DE19816583A1

DE19816583A1 - Elektrische Verbindungselemente für metallgekapselte, gasisolierte Schaltanlagen

Info

Publication number: DE19816583A1
Application number: DE19816583A
Authority: DE
Inventors: Claus Kress; Thilo Affolder
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1998-04-08
Filing date: 1998-04-08
Publication date: 1999-10-14
Anticipated expiration: 2018-04-09
Also published as: CN1231536A; HK1021079A1; CN1178350C; DE19816583C2

Abstract

Die Erfindung betrifft elektrische Verbindungselemente für metallgekapselte, gasisolierte Funktionsraumbereiche von Schaltanlagen, die Komponenten der Schaltanlagen innerhalb und außerhalb der gasisolierten Funktionsraumbereiche über Anschlußteile miteinander verbinden, wobei die Anschlußteile im Übergangsbereich von Verschlußteilen umgeben sind, die die gasisolierten Funktionsraumbereiche nach außen hin gasdicht verschließen und die außerhalb mit Verschlußabdeckungen derart in Eingriff stehen, daß mittels schraubbarer Druckringe sogenannte radiale Edelfugen gebildet sind, die die Funktionsraumbereiche elektrisch dicht verschließen. DOLLAR A Die Verschlußabdeckungen (VA) sind durch großflächige an die erweiterten Außenkonturen derselben angepaßten Druckringe (DR) durch Krafteinwirkungen mittels Federbügel (FL) mit den Anlageflächen (AF) der Verschlußteile (VT) kraftschlüssig in Eingriff stehend, wobei die Federbügel (FL) durch die Halteeinrichtungen (HE) derart gelagert sind, daß mit einem einzigen Festauflagebereich (FA) und zwei im Bereich der freien Enden der Federbügel (FB) angeordneten Klemmausnehmungen (KA) auf den Halteeinrichtungen (HE) die Verschlußabdeckungen (VA) mittels der Federbügel (FB) an die Anlageflächen (AF) der Verschlußteile (VT) kraftschlüssig angepreßt sind. DOLLAR A Derartige Verbindungselemente werden in Schaltanlagen der Energieversorgung und -verteilung eingesetzt.

Description

Die Erfindung betrifft elektrische Verbindungselemente für metallgekapselte, gasisolierte Funktionsraumbereiche von Schaltanlagen der Energieversorgung und -verteilung, die Komponenten der Schaltanlagen innerhalb und außerhalb der gasisolierten Funktionsraumbereiche über Anschlußteile miteinander verbinden, wobei die Anschlußteile im Über gangsbereich von Verschlußteilen umgeben sind, die die gasisolierten Funktionsraumbereiche nach außen hin gasdicht verschließen und die außerhalb mit Verschlußabdeckungen derart in Eingriff stehen, daß mittels schraubbarer Druckringe sogenannte radiale Edelfugen gebildet sind, die die Funktionsraumbereiche elektrisch dicht verschließen.

Elektrische Verbindungselemente für metallgekapselte, gasisolierte Funktionsraumbereiche von Schaltanlagen sind beispielsweise durch die DE 40 01 909 A1 bekannt. Zur Verbindung mehrere Funktionsraumbereiche sind an ent sprechenden Stellen der Schaltanlagen sogenannte Austritts öffnungen vorgesehen, deren gasdichte Verschlüsse im Bedarfsfall durch gasdichte Verschlußteile ersetzt werden. Die Verschlußteile sind mit Anschlußteilen versehen, mit denen die elektrisch leitenden Verbindungen hergestellt werden können. Die gasdichten Verschlußteile weisen außerdem sogenannte Ringdichtungen auf, die mittels lösbarer Schraub verbindungen in Verbindung mit den Verschlußteilen die Austrittsöffnungen sowohl gasdicht als auch elektrisch dicht verschließen. Die Verschlußteile und die Ringdichtungen sind zur Erfüllung ihrer Funktionen sehr genau an die konstruktiven Gegebenheiten der Schaltanlagen anzupassen.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, elektrische Verbindungselemente für metallgekapselte, gasisolierte Funktionsraumbereiche von Schaltanlagen zu definieren, deren konstruktive Ausgestaltungen und manuelle Handhabungen erheblich vereinfacht sind ohne jedoch die hohen technischen Anforderung hinsichtlich der Isoliermedien und der elektrischen Bedingungen einzuschränken. Erfindungsgemäß wird dies durch die Merkmale

