungen auf, die beispielsweise vom Wind in Freiluftschaltanlagen angeregt worden sein können. Die daraus resultierenden Kräfte wirken ebenfalls in einer vertikalen Ebene int Sinne einer axialen Be- und Entlastung des Isolators.

Diese in den drei Dimensionen möglicherweise auftretenden Beanspruchungskräfie dürfen lediglich in erheblich gedämpfter Form auf den Rahmen übertragen werden.

Bereits bekannt ist eine auf eine Isolierkappe aufsetzbare Halterung für rohrförmige Leiter (DE-AS 16 15 826), die einen den rohrförmigen Leiter aufnehmenden Ring zeigt, der im Bereich seines Außenumfanges sphärisch ausgebildet und seinerseits mit sphärischem Sitz innerhalb eines zweiten ringförmigen Trägers gelagert ist. Blattfedern dienen zur Dämpfung insbesondere der in axialer Richtung des Leiters auftretenden Schwingungen und haben demgemäß mit der Lagerung des Leiters direkt nichts zu tun. Es sind also hier zur Lagerung des Leiters zwei über den genannten kostspieligen sphärischen Sitz verbundene, zueinander konzentrische Ringe erforderlich. Die genannten metallischen Federn haben nur eine untergeordnete Dämpffunktion. Die Dämpfung erfolgt durch ständige Reibung der Enden der Federn am Leiter. Dies hat den Nachteil, daß sich die Federn im Lauf der Zeit abnutzen. In weiterer Folge ist eine Veränderung der Feder- bzw. Dämpfcharakteristik im Laufe der Betriebsdauer des Trägers zu erwarten. Eine Weiterentwicklung der hauptsächlich für Antennenleiter geschaffenen Einrichtung erscheint daher geboten.

Es ist auch eine Anschluß- und Befestigungseinrichtung für Profilstromleiter bekannt (DE-OS 19 34 510), bei der ein Ring vorgesehen ist, der aus zwei durch Schrauben miteinander verbundenen Hälften besteht die mittels in ihnen drehbar gelagerter Rollen an dem als

kreisförmiges Rohr ausgebildeten biegesteifen Leiter anliegen. Diese Ausbildung hat den Vorteil, daß sich der biegesteife Leiter in Längsrichtung ohne Behinderung durch den Träger ausdehnen kann, wobei die Rollen der beiden Ringhälften auf dem biegesteifen Leiter abrollen. Der bekannte Träger hat jedoch den Nachteil, daß schädliche transversale Schwingungen auftreten können, die sowohl für den Leiter als auch für die beeinflußten Geräte schädlich sein können. Untersuchungen haben gezeigt, daß die Schwingungen Druck-, Zug- und Biegekräfte im Leiter erzeugen und an die Geräte weitergeben. Unter Umständen kommt es auch zu Preilvorgängen zwischen Leiter und Gerät, wobei der Isolator starken dynamischen Beanspruchungen ausgesetzt ist ι

Demnach ist es Aufgabe der Erfindung, einen weiterentwickelten Träger insbesondere für Rohrsammelschienen in Schaltanlagen anzugeben, der für die besonderen Beanspruchungen dieses speziellen Verwendungsfalles ausgelegt, kostengünstig herzustellen und einfach einzubauen ist

Bei einem Träger der eingangs beschriebenen Art besteht die Lösung darin, daß der biegesteife Leiter in dem Ring mittels eines gummielastischen Werkstoffes hoher Eigendämpfung gelagert und im normalen Betrieb etwa konzentrisch zum Ring gehalten ist

Der gummielastische Werkstoff dämpft einerseits schädliche Schwingungen, und zwar sowohl freie als auch erzwungene Schwingungen, und läßt andererseits Wärmeausdehnungen des biegesteifen Leiters in Längsrichtung und in Querrichtung zu, so daß der biegesteife Leiter im erfindungsgemäßen Träger in schonender Weise gelagert ist

Eine bevorzugte Ausgestaltung des Gegenstandes der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der v, biegesteife Leiter mittels vier um 90° gegeneinander versetzter Blöcke aus gummielastischem Werkstoff hoher Eigendämpfung im Ring gelagert ist

Es ist auch vorgesehen, daß jeder Block an seinem dem Ring und dem biegesteifen Leiter zugewandten Ende mit je einer Metallplatte verbunden ist, wobei die dem Ring zugewandte Metallplatte mit dem Ring starr verbunden ist

