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Anschlußarmatur für einen Isolatorstab aus glasfaserverstärk-
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tem Kunststoff Die Erfindung betrifft eine Anschlußarmatur fUr einen
Isolatorstab aus glasfaserverstärktem Kunststoff mit einer auf den Außendurchmesser
des Stabes abgestimmten Klemmvorrichtung. Glasfaserverstärkte Kunststoffstäbe haben,
wenn sie einen relativ großen Durchmesser aufweisen, eine so hohe Zugbelastbarkeit,
daß dann, wenn man die Zugbelastbarkeit voll ausnutzen wollte, vielfach die Armatur
zu lang wäre oder überhaupt nicht die erforderliche Haltekraft aufbringen könnte.
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Da insbesondere bei den Isolatoren und Abspannisolatoren eine möglichst
weitgehende Ausnutzung der Zugbelastbarkeit dieser Stabisolatoren erwünscht und
außerdem eine möglichst geringe Gesamtlänge des Isolators angestrebt wird, liegt
der
Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Anschlußarmatur zu schaffen,
mit der bei einer bestimmten Länge eine wesentlich höhere Haltekraft erreicht wird
als mit den bekannten Armaturen.
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Diese Aufgabe löst eine Anschlußarmatur mit den Merkmalen des Anspruches
-1. Die Erfassung des glasfaserverstärkten Kunststoffstabes nicht nur an seiner
den vollen Außendurchmesser aufweisenden Außenmantelfläche, sondern auch in einem
oder mehreren Abschnitten mit verkleinertem Außendurchmesser führt nämlich,wie sich
gezeigt hat, zu einer wesentlich besseren Umsetzung der insgesamt von der Anschlußarmatur
auf den Stab ausgeübten Klemmkraft in die gewünschte Haltekraft.
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Die Länge der einzelnen Klemmvorrichtungen kann deshalb so gering
gewählt werden, daß die Gesamtlänge der Armatur bei einer bestimmten Haltekraft
wesentlich geringer ist als die Länge der bekannten Anschlußarmaturen. Außer der
wegen der hohen Haltekraft geringen Länge und des dadurch erzielbaren, relativ gingen
Gewichtes ist die erfindungsgemäße Anschlup= au h armatur/insofern vorteilhaft,
als konstruktiv keine scharfen Kanten erforderlich sind, so daß eine hohe Sprühsicherheit
vorhanden ist, ein sog. Nachlauf, also eine noch nach dem Anbringen der Armatur
auftretende Relativbewegung zwischen Stab und Armatur, nicht auftritt und eine Abdichtung
der Armatur am Obergang zum Stab, beispielsweise mittels Silikon-Kautschuk, keinerlei
Schwierigkeiten bereitet.
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Vorzugsweise werden Klemmkonen als Klemmelemente der Klemmvorrichtungen
verwendet, da sich mit Klemmkonen beiÆgeringen Abmessungen eine hohe Klemmkraft
erzielen läßt. Die Kraft, die zum Festziehen der Klemmkonen benötigt wird, ist infolge
der Verwendung von wenigstens zwei Klemmkonen, relativ gering.
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Beispielsweise genügt bei einem Keilwinkel von etwa 3 in der Regel
eine Kraft, die etwa den doppelten Wert der Betriebslast hat, um die maximale Haltekraft
zu erreichen.
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Insbesondere dann, wenn nur zwei Klemmkonen vorgesehen sind, können
diese einstückig ausgebildet sein. Es ist dann aller-
dings zweckmäßig,
das Material zwischen den beiden Klemmkonen, beispielsweise durch eine Ringnut,
zu schwächen, damit eine gewisse Unabhängigkeit beider Klemmkonen voneinander gewährleistet
ist.
