DE2342257B2

DE2342257B2 - Vacuum switch

Info

Publication number: DE2342257B2
Application number: DE2342257A
Authority: DE
Inventors: Allen Ralph Milwaukee Wis. Nitz (V.St.A.)
Original assignee: Allis Chalmers Corp
Current assignee: Allis Chalmers Corp
Priority date: 1972-08-21
Filing date: 1973-08-21
Publication date: 1975-12-18
Also published as: CA985352A; GB1437256A; DE2342257A1; US3777089A

Description

Es ist bereits ein Vakuumschalter bekannt (US-PS 31 90 991), bei dem sich die Abschirmkappen überlappen, wobei jedoch zwischen den Abschirmkappen und dem Gehäuse noch Halterungsstangen angeordnet sind, welche den radialen Platzbedarf erhöhen. Auch bei einem weiteren bekannten Vakuumschalter (US-PS 31 67 629) erfolgt die Halterung der Ahschirmglieder unmittelba' am Gehäuse. Hierdurch und durch den zwischen den Abschirmgliedern vorgesehenen radialen Abstand ist ein relativ großer radialer Platzbedarf erforderlich. There is already a vacuum switch known (US-PS 31 90 991) in which the shielding caps overlap, but holding rods are still arranged between the shielding caps and the housing, which increase the radial space requirement. In another known vacuum switch (US Pat. No. 31 67 629), the Ahschirmglieder are held directly on the housing. As a result, and due to the radial spacing provided between the shielding members, a relatively large amount of radial space is required.

Das Ziel der Erfindung besteht somit darin, einen Vakuumschalter der eingangs genannten Gattung zu schaffen, bei dem der im Innern des Gehäuses zur Verfugung stehende Platz für die Anordnung der Kontakte optimal ausgenutzt wird, und bei dem insbesondere in axialer Richtung auftretende Herstellungstoieranzen automatisch ausgeglichen werden.The aim of the invention is thus to provide a vacuum switch of the type mentioned at the outset, in which the inside of the housing is available standing space is optimally used for the arrangement of the contacts, and especially in manufacturing toieranzen occurring in the axial direction are automatically compensated.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß die beiden topfförmigen Glieder in gegenseitiger Berührung angeordnet und an den Stirnkanten gehalten sind.To solve this problem, the invention provides that the two cup-shaped members in mutual Contact are arranged and held at the front edges.

Auf Grund dieser Ausbildung wird durch die Halterung der topfförmigen Glieder die radiale Ausdehnung nicht erhöht bzw. der radiale Abstand der topfförmigen Glieder von den Kontakten nicht eingeengt. Auf Grund der gegenseitigen Berührung der sich überlappenden topfförmigen Glieder ist der Zusammenbau des erfindungsgemäßen Vakuumschalters außerdem unproblematisch. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß beim Zusammenbau sowohl in radialer als auch in axialer Richtung Nachstellungen ohne weiteres möglich sind, so daß gewisse Herstellungstoleranzen kompensiert werden können, ohne die topfförmigen Glieder unter Spannung zu setzen oder zu beschädigen. Die erfindungsgemäße Ausbildung gestattet außerdem gewisse Ausdehnungen oder Zusammenziehungen der Anordnung während des Betriebes.Due to this design, the radial expansion is achieved by the holder of the cup-shaped members not increased or the radial distance between the cup-shaped links and the contacts not narrowed. Because of the mutual contact of the overlapping cup-shaped members is the assembly of the invention Vacuum switch is also unproblematic. Another advantage is that the Assembly both in the radial and in the axial direction readjustments are easily possible, so that certain manufacturing tolerances can be compensated without the cup-shaped links below To put tension or to damage it. The inventive training also allows certain Expansions or contractions of the arrangement during operation.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform weist das eine der topfförmigen Glieder im Berührungsbereich mit dem anderen Glied einen biegbaren Abschnitt zur Herstellung eines Kontaktes mit dem anderen Glied auf. Hierdurch wird die axiale oder radiale Einstellung der beiden Topfglieder relativ zueinander beim Zusammenbau erleichtert.According to a preferred embodiment, one of the cup-shaped members has in the contact area with the other member a bendable portion for making contact with the other member on. This makes the axial or radial adjustment of the two pot members relative to one another during assembly relieved.

Eine weitere Ausführungsform kennzeichnet sich dadurch, daß an der dem anderen topfförmigen Glied zugewandten Stirnkante des einen topfförmigen Gliedes eine Viel2:ahl von sich axial erstreckenden Ansätzen vorgesehen sind. Da diese Ansätze einfach durch axialeAnother embodiment is characterized in that on the one facing the other cup-shaped member The front edge of the one pot-shaped member has a multitude of axially extending attachments are provided. Since these approaches are simply axial

Einschnitte in der betreffenden Stirnkante verwirklicht werden können, stellen sie ein einfaches Mittel zur kompensierung von Herstellungstoleranzen dar.Incisions can be made in the relevant front edge, they provide a simple means to compensation of manufacturing tolerances.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist zwischen den Stirnkappen und den topfförmigen Gliedern eine Vielzahl von Isolatorstangen angeordnet, welche zweckmäßig die einzige mechanische Halterung der topfförmigen Glieder in einer vorbestimmten axialen Stellung bilden.According to a further advantageous embodiment, between the end caps and the cup-shaped Divide a plurality of isolator rods arranged, which expediently the only mechanical holder of the cup-shaped members in a predetermined axial position.

