DE9317547U1

DE9317547U1 - Isolator

Info

Publication number: DE9317547U1
Application number: DE9317547U
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1992-12-02
Filing date: 1993-11-16
Publication date: 1994-04-07
Anticipated expiration: 2003-11-17

Description

GR 92 G 3681 DE

Siemens Aktiengesellschaft

Isolator
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Die Erfindung betrifft einen Isolator gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Isolatoren, die aus dem Aufsatz "100 Jahre Freileitungsisolatoren - Entwicklung im Kombinat VEB Keramische Werke Hermsdorf"("ELEKTRIE", Berlin 44 (1990) 1, Seiten 46 bis 51) bekannt sind, werden zur isolierten Aufhängung von Fahrdrähten verwendet. Der Isolator weist einen kreiszylinderförmigen Schaft auf, an dessen Außenseite ringförmige Rippen angeformt sind, die zusammen mit dem Schaft jeweils einen Schirm bilden. Der zwischen jeweils benachbarten Rippen (Schirmen) entstehende Strunk ist also an allen Stellen gleich.

Bei dem bekannten Isolator weisen die beiden axial außenliegenden Rippen einen größeren Durchmesser auf als die axial weiter innen angeordneten Rippen. Durch die beiden, von den axial außenliegenden Rippen gebildeten größeren Schirme erhält man einen verlängerten Kriechweg. Bei senkrechtem Einbau des Isolators dient der größere Schirm für die darunterliegenden Schirme als Regenabrißkante. Die axial zwischen den beiden außenliegenden Rippen angeordneten Rippen weisen untereinander gleiche Durchmesser auf.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, einen Isolator der eingangs genannten Art zu schaffen, der bei gleichem Platzbedarf eine höhere mechanische und eine gegenüber den bekannten Isolatoren nochmals verbesserte elektrische Festigkeit aufweist.

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Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt durch die im

Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 8 beschrieben.
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Der erfindungsgemäße Isolator weist bei geringstem Materialeinsatz eine hohe Umbruchkraft auf. Der Durchmesser des Schaftes verläuft hierbei entlang seiner Längsachse auf einer Kegelmantellinie, wobei der Schaft in seiner axialen Mitte den kleinsten Durchmesser aufweist. Dieser kleinste Durchmesser kann z.B. dem bisherigen Schaftdurchmesser entsprechen. Bei dem Isolator nach Anspruch 1 ergibt sich durch die spezielle Form seines Schaftes außerdem ein nochmals verlängerter Kriechweg, wodurch die Spannungsfestigkeit nochmals verbessert wird.

Bei einem Isolator nach Anspruch 7 schließt die eingegossene Gewindebuchse mit der planen Stirnfläche ab, so daß zusammen mit der verstärkten Außenform im Bereich der Gewindebuchse eine gute Krafteinleitung und eine günstige Kraftverteilung im Isolator gewährleistet ist.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung und in Verbindung mit den Ansprüchen 2 bis 8. Es zeigen:

FIG 1 eine erste Aus führungs form des erf indungsgemäßen

Isolators im teilweisen Längsschnitt,

FIG 2 eine zweite Aus führungs form des erfindungsgemäßen Isolators im teilweisen Längsschnitt.

In den FIG 1 und 2 ist mit 1 ein Isolator bezeichnet, bei dem an der Außenseite seines Schaftes 2 mehrere ringförmige Rippen

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3 bis 5 angeordnet sind. Die Rippen 3 bis 5 bilden zusammen mit dem Schaft 2 sogenannte Schirme.

