DE4129233C1 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Isolierkörper nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein derartiger Isolierkörper ist aus der DE-AS 11 39 897 bekannt. Leistungsschalter für große Kurzschlußleistungen und hohe Betriebsspannungen, die in jeder Phase mehr als eine Schaltkammer brauchen, haben in der Regel Polsäulen mit einem sogenannten Doppelschaltkopf, der zwei horizontale Schaltkammern aufweist. In den Schaltkammern befinden sich Schaltstücke zum Ein- und Ausschalten des Stromes. Sie sind von einem Isolierkörper umgeben und werden auf einem senkrechten Stützisolator angebracht. Ihr zugehöriger Schaltmechanismus ist über eine Antriebsstange aus Isolierstoff mit einem Antrieb am Untergestell des senkrechten Stützisolators verbunden.

Die Isolierkörper werden sowohl untereinander als auch mit angrenzenden Metallgehäusen verschraubt. Das setzt voraus, daß die (spröden) Isolierkörper, die aus besonders hochwertigem Porzellan hergestellt werden, eine Fassung oder Armatur aus Metall (beispielsweise Aluminium) tragen, die eine Partnerfläche für die Verschraubung abgibt.

Man kann einen derartigen Isolierkörper aus Porzellan mit einer Metallfassung ausstatten, die an dem einen Ende des Isolierkörpers angebracht ist und den Isolierkörper in einem kleinen Bereich von außen umgreift. Die Metallfassung kann an ihrer Innenfläche eine gewellte Kontur aufweisen. Unmittelbar darunter kann eine Zement-Kittung angeordnet sein. Auf einer Glasurschicht des Porzellans kann eine Schicht mit "Trennlack" aufgetragen sein, die sich unmittelbar unter der Zement-Kittung befindet. Bei dem Trennlack kann es sich um einen dauerelastischen Bitumenlack handeln, der eine direkte Haftung des Zements auf der Porzellanglasur verhindert. Unter der Glasurschicht kann sich eine Split-Zone befinden mit mehr oder weniger unregelmäßig geformten oder runden Körnern. Wenn bei hohen Umgebungstemperaturen der dauerelastische Trennlack flüssig wird und nach unten fließt, geht seine schützende Wirkung gerade im am stärksten belasteten, oberen Bereich des Isolierkörpers verloren. Das kann dazu führen, daß Isolierkörper weit unter ihrem Nenn-Umbruchwert durch sogenannte Scheibenbrüche mit abgesplitterten Scheiben quer zur Längsachse des Isolierkörpers zerstört werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Verbindung zwischen einem Isolierkörper aus sprödem Material und einer Metallfassung hohe lokale Krafteinwirkungen auf den Isolierkörper zu verhindern.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Isolierkörper nach Anspruch 1.

Vorteilhaft wirkt sich bei einer Ausführung gemäß Anspruch 1 aus, daß für verschiedene Ursachen der Krafteinwirkung entsprechende Maßnahmen vorgesehen sind, die ein Zerbrechen des Isolierkörpers verhindern. So bewirkt die Entlastungsnut eine Verminderung der Steifigkeit der Metallfassung, wenn beispielsweise im Falle einer vertikalen Anordnung des Isolierkörpers eine (statische) Biegebeanspruchung auftritt; in diesem Falle tritt statt einer nahezu punktuellen Krafteinwirkung auf den Isolierkörper eine flächenhafte Beanspruchung ein, wodurch ein Zerbrechen des Isolierkörpers verhindert wird.

Neben der erwähnten statischen, vom Gewicht herrührenden Last tritt durch die beim Schalten des Leistungsschalters unvermeidbaren vertikalen Erschütterungsbewegungen oft eine beachtliche, vertikale Wechsellast auf (dynamische Biegebelastung). Auch hierbei trägt die Entlastungsnut dazu bei, ein Zerbrechen des Isolatorkörpers zu vermeiden.

