DE975979C - Auf Zug und Druck beanspruchter stabfoermiger Antriebsisolator fuer elektrische Schalter - Google Patents

Description

AUSGEGEBENAM 3. JANUAR 1963

C 977SVIIId/21 c

für elektrische Schalter

In der Hochspannungstechnik werden als Isolatoren in überwiegendem Maße Teile aus keramischen Werkstoffen verwendet, die neben hervorragenden elektrischen Eigenschaften, die sie besonders in feuchter Atmosphäre den meisten Kunststoffen als bedeutend überlegen erscheinen lassen, auch noch den Vorzug großer Preiswürdigkeit besitzen. Beim Entwurf eines keramischen Isolators ist nicht nur die Aufgabe der Formgebung für den eigentlichen Isolierkörper zu lösen; ein ebenso wichtiges und schwieriges Problem ist die Gestaltung der in der Regel metallischen Armaturen oder Beschläge, mit deren Hilfe der Isolator mit den übrigen Bestandteilen der Konstruktion verbunden wird.

Bei keramischen Isolatoren unterscheidet man Außen- und Innenarmierung. Bei der Außenarmierung umfassen die als Kappen bezeichneten Armaturen die entsprechend geformten und mit rauher Oberfläche versehenen Endstücke des Isolators; die Verbindung erfolgt durch ein allgemein als »Kitt« bezeichnetes Bindemittel. Diese Art der Armierung ist herstellungstechnisch einfach und vermeidet zusätzliche Beanspruchungen des Isolierkörpers durch die Armatur. Ihr Nachteil ist, daß die Gesamtbaulänge des Isolators durch die Kappen beträchtlich vergrößert wird. Bei der Innenarmierung werden die Armaturen ganz oder teilweise in das Innere des Isolators in entsprechend geformte Aushöhlungen hineinverlegt und dort entweder

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ebenfalls durch Bindemittel, wie härtbare Kunstharze, z. B. Niederdruck-Gießharz, oder »kittlos« durch sinnvoll erdachte Vorrichtungen festgehalten. Auf diese Weise wird durch die Armierung die Gesamtlänge des Isolators nicht oder nur geringfügig vergrößert.

Auf der anderen Seite führt jede Ausdehnung der Armatur, die als unvermeidliche Folge von Temperaturschwankungen auftritt, zum Auftreten ίο einer Zugspannung im Keramikkörper, die ihrerseits bei ungeeigneter Bemessung leicht ein Zerspringen des Isolators zur Folge haben kann.

Die Überwindung der bei Innenarmierung entstehenden Schwierigkeiten gelingt verhältnismäßig leicht bei Isolatoren mit reichlichem Volumen, wie z. B. Stützisolatoren. Dagegen sind schlanke Stäbe, wie sie als Antriebsisolatoren für die bewegten Teile von Schaltern, beispielweise Trennern, verwendet werden, für diese Art der Armierung von vornherein schlecht geeignet. Auf der anderen Seite wirken sich gerade bei diesen die bei Außenarmierung erforderlichen Kappen sehr nachteilig aus, und es ist nachgewiesen worden, daß der Raumbedarf eines Trenners wesentlich verringert werden kann, wenn auf die Außenarmierung der Antriebsisolatoren verzichtet wird.

Die Erfindung betrifft einen auf Zug und Druck beanspruchten stabförmigen Antriebsisolator für elektrische Schalter mit an den Enden im Innern des einstückigen keramischen Isolierkörpers eingekitteten metallischen Armaturen, bei dem erfindungsgemäß an beiden Isolierkörperenden in durchgehenden, schmalen Querschlitzen genügender Tiefe als Armatur ein Metallflachband, dessen Breite geringer ist als die Breite oder der Durchmesser der Endstücke des Isolierkörpers, eingeschoben und mittels eines Bindemittels darin befestigt ist, und bei dem die an den seitlichen Flächen des Isolierkörpers verbleibenden Restspalte mit einer Isoliermasse ausgefüllt sind. Die Kraftübertragung von der Armatur auf den Isolierkörper erfolgt durch das Bindemittel (Kitt), das in diesem Falle auf Scherung beansprucht wird.

Die Vorteile dieser Armaturbefestigung sind einmal darin zu sehen, daß in vielen Fällen, vor allem wenn der Isolierstab nicht gedreht, sondern gepreßt oder gegossen wird, ein durchgehender Schlitz leichter angebracht werden kann als eine rotationssymmetrische Vertiefung. Entscheidend ist jedoch, daß als Armatur in diesen Schlitz eingebettet ein Metallflachband verwendet wird. Treten bei diesem Maßänderungen infolge von Temperaturschwankungen auf, so wirken sich Änderungen der Dicke als sprengende oder treibende Kraft auf den umgebenden keramischen Werkstoff aus. Die Dicke kann aber sehr gering gehalten werden, und entsprechend sind ihre Änderungen, absolut genommen, verschwindend klein. Andererseits vermag das gabelförmig gestaltete Endstück des Isolierkörpers den Temperaturschwankungen der Armatur ohnedies verhältnismäßig gut nachzugeben. Im Endergebnis führt dies dazu, daß bei geeigneter Bemessung das Auftreten unzulässig hoher Spannungen, die zum Brechen des Isolators führen könnten, leicht vermieden werden kann.