Zwecks einhcher Befestigung der Isolatorstangen ist eine weitere Ausführungsform so ausgebildet, daß an den topfförmigen Gliedern und den Stirnkappen Vorsprünge vorgesehen sind, die mit axialen öffnungen an den Isolatorstangen zusammenwirken.For the purpose of Einhcher fastening of the isolator rods, a further embodiment is designed so that on the cup-shaped members and the end caps projections are provided with axial openings cooperate with the isolator rods.

Die Isolatorstangen greifen zweckmäßig an einer Ringschulter der topfförmigen Glieder an.The isolator rods expediently act on an annular shoulder of the cup-shaped members.

Nach einer weiteren Ausführung sind die Enden der Isolatorstangen metallisiert und an die topfförmigen Glieder und die Stirnkappen stumpf hart angelötet.According to a further embodiment, the ends of the insulator rods are metallized and attached to the cup-shaped ones The links and the end caps are butt-soldered.

Ein maximaler Abstand in radialer Richtung zwisehen den topfförmigen Gliedern und den Kontakten wird erzielt, wenn eines der topfförmigen Glieder einen Durchmesser aufweist, der im wesentlichen gleich dem Innendurchmesser des Gehäuses ist, und wenn das andere der topfförmigen Glieder einen Außendurchmesser aufweist, der im wesentlichen gleich dem Innendurchmesser des einen Gliedes ist.There is a maximum distance in the radial direction the cup-shaped members and the contacts is achieved when one of the cup-shaped members one Having diameter substantially equal to the inner diameter of the housing, and if the other the cup-shaped member has an outer diameter which is essentially equal to the inner diameter of one member is.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung beispielsweise beschrieben; in dieser zeigtThe invention is described below with reference to the drawing, for example; in this shows

F i g. 1 eine Ansicht teilweise im Vertikalschnitt und teilweise im Aufriß eines erfindungsgemäßen Schalters undF i g. 1 is a view partly in vertical section and partly in elevation of a switch according to the invention and

F i g- 2 eine Ansicht teilweise im Venikalschnitt und teilweise im Aufriß einer Modifikation des in F i g. 1 dargestellten erfindungsgemäßen Schalters.FIG. 2 shows a view partly in venical section and FIG partly in elevation of a modification of the FIG. 1 illustrated switch according to the invention.

Nach F i g. 1 umfaßt ein Vakuumschalter 10 eine evakuierte Umhüllung bzw. einen evakuierten Kolben 11. Der Kolben umfaßt ein rohrförmiges Isolatorgehäuse 12 und ein Paar von Stirnkappen 14 und 16, die an dem rohrförmigen Gehäuse 12 an dessen entgegengesetzten Enden durch geeignete Vakuumdichtungen 17 und 18 verbunden sind. Die Erfindung ist bei einem Schalter mit verschiedenen Typen von Kontakten anwendbar und ist im folgenden an Hand eines Schalters mit einem Kontakttyp beschrieben. So ist in dem Kolben 11 ein Paar von relativ zueinander beweglichen Kontakten 21 und 22 angeordnet, die in der Kontaktunterbrechungssvellung dargestellt sind. Der obere Kontakt 21 ist ein stationärer Kontakt, der in geeigneter Weise an einer leitenden Stange 23 befestigt ist. Die leitende Stange 23 ist an ihrem oberen Ende in vakuumdichter Weise an der oberen Stirnkappe 14 befestigt. Der untere Kontakt 22 ist ein beweglicher Kontakt, der auf dem inneren Ende einer axialen beweglichen, leitenden Betätigungsstange 24 getragen wird.According to FIG. 1, a vacuum switch 10 comprises an evacuated envelope or an evacuated piston 11. The piston includes a tubular isolator housing 12 and a pair of end caps 14 and 16 which are attached to the tubular housing 12 at its opposite ends by suitable vacuum seals 17 and 18 are connected. The invention is applicable to a switch having various types of contacts and is described below using a switch with one type of contact. So in the piston 11 is a Pair of relatively movable contacts 21 and 22 arranged in the contact interruption convolution are shown. The upper contact 21 is a stationary contact which is suitably attached to a conductive rod 23 is attached. The conductive rod 23 is attached at its upper end in a vacuum-tight manner the upper end cap 14 attached. The lower contact 22 is a movable contact on the inner End of an axially movable, conductive actuating rod 24 is carried.

Die axial bewegliche Kontaktstange erstreckt sich durch eine öffnung 26 in der unteren Stirnkappe 16. Ein flexibler metallischer Faltenbalg 28 sieht eine vakuumdichte Abdichtung um die Kontaktstange 24 vor, so daß die Stange axial bewegt werden kann, ohne das Vakuum in dem Kolben 11 zu beeinträchtigen. Nach der Zeichnung ist der Faltenbalg 28 in vakuumdichter Beziehung an seinen entsprechenden Enden mit der Stange 24 und der unteren Stirnkappe 16 verbunden.The axially movable contact rod extends through an opening 26 in the lower end cap 16. A flexible metallic bellows 28 provides a vacuum-tight seal around the contact rod 24, see above that the rod can be moved axially without affecting the vacuum in the piston 11. To In the drawing, bellows 28 is in vacuum-tight relationship at its respective ends with FIG Rod 24 and the lower end cap 16 connected.

