CH662901A5

CH662901A5 - METHOD FOR PRODUCING AN ELECTRIC PLASTIC INSULATOR AND PLASTIC INSULATOR PRODUCED BY THE METHOD.

Info

Publication number: CH662901A5
Application number: CH127283A
Authority: CH
Inventors: Herbst Ottmar
Original assignee: Daetwyler Ag
Priority date: 1983-03-09
Filing date: 1983-03-09
Publication date: 1987-10-30
Also published as: EP0121133A2; EP0121133A3

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Kunststoffisolators als Verbundkörper, bei dem auf einem zug- und druckfesten sowie biegesteifen zentralen Körper Regenschutzschirme aus einem Elastomer einzeln oder zu mehreren übereinanderliegend angebracht und mit dem Körper verbunden werden, und nach dem Verfahren hergestellter Kunststoffisolator. The invention relates to a method for producing an electrical plastic insulator as a composite body, in which, on a tensile, pressure-resistant and rigid central body, rain shields made of an elastomer are attached one above the other and connected to the body one by one and connected to the body, and plastic insulator produced by the method.

Stützisolatoren grosser Länge und grossen Körperdurchmessers bestehen heute fast ausschliesslich aus Porzellan. Diese haben sich zwar bereits seit längerer Zeit im Betrieb gut bewährt, Post insulators of great length and large body diameter are almost exclusively made of porcelain. Although these have proven themselves in operation for a long time,

jedoch ist ihre Herstellung heute noch mit Schwierigkeiten verbunden. Ausserdem hat die Intensität der Kurzschlussströme im Verlauf der Zeit zugenommen, was dazu geführt hat, dass höhere Umbruchkräfte und grössere Isolatorquerschnitte zu beherrschen sind. Diesen grösseren Querschnitten sind aber fertigungstechnisch Grenzen gesetzt, obwohl der zunehmenden Verschmutzung der Luft durch längere Kriechwege, also durch immer grössere Schirmdurchmesser entgegengewirkt wird. Wegen des grossen Gewichtes, der verlangten Biegefestigkeit und der Sprödigkeit des Porzellans sind jedoch in fertigungstechnischer Hinsicht Grenzen gesetzt. Im Einsatz stellen sie ein grosses Risiko dar, da sie durch zunehmenden Vandalismus, z.B. durch Be-schuss, und auch durch innere Explosion bersten und durch die Splitterwirkung Folgeschäden bewirken können. however, their manufacture is still difficult today. In addition, the intensity of the short-circuit currents has increased over time, which has meant that higher break forces and larger insulator cross-sections have to be mastered. These larger cross-sections are subject to limits in terms of production technology, although the increasing pollution of the air by longer creepage distances, that is to say by increasingly larger screen diameters, is counteracted. However, due to the high weight, the required bending strength and the brittleness of the porcelain, there are limits in terms of production technology. In use, they pose a great risk, as they are caused by increasing vandalism, e.g. by fire, and also burst by internal explosion and can cause consequential damage due to the splintering effect.