1.1 die Verschlußabdeckungen sind aus hohlen, zylinderhut förmigen Siliconteilen gebildet, die mit den sich im Durchmesser erweiterten Außenkonturen im Bereich von Halteeinrichtungen der äußeren Funktionsraumbereiche angeordnet sind und an nach außen gerichtete Anlagenflächen der Verschlußteile planparallel anliegen,
1.2 die Verschlußabdeckungen sind durch großflächige an die erweiterten Außenkonturen derselben angepaßte Druckringe durch Krafteinwirkungen mittels Federbügel mit den Anlage flächen der Verschlußteile kraftschlüssig in Eingriff stehend,
1.3 die Federbügel sind durch die Halteeinrichtungen derart gelagert, daß mit einem einzigen Festauflagebereich und zwei im Bereich der freien Enden der Federbügel angeordneten Klemmausnehmungen auf den Halteeinrichtungen die Verschluß abdeckungen mittels der Federbügel an die Anlageflächen der Verschlußteile kraftschlüssig angepreßt sind,
erreicht.

Mit den aus Siliconteilen gebildeten, zylinderhutförmigen Verschlußabdeckungen, die direkt mit ihren im Durchmesser erweiterten Außenkonturen an die aus den Funktionsräumen hinausragenden Anlageflächen der Verschlußteile planparallel anliegen, ergeben sich großflächige Anlagebereiche, die durch einfach anzupassende Druckringe ohne besondere Aufwendungen bezüglich der konstruktiven Abstimmung untereinander eine kraftschlüssige Verbindung zwischen den Außenkonturen der Verschlußabdeckungen und den Auflage flachen der Verschluß teile ermöglichen. Die Druckringe sind im Zusammenwirken mit den Siliconteilen praktisch schwimmende gelagert, d. h., daß die Führung der Druckringe wird von den Siliconteilen übernommen.

Besondere Maßnahmen zur Bildung der radialen Edelfuge durch gezieltes Aneinanderpressen der Druckringe mit entsprechend aufeinander abgestimmten Befestigungen, beispielsweise zur Anpassung unterschiedlicher Wärmeausdehnungskoeffizienten bei verschiedenen Werkstoffen, sind hier gegenüber den bisher bekannten Lösungen nicht erforderlich. Als erfindungs wesentlich ist in diesem Zusammenhang anzusehen, daß die Krafteinwirkungen auf die Druckringe durch Federbügel wirksam werden, die in den Halteeinrichtungen jeweils im Bereich einer einzigen Festauflage lagefixiert sind und mit ihren freien Enden durch in die Klemmausnehmungen der Halteein richtungen eingreifen. Zur Lagefixierung der Federbügel auf den Halteeinrichtungen ist jeweils nur eine Festauflage vorgesehen, so daß ein Verkanten der Druckringe gänzlich ausgeschlossen ist.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Merkmale

2.1 die Druckringe sind vorzugsweise im Bereich einer ihrer Symmetrieachsen mit Führungszapfen versehen,
2.2 die Führungszapfen sind im kraftschlüssigen Zustand in entsprechend angeordnete Führungsschlitze der Halteein richtungen geführt,

vorgesehen. Mit den vorzugsweise in der Symmetrieachse der Druckringe angeordneten Führungszapfen sind die Kraftein leitungen mittels der Federbügel in besonders einfacher Weise gleichmäßig über die gesamte Anlagefläche der Druck ringe übertragbar. Fertigungstoleranzen der miteinander zusammenwirkenden Teile sowie deren Maßveränderungen durch Wärmeausdehnungen sind damit mühelos ausgeglichen.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht die Merkmale

3.1 die Halteeinrichtungen der äußeren Funktionsraumbereiche umschließen die sich erweiterten Außenkonturen der Verschluß abdeckungen derart, daß der Abstand zwischen der Kraftein leitung im Bereich der Federbügel und der Führungszapfen und dem Eingriff der Federbügel in die Klemmausnehmungen gering ist gegenüber dem Abstand zwischen der Krafteinleitung und den einzigen Festauflagebereichen der Halteeinrichtungen, vor.