Solange die Kittung über ihre ganze Länge an der Kraftübertragung beteiligt ist, wird die maximale Biegefestigkeit des Isolators erreicht. Die Verhältnisse ändern sich, wenn bei von oben einstrahlender Sonne an dem Isolierkörper, an der Fassung und an der Kittung Zonen unterschiedlicher Temperatur auftreten. Dann entstehen wegen der verschiedenen Ausdehnungskoeffizienten kleine Spalte. Dies führt bei einer Biegebelastung zu einer anders gearteten Kraftübertragung auf den Isolierkörper, es tritt dann nämlich am Ende des Isolierkörpers in der Nähe der Befestigung eine Kraft auf, die quer zur Mittelachse des Isolierkörpers gerichtet ist. Erst mit Hilfe der Entlastungsnut wird eine flächenhafte Beanspruchung des Isolators erzielt.

Tangential zur Oberfläche des Isolierkörpers wirkende Kräfte entstehen beim Schrumpfen der zwischen Metallfassung und Isolierkörper befindlichen Kittung. Diese Kräfte führen leicht zu Anrissen und können die Zerstörung des Isolators hervorrufen. Eine auf den Isolator aufgewickelte Kunststoff-Folie unterbindet eine direkte Haftung der Kittung auf dem spröden Isolator.

Weitere vorteilhafte Ausbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines in zwei Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels, aus dem sich weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile ergeben, näher beschrieben.

Fig. 1 zeigt im Schnitt einen Teil von einem Ende eines waagerecht angeordneten, mit einer Metallfassung ausgestatteten Isolators aus Porzellan.

Fig. 2 zeigt den Schnitt durch eine Polsäule mit einem horizontalen Doppelschaltkopf.

In Fig. 1 ist im Längsschnitt ein oberer Teil von einem Ende eines (im Querschnitt runden) Isolierkörpers (1) aus Porzellan zu sehen, der innen hohl ist und eine Schaltkammer umgibt. Diese Schaltkammer ist Bestandteil einer in Fig. 2 dargestellten Polsäule (2) mit einem horizontalen Doppelschaltkopf (3). Gemäß Fig. 1 ist das Ende des Isolierkörpers (1) von einer Metallfassung (4) umgeben. Mit Hilfe der Metallfassung (4) wird der Isolierkörper (1) an ein Hebelgehäuse (5), das in Fig. 2 im Schnitt dargestellt ist, befestigt. Dazu weist die Metallfassung (4) an der Seite, die an dem Hebelgehäuse (5) befestigt ist, einen eine (runde) Stirnseite des Isolierkörpers (1) kreisförmig umgebenden Flansch (6) auf, der über seinen Umfang gleichmäßig verteilte Bohrungen aufweist. Durch diese Bohrungen sind Befestigungsschrauben (7) geführt, die die Metallfassung (4) an dem Hebelgehäuse (5) halten. An der dem Hebelgehäuse (5) zugewandten Seite des Flansches (6) ist eine kreisförmig um den Isolierkörper (1) umlaufende, im Querschnitt V-förmige Entlastungsnut (8) angeordnet (statt einer V-förmigen ist auch eine rechteckige Entlastungsnut möglich, sie ist durch strichlierte Linien angedeutet). Die Innenfläche des Flansches (6) ist mit Längs- und Quernuten durchsetzt. Unmittelbar unter der Innenfläche befindet sich eine Kittung (9), welche beispielsweise aus Zement besteht. Die Formung der Innenfläche dient der Verbesserung der Kraftübertragung zwischen Metallfassung (4) und Kittung (9); es soll also die Festigkeit bei Torsions-, Zug- und Druckbeanspruchungen gesteigert werden. In dem Bereich des Isolierkörpers (1), der von der Metallfassung (4) überdeckt wird, befindet sich unter einer Glasur eine Split-Zone (10) mit mehr oder weniger unregelmäßigen oder runden Körpern. Diese Körner werden vor dem Auftragen der Glasur auf das Porzellan aufgebracht und verbinden sich beim Glasur-Brand fest mit dem Porzellan. Auch diese Split-Zone (10) soll die Festigkeit bei Torsions-, Zug- und Druckbeanspruchungen steigern.