Diese vorstehend erwähnten Probleme haben dazu geführt, dass vermehrt Kunststoff- und Kunststoffverbund-Isolatoren eingesetzt werden. Hierbei ist ausschlaggebend, dass solche Isolatoren weniger schlagempfindlich sind und daher weniger zum Absturz infolge Bruch neigen. Nachdem verhältnismässig kriechstromfeste Kunststoffe erhältlich sind, können durch Anwendung entsprechender Fertigungsmethoden Isolatoren gröss-ter elektrischer Festigkeit hergestellt werden, die mit den bekannten Porzellanisolatoren bezüglich ihrer Zuverlässigkeit vergleichbar sind. Solche vor allem als Verbundkörper ausgebildete Isolatoren weisen einen mit Fasern hoher Festigkeit, z.B. Glasfasern verstärkten zentralen Kunststoffkörper auf, an dem den Kriechweg verlängernde Regenschutzschirme angebracht sind, wobei an den Enden des Zentralkörpers Armaturen befestigt sind. Wesentlich ist hierbei, dass solche Kunststoffisolatoren auch bei ihrer Anwendung in freien Luft witterungs- und kriechstromfest sein müssen. Der entscheidende Vorteil der Kunststoffisolatoren gegenüber solchen aus Porzellan besteht darin, dass diese weniger schlagempfindlich sind und daher weniger zum Absturz infolge Bruch neigen. Durch das Einbringen von Verstärkungsmaterialien, z.B. Glasfasersträngen, können die mechanischen Festigkeitswerte, insbesondere die Zug- und Biegefestigkeit, auf das etwas 20-Fache der entsprechenden Werte von Porzellan gesteigert werden. Gleichzeitig ergeben sich Gewichtsersparnisse von 75% und mehr oder bei Einhaltung gleicher Gewichte eine entsprechend zug- und biegefestere Konstruktion. These problems mentioned above have led to an increasing use of plastic and composite plastic insulators. The decisive factor here is that such insulators are less sensitive to impact and therefore have less tendency to fall as a result of breakage. After comparatively leakage-proof plastics are available, insulators with the greatest electrical strength can be produced by using appropriate manufacturing methods, which are comparable in reliability to the known porcelain insulators. Such insulators, especially designed as composite bodies, have a fiber with high strength, e.g. Glass-fiber reinforced central plastic body on which rain shields extending the creepage distance are attached, fittings being attached to the ends of the central body. It is essential here that such plastic insulators must be weatherproof and leakage-proof even when used in the open air. The decisive advantage of plastic insulators over those made of porcelain is that they are less sensitive to impact and therefore less likely to fall as a result of breakage. By introducing reinforcing materials, e.g. Glass fiber strands, the mechanical strength values, especially the tensile and bending strength, can be increased to about 20 times the corresponding values of porcelain. At the same time, weight savings of 75% and more are achieved or, if the same weights are observed, a correspondingly more tensile and bending-resistant construction.

Es sind bereits Kunststoffisolatoren bekannt, bei denen der zentrale Körper mit den notwendigen Festigkeitseigenschaften vorgefertigt wird und an diesen mittels einer Form die Schirme als ganzes oder als einzelner Schirm angegossen werden. Es können hierbei geschlossene (DE-OS 1 490 529) oder offene (DE-PS 2 044 179) Formen verwendet werden. Auch können Spritzformen (EP-Anmeldung 0 033 848) verwendet werden. Alle diese Verfahren sind aufwendig und zudem kann eine einwandfreie Verbindung an der Berührungsfläche des zentralen Körpers wegen des verhältnismässig langen Härtevorgangs nicht gewährleistet werden. An denen Berührungsflächen können sich beim Aushärten Spalte bilden, die die Ursache eines elektrischen Durchschlages sein können. Plastic insulators are already known in which the central body is prefabricated with the necessary strength properties and the shields are cast onto it as a whole or as a single shield by means of a mold. Closed (DE-OS 1 490 529) or open (DE-PS 2 044 179) forms can be used here. Injection molds (EP application 0 033 848) can also be used. All of these processes are complex and, moreover, a perfect connection on the contact surface of the central body cannot be guaranteed because of the relatively long hardening process. Gaps can form on the contact surfaces during curing, which can be the cause of an electrical breakdown.

Bei weiteren bekannten Verfahren werden die Regenschutzschirme zusammen mit der Distanznabe angefertigt, die nacheinander auf den vorgefertigten, zentralen Stab aufgeschoben und mit diesem, z.B. durch einen Klebstoff, verbunden werden (DE-OS 2 650 363). Auch hier können sich beim Aushärten des Klebstoffes Spalte bilden, die elektrische Schwachstellen bedeuten und zum Ausfall des Isolators führen können. Dieser Nachteil besteht auch dann, wenn die Bohrungen der Regenschutzschirme nicht als Schiebesitz, sondern als Pressitz ausgebildet werden. In other known methods, the rainshields are made together with the spacer hub, which are pushed one after the other onto the prefabricated, central rod, and with this, e.g. be connected by an adhesive (DE-OS 2 650 363). Here, too, gaps can form when the adhesive cures, which means electrical weak points and can lead to the failure of the insulator. This disadvantage also exists if the holes in the rain protection screens are not designed as a sliding seat, but as a press fit.

