DE2401548A1

DE2401548A1 - Zugglied

Info

Publication number: DE2401548A1
Application number: DE19742401548
Authority: DE
Inventors: Richard Anthony Ely
Original assignee: TRANS DEV Ltd
Current assignee: TRANS DEV Ltd
Priority date: 1973-01-13
Filing date: 1974-01-14
Publication date: 1974-07-18
Also published as: GB1408671A; CA1012623A; IT1004706B; BR7400157D0; CH576690A5; JPS49109894A; FR2326120A7

Description

T 80<J Transmission Developments Limited, Gloucester,

Großbritannien

Zugglierl

Die Erfindung bezieht sich auf ein längliches, faserverstärktes Zugglied mit in wesentlichen parallel sur Längser-Streckung des Gliedes verlaufenden Pasern, welches mit einer Verankerung oder irit einem anderen Bauteil verbunden werden kann.

Zugglieder dieser Art werden auf vielen Gebieten verwendet, beispielsweise bei elektrischen Isolatoren, welche Hochspannungsleitungen tragen, üblicherweise bestehen solche Isolatoren aus einem isolierenden zentralen Zugstab, der von einer Anzahl von Isolationeringen oder -rippen umgeben ist, um die äußere Oberfläche zu vergrößern, Regen, Schnee und Eis abzustoßen und auch die elektrischen Isolationseigenschaften zu verbessern.

In jedem Anwendungefall, bei welchem das Zugglied und die Verbindung des Zuggliedes mit der Verankerung oder einem anderen Bauteil sehr hohen Zugbelastungen ausgesetzt ist, ergeben sich Schwierigkeiten hinsichtlich einer guten Verbindung ohne beträchtliche Schwächung des Zuggliedes selbst oder ohne übermäßige Vergrößerung der seitlichen Ge.samtabmessungen. Bei einer bekannten Ausführung wird das faserverstärkte Zugglied mit einer Einschnürung von verringertem Durchmesser versehen, an die sich beiderseits schrägverlaufende, teilkonische Flächen anschlies-

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sen. Ein erhärtendes Kiel· η toff material wird um die Einschnürung herum angebracht un:l an der Oberfl'*ehe des Zuggliedes angeklebt. In der Fraxis .stellt es sich heraus, daß Verbindungen dieser Art verschiedene Probleme und Schwierigkeiten aufwerfen- Insbesondere wird ein beträchtlicher Teil der parallelen Fasern durchpsschnitten, wenn die Einschnürung gebildet, wird, sodaß diese Fasern ihre Kontinuität verlieren und daher Zugbelastungen nicht mehr direkt von einer Seite der Einschnürung auf die andere Seite übertragen können. Dies gilt im wesentlichen für alle Fasern im Bereich der Einschnürung. Außerdem ist der Oberflächenbereich, in welchem die tatsächliche Haftung des Klebstoffmaterials stattfindet, vtrhältnisPiSßiß klein. Schließlich kann an der Klebefläche oder innerhalb des Zuggliedes in einer Ringzcne entsprechend dem Querschnitt der engsten Stelle der Einschnürung Scherbruch auftreten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe Bugrunde, die Verbindung eines länglichen, faserverstärkten Zuggliedes mit im wesentlichen parallel eux* Lftngserstreckung des Gliedes verlaufenden Fasern mit einer Verankerung oder einem Bauteil zu verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch erlöst, daß .'das Zugglied an seiner Aussenf lache mit einer Anzahl von Nuten und dazwischenliegenden Rippen versehen ist, die etwa parallel zur Län-^serstreckung des Gliedes und zu den Pasern verlaufen, wobei der genutete Teil des Zuggliedes innig mit einem auf Zug beanspruchbaren Verankerungsglied aus einem starren Klebstoff verklebbar ist, der in die Nuten eindringen und sich fest mit den Oberflächen der Nuten und Rippen verbinden kann.

Durch den erfindungsgemäßen Vorschlag wird nun eine geringe Anzahl der längsverlaufenden Verstärkungsfasern unterbrochen, sodaß die zulässige Zugkraft nur geringfügig verringert wird. Durch die Nuten und Rippen wird eine relativ große Oberfläche geschaffen, mit der der Klebstoff in Verbindung kommen kann, aodaß große Zugkräfte übertragen werden können.

Im Falle eines elektrischen Isolators sind die Fasern vorzugsweise Glasfasern und alle gleichgerichtet, in anderen Anwendungefällen können die Fasern jedoch beispielsweise aus Kohle oder Metall bestehen. Das Zugglied selbst ist vorzugsweise in Verbundbauweiae ausgeführt mit einem starren Kunststoff, wie Epoxy- oder Polyesterharz, welches innig mit den Fasern verbunden ist.

