DE102022212236A1 - Connecting device for connecting two housing parts of a housing of an electrical system - Google Patents

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Jakob Mende
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verbindungsvorrichtung (3) zum Verbinden eines ersten Gehäuseteils (5) und eines zweiten Gehäuseteils (7) eines Gehäuses (1) einer elektrischen Anlage. Die Verbindungsvorrichtung (3) umfasst einen ersten Verbindungsteil (9) mit mindestens einem Verbindungsbereich (23), in dem der erste Verbindungsteil (9) kraft- und/oder stoffschlüssig mit dem ersten Gehäuseteil (5) verbindbar ist, und einen zweiten Verbindungsteil (10), der durch mindestens einen ersten Zuganker (19) mit dem ersten Verbindungsteil (9) verbunden ist und direkt oder indirekt mit dem zweitem Gehäuseteil (7) verbindbar ist. Der erste Verbindungsteil (9) weist wenigstens eine Kraftverteilungsausnehmung (41) auf, durch die über den mindestens einen ersten Zuganker (19) auf den ersten Verbindungsteil (9) wirkende Kräfte gleichmäßiger in dem ersten Verbindungsteil (9) verteilt werden als ohne die Kraftverteilungsausnehmung (41).

Figure DE102022212236A1_0000
The invention relates to a connecting device (3) for connecting a first housing part (5) and a second housing part (7) of a housing (1) of an electrical system. The connecting device (3) comprises a first connecting part (9) with at least one connecting region (23) in which the first connecting part (9) can be connected to the first housing part (5) in a force-locking and/or material-locking manner, and a second connecting part (10) which is connected to the first connecting part (9) by at least one first tie rod (19) and can be connected directly or indirectly to the second housing part (7). The first connecting part (9) has at least one force distribution recess (41) through which forces acting on the first connecting part (9) via the at least one first tie rod (19) are distributed more evenly in the first connecting part (9) than without the force distribution recess (41).
Figure DE102022212236A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbindungsvorrichtung zum Verbinden zweier Gehäuseteile einer elektrischen Anlage, insbesondere einer gasisolierten Schaltanlage.The invention relates to a connecting device for connecting two housing parts of an electrical system, in particular a gas-insulated switchgear.

Eine gasisolierte Schaltanlage weist ein mit einem Isoliergas gefülltes Kapselungsgehäuse auf. Temperaturschwankungen, beispielsweise Erwärmungen durch elektrische Ströme, die in elektrischen Leitern der Schaltanlage fließen, bewirken Wärmedehnungen des Kapselungsgehäuses. Diese Wärmedehnungen führen wiederum zu Spannungen in dem Kapselungsgehäuse, die das Kapselungsgehäuse verformen und beschädigen können. Das Kapselungsgehäuse weist häufig mehrere Gehäuseteile auf, insbesondere wenn die Schaltanlage mehrere Schaltfelder aufweist. Benachbarte Gehäuseteile sind dabei gasdicht miteinander verbunden. Zum Verbinden zweier benachbarter Gehäuseteile wird häufig eine Verbindungsvorrichtung von der Art eines Kompensators verwendet, um Relativbewegungen und Wärmedehnungen der Gehäuseteile zu kompensieren. Die Verbindungsvorrichtung ist in der Regel mit wenigstens einem Gehäuseteil kraftschlüssig, beispielsweise durch Schraubverbindungen, und/oder stoffschlüssig, beispielsweise durch Schweißverbindungen, verbunden. Diese kraft- oder formschlüssigen Verbindungen können bei Relativbewegungen und Wärmedehnungen der Gehäuseteile belastet werden und müssen für diese Belastungen ausgelegt sein.A gas-insulated switchgear has an encapsulation housing filled with an insulating gas. Temperature fluctuations, for example heating caused by electrical currents flowing in electrical conductors of the switchgear, cause thermal expansion of the encapsulation housing. This thermal expansion in turn leads to stresses in the encapsulation housing, which can deform and damage the encapsulation housing. The encapsulation housing often has several housing parts, particularly if the switchgear has several switch panels. Adjacent housing parts are connected to one another in a gas-tight manner. To connect two adjacent housing parts, a connecting device such as a compensator is often used to compensate for relative movements and thermal expansion of the housing parts. The connecting device is usually connected to at least one housing part in a force-fitting manner, for example by screw connections, and/or in a material-fitting manner, for example by welded connections. These force-fitting or form-fitting connections can be loaded by relative movements and thermal expansion of the housing parts and must be designed for these loads.

WO 2009/147120 A1 offenbart eine Anordnung mit einem Kapselungsgehäuse, die zwei relativ zueinander linear bewegbare Rohrabschnitte aufweist. Die Rohrabschnitte begrenzen teilweise ein variables Kapselungsvolumen. Ein Kanal verbindet das Kapselungsvolumen mit einem umgekehrt proportional zu einer Volumenänderung des Kapselungsvolumens veränderbaren Kompensationsvolumen. Durch ihre Bewegbarkeit wirken die Rohrabschnitte als Dehnungsausgleichselemente, die Spannungen in dem Kapselungsgehäuse reduzieren. Durch die Relativbewegungen der Rohrabschnitte ändert sich jedoch das Kapselungsvolumen. Durch das Kompensationsvolumen, das umgekehrt proportional zu der Volumenänderung des Kapselungsvolumens veränderlich ist, kann der Druck im Innern des Kapselungsgehäuses trotz der Änderung des Kapselungsvolumens annähernd konstant gehalten werden. Allerdings erfordert die relative Bewegbarkeit der Rohrabschnitte entsprechende Dichtungen zwischen den Rohrabschnitten. WO 2009/147120 A1 discloses an arrangement with an encapsulation housing, which has two pipe sections that can be moved linearly relative to one another. The pipe sections partially delimit a variable encapsulation volume. A channel connects the encapsulation volume to a compensation volume that can be changed inversely proportional to a change in the volume of the encapsulation volume. Due to their mobility, the pipe sections act as expansion compensation elements that reduce stresses in the encapsulation housing. However, the relative movements of the pipe sections change the encapsulation volume. Due to the compensation volume, which can be changed inversely proportional to the change in the volume of the encapsulation volume, the pressure inside the encapsulation housing can be kept approximately constant despite the change in the encapsulation volume. However, the relative mobility of the pipe sections requires corresponding seals between the pipe sections.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Verbindungsvorrichtung zum Verbinden zweier Gehäuseteile eines Gehäuses einer elektrischen Anlage, insbesondere einer gasisolierten Schaltanlage, anzugeben.The invention is based on the object of specifying an improved connecting device for connecting two housing parts of a housing of an electrical system, in particular a gas-insulated switchgear.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Verbindungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Gehäuse einer elektrischen Anlage mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst.The object is achieved according to the invention by a connecting device having the features of claim 1 and a housing of an electrical system having the features of claim 12.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the subclaims.

