DE615645C - Verfahren zum Herstellen temperaturfester Isolatoren mit aufgekitteter Metallkappe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen temperaturfester Isolatoren, bei welchem ein Verstärkungsband auf die Metal lklappe aufgebracht wird.
Bei Isolatoren spielt bekanntlich die Temperaturfestigkeit eine bedeutende Rolle für die Verwendbarkeit. Durch Temperaturänderungen entstehen im Isolator Kräfte, die größer als die normalen Belastungen sind und deshalb oft zum Bruch führen. Man hat bereits vorgeschlagen, zur Verhinderung des Isolatorbruches die Armaturen, insbesondere die Metallkappe, die den Isolator ergreift, durch Aufbringen eines Verstärkerbandes widerstandsfähiger zu machen. Während man aber bisher dieses Verstärkerband bereits auf die Kappe aufzog, bevor diese selbst mit dem dielektrischen Teil verbunden wurde, wird gemäß der Erfindung das Verfahren angewendet, daß das Verstärkungsband erst nach Abbinden des zur Vereinigung der Metallkappe mit dem dielektrischen Teil verwendeten Zementkittes aufgebracht und dem dielektrischen Teil eine solche Vorspannung erteilt wird, daß die im dielektrischen Teil infolge Temperaturänderungen auftretenden auswärts gerichteten Kraftkomponenten innerhalb vorherbestimmter Grenzen ausgeglichen werden. Über die Möglichkeiten der Aufbringung des Verstärkerbandes gemäß dem Verfahren und die weiteren technischen Vorteile wird nachfolgend an Hand von Ausführungsbeispielen eingehender berichtet.

Die Vorspannung läßt sich in verschiedener Weise erzielen. So z. B. empfiehlt es sich, die Metallkappe auf den Isolator elastisch aufzubringen, und zwar derart, daß die Kappe bei den niedrigsten Temperaturen, denen der Isolator im Betriebe unterworfen wird, das Auftreten zu großer Drücke im dielektrischen *° Teil verhindert. Die Vorspannung selbst, die beim Aufbringen des Verstärkerbandes erzeugt wird, kann gegebenenfalls durch Anwendung nachgiebiger Hilfsmittel auf einen vorher bestimmten Wert begrenzt werden. Das Verstärkungsband kann unter Vorspannung auf die Metallkappe aufgewickelt werden. Vorteilhaft besteht es aus einem Hauptteil aus flachem Material und einem radial vorspringenden Flansch an dem Hauptteil.

Zur Erläuterung der Erfindung dienen die Zeichnungen, in diesen bedeuten

Fig. ι einen Schnitt durch einen Tellerisolator, bei dem das Verfahren angewendet wird,

Fig. 2, 3, 4, 5 Teilschnitte durch verschiedene Ausführungen des Verstärkerbandes,

Fig. 6 eine Ansicht in teilweisem Schnitt durch einen Glockenisolator,

Fig. 7 einen Schnitt durch einen Durchführungsisolator,

Fig. 8 und 9 Vorrichtungen, die verwendet werden können, um die Verstärkungsringe aufzubringen und abzuziehen,

Fig. 10 einen horizontalen Querschnitt durch eine Kappe, bei der ein zusätzliches Verstärkungsverfahren Verwendung findet,

Fig. 11 einen Schnitt nach Linie 24-24 der Fig. 10,

Fig. 12, 14 und 16 Darstellungen ähnlich der Fig. 10,

Fig. 13 einen Schnitt nach der Linie 26-26 der Fig. 12,

Fig. 15 einen Schnitt nach der Linie 28-28 der Fig. 14, - -

Fig. 17 einen Schnitt nach der Linie 36-36 der Fig. 16,

Fig. 18, 19 und 20 Schnitte durch verschiedene Einlegestreifen,

Fig. 21 eine Draufsicht auf Fig. 18, Fig. 22 eine Draufsicht auf Fig·. 20 und Fig. 23 eine Schnittansicht ähnlich den Figuren 11, 13, 15, 17.

Bei der Ausführung nach Fig. 1 ist auf den Kopfteil 11 des Isolators 10 eine Metallkappe 12 aufgebracht. Der Raum zwischen Kappe 12 und Kopf 11 ist mit einem Bindemittel ausgefüllt. Auf der Innenseite der Kappe befinden sich Tragrillen 16, die mit einem Futtermaterial 17 aus dünnem Metallblech o. dgl. besetzt sind, das auf den Rillen 16 gleiten kann. Das Futter kann, wie bei 18 ersichtlich, eingeschnitten oder unterbrochen sein, um im Umfang verlaufende Expansionen und Kontraktionen zu ermöglichen. Es wird unter Druck gegen die inneren Flächen der Kappe 12 eingeführt.