Selbstverständlich muß wie bei allen auf Kittbasis ausgeführten Innenarmierungen sorgfältig darauf geachtet werden, daß das Bindemittel keine treibende oder sprengende Wirkung auf den Isolierkörper ausübt. Es ist indessen möglich, den ηο thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Kittes annähernd gleich dem des keramischen Werkstoffes zu machen. Von besonderem Vorteil ist die Verwendung eines Bindemittels, das neben einer ausreichenden Haftfestigkeit an den zu verbindenden Teilen auch gute Isolationseigenschaften aufweist, so daß auf die Verwendung einer besonderen Isoliermasse zum Ausfüllen der seitlichen Restspalte verzichtet werden kann. Als besonders geeignet zu diesem Zweck haben sich die sogenannten Niederdruck-Gießharze, vorzugsweise mit Zusätzen von mineralischen Füllstoffen, erwiesen.

Beim, fertigarmierten Isolator ragen die die Armaturen darstellenden Flachmetallbänder nur an den Stirnseiten aus dem Isolierkörper heraus, so daß dessen gesamte Länge mit der Isolationslänge identisch ist. Weitere Einzelheiten des Gegenstandes der Erfindung sind dem in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel zu entnehmen. Hierbei zeigt Abb. ι eine Seitenansicht,

Abb. 2 eine Vorderansicht, teilweise im Schnitt. Der aus keramischem Werkstoff bestehende Isolierkörper ι beliebiger Form und Größe ist an seinen beiden Enden mit durchgehenden Querschlitzen 2 versehen. In diese relativ schmalen Querschlitze 2 sind Anschlußstücke aus Metallflachband 3 eingesetzt und ragen über die Stirnflächen des Isolierkörpers 1 hinaus. Außerhalb des Isolierkörpers 1 sind die Anschlußstücke 3 je nach Bedarf ausgeführt.

Die Breite der Anschlußstücke 3 ist nun geringer als die Breite oder der Durchmesser des Isolierkörpers ι an der Stelle der Querschlitze 2. Dadurch bleiben Restspalte 4 zwischen den Stirnflächen der i°5 Anschlußstücke 3 und den äußeren Kanten der Querschlitze 2 frei. Die Befestigung der Anschlußstücke 3 in den Querschlitzen 2 erfolgt am zweckmäßigsten durch Kitten oder Vergießen mit einer Isoliermasse, die aus einem beliebigen geeigneten Kunstharz, z. B. einem Niederdruck-Gießharz, bestehen kann. Derselbe Werkstoff, wie er zum Befestigen oder Einkitten verwendet wird, wird zweckmäßigerweise auch zum Ausfüllen oder Vergießen des Restspaltes 4 verwendet, so daß, wie aus dem unteren Teil der Abb. 2 ersichtlich ist, die Anschlußstücke 3 vollkommen in den. Isolierkörper ι eingebettet sind.

Um die Haftfähigkeit zwischen den Anschlußstücken 3 und dem Isolierkörper 1 zu erhöhen, kann es zweckmäßig sein, die Querschlitze 2 im Innern des Isolierkörpers 1 mit Vertiefungen oder Erhöhungen 5 od. dgl. zu versehen. In gleicher Weise erhalten zu diesem Zweck die Anschlußstücke 3 entsprechend gestaltete Verstärkungen oder Verdickungen oder Einsenkungen 6. Ein Her-

ausziehen der Anschlußstücke 3 aus den Querschlitzen 2 ist in diesem Falle ohne Zerstörung des Isolierkörpers 1 nicht möglich.

An Stelle der vorgenannten Verdickungen, oder Einsenkungen oder noch zusätzlich können auch die Oberflächen der Querschlitze 2 im Innern des Isolierkörpers 1 mit Vertiefungen oder Erhöhungen anderer Art versehen sein. So z. B. kann eine rauhe oder grobkörnige Oberfläche aus Porzellansplitt oder Ouarzsand durch Einbrennen mit der Glasur hergestellt werden.

Ein besonderer Vorzug des Gegenstandes der Erfindung besteht darin, daß die Isolationsfähigkeit über die ganze Länge des Isolierkörpers durch das Anbringen von Armaturen nicht herabgesetzt wird. Ferner ist die erfindungsgemäße Ausführung bei Verwendung eines geeigneten Bindemittels zur Übertragung von Zug- und Druckkräften, auch bei schlagartiger Beanspruchung, sehr gut geeignet, da eine verhältnismäßig große Oberfläche für die Kraftübertragung zwischen Armatur und Isolierkörper zur Verfügung steht.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   i. Auf Zug und Druck beanspruchter stabförmiger Antriebsisolator für elektrische Schalter mit an den Enden im Inneren des einstückigen keramischen Isolierkörpers eingekitteten metallischen Armaturen, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Isolierkörperenden in durchgehenden, schmalen Querschlitzen (2) genügender Tiefe als Armatur ein Metallflachband (3), dessen Breite geringer ist als die Breite oder der Durchmesser der Endstücke des Isolierkörpers (1), eingeschoben und mittels eines Bindemittels darin befestigt ist und daß die an den seitlichen Flächen des Isolierkörpers verbleibenden Restspalte (4) mit einer Isoliermasse ausgefüllt sind.
2. 2. Isolator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Bindemittel und Isoliermasse der gleiche Werkstoff, z. B. Kunstharz, vorzugsweise ein Niederdruck-Gießharz, verwendet wird.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   USA.-Patentschriften Nr. 2 228 196, 2 055 650,

   ι 113 399;

   schweizerische Patentschriften Nr. 278 740,
   151, 251647, 262479, 262480;

   deutsche Patentschriften Nr. 437051, 746525, 380145, 708295;

   »Bulletin Oerlikon«, Nr. 294 (Oktober 1952), S. 41, Abb. 4;

   »Aluminium«, 1952, Heft 1/2, S. 18;

   »Kunststoffe«, 1951, Heft 12, S. 457 bis 462.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   © 609 619/301 9.56 (209 744/5 12.62)