Die Kittung (9) ist an der dem Hebelgehäuse (5) zugewandten Seite mit einer um den Isolierkörper (1) umlaufenden Kittrille versehen, durch die an dieser Stelle des Isolierkörpers (1) Lage und Betrag von senkrecht einwirkenden Kräften in günstiger Weise verändert werden.

Neben der V-förmigen Entlastungsnut (8) in dem Flansch (6) dient eine aus einer dünnen Kunststoff-Folie bestehende, durch Wicklung über der Split-Zone (10) des Isolierkörpers (1) aufgebrachte Bandage (11) dazu, die geschilderte ungünstige Kraftübertragung zu verhindern. Zum äußersten Ende des Isolierkörpers (1) hin (in Richtung des Hebelgehäuses 5) ansteigend ist die Bandage (11) als mehrschichtige Wicklung der Kunststoff-Folie ausgeführt.

Durch die mehrfache Schichtung der Kunststoff-Folie wird statt einer annähernd punktuellen Belastung eine flächenhafte Druckbeanspruchung des Isolierkörpers (1) erzielt, was eine Beschädigung des Porzellans verhindert.

In einer Nut ist zwischen dem Isolierkörper (1) und dem Hebelgehäuse (5) eine O-Ring-Dichtung (12) angeordnet. Sie soll verhindern, daß Schutzgas aus der Schaltkammer entweicht.

Die vorstehend geschilderten Maßnahmen zur sicheren Befestigung einer Metallfassung (4) auf einem spröden Isolierkörper (1) lassen sich nicht nur an der mit dem Hebelgehäuse (5) verbundenen Metallfassung (4) nutzbringend verwirklichen, sondern sie eignen sich auch für andere, für die Befestigung von Isolierkörpern (1) bestimmte Metallfassungen (4).

So ist aus der Fig. 2 entnehmbar, daß die Polsäule mehrere innen hohle Isolierkörper aus Porzellan aufweist, die mit Metallfassungen versehen sind. Die Polsäule ruht auf einer Unterkonstruktion (13), welche im Innern einen Antrieb zur Bewegung einer Antriebsstange aufweist.

Claims (8)

1. Isolierkörper aus sprödem Material mit zumindest einer Metallfassung, die einen Endbereich des Isolierkörpers umgreift und einen Flansch mit Bohrungen zur Aufnahme von Befestigungsmitteln aufweist, und mit einer Kittung zwischen dem Isolierkörper und der Metallfassung, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (6) zwischen den Bohrungen und dem Isolierkörper (1) eine in einem festen Abstand zur Oberfläche des Isolierkörpers (1) um die Mittelachse des Isolierkörpers (1) laufende Entlastungsnut (8) aufweist und daß unter der Kittung (9) direkt auf dem Isolierkörper (1) eine Bandage (11) aus dünner Kunststoff-Folie angeordnet ist.

2. Isolierkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandage (11) zum Ende des Isolators (1) hin mit steigender Dicke als Wicklung mit mehreren unmittelbar übereinanderliegenden Schichten der Kunststoff-Folie ausgeführt ist.

3. Isolierkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoff-Folie aus Polytetrafluorethylen (PTFE) besteht.

4. Isolierkörper nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallfassung (4) eine gewellte Innenfläche hat und daß die unterhalb der Kittung liegende Oberfläche des Isolierkörpers (1) eine von einer Glasurschicht überdeckte Split-Zone (10) mit unregelmäßig geformten oder runden Körnern aufweist.

5. Isolierkörper nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlastungsnut (8) einen V-förmigen Querschnitt hat.

6. Isolierkörper nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlastungsnut (8) einen rechteckigen Querschnitt hat.

7. Isolierkörper nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierkörper (1), die Metallfassung (4) und die Entlastungsnut (8) rotationssymmetrisch ausgebildet sind.

8. Isolierkörper nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierkörper (1) ein Schaltkammergehäuse eines Leistungsschalters bildet.