Jeder der dargestellten Kontakte 21 und 22 weist eine Scheibenform auf und ist mit einer größeren Oberfläche zu dem anderen Kontakt gerichtet. Jeder Kontakt 21 und 22 ist mit einer zentral gelegenen Aussparung 32 bzw. 33 vorgesehen, so daß eine elektrische Berührung zwischen den Kontakten auf einer ringförmigen Kontaktfläche 34 und 36 erfolgt Die ringförmigen Oberflächen 34 und 36 weisen einen solchen Durchmesser auf, daß der durch die geschlossenen Kontakte fließende Strom einem Pfad in Form einer radial nach außen gebogenen Schleife folgt, wie es durch die strichpunktierte Linie L dargestellt ist. Bekanntlich neigt der magnetische Effekt des durch den schleifenförmigen Pfad L fließenden Stroms dazu, die Schleife zu verlängern. Wenn die Kontakte getrennt werden, bildet sich ein Bogen zwischen den Ringschultern von 34 und 36 und der Bogen wird durch den magnetischen Effekt des Stroms durch die Schleife radial nach außen getrieben. Wenn sich der Bogen radial nach außen bewegt, ist er einer in Umfangsrichtung wirkenden magnetischen Kraft ausgesetzt, die den Bogen um die Mittelachse der Kontakte dreht.Each of the illustrated contacts 21 and 22 has a disk shape and faces the other contact with a larger surface. Each contact 21 and 22 is provided with a centrally located recess 32 and 33, respectively, so that electrical contact between the contacts takes place on an annular contact surface 34 and 36. The annular surfaces 34 and 36 have a diameter such that the through the closed Contacts flowing current follows a path in the form of a radially outwardly curved loop, as shown by the dot-dash line L. As is known, the magnetic effect of the current flowing through the loop-shaped path L tends to lengthen the loop. When the contacts are separated an arc is formed between the ring shoulders of 34 and 36 and the arc is propelled radially outward through the loop by the magnetic effect of the current. As the arc moves radially outward, it is subjected to a circumferential magnetic force that rotates the arc about the central axis of the contacts.

Zum Kondensieren der Meialldämpfe, die durch den Bogen erzeugt werden, ist ein dampfkondensierender metallischer Schild 37 vorgesehen. Der Schild bzw. die Abschirmeinrichtung 37 ist topfförmig bzw. napfförmig und um den Faltenbalg 28 angeordnet um diesen vor durch den Lichtbogen erzeugten Produkten zu schützen. Eine weitere Abschirmstruktur 40 umfaßt einen Hauptschild, der ein Paar von napfförmigen Gliedern 41 und 42 aufweist, die miteinander verbunden sind, die Funkenstrecke 43 umgeben und zwischen dem Gehäuse 12 und der Funkenstrecke angeordnet sind. Die Abschirmsiruktur befindet sich auf einem schwimmenden bzw. erdfreien Potential in bezug auf die Kontakte 21 und 22.A vapor-condensing metallic shield 37 is provided to condense the metal vapors generated by the arch. The shield or the shielding device 37 is pot-shaped or cup-shaped and is arranged around the bellows 28 in order to protect it from products generated by the arc. Another shield structure 40 comprises a main shield which has a pair of cup-shaped members 41 and 42 which are interconnected, surround the spark gap 43 and are disposed between the housing 12 and the spark gap. The shielding structure is at a floating or floating potential with respect to the contacts 21 and 22.

Nach der Zeichnung weist das obere napfförmige Abschirmglied 41 einen relativ breiten ringförmigen, geradlinigen Boden-Umfangsansatz 44 auf. Der Durchmesser des ringförmigen Bodenteils 44 ist im wesentlichen gleich dem Innendurchmesser des Gehäuses 12. Das Abschirmglied 41 ist an seinem oberen Ende reduziert, um einen ringförmigen Schulterteil 46 vorzusehen, der in einem reduzierten rohrförmigen Abschnitt 47 endet, der ein nach innen gekrümmtes Abflußende aufweist, das einen Schild 48 vom Korona-Typ bildet.According to the drawing, the upper cup-shaped shielding member 41 has a relatively wide annular, rectilinear bottom circumferential approach 44 on. The diameter of the annular bottom portion 44 is substantially equal to the inner diameter of the housing 12. The shielding member 41 is reduced at its upper end, to provide an annular shoulder portion 46 formed in a reduced tubular section 47 ends which has an inwardly curved drain end forming a shield 48 of the corona-type.

