-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vakuumschalteinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
-
Aus der Betriebsanleitung „3TM Vakuum-Schütz 7,2 kV - 15 kV, 3-polig, 4,15 kV - 6,9 kV, 1-polig“, Bestell-Nr.: 9229 0106 100 0, Siemens AG 2020, ist ein Schaltgerät für Mittelspannung bekannt, das eine Vakuumschalteinrichtung mit einem elektro-magnetischen Antrieb aufweist. Der Magnetantrieb kann dabei eine Magnetkraft auf eine sogenannte Ankerplatte ausüben und diese Anziehen. Die Bewegung der Ankerplatte wird mechanisch in eine Bewegung zum Anpressen eines beweglichen Kontakts an einen Festkontakt innerhalb der Vakuumschalteinrichtung übersetzt.
-
Eine Vakuumschalteinrichtung im Sinne der Erfindung weist z.B. ein fluiddichtes Gehäuse auf, in dessen Inneren ein Vakuum herrscht (bzw. ein extrem niedriger Gasdruck unter 0,1 % Atmosphärendruck). Typischerweise wird das Gehäuse teilweise als Keramik-Isolierkörper aus Aluminiumoxid gebildet, der an einem metallischen Flanschbereich mit weiteren Komponenten des Gehäuses verbunden ist. Wird ein beweglicher Kontakt von dem Festkontakt z.B. mittels einer Federkraft schnell weggezogen, so wird ein entstehender Lichtbogen rasch gelöscht, u. A. weil kaum ionisierbares Medium für einen Stromfluss vorliegt. Vakuumschalt-einrichtungen sind besonders gut zum Schalten von Wechselstrom geeignet, weil beim Nulldurchgang der Spannung ein Lichtbogen stets abreißt.
-
Der bewegbare Kontakt wird über einen flexiblen Federbalg aus dem Vakuum herausgeführt. Zur Stabilisierung und Zentrierung des bewegten Kontaktstabes wird ein Führungslager, vorzugsweise aus Kunststoff, verwendet, welches am Flansch des bewegten Kontaktes befestigt ist.
-
Das Führungslager wird häufig über ein separates Teil, eine Lagerkappe, befestigt. Die Lagerkappe wird während des Lötprozesses am Flansch des bewegten Kontaktes angelötet und dient als Aufnahme für das Lager. Nach Einsetzen des Kunststofflagers wird bspw. der obere Rand der Lagerkappe umgelegt, um das Lager zu befestigen. Es sind auch Lösungen bekannt, bei denen eine Art Düse aus dem Flansch gezogen wird, die zur Befestigung des Lagers dient. Weiterhin sind Lager mit bekannt, die bei der Montage in einen arretierten Zustand einschnappen. Hierfür wird das Kunststofflager so gestaltet, das es einrastende Haken enthält, die an der Flanschöffnung einrasten können.
-
Das Betreiben von Vakuumschalteinrichtungen bzw. Vakuumschaltröhren in einer Umgebung mit erhöhtem Druck, z.B. bei Einsatz innerhalb eines mit einem elektrischen Isoliergas unter Überdruck (z.B. über 1,3 bar absoluter Druck) befüllten Behälters (z.B. in einer gasisolierten Schaltanlage), kann zu einer Reduzierung der mechanischen Lebensdauer der Vakuumschaltröhre in der Anwendung führen. Die Lebensdauer eines Metallfaltenbalgs hängt nicht nur von geometrischen Einflüssen ab, sondern auch von Umgebungsfaktoren wie Druck und Temperatur abhängt.
-
Bei erhöhtem Druck wird die Balglebensdauer zusätzlich durch sogenanntes „Säulenknicken“ des Balges herabgesetzt. Dies bedeutet, dass das lamellenartig aufgeworfene Metallblech des Balges durch den Druck z.B. nach innen in Richtung des metallischen beweglichen Kontaktstabes einknickt und beim Schalten mechanisch an diesem reibt. Im Rahmen der Erfindung bezeichnet der Begriff „lamellenartig“ eine Bauform, bei der ein Blech mehrere sog. „Balgwellen“ aufweist, also bei zylindermantelartiger Grundform des Balges sich wellenförmig zwischen einem Außendurchmesser und einem Innendurchmesser des Balges ausbreitende Verwerfungen. Eine Lamelle bezeichnet eine einzelne Balgwelle.
