DE1211306B - Vakuumschalter - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

HOIh

Deutsche Kl.: 21 c - 35/09

Nummer: 1211306

Aktenzeichen: A 46035 VIII d/21 c

Anmeldetag: 13. Mai 1964

Auslegetag: 24. Februar 1966

Die Erfindung betrifft Schalter mit einem evakuierten Gehäuse, zwei elektrisch voneinander isolierten, sich innerhalb des Gehäuses erstreckenden Leitern, deren Kontaktenden einander gegenüberliegen und die innerhalb einer Abschirmung relativ bewegbar sind, die durch mehrere Schenkel an dem Gehäuse befestigt ist und sich um die einander gegenüberliegenden Kontaktenden in einem bestimmten Abstand von diesen erstreckt.

Beim Öffnen derartiger Vakuumschalter tritt zwisehen den einander gegenüberliegenden Kontaktenden ein Lichtbogen auf, und es verbreitet sich Metalldampf innerhalb des Gehäuses, der von dem Material der Leiter oder der Kontaktstücke auf den Enden der Leiter ausgeht. Das Gehäuse bildet zwisehen den zwei Leitern eine elektrische Isolation und ist daher in der Regel zumindest teilweise aus Isoliermaterial hergestellt. Um eine einwandfreie Funktion des Schalters zu gewährleisten, ist es erforderlich, den Metalldampf von der Innenfläche des Isolierabschnittes des Gehäuses fernzuhalten, da sich sonst eventuell auf dieser Fläche ein leitfähiger Überzug ausbilden könnte, der die Isolation zwischen den Leitern kurzschließt bzw. überbrückt.

Um das Gehäuse vor einem solchen Metalldampf-Niederschlag zu schützen, ist es bekannt, eine Abschirmung rund um die inneren Enden der elektrischen Leiter anzuordnen, die den Metalldampf vollständig einfängt. Bei einem bekannten Wechselstromschalter ist diese Abschirmung durch radial angeordnete Stege gehaltert, die an einem metallischen Zylinderabschnitt des Schaltergehäuses hart angelötet sind. Diese Befestigungsart für die Abschirmung ist jedoch umständlich und erfordert eine genaue Bearbeitung und Einlötung der Stege, damit die Abschirmung exakt koaxial zu den elektrischen Leitern verläuft. Sie ist außerdem nicht anwendbar, wenn das Schaltergehäuse ausschließlich aus Isoliermaterial, ζ. Β. aus Porzellan besteht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorstehenden Nachteile zu vermeiden und die Halterung für die Abschirmung der Kontaktstücke eines Vakuumschalters so auszuführen, daß deren Einbau einfach und kostensparend durchführbar und auch in Gehäusen möglich ist, die ausschließlich aus Isoliermaterial, z. B. Porzellan, bestehen.

Die Erfindung geht von einem Vakuumschalter mit einer Abschirmung aus, die durch mehrere Schenkel an dem Schaltergehäuse befestigt ist und sich um die einander gegenüberliegenden Kontaktenden in einem bestimmten Abstand von diesen erstreckt. Die Erfindung besteht darin, daß die Schenkel einen Teil Vakuumschalter

Anmelder:

Associated Electrical Industries Limited, London

Vertreter:

Dr.-Ing. W. Reichel, Patentanwalt,

Frankfurt/M. 1, Parkstr. 13

Als Erfinder benannt:

Ernest Kennedy, Acton (Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom 15. Mai 1963 (19 365)