Das vorliegende Verfahren bedient sich des zweitgenannten Herstellverfahrens, d.h. der zentrale Körper und die Regenschutzschirme werden gesondert hergestellt. Gemäss der Erfindung besteht die Aufgabe darin, dieses Verfahren so auszuge5 The present process uses the second-mentioned manufacturing process, i.e. the central body and the umbrellas are made separately. According to the invention, the task is to elaborate this method5

10 10th

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30 30th

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3 3rd

662 901 662 901

stalten, dass eine einwandfreie Verbindung, d.h. ohne die Bildung von Spalten beim Aushärten, an der Oberfläche des zentralen Körpers zuverlässig erreicht wird, wobei gleichzeitig sowohl eine einwandfreie Zentrierung der Regenschutzschirme auf dem zentralen Körper als auch günstige Platzverhältnisse zur Ausführung der Verbindung erreicht werden. ensure that a perfect connection, i.e. without the formation of gaps during curing on the surface of the central body is reliably achieved, at the same time both a perfect centering of the rain shields on the central body and favorable space conditions for the execution of the connection.

Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass die Schirme mit einem zentralen Durchgang vorgefertigt, auf den Körper aufgeschoben und auf diesem unter Bildung eines ringförmigen Spaltes zentriert werden wobei der Spalt durch einen fliessfähigen und aushärtbaren Kunststoff geschlossen wird. This object is achieved according to the invention in that the screens are prefabricated with a central passage, pushed onto the body and centered thereon to form an annular gap, the gap being closed by a flowable and curable plastic.

Der nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellte Kunststoffisolator kennzeichnet sich dadurch, dass der bzw. die den zentralen Körper umgebende bzw. umgebenden Schirm bzw. Schirme einen Schirmteil und einen Nabenteil mit einer zylindrischen Bohrung aufweist bzw. aufweisen, wobei ihre Innenwand mit der Aussenfläche des Körpers einen ringförmigen Spalt bildet und mit am Bohrungsumfang verteilten Zentriernocken zur Einhaltung der koaxialen Lage von Körpern und Schirm versehen ist. The plastic insulator produced by the method according to the invention is characterized in that the shield or shields surrounding the central body has a shield part and a hub part with a cylindrical bore, their inner wall being one with the outer surface of the body forms an annular gap and is provided with centering cams distributed around the circumference of the bore to maintain the coaxial position of the body and screen.

Die Erfindung ist in der Zeichnung in einigen Ausführungsbeispielen dargestellt und nachfolgend beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt eines teilweise schematisch dargestellten Verbundisolators, The invention is shown in the drawing in some embodiments and described below. 1 shows a longitudinal section of a partially insulated composite insulator,

Fig. 2 einen Ausschnitt aus Fig. 1, 2 shows a detail from FIG. 1,

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III, 3 shows a section along the line III-III,

Fig. 4 denselben Ausschnitt eines Verbundisolators wie in Fig. 2, jedoch in einer zweiten Ausführungsform und Fig. 4 shows the same section of a composite insulator as in Fig. 2, but in a second embodiment and

Fig. 5 denselben Ausschnitt eines Verbundisolators wie in Fig. 2, jedoch in einer dritten Ausführungsform. Fig. 5 shows the same section of a composite insulator as in Fig. 2, but in a third embodiment.

Der in Fig. 1 dargestellte Verbundisolator besteht aus mehreren Teilen. Auf einen als Rohr ausgebildeten zentralen Körper 1 sind Regenschutzschirme 2 aufgeschoben, die mit einem Schirmteil 3 und einem Nabenteil 4 versehen sind. Der Nabenteil 4 legt die Distanz zwischen zwei benachbarten Regenschutzschirmen 2 fest. Der Verbundisolator weist an den Enden des zentralen Körpers 1 je eine Armatur 5 auf, die einen Flansch 6 mit Bohrungen 7 und einen mit dem Flansch verbundenen Stutzen 8 aufweist. The composite insulator shown in Fig. 1 consists of several parts. Rain shields 2, which are provided with a shield part 3 and a hub part 4, are pushed onto a central body 1 designed as a tube. The hub part 4 defines the distance between two adjacent rain shields 2. The composite insulator has a fitting 5 at each end of the central body 1, which has a flange 6 with bores 7 and a connecting piece 8 connected to the flange.

