EP0899764A2 - Insulating structure - Google Patents

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EP0899764A2
EP0899764A2 EP98810829A EP98810829A EP0899764A2 EP 0899764 A2 EP0899764 A2 EP 0899764A2 EP 98810829 A EP98810829 A EP 98810829A EP 98810829 A EP98810829 A EP 98810829A EP 0899764 A2 EP0899764 A2 EP 0899764A2
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EP
European Patent Office
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insulating tube
component
component according
insulating
holder
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP98810829A
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German (de)
French (fr)
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EP0899764A3 (en
Inventor
Daniel Schulz
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ABB Schweiz AG
Original Assignee
Micafil AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Micafil AG filed Critical Micafil AG
Publication of EP0899764A2 publication Critical patent/EP0899764A2/en
Publication of EP0899764A3 publication Critical patent/EP0899764A3/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02—Details
    • H01H33/42—Driving mechanisms
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02—Details
    • H01H33/42—Driving mechanisms
    • H01H2033/426—Details concerning the connection of the isolating driving rod to a metallic part

Definitions

  • the invention is based on a component according to the preamble of claim 1.
  • electrically insulating Components used for example for the transmission of mechanical forces between on different electrical Potential modules. These components are if they are subjected to high mechanical loads, made of fiber-reinforced Made of plastics. Usually as Plastics used epoxy resins, and for reinforcement For example, glass fibers, polyester fibers and the like used. In the manufacture of the components According to one of the known methods, the fibers are corresponding plastics at overpressure or at Normal pressure or impregnated under vacuum, and then after appropriate shape then cured. The so Blanks are mechanically finished and, if this does not take place at the same time as the shape is provided at both ends with fittings for the Introduction of mechanical forces into the insulating body of the component are provided.
  • the invention as defined in claim 1 the task is based, one for the transfer of suitable electrically insulating mechanical forces Specify component, which is particularly low-mass, inexpensive and is mechanically high strength.
  • LCP Liquid Crystal Polymers
  • Such components can be used in switch technology use advantageously.
  • electrical engineering or Transformer construction can be used.
  • LCP is a thermoplastic polyester material, which is in the Temperature range, as it prevails in circuit breakers, can be used advantageously. With the material LCP they are Molecules arranged in a targeted manner. If at the Production of components is taken care that the LCP molecules towards the main ones mechanical stress, so a significantly greater mechanical strength than that of LCP manufactured components achieved, with the same dimensions as conventional, for example from a reinforced Components made of polyester composite.
  • the LCP material can be processed together with conventional mineral fillers such as quartz powder, aluminum oxide Al 2 O 3 , wollastonite, glass spheres, short glass fibers, synthetic mineral fibers etc. without impairing this molecular alignment too much. Fibers with a length of 10 ⁇ m to 1000 ⁇ m and a slenderness range from 1: 5 to 1:50 are particularly suitable as fillers.
  • conventional mineral fillers such as quartz powder, aluminum oxide Al 2 O 3 , wollastonite, glass spheres, short glass fibers, synthetic mineral fibers etc.
  • Wollastonite short fibers used as a filler.
  • the fiber length of these wollastonite short fibers is above specified range. There will be about 15 to 45 percent by volume Wollastonite short fibers added.
  • This component 1 shows a schematically illustrated partial section through a first embodiment of a component 1 according to the invention.
  • This component 1 is designed as an electrically insulating pull rod which, for example, mechanically actuates an arcing chamber of a circuit breaker which is at high voltage potential.
  • This component 1 has an insulating tube 2, which is produced from a liquid-crystalline polymer, referred to as LCP, by means of a known extrusion process using a rigid or a rotating extrusion head.
  • the cylindrical insulating tube 2 has an outer diameter D 1 and an inner diameter D 2 , its length is determined by the potential to be bridged by means of the component 1.
  • the insulating tube 2 extends along a central axis 3.
  • This Bracket 4 has one inserted into the insulating tube 2 metallic sleeve 5, which with at least one axially extending slot 6 is provided.
  • the sleeve 5 has a conical central Hole 7 on the opposite end of the insulating tube 2 to open.
  • a metallic expansion piece 8 embedded, which a appropriately trained to match the conical bore 7 Surface.
  • the opposite end of the insulating tube 2 facing end of the expansion piece 8 designed dielectric favorable.
  • a threaded bolt 9 is formed on the expansion piece 8 and extends through the bottom of the sleeve 5 and through a metallic support sleeve 10. That side of the support sleeve 10 which faces the opposite end of the insulating tube 2 is designed to be dielectrically favorable.
  • the support sleeve 10 comprises the end of the insulating tube 2 on the outside, the insulating tube 2 and the sleeve 5 lying flush on the bottom of the support sleeve 10.
  • the expansion piece 8 widens the sleeve 5 in the slotted area, which then presses the insulating tube 2 against the inner wall of the support sleeve 10, so that this end of the insulating tube 2 is clamped.
  • the protruding end of the threaded bolt 9 can be used for connecting the component 1 to other assemblies.
  • Fig. 2 shows a partial section through a second Embodiment of a component according to the invention 1.
  • This embodiment is in the heated insulating tube 2nd a metallic inner fitting 12 is pressed.
  • the Inner fitting 12 is on the opposite one End of the insulating tube 2 facing side dielectric trained cheap. That of the inner surface of the insulating tube 2 facing surface of the inner fitting 12 is with circumferential grooves 13 provided the sawtooth-like tips or have rounded flanks that cool down when cooling of the LCP material into the inner surface of the insulating tube Dig in 2, which makes it good against slipping secure connection is established.