Die beiden axial außenliegenden Rippen 3 und 5 weisen einen größeren Durchmesser auf als die axial weiter innen angeordneten Rippen 4. Dadurch sind die von den axial innenliegenden Rippen 4 und dem Schaft 2 gebildeten Schirme besser gegen eine zufällige Beschädigung während des Transports und beim Einbau geschützt. Beim Abrollen des Isolators 1 um seine Längsachse liegt somit nur die erste und letzte Rippe 3 und 5 auf, so daß keine Berührung bzw. mechanische Beschädigung der kleineren, axial weiter innenliegenden Rippen 4 auftreten kann. Trotz der erhöhten mechanischen Stabilität benötigt der Isolator keine größere Einbauhöhe. Gleichzeitig erhält man durch die beiden axial außenliegenden Rippen 3 und 5 einen verlängerten Kriechweg, wodurch die elektrische Festigkeit verbessert wird. Bei senkrechtem Einbau des Isolators 1 dient die größere Rippe 3 für die darunterliegenden Rippen 4 als Regenabrißkante, so daß dadurch die elektrische Spannungsfestigkeit nochmals erhöht wird. Selbst ein auf die obere Stirnfläche 6 des senkrecht eingebauten Isolators 1 auftreffender Wasserschwall läuft über den von der größeren Rippe 3 gebildeten oberen Schirm ab. Dadurch sind zumindest im oberen Bereich des Isolators 1 die Rippen 4 vor einer Benetzung durch Wasser geschützt. Dadurch, daß der Schaft 2 des Isolators 1 an seiner Außenfläche auch bei ungünstigen Witterungsbedingungen nicht vollständig benetzt ist, wird ein Auftreten von Kriechströmen zuverlässig unterbunden.

Bei den Isolatoren gemäß FIG 1 und 2 weist der Schaft 2 die Form eines einschaligen Rotationshyperboloids auf, d.h. der Durchmesser des Schaftes 2 verläuft entlang seiner Längsachse auf einer Kegelmantellinie, wobei der Schaft 2 in seiner axialen Mitte den kleinsten Durchmesser d3 aufweist. Mit d2 ist

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in den FIG 1 und 2 der Außendurchmesser der axial innenliegenden Rippen 4 bezeichnet. In FIG 1 ist hierbei die Kegelmantellinie am Schirmdurchmesser dl angesetzt, wohingegen in FIG 2 die Kegelmantellinie am Schirmdurchmesser d2 angesetzt ist.

Da die Isolatoren nach ihrem Einbau einer Biegebeanspruchung ausgesetzt sind, muß der kleinste Durchmesser d3 darauf entsprechend abgestimmt sein.
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Die auftretende Biegespannung OBy₀₁-J₁ ist hierbei als Quotient aus dem Biegemoment M und dem Widerstandsmoment W definiert.

°Bvorh - &psgr;

Um beim Auftreten einer Biegekraft FB ein vorzeitiges Versagen des Isolators 1 an der Stelle des kleinsten Durchmessers d3 zu vermeiden, ist somit folgendes Widerstandsmoment erforderlich:

°Bvorh

Das Widerstandsmoment ist an der Mitte des Isolators 1, an der Stelle mit dem geringsten Durchmesser d3 zu berechnen. Als Widerstandsmoment ist hierbei das Widerstandsmoment für einen kreisförmigen Körper angenommen. Bei den in den FIG 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispielen entspricht der zu dem geringsten Schaftdurchmesser d3 gehörende Hebelarm 1' der halben Isolatorlänge 11/2. Der kleinste Durchmesser d3 ergibt sich somit zu

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Der durch vorstehende Gleichung bestimmte kleinste Durchmesser d3 ermöglicht bei geringstmöglichem Materialbedarf eine verbesserte elektrische Festigkeit des Isolators 1.

Bei dem in FIG 1 und 2 gezeigten Isolator weist der Schaft 2 an seinen beiden Enden plane Stirnflächen 6 und 7 auf. An beiden Enden des Schaftes 2 ist jeweils eine Armatur 8 bzw. 9 (Anschlußbuchsen) eingegossen, die möglichst bündig mit der Stirnfläche 6 bzw.7 abschließen sollte. Ein möglicher Oberstand der Armaturen 8 und 9 sollte auf max. 0,2 mm begrenzt sein, da sich sonst das krafteinleitende Moment in bezug auf die Armaturen 8 und 9 zu stark erhöht. Eine versenkte Anordnung der Armaturen 8 und 9 ist ebenfalls unerwünscht, da diese bei der Montage des Isolators 1 dann wie Abziehvorrichtungen wirken.