-
In Ausführungen mit einer zylindrischen Hülse (z.B. mit „Teflon“ beschichtet) kommt es zur Reibung zwischen Hülse und Balg. Es kommt zu einseitiger Berührung und damit zu einem stetigen Abrieb bis zum endgültigen Versagen durch Leckage. Ein weiteres Problem ist es, dass die vorgenannte Hülse frei beweglich entlang des Kontaktstabes und kürzer als der mit Lamellen versehene Bereich des Faltenbalgs ausgebildet ist. Durch die mitbewegte Hülse beim Schalten kann es eine Kollision des kreisförmigen Randes der Hülse mit dem Balg geben.
-
Abhängig von bestimmten technischen Parametern kann durch Messungen ein kritischer Druck PK ermittelt werden, bei dem ein Balg bei Beaufschlagung mit diesem Druck ausknickt. Typischerweise kann bei einer Druckbeaufschlagung von über 1,3 bar absolut nicht dauerhaft mit hoher Sicherheit gewährleistet werden, dass es zu keiner Knickbewegung im Balg kommt. Daher ist es sinnvoll, für höhere Drücke nach besonders druckfesten Konstruktionen zu suchen, um eine lange Betriebsdauer sicher zu stellen.
-
Als Lösung schlägt die Druckschrift
DE 10 2017 222 406 A1 vor, eine gegenüber vorherigen Ausführungen verlängerte zylindrische Hülse einzusetzen, die auf dem beweglichen Kontaktstab fixiert ist, den mit Lamellen versehenen Bereich des Faltenbalges auf seiner ganzen Länge gegenüber dem Kontaktstab abstützt und sich außerdem bis zwischen den Kontaktstab und das Führungslager erstreckt.
-
Ferner ist die Druckschrift
US 4,585,913 bekannt, bei der ein Faltenbalg vorgeschlagen wird, der entlang seiner Längsachse Segmente mit Lamellen aufweist, die aus einem dickeren Blech als die rechtlichen Segmente mit Lamellen bestehen. Dies stabilisiert den Faltenbalg gegen ein Einknicken nach Innen in Richtung des beweglichen Kontakts. Ferner wird ein Faltenbalg offenbart, der aus zwei Segmenten besteht, die jeweils an einer Seite an einer frei auf dem Kontaktstab gleitenden Hülse befestigt sind.
-
Ausgehend von bisherigen Vakuumschalteinrichtungen stellt sich an die Erfindung die Aufgabe, eine Vakuumschalteinrichtung anzugeben, die eine lange Betriebsdauer auch bei vergleichsweise hohen Umgebungsdrücken ermöglicht.
-
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch eine Vakuumschalteinrichtung gemäß Anspruch 1.
-
Das Gehäuse weist beispielsweise einen metallischen Deckel und eine metallischen Deckel auf, die mit einem zylindermantelförmig ausgebildeten Keramik-Isolierkörper (z.B. aus Aluminiumoxid) verbunden sind. Das Innere des Gehäuses ist evakuiert.
-
Ein Faltenbalg ist ein wellenförmig nach Art einer Ziehharmonika aufgeworfenes Bauteil, das mit geringem mechanischen Widerstand zusammenpressbar und wieder entspannbar und gleichzeitig fluiddicht und lange haltbar ist. Ein Faltenbalg wird z.B. aus einem dünnen Blech gefertigt, dass Lamellen bildet. Eine Lamelle im Sinne der Erfindung ist z.B. eine ringförmig umlaufende Welle mit einem sich verkleinernden und wieder vergrößernden Durchmesser des zylindermantelförmig ausgeformten Bleches des Faltenbalgs. Der Faltenbalg ist im Sinne der Erfindung an dem beweglichen Kontakt befestigt, wenn er direkt an dem beweglichen Kontakt festgelegt ist oder indirekt über ein Zwischenstück wie z.B. eine Balgkappe festgelegt ist. Im letztgenannten Fall ist der Faltenbalg z.B. fluiddicht an der Balgkappe befestigt und diese wiederum fluiddicht an dem beweglichen Kontakt.