Zwar ist es in der Automobilindustrie und vergleichbaren Gebieten der Technik bereits bekannt, Einrichtungen, welche sich ähnlich einem »Schwinger« verhalten, mittels gummielastischer Federungsteile hoher Eigendämpfung zu lagern; es sind auch entsprechend gestaltete Serienerzeugnisse auf dem Markt (z. B. VDI-Richtlinien, VDI 2005, Mai 1941, S. 12 bzw. Prospekt »Schwingmetall-Puffer« der Firma Continental). Bei dieser Anwendung des bekannten Maschinenetementes geht es jedoch um das Unschädlichmachen von Schwingungen verhältnismäßig großer Amplituden, außerdem um Schalldämmung. Beide Kriterien sind jedoch für den Erfindungsgegenstand nicht relevant

Die aus völlig abweichenden Anwendungsgebieten bekannten Gummimetallelemente sind beim Erfindungsgegenstand völlig andersartig beansprucht als im eo Schwermaschinenbau. Folgende Hauptbeanspruchungen bzw. Funktionen sind erwähnenswert: Abstützen des vergleichsweise leichten Rohrleiters sowohl in lotrechter als auch in waagerechter Richtung, Aufnahme von Axialschub des Leiters, Ermöglichen kleiner bs Winkelabweichungcn der Leiterlängsachse gegenüber der theoretischen Achse, Dämpfung nieder-frequenter Schwingungen kleiner Amplituden, progressiv verminderte Nachgiebigkeit gegen hohe Waagerechtbeanspruchungen im Kurzschlußfalle.

Zwar ist es aus der Zeitschrift ETZ, 60. Jahrgang, vom 10. August 1939, Heft 32, S, 15 bekannt, zwei gegeneinander verspannte U-förmige Leiter ausschließlich zur Milderung des im Kurzschlußfalle auftretenden Stoßes u, a, auch in speziell geformten und damm kostspieligen Buna-Formstücken zu lagern. Die Ausrichtung nur auf eine Teilaufgabe und eine ganz spezielle Leiterform schreckte jedoch die Fachwelt mehr als zwei Jahrzehnte lang ab, nach einer mehr praxisgerechten und wirtschaftlicheren Weiterentwicklung solcher Lagerungen zu streben.

Wesentlich ist weiter, daß zwischen dem Gummiteil der Schwingmetallblöcke und dem Rohrleiter noch ein Metallteil vorhanden ist, welches an dem Rohrleiter lediglich anliegt und somit bei verhältnismäßig geringem Reibungskoeffizienten eine Axi&Jverschiebbarkeit des Rohrleiters zwischen den Schwingmetallblöcken leicht ermöglicht, wodurch im Endeffekt keine Biegekräfte auf den Stützisolatoren übertragen werden.

Wieder ein weiterer Vorteil besteht d3rin, daß diese Schwingmetallblöcke eine verhältnismäßig große Biegefestigkeit aufweisen, so daß bei trotz vorbeschriebener Maßnahme in Sonderfällen denkbaren Axiaischüben ein Verwürgen, ein Abscheren oder eine Auslenkung nicht zu befürchten ist

Eine andere zweckmäßige Ausgestaltung besteht darin, daß der kreisförmige Ring aus zwei lösbar miteinander verbundenen Hälften besteht und seine Teilungsebene etwa unter 45° verläuft

In vorteilhafter Weise liegt hierdurch die Teilungsebene in einer Richtung, die der geringsten Beanspruchung im Betrieb unterliegt Die schräge Teilungsebene bringt weitere Vorteile bei der Montage: Es kann die Stromschiene sofort aufgesattelt werden, bevor der Deckel aufgeschraubt wird. Ein Verspannen der Schwingmetallblöcke erfolgt erst nach dem Aufdeckeln der oberen Hälfte und mit deren Verschmuben. Schließlich sind die Schwingmetallblöcke eindeutig nur an der einen oder an der anderen Hälfie befestigt

E'ne weitere Ausgestaltung sieht vor, daß der Ring Grenzanschläge für den biegesteifen Leiter aufweist, die mit gummielastischem Werkstoff versehen sind. Diese Maßnahme kann noch dadurch ergänzt sein, daß die Grenzanschläge in radialem Abstand von der Innenfläche des Ringes und von dem in normaler Betriebsstellung befindlichen biegesteifen Leiter vorgesehen sind.

Dadurch werden auch beim Auftreten sehr großer Kräfte, wie sie z. B. bei Kurzschlüssen vorkommen, Prellschwingungen verhindert. Beim Auftreten großer Querkräfte werden die Blöcke zusammengedrückt, wobei der Rohrleiter gegen die Grenzanschläge stößt, was ein weiteres Zusammendrücken der gummielastischen Blöcke und damit ihre Zerstörung verhindert. Durch das Anbringen der Grenzanschläge in radialem Abstande von der Innenfläche des Ringes und von dem in normaler Betriebsstellung befindlichen Rohrleiter ist in vorteilhafter Weise nur ein begrenztes Zusammenrücken der gummi jlastischen Blöcke möglich.