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Sind die Klemmkonen Einzelelemente, dann ist es zweckmäßig, zwischen
dem den kleineren Innendurchmesser aufweisenden Klemmkonus und dem hier im Durchmesser
verkleinerten Abschnitt des Isolierstabes eine metallische, in Längsrichtung geschlitzte
Innenhülse vorzusehen. Diese Innenhülse kann ein separates Bauteil sein, aber auch
einstückig mit dem den größeren Innendurchmesser aufweisenden Klemmkonus über eine
Stufe verbunden sein. Ist die Innenhülse ein separates Bauteil, dann ist es aus
Montagegründen zweckmäßig, den mit seiner Innenfläche an der Innenhülse anliegenden
Klemmkonus außen an einer konischen Hülse anliegen zu lassen, die einstückig mit
dem Durchmesser größeren Klemmkonus ausgebildet ist und deren Außenmantelfläche
in der durch die konische Außenmantelfläche des Klemmkonus mit dem größeren Durchmesser
definierten Fläche liegt.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen kennzeichnen die Unteransprüche.
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Im folgenden ist die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispielen im einzelnen erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt eines ersten AusfUhrungsbeispiels
im montierten Zustand, Fig. 2 einen Längsschnitt eines gegenüber dem AusfUhrungsbeispiel
gemäß Fig. 1 abgewandelten Ausführungsbeispiels im montierten Zustand, Fig. 3 einen
Längsschnitt eines dritten Ausführungsbeispiels im montierten Zustand,
Fig.
4 einen Längsschnitt eines vierten AusfUhrungsbeispiels im montierten Zustand.
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Ein Abspann- oder Hängeisolator für eine Hochspannungsfreileitung
mit einem zylindrischen Isolatorstab 1 aus glasfaserverstärktem Kunststoff weist
an beiden Enden je eine metallische Anschlußarmatur 2 auf, von denen Fig. 1 nur
die eine zeigt, da beide Anschlußarmaturen gleich ausgebildet sind. Da der Isolatorstab
1 wegen seines relativ großen Durchmessers von im Ausführungsbeispiel 30 mm eine
sehr hohe Zugbelastbarkeit hat und die Länge der Anschlußarmaturen möglichst gering
sein soll, weist, um dennoch die Zugbelastbarkeit des Isolatorstabes ausnutzen und
die hierzu erforderliche hohe Haltekraft erreichen zu können, die Anschlußarmatur
zusätzlich zu einem ersten Klemmkonus 3, dessen Innendurchmesser an den Außendurchmesser
des Isolatorstabes 1 angepaßt ist, einen zweiten Klemmkonus 4 auf, der innen ebenso
wie der erste Klemmkonus zylindrisch ist, jedoch einen kleineren Innendurchmesser
hat. Im Ausführungsbeispiel ist dieser Innendurchmesser etwa 20 mm.
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Die beiden Klemmkonen 3 und 4 werden durch eine einzige,in Längsrichtung
im Wechsel mehrfach geschlitzte Hülse gebildet, sind also einstückig ausgebildet.
Die Schulter am Obergang von der Innenmantelfläche des einen zum anderen Klemmkonus
ist eine Konusfläche, welche im Abstand, von einer sich ebenfalls in Richtung zum
Ende des Isolatorstabes 1 verjUngenden Konusfläche umgeben wird, welche die eine
Flanke einer Ringnut 5 bildet, durch welche die die beiden Klemmkonen bildende Hülse
am Obergang vom einen zum anderen Klemmkonus so weit geschwächt wird, daß beide
Klemmkonen weitgehend voneinander unabhängig festgeklemmt werden können. Die AuEenmantelfläche
des zweiten Klemmkonus 4 liegt in der durch die Außenmantelfläche des Klemmkonus
3 definierten Xonusfläche, welche im Ausführungsbeispiel einen Kegelwinkel von etwa
30 hat. Der kleinste Durchmesser der Konusfläche befindet sich am freien Ende des
ersten Klemmkonus 3, der größte am freien Ende des zweiten Klemmkonus 4.
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Der Aufnahme der beiden Klemmkonen 3 und 4 dient eine metallische
Außenhülse 6, deren konische Innenmantelfläche an die Außenmantelfläche der Klemmkonen
3 und 4 angepaßt ist. Ferner ist die Länge der Außenhülse 6 an die Länge der die
beiden Klemmkonen bildenden Hülse angepaßt. Die zylindrische Außenmantelfläche der
Außenhülse 6 ist, abgesehen von dem einen Teil des ersten Klemmkonus 3 umfassenden
Endabschnitt 6',mit einem Außengewinde versehen. Der im Durchmesser kleinere Endabschnitt
6' weist ringnutartige Vertiefungen 7 auf, wodurch die Außenmantelfläche in diesem
Endabschnitt einen wellenartigen Verlauf hat. Dies dient dazu, eine sichere und
insbesondere dichte Verbindung zwischen der Außenhülse 6 und einem aus Silikonkautschuk
bestehenden Schutzrohr 8 zu erhalten, das den Isolatorstab 1 auf seiner gesamten
Länge mit Ausnahme der im Inneren der Schutzarmaturen liegenden Endabschnitte umgibt.