  • the inner fitting 12 has a collar 14, which acts as a stop for the end of Insulating tube 2 is used.
  • the inner fitting 12 is with a centrally arranged threaded bore 15 provided for the Connection of component 1 with other modules can be used.
  • connection secured against slipping is further improved by means of a heat-shrunk outer sleeve 16.
  • the outer sleeve 16 has a bottom with a central opening. The outer sleeve 16 is pushed onto the insulating tube 2 connected to the inner fitting 12 until the bottom touches the collar 14.
  • the outer sleeve 16 is made of metal, its inner bore 17 has an undersize of about 0.2 mm, so that when the outer sleeve 16 is shrunk warm onto the insulating tube 2, a press fit is produced, as a result of which the insulating tube 2 is additionally pressed against the inner fitting 12. In this way, a particularly firm and permanent connection between the holder 4 consisting of the inner fitting 12 and the outer sleeve 16 and the insulating tube 2 is achieved. This connection point is approximately twice as long as the outer diameter D 1 of the insulating tube 2.
  • FIG. 3 shows a partial section through a third Embodiment of a component according to the invention 1.
  • This embodiment is in the heated insulating tube 2nd insert a metallic inner fitting 18.
  • the Inner fitting 18 is on the opposite one End of the insulating tube 2 facing side dielectric trained cheap. That of the inner surface of the insulating tube 2 facing surface of the inner fitting 18 is the largest Part cylindrical, this cylindrical part in the direction of the respective insulating tube end a crowned area 19.
  • This area 19 is with a radius of about 1000 mm without edge to the integrally formed part.
  • a collar 20 acts as a stop for the end of the insulating tube 2 pushed onto the inner fitting 18 serves.
  • the inner fitting 18 is central arranged threaded bore 15 provided for the Connection of component 1 with other modules can be used.
  • the connection between the inner fitting 18 and the insulating tube 2 is made by means of a heat-shrunk outer sleeve 21.
  • the end of the outer sleeve 21 facing the opposite end of the insulating tube 2 is designed to be dielectrically favorable.
  • This outer sleeve 21 is made of metal, its inner bore 22 is adapted to the outer shape of the inner fitting 18, it has an undersize of about 0.2 mm, so that when the outer sleeve 21 is shrunk warm onto the insulating tube 2, a press fit is created, as a result of which the insulating tube 2 is pressed against the inner fitting 18.
  • the end of the insulating tube 2 is pressed into the recess 23 in the spherical region 19 on the outside of the inner fitting 18.
  • the insulating tube 2 is compressed in such a way that the wall thickness increases slightly there, as a result of which the insulating tube 2 is secured against axial slipping.
  • This connection point is approximately twice as long as the outer diameter D 1 of the insulating tube 2.
  • FIG. 4 shows a schematically illustrated partial section through a fourth embodiment of a component 1 according to the invention.
  • a metallic inner fitting 24 is inserted into the heated insulating tube 2.
  • the inner fitting 24 is designed to be dielectrically favorable on the side facing the respectively opposite end of the insulating tube 2.
  • the surface of the inner fitting 24 facing the inner surface of the insulating tube 2 is cylindrical at both ends. Between the two cylindrical areas there is an indentation 25 which is approximately 3 mm deep, which has a radius of approximately 100 mm and which merges into the cylindrical areas mentioned in a well rounded manner.
  • a collar 26 adjoins the cylindrical area at the end, which serves as a stop for the end of the insulating tube 2 pushed onto the inner fitting 24.
  • the inner fitting 18 is provided with a centrally arranged threaded bore 15 which can be used for the connection of the component 1 with further assemblies.
  • the connection between the inner fitting 24 and the insulating tube 2 is made by means of an initially cylindrical-shaped metallic pressing sleeve 27, which is pushed warm onto the respective end of the insulating tube 2 and is then pressed together in the direction of the central axis 3 by means of a corresponding pressing tool.
  • the compression sleeve 27 thereby presses the insulating tube 2 into the recess 25 in a form-fitting manner, so that the insulating tube 2 is optimally secured against axial slipping.
  • the end of the compression sleeve 27 facing the opposite end of the insulating tube 2 is designed to be dielectrically favorable. In this way, a particularly strong and permanent connection between the holder 4 consisting of the inner fitting 24 and the compression sleeve 27 and the insulating tube 2 is achieved. This connection point is approximately twice as long as the outer diameter D 1 of the
  • the material for the described exemplary embodiments Vectra A 540 used, which with a Extrusion process, which uses a rotating extrusion head used, processed.
  • the name Vectra is a registered trademark of Hoechst Aktiengesellschaft, D-65926 Frankfurt am Main. In this The material contains 40% short fiber wollastonite. Is done before connecting to the bracket 4 Heating, the insulating tube 2 is each at 250 ° C. warmed up.
  • the metal parts of the respective bracket 4 to manufacture an aluminum alloy, since the mass of the Component 1 can advantageously be kept small.
  • the high-strength LCP material also enables an advantageous reduction in mass of the components 1.
  • this reduction is the masses to be moved is advantageous because both the drive and also the necessary damping elements for damping the Drive movements when entering a final position can be made smaller and therefore cheaper.

Abstract

The insulating component (1) has an electrically insulating body, at least partially made of a liquid crystal polymer material, provided with a holder (4) at each of its ends, which is secured to the insulating body via force and interlocking connections. The holder has a serrated metal shaft (12) penetrating the end of the insulating hollow cylindrical tie rod (2) providing the insulating component, which is enclosed by an outer sleeve (16), the shaft serrations clamped against the inside of the hollow cylindrical the rod by screwing a clamping screw into a central threaded bore (15).

Description

TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA

Bei der Erfindung wird ausgegangen von einem Bauelement gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention is based on a component according to the preamble of claim 1.