Eine erfindungsgemäße Verbindungsvorrichtung zum Verbinden eines ersten Gehäuseteils und eines zweiten Gehäuseteils eines Gehäuses einer elektrischen Anlage umfasst

  • - einen ersten Verbindungsteil mit mindestens einem Verbindungsbereich, der eingerichtet ist, kraft- und/oder stoffschlüssig mit dem ersten Gehäuseteil verbunden zu werden, und
  • - einen zweiten Verbindungsteil, der durch mindestens einen ersten Zuganker mit dem ersten Verbindungsteil verbunden ist und eingerichtet ist, direkt oder indirekt mit dem zweitem Gehäuseteil verbunden zu werden, wobei
  • - der erste Verbindungsteil wenigstens eine Kraftverteilungsausnehmung aufweist, durch die über den mindestens einen Zuganker auf den ersten Verbindungsteil wirkende Kräfte gleichmäßiger in dem ersten Verbindungsteil verteilt werden als ohne die Kraftverteilungsausnehmung.
A connecting device according to the invention for connecting a first housing part and a second housing part of a housing of an electrical system comprises
  • - a first connecting part with at least one connecting region which is designed to be connected to the first housing part in a force-fitting and/or material-fitting manner, and
  • - a second connecting part which is connected to the first connecting part by at least one first tie rod and is designed to be connected directly or indirectly to the second housing part, wherein
  • - the first connecting part has at least one force distribution recess, through which forces acting on the first connecting part via the at least one tie rod are distributed more evenly in the first connecting part than without the force distribution recess.

Mit einem Zuganker wird hier jede Art eines Kraftübertragungselementes bezeichnet.A tie rod is used here to describe any type of force transmission element.

Durch die von wenigstens einer Kraftverteilungsausnehmung in dem ersten Verbindungsteil bewirkte gleichmäßigere Kraftverteilung auf diesen Verbindungsteil wirkender Kräfte können insbesondere Verbindungsbereiche entlastet werden, in denen der erste Verbindungsteil kraft- und/oder stoffschlüssig mit dem ersten Gehäuseteil verbindbar ist. Die wenigstens eine Kraftverteilungsausnehmung ermöglicht somit eine konstruktiv wesentlich einfachere und kostengünstigere Entlastung derartiger Verbindungsbereiche als beispielsweise eine Erhöhung der Dicke des ersten Verbindungsteils, eine Erhöhung der Anzahl der Verbindungsbereiche oder eine Erhöhung der Anzahl der Zugankerverbindungen des ersten Verbindungsteils und des zweiten Verbindungsteils. Insbesondere kann durch geeignet ausgebildete und angeordnete Kraftverteilungsausnehmungen eine Entlastung der Verbindungsbereiche erreicht werden, ohne die Abmessungen der Verbindungsvorrichtung oder deren Masse zu vergrößern.The more even distribution of forces acting on the connecting part, caused by at least one force distribution recess in the first connecting part, makes it possible to relieve the load in connection areas in which the first connecting part can be connected to the first housing part in a force-locking and/or material-locking manner. The at least one force distribution recess thus enables a structurally much simpler and more cost-effective relief of such connection areas than, for example, increasing the thickness of the first connecting part, increasing the number of connection areas or increasing the number of tie rod connections of the first connecting part and the second connecting part. In particular, suitably designed and arranged force distribution recesses can relieve the load on the connection areas without increasing the dimensions of the connecting device or its mass.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist mindestens eine Kraftverteilungsausnehmung zwischen einem Verbindungsbereich und einem Zugankerkopplungsbereich, in dem der erste Verbindungsteil mit einem ersten Zuganker verbunden ist, angeordnet. Beispielsweise ist mindestens eine Kraftverteilungsausnehmung zwischen einem Zugankerkopplungsbereich und dem diesem Zugankerkopplungsbereich nächstgelegenen Verbindungsbereich angeordnet. Diese Ausgestaltung der Erfindung berücksichtigt, dass die Anordnung einer Kraftverteilungsausnehmung zwischen einem Zugankerkopplungsbereich und einem Verbindungsbereich diesen Verbindungsbereich entlastet, indem sie Kräfte beispielsweise auf diesen Verbindungsbereich und ihm benachbarte Verbindungsbereiche verteilt.In one embodiment of the invention, at least one force distribution recess is between a connection area and a tie rod coupling area in which the first connection part is connected to a first tie rod. For example, at least one force distribution recess is arranged between a tie rod coupling area and the connection area closest to this tie rod coupling area. This embodiment of the invention takes into account that the arrangement of a force distribution recess between a tie rod coupling area and a connection area relieves this connection area by distributing forces, for example, to this connection area and adjacent connection areas.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist mindestens ein Verbindungsbereich eine Verbindungsausnehmung für eine Schraube auf, durch die der erste Verbindungsteil kraftschlüssig mit dem ersten Gehäuseteil verbindbar ist. Diese Ausgestaltung der Erfindung richtet sich also auf eine Verbindungsvorrichtung, deren erster Verbindungsteil durch Schraubverbindungen mit dem ersten Gehäuseteil verbunden wird.In a further embodiment of the invention, at least one connection area has a connection recess for a screw, through which the first connection part can be connected to the first housing part in a force-fitting manner. This embodiment of the invention is therefore directed to a connection device whose first connection part is connected to the first housing part by screw connections.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Verbindungsvorrichtung eine Faltenbalganordnung auf, die eingerichtet ist, die beiden Gehäuseteile gasdicht zu verbinden. Diese Ausgestaltung der Erfindung zielt insbesondere auf die Verbindung zweier Gehäuseteile eines Kapselungsgehäuses einer gasisolierten Schaltanlage. Die Faltenbalganordnung ermöglicht eine gasdichte Verbindung der beiden Gehäuseteile nach Art eines Kompensators, der Relativbewegungen und Wärmedehnungen der Gehäuseteile kompensiert.In a further embodiment of the invention, the connecting device has a bellows arrangement which is designed to connect the two housing parts in a gas-tight manner. This embodiment of the invention is aimed in particular at connecting two housing parts of an encapsulation housing of a gas-insulated switchgear. The bellows arrangement enables a gas-tight connection of the two housing parts in the manner of a compensator which compensates for relative movements and thermal expansion of the housing parts.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Verbindungsvorrichtung einen dritten Verbindungsteil und einen vierten Verbindungsteil auf, wobei