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Bei einer bevorzugten Ausführung j.ρ» das Zugglied eine Stange oder Röhre von im wesentlichen kreisförmigem Querschnitt, und die Rippen und Nuten sind an beiden Enden derselben um den ganzen Umfang herum angeordnet. Die Nuten und Rippen haben vorzugsweise etwa die gleiche Breite, während die Tiefe der Nuten größer sein kann als ihre Breite. Die Verbindung kann Verstärkungeplatten, -zungen oder dergleichen aufweisen, die in den Klebstoff eingebettet sind und sich zum Teil in die Nuten hineinerstrecken.

Das erfindungsgemäße Zugglied kann, wie bereits erwähnt, vorzugsweise ein Teil eines elektrischen Isolators sein, wobei es aus elektrisch isolierendem Material besteht und von Isolierringen oder -Rippen umgeben ist.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen, in denen einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind. Es zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Zuggliedes mit erfindungsgemäß ausgebildeten Enden,

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Fig· 2 eine schemafci3che perspektivische Ansicht eines Endes de3 Zuggliedes von Fig. 1,

Fig. 3 einen Teil-Längsschnitt durch ein Ende des Zuggliedes mit einem kegeistumpfförmigen Verankerungsei ement aus starrem Klebstoff,

Pig. A eine Stirnansicht von Fig. 3,

Fig. 5 eine Teil-Stirnansicht einer anders ausgebildeten Verbindung,

Fig. 6 und 7 Teil-Längsschnitte von Enden eines Zuggliedes in abgewandelten Ausführungen, und

Fig. 8 eine Seitenansicht eines kompletten elektrischen Isolators mit einem Zugglied und auf Zug beanspruchten Verbindungen entsprechend den'vorhergehenden Figuren.

Es sei zunächet auf Fig. 1 bezuggenommen, in welcher ein Zugglied in Form einer länglichen zylindrischen Stange 11 dargestellt ist, die aus einer Vielzahl von gleichgerichteten, zueinander parallelen "Glasfasern oder Glasfasersträngen besteht, welche sich in Längsrichtung der Stange 11 erstrecken und mit einem starren, hochfesten Kunststoff wie Epoxy-.oder Polyesterharz

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imprägniert oder getränkt sind. Eine Vielzahl von verschiedenen hochfesten Fasern und Kunststoffen kann entsprechend den jeweiligen Anwcndungsfällen verwendet werden. Beispielsweise kSnrjen Kohlefasern oder Metalllitzen oder -fäden dann verwendet werden, wenn keine elektrischen Isolationseigenschaften gefordert werden.

Die beiden Enden 12 des Zuggliedes 11 weisen in geringem Abstand voneinander befindliche, zueinander und zu der Längsachse des Zuggliedes parallele Nuten 14 und dazwischenliegenden Rippen 13 auf. Die Form und die Abmessung der Nuten und Rippen kann variieren, jedoch aus praktischen Gründen haben die Rippen einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt und die Nuten einen gerundeten Grund. Die Breite jeder Nut ist vorzugsweise etwa gleich der Breite jeder Rippe, wahrend die Tiefe der Nuten etwa doppelt so groß wie ihre Breite ist. Die Länge der Nuten und Rippen an jedem Ende 12 des Zuggliedes variiert entsprechend den verschiedenen Anwendungsfäl-λβη oder aufzunehmenden Zugkräften, sie ist jedoch im allgemeinen doppelt so groß wie der Durchmesser des Zuggliedes 11.

Zur Herstellung der Zugverbindung wird ein Klebstoff, eier sich zu einer hochfesten starren Maese verfestigt,

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um jedes Ende 12 der Stange.11 herum angebracht und in eine kegelstumpfförmige Gestalt gebracht, wie bei 15 in Fig. 3 dargestellt. Dieser Klebstoff kann ebenfalls auf einem Epoxyharz basieren. Der Klebstoff tritt in die Nuten I¹I ein, klebt allen freien Oberflächen der Nuten und Rippen an und umgibt das Ende der Stange 11 , wie aus Fig. 4 ersichtlich ist. Diese kegelstumpffönnige~ starre Masse Ί5 kann.sich an einer Endfaösung 16, beispielsweise aus Metall, abstützen, welche einen entsprechend konischen inneren Hohlraum cur Aufnahme der Masse 15 aufweist. Alternativ kann das Ende 12 des Zuggliedes 11 zuerst in den Hohlraum der Endfassung 16 eingeführt werden,, worauf die Masse 15 dann in dem Hohlraum um das Ende 12 herumgeformt wird. Die auf diese Weise hergestellte Zugverbindung kann verhältnismäßig große Zugkräfte ohne nennenswerte Schwächung der Zugstange 11 selbst und ohne nennens-

werte Vergrößerung der Qesaiatabmessungen übertragen. Die in jede der Rippen 13 eingebetteten Fasern erstrecken sich kontinuierlich und ununterbrochen über die gan$e Länge der Zugstange, insbesondere wenn die Rippen an beiden Enden der Zugstange miteinander fluchten. Im ßereich der Nuten werden natürlich unvermeidlich einige Fasern durchgeschnitten und entfernt^

