DE19629204C2 - Vakuumschaltkammer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vakuumschaltkammer gemäß dem Oberbegriff des Anspru­ ches 1.

Bei einer Vakuumschaltkammer sind zwei Kontaktträger vorgesehen, von denen der eine fest und der andere in seiner Längsachse bewegbar ist; damit der bewegbare Kontaktträger vakuumdicht ins Innere der Vakuumkammer hineingreifen kann, ist zwi­ schen dem Kontaktträger und einem Deckel oder einer Verschlußkappe aus Metall ein Faltenbalg vorgesehen, der vakuumdicht einerseits am Kontaktträger und andererseits an der Verschlußkappe oder dem Deckel angeschlossen ist. Anstatt eines Faltenbal­ ges kann auch ein Membranbalg vorgesehen sein. Der Falten- oder Membranbalg be­ steht meist aus dünnem Blech.

Der bewegbare Kontaktträger muß gegen Verdrehung gesichert sein, weil der Falten- oder Membranbalg auf Torsion nur wenig belastbar ist. Bei Verschraubung weiterer Komponenten an die Vakuumkammer und beim Einbau der Vakuumkammer in einen Schaltschrank oder ein Schaltfeld muß ein spezieller Verdrehschutz den Falten- oder Membranbalg vor Überlastung schützen.

Es ist bekannt, daß die Zuleitungen von Vakuumschaltkammern einen vieleckig, vor­ zugsweise einen drei- oder sechseckigen Querschnitt besitzen und in einer formglei­ chen Führung aufgenommen sind, so daß ein Verdrehen des beweglichen Kontaktträ­ gers um seine Längsachse verhindert wird. Aufgrund der vielen Einzelteile ist der Montageaufwand hoch.

Aus der DE 24 16 038 B2 ist eine Vakuumschaltkammer der eingangs genannen Art bekannt geworden. Dort ist zur Führung des beweglichen Kontaktträgers eine Hülse in eine konzentrische Öffnung im Deckel eingesetzt. Die Öffnung der Hülse ist mit in Bewegungsrichtung des beweglichen Kontaktträgers verlaufenden zahnartigen Vertiefungen versehen, welche in dementsprechende Zähne am beweglichen Kontaktträger eingreifen, wodurch der bewegliche Kontaktträger verdrehsicher und verschiebbar geführt ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vakuumkammer zu schaffen, bei der der Verdreh­ schutz mit wenig Teilen erzielt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1.

Erfindungsgemäß ist am Deckel oder an der Faltenbalgabdeckkappe ein axialer Vor­ sprung vorgesehen, dessen Innenfläche eine axiale Innenverzahnung aufweist, wobei die Zähne parallel zur Längsachse der Vakuumkammer verlaufen. In diese durch den Vorsprung gebildete Öffnung ist ein Führungszylinder eingesetzt, an dessen Außenflä­ che eine axiale Außenverzahnung angeformt ist, die der Innenverzahnung am Vor­ sprung angepaßt ist, so daß im montierten Zustand die Außenverzahnung in die Innen­ verzahnung eingreift und auf diese Weise ein Verdrehschutz zwischen dem Führungs­ zylinder und dem Deckel bzw. der Faltenbalgabdeckkappe erreicht wird. Zwischen dem Führungszylinder und dem bewegbaren Kontaktträger sind dann Mittel vorgesehen, die ineinandergreifen und ein Verdrehen des Kontaktträgers bezogen auf den Führungszy­ linder verhindern.

Als Mittel können in Frage kommen axial verlaufende Leisten an der Innenfläche des Führungszylinders, die in axial verlaufende Nuten am Kontaktträger eingreifen. Selbst­ verständlich besteht auch die Möglichkeit, daß die Innenfläche des Führungselementes oder Führungszylinders ein Profil aufweist, beispielsweise ein Sechskantprofil; es be­ steht auch die Möglichkeit, daß an der Innenfläche des Führungszylinders eine der In­ nenverzahnung am Vorsprung entsprechende Innenverzahnung angeformt ist, die mit einer entsprechenden Außenverzahnung am Kontaktträger zusammenwirkt.