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

In der Schaltertechnik werden elektrisch isolierende Bauelemente beispielsweise benutzt für die Übertragung von mechanischen Kräften zwischen auf verschiedenen elektrischen Potentialen liegenden Baugruppen. Diese Bauelemente werden, wenn sie mechanisch hoch belastet sind, aus faserverstärkten Kunststoffen hergestellt. Üblicherweise werden als Kunststoffe Epoxidharze eingesetzt, und für die Verstärkung werden beispielsweise Glasfasern, Polyesterfasern und dergleichen verwendet. Bei der Herstellung der Bauelemente nach einem der bekannten Verfahren werden die Fasern mit den entsprechenden Kunststoffen bei Überdruck oder bei Normaldruck oder bei Unterdruck imprägniert, und dann nach entsprechender Formgebung anschliessend ausgehärtet. Die so entstandenen Rohlinge werden mechanisch fertig bearbeitet und, falls dies nicht zugleich mit der Formgebung erfolgt ist, an beiden Enden mit Armaturen versehen, die für die Einleitung der mechanischen Kräfte in den Isolierstoffkörper des Bauelements vorgesehen sind. Diese bekannten Fertigungsverfahren liefern Bauelemente, die allen betrieblichen Anforderungen gerecht werden, die jedoch vergleichsweise teuer und aufwendig in der Herstellung sind. Bei der Verwendung vergleichsweise langfädiger Verstärkungsfasern muss der Ausbildung des Übergangsbereichs zwischen der Faser und der sie umgebenden Kunststoffmatrix besondere Aufmerksamkeit gewidmet werden, da sonst die dielektrische Festigkeit des Bauelements nicht gewährleistet ist.In switch technology, electrically insulating Components used for example for the transmission of mechanical forces between on different electrical Potential modules. These components are if they are subjected to high mechanical loads, made of fiber-reinforced Made of plastics. Usually as Plastics used epoxy resins, and for reinforcement For example, glass fibers, polyester fibers and the like used. In the manufacture of the components According to one of the known methods, the fibers are corresponding plastics at overpressure or at Normal pressure or impregnated under vacuum, and then after appropriate shape then cured. The so Blanks are mechanically finished and, if this does not take place at the same time as the shape is provided at both ends with fittings for the Introduction of mechanical forces into the insulating body of the component are provided. These well-known Manufacturing processes deliver components that everyone meet operational requirements, however are comparatively expensive and complex to manufacture. When using comparatively long thread Reinforcing fibers must form the transition area between the fiber and the surrounding plastic matrix special attention, otherwise the dielectric strength of the component is not guaranteed is.

Aus der Patentschrift US 4,963,428 ist bekannt, dass flüssigkristalline Polymere (Liquid Crystal Polymers LCP) in Folienform mittels eines speziellen Extrudierverfahrens hergestellt werden können.From the patent US 4,963,428 it is known that liquid crystal polymers (LCP) in Foil shape using a special extrusion process can be produced.

KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Der Erfindung, wie sie im Patentanspruch 1 definiert ist, liegt die Aufgabe zugrunde, ein für die Übertragung von mechanischen Kräften geeignetes elektrisch isolierendes Bauelement anzugeben, welches besonders massearm, preiswert und mechanisch hochfest zu erstellen ist.The invention as defined in claim 1 the task is based, one for the transfer of suitable electrically insulating mechanical forces Specify component, which is particularly low-mass, inexpensive and is mechanically high strength.

Die Anwendung von LCP (Liquid Crystal Polymers) für mechanisch und dielektrisch hochbeanspruchte Bauelemente ermöglicht es, diese Bauelemente mit geringerer Masse bei gleicher Festigkeit herzustellen. Besonders in der Schaltertechnik lassen sich derartige Bauelemente vorteilhaft einsetzen. Es ist jedoch auch vorstellbar, dass derartige Bauelemente im Elektromaschinenbau oder im Transformatorenbau verwendet werden können. LCP ist ein thermoplastisches Polyestermaterial, welches sich in dem Temperaturbereich, wie er in Leistungsschaltern vorherrscht, vorteilhaft einsetzen lässt. Bei dem Werkstoff LCP sind die Moleküle gezielt orientiert angeordnet. Wenn bei der Herstellung von Bauelementen darauf geachtet wird, dass sich die LCP-Moleküle in Richtung der hauptsächlichen mechanischen Beanspruchung orientieren, so wird eine bedeutend grössere mechanische Festigkeit der aus LCP gefertigten Bauelemente erreicht, bei gleichen Abmessungen wie herkömmlich, beispielsweise aus einem verstärkten Polyester-Verbundwerkstoff gefertigte Bauelemente.The application of LCP (Liquid Crystal Polymers) for mechanically and dielectrically highly stressed components enables these components to be of lower mass to produce the same strength. Especially in the Such components can be used in switch technology use advantageously. However, it is also conceivable that such components in electrical engineering or Transformer construction can be used. LCP is a thermoplastic polyester material, which is in the Temperature range, as it prevails in circuit breakers, can be used advantageously. With the material LCP they are Molecules arranged in a targeted manner. If at the Production of components is taken care that the LCP molecules towards the main ones mechanical stress, so a significantly greater mechanical strength than that of LCP manufactured components achieved, with the same dimensions as conventional, for example from a reinforced Components made of polyester composite.

Ohne diese Molekülausrichtung zu stark zu beeinträchtigen kann der Werkstoff LCP zusammen mit herkömmlichen mineralischen Füllstoffen wie beispielsweise Quarzmehl, Aluminiumoxid Al2O3, Wollastonit, Glaskugeln, Kurzglasfasern, synthetischen Mineralfasern usw. verarbeitet werden. Besonders eignen sich als Füllstoffe Fasern der Länge von 10µm bis 1000µm und einem Schlankheitsgrad im Bereich von 1:5 bis 1:50.The LCP material can be processed together with conventional mineral fillers such as quartz powder, aluminum oxide Al 2 O 3 , wollastonite, glass spheres, short glass fibers, synthetic mineral fibers etc. without impairing this molecular alignment too much. Fibers with a length of 10 µm to 1000 µm and a slenderness range from 1: 5 to 1:50 are particularly suitable as fillers.