Dieses Verhältnis der unterschiedlichen Abstände bewirkt, daß die Federrate der Federbügel nur im langen Bereich, also nur zwischen der Krafteinleitung und dem Festauflagebereich, wirksam ist, wogegen die Federkraft selbst effizient über den kurzen Bereich, also von den Klemmaufnehmungen bis zu den Krafteinleitungen, auf die Führungszapfen und damit direkt auf die Druckringe übertragen wird. Mit diesen Anordnungen der Federbügel lassen sich im Zusammenwirken mit den Halteeinrichtungen ausreichend große Kräfte zur Verpressung der radiale Edelfuge übertragen, so daß diese besonders durch die Federwirkung langzeitstabil erhalten bleibt.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht das Merkmal

4.1 die Federbügel sind mit den einzigen Festauflagebereichen der Halteeinrichtungen durch Schraubverbindungen befestigt, vor.

Mit diesen Schraubbefestigungen können bei dem Einbau der Federbügel in die Halteeinrichtungen keine Montagefehler auftreten.

Die Erfindung wird durch ein figürlich dargestelltes Ausführungsbeispiel in zwei Figuren näher erläutert, wobei die Fig. 1 das elektrische Verbindungselement mit der Verschlußabdeckung und dem angepreßten Druckring perspektivisch schräg von oben gesehen in der Vorderansicht abbildet und die Fig. 2 in einer Sprengzeichnung nähere Einzelheiten des Verbindungselements erkennen läßt.

Die Fig. 1 zeigt die Verschlußabdeckung VA, die mit dem Druckring DR. unter Einwirkung der Federkraft des Federbügels FL auf das Verschlußteil VT gepreßt wird. Im Verschlußteil VT ist die beispielsweise aus Chrom-Nickelstahl bestehende Metallscheibe MS eingegossen, die - auf dem Begrenzungsblech BB der Schaltanlage aufgeschweißt - eine nicht dargestellte Durchtrittsöffnung im Begrenzungsblech BB gasdicht verschließt. Der Druckring DR ist im Bereich seiner Symmetrieachse mit den Führungszapfen FZ versehen, die über die äußere Begrenzungskontur des Druckringes DR herausragen. Desweiteren ist ersichtlich, daß die Führungszapfen FZ im Bereich einer aus mehreren einzelnen Blechteilen gebildeten Halteeinrichtung HE in den Führungsschlitzen FS derselben lagepositioniert sind. Der Federbügel FL ist dagegen auf dem annähernd mittig zwischen den Halteeinrichtungen HE mit den Führungsschlitzen FS angeordneten Festauflagebereich FA mit einer einzigen Schraubverbindung befestigt, während die freien Enden des Federbügels durch die Klemmausnehmungen KA der Halteeinrichtungen HE die Führungszapfen FZ und damit den gesamten Druckring DR mit der Verschlußabdeckung VA auf das darunterliegende Verschlußteil pressen. Die Halteeinrichtung HE ist mit dem Begrenzungsblech BB fest verschweißt.

Die Fig. 2 zeigt das elektrische Verbindungselement in einer Explosionszeichnung. In dieser Darstellung wird der funktionelle Zusammenhang zwischen den einzelnen Komponenten des elektrischen Verbindungselements zur Bildung der sogenannten radialen Edelfuge zusätzlich verdeutlicht. Rechts ist ein Funktionsraumbereich FB einer Schaltanlage ange deutet, dessen Durchtrittsöffnung DG im Begrenzungsblech BB durch das Verschlußteil VT mit seiner überstehenden Metall scheibe MS durch verschweißen gasdicht verschlossen ist. Das ansonsten aus Kunststoff bestehende Verschlußteil VT ist mit einer weitgehend planen Anlagefläche AF versehen, die über die Ebene der eingegossenen Metallscheibe MS hinausragt. Desweiteren ist die Verschlußabdeckung VA dargestellt, die aus einem zylinderhutförmigen hohlen Siliconteil besteht und mit dem sich erweiternden Bereich zur Erzeugung der radialen Edelfuge auf die Anlagefläche AF des Verschlußteils VT gepreßt wird. Die Kraft wird dabei über den Druckring DR übertragen, der mit dem Federbügel FL an den sich er weiternden Bereich der Verschlußabdeckung VA gepreßt wird. Der Federbügel FL ist dabei annähernd mittig auf der einstückigen Halteeinrichtung HE auf dem Festauflagebereich FA schraubbefestigt, während die freien abgekröpften Enden des Federbügels FL im Endbereich der Halteeinrichtung HE in die dort vorgesehenen Klemmausnehmungen KA eingreifen. Die Krafteinleitung auf den Druckring DR erfolgt über im Bereich der Symmetrieachse vorgesehenen Führungszapfen FZ, die im Zustand der Pressung durch die Führungsschlitze FS der Halteeinrichtung HE geführt sind.