Das untere napfförmige Abschirmglied 42 ist mit einem relativ breiten ringförmigen, geradlinigen oberen Ansatzteil 5i vorgesehen. Das untere Ende des Abschirmteils des Gliedes 42 ist, wie es bei 52 dargestellt ist, als Kegelstumpf ausgebildet, dessen Basis 53 einen in bezug auf den angrenzenden oberen Abschnitt des Abschirmgliedes reduzierten Durchmesser aufweist und als eine Prallplatte dient, um durch Lichtbogen erzeugte Teilchen aufzufangen, die sich entlang einem Sichtlinien-Pfad zu den isolierenden Teilen des Schalters bewegen. Durch Vorsehen des unteren Abschirmgliedes 42 mit dem kegelstumpfförmigen Teil 52 wird eine geneigte Ringschulter 54 erzeugt, die eine glatte Übergangs-Gradienten-Verbindung zwischen dem oberen und unteren Teil des Abschirmgliedes 42 vorsieht. Nach der Zeichnung weist der obere ringförmige geradlinige Ansatzteil 51 des Abschirmgliedes 42 eine Vielzahl von sich axial erstreckenden, mit Abstand voneinander angeordneten Schlitzen 56' auf, die elastische Ansätze oder Finger 57 bilden, die sich um den gesamten Umfang des Ansatzteiles 51 erstrecken. Nach der Zeichnung ist der Durchmesser des Ansatzteiles 51, in welchem die Schlitze 56' vorgesehen sind, im wesentlichen gleich dem Durchmesser des Boden-Ansatzteils 44 des Abschirmgliedes 41. Somit werden bei dem Zusammenbau der zwei Abschirmteile 41 und 42 in eineThe lower cup-shaped shielding member 42 is provided with a relatively wide annular, rectilinear upper one Attachment part 5i provided. The lower end of the shield portion of member 42 is as shown at 52 is designed as a truncated cone, the base 53 of which has a relation to the adjacent upper portion of the Shield member has reduced diameter and serves as a baffle plate to generated by arcing Catch particles moving along a line-of-sight path to the insulating parts of the switch move. By providing the lower shield member 42 with the frustoconical portion 52 is an inclined annular shoulder 54 is created which creates a smooth transition-gradient connection between the upper and lower part of the shield member 42 provides. According to the drawing, the upper has annular rectilinear Extension part 51 of the shielding member 42 has a plurality of axially extending, spaced apart arranged slots 56 ', which form elastic lugs or fingers 57, which extend around the entire Extend the scope of the attachment part 51. According to the drawing, the diameter of the attachment part 51 is in which the slots 56 'are provided, substantially equal to the diameter of the base extension portion 44 of the shield member 41. Thus, when assembling the two shield members 41 and 42 into one

einzige Abschirmstruktur in dem Schalter 10 die Ansätze 47 radial nach innen verbogen, so daß das untere Abschirmglied 42 in das obere Abschirmglied 41 eingesetzt werden kann. Die Ansätze 57 sind genügend flexibel, um radial nach innen gebogen werden zu können und ein wechselseitiges Eingreifen der Abschirmgliederonly shielding structure in the switch 10, the lugs 47 bent radially inward so that the lower Shielding member 42 can be inserted into the upper shielding member 41. Approaches 57 are sufficiently flexible in order to be able to be bent radially inwards and a mutual engagement of the shielding members

41 und 42 für ein erleichtertes Zusammenbauen von diesen zuzulassen, sie sind jedoch genügend elastisch, um eine feste bzw. dauerhafte elektrische Beziehung mit der inneren Oberfläche des Abschirmgliedes 41 herstellen und aufrechterhalten zu können.41 and 42 to allow easier assembly of these, but they are sufficiently elastic, to have a permanent electrical relationship with the inner surface of the shield member 41 to be able to produce and maintain.

Wenn die zwei Abschirmglieder 41 und 42 in eine betriebsmäßige Abschirmstruktur 40 zusammengebaut sind, erstreckt sich keines der Abschirmglieder 41 undWhen the two shield members 41 and 42 are assembled into an operational shield structure 40 are, none of the shield members 41 and extends

42 über eine wesentliche Strecke in Längsrichtung entlang der Funkenstrecke 43, jedoch erstreckt sich im zusammengebauten Zustand die Abschirmstruktur 40 in Längsrichtung des Gehäuses 12 über eine gewisse Strecke zu den Stirnkappen 14 und 16. Im zusammengebauten Zustand sieht die Abschirmstruktur 40 einen zentralen Abschnitt 61 mit relativ großem Durchmesser um die Kontakte 21 und 22 vor, so daß ein zusätzlicher Spielraum zwischen der Abschirmstruktur 40 und den Kontakten 21 und 22 erreicht ist. Im wesentlichen alle geradlinigen Pfade, die sich von dem Bereich der Funkenstrecke 43 und von den Kontakten 21 und 22 zu dem isolierenden Gehäuse 12 erstrecken, sind durch die Abschirmstruktur 40 durchschnitten bzw. unterbrochen. Somit werden im wesentlichen alle durch Lichtbögen erzeugte metallischen Teilchen durch die Abschirmstruktur 40 und die Stirnkappen 14 und 16 abgefangen und kondensiert.42 extends for a substantial longitudinal distance along spark gap 43, but extends in the assembled state State the shielding structure 40 in the longitudinal direction of the housing 12 over a certain Distance to the end caps 14 and 16. In the assembled state, the shielding structure 40 sees one central portion 61 with a relatively large diameter to the contacts 21 and 22 in front, so that an additional Clearance between the shielding structure 40 and the contacts 21 and 22 is achieved. Essentially all straight-line paths extending from the area of the spark gap 43 and from the contacts 21 and 22 to the insulating housing 12 extend are cut through or interrupted by the shielding structure 40. Thus, essentially all of the metallic particles generated by arcing are passed through the shield structure 40 and the end caps 14 and 16 intercepted and condensed.

Die zusammengebaute Abschirmstruktur 40 wird in geeigneter Weise in dem Schalter 10 von den Stirnkappen 14 und 16 getragen. In ihrer abgestützten Stellung wird die Abschirmstruktur 40 auf einer Spannung gehalten, die näherungsweise in der Mitte der der Kontakte 21 und 22. wenn der Schalter geöffnet ist, liegt. Dieses Zwischenpotential wird hergestellt durch die im wesentlichen gleiche Kapazität, die zwischen der Abschirmstrukiur und den entgegengesetzten Enden des Schalters vorhanden ist.The assembled shield structure 40 is suitably positioned in the switch 10 from the end caps 14 and 16 worn. In its supported position, the shield structure 40 is held at a tension, which is approximately in the middle of the contacts 21 and 22. when the switch is open. This intermediate potential is produced by essentially the same capacitance that exists between the shielding structure and the opposite ends of the switch.