  • - der dritte Verbindungsteil zwischen dem ersten Verbindungsteil und dem zweiten Verbindungsteil angeordnet ist, der zweite Verbindungsteil zwischen dem dritten Verbindungsteil und dem vierten Verbindungsteil angeordnet ist und der vierte Verbindungsteil eingerichtet ist, mit dem zweiten Gehäuseteil verbunden zu werden, und wobei
  • - die Faltenbalganordnung einen ersten Faltenbalg, einen zweiten Faltenbalg und einen dritten Faltenbalg aufweist, wobei
  • - der erste Faltenbalg zwischen dem ersten Verbindungsteil und dem dritten Verbindungsteil angeordnet und mit dem ersten Verbindungsteil und dem dritten Verbindungsteil jeweils gasdicht verbunden ist,
  • - der zweite Faltenbalg zwischen dem dritten Verbindungsteil und dem zweiten Verbindungsteil angeordnet und mit dem dritten Verbindungsteil und dem zweiten Verbindungsteil jeweils gasdicht verbunden ist, und
  • - der dritte Faltenbalg zwischen dem zweiten Verbindungsteil und dem vierten Verbindungsteil angeordnet und mit dem zweiten Verbindungsteil und dem vierten Verbindungsteil jeweils gasdicht verbunden ist. Vorzugsweise weist der zweite Faltenbalg einen größeren Innendurchmesser als der erste Faltenbalg und der dritte Faltenbalg auf. Beispielsweise ist das Quadrat eines Innendurchmessers des zweiten Faltenbalgs wenigstens annähernd gleich der Summe der Quadrate eines Innendurchmessers des ersten Faltenbalgs und eines Innendurchmessers des dritten Faltenbalgs. Der dritte Verbindungsteil und der vierte Verbindungsteil sind beispielsweise starr, insbesondere durch mindestens einen zweiten Zuganker, verbunden.
In a further embodiment of the invention, the connecting device has a third connecting part and a fourth connecting part, wherein
  • - the third connecting part is arranged between the first connecting part and the second connecting part, the second connecting part is arranged between the third connecting part and the fourth connecting part and the fourth connecting part is arranged to be connected to the second housing part, and wherein
  • - the bellows arrangement comprises a first bellows, a second bellows and a third bellows, wherein
  • - the first bellows is arranged between the first connecting part and the third connecting part and is connected to the first connecting part and the third connecting part in a gas-tight manner,
  • - the second bellows is arranged between the third connecting part and the second connecting part and is connected to the third connecting part and the second connecting part in a gas-tight manner, and
  • - the third bellows is arranged between the second connecting part and the fourth connecting part and is connected to the second connecting part and the fourth connecting part in a gas-tight manner. The second bellows preferably has a larger inner diameter than the first bellows and the third bellows. For example, the square of an inner diameter of the second bellows is at least approximately equal to the sum of the squares of an inner diameter of the first bellows and an inner diameter of the third bellows. The third connecting part and the fourth connecting part are connected, for example, rigidly, in particular by at least one second tie rod.

Die vorgenannten Ausgestaltungen der Erfindung realisieren eine Ausführung der Verbindungsvorrichtung als ein Kompensator mit drei hintereinander angeordneten Faltenbälgen. Wenn sich, im Fall einer starren Verbindung des dritten Verbindungsteils und des vierten Verbindungsteils, der Abstand des ersten Verbindungsteils und des vierten Verbindungsteils beispielsweise vergrößert, vergrößern sich die von den beiden äußeren Faltenbälgen (dem ersten Faltenbalg und dem dritten Faltenbalg) umschlossenen Volumina, während sich das von dem mittleren (zweiten) Faltenbalg umschlossene Volumen verringert. Durch eine Verbindung dieser Volumina kann somit ein Druckausgleich zwischen diesen Volumina erreicht werden. Um den Druck dabei möglichst konstant zu halten, weist der mittlere Faltenbalg vorzugsweise einen größeren Innendurchmesser als die beiden äußeren Faltenbälge auf.The aforementioned embodiments of the invention implement an embodiment of the connecting device as a compensator with three bellows arranged one behind the other. If, in the case of a rigid connection of the third connecting part and the fourth connecting part, the distance between the first connecting part and the fourth connecting part increases, for example, the volumes enclosed by the two outer bellows (the first bellows and the third bellows) increase, while the volume enclosed by the middle (second) bellows decreases. By connecting these volumes, pressure equalization between these volumes can thus be achieved. In order to keep the pressure as constant as possible, the middle bellows preferably has a larger inner diameter than the two outer bellows.

