DE1085219B - Dichtung fuer ein mit Gas gefuelltes Schaltergehaeuse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Dichtung für einen elektrischen Schalter mit einem mit Gas, insbesondere mit Schwefelhexafluoridgas, gefüllten Gehäuse, durch dessen Wandung ein längs- oder drehbeweglicher Teil mit Hilfe einer Membran gasdicht hindurchgeführt ist, die mit ihrem einen Rand an dem beweglichen Teil und mit ihrem anderen Rand an dem Gehäuse befestigt ist.

Es ist z. B. bei Vakuumschaltern bekannt, eine solche Membran aus Metall herzustellen und an dem Schaltergehäuse bzw. dem längs- oder drehbeweglichen Teil durch Löten oder Schweißen zu befestigen. Nachteilig ist dabei, daß Metallmembranen nur eine verhältnismäßig geringe Bewegung des Antriebsgliedes gestatten. Ferner sind Lot- oder Schweißverbindungen nur mit Schwierigkeiten herzustellen, besonders dann, wenn das Gehäuse aus einem wärmeempfindlichen Isolierstoff besteht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache Dichtung zu schaffen, die mit Sicherheit das Austreten des Gases entlang des längs- oder drehbeweglichen Teiles verhindert und die leicht zu montieren ist. Wesentlich ist, daß die Dichtung auch bei den niedrigsten, bei Schaltern vorkommenden Temperaturen noch einwandfrei arbeitet.

Erfindungsgemäß besteht die Dichtung aus einer Membran aus gasundurchlässigem, natürlichem oder synthetischem Gummi, vorzugsweise aus Polychloropren, die über Zwischenlagen aus gummielastischem Silikon an den beweglichen Teil bzw. an das gasgefüllte Gehäuse gepreßt ist.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines Lasttrennschalters erläutert, bei dem zur Löschung des Lichtbogens Schwefelhexafluoridgas verwendet wird. Bei diesem Schalter ist eine im Inneren eines gasdicht verschlossenen Gehäuses angeordnete Lastschalteeinrichtung mit einem Trennschalter kombiniert, wobei die Ausschaltbewegung des Trennmessers zur Drehung der Antriebswelle der Lastschalteinrichtung verwendet wird. Die Antriebswelle ist gasdicht durch das Gehäuse geführt, das mit unter Druck stehendem Schwefelhexafluoridgas gefüllt ist, und betätigt über Hebel die Lastschalteinrichtung.

Bei den bereits vorgeschlagenen Lasttrennschalterausführungen ist eine flexible gummiartige Hülse aus Polychloropren vorgesehen, die die Antriebswelle umgibt. Das eine Ende der Hülse ist dabei an der Antriebswelle, das- andere am Gehäuse befestigt, so daß die Hülse bei der Drehung der Antriebswelle zur Betätigung der Lastschalteinrichtung tordiert wird. Hülsen aus Polychloropren verlieren aber bei Temperaturen unterhalb —18° C ihre Fähigkeit, einen gasdichten Verschluß zu bilden. Es ist auch nicht möglich, die Polychloroprenhülse durch ein gummielasti-

Dichtung
für ein mit Gas gefülltes Schaltergehäuse

Anmelder:

Westinghouse Electric Corporation,
East Pittsburgh, Pa. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. P. Ohrt, Patentanwalt,
Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 29. März 1955

Chester W. Upton,

Penn Township, Traffard, Pa. (V. St. Α.),
ist als Erfinder genannt worden

sches Silikon zu ersetzen, das an sich auch bei tieferen Temperaturen seine Elastizität behält. Das übliche gummielastische Silikon ist nämlich für Schwefelhexafluoridgas durchlässig. Durch die erfindungsgemäße Verwendung von Zwischenlagen aus gummielastischem Silikon an den Befestigungsstellen der Polychloroprenhülse gelingt es dagegen, eine Dichtung zu schaffen, die allen bei einem Schalter auftretenden Anforderungen gerecht wird. Auch bei den tiefsten bei Schaltern vorkommenden Temperaturen sind die Zwischenlagen aus Silikon nämlich noch so elastisch, daß das Schrumpfen der gasundurchlässigen Membran ausgeglichen wird und ein ausreichender Anpreßdruck an den Befestigungsstellen erhalten bleibt.