Die aufgeschobenen und übereinanderliegenden Regenschutzschirme 2 weisen alle gleiche Form auf. Für die AbStützung der Schirme 2 an den Armaturen 5 sind Randelelemente 8, 10 eingesetzt, wobei das Randelement 9 aus dem Schirmteil 3 und dem Nabenteil 4, jedoch ohne die besondere Ausbildung des freien Randes des Nabenteils 4 und das Randelement 10 nur aus dem Nabenteil 4 besteht. The rainshields 2 which are pushed on and one above the other all have the same shape. For the support of the screens 2 on the fittings 5, edge elements 8, 10 are used, the edge element 9 consisting of the screen part 3 and the hub part 4, but without the special design of the free edge of the hub part 4 and the edge element 10 only of the hub part 4 consists.

Beim Kunststoffisolator nach Fig. 1 besteht der zentrale Körper 1 aus einem mit Fasern, z.B. Glasfasern, verstärkten Kunststoffrohr. Durch die Faserverstärkung kann der zentrale Körper 1 die auf den Isolator einwirkenden mechanischen Beanspruchungen ohne Schaden aufnehmen, während die konzentrisch auf dem Körper 1 angeordneten, den Kriechweg verlängernden Regenschutzschirme 2 aus einem Elastomer hergestellt sind. Aus demselben Material sind die Randelemente 9, 10 hergestellt. Die Armaturen 5 bestehen aus Metall und dienen sowohl zur Krafteinleitung bzw. Kraftübertragung als auch zur Befestigung der Isolatoren an Gerüsten, Mastauslegern od. dgl. sowie zur Befestigung der die elektrische Spannung führenden Teile. Die Randelemente 9, 10 bilden die Übergangsstellen zwischen dem Körper 1 und der Metallarmatur 5. In the plastic insulator according to Fig. 1, the central body 1 consists of a fiber, e.g. Glass fibers, reinforced plastic tube. The fiber reinforcement enables the central body 1 to absorb the mechanical stresses acting on the insulator without damage, while the rain shields 2, which are arranged concentrically on the body 1 and extend the creepage distance, are made of an elastomer. The edge elements 9, 10 are made of the same material. The fittings 5 are made of metal and are used both for the introduction of force or power transmission as well as for fastening the insulators to scaffolding, mast brackets or the like, and for fastening the parts carrying the electrical voltage. The edge elements 9, 10 form the transition points between the body 1 and the metal fitting 5.

Die Zentrierung und die Verbindung der Regenschutzschirme 2 mit dem zentralen Körper 1 wird anhand der Figuren 2 - 5 beschrieben. Wesentlich ist, dass die Schirme 2 auf dem zentralen Körper zentriert und somit koaxial mit dem Körper 1 angeordnet sind. Trotzdem besteht zwischen der Innenwandung 11 und der Bohrung 12 des Nabenteils 4 ein Spalt 13, dessen Breite durch Zentriernocken 14 bestimmt ist, die an dem vom Schirmteil 3 entfernten Ende des Nabenteils 4 an der Innenwandung 11 angeordnet sind. In Fig. 3 sind drei von sechs Zentriernocken dargestellt, jedoch kann auch eine andere Zahl von Zentriernocken 14 angeordnet sein. Die Zentriernocken 14 können hierbei kalottenförmig ausgebildet sein. Damit die Breite des Spaltes 13 über die ganze Länge des Nabenteils 4 konstant ist und der Spalt 13 dichtend mit dem benachbarten Schirm 2 verbunden werden kann, ist das schirmteilnahe Ende 16 des Nabenteils 4 als Verbindungsrand ausgebildet. In Fig. 2 ist der Verbindungsrand eine teilweise konisch ausgebildete Erweiterung 17, die auf den Nabenteil 4 eines benachbarten Schirms 2 beim Zusammenbau des Isolators aufgesteckt wird. Durch diese Steckverbindung, die im Bereich von Zentriernocken 14, liegt, wird der Schirm auch am schirmteilnahen Ende 16 zentriert. The centering and the connection of the rain shields 2 to the central body 1 is described with reference to FIGS. 2-5. It is essential that the screens 2 are centered on the central body and are thus arranged coaxially with the body 1. Nevertheless, there is a gap 13 between the inner wall 11 and the bore 12 of the hub part 4, the width of which is determined by centering cams 14 which are arranged on the inner wall 11 at the end of the hub part 4 remote from the shield part 3. 3 shows three of six centering cams, but a different number of centering cams 14 can also be arranged. The centering cam 14 can be dome-shaped. So that the width of the gap 13 is constant over the entire length of the hub part 4 and the gap 13 can be sealingly connected to the adjacent screen 2, the end 16 near the screen part of the hub part 4 is designed as a connecting edge. In Fig. 2, the connecting edge is a partially conical extension 17 which is attached to the hub part 4 of an adjacent shield 2 when assembling the insulator. By means of this plug-in connection, which lies in the area of centering cams 14, the screen is also centered on the end 16 near the screen part.