Um von den Faltenbälgen umschlossene Volumina miteinander zu verbinden, weist bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung der dritte Verbindungsteil mindestens eine Durchgangsausnehmung auf, die ein von dem ersten Faltenbalg umschlossenes Volumen mit einem von dem zweiten Faltenbalg umschlossenen Volumen verbindet. Entsprechend weist bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung der zweite Verbindungsteil mindestens eine Durchgangsausnehmung auf, die ein von dem zweiten Faltenbalg umschlossenes Volumen mit einem von dem dritten Faltenbalg umschlossenen Volumen verbindet.In order to connect volumes enclosed by the bellows to one another, in a further embodiment of the invention the third connecting part has at least one through-hole which connects a volume enclosed by the first bellows with a volume enclosed by the second bellows. Accordingly, in a further embodiment of the invention the second connecting part has at least one through-hole which connects a volume enclosed by the second bellows with a volume enclosed by the third bellows.

Um von Faltenbälgen und Gehäuseteilen umschlossene Volumina miteinander zu verbinden, weist bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung der erste Verbindungsteil mindestens eine Durchgangsausnehmung auf, die eingerichtet ist, ein von dem ersten Faltenbalg umschlossenes Volumen mit einem von dem ersten Gehäuseteil umschlossenen Volumen zu verbinden. Entsprechend weist bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung der vierte Verbindungsteil mindestens eine Durchgangsausnehmung auf, die eingerichtet ist, ein von dem dritten Faltenbalg umschlossenes Volumen mit einem von dem zweiten Gehäuseteil umschlossenen Volumen zu verbinden.In order to connect volumes enclosed by bellows and housing parts, in a further embodiment of the invention the first connecting part has at least one through-hole which is designed to connect a volume enclosed by the first bellows with a volume enclosed by the first housing part. Accordingly, in a further embodiment of the invention, the fourth connecting part has at least one through-hole which is designed to connect a volume enclosed by the third bellows with a volume enclosed by the second housing part.

Ein erfindungsgemäßes Gehäuse einer elektrischen Anlage umfasst einen ersten Gehäuseteil, einen zweiten Gehäuseteil und eine den ersten Gehäuseteil und den zweiten Gehäuseteil verbindende erfindungsgemäße Verbindungsvorrichtung. Beispielsweise ist die elektrische Anlage eine gasisolierte Schaltanlage.A housing according to the invention of an electrical system comprises a first housing part, a second housing part and a connecting device according to the invention connecting the first housing part and the second housing part. For example, the electrical system is a gas-insulated switchgear.

Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei zeigen:

  • 1 eine teilweise geschnitten dargestellte Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels eines Gehäuses einer elektrischen Anlage mit einem Ausführungsbeispiel einer Verbindungsvorrichtung zum Verbinden zweier Gehäuseteile des Gehäuses,
  • 2 eine Frontansicht der in 1 gezeigten Verbindungsvorrichtung.
The above-described properties, features and advantages of this invention, as well as the manner in which they are achieved, will become clearer and more readily understood in connection with the following description of embodiments, which are explained in more detail in connection with the drawings, in which:
  • 1 a partially sectioned side view of an embodiment of a housing of an electrical system with an embodiment of a connecting device for connecting two housing parts of the housing,
  • 2 a front view of the 1 connecting device shown.

Einander entsprechende Teile sind in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided with the same reference numerals in the figures.

1 (1) zeigt eine teilweise geschnitten dargestellte Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels eines Gehäuses 1 einer elektrischen Anlage mit einem Ausführungsbeispiel einer als ein Kompensator ausgebildeten Verbindungsvorrichtung 3 zum Verbinden eines ersten Gehäuseteils 5 und eines zweiten Gehäuseteils 7 des Gehäuses 1. Dabei ist das Gehäuse 1 nur im Bereich der Verbindungsvorrichtung 3 dargestellt, da die weitere Ausgestaltung des Gehäuses 1 für die Erfindung irrelevant ist. Beispielsweise ist die elektrische Anlage eine gasisolierte Schaltanlage und das Gehäuse 1 ist ein gasdicht ausgebildetes Kapselungsgehäuse. 1 ( 1 ) shows a partially sectioned side view of an embodiment of a housing 1 of an electrical system with an embodiment of a connecting device 3 designed as a compensator for connecting a first housing part 5 and a second housing part 7 of the housing 1. The housing 1 is only shown in the area of the connecting device 3, since the further design of the housing 1 is irrelevant for the invention. For example, the electrical system is a gas-insulated switchgear and the housing 1 is a gas-tight encapsulated housing.

Die Verbindungsvorrichtung 3 umfasst vier Verbindungsteile 9, 10, 11, 12, eine Faltenbalganordnung 13 mit drei Faltenbälgen 15, 16, 17, vier erste Zuganker 19 und vier zweite Zuganker 21. Die Verbindungsteile 9 bis 12 sind beispielsweise jeweils aus einem Druckbehälterstahl gefertigt. Die Faltenbälge 15, 16, 17 sind beispielsweise jeweils aus einem nichtrostenden Edelstahl gefertigt. Die Zuganker 19, 21 sind beispielsweise jeweils aus einem Baustahl gefertigt.The connecting device 3 comprises four connecting parts 9, 10, 11, 12, a bellows arrangement 13 with three bellows 15, 16, 17, four first tie rods 19 and four second tie rods 21. The connecting parts 9 to 12 are each made from a pressure vessel steel, for example. The bellows 15, 16, 17 are each made from a stainless steel, for example. The tie rods 19, 21 are each made from a structural steel, for example.

Ein erster Verbindungsteil 9 ist mit einem zweiten Verbindungsteil 10 über die ersten Zuganker 19 fest verbunden. Jeder erste Zuganker 19 ist mit dem ersten Verbindungsteil 9 und mit dem zweiten Verbindungsteil 10 beispielsweise verschweißt. Die ersten Zuganker 19 verlaufen parallel zueinander zwischen dem ersten Verbindungsteil 9 und dem zweiten Verbindungsteil 10.A first connecting part 9 is firmly connected to a second connecting part 10 via the first tie rods 19. Each first tie rod 19 is welded to the first connecting part 9 and to the second connecting part 10, for example. The first tie rods 19 run parallel to one another between the first connecting part 9 and the second connecting part 10.