Wie oben erwähnt worden ist, werden die Abschirmglieder 41 und 42 im zusammengebauten Zustand von den Stirnkappen 14 und 16 getragen. Zu diesem Zweck ist die Ringschulter 54 des Abschirmgliedes 42 mit Vorsprüngen 56 vorgesehen, die an geeigneten flachen Stellen 57' punktgeschweißt sind, die in dem ringförmigen Schulterteil 54 ausgebildet sind. Eine gleiche Zahl von Vorsprüngen 58 ist an die innere Oberfläche der Stirnkappe 16 punktgeschweißt und in einem Kreismuster mit Abstand voneinander angeordnet, der im wesentlichen der gleiche wie der kreisförmige Abstand bzw. Winkelabstand der Vorsprünge 56 ist. Somit ist beim Einbauen des unteren Abschirmgliedes 42 in den Schalter die Abschirmeinrichtung winklig so ausgerichtet, daß deren Vorsprünge 56 mit den Stirnkappenvorsprüngen 58 axial fluchten. Isolierende, freistehende Tragstangen 59 mit axialen Endöffnungen stehen in Eingriff mit gegenüberliegenden Vorsprüngen 56 bis 58 und dienen dazu, das Abschirmglied 42 in der Betriebsstellung relativ zu der zugeordneten unteren Stirnkappe 16 zu halten.As mentioned above, the shield members 41 and 42 are in the assembled state of the end caps 14 and 16 worn. For this purpose, the annular shoulder 54 of the shielding member 42 is provided with projections 56 are provided which are spot welded at suitable flat locations 57 'formed in the annular Shoulder part 54 are formed. An equal number of protrusions 58 are attached to the inner surface of the End cap 16 spot-welded and arranged in a circular pattern at a distance from one another, which is essentially is the same as the circular or angular spacing of the projections 56. So is when installing the lower shielding member 42 in the switch, the shielding device is angularly oriented so that that their projections 56 with the end cap projections 58 align axially. Insulating, free-standing support rods 59 with axial end openings are in FIG Engage with opposing projections 56-58 and serve to keep the shield member 42 in the operative position relative to the associated lower end cap 16 to hold.

In einer ähnlichen Weise ist die Ringschulter 46 des oberen Abschirmgliedes 41 mit einer Vielzahl von mit gleichem Abstand in Kreisrichtung bzw. mit gleichem Winkelabstand voneinander angeordneten flachen Bereichen 60 vorgesehen. Vorsprünge 62 sind auf jeden der flachen Bereiche 60 punktgeschweißt und wirken mit zugeordneten Vorsprüngen 63 zusammen, die auf die innere Oberfläche der oberen Stirnkappe 14 punktgeschweißt sind. Isolierende, freistehende Stangen 64 mit axialen Stirnöffnungen stehen mit axial fluchtenden Vorsprüngen 62 und 63 in Eingriff.In a similar manner, the annular shoulder 46 of the upper shield member 41 is provided with a plurality of with equal spacing in the direction of a circle or flat areas arranged at the same angular distance from one another 60 provided. Projections 62 are spot welded onto each of the flat areas 60 and act with associated protrusions 63 which are spot welded onto the inner surface of the upper end cap 14 are. Insulating, free-standing rods 64 with axial end openings are aligned with axially aligned Projections 62 and 63 in engagement.

Somit halten, wenn das obere Abschirmglied 41 mit dem unteren Abschirmglied 42 zusammengebaut wird, die Isolierstangen 59 und 64 die Abschirmstruktur äquidistant bzw. auf gleichem Abstand von den Stirnkappen 14 und 16. Der gesamte zusammengebaute Schaller wird dann in einer Aufspanneinrichtung angeordnet, so daß die gewünschte axiale Kompression an die zusammengebaute Anordnung angelegt werden kann, bevor die Stirnplatte 14 mit dem Flansch der Dichtung 17 verbunden wird. Durch die von den Abschirmgliedern 41 und 42 vorgesehene Hülsen- bzw. Manschetten-Paßsitz-Anordnung werden alle Toleranzvariationen durch das Biegen der Ansätze 57 des unteren Abschirmgliedes 42 absorbiert bzw. aufgenommen.Thus, when the upper shield member 41 is assembled with the lower shield member 42, hold the insulating rods 59 and 64 equidistant the shielding structure or at the same distance from the end caps 14 and 16. The entire assembled Schaller is then placed in a jig, see above that the desired axial compression can be applied to the assembled structure before the end plate 14 is connected to the flange of the seal 17. By the shielding members 41 and 42 sleeve and cuff snug fit arrangements will accommodate any tolerance variations the bending of the lugs 57 of the lower shield member 42 is absorbed.