Bei der Ausführung nach Fig. 4 ist anstelle der Steckverbindung nach Fig. 2 eine Schnappverbindung vorgesehen. Am schirmteilnahen Ende 16 des Schirms 2 ist an der Innenwandung 11 eine zurückspringende Nut 18 angeordnet, in die ein Vorsprung 19 beim Zusammenbau des Schirms einrastet, der an dem vom Schirmteil 3 entfernten Ende 15 auf der Aussenseite des Nabenteils 4 liegt. Die durch den Rücksprung 18 und den Vorsprung 19 gebildete Schnappverbindung dient der Zentrierung und bildet zudem eine dichte Verbindung. In the embodiment according to FIG. 4, a snap connection is provided instead of the plug connection according to FIG. 2. At the end 16 of the shield 2 near the shield part, a recessed groove 18 is arranged on the inner wall 11, into which a projection 19 engages when the shield is assembled, which is located at the end 15 remote from the shield part 3 on the outside of the hub part 4. The snap connection formed by the recess 18 and the projection 19 serves for centering and also forms a tight connection.

Eine noch dichtere Verbindung bildet die in Fig. 5 dargestellte Ausführung des Verbindungsrandes, die auch wie die Verbindung nach Fig. 2 und 4 der Zentrierung des Schirmes dient. Ein Labyrinth wird am schirmteilnahen Ende 16 durch eine rückspringende Nut 20 und einen daran anschliessenden Vorsprung 21 und an dem vom Schirmteil entfernten Ende 15 durch einen auf der Aussenseite des Nabenteils 4 liegenden Vorsprung 22 mit einem daran anschliessenden Rücksprung 23 gebildet. Durch diese Labyrinthverbindung wird neben der Zentrierwirkung eine besonders gute Dichtwirkung erreicht. An even denser connection is formed by the embodiment of the connecting edge shown in FIG. 5, which, like the connection according to FIGS. 2 and 4, also serves to center the screen. A labyrinth is formed at the end 16 near the shield part by a recessed groove 20 and a projection 21 adjoining it, and at the end 15 remote from the shield part by a projection 22 lying on the outside of the hub part 4 with an adjoining recess 23. In addition to the centering effect, this labyrinth connection achieves a particularly good sealing effect.

Die Fertigstellung des Isolators wird durch Ausfüllen des Spaltes 13 mit einer fliessfähigen, aushärtbaren und witterungsbeständigen Masse, z.B. einem Silikonelastomer, erreicht. The insulator is finished by filling the gap 13 with a flowable, curable and weather-resistant mass, e.g. a silicone elastomer.