Bei beim Verdrehschutz zwischen dem Kontaktträger und dem Führungszylinder ist zu beachten, daß aufgrund der Einschaltvorgänge der Kontaktträger gestaucht wird, so daß dafür gesorgt werden muß, daß auch nach oftmaligem Stauchen ein Verklemmen des Kontaktträgers innerhalb des Führungszylinders vermieden wird. Bei den besagten Leisten und Nuten oder auch bei den Verzahnungen zwischen dem Führungszylinder und dem Kontaktträger sind Toleranzen einzuhalten, die auch gestatten, daß die Ver­ zahnung zwischen dem Führungszylinder und dem Vorsprung montiert werden können, ohne daß eine Verklemmung des Kontaktträgers am Führungszylinder erfolgt.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Vorsprung als eine Um­ bördelung ausgebildet, deren Querschnitt eine L-Form aufweist, deren erster Schenkel senkrecht zum Boden verläuft und an seiner Innenfläche die Innenverzahnung trägt und der zweiter Schenkel parallel zum Boden radial nach außen vorspringt.

Demgemäß ist in bevorzugter Weise am Führungszylinder ein radialer Flanschrand angeformt, der eine axial offene umlaufende Rille aufweist, an deren radial innen lie­ gender Rillenwandung die Außenverzahnung angeordnet ist; in die Rille greift der Vor­ sprung ein.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind an der radial außenliegenden Rillenwan­ dung Rastnasen vorgesehen, hinter die der zweite Schenkel des Vorsprunges im mon­ tierten Zustand verrastet, so daß der Führungszylinder am Vorsprung fixiert ist.

Der Führungszylinder also wird so in die durch den Vorsprung umgebende Öffnung eingesetzt, daß der erste und der zweite Schenkel des Vorsprunges in die Rille eingrei­ fen und der zweite Schenkel hinter den Rastnasen verrastet.

Zur Verbesserung der Rasteigenschaften besitzt der Flanschrand des Führungszylin­ ders axial verlaufende Schlitze.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den weiteren Unteransprü­ chen zu entnehmen.

Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird ein einfach herzustellender Verdrehschutz geschaffen, der praktisch nur ein einziges Teil benötigt. Der Vorsprung mit der Öffnung ist integraler Bestandteil der Abdeckkappe oder des Deckels der Vakuumkammer und demgemäß ist als zusätzliches Teil lediglich der Führungszylinder, der aus Kunststoff besteht, vorgesehen. Auch die Montage ist einfach: man muß lediglich den Führungs­ zylinder über den Vorsprung verrasten und damit ist der Verdrehschutz für den beweg­ lichen Kontaktträger erreicht.

Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, sollen die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Vakuumkammer, teilweise in Längsrichtung geschnitten,

Fig. 2 eine Aufsicht auf den Führungszylinder gemäß Pfeilrichtung II der Fig. 3,

Fig. 3 eine Schnittansicht gemäß Schnittlinie III-III der Fig. 2,

Fig. 4 den Flanschrand des Führungszylinders der Fig. 3 in vergrößerter Dar­ stellung,

Fig. 5 eine Aufsicht auf die Verzahnung gemäß Pfeilrichtung V der Fig. 3,

Fig. 6 eine vergrößerte Darstellung der Faltenbalgabdeckkappe, im Längs­ schnitt, und

Fig. 7 eine vergrößerte Darstellung eines Teilbereiches des Vorsprunges an der Faltenbaldabdeckkappe gemäß Fig. 6.

Die Vakuumkammer gemäß Fig. 1 besitzt zwei aus Keramik bestehende Isolierzylinder 10, 11, die unter Zwischenfügung eines Flanschrandes 12 eines ersten Abschnittes 13 einer Abschirmung miteinander verlötet sind. Der zweite Abschnitt 14 der Abschirmung greift in den ersten Abschnitt 13 ein.