Ein so gestalteter Isolator vermag die im Betriebe auftretenden Lasten zu tragen. Ist der Isolator aber großen Temperaturunterschieden ausgesetzt, so treten Ausdehnungen und Schrumpfungen des Isolators und der Kappe ein, die zum Bruch des Isolators führen können. Erfindungsgemäß wird deshalb auf die Kappe, nachdem die Abbindung des Zementes zwischen Kappe und Isolator stattgefunden hat, ein Verstärkungsring 19 aufgeschoben, durch den eine den bei Temperaturänderungen auftretenden Kräften entgegenwirkende Vorspannung erzeugt wird.

Die nachträgliche Aufbringung des Verstärkerbandes ermöglicht es, das Bindemittel bei der zweckmäßigsten Temperatur abbinden zu lassen. Dadurch wiederum ist eine größere Gleichförmigkeit im Bindemittel und damit eine bessere mechanische Festigkeit zu erzielen. Die durch das Verstärkerband erzeugte Vorspannung verteilt auch die Kräfte im Isolator besser, so daß dieser der ihm zuerteilten Aufgabe oder Belastung gegenüber ein besseres Verhalten zeigt. Naturgemäß wird man die Vorspannung, die das Verstärkerband gibt, so wählen, daß sie den in Frage kommenden Temperaturdifferenzen gewachsen ist. Die Größe der Vorspannung kann in der verschiedensten Weise z. B. durch die Stärke des Verstärkungsbandes bzw. durch seinen wirksamen Querschnitt geregelt werden.

Hierdurch lassen sich auch die mechanischen Charakteristiken schon nach dem Zusammenbau weitgehend ändern, so daß derselbe Isolator für verschiedene Arbeitszwecke zugerichtet werden kann. Weiter ist es mit dem neuen Verfahren möglich, eine Kappe zu verwenden, die einen genügend dünnen Querschnitt hat, um bei niedrigen Temperaturen und der hierbei sich zeigenden Kontraktion den Bruch des Isolators zu verhindern.

Gleichzeitig hiermit kann dann ein Verstärkungsband benutzt werden, welches die notwendige Festigkeit für größere mechanische Lasten, denen die dünnwandige Kappe an sich nicht gewachsen wäre, ergibt. Durch Verwendung eines Materials, wie Invar ο. dgl., das den gleichen oder einen kleineren linearen Ausdehnungskoeffizienten als das Dielektrikum hat, kann über große Temperaturbereiche hinweg jede gewünschte Arbeitsbedingung erfüllt werden.

Im allgemeinen entstehen bei niedrigen Temperaturen größere Belastungen des Isolators, und es ist deshalb unter diesen Bedingungen zweckmäßig, eine Kappe zu haben, welche einen größeren linearen Ausdehnungskoeffizienten als das Dielektrikum hat, so daß die Zusammenziehung der Kappe bei niedrigen Temperaturen die gleichzeitig hiermit auftretende größere Belastung ausgleicht. Für die normale Temperatur unterstützt dann die Vorspannung des Verstärkungsbandes die Tragfestigkeit.

Die Verstärkungsbänder können aus einem Stück oder auch aus mehreren Stücken von gegebenenfalls verschiedener Größe hergestellt werden. In Fig. 2 besteht das Verstärkungsband aus einem mittleren Teil 25 aus Stahl oder einem Metall, dessen linearer Ausdehnungskoeffizient wesentlich größer als der der Bänder 26 oder 27 ist. Auf diese Weise werden die Kräfte, die bei den verschiedenen Temperaturen auftreten, aufgeteilt. Wie erwähnt, kann man das Verfahren auch in der Weise durchführen, daß alle resultierenden Kräfte auf die Verstärkungsbänder konzentriert werden, indem für die Kappe eine geschlitzte oder ähnlich gestaltete Form benutzt wird. Die Verwendbarkeit solcher leichten Kappenkonstruktionen hat besonders dort Bedeutung, wo es sich um Sprühschützisolatoren o. dgl. handelt. Ändern sich bei einem Isolator während des Betriebes die Arbeitsbedingungen oder auch nur die Temperaturgrenzen, so hat man durch Auswechselung der Ver- ■ Stärkungsbänder die Möglichkeit, den Isolator jeder neuen Bedingung anzupassen.