Claims

1. Elektrische Verbindungselemente für metallgekapselte, gasisolierte Funktionsraumbereiche von Schaltanlagen der Energieversorgung und -verteilung, die Komponenten der Schaltanlagen innerhalb und außerhalb der gasisolierten Funktionsraumbereiche über Anschlußteile miteinander verbinden, wobei die Anschlußteile im Übergangsbereich von Verschlußteilen umgeben sind, die die gasisolierten Funktionsraumbereiche nach außen hin gasdicht verschließen und die außerhalb mit Verschlußabdeckungen derart in Eingriff stehen, daß mittels schraubbarer Druckringe sogenannte radiale Edelfugen gebildet sind, die die Funktionsraum bereiche elektrisch dicht verschließen, gekennzeichnet durch die Merkmale

1.1 die Verschlußabdeckungen (VA) sind aus hohlen, zylinderhutförmigen Siliconteilen gebildet, die mit den sich im Durchmesser erweiterten Außenkonturen im Bereich von Halteeinrichtungen (HE) der äußeren Funktionsraumbereiche (FB) angeordnet sind und an nach außen gerichtete Anlagenflächen (AF) der Verschlußteile (VT) planparallel anliegen,
1.2 die Verschlußabdeckungen (VA) sind durch großflächige an die erweiterten Außenkonturen derselben angepaßte Druckringe (DR) durch Krafteinwirkungen mittels Federbügel (FL) mit den Anlageflächen (AF) der Verschlußteile (VT) kraftschlüssig in Eingriff stehend,
1.3 die Federbügel (FL) sind durch die Halteeinrichtungen (HE) derart gelagert, daß mit einem einzigen Festauflagebereich (FA) und zwei im Bereich der freien Enden der Federbügel (FB) angeordneten Klemmausnehmungen (KA) auf den Halteeinrichtungen (HE) die Verschlußabdeckungen (VA) mittels der Federbügel (FB) an die Anlageflächen (AF) der Verschlußteile (VT) kraftschlüssig angepreßt sind.

2. Elektrische Verbindungselemente für metallgekapselte, gasisolierte Funktionsraumbereiche von Schaltanlagen der Energieversorgung und -verteilung nach Patentanspruch 1, gekennzeichnet durch die Merkmale

2.1 die Druckringe (DR) sind vorzugsweise im Bereich einer ihrer Symmetrieachsen mit Führungszapfen (FZ) versehen,
2.2 die Führungszapfen (FZ) sind im kraftschlüssigen Zustand in entsprechend angeordnete Führungsschlitze (FS) der Halteeinrichtungen (HE) geführt.

3. Elektrische Verbindungselemente für metallgekapselte, gasisolierte Funktionsraumbereiche von Schaltanlagen der Energieversorgung und -verteilung nach den Patentansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch das Merkmal

3.1 die Halteeinrichtungen (HE) der äußeren Funktionsraum bereiche (FB) umschließen die sich erweiterten Außenkonturen der Verschlußabdeckungen (VA) derart, daß der Abstand zwischen der Krafteinleitung im Bereich der Federbügel (FL) und der Führungszapfen (FZ) und dem Eingriff der Federbügel (FL) in die Klemmausnehmungen (KA) gering ist gegenüber dem Abstand zwischen der Krafteinleitung und den einzigen Festauflagebereichen (FA) der Halteeinrichtungen (HE).

4. Elektrische Verbindungselemente für metallgekapselte, gasisolierte Funktionsraumbereiche von Schaltanlagen der Energieversorgung und -verteilung nach den Patentansprüchen 1 bis 3, gekennzeichnet durch das Merkmal

4.1 die Federbügel (FL) sind mit den einzigen Festauflagebereichen (FA) der Halteeinrichtungen (HE) durch Schraubverbindungen befestigt.