Wenn hohe dielektrische und hohe mechanische Anforderungen an das Bauelement gestellt werden, so werden vorzugsweise Wollastonit-Kurzfasern als Füllstoff eingesetzt. Die Faserlänge dieser Wollastonit-Kurzfasern liegen im oben angegebenen Bereich. Es werden etwa 15 bis 45 Volumprozent Wollastonit-Kurzfasern beigemischt.If high dielectric and high mechanical requirements are placed on the component, so preferably Wollastonite short fibers used as a filler. The The fiber length of these wollastonite short fibers is above specified range. There will be about 15 to 45 percent by volume Wollastonite short fibers added.

Diese für hohe dielektrische und mechanische Belastungen ausgebildeten Bauelemente können in der Schaltanlagentechnik sowohl in Freiluftschaltanlagen als auch bei einphasig und mehrphasig metallgekapselten Schaltanlagen eingesetzt werden, insbesondere für die Übertragung von Antriebskräften auf die bewegten Teile von Leistungsschaltern oder Trennern. Es ist aber auch vorstellbar, derartige Bauelemente für lediglich statisch belastete Abspannungen oder als Isolatoren, welche in Schaltanlagen oder in Transformatoren die hochspannungsbeaufschlagten Leiter fixieren, einzusetzen. Eine Vielzahl von weiteren Anwendungsmöglichkeiten ist vorstellbar, insbesondere auch in Bereichen, wo keine dielektrischen Beanspruchungen auftreten.These for high dielectric and mechanical loads trained components can be used in switchgear technology both in outdoor switchgear and single-phase and multi-phase metal-enclosed switchgear especially for the transmission of driving forces on the moving parts of circuit breakers or disconnectors. But it is also conceivable for such components only static loads or as Insulators used in switchgear or in transformers fix the high voltage conductors, to use. A variety of others Possible applications are conceivable, especially in areas where there is no dielectric stress occur.

Ausführungsbeispiele der Erfindung und die damit erzielbaren Vorteile werden nachfolgend anhand der Zeichnung, welche lediglich einen möglichen Ausführungsweg darstellt, näher erläutert.Embodiments of the invention and the achievable therewith Advantages are based on the drawing, which represents only one possible way of execution, closer explained.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWING

Es zeigen:

  • Fig. 1 einen schematisch dargestellten Teilschnitt durch eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemässen Bauelements,
  • Fig. 2 einen schematisch dargestellten Teilschnitt durch eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemässen Bauelements,
  • Fig. 3 einen schematisch dargestellten Teilschnitt durch eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemässen Bauelements, und
  • Fig. 4 einen schematisch dargestellten Teilschnitt durch eine vierte Ausführungsform eines erfindungsgemässen Bauelements.
    • Show it:
  • 1 shows a schematically illustrated partial section through a first embodiment of a component according to the invention,
  • 2 shows a schematically illustrated partial section through a second embodiment of a component according to the invention,
  • 3 shows a schematically illustrated partial section through a third embodiment of a component according to the invention, and
  • 4 shows a schematically illustrated partial section through a fourth embodiment of a component according to the invention.

    • Bei allen Figuren sind gleich wirkende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen. Alle für das unmittelbare Verständnis der Erfindung nicht erforderlichen Elemente sind nicht dargestellt.In all figures, elements with the same effect are the same Provide reference numerals. All for the immediate Understanding of the invention are not necessary elements not shown.

    WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNGWAYS OF CARRYING OUT THE INVENTION

    Die Fig. 1 zeigt einen schematisch dargestellten Teilschnitt durch eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemässen Bauelements 1. Dieses Bauelement 1 ist als elektrisch isolierende Zugstange ausgebildet, welche beispielsweise eine auf Hochspannungspotential liegende Löschkammer eines Leistungsschalters mechanisch betätigt. Dieses Bauelement 1 weist ein Isolierrohr 2 auf, welches aus einem flüssigkristallinen, als LCP bezeichneten, Polymer mittels eines bekannten, einen starren oder einen rotierenden Extrudierkopf benutzenden Extrudierverfahrens hergestellt ist. Das zylindrisch ausgebildete Isolierrohr 2 weist einen Aussendurchmesser D1 und einen Innendurchmesser D2 auf, seine Länge wird durch das mittels des Bauelements 1 zu überbrückende Potential bestimmt. Das Isolierrohr 2 erstreckt sich entlang einer Mittelachse 3.1 shows a schematically illustrated partial section through a first embodiment of a component 1 according to the invention. This component 1 is designed as an electrically insulating pull rod which, for example, mechanically actuates an arcing chamber of a circuit breaker which is at high voltage potential. This component 1 has an insulating tube 2, which is produced from a liquid-crystalline polymer, referred to as LCP, by means of a known extrusion process using a rigid or a rotating extrusion head. The cylindrical insulating tube 2 has an outer diameter D 1 and an inner diameter D 2 , its length is determined by the potential to be bridged by means of the component 1. The insulating tube 2 extends along a central axis 3.