Es ist zwar an sich bekannt, eine Dichtung aus zwei verschiedenen Werkstoffen zusammenzusetzen, wobei der Kern der Dichtung aus einem Silikonkautschukvulkanisat und die Hülle, die den Kern unmittelbar umgibt, aus einem Polyfluoräthylenkunststoff besteht. Dadurch soll im Bereich hoher Temperaturen eine große Wärmebeständigkeit erreicht werden. Der Aufbau der bekannten Dichtungen zeigt aber, daß es sich um die Abdichtung fest aufeinander ruhender Teile handelt. Für die Abdichtung beweglicher Teile sind derartige Dichtungen ungeeignet.

Das gleiche gilt für andere bekannte Dichtungen für Behälter, die flüssige Isoliermittel enthalten. Diese Dichtungen bestehen aus verschiedenen Schichten faserigen Materials, wie z. B. Asbest, Glasfaser, Baumwollfaser, Papier od. dgl., die mit einem organi-

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sehen Silikonoxydpolymer imprägniert und verbunden: sind. Eine einwandfrei wirkende Dichtung längsbeweglicher Teile läßt sich damit ebenfalls nicht erreichen.

Es ist ferner bekannt, bei Ventilen, deren Öffnung mit einer Gummimembran verschlossen wird, die Seite der Membran, die einer chemisch aggressiven Flüssigkeit ausgesetzt ist, mit einer Folie aus Tetrafluoräthylen, abzudecken. Dadurch wird aber lediglich die mechanische oder chemische Festigkeit der Membran erhöht. Eine besondere Temperaturbeständigkeit, wie sie für gasgefüllte Gehäuse elektrischer Schalter erforderlich ist, läßt sich auf diese Weise nicht erreichen.

Im Gegensatz zur Erfindung, die eine bei tiefen Temperaturen einwandfrei arbeitende Dichtung zum Ziel hat, sind alle diese bekannten Dichtungen für die Anwendung bei erhöhten Temperaturen besonders ausgebildet.

In den Fig. 1 bis 4 ist der Aufbau eines Lasttrennschalters der eingangs erwähnten Art dargestellt, der mit Dichtungen gemäß der Erfindung ausgerüstet ist.

Der in der Fig. 1 dargestellte Lasttrennschalter besitzt ein schwefelhexafluoridgasgefülltes Gehäuse 1, das aus einem Metallgehäuse 2 und einem Isoliergehäuse 3 besteht. Im Metallgehäuse 2 ist die Antriebseinrichtung für die im Isoliergehäuse3 untergebrachte Lastschalteinrichtung angeordnet. Zum Betätigen der Lastschalteinrichtung wird der mit der Antriebswelle 4 verbundene Hebel 5 vom Trennmesser 6 mitgenommen.

In Fig. 2 ist die Abdichtung der in das gasgefüllte Gehäuse 2 eingeführten Welle 4 dargestellt. Die Welle ist im Inneren des Gehäuses von einer aus Polychloropren bestehenden hülsenförmigen Membran 10 umgeben. Diese Membran ist am Gehäuse 2 mit einem aus gummielastischem Silikon hergestellten Ring 11 als Zwischenlage befestigt. Der Ring liegt in einer Nut des kegelstumpfförmigen Ansatzes 12 der Gehäusewand. Mit Hilfe eines konisch ausgebildeten Ringes 13, der mit Schrauben 14 gegen die Gehäusewand gedrückt wird, wird die Polychloroprenhülse gegen den Silikongummiring gepreßt. Da die gummielastischen Silikone, deren Zusammensetzung und Herstellung in der Zeitschrift »Electrical Manufacturing« vom Mai 1947, S. 98ff., angegeben ist, bis zu Temperaturen von —45° C elastisch bleiben, arbeitet die Dichtung nach der Erfindung im gesamten Bereich der bei Schalter vorkommenden Temperaturen einwandfrei.