Ein dritter Verbindungsteil 11 ist mit einem vierten Verbindungsteil 12 über die zweiten Zuganker 21 fest verbunden. Jeder zweite Zuganker 21 ist mit dem dritten Verbindungsteil 11 und mit dem vierten Verbindungsteil 12 beispielsweise verschweißt. Die zweiten Zuganker 21 verlaufen parallel zueinander zwischen dem dritten Verbindungsteil 11 und dem vierten Verbindungsteil 12.A third connecting part 11 is firmly connected to a fourth connecting part 12 via the second tie rods 21. Every second tie rod 21 is welded to the third connecting part 11 and to the fourth connecting part 12, for example. The second tie rods 21 run parallel to one another between the third connecting part 11 and the fourth connecting part 12.

Der dritte Verbindungsteil 11 ist zwischen dem ersten Verbindungsteil 9 und dem zweiten Verbindungsteil 10 angeordnet. Der zweite Verbindungsteil 10 ist zwischen dem dritten Verbindungsteil 11 und dem vierten Verbindungsteil 12 angeordnet.The third connecting part 11 is arranged between the first connecting part 9 and the second connecting part 10. The second connecting part 10 is arranged between the third connecting part 11 and the fourth connecting part 12.

Ein erster Faltenbalg 15 ist zwischen dem ersten Verbindungsteil 9 und dem dritten Verbindungsteil 11 angeordnet und mit dem ersten Verbindungsteil 9 und dem dritten Verbindungsteil 11 jeweils gasdicht verbunden.A first bellows 15 is arranged between the first connecting part 9 and the third connecting part 11 and is connected to the first connecting part 9 and the third connecting part 11 in a gas-tight manner.

Ein zweiter Faltenbalg 16 ist zwischen dem dritten Verbindungsteil 11 und dem zweiten Verbindungsteil 10 angeordnet und mit dem dritten Verbindungsteil 11 und dem zweiten Verbindungsteil 10 jeweils gasdicht verbunden.A second bellows 16 is arranged between the third connecting part 11 and the second connecting part 10 and is connected to the third connecting part 11 and the second connecting part 10 in a gas-tight manner.

Ein dritter Faltenbalg 17 ist zwischen dem zweiten Verbindungsteil 10 und dem vierten Verbindungsteil 12 angeordnet und mit dem dritten Verbindungsteil 10 und dem vierten Verbindungsteil 12 jeweils gasdicht verbunden.A third bellows 17 is arranged between the second connecting part 10 and the fourth connecting part 12 and is connected to the third connecting part 10 and the fourth connecting part 12 in a gas-tight manner.

Der erste Verbindungsteil 9 ist mit dem ersten Gehäuseteil 5 verbunden. Zu diesem Zweck weist der erste Verbindungsteil 9 mehrere Verbindungsbereiche 23 auf, in denen der erste Verbindungsteil 9 jeweils kraftschlüssig durch eine Schraubverbindung 25 mit dem ersten Gehäuseteil 5 verbunden ist. Jeder Verbindungsbereich 23 weist eine Verbindungsausnehmung 27 auf, die ein Innengewinde für eine Schraube 29 aufweist. Der erste Gehäuseteil 5 weist einen dem ersten Verbindungsteil 9 zugewandten Gehäuseflansch 31 auf, der zu den Verbindungsausnehmungen 27 korrespondierende Gehäuseflanschöffnungen 33 aufweist. Durch jede Gehäuseflanschöffnung 33 ist eine Schraube 29 in eine Verbindungsausnehmung 27 geführt und mit dem Innengewinde der Verbindungsausnehmung 27 verschraubt.The first connecting part 9 is connected to the first housing part 5. For this purpose, the first connecting part 9 has a plurality of connecting areas 23 in which the first connecting part 9 is connected to the first housing part 5 in a force-locking manner by a screw connection 25. Each connecting area 23 has a connecting recess 27 which has an internal thread for a screw 29. The first housing part 5 has a housing flange 31 facing the first connecting part 9, which has housing flange openings 33 corresponding to the connecting recesses 27. Through each A screw 29 is guided into a connecting recess 27 in the housing flange opening 33 and screwed to the internal thread of the connecting recess 27.

Der vierte Verbindungsteil 12 ist kraft- und/oder stoffschlüssig mit dem zweiten Gehäuseteil 7 verbunden. Beispielsweise ist der vierte Verbindungsteil 12 über weitere Schraubverbindungen in ähnlicher Weise mit dem zweiten Gehäuseteil 7 kraftschlüssig verbunden wie der erste Verbindungsteil 9 mit dem ersten Gehäuseteil 5 verbunden ist. Alternativ oder zusätzlich ist der vierte Verbindungsteil 12 mit dem zweiten Gehäuseteil 7 beispielsweise stoffschlüssig über mindestens eine Schweißverbindung verbunden.The fourth connecting part 12 is connected to the second housing part 7 in a force-fitting and/or material-fitting manner. For example, the fourth connecting part 12 is connected to the second housing part 7 in a force-fitting manner via further screw connections in a similar way to how the first connecting part 9 is connected to the first housing part 5. Alternatively or additionally, the fourth connecting part 12 is connected to the second housing part 7 in a material-fitting manner, for example via at least one welded connection.