    An den beiden Enden des Isolierrohrs 2 ist jeweils eine mehrteilige, mit dem Isolierrohr 2 starr verbundene Halterung 4 vorgesehen, welche einerseits die Enden des Isolierrohrs 2 fasst und andererseits die Verbindung des Isolierrohrs 2 mit den bewegten Teilen des Antriebs bzw. der Löschkammer des Leistungsschalters ermöglicht. Diese Halterung 4 weist eine in das Isolierrohr 2 eingeschobene metallische Hülse 5 auf, die mit mindestens einem axial erstreckten Schlitz 6 versehen ist. Im Bereich des Schlitzes 6 weist die Hülse 5 eine konisch ausgebildete zentrale Bohrung 7 auf, die sich dem jeweils gegenüberliegenden Ende des Isolierrohrs 2 zu öffnet. In diese Bohrung 7 ist ein metallisches Spreizstück 8 eingelassen, welche eine entsprechend ausgebildete, zur konischen Bohrung 7 passende Oberfläche aufweist. Das dem jeweils gegenüberliegenden Ende des Isolierrohrs 2 zugewandte Ende des Spreizstücks 8 ist dielektrisch günstig ausgebildet.There is one at each of the two ends of the insulating tube 2 multi-part, rigidly connected to the insulating tube 2 Bracket 4 provided, which on the one hand the ends of the Insulating tube 2 summarizes and on the other hand the connection of the Insulating tube 2 with the moving parts of the drive or Arcing chamber of the circuit breaker enables. This Bracket 4 has one inserted into the insulating tube 2 metallic sleeve 5, which with at least one axially extending slot 6 is provided. In the area of the slot 6, the sleeve 5 has a conical central Hole 7 on the opposite end of the insulating tube 2 to open. In this hole 7 is a metallic expansion piece 8 embedded, which a appropriately trained to match the conical bore 7 Surface. The opposite end of the insulating tube 2 facing end of the expansion piece 8 designed dielectric favorable.

    An das Spreizstück 8 ist ein Gewindebolzen 9 angeformt, der sich durch den Boden der Hülse 5 hindurch und durch eine metallische Stützhülse 10 erstreckt. Die der dem jeweils gegenüberliegenden Ende des Isolierrohrs 2 zugewandte Seite der Stützhülse 10 ist dielektrisch günstig ausgebildet. Die Stützhülse 10 umfasst das Ende des Isolierrohrs 2 aussen, wobei das Isolierrohr 2 und die Hülse 5 bündig auf dem Boden der Stützhülse 10 aufliegen. Mittels einer auf den Gewindebolzen 9 aufgeschraubten Mutter 11 wird das Spreizstück 8 gegen den Boden der Stützhülse 10 gespannt. Das Spreizstück 8 weitet im geschlitzten Bereich die Hülse 5 auf, welche dann das Isolierrohr 2 gegen die Innenwand der Stützhülse 10 presst, sodass dieses Ende des Isolierrohrs 2 festgeklemmt wird. Die metallische Halterung 4, die aus dem Spreizstück 8, dem Gewindebolzen 9, der Mutter 11 und der Stützhülse 10 besteht, sitzt nun unverrückbar fest auf dem Isolierrohr 2. In der Regel wird die Mutter 11 mit einem vorgegebenen Drehmoment angezogen. Diese Einspannstelle ist etwa doppelt so lang ausgebildet wie der Aussendurchmesser D1 des Isolierrohrs 2. Das vorstehende Ende des Gewindebolzens 9 kann für die Verbindung des Bauelements 1 mit weiteren Baugruppen verwendet werden.A threaded bolt 9 is formed on the expansion piece 8 and extends through the bottom of the sleeve 5 and through a metallic support sleeve 10. That side of the support sleeve 10 which faces the opposite end of the insulating tube 2 is designed to be dielectrically favorable. The support sleeve 10 comprises the end of the insulating tube 2 on the outside, the insulating tube 2 and the sleeve 5 lying flush on the bottom of the support sleeve 10. By means of a nut 11 screwed onto the threaded bolt 9, the expansion piece 8 is clamped against the bottom of the support sleeve 10. The expansion piece 8 widens the sleeve 5 in the slotted area, which then presses the insulating tube 2 against the inner wall of the support sleeve 10, so that this end of the insulating tube 2 is clamped. The metallic holder 4, which consists of the expansion piece 8, the threaded bolt 9, the nut 11 and the support sleeve 10, now sits firmly on the insulating tube 2. As a rule, the nut 11 is tightened with a predetermined torque. This clamping point is approximately twice as long as the outer diameter D 1 of the insulating tube 2. The protruding end of the threaded bolt 9 can be used for connecting the component 1 to other assemblies.

    Die Fig. 2 zeigt einen Teilschnitt durch eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemässen Bauelements 1. Bei dieser Ausführungsform wird in das erwärmte Isolierrohr 2 eine metallische Innenarmatur 12 eingepresst. Die Innenarmatur 12 ist auf der dem jeweils gegenüberliegenden Ende des Isolierrohrs 2 zugewandten Seite dielektrisch günstig ausgebildet. Die der Innenfläche des Isolierrohrs 2 zugewandte Oberfläche der Innenarmatur 12 ist mit umlaufenden Rillen 13 versehen, die sägezahnartige Spitzen oder abgerundete Flanken aufweisen, die sich beim Abkühlen des LCP-Materials etwas in die Innenfläche des Isolierrohrs 2 eingraben, wodurch eine gut gegen ein Abrutschen gesicherte Verbindung entsteht. Die Innenarmatur 12 weist einen Bund 14 auf, der als Anschlag für das Ende des Isolierrohrs 2 dient. Die Innenarmatur 12 ist mit einer zentral angeordneten Gewindebohrung 15 versehen, die für die Verbindung des Bauelements 1 mit weiteren Baugruppen verwendet werden kann.Fig. 2 shows a partial section through a second Embodiment of a component according to the invention 1. In This embodiment is in the heated insulating tube 2nd a metallic inner fitting 12 is pressed. The Inner fitting 12 is on the opposite one End of the insulating tube 2 facing side dielectric trained cheap. That of the inner surface of the insulating tube 2 facing surface of the inner fitting 12 is with circumferential grooves 13 provided the sawtooth-like tips or have rounded flanks that cool down when cooling of the LCP material into the inner surface of the insulating tube Dig in 2, which makes it good against slipping secure connection is established. The inner fitting 12 has a collar 14, which acts as a stop for the end of Insulating tube 2 is used. The inner fitting 12 is with a centrally arranged threaded bore 15 provided for the Connection of component 1 with other modules can be used.