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Wie Fig. 1 zeigt, übergreift das Schutzrohr 8 den Endabschnitt 6'
und hat hier einen Außendurchmesser, der etwa gleich dem Außendurchmesser der Außenhülse
6 in dem das Gewinde tragenden Teil ist. Im übrigen ist der Außendurchmesser des
Schutzrohres 8, an das Schirme 9 in axialem Abstand angeformt sind kleiner.
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Auf die Außenhülse 6 ist der topfartige Teil 10 eines metallischen
Abspannorgans aufgeschraubt, der im Ausfthrungsbeispiel die Außenhülse 6 von ihrem
freien Ende bis zum Endabschnitt 6' greift und hier einen Schutzring 11 trägt, der
im Ausfthrungsbeispiel durch den verdickten Rand einer an den topfartigen Teil 10
angeformten Glocke 12 gebildet wird, welche den ersten Schirm 9 noch übergreift.
An den Boden des topfartigen Teils 10 ist eine mit einer Bohrung versehene Lasche
13 angeformt, welche zusammen mit dem topfartigen Teil 10 das Abspannorgan bildet.
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Vor dem Anbringen der Anschlußarmatur 2 am Isolatorstab 1 muß dessen
Durchmesser in einem Endabschnitt, welcher etwa der Länge des zweiten Klemmkonus
4 entspricht, in seinem Durchmesser auf den Innendurchmesser des Klemmkonus vermindert
werden, wie dies Fig. 1 zeigt. Die Schulter am Übergang
zum vollen
Außendurchmesser wird hinsichtlich ihres Konuswinkels an den Konuswinkel der Innenschulter
zwischen den Innenmantelflächen der beiden Klemmkonen angepaßt. Nun wird die Außenhülse
6 so weit über den Isolatorstab 1 geschoben, daß die die beiden Klemmkonen 3 und
4 bildende Hülse ungehindert auf den Isolatorstab bis zur Anlage der erwahnten Schultern
aneinander aufgeschoben werden kann. Danach wird mittels einer Presse die Außenhülse
6 über die die beiden Klemmkonen bildende Hülse gedrückt, wobei durch einen entsprechenden
Gegendruck verhindert wird, daß die Klemmkonen 3 und 4 sich relativ zum Isolatorstab
1 verschieben. Mit einer Druckkraft,die etwa den doppelten Wert der Zugbeanspruchung
des Isolators entspricht, wird die Außenhülse 6 in die in Fig. 1 dargestellte Lage
gebracht, in welcher sie zumindest annähernd bündig mit dem freien Ende des Klemmkonus
an dem freien Ende des Isolatorstabes abschließt. Bei dieser Verschiebung der Außenhülse
6 relativ zu den beiden Klemmkonen 3 und 4 werden diese mit so hoher Kraft an den
Isolatorstab 1 angepreßt,daß sie ohne Nachlauf die im Betrieb auftretende Zugkraft
vom Abspannorgan auf den Isolatorstab übertragen können. Nachdem das Schutzrohr
8 auf den Isolatorstab 1 und den Endabschnitt 6 aufgebracht worden ist, kann der
topfartige Teil 10 des Abspannorgans vollständig auf die Außenhülse aufgeschraubt
werden.
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Das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel stimmt weitgehend mit
demjenigen gemäß Fig. 1 überein, weshalb im folgenden nur die Abweichungen erläutert
sind. Wegen der Obereinstimmungen wird auf die vorstehenden Ausführungen verwiesen.