-
Ein Flansch ist i.d.R. ein metallischer Verbindungsteil.
-
Ein Führungslager ist ein Bauteil, um den beweglichen Kontakt durch das Gehäuse zu führen. Der bewegliche Kontakt ist typischerweise bolzenartig ausgebildet, so dass das Führungslager einen länglichen Hohlzylinder zur Aufnahme des Bolzens bereitstellt. Das Führungslager wird aus Kostengründen häufig aus Kunststoff hergestellt und beispielsweise per Spritzguss oder spanend geformt. Das Kunststoff-Führungslager wird an dem Flansch z.B. mit einem Blech, das zur Fixierung radial nach innen umgebogen wird, festgelegt.
-
Der Begriff „gleitverschiebar“ bezeichnet im Sinne der Erfindung die Eigenschaft, dass ein Körper nicht festgelegt ist, sondern entlang einer Achse entlang eines anderen Körpers mit geringem Reibungswiderstand verschoben werden kann. Beispielseise gleitet ein Material mit einem geringen Reibungskoeffizienten für Haftreibung und/oder Gleitreibung vergleichsweise leicht auf dem metallischen beweglichen Kontakt, d.h. es wird ein geringer Abrieb verursacht. Beispielsweise hat Polytetrafluorethylen (Handelsname: Teflon) einen geringen Reibungskoeffizienten und kann daher zur Beschichtung von gleitverschiebbar ausgebildeten Komponenten eingesetzt werden.
-
Es ist ein wesentlicher Vorteil, dass mit dem Beabstandungsmittel die Lamellen besonders zuverlässig abstützt sind. Damit wird gegenüber bekannten Vakuumschalteinrichtungen ein Abrieb weiter vermindert und eine Betriebsdauer weiter erhöht. Ferner sind besondere hohe Umgebungsdrücke möglich, wie sie beispielsweise bei Einsatz innerhalb einer gekapselten Gasisolierten Schaltanlage auftreten können.
-
Ein weiterer Vorteil ist es, dass die Vakuumschalteinrichtung zur Anpassung auf höhere Drücke keine äußerliche Veränderung erfährt, die bei der Anbindung oder der Integration in einem Schaltgerät zusätzlich beachtet werden müssten.
-
Ferner ist es ein Vorteil gegenüber der aus dem Stand der Technik bekannten Vakuumschalteinrichtung mit zwischen das Führungslager und den Kontaktstab verlängerter Gleithülse, dass bei der erfindungsgemäßen Vakuumschalteinrichtung die Hülse zur Stabilisierung der Lamellen nicht bei der Montage herausfallen oder versehentlich entfernt werden kann.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vakuumschalteinrichtung ist der Überdruck ein Druck von mindestens 1,25 bar absolut. Der Begriff „bar absolut“ bezeichnet dabei einen absolut messbaren Gasdruck und nicht einen relativen Gasdruck, d.h. 1,25 bar absolut entspricht einem internen Überdruck innerhalb eines gekapselten Gehäuses von 0,25 bar gegenüber dem Atmosphärendruck. Dies Ausgestaltung ist vorteilhaft, weil typischerweise 1,3 bar absolut als Gasdruck in einigen gasisolierten Schaltanlagen eingesetzt wird.
-
Noch mehr bevorzugt ist der Überdruck ein Druck zwischen 1,25 bar absolut und 2,5 bar absolut. Ebenso bevorzugt ist eine besonders druckstabile Ausführung für Drücke zwischen 2,5 bar absolut bis 10 bar absolut.
-
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vakuumschalteinrichtung weist das Beabstandungsmittel eine zwischen dem beweglichen Kontakt und dem Faltenbalg angeordnete Gleithülse auf, die alle Lamellen auf ihrer dem beweglichen Kontakt zugeordneten Innenseite abstützt, wobei die Gleithülse und das Führungslager aneinander festgelegt sind. Dies ist ein Vorteil, weil ein unabgestützter Bereich zwischen Gleithülse und beweglichem Kontakt vermieden wird. Ferner wird die Herstellung vereinfacht.