    Die gegen ein Abrutschen gesicherte Verbindung wird mittels einer warm aufgeschrumpften Aussenhülse 16 weiter verbessert. Die Aussenhülse 16 weist einen Boden mit einer zentralen Öffnung auf. Die Aussenhülse 16 wird so weit auf das mit der Innenarmatur 12 verbundene Isolierrohr 2 aufgeschoben bis der Boden den Bund 14 berührt. Die Aussenhülse 16 ist aus Metall gefertigt, ihre Innenbohrung 17 weist ein Untermass von etwa 0,2 mm auf, sodass beim warm Aufschrumpfen der Aussenhülse 16 auf das Isolierrohr 2 ein Pressitz entsteht, wodurch das Isolierrohr 2 zusätzlich gegen die Innenarmatur 12 gepresst wird. Auf diese Art wird eine besonders feste und dauerhafte Verbindung zwischen der aus der Innenarmatur 12 und der Aussenhülse 16 bestehenden Halterung 4 und dem Isolierrohr 2 erreicht. Diese Verbindungsstelle ist etwa doppelt so lang ausgebildet wie der Aussendurchmesser D1 des Isolierrohrs 2.The connection secured against slipping is further improved by means of a heat-shrunk outer sleeve 16. The outer sleeve 16 has a bottom with a central opening. The outer sleeve 16 is pushed onto the insulating tube 2 connected to the inner fitting 12 until the bottom touches the collar 14. The outer sleeve 16 is made of metal, its inner bore 17 has an undersize of about 0.2 mm, so that when the outer sleeve 16 is shrunk warm onto the insulating tube 2, a press fit is produced, as a result of which the insulating tube 2 is additionally pressed against the inner fitting 12. In this way, a particularly firm and permanent connection between the holder 4 consisting of the inner fitting 12 and the outer sleeve 16 and the insulating tube 2 is achieved. This connection point is approximately twice as long as the outer diameter D 1 of the insulating tube 2.

    Die Fig. 3 zeigt einen Teilschnitt durch eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemässen Bauelements 1. Bei dieser Ausführungsform wird in das erwärmte Isolierrohr 2 eine metallische Innenarmatur 18 einschoben. Die Innenarmatur 18 ist auf der dem jeweils gegenüberliegenden Ende des Isolierrohrs 2 zugewandten Seite dielektrisch günstig ausgebildet. Die der Innenfläche des Isolierrohrs 2 zugewandte Oberfläche der Innenarmatur 18 ist zum grössten Teil zylindrisch ausgebildet, wobei dieser zylindrische Teil in Richtung des jeweiligen Isolierrohrendes übergeht in einen ballig ausgebildeten Bereich 19. Dieser Bereich 19 wird mit einem Radius von etwa 1000 mm ohne Kante an den zylindrisch ausgebildeten Teil angeformt. An den Bereich 19 schliesst sich ein Bund 20 an, der als Anschlag für das Ende des auf die Innenarmatur 18 aufgeschobenen Isolierrohrs 2 dient. Die Innenarmatur 18 ist mit einer zentral angeordneten Gewindebohrung 15 versehen, die für die Verbindung des Bauelements 1 mit weiteren Baugruppen verwendet werden kann.3 shows a partial section through a third Embodiment of a component according to the invention 1. In This embodiment is in the heated insulating tube 2nd insert a metallic inner fitting 18. The Inner fitting 18 is on the opposite one End of the insulating tube 2 facing side dielectric trained cheap. That of the inner surface of the insulating tube 2 facing surface of the inner fitting 18 is the largest Part cylindrical, this cylindrical part in the direction of the respective insulating tube end a crowned area 19. This area 19 is with a radius of about 1000 mm without edge to the integrally formed part. To area 19 joins a collar 20, which acts as a stop for the end of the insulating tube 2 pushed onto the inner fitting 18 serves. The inner fitting 18 is central arranged threaded bore 15 provided for the Connection of component 1 with other modules can be used.

    Die Verbindung zwischen der Innenarmatur 18 und dem Isolierrohr 2 wird mittels einer warm aufgeschrumpften Aussenhülse 21 hergestellt. Das dem jeweils gegenüberliegenden Ende des Isolierrohrs 2 zugewandte Ende der Aussenhülse 21 ist dielektrisch günstig ausgebildet. Diese Aussenhülse 21 ist aus Metall gefertigt, ihre Innenbohrung 22 ist der äusseren Form der Innenarmatur 18 angepasst, sie weist ein Untermass von etwa 0,2 mm auf, sodass beim warm Aufschrumpfen der Aussenhülse 21 auf das Isolierrohr 2 ein Pressitz entsteht, wodurch das Isolierrohr 2 gegen die Innenarmatur 18 gepresst wird. Durch dieses Aufschrumpfen wird das Ende des Isolierrohrs 2 in die Vertiefung 23 im balligen Bereich 19 an der Aussenseite der Innenarmatur 18 eingepresst. Im Endbereich wird dabei das Isolierrohr 2 so gestaucht, dass die Wanddicke dort etwas zunimmt, wodurch das Isolierrohr 2 gegen axiales Verrutschen gesichert ist. Auf diese Art wird eine besonders feste und dauerhafte Verbindung zwischen der aus der Innenarmatur 18 und der Aussenhülse 21 bestehenden Halterung 4 und dem Isolierrohr 2 erreicht. Diese Verbindungsstelle ist etwa doppelt so lang ausgebildet wie der Aussendurchmesser D1 des Isolierrohrs 2.The connection between the inner fitting 18 and the insulating tube 2 is made by means of a heat-shrunk outer sleeve 21. The end of the outer sleeve 21 facing the opposite end of the insulating tube 2 is designed to be dielectrically favorable. This outer sleeve 21 is made of metal, its inner bore 22 is adapted to the outer shape of the inner fitting 18, it has an undersize of about 0.2 mm, so that when the outer sleeve 21 is shrunk warm onto the insulating tube 2, a press fit is created, as a result of which the insulating tube 2 is pressed against the inner fitting 18. As a result of this shrinking, the end of the insulating tube 2 is pressed into the recess 23 in the spherical region 19 on the outside of the inner fitting 18. In the end region, the insulating tube 2 is compressed in such a way that the wall thickness increases slightly there, as a result of which the insulating tube 2 is secured against axial slipping. In this way, a particularly firm and permanent connection between the holder 4 consisting of the inner fitting 18 and the outer sleeve 21 and the insulating tube 2 is achieved. This connection point is approximately twice as long as the outer diameter D 1 of the insulating tube 2.