Durch das Ausfüllen des Spaltes 13 werden auch die beiden Armaturen 5 mit dem Kunststoffteilen verbunden. Da der Spalt 13 wegen den Zentriernocken eine entsprechende Breite aufweist, kann die Verbindungsmasse den ringförmigen Spalt vollständig ausfüllen. Die Füllung des ringförmigen Spaltes 13 erfolgt beispielsweise von oben durch Eingiessen oder von unten bzw. von der Seite durch Einpressen oder dergleichen. Je nach der Art des Füllens muss die Höhe der Distanznocken 14 gewählt werden. Das Füllen ist auch in der Weise möglich, dass ein Schirm 2 nach dem andern auf den Körper 1 aufgesetzt und gefüllt wird, bevor der nächste Schirm 2 aufgesetzt wird. Zweckmässig ist für die Erreichung einer innigen Verbindung der eingefüllten Masse mit dem Körper 1 und dem Schirm 2, einen z.B. lösungs-mittelhaltigen Haftvermittler auf Silikonbasis oder gelöste Silikonharzkombinationen zu verwenden, mit dem die Oberfläche des Körpers 1 und die Innenwand 11 des Schirmes 2 behandelt wird. Auf diese Weise wird eine lückenlos ausgefüllte, luftein-schlussfreie, elektrisch hochwertige und chemisch verbundene Spaltzone erreicht. By filling the gap 13, the two fittings 5 are also connected to the plastic parts. Since the gap 13 has a corresponding width due to the centering cams, the connecting mass can completely fill the annular gap. The annular gap 13 is filled, for example, from above by pouring in or from below or from the side by pressing or the like. Depending on the type of filling, the height of the distance cams 14 must be selected. Filling is also possible in such a way that one screen 2 is placed on the body 1 after the other and filled before the next screen 2 is placed. It is useful to achieve an intimate connection of the filled mass with the body 1 and the screen 2, e.g. to use solvent-based adhesive agents based on silicone or dissolved silicone resin combinations, with which the surface of the body 1 and the inner wall 11 of the screen 2 are treated. In this way, a gap-free, air-free, electrically high-quality and chemically bonded gap zone is achieved.

Der beschriebene Isolator kann auch Schirme unterschiedlichen Durchmessers, z.B. Zwischenschirme aufweisen. Zudem kann der Isolator für sehr grosse Durchmesser und auch für sehr grosse Spannungen verwendet werden. Der Körper 1 kann verschiedene Form aufweisen und dem in den Beispielen gezeigten Rohr auch als Stab ausgebildet werden. The insulator described can also have screens of different diameters, e.g. Have intermediate screens. In addition, the isolator can be used for very large diameters and also for very large voltages. The body 1 can have different shapes and the tube shown in the examples can also be designed as a rod.

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1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

662 901

1. A method for producing an electrical plastic insulator as a composite body, in which on a tensile and pressure-resistant and rigid central body (1) rain shields (2) made of an elastomer are attached one above the other and connected to the body (1), thereby characterized in that the screens (2) are prefabricated with a central passage (12), pushed onto the body (1) and centered thereon to form an annular gap (13), the gap being closed by a flowable and curable plastic .

2. The method according to claim 1, characterized in that the annular gap (13) is closed by a silicone elastomer, the peripheral surface of the body and the inner wall (11) of the screen (2) with an adhesion promoter, e.g. silicone-based.

2nd

PATENT CLAIMS

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the screens (2) on the surface of the body (1) are centered by point or line support.

4. The method according to claim 1 or 3, characterized in that the screens (2) on at least one end (16) on an adjacent screen (2), e.g. form-fitting, centered.

5. Plastic insulator as a composite body, manufactured according to the process.! according to claim 1, characterized in that the one or more surrounding the central body or surrounding screen (s) 62 has a screen part (3) and a hub part (4) with a cylindrical bore (12), wherein their The inner wall (11) forms an annular gap (13) with the outer surface of the body (1) and is provided with centering cams (14) distributed around the circumference of the bore to maintain the coaxial position of the body (1) and screen (2).

6. Plastic insulator according to claim 5, characterized in that in the end (15) of the hub part (4) remote from the shield part (3) the centering cams (14) and in the end near the shield part (16) a connecting edge are arranged.

7. Plastic insulator according to claim 5 or 6, characterized in that the centering cams (14) are dome-shaped.

8. A plastic insulator according to claim 6, characterized in that the connecting edge with the edge (15) of an adjacent shield (2) removed from the shield part (3) is a plug connection (15, 17) or a positive connection (18, 19; 20, 21 , 22, 23).

9. Plastic insulator according to claim 8, characterized in that the positive connection is formed as a snap connection formed from a projection and recess (18, 19) or as a labyrinth connection formed from two or more projections and recesses (20-23).

10. Plastic insulator according to claim 5, characterized in that the screens (2) abut on the body (1) arranged edge elements (9, 10) on the insulator-limiting fittings (5).