-
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vakuumschalteinrichtung umgreift eine Balgkappe den Faltenbalg an seinem am beweglichen Kontakt festgelegten Ende, wobei zwischen Balgkappe und beweglichem Kontakt ein Hohlraum zur Aufnahme der Gleithülse ausgebildet ist. Dies ist ein Vorteil, weil die vergleichsweise verlängerte Gleithülse beim Öffnen der Kontakte, d.h. beim Zusammendrücken des Faltenbalgs, in den Hohlraum gleiten kann. Der Hohlraum kann bei im Wesentlichen runder Ausbildung des beweglichen Kontakts z.B. eine zylindermantelartige Form aufweisen, um eine zylindermantelartig ausgebildete Gleithülse aufzunehmen.
-
Die Länge des Hohlraums zur Aufnahme der Gleithülse kann dabei in dieser Ausführungsform und auch den folgenden Ausführungsformen derart auf den maximalen Hub des beweglichen Kontakts abgestimmt werden, dass die Hülse im Normalbetrieb ohne Anschlagen in den Hohlraum gleiten kann. Beträgt der Normalhub z.B. 10mm für einem Schaltvorgang, so kann sicherheitshalber eine Länge von 12 mm für den Hohlraum vorgesehen werden, bevorzugt mit noch größerer Sicherheitsmarge eine Länge von 16 mm.
-
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vakuumschalteinrichtung sind die Gleithülse und das Führungslager einstückig ausgebildet. Dies ist ein Vorteil, weil sich die Herstellung vereinfacht. Beispielsweise können Gleithülse und Führungslager durch Spritzguss aus Kunststoff oder durch spanende Bearbeitung einstückig hergestellt werden.
-
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vakuumschalteinrichtung weist das Beabstandungsmittel eine zwischen dem beweglichen Kontakt und dem Faltenbalg angeordnete Gleithülse auf, die mittels einer ersten Federeinrichtung beim Bewegen des beweglichen Kontakts derart platziert wird, dass sie die Lamellen in einem erwarteten Einknickbereich abstützt. Es kann beispielsweise eine Federeinrichtung mit einer Spiralfeder eingesetzt werden, die den beweglichen Kontakt an seinem Umfang umgreift. Ein erwarteter Einknickbereich ist z.B. ein mittig angeordneter Längsabschnitt auf dem Faltenbalg, in dem erfahrungsgemäß typischerweise ein Einknicken mit großem Abrieb am beweglichen Kontakt auftreten könnte. Außerhalb des Einknickbereichs, also z.B. an einem Randbereich des Federbalges, bietet die Federeinrichtung zumindest einen gewissen Schutz gegen ein Einknicken und einen Abrieb.
-
Die Zwangsplatzierung mittels der Federeinrichtung ist ein Vorteil, weil einerseits die Lamellen des Federbalges abgestützt werden und andererseits die Federeinrichtung beim Öffnen der Kontakte die resultierende Längenverkürzung aufnehmen kann. In dieser Ausführungsform kann der eingangs erläuterte Hohlraum für die Gleithülse also entfallen.
-
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vakuumschalteinrichtung ist die erste Federeinrichtung an dem dem Führungslager zugewandten Ende der Gleithülse angeordnet.
-
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vakuumschalteinrichtung ist die erste Federeinrichtung zwischen dem Führungslager und dem beweglichen Kontakt angeordnet. Dies ist ein Vorteil, weil die Federeinrichtung im Zwischenraum zwischen dem Führungslager und dem Kontakt besonders einfach festgelegt werden kann.
-
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vakuumschalteinrichtung ist eine zweite Federeinrichtung an dem dem Führungslager abgewandten Ende der Gleithülse angeordnet. Dies ist ein Vorteil, weil mittels der zweiten Federeinrichtung insbesondere in Wechselwirkung mit der ersten Federeinrichtung eine besonders gute Zwangsplatzierung der Gleithülse erreicht wird.
