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Die
Erfindung betrifft eine Vakuumkammer gemäß dem Oberbegriff des Anspruches
1.
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Eine
Vakuumkammer der eingangs genannten Art besitzt einen zylinderförmigen Körper, in
dem Vakuum herrscht und der ein bewegliches und ein festes Kontaktstück aufnimmt,
wobei das feste Kontaktstück
an einem feststehenden Kontaktstengel und das bewegliche Kontaktstück an einem
beweglichen Kontaktstengel angeordnet sind, die vakuumdicht ins
Innere des Körpers
eingeführt
sind. Die Vakuumkammer besitzt wenigstens einen zylindrischen Rohrabschnitt
aus isolierendem Material, in bevorzugter Weise aus Keramik; der
Körper
ist an den beiden Enden mittels eines metallischen Deckels bzw. eines
Faltenbalges vakuumdicht verschlossen, wobei der Faltenbalg die
Bewegung des Kontaktstengels bzw. des beweglichen Kontaktstückes gestattet.
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Solche
Vakuumkammern sind in großer
Vielzahl bekannt geworden.
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Es
ist bekannt, die Vakuumkammer eines Leistungsschalterpoles in ein
Epoxidharzformstoffbauteil einzusetzen, welches dielektrische und
mechanische Aufgaben übernimmt;
zwischen der Vakuumkammer und dem Formstoffbauteil befindet sich ein
technisches Isoliergas, beispielsweise SF6.
Es kann auch Luft vorgesehen sein.
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Es
ist bekannt, die Vakuumkammer mit einem Kunststoff, vorzugsweise
Epoxidharz zu umgießen,
siehe GB 1 030 798, um die Oberfläche des aus isolierender Keramik
bestehenden zylinderförmigen Rohrabschnitts
der Kammer vor Verunreinigungen zu schützen, weil sich z. B. auf der
Isolierstrecke, d. h. auf der Außenseite des isolierenden Abschnittes
des zylindrischen Körpers
Fremdschichten bilden können,
die die Spannungsfestigkeit herabsetzen.
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Wenn
der zylindrische Körper
einer Vakuumkammer in Gießharz,
z. B. Epoxidharz, eingegossen ist, dann besteht das Problem, daß sich bei
gasisolierter Oberfläche
eine mangelhafte Haftung zwischen dem Gießharz und der Keramik ergibt,
was nur durch Zusatz eines Haftvermittlers behoben werden kann.
Bei extremen Temperaturbelastungen können Risse im Gießharz auftreten,
wodurch die Funktionstüchtigkeit
der einzelnen eingegossenen Kammer teilweise oder gänzlich aufgehoben
wird.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Vakuumkammer der eingangs genannten Art
zu schaffen, bei der bei wirtschaftlicher Herstellung ein Reißen des Gießharzes
aufgrund von Temperatureinflüssen
vermieden wird.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1.
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Erfindungsgemäß also befindet
sich zwischen dem zylindrischen Körper und dem Isoliermaterial,
d. h. dem Gießharz,
eine elastische Polsterung, durch die z. B. temperaturbedingte Relativbewegungen
zwischen dem zylindrischen Körper
und dem Isoliermaterial ausgeglichen werden.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann die Polsterung aus
Ethylen-Propylen-Dien- oder Ethylen-Prop-Ter-Kautschuk bestehen;
sie ist in besonders vorteilhafter Weise durch einen Schlauch gebildet,
der Mittel aufweist, mit denen der Schlauch zylindrisch gehalten
ist, so daß er
leicht über
die Vakuumkammer geschoben werden kann; nach dem Überziehen
werden die Mittel entfernt, so daß sich der Schlauch federnd – wie ein
Schrumpfschlauch – um
den zylindrischen Körper
der Vaku umkammer herumlegt. Der Schlauch besitzt in dem Zustand,
wenn die Mittel entfernt sind, einen deutlich kleineren Durchmesser
als der zylindrische Körper.
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Als
Material für
die Polsterung kann auch Ethylen-Propylen-Mastics oder Polyethylen
bzw. vernetztes Polyethylen benutzt werden.
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Dabei
ist das Material des Schlauches so gewählt, daß es während des Eingusses der Schaltkammer
den erhöhten
Gießharztemperaturen
widerstehen kann, ohne daß die
Form oder die Eigenschaften verändert
werden. Die Dicke der Polsterung, also des Schlauches, ist so zu
wählen,
daß sie während des
Eingusses zum Abdichten der Gußform zum
Formkern hin geeignet ist. Darüber
hinaus ist das Material so zu wählen,
daß es über einen
Temperaturbereich von –30° C bis zu
+105° C
die unterschiedlichen Wärmekoeffizienten
der Vakuumkammer ausgleicht und eine Rißbildung am Gießharz verhindert,
d. h. die Polsterung muß die
unterschiedlichen Wärmeausdehnungen
des isolierenden Keramikabschnittes, Kupfer- und Stahlteile sowie
des Gießharzes
ausgleichen. Dieses wird mit dem im Patentanspruch 2 genannten Material
erreicht.
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Darüber hinaus
geht die Polsterung eine gute Verbindung zum Gießharz ein und sie beeinflußt die Funktionseigenschaften
der Schaltkammer nicht und verfügt
weiterhin über
ein gutes Eigenisoliervermögen.
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Dadurch,
daß die
Polsterung durch die Mittel eine Form erhält, die ein leichtes Überziehen über den
zylindrischen Körper
gestattet, ist die Montage der Polsterung sehr einfach.
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Schrumpfschläuche an
sich sind bekannt.
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Als
elastisches Material kann auch Silikon bzw. Silikongummi verwendet
werden.
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In
jedem Fall, insbesondere bei Silikongummi ist dafür zu sorgen,
daß das
elastische Material nicht vollständig
in Gießharz
eingebettet ist. In zweckmäßiger Weise
ragt das elastische Material, insbesondere das Silikongummi an einem
Ende der Vakuumkammer frei heraus, so daß sich das Material dort ausdehnen
kann.
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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.
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Es
zeigt die einzige Fig. eine Schnittansicht durch eine erfindungsgemäße Vakuumkammer.
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Eine
Vakuumkammer 10 besitzt einen zylindrischen Körper 11,
der zwei zylindrische Rohrabschnitte 12, 13 aus
isolierender Keramik, vorzugsweise aus Al2O3, umfaßt,
die unter Zwischenfügung eines
metallischen Ringes 14 miteinander verbunden sind. Der
metallische Ring dient dazu, einen im Inneren der Vakuumkammer 10 befindlichen
Schirm zu halten. Die in der Zeichnung oben liegende Stirnkante 15 des
zylindrischen Körpers 11 ist
mit einem Metalldeckel 16 abgedeckt, der von einem feststehenden
Kontaktstengel 17 durchdrungen ist, das an seinem inneren
Ende ein nicht dargestelltes feststehendes Kontaktstück trägt. An dem
aus der Vakuumkammer 10 herausragenden Ende ist senkrecht
zur Mittelachse M–M
der Vakuumkammer 10 ein Kontaktanschluß 18 angeschlossen,
an dem eine obere Zuleitung mittels einer Schraubenverbindung 19 befestigbar
ist.
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Das
andere, unten befindliche Stirnende 20 des unteren isolierenden
Abschnittes 13 ist mit einem zylindrischen metallischen
Rohrstück 21 verbunden, das
von einem beweglichen Kontaktstengel 22 durchgriffen ist,
wobei in nicht näher
dargestellter Weise zwischen dem beweglichen Kontaktstengel 22 und
dem metallischen Abschnitt 21 ein Faltenbalg angeordnet
ist, der die Bewegung des beweglichen Kontaktstengels 22 in
Richtung der Mittelachse M–M gestattet;
am inneren Ende des beweglichen Kontaktstengels 22 befindet
sich ein bewegliches Kontaktstück,
das mit dem feststehenden Kontaktstück eine Kontaktstelle bildet.
An dem äußeren Ende
des Kontaktstengels 22 schließt ein flexibles Band 23 an, welches
mit einem Kontaktanschluß 24 verbunden ist,
an dem eine untere Zuleitung mittels einer Schraubverbindung 25 angeschlossen
werden kann. Der Kontaktstengel 22 ist mit einer Antriebsstange 26 verbunden.
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Die
Vakuumkammer 10 ist, wie aus der Fig. ersichtlich, in eine
Gießharzisolierung 30 eingegossen,
die einen Abschnitt 31 aufweist, der den zylindrischen
Körper 11 umgibt, wobei
der Isolierkörper 30, 31 auch
den Deckel 16 sowie den Kontaktanschluß 18 umschließt. An dem
Stirnende des Körpers 11 der Vakuumkammer 10,
aus dem der bewegliche Kontaktstengel 22 herausragt, schließt an den
Abschnitt 31 ein zylindrischer Kragen 32 an, der
einerseits den Kontaktanschluß 24 umschließt und an
seiner Außenfläche umlaufende
Vorsprünge 33 aufweist,
die zur Erhöhung
der Isolierfestigkeit bezüglich
Kriechströme
dienen. Der zylindrische Kragen umgibt teilweise die Antriebsstange 26.
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Diese
einzelnen Merkmale sind an sich bekannt, siehe beispielsweise die
GB 1 030 798.
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Zwischen
der Innenseite des Abschnittes 31 des Isolierkörpers und
der Außenfläche des
zylindrischen Körpers 11 befindet
sich eine Polsterung 34, die die beiden Stirnflächen des
zylindrischen Körpers 11 bis
auf den Bereich des Kontaktstengels 17 und des Kontaktstengels 22 umgibt.
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Die
Polsterung besteht aus einem Ethylen-Propylen-Dien-Kautschukschlauch,
der mittels einer Kunststoffspirale in einer zylindrischen Form gehalten
ist, so daß der
Schlauch über
den zylindrischen Körper 11 der
Vakuumkammer geschoben werden kann. Nach Entfernung der Kunststoffspirale legt
sich der Schlauch ähnlich
wie ein Schrumpfschlauch gegen die Außenfläche des Körpers 11 an, wobei
das Entspannen des Schlauches gleichmäßig erfolgt, so daß sich zwischen
dem Körper 11 und
den Stirnflächen,
also der Schaltkammer 10 kein Luftpolster bildet. Die Länge des
Schlauches ist dabei so gewählt,
daß eine
nachträgliche
Bearbeitung, z. B. ein Kürzen
des Schlauches, nicht mehr erforderlich ist. Die vorgeheizte, gepolsterte
Vakuumkammer wird dann im automatischen Druckgelierverfahren mit
aromatischen oder zycloaliphatischen, gefüllten Epoxidharzen umgossen,
wobei die Abdichtung der Gußform
zum Formkern die Polsterung 34 übernimmt.
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Gemäß einer
besonders vorteilhaften Ausgestaltung kann die Polsterung auch aus
Silikongummi bestehen.
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Die
Zeichnung zeigt, daß die
Polsterung 34 die obere und untere Stirnfläche der
Vakuumkammer 21 teilweise überdeckt. An der unteren Stirnfläche ragt
die Polsterung 34 aus dem Zwischenraum 40 zwischen
der Vakuumkammer 21 und dem Gießharz 31 mit einem
freien Ende 41 heraus. Daß die Polsterung 34 die
untere Stirnfläche 42 teilweise überdeckt, ist
von geringerer Bedeutung. Wesentlich ist, daß die Polsterung 34 dort
nicht, wie an der oberen Stirnfläche 43,
vollständig
vom Gießharz
umschlossen ist, sondern frei herausragt, so daß eine freie Ausdehnung nach
unten möglich
ist. Insbesondere bei Silikongummi als Polsterung 34 ist
die freie Ausdehnungsmöglichkeit
notwendig und vorteilhaft, um ausreichende elastische Polsterungswirkungen
zu erzielen.