Bei der Ausführungsform der Erfindung gemäß Fig. 3 kommen andere Vorteile des Verfahrens zur Geltung.* Die Isolatorkappe besteht hier aus einem gepreßten Metallkörper 30, der am unteren Ende mit Schlitzen versehen ist. Auf dem Kopf des Isolators st ein dünner metallischer Überzug 33 vorgesehen, welcher durch ein Bindemittel 34

befestigt ist. Zwischen Kappe 30 und Überzug 33 liegen rohrförmige Kuppelelemente 35, deren Wände aus dünnem nachgiebigem Material bestehen. Sie können auch aus einem schraubenförmig gewundenen Federdraht hergestellt sein, wobei die Anzahl der Windungen von den zu übertragenden Kräften abhängt. Nach dem Zusammenbau des Isolators und nach Erhärten des Bindemittels wird das Verstärkungsband aufgezogen. Gemäß Fig. 3 besteht das Band aus zwei Einzelbändern, von denen das innere gegenüber dem äußeren Band einen relativ großen linearen Ausdehnungskoeffizienten hat. Auch hier gelten die vorstehend gegebenen Erwägungen, daß man durch richtige Wahl des Verstärkerbandes eine Entlastung der Metallarmierung, in diesem Fall der Kappe 30 des Überzuges 33 und der Kupplungsrollen 35, vornehmen und die Belastung auf das Verstärkerband legen kann. Bei der gezeigten Ausführung kann auf diese Weise auch eine gewisse axiale Beweglichkeit zwischen Kappe und Isolator aufrechterhalten werden.

Bei der Ausführung nach Fig. 4 besteht das Verstärkungsband 88 aus gezogenem Metall mit einem radial abbiegenden Flansch 89. Das Band kann dabei eine dünne Wandstärke haben, da der Flansch 89 eine zusätzliche Festigkeit schafft. Im Bedarfsfalle kann das Verstärkungsband noch durch ein Zusatzband 90 verstärkt werden. Bei der Ausführung nach Fig. 5 schließlich liegt zwischen Kappe und Verstärkungsband 119 eine zweckmäßig federnde Einlage 118.

In Fig. 6 und 7 ist die Anwendung des Erfindungsgedankens für zwei verschiedene Isolatortypen gezeigt. Fig. 6 ist ein Sprühisolator mit der Kappe 50, auf die in ähnlicher Weise, wie in der Ausführung nach Fig. 1, ein Verstärkungsband 51 aufgezogen ist. Fig. 8 zeigt einen Durchführungsisolator mit den oberen und unteren Überwürfen 55 und 56.

An der Verbindungsstelle liegen Flansche 57 und 58, die, wie bei 59 und 60 gezeigt, geschlitzt sein können. Bei der Darstellung besitzt das obere Verstärkungsband 61 ein Schraubengewinde, um es mit Hilfe eines konischen Gewindes am Flansch auf die gewünschte Vorspannung einstellen zu können. Das untere Verstärkungsband 62 besteht aus einzelnen Abschnitten, die miteinander auf verschiedene Vorspannung durch Bolzen 63 verbunden werden können. An Stelle der Verstärkungsbänder 61 und 62 können auch Drahtlagen aufgewickelt werden, wobei durch Zahl der Windungen und die Spannung beim Aufwickeln die gewünschte Vorspannung erhalten werden kann.

Uni die Verstärkungsbänder auf die fertigzusammengebauten Isolatoren aufzubringen, lassen sich verschiedene Vorrichtungen verwenden. Gemäß Fig. 8 benutzt man eine Glocke 96, die über die Isolatorkappe 97 gestülpt wird und in die der Verstärkungsring 98 eingelegt ist. Eine mit Gewinde versehene Druckstange 99 besitzt einen Kopf 100, der in die Vertiefung 101 der Kappe 97 eingreift. Durch die Mutter 102 wird die Stange 99 an der Kappe 97 befestigt. Die Glocke 96 ist mit einem Rollager 103 versehen, auf dem ein Handrad 104 auf ruht. Durch Drehen des Handrades wird infolgedessen die Glocke 96 und damit auch der Verstärkungsring 98 auf der Kappe 97 abwärts gedrückt.

Soll der Druck verringert werden, bzw. das Verstärkungsband entfernt werden, so kann man eine Vorrichtung gemäß Fig. 9 verwenden. Hier wird eine mit Handrad 110 versehene Schraube 109 durch Lagerkappe 108 auf die Isolatorkappe 97 aufgesetzt. Auf der Schraubenspindel 109 befindet sich als Mutter eine Kappe 105, die, drehbar um 107, Greifhaken 106 aufweist. Diese Greifhaken werden durch einen Spannring 112 o. dgl. zum Untergriff unter dem Verstärkungsband 98 gebracht, worauf durch Betätigung des Handrades 110 das Band von der Kappe 97 heruntergezogen wird.