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Das freie Ende des zweiten Klemmkonus 104 steht im montierten Zustand
über das freie Ende der Außenhülse 106 etwas über, um auf die die beiden Klemmkonen
103 und 104 bildende Hülse eine in axialer Richtung wirkende Druckkraft mit Hilfe
eines Tellerfederpaketes 114 ausüben zu können, das in den topfartigen Teil 110
des Abspannorgans eingelegt ist und sich an dessen Boden abstützt. Hierdurch braucht
nicht zur Sicherung
der Klemmkonen wie bei dem Ausführungsbeispiel
gemäß Fig.1 darauf geachtet zu werden, daß die freie Stirnflache des zweiten Klemmkonus
und der Außenhülse sowie die Stirnfläche des Isolatorstabes in einer Ebene liegen.
Um die Montage zu erleichtern, kann man, wie Fig.2 zeigt, den Isolatorstab 101 so
weit über den zweiten Klemmkonus 104 überstehen lassen, daß auf dieses überstehende
StUck das Tellerfederpaket 114 aufgesetzt werden kann.
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Ein weiterer Unterschied gegenüber dem Ausführungsbeispiel gemaß Fig.
1 besteht darin, daß die Glocke 112, deren verstkter Rand den Schutzring 111 bildet,
auf dem topfartigen Teil 110 lösbar festgeklemmt ist, wozu sie einen hohlzylindrischen
Nabenteil hat, der in Längsrichtung geschlitzt ist. Eine Schraube 115 spannt diesen
Nabenteil zusammen. Diese abnehmbare Ausbildung der Glocke 112 hat den Vorteil,
daß das Abspannorgan schon vor dem Aufbringen des Schutzrohrs 108 montiert werden
kann, ohne daß das Anbringen und Abnehmen der für die Bildung des Schutzrohres benötigten
Form behindert werden würde.
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Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Anschlußarmatur für einen Hänge- oder Abspannisolator mit einem glasfaserverstärkten
Kunststoffstab ist die Außenhülse 206 in gleicher Weise wie die Außenhülse 6 des
ersten Ausführungsbeispiels ausgebildet. Auch das Abspannorgan, bestehend aus dem
topfartigen Teil 210 und der einstückig mit ihm ausgebildeten Lasche 213, haben
die gleiche Ausbildung. Ferner ist die den Schutzring 211 tragende Glocke 212 wie
bei dem ersten Ausführungsbeispiel an den topfartigen Teil 210 angeformt. Selbstverständlich
konnte aber die Glocke 210 auch wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig.2 auf
dem topfartigen Teil festgeklemmt sein.
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Wie Fig. 3 zeigt, ist der ersten Klemmkonus 203, dessen zylindrische
Innenmantelfläche an den Außendurchmesser des Isolatorstabes 201 angepaßt ist, einstückig
mit einer zylindrischen Innenhülse 216 ausgebildet, die wie der erste Klemm-
konus
in Längsrichtung mehrfach geschlitzt ist. Der Innendurchmesser der Innenhülse 216
ist an den Außendurchmesser des im Durchmesser verkleinerten Endabschnitts des Isolatorstabes
201 angepaßt, dessen Länge etwa der axialen Länge der Innenhülse 21-6 entspricht.
Den Obergang von der Innenhülse 216 zum ersten Klemmkonus 203 bildet ein im Ausfthrungsbeispiel
in einer Radialebene liegende Ringschultcr. Der ein separates Bauteil bildende zweite
Klemmkonus 204 hat einen an den Außendurchmesser der'Innenhülse 216 angepaßten Innendurchmesser,
da er in den Ringraum zwischen der innenhülse und der konischen Innenmantelfläche
der Außenhülse 206 eingepreßt wird. Seine axiale Länge ist deshalb geringer als
diejenige der Innenhülse 216. Der im montierten Zustand über den zweiten Klemmkonus
204 überstehende Endabschnitt der InnenhUlse 216 ist auf seiner Außenseite mit einem
Gewinde versehen, auf das eine den zweiten Klemmkonus 204 gegen ein Heraustreten
aus der Außenhülse sichernde-Mutter 217 aufgeschraubt wird.