Nach der Zeichnung wird die Abschirmstruktur 40 von den Stirnkappen 14 und 16 in der Betriebsstellung vollständig getragen. Durch die Anordnung, durch die die Abschirmstruktur 40 von den Stirnkappen getragen wird, ist das Erfordernis eliminiert, irgendwelche vorspringenden Elemente von der Wand des Gehäuses 12 vorzusehen. Somit kann der Außendurchmesser der Abschirmsiruktur 40 im wesentlichen gleich dem Innendurchmesser des Isolatorgehäuses 12 sein. Hierdurch liefert diese Anordnung einen größeren freien Zwischenraum bzw. Abstand zwrschen der Abschirmstruktur und den Kontakten vor, als es bisher bei Kolbengehäusen mit dem gleichen Durchmesser möglich war.According to the drawing, the shielding structure 40 of the end caps 14 and 16 is in the operating position completely worn. By the arrangement by which the shield structure 40 is supported by the end caps the need to remove any protruding elements from the wall of the housing 12 is eliminated to be provided. Thus, the outer diameter of the shielding structure 40 can be substantially equal to the inner diameter of the isolator housing 12. As a result, this arrangement provides a larger free one Gap or distance between the shielding structure and the contacts, as was previously the case with piston housings with the same diameter was possible.

Nach F i g. 2, in der eine Modifikation der in F i g. 1 dargestellten Ausführungsform veranschaulicht ist, umfaßt ein Vakuumschalter 100 einen evakuierten Kolben 111. Der Kolben umfaßt ein rohrförmiges Isolatorgehäuse 112 und ein Paar von Stirnkappen 114 und 116According to FIG. 2, in which a modification of the FIG. 1 illustrated embodiment a vacuum switch 100 an evacuated flask 111. The flask comprises a tubular insulator housing 112 and a pair of end caps 114 and 116

die mit dem Gehäuse 112 an dessen entgegengesetzten Enden durch geeignete Vakuumdichtungen 117 und 118 verbunden sind. In dem Kolben 111 ist ein Paar von Kontakten 121 und 122 angeordnet. Der obere Kontakt 121 ist ein stationärer Kontakt, der in geeigneter Weisethose with the housing 112 on its opposite Ends by suitable vacuum seals 117 and 118 are connected. In the piston 111 are a pair of Contacts 121 and 122 arranged. The top contact 121 is a stationary contact, which is convenient

an dem Ende einer leitenden Stange 123 befestigt ist die an ihrem oberen Ende in vakuumdichter Beziehung mit der oberen Stirnkappe 114 verbunden ist. Der unte re Kontakt 122 ist an dem inneren Ende einer axia beweglichen leitenden Stange 124 befestigt. Ein metalattached to the end of a conductive rod 123 which is in vacuum-tight relationship at its upper end is connected to the upper end cap 114. The below Re contact 122 is attached to the inner end of an axially movable conductive rod 124. A metal

lischer Faltenbalg 128 sieht eine Vakuumdichtung zwiLischer bellows 128 sees a vacuum seal between

sehen der Stange und der Stirnkappe 116 vor. Die Konprovide the rod and end cap 116. The Kon

takte 121 und 122 sind ähnlich den Kontakten 21 unc 22.bars 121 and 122 are similar to contacts 21 and 22.

Um durch Lichtbogen erzeugte metallische TeilcherTo metallic particles produced by arcing

zu kondensieren, ist der Schalter mit einer Abschirm struktur 140 vorgesehen, die ein oberes Abschirmgliec 141 und ein unteres Abschirmglied 142 umfaßt. Nacl der Zeichnung sind die Abschirmglieder 141 und 142 irr wesentlichen identisch, wobei sich das obere Abschirm glied 141 von dem zugeordneten unteren Abschirm glied 142 nur in seinem Durchmesser unterscheidet Das untere Abschirmglied 142 ist topfförmig ausgebil det und weist eine sich nach außen erstreckende geroll te obere Kreiskante 142-4 auf. Der untere Bodenteil de Abschirmgliedes 142 ist mit einer kreisförmigen, siel axial nach innen erstreckenden Kante \42B vorgese hen, die eine gekrümmte äußere Oberfläche 142C bil det, um eine Bogen-Funkenbildung auf ein Minimunto condense, the switch is provided with a shielding structure 140 which comprises an upper shielding member 141 and a lower shielding member 142. According to the drawing, the shielding members 141 and 142 are essentially identical, the upper shielding member 141 differing from the associated lower shielding member 142 only in diameter. The lower shielding member 142 is pot-shaped and has an outwardly extending rolled upper one Circle edge 142-4. The lower bottom portion of the shield member 142 is provided with a circular, axially inwardly extending edge 42B which forms a curved outer surface 142C to minimize arc sparking

herabzusetzen.to belittle.