-
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vakuumschalteinrichtung weist das Beabstandungsmittel eine zwischen dem beweglichen Kontakt und dem Faltenbalg angeordnete Gleithülse auf, die alle Lamellen auf ihrer dem beweglichen Kontakt zugeordneten Innenseite abstützt, und eine Balgkappe umgreift den Faltenbalg an seinem am beweglichen Kontakt festgelegten Ende, wobei zwischen Balgkappe und beweglichem Kontakt ein Hohlraum zur Aufnahme der Gleithülse ausgebildet ist, und zwischen dem Führungslager und dem beweglichen Kontakt ein Hohlraum zur Aufnahme der Gleithülse ausgebildet ist.
-
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vakuumschalteinrichtung weist das Beabstandungsmittel zwei zwischen dem beweglichen Kontakt und dem Faltenbalg angeordnete Gleithülsen auf, die in einem Überlappungsbereich ineinander schiebbar ausgebildet sind und an ihren jeweiligen dem Überlappungsbereich abgewandten Ende festgelegt sind.
-
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vakuumschalteinrichtung weist das Beabstandungsmittel zwei zwischen dem beweglichen Kontakt und dem Faltenbalg angeordnete Gleithülsen auf, die in einem Überlappungsbereich ineinander schiebbar ausgebildet sind, wobei dem Überlappungsbereich eine dritte Federeinrichtung zugeordnet ist, die die beiden Gleithülsen auseinanderdrückt.
-
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vakuumschalteinrichtung weist mindestens eine Gleithülse an mindestens einem Ende einen sich zum Ende hin verjüngenden Bereich auf, so dass im verjüngenden Bereich im Querschnitt eine Abschrägung in Richtung des beweglichen Kontakts ausgebildet ist.
-
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vakuumschalteinrichtung weist das Beabstandungsmittel Dichtmittel auf, die einen evakuierten Hohlraum zwischen dem Faltenbalg und dem beweglichen Kontakt abdichten. Bei dieser Ausführungsform ist also im Gegensatz zu den anderen Ausführungsformen der Erfindung der evakuierte Bereich „innen“, d.h. zwischen Faltenbalg und Kontakt, angeordnet. Dieser Bauform liegt die überraschende Beobachtung aus Messreihen zugrunde, dass ein Faltenbalg, der außen mit einem höheren Druck beaufschlagt ist als innen, stabiler ist (d.h. weniger zum Einknicken neigt). Der Faltenbalg ist in dieser Bauform an seinem dem Führungslager abgewandten Ende nicht mehr an dem beweglichen Kontakt festgelegt, sondern vielmehr ortsfest am Gehäuse. Am dem Führungslager zugewandten Ende des Faltenbalgs ist der Faltenbalg dafür jedoch am beweglichen Kontakt festgelegt. Zur weiteren Verbesserung der Konstruktion kann eine Gleithülse vorgesehen werden, die anders als bisher nicht zwischen dem Faltenbalg und dem beweglichen Kontakt liegt, sondern zwischen dem Faltenbalg und der Balgkappe.
-
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vakuumschalteinrichtung weist das Führungslager eine Verdrehungssicherung auf, die ein Verdrehen eines zylinderförmig ausgebildeten beweglichen Kontakts verhindert. Dies ist ein wesentlicher Vorteil der Erfindung gegenüber der aus der Druckschrift
DE 10 2017 222 406 A1 bekannten Konstruktion, bei der die Gleithülse sich zwischen dem Führungslager und dem Kontakt hindurch erstreckt und damit keine Verdrehsicherung vorgesehen werden kann, weil sich Führungslager und Kontakt nicht direkt berühren. Beispielsweise kann die Verdrehsicherung mindestens einen Vorsprung an der dem Kontakt zugewandten Innenseite des Führungslager aufweisen, der in mindestens eine komplementär geformte Ausnehmung im Kontakt eingreift. Beispielsweise kann die Ausnehmung als Längsrille oder Nut im beweglichen Kontakt vorgesehen sein.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vakuumschalteinrichtung ist die Vakuumschalteinrichtung für Mittelspannung ausgebildet. Mittelspannung ist im Sinne der Erfindung durch eine elektrische Spannung zwischen 1 kV und 52 kV gekennzeichnet.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vakuumschalteinrichtung ist die Vakuumschalteinrichtung für Hochspannung ausgebildet. Hochspannung ist im Sinne der Erfindung durch eine elektrische Spannung über 52 kV gekennzeichnet.