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Die Montage erfolgt in der Weise, daß flach dem Absetzen des Isolatorstabes
201 die Außenhülse 206 zunächst so weit über den Stab geschoben wird, daß der erste
Klemikonus 203 und die Innenhülse 216 vollständig auf den Isolatorstab aufgeschoben
werden können. Sodann wird mittels einer Presse die Außenhülse 206 über den ersten
Klemmkonus 203 gedrückt, wobei darauf geachtet wird, daß sich der Klemmkonus 203
nicht relativ zum Isolatorstab 201 verschiebt. Anschließend wird, ebenfalls mittels
der Presse, der zweite Klemmkonus 204 in den Ringraum zwischen der Innenhülse 216
und der Außenhülse 206 gepreßt. Zum Schluß wird die Mutter 217 aufgeschraubt. Da
sich nun die Klemmkonen nicht mehr lösen können, kann zunächst das Schutzrohr 208
aufgebracht werden, noch ehe der topfartige Teil 210 mit der Glocke 212 und dem
Schutzring 211 auf die Außenhülse 206 aufgeschraubt wird.
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Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 ist wie bei demjenigen gemäß
Fig. 3 der zweite Klemmkonus 304 ein separa-
tes Bauteil. Ferner
ist in Übereinstimmung mit dem dritten Ausführungsbeispiel eine Innenhülse 316 vorgesehen,
die über das im Durchmesser abgesetzte Endstück des Isolatorstabes 301 geschoben
wird und in Längsrichtung mehrfach geschlitzt ist, da die Außenmantelfläche dieser
Innenhülse 316 die Anlagefldche für den zweiten Klemmkonus 304 bildet. Die Innenhülse
316 ist jedoch ebenfalls ein separates Bauteil. Hingegen ist einstückig mit dem
ersten Klemmkonus 303 eine konische Hülse 318 ausgebildet, deren axiale Länge so
gewählt ist, daß der den ersten Klemmkonus und diese konische Hülse bildende Hohlkörper
etwa die gleiche axiale Länge wie die Außenhülse 306 hat.
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Die Außenmantelfläche der konischen Hülse 318 liegt in der durch die
Außenmantelfläche des ersten Klemmkonus 304 definierten Konusfläche, und der von
der Innenmantelfläche der konischen Hülse gebildete Innenkonus hat den gleichen
Konuswinkel wie die Außenfläche. Er beträgt daher nur wenige Grade.
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Die Wandstärke der konischen Hülse 318 ist wesentlich geringer als
diejenige der beiden Klemmkonen 303 und 304. Die Innenhülse 316 steht wie bei dem
Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 zusammen mit dem Isolatorstab 301 im montierten
Zustand über den zweiten Klemmkonus 304, die Außenhülse 306 und die konische Hülse
318 über und ist mit einem Außengewinde versehen, auf das eine Mutter 317 aufgeschraubt
wird.
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Auch bei diesem Ausführungsbeispiel wird zunächst die Außenhülse 306
mittels einer Presse über den ersten Klemmkonus 303 gedrückt. Danach wird der zweite
Klemmkonus 304 mittels der Presse in den Ringraum zwischen der Innenhülse 316 und
der konischen Hülse 318 gepreßt, wodurch auch der im Durchmesser verkleinerte Abschnitt
des Isolatorstabes 301 mit ebenso hoher Klemmkraft erfasst wird wie der im Inneren
des ersten Klemmkonus 303 liegende Abschnitt. Im Gegensatz zu den Ausführungsbeispielen
gemäß den Fig. 1 und 2 ist wie beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 der zweite
Klemmkonus 304 völlig unabhängig vom ersten Klemmkonus 303, wodurch beide Klemmkonen
noch besser eventuelle Toleranzen in den Durchmessern der von ihnen erfassten Abschnitte
des Isolatorstabes ausgleichen könne.
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Da auch bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 nach dem Aufschrauben
der Mutter 317 die Klemmkonen sich nicht mehr lockern können, kann das Schutzrohr
308 auf den Isolatorstab 301 und den Endabschnitt 306' der Außenhülse 306 aufgebracht
werden, noch ehe der topfartige Teil 310 des Abspannorgans auf die Außenhülse aufgeschraubt
wird. Daher ist es nicht störend, wenn die den Schutzring 311 tragende Glocke 312
einstückig mit dem topfartigen Teil 310 ausgebildet ist, an dessen Boden wie bei
den übrigen Ausführungsbeispielen eine Lasche 313 angeformt ist.
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L e e r s e i t e