eines federnden Metallrahmens bilden, der beim Einsetzen in das Gehäuse derart zusammendrückbar ist, daß die äußeren Enden der Schenkel sich gegen die innere Fläche des Gehäuses aufweiten, und daß an den äußeren Enden der Schenkel Glasperlen angebracht sind, die bei Zuführung von Wärme und anschließendem Abkühlen schmelzen und Glasverschweißungen bilden. Mittels eines solchen Metallrahmens ist die Abschirmung schnell und kostensparend in das Schaltergehäuse einsetzbar. Der federnde Metallrahmen erfordert keine besonders genaue Bearbeitung, da er sich nach dem Einsetzen aufweitet und federnd gegen die Innenwandung des Isoliergehäuses legt. Durch die Anordnung von Glasperlen an den äußeren Enden der Schenkel ist ferner eine Glasverschweißung zwischen dem Metallrahmen und dem z. B. aus Porzellan oder Glas bestehenden Isoliergehäuse des Vakuumschalters möglich.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist an der inneren Fläche des Gehäuses ein ringförmiger Vorsprung ausgebildet, der rund um die Leiter verläuft, und die äußeren Enden der Schenkel sind an der einen Seite des Vorsprungs befestigt. Dieser Vorsprung bietet den Vorteil, daß er die Einbaulage des Metallrahmens in axialer Richtung sowie die radiale Einbaulage der Abschirmung fixiert. Zur Befestigung der Abschirmung in dem Schaltergehäuse wird zunächst die Metalhrahmenhalterung in das Gehäuse eingesetzt und es werden weiter die Glasverschweißungen zur Befestigung des Metallrahmens ausgeführt. Anschließend wird die Abschirmung in das Gehäuse eingebracht und auf geeignete Weise, z. B. durch Verschweißung an den freien Enden der Schenkel des Metallrahmens, befestigt.

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Die Erfindung wird anschließend an Hand der Zeichnungen eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht einer Halterung, die bei einer Ausführung gemäß der Erfindung benutzt wird, - "■'·'■^;

Fig. 2 eine Ansicht des Gehäuses des Vakuumschalters, das teilweise aufgeschnitten dargestellt ist, wobei die Halterung in der Einbaulage gezeigt ist,

Fig. 3 eine Ansicht des Gehäuses: des Vakuumschalters, teilweise aufgeschnitten, wobei die Halterung und die Abschirmung in ihren Einbaulagen dargestellt sind,

Fig. 4 einen Längsschnitt eines Vakuumschalters, mit einer Halterung für die Abschirmung gemäß der Erfindung.

Die in F i g. 1 dargestellte Halterung, die zur Befestigung der Abschirmung innerhalb des Gehäuses des Vakuumschalters dient, ist aus Draht, der z. B. aus einem unter dem Warenzeichen »Nilo K« bekannten Werkstoff bestehen kann, hergestellt. Die Halterung besitzt drei Schenkel 1, 2 und 3, die an einem federnden Ring 4 befestigt sind, wobei an dem einen Ende eines jeden Sehenkels ein Fußteil 5 vorgesehen ist. Die Schenkel sind rund um den Ring 4 in gleichem Abstand voneinander angeordnet, und die Enden des Ringes überlappen sich, wie dargestellt, so daß beim Zusammendrücken des Ringes dessen Durchmesser vermindert wird. Die einzelnen Schenkel sind gleich lang, und die Fußteile 5 erstrecken sich in einer Ebene.

An den beiden Enden eines jeden Fußteiles 5 sind kleine Glaskugeln 6 angebracht, die zur Befestigung der Halterung in Einbaulage in dem Gehäuse dienen. Das Glas wird zur Ausbildung einer Glasverschweißung zwischen dem Metall der Halterung und dem Material des Gehäuses benutzt.

Die Fi g. 2 zeigt die in Einbaulage in dem Gehäuse des Vakuumschalters befestigte Halterung. Das Gehäuse weist einen zylindrischen Teil 7 aus elektrischem Isoliermaterial, z.B. Porzellan, auf. An der Innenfläche des Gehäuseteiles ist ein ringförmiger Vorsprung 8 ausgebildet. Das Gehäuse des Vakuumschalters ist ferner mit Abschlußplatten versehen, die in an sich bekannter Weise zur Halterung der elektrischen Leiter dienen. Diese Einzelheiten sind in der F i g. 4 dargestellt und werden weiter unten beschrieben.

Um die Halterung in der Einbaulage zu befestigen, wird sie in das Gehäuseteil? derart eingesetzt, daß die Fußteile 5 auf der einen Seite des ringförmigen Vorsprungs 8 aufliegen. Beim Einsetzen der Halterung wird der Ring 4 derart verformt, daß sein Durchmesser verkleinert ist. Der Ring 4 kann sich anschließend wieder ausdehnen, so daß die Fußteile 5 gegen die Innenfläche des Gehäuses gedrückt werden. Die Halterung ist so vorübergehend in der Einbaulage festgehalten. Der Ring 4 hindert die Schenkel der Halterung daran, daß sie nach innen fallen.