An den freien Stirnkanten der Isolierzylinder 10 und 11 sind eine Abdeckkappe 15 und eine Faltenbalgabdeckkappe 17 angelötet. Die Abdeckkappe 15 wird durchgriffen von einem festen Kontaktträger 19, an dessen innerem Ende ein feststehendes Kontakt­ stück 20 befestigt ist. Die Faltenbalgabdeckkappe 17 besitzt einen Boden 21, der eine Öffnung 22 aufweist; radial außerhalb der Öffnung 22 auf der Innenfläche des Bodens 21 ist ein Ende eines Faltenbalges 23 an dem Boden 21 festgelötet. Das dem Isolier­ zylinder 11 benachbarte andere Ende des Faltenbalges 23 ist an einem beweglichen Kontaktträger 24 festgelötet; die Verlötung zwischen dem Kontaktträger 24 und dem Faltenbalg 23 ist ebenso vakuumdicht wie die Verlötung zwischen dem Faltenbalg 23 und dem Boden 21. Am inneren Ende des Kontaktträgers 24 ist ein bewegliches Kon­ taktstück 24a befestigt.

Es sei nun Bezug genomen auf die Fig. 6 und 7. An dem Boden 21 der Faltenbalgab­ deckkappe 17 ist ein axial nach außen vorspringender kragenartiger, zylinderförmiger Vorsprung 25 angeformt, dessen Querschnitt wie aus Fig. 7 ersichtlich, einen axial verlaufenden Schenkel 26 und einen radial verlaufenden Schenkel 27 aufweist. An der Innenfläche des Schenkels 26 befindet sich eine Innenverzahnung 28, siehe auch Fig. 5. Der Vorsprung 25 wird durch Umbördelung hergestellt.

Der Vorsprung 25 greift in eine Rille 29 an einem Führungszylinder 30 (Fig. 1) ein, der anhand der Fig. 2 bis 4 näher beschrieben werden soll.

Der Führungszylinder 30 besitzt einen zylindrischen Abschnitt 31, an dessen einem Ende ein radial vorspringender Flanschrand 32 angeformt ist. Der radial vorspringende Flanschrand 32 besitzt die zu dem freien Ende des zylindrischen Abschnittes 31 hin offene Rille 25, an deren Innenwandung eine umlaufende Außenverzahnung 33 ange­ formt ist und deren Außenwandung eine umlaufende Hinterschneidung 34 aufweist, die als Rastnase dient und hinter die der in der Fig. 4 strichliert gezeichnete Schenkel 27 eingreift. Der Innendurchmesser D₁ der äußeren Wandung der Rille 27 ist kleiner als der Außendurchmesser D₂ des Schenkels 27, siehe Fig. 7.

Die Innen- bzw. Außenverzahnung 28, 33 besitzt axial verlaufende Zähne, so daß der Führungszylinder 30 in den Vorsprung 25 eingesteckt werden kann.

Damit das Aufschnappen des Führungszylinders 30 erleichtert ist, besitzt der Flansch­ rand 32 mehrere axiale Schlitze 35; zwischen den Schlitzen 35 durch die Rille 25 ge­ bildeten Bereiche wirken als Rastarme 36.

Die Innenverzahnung 33 ist etwa sinusförmig ausgebildet, wobei zwischen zwei Spit­ zen oder zwei Vertiefungen ein Winkel α vorgesehen ist, siehe Fig. 5, der bezogen auf den Mittelpunkt des Führungszylinders etwa 3° beträgt, natürlich auch andere Werte einnehmen kann; bei 3° ist der Rastschritt ausreichend klein.

In entsprechender Weise ist daran angepaßt die Innenverzahnung 28 des Vorsprun­ ges 25.

An der Innenfläche des Führungszylinders 30 sind axial verlaufende und radial vor­ springende Leisten 37 und 38 sich gegenüberliegend angeformt, die in entsprechende Nuten 39 am Kontaktträger 24 eingreifen.