Durch weitere Maßnahmen wird das Aufbauen eines Potentialunterschiedes zwischen dem Rohrleitflr und dem Träger verhindert. Es ist nämlich vorgesehen, daß die Blöcke aus gummielastischem Werkstoff halbleitend ausgebildet sind. Eine andere Möglichkeit zum Erreichen letztgenannten Zieles besteht darin, daß der metallische Ring mit dem biegesteifen Leiter mittels einer flexiblen Leitung verbunden ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Figuren dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht eines Trägers gemäß der Erfindung,

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie If-Il der Fig. 1 und

F i g. 3 einen Schnitt nach der Linie IU-III der F i g. 2.

Gemäß den Figuren ist ein biegesteifer Leiter 1 mittels vier um 90° gegeneinander versetzter Blöcke 2 aus gummielastischem Werkstoff hoher Eigendämpfung in einem Ring 3 gelagert, der aus zwei Hälften 4 und 5 besteht, deren Teilungsebene 6 unter etwa 45" verläuft. Die beiden Hälften 4 und 5 können durch Schrauben miteinander verbunden sein. Die Blöcke 2 sind so ausgebildet, daß der biegesteife Leiter 1 in seiner in F i g. 2 dargestellten Betriebsstellung etwa konzentrisch zu dem Ring 3 liegt. An den dem Ring 3 und dem Leiter 1

zugewandten Enden sind die Blöcke 2 mit je einet Metallplatte 7 und 8 durch Vulkanisieren fest verbunden. Die Metallplatte 7 ist an der Hälfte 4 bzw. S stan befestigt An der Metallplatte 8 liegt der biegesteife Letter lediglich an, so daß eine relative axiale Verschiebung des Leiters 1 gegenüber den Metallplat ten 8 möglich ist. Die Hälfte S ist mit einem metallischer Fuß 9 fest verbunden, der an einem metallischer Stützerkopf 10 eines Isolators 11 starr befestigt ist.

Die beiden Hälften 4 und 5 des Ringes 3 weiser einstückig angeformte, in axialer Richtung verlaufende Ansätze 12 und 13 auf. die Grenzanschläge 14 für der Leiter 1 bilden, die mit gummielastischem Werkstoff If versehen sind, um einen elastischen Anschlag de« Leiters 1 zu ermöglichen und damit den Leiter 1 zi schonen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche;

1. Träger für biegesteife Leiter, z. B. Rohrsammeischienen, in Schaltanlagen, insbesondere Freiluftschaltanlagen, der einen den biegesteifen Leiter aufnehmenden Ring aufweist, der an dem metallischen Stützerkopf eines Isolators starr befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der biegesteife Leiter (1) in dem Ring (3) mittels eines gummielastischen Werkstoffes hoher Eigendämp- in fung gelagert und im normalen Betrieb etwa konzentrisch zum Ring (3) gehalten ist

2. Träger nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der biegesteife Leiter (1) mittels vier um 90° gegeneinander versetzter Blöcke (2) aus gummielastischem Werkstoff hoher Eigendämpfung im Ring (3) gelagert isL

3. Träger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Block (2) an seinem dem Ring (3) und dem biegesteifen Leiter (1) zugewandten Ende mit je einer Metallplatte (7,8) verbunden ist, wobei die dem Ring (3) zugewandte Metallplatte (7) mil dem Ring (3) starr verbunden ist

4. Träger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der kreisförmige Ring (3) aus zwei lösbar miteinander verbundenen Hälften (4, 5) besteht und seine Teilungsebene (6) unter etwa 45° verläuft

5. Träger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß der Ring (3) Grenzanschläge (14) für den biegesteifen Leiter

(1) aufweist i'ic mit gummielastischem Werkstoff (15) versehen sind.

6. Träger nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Grenzansch.'iäge 114) in radialem ^!' Abstande von der Innenfläche des Ringes (3) und von dem in normaler Betriebsstellung befindlichen biegesteifen Leiter(l) vorgesehen sind.

7. Träger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß die Blöcke 4»

(2) aus gummielastischem Werkstoff halbleitend ausgebildet sind.

8. Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet daß der metallische Ring

(3) mit dem biegesteifen Leiter (1) mittels einer « flexiblen Leitung verbunden ist