-
Zu besseren Erläuterung der Erfindung zeigen in stark vereinfachter und schematischer Darstellung die
- 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung, und
- 2 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung, und
- 3 ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung, und
- 4 ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung, und
- 5 ein fünftes Ausführungsbeispiel der Erfindung, und
- 6 ein sechstes Ausführungsbeispiel der Erfindung.
-
Die 1 zeigt eine erfindungsgemäße Vakuumschalteinrichtung 1 mit einem zylindermantelförmigen Keramikgehäuse 2, das mit einem Boden bzw. Flansch 3 und einem Flansch 8 bzw. Deckel verschlossen ist. Im Inneren des Gehäuses 2, 3, 8 liegt ein evakuierter Bereich 9 vor. Am Flansch 3 ist ein Festkontakt 4, 5 mit einem Kontaktstab 4 und einer Kontaktscheibe 5 vorgesehen.
-
Ein beweglicher Kontakt 6,7 mit einer Kontaktscheibe 6 und einem Kontaktstab 7 ist gleitverschiebbar durch das Gehäuse 2,3,8 nach Außen geführt. Zur Sicherstellung der Fluiddichtigkeit ist ein Metallfaltenbalg 11 mit Lamellen vorgesehen, der einerseits an dem Flansch 8 und andererseits an einer Abschirmung 13 befestigt ist, die auch als Balgkappe 13 bezeichnet wird. Die Balgkappe 13 stellt eine fluiddichte Verbindung mit dem Kontaktstab 7 her. In diesem Fall ist der Metallfaltenbalg 11 nicht direkt auf dem verschiebbaren beweglichen Kontaktstab 7 festgelegt, sondern indirekt über die Balgkappe 13. Im Sinne der Erfindung entspricht dies jedoch einer Befestigung an dem beweglichen Kontakt 7, d.h. eine indirekte Befestigung ist stets mitgemeint, wenn es im Rahmen der Erfindung heißt, dass der Metallfaltenbalg 11 am beweglichen Kontakt 6,7 befestigt ist.
-
Um den beweglichen Kontaktstab 7 gleitverschiebbar zu führen, ist außerhalb des Gehäuses 2,3,8 am Flansch 8 ein Führungslager 14 vorgesehen, das erfindungsgemäß in Richtung des Festkontakts 4, 5 derart verlängert ist, dass ein Beabstandungsmittel 10 ausgebildet ist, in dem der bewegliche Kontaktstab 7 gleitverschiebbar geführt ist. Das Beabstandungsmittel 10 und das Führungslager 14 sind in dieser Ausführungsform einstückig aus Kunststoff gefertigt. Um ein Zusammendrücken des Faltenbalgs beim Ausbilden einer Trennstrecke bzw. Schaltstrecke, d.h. beim Herausziehen des beweglichen Kontakts 6, 7 aus dem Gehäuse, ist zwischen dem beweglichen Kontaktstab 7 und der Balgkappe 13 ein Hohlraum 12 zur Aufnahme des Beabstandungsmittels 10 bzw. der Gleithülse vorgesehen.
-
Durch die erfindungsgemäße Bauform ist sichergestellt, dass alle Lamellen des Metallfaltenbalgs 11 mittels des Beabstandungsmittels 10 abgestützt sind und nicht auf den beweglichen Kontaktstab 7 drücken können. Dies ist gewährleistet, selbst wenn die Vakuumschalteinrichtung 1 in einer Situation betrieben wird, in der sie von außen mit einem Überdruck von mindestens 1,25 bar beaufschlagt ist. In diesem Beispiel ist das Beabstandungsmittel 10 gewissermaßen als eine zwischen dem beweglichen Kontaktstab 7 und dem Faltenbalg 11 angeordnete Gleithülse 10 ausgebildet, die an dem Führungslager 14 festgelegt ist.
-
Die 2 zeigt eine andere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Beabstandungsmittels 10, das zwar wie in 1 einstückig mit dem Führungslager 14 ausgebildet ist, jedoch an seinem dem beweglichen Kontakt zugewandten Ende einen sich zum Ende hin verjüngenden Bereich 15 aufweist, so dass im verjüngenden Bereich 15 im Querschnitt eine Abschrägung in Richtung des beweglichen Kontakts ausgebildet ist.