Auf diese Weise ist zwischen dem Kontaktträger 24, dem Führungszylinder 30 und der Faltenbalgabdeckung 17 ein Verdrehschutz gewährleistet. Damit nach Einsetzen des Führungszylinders 30 und des Kontaktträgers 24 ein Verklemmen des Kontaktträgers 24 bezogen auf den Führungszylinder 30 vermieden ist, ist selbstverständlich eine gewisse Verdrehung des Kontaktträgers bezogen auf die Leisten 37 und 38 möglich und nötig. Diese Verdrehung darf nicht größer sein als die maximal zulässige Tor­ sionsspannung für den Faltenbalg und aus diesem Grunde ist auch der Winkel α bei der Innenverzahnung bzw. Außenverzahnung möglichst klein gewählt. Auch ist zu be­ rücksichtigen, daß durch die Schaltgeräte der bewegliche Kontaktträger gestaucht werden kann. Die Führung zwischen den Leisten 37 und 38 und den zugehörigen Nu­ ten 39 sowie innerhalb des Führungszylinders muß auch dieser Durchmesservergröße­ rung des Kontaktträgers 24 Rechnung tragen.

Claims (8)

1. Vakuumkammer mit einem ein bewegliches Kontaktstück aufweisenden stan­ genartigen und in Richtung seiner Längsachse verschiebbaren Kontaktträger, der durch einen Faltenbalg hindurch ins Innere der Vakuumkammer vakuumdicht eingreift, wobei der Faltenbalg einerseits an einer Faltenbalgabdeckkappe oder an einem Dec­ kel und andererseits an dem bewegbaren Kontaktträger vakuumdicht angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß an der Außenfläche des Bodens (21) der Faltenbalg­ abdeckkappe (17) oder des Deckels ein eine Öffnung (22) umgebender, axial nach au­ ßen ragender Vorsprung (25) vorgesehen ist, dessen Innenfläche eine axial verlau­ fende Innenverzahnung mit wenigstens zwei Zähnen aufweist, daß in die Öffnung (22) ein Führungszylinder (30), an dessen Außenfläche in einem axialen Teilbereich eine axiale Außenverzahnung (33) angeformt ist, eingesetzt ist, wobei die Innenverzahnung (28) in die Außenverzahnung (33) eingreift, und daß zwischen dem Führungszylinder (30) und dem bewegbaren Kontaktträger (24) Mittel (37, 38; 39) vorgesehen sind, die ein Verdrehen des bewegbaren Kontaktträgers (24) bezogen auf den Führungszylinder (30) verhindern.

2. Vakuumkammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vor­ sprung (25) als eine Umbördelung ausgebildet ist, deren Querschnitt eine L-Form auf­ weist, deren erster Schenkel (26) senkrecht zum Boden verläuft und an der Innenseite die Innenverzahnung (28) trägt, und deren zweiter Schenkel (27) parallel zum Boden (21) und radial nach außen vorspringt.

3. Vakuumkammer nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeich­ net, daß am Führungszylinder (30) im Bereich eines Endes ein radialer Flanschrand (32) angeformt ist, der eine axial hin zum anderen Ende offene, U-förmige Rille (29) aufweist, an deren radial innenliegender Wandung die Außenverzahnung (33) ange­ ordnet ist.

4. Vakuumkammer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an der au­ ßenliegenden Wandung der Rille (29) Rastnasen (34) vorgesehen sind, hinter denen der zweite Schenkel (27) des Vorsprunges (25) verrastet.

5. Vakuumkammer nach einem der Ansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeich­ net, daß in den Flanschrand (32) axial verlaufende Schlitze zur Verbesserung der Fe­ dereigenschaften der zwischen den Schlitzen (35) liegenden und durch die Schlitze (35) gebildeten Bereiche (36) eingebracht sind.

6. Vakuumkammer nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als Mittel zur Verdrehsicherung zwischen dem beweglichen Kontaktträ­ ger (24) und dem Führungszylinder (30) an dessen Innenfläche wenigstens eine axial verlaufende und radial vorspringende Leiste (37, 38) angeformt ist, die jeweils in eine Nut (39) am bewegbaren Kontaktträger (24) eingreifen.

7. Vakuumkammer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Leisten (37, 38) so ausgebildet und in einer solchen Anzahl vorgesehen sind, daß dadurch eine Innenverzahnung gebildet ist, die mit einer Außenverzahnung mit daran angepaß­ ten axial verlaufenden Nuten (39) in Eingriff stehen.

8. Vakuumkammer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwandung des Führungszylinders (30) eine an die Außenfläche des be­ wegbaren Kontaktträgers angepaßte Profilierung, beispielsweise eine Mehreckprofilie­ rung aufweist.