Beim Hindurchschicken dieser Anordnung durch «inen Ofen schmelzen die Glaskugeln 6 und vereinigen sich innig bzw. verschmelzen mit der Fläche des Isolierteils 7, wodurch Glasverschweißungen gebildet werden. Wenn die Anordnung aus dem Ofen herausgenommen und abgekühlt ist, ist eine innige Verbindung zwischen den Fußteilen der Halterung und des Isolierteils 7 vorhanden, wobei diese Verbindung von den Glaskugeln 6 gebildet ist.

;; Die· Halterung ist mittels des ringförmigen Vorsprunges 8 genau in Längsrichtung relativ zu dem Gehäuseteil 7 angeordnet. Da die Halterung fest an dem Gehäuse angebracht ist, bildet sie für die Abscbjffffiung eineff stabilen Träger. '

.Die Fig, 3. zeigt die Abschirmung 9 in Einbaulage, wobei sie durch die Halterung getragen ist. Die Abschirmung 9 ist zylindrisch ausgebildet und in das Gehäuseteil 7 derart eingesetzt, daß sie sich zwischen

ίο den Schenkeln der Halterung erstreckt. Sie ist ferner in radialer Richtung durch die radiale innere Fläche des Vorsprunges 8 gehalten. Die Abschirmung wird in Längsrichtung eingestellt, und die Enden der

. . Schenkel 1, 2 und 3 der Halterung werden z. B. durch Schweißstellen 11 mit der Abschirmung verbunden, so daß die Abschirmung in Längsrichtung in Einbaulage relativ zu dem Gehäuse befestigt ist.

Es wird hervorgehoben, daß der Abstand zwischen den verschiedenen Teilen innerhalb des Gehäuses des Vakuumschalters nicht groß ist. Es ist daher notwendig, eine Anordnung zur Befestigung der Abschirmung in Einbaulage zu schaffen, die kompakt bzw. platzsparend ist und den Befestigungsvorgang der Abschirmung in Einbaulage verhältnismäßig einfach gestaltet, so daß die Herstellungskosten des Schalters niedrig gehalten werden können. Die oben beschriebene Anordnung vermag diese Erfordernisse zu erfüllen. Der Platz, der von der Halterung benötigt wird, ist klein, da der Draht einen kleinen Durchmesser besitzt. Die Halterung wird in dem Gehäuse in einem einfachen Arbeitsvorgang befestigt, der das Schmelzen und Anschmelzen der Glaskugeln umfaßt. Die Verschweißung der Abschirmung mit den Enden der Schenkel der Halterung ist nicht schwierig, da die Enden der Halterung so angeordnet werden können, daß sie gegenüber dem einen Ende der Abschirmung liegen.

Der Vakuumschalter umfaßt zahlreiche nicht dargestellte Teile, einschließlich der Abschlußplatten des Gehäuses und zweier Leiter, die sich, wie bereits erwähnt, in das Gehäuse erstrecken. Die Ausführung dieser Teile ist an sich bekannt, und sie sind zur Vereinfachung der. Figuren und der Beschreibung weggelassen. Es wird bemerkt, daß diese anderen Teile in ihren Einbaulagen innerhalb des Gehäuses befestigt werden, nachdem die Abschirmung eingebaut ist.

Die Fig. 4 zeigt einen Vakuumschalter mit einer zylindrischen Abschirmung, die durch die oben beschriebene Anordnung gehaltert ist. Der Vakuumschalter enthält ein evakuiertes Gehäuse, das, wie oben beschrieben, aus einem zylindrischen Gehäuseteil 7 aus elektrischem Isoliermaterial und zwei Metall-Abschlußplatten 15 und 16 gebildett/ist, die abgedichtet auf dem Gehäuseteil? befestigt sind, und ferner zwei elektrische Leiter 17, 18, die sich durch die Abschlußplatten 15 bzw. 16 erstrecken. An den inneren Enden der Leiter sind Kontaktstücke 19 und 20 vorgesehen, und die freien Flächen dieser Kontaktstücke liegen einander gegenüber.