Um die von den Gehäuseteilen 5, 7 und den Faltenbälgen 15, 16, 17 umschlossenen Volumina miteinander zu verbinden, weist jeder Verbindungsteil 9 bis 12 eine Durchgangsausnehmung 35 auf. Die Durchgangsausnehmung 35 des ersten Verbindungsteils 9 verbindet ein von dem ersten Faltenbalg 15 umschlossenes Volumen mit einem von dem ersten Gehäuseteil 5 umschlossenen Volumen. Die Durchgangsausnehmung 35 des dritten Verbindungsteils 11 verbindet das von dem ersten Faltenbalg 15 umschlossene Volumen mit einem von dem zweiten Faltenbalg 16 umschlossenen Volumen. Die Durchgangsausnehmung 35 des zweiten Verbindungsteils 10 verbindet das von dem zweiten Faltenbalg 16 umschlossene Volumen mit einem von dem dritten Faltenbalg 17 umschlossenen Volumen. Die Durchgangsausnehmung 35 des vierten Verbindungsteils 12 verbindet das von dem dritten Faltenbalg 17 umschlossene Volumen mit einem von dem zweiten Gehäuseteil 7 umschlossenen Volumen. Die Durchgangsausnehmung 35 jedes Verbindungsteils 9 bis 12 ist dabei zentral in dem Verbindungsteil 9 bis 12 ausgebildet, so dass jedes Verbindungsteil 9 bis 12 ringförmig um seine Durchgangsausnehmung 35 ausgebildet ist. In 1 ist nur die Durchgangsausnehmung 35 des ersten Verbindungsteils 9 dargestellt.In order to connect the volumes enclosed by the housing parts 5, 7 and the bellows 15, 16, 17 to one another, each connecting part 9 to 12 has a through-hole 35. The through-hole 35 of the first connecting part 9 connects a volume enclosed by the first bellows 15 with a volume enclosed by the first housing part 5. The through-hole 35 of the third connecting part 11 connects the volume enclosed by the first bellows 15 with a volume enclosed by the second bellows 16. The through-hole 35 of the second connecting part 10 connects the volume enclosed by the second bellows 16 with a volume enclosed by the third bellows 17. The through-hole 35 of the fourth connecting part 12 connects the volume enclosed by the third bellows 17 with a volume enclosed by the second housing part 7. The through-hole 35 of each connecting part 9 to 12 is formed centrally in the connecting part 9 to 12, so that each connecting part 9 to 12 is formed in a ring shape around its through-hole 35. In 1 only the through-hole 35 of the first connecting part 9 is shown.

Der zweite Faltenbalg 16 weist einen größeren Innendurchmesser d2 als der erste Faltenbalg 15 und der dritte Faltenbalg 17 auf. Beispielsweise ist das Quadrat des Innendurchmessers d2 des zweiten Faltenbalgs 16 wenigstens annähernd gleich der Summe der Quadrate eines Innendurchmessers d1 des ersten Faltenbalgs 15 und eines Innendurchmessers d3 des dritten Faltenbalgs 17. Dadurch bleibt das von den Faltenbälgen 15, 16, 17 insgesamt umschlossene Volumen bei einer Relativbewegung der beiden Gehäuseteile 5, 7 im Wesentlichen konstant, so dass auch der Druck eines Gases in dem von den Faltenbälgen 15, 16, 17 insgesamt umschlossenen Volumen bei einer Relativbewegung der beiden Gehäuseteile 5, 7 im Wesentlichen konstant bleibt.The second bellows 16 has a larger inner diameter d2 than the first bellows 15 and the third bellows 17. For example, the square of the inner diameter d2 of the second bellows 16 is at least approximately equal to the sum of the squares of an inner diameter d1 of the first bellows 15 and an inner diameter d3 of the third bellows 17. As a result, the volume enclosed by the bellows 15, 16, 17 as a whole remains essentially constant during a relative movement of the two housing parts 5, 7, so that the pressure of a gas in the volume enclosed by the bellows 15, 16, 17 as a whole also remains essentially constant during a relative movement of the two housing parts 5, 7.

Jeder Faltenbalg 15, 16, 17 ist mit den beiden mit ihm verbundenen Verbindungsteilen 9 bis 12 jeweils beispielsweise verschweißt. 1 zeigt beispielhaft eine Schweißnaht 37 einer Verschweißung des ersten Faltenbalgs 15 mit dem ersten Verbindungsteil 9. Die Schweißnaht 37 verläuft an einer Berandung der Durchgangsausnehmung 35 des ersten Verbindungsteils 9.Each bellows 15, 16, 17 is, for example, welded to the two connecting parts 9 to 12 connected to it. 1 shows, by way of example, a weld seam 37 of a weld between the first bellows 15 and the first connecting part 9. The weld seam 37 runs along an edge of the through-hole 35 of the first connecting part 9.

2 (2) zeigt eine Frontansicht der in 1 gezeigten Verbindungsvorrichtung 3. Jeder erste Zuganker 19 ist in einem Zugankerkopplungsbereich 39 mit dem ersten Verbindungsteil 9 verbunden. Die Zugankerkopplungsbereiche 39 sind gleichmäßig über einen von der Durchgangsausnehmung 35 des ersten Verbindungsteils 9 abgewandten ringförmigen Randbereich des ersten Verbindungsteils 9 verteilt. In diesem Ausführungsbeispiel weist der erste Verbindungsteil 9 zwölf Verbindungsbereiche 23 auf, in denen er jeweils durch eine Schraubverbindung 25 mittels einer Schraube 29 mit dem ersten Gehäuseteil 5 verbunden ist. Die Verbindungsbereiche 23 sind gleichmäßig über einen der Durchgangsausnehmung 35 des ersten Verbindungsteils 9 zugewandten ringförmigen Randbereich des ersten Verbindungsteils 9 verteilt. Zwischen jedem Zugankerkopplungsbereich 39 und dem ihm nächstgelegenen Verbindungsbereich 23 weist der erste Verbindungsteil 9 eine Kraftverteilungsausnehmung 41 auf, die langlochförmig ausgebildet ist mit Längsseiten, die im Wesentlichen senkrecht zu einer Verbindungslinie zwischen dem Zugankerkopplungsbereich 39 und dem ihm nächstgelegenen Verbindungsbereich 23 verlaufen. 2 ( 2 ) shows a front view of the 1 shown connecting device 3. Each first tie rod 19 is connected to the first connecting part 9 in a tie rod coupling region 39. The tie rod coupling regions 39 are evenly distributed over an annular edge region of the first connecting part 9 facing away from the through-hole 35 of the first connecting part 9. In this exemplary embodiment, the first connecting part 9 has twelve connecting regions 23 in each of which it is connected to the first housing part 5 by a screw connection 25 by means of a screw 29. The connecting regions 23 are evenly distributed over an annular edge region of the first connecting part 9 facing the through-hole 35 of the first connecting part 9. Between each tie rod coupling region 39 and the connecting region 23 closest to it, the first connecting part 9 has a force distribution recess 41 which is designed in the shape of an elongated hole with longitudinal sides which run essentially perpendicular to a connecting line between the tie rod coupling region 39 and the connecting region 23 closest to it.