Das obere Abschirmglied 141 weist die gleiche allgemeine Konfiguration wie das Abschirmglied 142 mit der Ausnahme auf, daß, wie es oben erwähnt worden ist, dessen Durchmesser etwas kleiner als der des Abschirmgliedes 142 ist. So ist das untere kreisförmige Ende des Abschirmgliedes 141 mit einer gerollten, sich nach außen erstreckenden Kreiskante bzw. Umfangskante 141/4 vorgesehen. Der Durchmesser der kreisförmigen Umfangskante ist bevorzugt so vorgesehen, daß im zusammengebauten Zustand des Abschirmgliedes 141, wie es dargestellt ist, der kreisförmige Umfangskantenteil 141A einen elektrischen Kontakt mit der inneren Oberfläche des Abschirmgliedes 142 vorsieht. Diese physikalische bzw. körperliche Beziehung zwischen den Abschirmeinrichtungen 141 und 142, die die bevorzugte Anordnung ist, verbindet die zwei Glieder 141 und 142 kapazitiv miteinander. Jedoch kann gewünschtenfalls der Durchmesser der Kante 141Λ des Abschirmgliedes 141 geringer als der Durchmesser des Abschirmgliedes 142 sein, so daß die zwei Glieder widerstandsmäßig verbunden sind. Das obere Ende des Abschirmgliedes 141 ist mit einer kreisförmigen, sich axial nach innen erstreckenden Kante 141B vorgesehen, die eine gekrümmte äußere Oberfläche 141C bildet, um eine Funkenbildung auf ein Minimum herabzusetzen. The upper shield member 141 has the same general configuration as the shield member 142 except that, as mentioned above, its diameter is slightly smaller than that of the shield member 142. Thus, the lower circular end of the shielding member 141 is provided with a rolled, outwardly extending circular edge or peripheral edge 141/4. The diameter of the circular peripheral edge is preferably such that when the shield member 141 is assembled, as shown, the circular peripheral edge portion 141A provides electrical contact with the inner surface of the shield member 142. This physical relationship between the shields 141 and 142, which is the preferred arrangement, capacitively connects the two members 141 and 142 together. However, if desired, the diameter of the edge 141Λ of the shield member 141 may be less than the diameter of the shield member 142 so that the two members are resistively connected. The upper end of the shield member 141 is provided with a circular, axially extending inward edge provided 141 B, which forms a curved outer surface 141C, to reduce sparking at a minimum.

Jedes der Abschirmglieder 141 und 142 wird von einer zugeordneten Stirnkappe getragen. Zu diesem Zweck ist eine Vielzahl von freistehenden Isolatoren 159 zwischen das untere Ende des Abschirmgliedes 142 eingesetzt. Die axialen Enden der freistehenden Isolatoren 159 sind metallisiert und die Isolatoren sind an das Abschirmglied und die Stirnkappe 116 stumpf hartgelötet. In einer ähnlichen Weise ist eine Vielzahl von freistehenden Isolatoren 164 zwischen die Stirnkappe 114 und das Abschirmglied 141 eingesetzt Beide Enden jedes der Isolatoren 164 sind metallisiert und die Isolatoren sind an die Stirnkappe 114 und das Abschirmglied 141 stumpf hartgelötet. Somit wird sowohl das Abschirmglied 141 als auch das Abschirmglied 142 von seiner zugeordneten Stirnkappe 114 bzw. 116 getragen. Jede der Kontaktstangen 123 und 124 ist mit einer flachen scheibenförmigen Abschirmeinrichtung 171 bzw. 172 vorgesehen. Die Abschirmeinrichtungen 171 und 172 sind an einem reduzierten Abschnitt 123A und 124/4 der zugeordneten Kontaktstangen angebracht, wobei anstoßende Schultern 123ßbzw. 124ßmit diesen hart verlötet sind. Der Durchmesser von jeder der Abschirmeinrichtungen 171 und 172 ist größer als derEach of the shield members 141 and 142 is carried by an associated end cap. To this The purpose is a plurality of free-standing insulators 159 between the lower end of the shield member 142 used. The axial ends of the free standing insulators 159 are metallized and the insulators are on the shield member and end cap 116 butt brazed. In a similar manner is a multitude of Free-standing insulators 164 inserted between the end cap 114 and the shield member 141 at both ends Each of the insulators 164 are metallized and the insulators are attached to the end cap 114 and the shield member 141 butt brazed. Thus, both the shield member 141 and the shield member 142 are shown in FIG its associated end cap 114 and 116, respectively. Each of the contact rods 123 and 124 is provided with a flat, disk-shaped shielding device 171 and 172 provided. The shields 171 and 172 are at a reduced portion 123A and 124/4 attached to the associated contact rods, with abutting shoulders 123ßbzw. 124ßwith these are hard soldered. The diameter of each of the shields 171 and 172 is larger than that

Durchmesser der öffnung in dem Ende eines zugeordneten Abschirmgliedes, das sich angrenzend an die Stirnkappe 114 bzw. 116 befindet und durch die sich die Stange 123 bzw. 124 erstreckt Die Abschirmeinrichtungen 171 und 172 dienen dazu, eine Barriere bzw. ein Hindernis in einen Sichtlinien-Pfad einzusetzen, der tangential zu den Umfangen der Kontakte 121 und 122 und der nach innen gedrehten kreisförmigen Umfangskante 141B oder 142ß verläuft. Somit bewirken die Abschirmeinrichtungen 171 und 172 einen längeren Pfad für durch Lichtbogen erzeugte Teilchen, die versuchen, irgendeinen Isolator oder die Stangen 123 und 124 zu erreichen. Eine Faltenbalg-Abschirmeinrichtung 137, die nach der Darstellung an die untere Oberfläche der Abschirmeinrichtung 172 hartgelötet ist, umgibt den Faltenbalg 128, um diesen gegen durch LicHbögen erzeugte Dampfteilchen zu schützen. Wenn die Abschirmeinrichtung 172 nicht vorgesehen wiire, würde die Faltenbalg-Abschirmeinrichtung 137 die Form der im Schalter 10 vorgesehenen Abschirmeinrichtung 37 aufweisen.Diameter of the opening in the end of an associated shielding member which is located adjacent to the end cap 114 or 116 and through which the rod 123 or 124 extends. The shielding devices 171 and 172 serve to create a barrier or an obstacle in a line of sight. use path that is tangent to the peripheries of the contacts 121 and 122 and the inwardly turned circular circumferential edge 141 B or 142ß. Thus, the shields 171 and 172 provide a longer path for arcing particles attempting to reach any insulator or rods 123 and 124. A bellows shield 137, shown brazed to the lower surface of the shield 172, surrounds the bellows 128 to protect it from vapor particles generated by arcs. If the shielding device 172 were not provided, the bellows shielding device 137 would have the shape of the shielding device 37 provided in the switch 10.