An der Innenfläche des Gehäuseteils 7 ist, wie bereits beschrieben, ein ringförmiger Vorsprung 8 ausgebildet. Um die Kontaktstücke 19, 20 erstreckt sich eine zylindrische Metallabschirmung 9. Die Abschirmung 9 wird in ihrer Einbaulage durch eine Halterung gehalten, die im Zusammenhang mit den F i g. 1, 2 und 3 vorstehend beschrieben ist. Die Halterung weist drei Schenkel 1, 2 und 3 auf, die sich in Längs-

richtung innerhalb des Gehäuses erstrecken und mit Fußteilen 5 versehen sind. Die Fußteile 5 sind durch Glasverschweißungen an der einen Seite des ringförmigen Vorsprung 8 befestigt, und die freien Enden der Schenkel 1, 2 und 3 sind, wie oben beschrieben, an der Abschirmung 9 angeschweißt. In der F i g. 4 ist lediglich der eine Schenkel 3 dargestellt. Die Abschirmung 9 liegt mit ihrer Außenfläche derart an der Innenfläche des ringförmigen Vorsprungs 8 an, daß sie durch den Vorsprung in radialer Richtung gehalten ist.

Die Halterung hält die Abschirmung 9 genau in Einbaulage relativ zu den anderen Teilen des Vakuumschalters fest, und die Abschirmung verhindert ein Niederschlagen des Metalldampfes auf die innere Fläche des zylindrischen Gehäuseteils 7 des Schaltergehäuses. Dieser Metalldampf entsteht an den benachbarten Flächen der Kontaktstücke 19, 20, wenn ein Lichtbogen zwischen diesen Kontaktstücken auftritt. .

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Vakuumschalter mit zwei elektrisch voneinander isolierten, sich innerhalb des Gehäuses erstreckenden Leitern, deren Kontaktenden einander gegenüberliegen und innerhalb einer Abschirmung relativ zueinander bewegbar sind, wobei die Abschirmung durch mehrere Schenkel an dem Gehäuse befestigt ist und sich um die einander gegenüberliegenden Kontaktenden in einem bestimmten Abstand von diesen erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkel (1, 2, 3) der Halterung der Abschirmung einen Teil eines federnden Metallrahmens (4) bilden, der beim Einsetzen in das Gehäuse (7) derart zusammendrückbar ist, daß die äußeren Enden (5) der Schenkel (1, 2, 3) sich gegen die innere Fläche des Gehäuses (7) aufweiten, und daß an den äußeren Enden (S) der Schenkel (1, 2, 3) Glasperlen (6) angebracht sind, die bei Zuführung von Wärme und anschließendem Abkühlen schmelzen und Glasverschweißungen bilden.

2. Vakuumschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der inneren Fläche des Gehäuses (7) ein ringförmiger Vorsprung (8) ausgebildet ist, der rund um die Leiter (17, 18) verläuft, und daß die äußeren Enden (5) der Schenkel (1, 2, 3) der Halterung an der einen Seite des Vorsprunges (8) befestigt sind.

3. Vakuumschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung (9) mit ihrer äußeren Fläche an der radialen inneren Fläche des Vorsprunges (8) anliegt und daß der Vorsprung die Abschirmung in radialer Richtung innerhalb des Gehäuses (7) in Einbaulage hält.

4. Vakuumschalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der federnde Metallrahmen einen offenen federnden Ring (4) aufweist, der um die Leiter (17, 18) verläuft und an den Schenkeln (1, 2, 3) befestigt ist.

5. Vakuumschalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Material des Abschnittes des Gehäuses (7), an dem die Schenkel befestigt sind, aus Porzellan besteht.

6. Vakuumschalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an den Schenkeln (1, 2, 3) je ein Fußteil (5) angebracht ist, die durch Glasverschweißungen an dem Gehäuse (7) befestigt sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1074 119.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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