Durch jede Kraftverteilungsausnehmung 41 werden auf den ersten Verbindungsteil 9 wirkende Kräfte gleichmäßiger in dem ersten Verbindungsteil 9 verteilt als ohne die Kraftverteilungsausnehmung 41. 2 zeigt beispielhaft Kraftrichtungen F1 bis F4 von Kräften, die über den in 1 obersten ersten Zuganker 19 in dem ersten Verbindungsteil 9 wirken. Ohne die unterhalb dieses ersten Zugankers 19 angeordnete Kraftverteilungsausnehmung 41 würde eine über diesen ersten Zuganker 19 auf den ersten Verbindungsteil 9 ausgeübte Kraft vornehmlich auf den diesem ersten Zuganker 19 nächstliegenden Verbindungsbereich 23 direkt unter diesem ersten Zuganker 19 wirken. Durch die Kraftverteilungsausnehmung 41 wird diese Kraft jedoch gleichmäßiger aufgeteilt auf Kräfte, die auf diesen Verbindungsbereich 23 wirken und durch die Kraftrichtungen F1, F2 dargestellt sind, und auf Kräfte, die auf die diesem Verbindungsbereich 23 benachbarte Verbindungsbereiche 23 wirken und durch Kraftrichtungen F3, F4 dargestellt sind.Through each force distribution recess 41, forces acting on the first connecting part 9 are distributed more evenly in the first connecting part 9 than without the force distribution recess 41. 2 shows examples of force directions F1 to F4 of forces that exceed the 1 uppermost first tie rod 19 in the first connecting part 9. Without the force distribution recess 41 arranged below this first tie rod 19, a force exerted on the first connecting part 9 via this first tie rod 19 would act primarily on the connection area 23 closest to this first tie rod 19, directly below this first tie rod 19. However, due to the force distribution recess 41, this force is more evenly distributed between forces that act on this connection area 23 and are represented by the force directions F1, F2, and forces that act on the connection areas 23 adjacent to this connection area 23 and are represented by force directions F3, F4.

Um den Zusammenhang der 1 und 2 verständlicher zu machen, wurde in den Figuren dasselbe Koordinatensystem mit kartesischen Koordinaten X, Y, Z eingezeichnet.To understand the connection between 1 and 2 To make it easier to understand, the same coordinate system with Cartesian coordinates X, Y, Z was drawn in the figures.

Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.Although the invention has been illustrated and described in detail by means of preferred embodiments, the invention is not limited to the disclosed examples and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • WO 2009147120 A1 [0003]WO 2009147120 A1 [0003]

Claims (13)