Die feste Verbindung der Membran 10 mit dem im Gehäuse liegenden Ende 18 der Welle 14 ist entsprechend der Befestigung der Membran am Gehäuse ausgebildet. Die Hülse wird mit Hilfe eines Ringes 19 gegen den in einer Nut liegenden Silikonring 20 gepreßt. Die Befestigungsstellen könnten bei Verwendung von gummielastischem Silikon auch mit federnd ausgebildeten Schellen oder ähnlichen Klemmvorrichtungen ausgeführt werden. Die dargestellte Anordnung hat diesen Befestigungsmitteln gegenüber jedoch den Vorteil, daß ihr Raumbedarf sehr gering ist. Die auf der Welle 4 sitzenden Metallhülsen 21 verhindern, daß die Hülse 10 auf der Antriebswelle 4 reibt (Fig. 3).

Versuche mit dem dargestellten Lasttrennschalter mit der Dichtung nach der Erfindung haben gezeigt, daß die Dichtung den an sie gestellten Anforderungen bei allen vorkommenden Temperaturen genügt.

Bei der Verwendung anderer Gase als Schwefelhexafluoridgas, Selenhexafluoridgas oder deren Mischungen, ist es nicht unbedingt erforderlich, die Hülsen aus Polychloropren herzustellen, Es können auch andere natürliche oder synthetische Gummi verwendet werden, wie sie z. B. in einem Aufsatz der Zeitschrift »Materials and Methodes« vom Dezember 1953, S. 104ff., angegeben sind. Aber auch bei diesen Dichtungen müssen Ringe aus einem gummielastischen

ίο Silikon vorgesehen werden, um die Elastizität der Dichtung auch bei niedrigen Temperaturen zu erhalten.

Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel handelt es sich um die Abdichtung eines drehbewegliehen Teiles mit Hilfe einer hülsenartigen Membran. Die Erfindung ist nicht auf solche Abdichtungen beschränkt, bei denen die Membran auf Torsion beansprucht ist. Sie kann mit Vorteil auch bei Abdichtungen von längsbeweglichen Teilen angewendet werden.

Ein Beispiel dafür ist in Fig. 4 dargestellt. Dabei wird die Welle 4 eines Schalters von der längsbeweglichen Antriebsstange 25 über einen Hebel 26 angetrieben. Zur Dichtung' des gasgefüllten Gehäuses 2 gegen Außenluft dient die Membran 27, die ebenso' wie die Hülse 10 aus einem natürlichen oder synthetischen Gummi besteht. Bei der Verwendung von Schwefeloder Selenhexafluoridgas ist es zweckmäßig, die Membran aus einem synthetischen Gummi, und zwar aus Polychloropren herzustellen. Der hülsenartige Teil 28 der Membran, der die Antriebsstange 25 umgibt, wird mit einer Schelle 29 gegen die Stange 25 gedrückt, wobei zwischen beiden ein Ring 30 aus gummielastischem Silikon vorgesehen ist, der auch bei sehr tiefen Temperaturen noch eine für die Dichtung ausreichende Elastizität besitzt. An der Befestigungsstelle der Membran ist im Gehäuse ebenfalls ein Ring 32 aus gummielastischem Silikon vorgesehen, gegen den die Membran mit Hilfe des Ringes 33 gedruckt wird.

Claims (3)

PATENTANSPRUCHE:

1. Dichtung für einen elektrischen Schalter mit einem mit Gas, insbesondere mit Schwefelhexafluoridgas, gefüllten Gehäuse, durch dessen Wandung ein längs- oder drehbeweglicher Teil mit Hilfe einer Membran gasdicht hindurchgeführt ist, die mit ihrem einen Rand an dem beweglichen Teil und mit ihrem anderen Rand an dem Gehäuse befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran aus gasundurchlässigem, natürlichem oder synthetischem Gummi, vorzugsweise aus Polychloropren, besteht und über Zwischenlagen aus gummielastischem Silikon an den beweglichen Teil bzw. an, das gasgefüllte Gehäuse gepreßt ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenlagen aus gummielastischem Silikon auf der dem gasgefüllten Raum abgekehrten Seite der Membran angeordnet sind.

3. Anordnung nach Anspruch 1, wobei ein drehbeweglicher Teil von einer hülsenartigen Membran umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen, dem drehbeweglichen Teil und der Membran Buchsen vorgesehen sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 563 140, 636 086;
französische Patentschrift Nr. 1 037 571;
USA.-Patentschrift Nr. 2 557 928.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen