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t'Vakul schaltcr"
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Die Erfindung betrifft einen Vakuumschalter, insbesondere ein Vakuumschütz,
für Niederspannung, mit einem jeweils an einem Träger befestigten festen und jeweils
an einem Träger befestigten beweglichen Kontaktstück, welche in einer Schaltkammer
innerhalb eines Isolierstcffrohres angeordnet sind, welches an einem Ende mit einem
Deckel und am anderen Ende mit einem eine Bewegung des beweglichen Kontaktstückes
zulassenden metallischen federnden Verschlußteil vakuumdicht verschlossen ist.
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Bei Vakuumschaltern der eingangs genannten Art besteht das Problem,
die Träger zur Halterung der Kontaktstücke vakuumdicht durch das federnde Verschlußteil
und durch den Deckel hindurchzuführen. Es ist dazu erforderlich, im Deckel bzw.
im Verschlußteil, der entweder als Membran oder als Faltenbalg ausgebildet sein
kann, eine Öffnung vorzusehen, in die der Träger eingelötet bzw. eingeschweißt werden
muß. Dieses erfordert
einen relativ hohen Fertigungsautwand, da
die Schweißverbindung vakuumdicht sein muß.
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Aufgabe der Erfindung ist es einen Vakuumschaltcr der eingangs genannten
Art zu schaffen, bei dem der Fertigungsaufwand verringert ist.
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Träger jeweils aus zwei Trägerteilen gebildet, von denen jeweils eines
außerhalb des Deckels bzw. Verschlußteiles an diesen und jeweils das andere innerhalb
derselben und en diesen, auf einer Achse liegend, befestigt sind.
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Mit dieser Maßnahme wird erreicht, daß eine bzw. zwei Durchführungen
vermieden werden können. Die Träger werden, wie gesagt, aus zwei Teilen gebildet,
welche lediglich auf die Innen- bzw. Außenfläche des Verschlußteiles oder des Deckels
aufgeschweißt oder aufgelötet werden zu brauchen. Damit sind keine besonderen Abdichtungsmaßnahmen
mehr erforderlich.
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Mit der Erfindung wird weiterhin errcicht, daß die Träger aus unterschiedlichem
Material hergestellt sein können. So genügt es, nur im Inneren des Schalters gasfreies
Kupfer zu verwenden.
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Um den Durchgangswiderstand an den Lötstellei, d.h. an den Stellen,
an denen die Trägerteile auf dein Deckel bzw. dem federnden Verschlußteil befestigt
sind, zu vermindern, kann man die Querschnittsflächen vergrößern; dies erfolgt dadurch,
daß die Trägerteile des beweglichen und des festen Kontaktstückes an den Stellen,
an denen sie mit dem Verschlußteil bzw. dem Deckel verbunden sind, einc Erweiterung
mit vergrößertem Querschnitt aufweisen Gegebenenfalls besteht noch die Möglichkeit,
in dem Bereich, in dem sich die Träger befinden, eie Ausnehmung vorzusehen, in welche
ein Verstär
kungsteil angesetzt und am Verschlußteil vakuumdicht
befestigt ist. Dann können die Trägerteile an den innerhalb und außerhalb des Schalters
befindlichen Flächen der, Verstärkungsteiles angebracht werden. Insbesondere letzteres
hat den Vorteil, daß nicht das Material, aus dem der Deckel bzw. der Faltenbalg
gebildet ist, zur Übertragung des Stromes bzw. zur Durchleitung des Stromes verwendet
zu werden braucht. Man kann daher das Verstärkungsteil aus elektrisch gut leitendem
Metall und die übrigen Bereiche aus einem Metall herstellen, welches den Strom nicht
so gut.leitet, jedoch bessere mechanische Ei.genschaften hat.
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Es besteht die Möglichkeit, das inrenbefindliche Trägerteil und das
Kontaktstück aus einem Stück herzustellen. Man kam auch als Trägerteil einen mit
einem mit Innengewinde versehenen Sackloch ausgebildeten Stift benutzen, in welches
das Kontaktstück einschraubbar ist. Dann br ist es vorteilhaft, um das Sackloch
herum eine ringförmige Erhebung vorzusehen, welche in einer spitzen Kante ausläuft.
Wenn das Kontaktstück eingeschraubt ist, wirkt die spitze Kante und die benachbarte
Fläche des Kontaktstückes als Dichttng, um damit im Gewinde zurückgebliebene Gase
vor dem Austreten in den Innenraum des Schalters bzw. die Schaltkammer zu hindern.
Man kann dabei das inncnbefindliche Trägerteil aus einen Stahl, beispielsweise aus
V2A herstellen, während das Kontaktstück selbst gasfreies Kupfer ist.
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Es besteht weiterhin die Möglichkeit, zwischen dem federnden Verschlußteil
und dem innenbefindlichen, an diesem angebrachten Trägerteil eine Abschirmelektrode
zu befestigeii, mit der das VerschLußteil vor Metaliablagerungen geschützt ist.
Man kann die Abschiermelektröde topfartig ausbilden, wenn ein Faltenbalg als federndes
Verschiußteii verwendet wird. Dann umgibt die Abschinneiektrode. den Faltenbalg.
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Anhand der Zeichnung, in der einige Ausführungsbeispiele der Erfindung
dargestellt sind, sollen die Erfindung selbst sowie weitere Ausgestaltungen und
Vorteile näher erläutert und beschrieben werden.
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Es zeigt: Fig. 1 einen Querschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Vakuumschalters, Fig. 2 einen Teilschnitt mit dem beweglichen
Kontaktstück gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 3 einen
Teilschnitt ähnlich dem der Figur 2 eines dritten Ausführungsbeispieles eines erfindungsgemäßen
Vakuumschalters, Fig. 4 einen Teilschnitt eines vierten Ausfuhrungsbeispieles eines
erfindungsgemäßen Vakuumschalters und Fig. 5 einen Querschnitt durch das Trägerteil
mit Kontaktstück nach Figur 4.
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In der Figur 1 ist ein erstg Ausführungsbeispiel eines Vakuumschalters
beschrieben. Ein Isolierstoffzylinder 10 ist an seinen Stirnseiten mit einem Deckel
12 bzw. mit einem federnden Verschlußteil 14 vakuumdicht verschlossen. Die Art der
Befestigung des Deckels und des Verschlußteiles mit den Stirnrändern des Isolierrohres
ist bekannt, so daß sie hier nicht weiter dargestellt zu werden braucht. Das Verschlußteil
14 besitzt die Form eines zylindrischen Falten7)al6es, der selbst die Bezugs, ziffer
16 besitzt. Parallel zu den Innenwänden des Isolierrohres 10 sind Abschirmbloche
18 vorgesehen,
welche mittels Stegen 20 an der Innenfläche des Isolierrohres
10 gehalten sind. An der innenliegenden Fläche von Verschlußteil 14 und Deckel 12
ist ebenfalls je Gin weiteres Abschirmblech 22 bzw. 24 vorgesehen. Die Abschirmb.leche
dienen zum Schutz des Isolierrohres 10 gegen kondensierende Metalldämpfe.
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Wie aus der Zeichnung zu erkennen ist, ragt der Faltenbalg 16 nach
innen; er besitzt an seinem innersten Ende einen ebenen Bereich 30, der senkrecht
zur Mittelachse des Vakuumschalters verläuft. An der Außenfläche des Bereiches 30
ist ein erstes Trägerteil 32 befestigt und zwar angelötet; an der innenliegenden
Fläche des Bereich 30 sind ein topfförmiges Abschirmblech 34 und ein innenliegendes
Trägerteil 36 befestigt, hier angelötet. Das innenliegende Trgertei3 36 endet in
einem Kontaktstück; dieses ist das bewegliche Kontaktstück und besitzt die Bezugsziffer
38.
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An der Außenseite des Deckels 12 ist ein Trägerteil 40 befestigt;
axial mit diesem fluchtend ist innerhalb des Vakuum-, schalters ein weiteres Trägerteil
42 angeordnet, welches in einem Kontaktstück endet; dieses besitzt die Bezugsziffer
44 und ist einstückig mit dem Trägerteil 42 gebildet.
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Die Figur 1 zeigt den Vakuumschalter gemäß der Erfindung in eingeschaltetem
Zustand. Um den Schalter auszuschalten, wird das bewegliche Kontaktstück in Pfeilrichtung
A bewegt; dabei preßt sich der Faltenbalg 16 zusammen und die Kontaktstücke trennen
sich, wobei zwischen beiden ein Lichtbogen entsteht. h Die Träger für di Kontaktstücke
bestehen gemäß der Erfindung jeweils aus den beiden Trägerteilen 32 und 36 bzw.
40 und 42.
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Die Trägerteile sind, wie erwähnt, jeweils auf der Außen- bzw.
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Innenfläche von Deckel 12 bzw. Verschlußteil 14 angelötet. Es ist
möglich die innenliegenden Trägerteile mit den daran angeformten Kontaktstücken
aus einem gasfreien Kupfer herzustellen; die außenliegenden Teile können beispielsweise
aus Aluminium
oder ähnlichen Materialien hergestellt werden.
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In der Figur 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung
dargestellt. Das Verschlußteil 14 ist hier nicht wie in der Figur 1 als Faltenbalg,
sondern als Wellenmembran ausgebildet. Der Bereich der Wellenmembran besitzt die
Bezugsziffer 46; er geht nach innen über in einen'dem Bereich 30 des Faltenbalges
16 entsprechenden Bereich 48, an dem die beiden Trägerteile, hier mit der Bezugsziffer
50 bzw. 52 bezeichnet, angelötet sind. Man erkennt, daß diese in dem Bereich, in
dem sie direkt auf das Verschlußteil 14 aufgelötet sirld, eine Erweiterung 54 bzw.
56 aufweisen; diese Erweiterung dient der besseren Stromführung.
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In der Figur 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung
dargestelt. Das federnde Verschlußteil 14 besitzt einen Deckelabschnitt 60, welcher
in seiner Mitte eine kreisförmige Ausnehmung 62 aufweist, an der ein Faltenbalg
64 befestigt ist. Der Faltenbalg 64 selbst besitzt in sene innen liegenden, senkrecht
zur Mittelachse des Schalters verlaufenden Bereich 66, ebenfalls eine Ausnehmung
oder Öffnung 68, in welche ein Verstärkungsteil 70 eingesetzt ist. Die beiden Tragerteile
sind dann in der gleichen Form ausgebildet, wie die gemäß der Figur 2 und besitzen
auch hier die Bezugsziffern 50 und 52.
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Mit dieser Ausgestaltung besteht die Möglichkeit, den Faltenbalg aus
einem elektrisch weniger gut leitendem, dafür aber mechanisch günstigerem Material
herzustellen. Die Stromführung erfolgt dann über das Verstärkungsteil 70, welches
selbstverstaändlich aus elektrisch gut leitendem Material hergestellt sein muß.
Der Vorteil bei dieser Ausführung besteht darIn, daß das Deckelteil 60 zusammen
mit dem Faltenbalg 64 und dem Verstärkungsteil 70 vorgefertigL sein können. Der
Montageaufwand verringert sich dadurch.
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In den Figuren 4 und 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung
dargestellt, welches dem der Figur 2 ähnlich ist.
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Das innere Trägerteil, welches hier niit der Bezugsziffer 72 versehen
ist, besitzt eine S.acklochbohrung 74 mit Innengewinde, in die das Kontaktstück
38 eingeschraubt werden kann.
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Wie deutlicher aus der Figur 5 zu entnehmen ist, besitzt das Trägerteil
72 eine ringförmige Erhebung 76, welche in einer spitzen Kante 78 ausläuft. Beim
Einschrauben des Kontak-tstückes 38 wirkt diese Schneide bzw. spitze Kante 78 mit
der Innenfläche 80 des Kontaktstückes als Dichtung zusammen und verhindert so ein
Auftreten von im Gewinde noch befindlichen Gasen. Bei dieser Ausgestaltung, die
selbverständlich sowohl für das bewegliche Kontakt stück als auch für das feste
Kor.taktstück vorgesehen werden kann, und auch dann verwendbar ist, wenn die Träger
aus zwei Teilern ähnlich denen 50 und 52 gebildet sind, wird das innenliegende,
mit dem Gewinde versehene Trägerteil aus einem Material wie beispielsweise V2A-Stahl
hergestellt, in das ein Kontaktstück aus entgastem Kupfer eingeschraubt ist.