    Die Fig. 4 zeigt einen schematisch dargestellten Teilschnitt durch eine vierte Ausführungsform eines erfindungsgemässen Bauelements 1. Bei dieser Ausführungsform wird in das erwärmte Isolierrohr 2 eine metallische Innenarmatur 24 einschoben. Die Innenarmatur 24 ist auf der dem jeweils gegenüberliegenden Ende des Isolierrohrs 2 zugewandten Seite dielektrisch günstig ausgebildet. Die der Innenfläche des Isolierrohrs 2 zugewandte Oberfläche der Innenarmatur 24 ist an beiden Enden zylindrisch ausgebildet. Zwischen den beiden zylindrisch ausgebildeten Bereichen ist eine Einbuchtung 25 vorgesehen, die etwa 3 mm tief ist, die einen Radius von etwa 100 mm aufweist und die gut abgerundet in die erwähnten zylindrischen Bereiche übergeht. An den endseitigen zylindrisch ausgebildeten Bereich schliesst sich ein Bund 26 an, der als Anschlag für das Ende des auf die Innenarmatur 24 aufgeschobenen Isolierrohrs 2 dient. Die Innenarmatur 18 ist mit einer zentral angeordneten Gewindebohrung 15 versehen, die für die Verbindung des Bauelements 1 mit weiteren Baugruppen verwendet werden kann. Die Verbindung zwischen der Innenarmatur 24 und dem Isolierrohr 2 wird mittels einer zunächst zylindrisch ausgebildeten und auf das jeweilige Ende des Isolierrohrs 2 warm aufgeschobenen metallischen Presshülse 27 hergestellt, die dann mittels eines entsprechenden Presswerkzeugs in Richtung der Mittelachse 3 zusammengepresst wird. Die Presshülse 27 drückt dabei das Isolierrohr 2 formschlüssig in die Einbuchtung 25 hinein, sodass das Isolierrohr 2 optimal gegen ein axiales Verrutschen gesichert ist. Das dem jeweils gegenüberliegenden Ende des Isolierrohrs 2 zugewandte Ende der Presshülse 27 ist dielektrisch günstig ausgebildet. Auf diese Art wird eine besonders feste und dauerhafte Verbindung zwischen der aus der Innenarmatur 24 und der Presshülse 27 bestehenden Halterung 4 und dem Isolierrohr 2 erreicht. Diese Verbindungsstelle ist etwa doppelt so lang ausgebildet wie der Aussendurchmesser D1 des Isolierrohrs 2.FIG. 4 shows a schematically illustrated partial section through a fourth embodiment of a component 1 according to the invention. In this embodiment, a metallic inner fitting 24 is inserted into the heated insulating tube 2. The inner fitting 24 is designed to be dielectrically favorable on the side facing the respectively opposite end of the insulating tube 2. The surface of the inner fitting 24 facing the inner surface of the insulating tube 2 is cylindrical at both ends. Between the two cylindrical areas there is an indentation 25 which is approximately 3 mm deep, which has a radius of approximately 100 mm and which merges into the cylindrical areas mentioned in a well rounded manner. A collar 26 adjoins the cylindrical area at the end, which serves as a stop for the end of the insulating tube 2 pushed onto the inner fitting 24. The inner fitting 18 is provided with a centrally arranged threaded bore 15 which can be used for the connection of the component 1 with further assemblies. The connection between the inner fitting 24 and the insulating tube 2 is made by means of an initially cylindrical-shaped metallic pressing sleeve 27, which is pushed warm onto the respective end of the insulating tube 2 and is then pressed together in the direction of the central axis 3 by means of a corresponding pressing tool. The compression sleeve 27 thereby presses the insulating tube 2 into the recess 25 in a form-fitting manner, so that the insulating tube 2 is optimally secured against axial slipping. The end of the compression sleeve 27 facing the opposite end of the insulating tube 2 is designed to be dielectrically favorable. In this way, a particularly strong and permanent connection between the holder 4 consisting of the inner fitting 24 and the compression sleeve 27 and the insulating tube 2 is achieved. This connection point is approximately twice as long as the outer diameter D 1 of the insulating tube 2.

    Wenn die in Fig. 4 dargestellte Einbuchtung 25, etwas weniger tief ausgeführt wird, so ist es möglich, das Isolierrohr 2 auch kalt mit der Halterung 4 zu verbinden. Ferner ist es möglich, die Halterung 4 mittels einer Klebung mit dem Isolierrohr 2 zu verbinden. Es ist auch vorstellbar, die Halterung 4 mittels eines Schrumpfvorgangs, der mit einer Klebung kombiniert wird, mit dem Isolierrohr 2 zu verbinden, um so eine besonders feste Verbindung zu erhalten.If the indentation 25 shown in Fig. 4, something is executed less deeply, so it is possible that Isolation tube 2 to connect cold to the bracket 4. It is also possible to mount the bracket 4 by means of an adhesive to connect with the insulating tube 2. It is also conceivable the holder 4 by means of a shrinking process with an adhesive is combined with the insulating tube 2 connect to create a particularly firm connection receive.