Die Abschirmglieder 41 und 42 und 141 und 142 können andere Gestalten mit dem gleichen Durchmesser aufweisen und können erforderlichenfalls Hinger oder kürzer vorgesehen sein. Zu diesem Zweck ist es nur erforderlich, die freistehenden Isolatorstangen 59 und 64 und 159 und 164 zu verkürzen oder zu verlängern, um sie an die Länge anderer Ausführungelormen der Abschirmglieder anzupassen. Bei der in den F i g. 1 und 2 dargestellten Abschirmstruktur können die einzelnen Abschirmglieder durch das Tiefzieh-Metall-Bearbeitungsverfahren hergestellt werden anstatt durch das aufwendigere Verfahren des Drall- bzw. Dreh-Gießens oder Dreh-Formens. Auf Grund der inhärenten Starrheit bzw. Festigkeit der Gestalten der Abschirmglieder 41 und 42 und 141 und 142 können diese Glieder aus Kupfer hergestellt werden, das ein Material ist, welches für das Herstellen durch Tiefziehen geeignet und dabei leicht verarbeitbar ist. Die erfindungsgemäßen Abschirmstrukturen sehen eine Struktur-Anordnung vor in welcher das elektrische Feld im wesentlichen symmetrisch ist.The shield members 41 and 42 and 141 and 142 can have other shapes with the same diameter have and can be provided if necessary longer or shorter. For that purpose it is only required to shorten or lengthen the free-standing isolator rods 59 and 64 and 159 and 164, in order to adapt them to the length of other design standards of the shielding members. In the case of the FIGS. 1 and The shielding structure shown in FIG. 2 can be used for the individual shielding members by means of the deep-drawing metal machining process are produced instead of by the more complex process of twist or rotary casting or turning molding. Due to the inherent rigidity of the shapes of the shield members 41 and 42 and 141 and 142, these members can be made of copper, which is a material which is suitable for manufacturing by deep drawing and is easy to process. The shielding structures according to the invention provide a structure arrangement in which the electric field is essentially symmetrical is.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Vacuum switch mil an evacuated piston which comprises a tubular housing made of insulating material with metallic end caps, which are each arranged on the end faces of the housing in a vacuum-tight manner, with a pair of contact pieces which are arranged in the piston and relative to one another during a switching process are movable, with a metallic tubular shielding device comprising a pair of cup-shaped members which are arranged overlapping one another between the tubular housing and the contact pieces in a position in which they collect and condense metal vapors generated by the arcing, and with a fastening device insulating material, which keeps the pot-shaped members at a floating or floating potential with respect to the contact pieces, characterized in that the two pot-shaped members (41, 42; 141, 142) are arranged in mutual contact and on the end caps (14, 16 ; 114, 116) are held.

2. Vacuum switch according to claim 1, characterized in that one of the cup-shaped members (42, 141) in the contact area with the other member (41, 142) has a bendable portion (37, 141 A) for making contact with the other member .

3. Vacuum switch according to claim 2, characterized in that the other cup-shaped Member (41) facing end edge of a cup-shaped member (42) a plurality of itself axially extending lugs (57) are provided.

4. Vacuum switch according to one of claims 1 to 3, characterized in that between the end caps (14, 16; 114, 116) and the cup-shaped members (41, 42; 141, 142) a plurality of insulator rods (59, 64; 159, 164 ) is arranged.

5. Vacuum switch according to claim 4, characterized in that the isolator rods (59, 64; 159, 164) form the only mechanical holder of the cup-shaped members (41, 42; 141, 142) in a predetermined axial position.

6. Vacuum switch according to claim 4 or 5, characterized in that on the cup-shaped members (41, 42) and the end caps (14, 16) projections (56, 58, 62, 63) are provided which have axial openings on the insulator rods (59, 64) work together.

7. Vacuum switch according to one of claims 4 to 6, characterized in that the insulating rods (64, 59) act on an annular shoulder (46, 54) of the cup-shaped members (41, 42) .

8. Vacuum switch according to claim 4 or 5, characterized in that the ends of the insulator rods (159, 164) are metallized and attached to the cup-shaped members (141, 142) and the end caps (114,

1 16) are butt-hard soldered.

9. Vacuum switch according to one of the preceding claims, characterized in that one of the cup-shaped members (41, 142) has a diameter which is substantially equal to the inner diameter of the housing (12,1 12) , and that the other of the cup-shaped members ( 42, 141) has an outer diameter which is substantially equal to the inner diameter of the one link.

The invention relates to a vacuum switch with an evacuated piston which has a tubular housing made of insulating materia! with metallic end caps, each on the end faces of the housing are arranged in a vacuum-tight manner, with a pair of contact pieces held in the piston arranged and are movable relative to one another during a switching operation, with a metallic tubular A shielding device comprising a pair of cup-shaped members which overlap one another are arranged between the tubular housing and the contact pieces in a position in which they trap and condense metal vapors generated by arcing, and with a fastener made of insulating material, which the cup-shaped limbs on a floating or floating potential with respect to the contact pieces