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wodurch die Zugfestigkeit der Stange selbst etwas •verringert wird. Andererseits ermöglicht die Erfindung eine vergrößerte Berührungs- und Klebefläche zwischen der Stange 11 und der 'iasse 15 ohne Unterbrechung derjenipjen Pasern, die in dieser Fläche oder nahe derselben liegen, und es hat sich in der Praxis herausgestellt, daß die übertragbaren Zugkräfte größer sein können als bei vielen bekannten Konstruktionen, ohne unerwünschte Vergrößerung der Gesamtabmessungen im Bereich der Verbindungsstellen.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 ist eine Anzahl von Verstärkungsplatten 17 aus Metall in die Kunststoffmasse 15 eingebettet, wobei jede Platte 17 sich zum Teil in eine der Nuten Ii hineinerstreckt und die Festigkeit der Klebstoffmasse in diesen Bereichen erhöht. Diese Platten oder Zungen 17 können einzeln angeordnet oder auch an einer umgebenden Verstärkungshülse 18 angebracht sein, die ebenfalls in der Masse 15 eingebettet ist.

Die Nuten und Rippen können über ihre Länge einen konstanten Querschnitt haben. In manchen Fällen kann sich der Querschnitt jedoch auch fortschreitend ändern. Wie

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beispielswsise in Pig. 6 dargestellt ist, kann die Grundfläche 19 jeder Nut schräg verlaufen, sodaß die Tiefe der Nut sich gegen das Ende der Stange hin fortschreitend vergrößert. Alternativ kann diese Schräge umgekehrt verlaufen, wie in Fig. 7 dargestellt, uobei der Nutgrund 20 schräg nach aussen verläuft und die Tiefe der Nut sich gegen das Ende der Stange hin fortlaufend verringert.

Die Einheit aus Zugstange und Endverbindungen kann vollständig aus einem elektrisch isolierten Material hergestellt sein und daher als isolierender Zuganker für elektrische Isolatoren unterschiedlichster Arten verwendet werden. Ein typischer elektrischer Isolator, mit Zugstangen und Verbindungen entsprechend den Pig. I bis 7» ist in Fig. 8 gezeigt. Dieser elektrische Isolator weist den Zugkern oder -anker 11 auf, dessen Enden innerhalb von Endstücken 21 mittels der Kunststoffmaseen 15 befestigt sind und der von einem Isolierkörper 22 mit Ringen oder Rippen 23 umgeben ist.

- Patentansprüche -

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Claims

Patentansprüche

ssssssssss:

t) Längliches, faserverstärktes Zugglied mit im wesentlichen parallel zur Längserstreckung des Gliedes verlaufenden Pasern, dadurch gekennzeichnet, daß das Zugglied (11) an seiner Aussenflache mit einer Anzahl von Nuten (I¹I) und dazwischenliegenden Rippen (13) versehen ist, die etwa parallel zur Längserstreckung des Gliedes (11) und zu den Fasern verlaufen, wobei der genutete Teil des Zuggliedes (11) innig; mit einem auf Zug beanspruchbaren Verankerungsglied aus einem starren Klebstoff (15) verklebbar ist, der in die Nuten (1ή) eindringen und sich fest mit den Oberflächen der Nuten (I¹I) und Rippen (13) verbinden kann.
2. Zugglied nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem faserverstärkten Kunststoff, beispielsweise einem Epoxy- oder Polyesterharz besteht.
3. Zugglied nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsfasern Qlas-, Kohle- oder Metallfasern sind.
4. Zugglied nach Anspruch 1,2 öder 3, dadurch gekennzeichnet, daß es eine im Querschnitt etwa kreisförmige Stange oder Röhre ist, und daß die Nuten (IM) und Rippen (13) an beiden Enden (12) angeordnet sind und sich über den

Umfang erstrecken.

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5. Zugglied nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (1*0 und Rippen (13) etwa gleiche Breite haben/
6. Zugglied nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe jeder Nut (1*1) größer ist als ihre Breite.
7. Zugglied nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in den Klebstoff (15) Platten (17), Zungen oder dergleichen eingebettet sind, die sieh teilweise in die Nuten (1*1) hineinerntrecken.
8. Zugglied nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7> dadurch gekennzeichnet, daß es aus elektrisch isolierendem Material besteht und. als Zuganker für einen elektrischen Isolator verwendet ist, wobei es von einem elektrischen Isolierkörper (22) mit Ringen oder Rippen (23) umgeben ist.

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