Zusammen mit der verstärkten Außenform der Schaftes 2 im Bereich der Armaturen 8 und 9 ist eine gute Krafteinleitung und eine günstige Kraftverteilung im Isolator 1 gewährleistet.

Die verstärkte Außenform des Schaftes 2 im Bereich der Armatur 8 bzw. 9 wird in dem Ausführungsbeispiel gemäß FIG 1 dadurch erreicht, daß das radial äußere Ende der axial außenliegenden Rippe 3, gemessen von der Stirnseite 6 bzw.7 einen Abstand von 7/9 der Armaturenlänge 12 aufweist. Bei der Ausführungsform gemäß FIG 2 hingegen weist das radial äußere Ende der ersten axial innenliegenden Rippe 4 einen Abstand von der Stirnfläche 6 bzw.7 von 7/9 der Armaturenlänge 12 auf. In jedem Fall sollte sich in einem Abstand von 7/9 der Armaturenlänge 12 zur Stirnfläche 6 bzw.7 das radial äußere Ende einer Rippe (Schirmmitte) befinden. Darüber hinaus ist die Form des Schaftes 2 so gewählt, daß eine gedachte, innerhalb des Isolators 1 liegende Kugel mit einem Radius r2 « 1,4 d4 um einen Punkt M die Oberfläche des Schaftes 2, mit Ausnahme der Stirnflächen 6 und 7, nicht durchbricht. Der Punkt M liegt

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hierbei im Abstand von 7/9 der Armaturenlänge 12 von der Stirnfläche 6 bzw.7 entfernt in der Längsachse des Isolators 2. Die Krafteinleitung über die Armaturen 8 und 9 auf den Schaft 2 des Isolators 1 wird nochmals verbessert, wenn die zur Schaftmitte zeigenden Enden der Armaturen 8 und 9 jeweils eine Kugelform mit einem Kugelradius von &Kugel ^&bgr; 1»^ ^4 aufweisen. Mit d4 ist hierbei der Außendurchmesser der Armatur 8 bzw. 9 bezeichnet. Die Kugelform sollte hierbei mit einem Radius rl « d4 in den Außendurchmesser d4 der Armatur 8 und 9 übergehen.

Claims

GR 92 G 3681 DE Schut zansprüche

1. Isolator (1), bei dem an der Außenseite seines Schaftes (2) mehrere ringförmige Rippen (3-5) angeformt sind, wobei die beiden axial außenliegenden Rippen (3,5) einen größeren Durchmesser aufweisen als die axial weiter innen angeordneten Rippen (4),

dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (2) die Form eines einschaligen Rotationshyperboloids aufweist, wobei der Durchmesser des Schaftes (2) entlang seiner Längsachse auf einer Kegelmantellinie verläuft.

2. Isolator (1) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (3-5) an ihren radial äußeren Enden gerundet sind.

3. Isolator (1) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (3-5) an ihrem schaft seit igen Ende einen gerundeten Obergang zum Schaft (2) aufweisen.

4. Isolator (1) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (3-5) an ihrem schaftseitigen Ende gegenüber dem radial äußeren Ende verbreitert sind.

5. Isolator (1) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (2) an seinen beiden Enden plane Stirnflächen (6,7) aufweist.

6. Isolator (1) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß als Werkstoff Gießharz, insbes. cycloaliphatisches Gießharz, vorgesehen ist.

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7. Isolator (1) nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Enden des Schaftes (2) jeweils eine metallische, bündig mit den planen Stirnflächen (7) abschließende Armatur (8 bzw.9) eingegossen ist.

8. Isolator (1) nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß, gemessen von den Stirnflächen (6,7), in einem Abstand von 7/9 der Armaturenlänge (12) jeweils das radial äußere Ende einer Rippe (3,4,5) angeordnet ist.