Verbindungsvorrichtung (3) zum Verbinden eines ersten Gehäuseteils (5) und eines zweiten Gehäuseteils (7) eines Gehäuses (1) einer elektrischen Anlage, die Verbindungsvorrichtung (3) umfassend - einen ersten Verbindungsteil (9) mit mindestens einem Verbindungsbereich (23), in dem der erste Verbindungsteil (9) kraft- und/oder stoffschlüssig mit dem ersten Gehäuseteil (5) verbindbar ist, und - einen zweiten Verbindungsteil (10), der durch mindestens einen ersten Zuganker (19) mit dem ersten Verbindungsteil (9) verbunden ist und direkt oder indirekt mit dem zweitem Gehäuseteil (7) verbindbar ist, wobei - der erste Verbindungsteil (9) wenigstens eine Kraftverteilungsausnehmung (41) aufweist, durch die über den mindestens einen ersten Zuganker (19) auf den ersten Verbindungsteil (9) wirkende Kräfte gleichmäßiger in dem ersten Verbindungsteil (9) verteilt werden als ohne die Kraftverteilungsausnehmung (41).Connecting device (3) for connecting a first housing part (5) and a second housing part (7) of a housing (1) of an electrical system, the connecting device (3) comprising - a first connecting part (9) with at least one connecting region (23) in which the first connecting part (9) can be connected to the first housing part (5) in a force-locking and/or material-locking manner, and - a second connecting part (10) which is connected to the first connecting part (9) by at least one first tie rod (19) and can be connected directly or indirectly to the second housing part (7), wherein - the first connecting part (9) has at least one force distribution recess (41) through which forces acting on the first connecting part (9) via the at least one first tie rod (19) are distributed more evenly in the first connecting part (9) than without the force distribution recess (41). Verbindungsvorrichtung (3) nach Anspruch 1, wobei mindestens eine Kraftverteilungsausnehmung (41) zwischen einem Verbindungsbereich (23) und einem Zugankerkopplungsbereich (39), in dem der erste Verbindungsteil (9) mit einem ersten Zuganker (19) verbunden ist, angeordnet ist.Connecting device (3) according to Claim 1 , wherein at least one force distribution recess (41) is arranged between a connecting region (23) and a tie rod coupling region (39) in which the first connecting part (9) is connected to a first tie rod (19). Verbindungsvorrichtung (3) nach Anspruch 1 oder 2, wobei mindestens ein Verbindungsbereich (23) eine Verbindungsausnehmung (27) für eine Schraube (29) aufweist, durch die der erste Verbindungsteil (9) kraftschlüssig mit dem ersten Gehäuseteil (5) verbindbar ist.Connecting device (3) according to Claim 1 or 2 , wherein at least one connecting region (23) has a connecting recess (27) for a screw (29), by means of which the first connecting part (9) can be connected in a force-fitting manner to the first housing part (5). Verbindungsvorrichtung (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer Faltenbalganordnung (13), durch die die beiden Gehäuseteile (5, 7) gasdicht verbindbar sind.Connecting device (3) according to one of the preceding claims with a bellows arrangement (13) by means of which the two housing parts (5, 7) can be connected in a gas-tight manner. Verbindungsvorrichtung (3) nach Anspruch 4 mit einem dritten Verbindungsteil (11) und einem mit dem zweiten Gehäuseteil (7) verbindbaren vierten Verbindungsteil (12), wobei - der dritte Verbindungsteil (11) zwischen dem ersten Verbindungsteil (9) und dem zweiten Verbindungsteil (10) angeordnet ist und der zweite Verbindungsteil (10) zwischen dem dritten Verbindungsteil (11) und dem vierten Verbindungsteil (12) angeordnet und ist, und wobei - die Faltenbalganordnung (13) einen ersten Faltenbalg (15), einen zweiten Faltenbalg (16) und einen dritten Faltenbalg (17) aufweist, wobei - der erste Faltenbalg (15) zwischen dem ersten Verbindungsteil (9) und dem dritten Verbindungsteil (11) angeordnet und mit dem ersten Verbindungsteil (9) und dem dritten Verbindungsteil (11) jeweils gasdicht verbunden ist, - der zweite Faltenbalg (16) zwischen dem dritten Verbindungsteil (11) und dem zweiten Verbindungsteil (10) angeordnet und mit dem dritten Verbindungsteil (11) und dem zweiten Verbindungsteil (10) jeweils gasdicht verbunden ist, und - der dritte Faltenbalg (17) zwischen dem zweiten Verbindungsteil (10) und dem vierten Verbindungsteil (12) angeordnet und mit dem zweiten Verbindungsteil (10) und dem vierten Verbindungsteil (12) jeweils gasdicht verbunden ist.Connecting device (3) according to Claim 4 with a third connecting part (11) and a fourth connecting part (12) connectable to the second housing part (7), wherein - the third connecting part (11) is arranged between the first connecting part (9) and the second connecting part (10) and the second connecting part (10) is arranged between the third connecting part (11) and the fourth connecting part (12), and wherein - the bellows arrangement (13) has a first bellows (15), a second bellows (16) and a third bellows (17), wherein - the first bellows (15) is arranged between the first connecting part (9) and the third connecting part (11) and is connected in a gas-tight manner to the first connecting part (9) and the third connecting part (11), - the second bellows (16) is arranged between the third connecting part (11) and the second connecting part (10) and is connected in a gas-tight manner to the third connecting part (11) and the second connecting part (10), and - the third bellows (17) is arranged between the second connecting part (10) and the fourth connecting part (12) and is connected to the second connecting part (10) and the fourth connecting part (12) in a gas-tight manner. Verbindungsvorrichtung (3) nach Anspruch 5, wobei der zweite Faltenbalg (16) einen größeren Innendurchmesser als der erste Faltenbalg (15) und der dritte Faltenbalg (17) aufweist.Connecting device (3) according to Claim 5 , wherein the second bellows (16) has a larger inner diameter than the first bellows (15) and the third bellows (17). Verbindungsvorrichtung (3) nach Anspruch 5 oder 6, wobei der dritte Verbindungsteil (11) und der vierte Verbindungsteil (12) starr, insbesondere durch mindestens einen zweiten Zuganker (21), verbunden sind.Connecting device (3) according to Claim 5 or 6 , wherein the third connecting part (11) and the fourth connecting part (12) are rigidly connected, in particular by at least one second tie rod (21). Verbindungsvorrichtung (3) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei der dritte Verbindungsteil (11) mindestens eine Durchgangsausnehmung (35) aufweist, die ein von dem ersten Faltenbalg (15) umschlossenes Volumen mit einem von dem zweiten Faltenbalg (16) umschlossenen Volumen verbindet.Connecting device (3) according to one of the Claims 5 until 7 , wherein the third connecting part (11) has at least one through-hole (35) which connects a volume enclosed by the first bellows (15) with a volume enclosed by the second bellows (16). Verbindungsvorrichtung (3) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei der zweite Verbindungsteil (10) mindestens eine Durchgangsausnehmung (35) aufweist, die ein von dem zweiten Faltenbalg (16) umschlossenes Volumen mit einem von dem dritten Faltenbalg (17) umschlossenen Volumen verbindet.Connecting device (3) according to one of the Claims 5 until 8th , wherein the second connecting part (10) has at least one through-hole (35) which connects a volume enclosed by the second bellows (16) with a volume enclosed by the third bellows (17). Verbindungsvorrichtung (3) nach einem der Ansprüche 5 bis 9, wobei der erste Verbindungsteil (9) mindestens eine Durchgangsausnehmung (35) aufweist, durch die ein von dem ersten Faltenbalg (15) umschlossenes Volumen mit einem von dem ersten Gehäuseteil (5) umschlossenen Volumen verbindbar ist.Connecting device (3) according to one of the Claims 5 until 9 , wherein the first connecting part (9) has at least one through-hole (35) through which a volume enclosed by the first bellows (15) can be connected to a volume enclosed by the first housing part (5). Verbindungsvorrichtung (3) nach einem der Ansprüche 5 bis 10, wobei der vierte Verbindungsteil (12) mindestens eine Durchgangsausnehmung (35) aufweist, durch die ein von dem dritten Faltenbalg (17) umschlossenes Volumen mit einem von dem zweiten Gehäuseteil (7) umschlossenen Volumen verbindbar ist.Connecting device (3) according to one of the Claims 5 until 10 , wherein the fourth connecting part (12) has at least one through-hole (35) through which a volume enclosed by the third bellows (17) can be connected to a volume enclosed by the second housing part (7). Gehäuse (1) einer elektrischen Anlage mit einem ersten Gehäuseteil (5), einem zweiten Gehäuseteil (7) und einer den ersten Gehäuseteil (5) und den zweiten Gehäuseteil (7) verbindenden Verbindungsvorrichtung (3), die gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.Housing (1) of an electrical system with a first housing part (5), a second housing part (7) and a connecting device (3) connecting the first housing part (5) and the second housing part (7), which is designed according to one of the preceding claims. Gehäuse (1) nach Anspruch 12, wobei die elektrische Anlage eine gasisolierte Schaltanlage ist.Housing (1) after Claim 12 , where the electrical installation is a gas-insulated switchgear.
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