    Als Material für die Herstellung des Isolierrohrs 2 wurde für die beschriebenen Ausführungsbeispiele das Material Vectra A 540 verwendet, welches mit einem Extrudierverfahren, welches einen rotierenden Extrudierkopf benutzt, verarbeitet wurde. Die Bezeichnung Vectra ist ein eingetragenes Warenzeichen der Firma Hoechst Aktiengesellschaft, D-65926 Frankfurt am Main. In diesem Werkstoff sind 40% kurzfaseriges Wollastonit enthalten. Erfolgt vor dem Verbinden mit der Halterung 4 eine Erwärmung, so wird das Isolierrohr 2 jeweils auf 250 °C erwärmt.As a material for the production of the insulating tube 2 was the material for the described exemplary embodiments Vectra A 540 used, which with a Extrusion process, which uses a rotating extrusion head used, processed. The name Vectra is a registered trademark of Hoechst Aktiengesellschaft, D-65926 Frankfurt am Main. In this The material contains 40% short fiber wollastonite. Is done before connecting to the bracket 4 Heating, the insulating tube 2 is each at 250 ° C. warmed up.

    Bei den beschriebenen Ausführungsformen erweist es sich als sinnvoll, die Metallteile der jeweiligen Halterung 4 aus einer Aluminiumlegierung zu fertigen, da so die Masse des Bauelements 1 vorteilhaft klein gehalten werden kann. Der Einsatz des hochfesten LCP-Materials ermöglicht ebenfalls eine vorteilhafte Massereduzierung der Bauelemente 1. Besonders bei Bauelementen 1, die für die Übertragung von Antriebskräften auf bewegte Teile von Leistungsschaltern oder Trennern eingesetzt werden, ist diese Reduzierung der zu bewegenden Massen von Vorteil, da sowohl der Antrieb als auch die nötigen Dämpfungselemente für die Dämpfung der Antriebsbewegungen beim Einlaufen in eine Endstellung kleiner und damit preiswerter hergestellt werden können.In the described embodiments, it proves to be sensible, the metal parts of the respective bracket 4 to manufacture an aluminum alloy, since the mass of the Component 1 can advantageously be kept small. Of the Use of the high-strength LCP material also enables an advantageous reduction in mass of the components 1. Especially for components 1 that are used for the transmission of Driving forces on moving parts of circuit breakers or isolators are used, this reduction is the masses to be moved is advantageous because both the drive and also the necessary damping elements for damping the Drive movements when entering a final position can be made smaller and therefore cheaper.

    BEZEICHNUNGSLISTELIST OF DESIGNATIONS

    11
    BauelementComponent
    22nd
    IsolierrohrInsulating tube
    33rd
    MittelachseCentral axis
    44th
    Halterungbracket
    55
    HülseSleeve
    66
    SchlitzeSlits
    77
    Bohrung drilling
    88th
    SpreizstückSpreader
    99
    GewindebolzenThreaded bolt
    1010th
    StützhülseSupport sleeve
    1111
    Muttermother
    1212th
    InnenarmaturInterior fitting
    1313
    RillenGrooves
    1414
    BundFederation
    1515
    GewindebohrungTapped hole
    1616
    AussenhülseOuter sleeve
    1717th
    InnenbohrungInner bore
    1818th
    InnenarmaturInterior fitting
    1919th
    BereichArea
    2020th
    BundFederation
    2121
    AussenhülseOuter sleeve
    2222
    InnenbohrungInner bore
    2323
    Vertiefungdeepening
    2424th
    InnenarmaturInterior fitting
    2525th
    Einbuchtungindentation
    2626
    BundFederation
    2727
    PresshülseCompression sleeve
    D1 D 1
    AussendurchmesserOuter diameter
    D2 D 2
    InnendurchmesserInside diameter

    Claims (6)

    Bauelement für die Übertragung von mechanischen Kräften zwischen auf verschiedenen elektrischen Potentialen liegenden Baugruppen, welches einen elektrisch isolierenden Körper aufweist, der an jedem seiner Enden mit einer Halterung (4) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrisch isolierende Körper zumindest teilweise LCP-Material enthält, und dass die Halterungen (4) kraft- und formschlüssig mit dem elektrisch isolierenden Körper verbunden sind. Component for the transmission of mechanical forces between assemblies lying at different electrical potentials, which component has an electrically insulating body which is provided with a holder (4) at each of its ends, characterized in that that the electrically insulating body at least partially contains LCP material, and that the brackets (4) are non-positively and positively connected to the electrically insulating body. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrisch isolierende Körper als längs einer Mittelachse (3) erstrecktes Isolierrohr (2) ausgebildet ist, und dass die LCP-Moleküle in dem Isolierrohr (2) axial orientiert sind. Component according to claim 1, characterized in that the electrically insulating body is designed as an insulating tube (2) extending along a central axis (3), and that the LCP molecules are axially oriented in the insulating tube (2). Bauelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterungen (4) mit oder ohne zusätzlichen Klebstoff mit dem Isolierrohr (2) verbunden sind. Component according to claim 2, characterized in that the brackets (4) are connected to the insulating tube (2) with or without additional adhesive. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Isolierrohr (2) aus einem LCP-Material gefertigt ist, welchem Wollastonit beigemengt ist. Component according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the insulating tube (2) is made of an LCP material to which wollastonite is added. Bauelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Wollastonit kurzfaserig ausgebildet ist, und dass 15 bis 45 Volumprozent Wollastonit, vorzugsweise jedoch 40 Volumprozent, beigemengt sind. Component according to claim 4, characterized in that the wollastonite is short-fiber, and that 15 to 45 volume percent wollastonite, but preferably 40 volume percent, are added. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstelle des Isolierrohrs (2) mit der Halterung (4) etwa doppelt so lang ausgebildet ist wie der Aussendurchmesser (D1) des Isolierrohrs (2). Component according to claim 1, characterized in that the connection point of the insulating tube (2) with the holder (4) is approximately twice as long as the outer diameter (D 1 ) of the insulating tube (2).
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    JPH11152473A (en) 1999-06-08
    EP0899764A3 (en) 1999-09-01
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