-
Die 3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei in dieser Figur und in den weiteren Figuren jeweils nur ein Detailausschnitt der Vakuumschalteinrichtung 1 abgebildet ist. Dabei ist der bewegliche Kontaktstab 7 angedeutet, wobei alle gezeigten Elemente im Querschnitt auch spiegelsymmetrisch auf der anderen Seite des beweglichen Kontaktstabs 7 dazu gedacht werden können.
-
Die dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von der in der 1 dargestellten ersten Ausführungsform dadurch, dass das Führungslager 14 und das Beabstandungsmittel 10 bzw. die Gleithülse 10 zweistückig ausgebildet sind. Dabei ist zusätzlich zu dem Hohlraum 12 zwischen Balgkappe 13 und beweglichem Kontaktstab 7 auch im Bereich des Führungslagers 14 zwischen dem Führungslager 14 und dem beweglichen Kontaktstab 7 ein zweiter Hohlraum 31 ausgebildet. Die beiden Hohlräume 12, 31 dienen der Aufnahme der Gleithülse 10 beim Schalten in den offenen Zustand der Vakuumschalteinrichtung 1.
-
Die 4 zeigt eine vierte Ausführungsform, bei der in dem Hohlraum 16 zwischen Führungslager 14 und beweglichem Kontakt 7 eine erste Federeinrichtung 17 angeordnet ist. Diese drückt die Gleithülse 10 in Richtung des Festkontakts auf die Balgkappe 13. Dadurch wird beim Bewegen des beweglichen Kontaktstabs 7 die Gleithülse 10 derart platziert, dass sie die Lamellen in einem erwarteten Einknickbereich 30 abstützt. Der erwartete Einknickbereich 30 ist ein Bereich, in dem erfahrungsgemäß besonders häufig ein Einknicken des Metallfaltenbalgs 11 in Richtung des beweglichen Kontaktstabs 7 zu erwarten ist.
-
Die 5 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel, bei dem im Gegensatz zu 4 auch in einem Hohlraum 20 zwischen der Balgkappe 13 und dem beweglichen Kontaktstab 7 eine zweite Federeinrichtung 21 angeordnet ist. Diese Ausführungsform stellt eine weiterverbesserte Zwangsplatzierung der Gleithülse 10 mittels der ersten und der zweiten Federeinrichtung 17,21 dar. Dabei stellen auch die beiden Federeinrichtungen 17, 21 sicher, dass der Metallfaltenbalg 11 nicht in Richtung des beweglichen Kontaktstabs 7 unter Ausbildung eines unzulässigen Abriebs einknicken kann.
-
Die 6 zeigt ein sechstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vakuumschalteinrichtung 1, bei der im Gegensatz zu allen anderen Ausführungsbeispielen gemäß der 1 bis 5 der Bereich zwischen dem Gehäuse 2 und dem Metallfaltenbalg 10 nicht evakuiert ist, sondern teilweise mit einem Gas 26 mit dem Umgebungsgasdruck befüllt ist. Im Gegensatz dazu ist der Bereich zwischen dem beweglichen Kontakt 7 und dem Metallfaltenbalg 11 mittels Dichtmitteln 25, 28 derart fluiddicht abgeschlossen, dass dieser Bereich evakuiert gehalten werden kann. Der Faltenbalg 11 ist in dieser Bauform einerseits mit seinem dem Festkontakt zugewandten Ende am Gehäuse und andererseits mit seinem dem Festkontakt abgewandten Ende an dem beweglichen Kontakt 7festgelegt. Beim Öffnen der Schalteinrichtung wird der bewegliche Kontakt 7 aus dem Gehäuse herausgezogen und der Faltenbalg 11 gestreckt, wobei der am Dichtmittel 15 festgelegte Federbalg entlang in Richtung Führungslager 14 mitgenommen werden kann, was in der 6 mit dem Pfeil 29 angedeutet wird.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102017222406 A1 [0010, 0038]
- US 4585913 [0011]