Wenn ein Verstärkungsband auf eine konische Fläche, wie in Fig. 8, gedrückt wird oder wenn das Band abgeschrägt ist, können Schwierigkeiten auftreten, um genau den vorteilhaftesten Kompressionsgrad im Bande, in bezug auf die Kappe, sicherzustellen, und es kann deshalb in einzelnen Fällen wünschenswert sein, Hilfsmittel vorzusehen, die den Druck einesteils begrenzen, andernteils in gewissen Grenzen den erforderlichen Druckbetrag sicherstellen. Dies kann durch Kräuseln des Verstärkungsbandes geschehen, wie dies in Fig. 10 und ir bei 113 gezeigt ist. Wenn das Band in dieser Weise gekräuselt oder gewellt ist, werden die Kräuselungen das Bestreben haben, sich zu strecken, wenn die Kompressionskraft einen bestimmten Wert erreicht. Infolgedessen tritt eine Beschränkung der Kompression des Bandes auf die Kappe 114 ein.

Ein ähnliches Ergebnis kann mit der Ausführung nach Fig. 12 und 13 erhalten werden, bei der das Band mit voneinander getrennten Berührungsstellen 115 versehen ist, die auf der Kappe 116 aufliegen.

In Fig. 14 und 15 wird die Kompressionskraft auf die Kappe 117 beschränkt durch Einfügung eines gewellten Bleches aus Eisen oder einem anderen Material 118 zwischen Verstärkungsband 119 und der Kappe. Das zwischengelegte Blech kann einfach als Wellblech, wie in den Fig. 14 und 15 gezeigt,

ausgeführt sein oder es kann aus einem Grundstreifen 120 gemäß den Fig. 20 und 2 t bestehen, auf dem voneinander getrennte Vorsprünge 121 sich auf beiden Seiten befinden.

Die Kompressionskraft kann genau eingestellt werden, indem die Nachgiebigkeit des zwischengelegten Bandes entweder durch Vergrößerung der Materialstärke oder durch Vergrößerung der Zahl der Vorsprünge bemessen wird. Diese Möglichkeiten zeigen die Fig. 18 und 21, bei welchem die Vorsprünge an dem einen Ende des Streifens dichter als an dem andern gehalten sind. Fig. 23 zeigt den Streifen in der Stellung zwischen der Kappe 122 und dem Band 123. Wie man sieht, liegen die Vorsprünge 121 an dem einen Ende des Bandes dichter an als an dem andern Ende, um die Kompressionskraft abzustufen.

Fig. 19 zeigt eine Einlage 125 mit Spitzen 126, die auswärts gepreßt sind und so auf der entgegengesetzten Seite Vertiefungen 127 bilden.

Die Einlage kann auch gemäß den Fig. 20 und 22 hergestellt werden. Hier ist ein dünnes Metallblech einem Druckprozeß unterworfen, der abwechselnd Erhöhungen und Vertiefungen erzeugt, wie es die Schnittzeichnung der Fig. 20 .veranschaulicht.

Ähnliche Wirkungen, wie sie die Anordnung nach Fig. 11 zeigt, kissen sich auch mit einer Ausführung gemäß Fig. 16 und 17 verwirklichen. Hier tritt an Stelle eines gekräuselten Verstärkungsbandes 125 die äußere Oberfläche 127 der Kappe 126. Wenn das Band 125 aufgezogen wird, werden die Kompressionskräfte dadurch begrenzt, daß der Teil des Bandes zwischen den Hohlräumen 127 gestreckt wird, wenn die Kräfte einen bestimmten Betrag überschreiten.

Claims (5)

1. Patentansprüche: i. Verfahren zum Herstellen temperaturfester Isolatoren, bei welchem ein Verstärkungsband auf -die Metallkappe aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstärkungsband erst nach dem Abbinden des zur Vereinigung der Metallkappe mit dem dielektrischen Teil verwendeten Zementkittes aufgebracht wird und dem dielektrischen Teil eine solche Vorspannung erteilt, daß die im dielektrischen Teil infolge Temperaturänderungen auftretenden auswärts gerichteten Kraftkomponenten innerhalb vorherbestimmter Grenzen ausgeglichen werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallkappe des Isolators derart elastisch aufgebracht wird, daß sie bei der niedrigsten Temperatur, welcher der Isolator im Betriebe unterworfen wird, das Auftreten zu großer Drücke im dielektrischen Teil verhindert.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannungen, welche beim Aufbringen des Verstärkungsbandes in den Beschlagen erzeugt werden, gegebenenfalls durch Anwendung nachgiebiger Hilfsmittel auf einen vorher bestimmten Wert begrenzt werden.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstärkungsband unter Vorspannung auf die Metallkappe aufgewickelt wird.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstärkungsband aus einem Hauptteil aus flachem Material (88) und einem radial vorspringenden Flansch (89) Hauptteil besteht.

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   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen