DE29901111U1 - Shielding with getter for a vacuum interrupter - Google Patents
Shielding with getter for a vacuum interrupterInfo
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Abschirmung mit Getter für eine VakuumschaltröhreShielding with getter for a vacuum interrupter
Die Neuerung betrifft eine Abschirmung mit Gettermaterial für eine Vakuumschaltröhre mit einer VakuumschaItkammer mit relativ zueinander beweglichen mit Kontaktstücken ausgestatteten Leitern, die die Kontaktstücke beabstandet in Gestalt eines zylinderförmigen metallischen Schirmes mit an 0 dem Schirm angeordnetem Gettermaterial umgibt. Des weiterenThe innovation relates to a shield with getter material for a vacuum interrupter with a vacuum interrupter chamber with conductors equipped with contact pieces that can move relative to one another, which surrounds the contact pieces at a distance in the form of a cylindrical metallic shield with getter material arranged on the shield. Furthermore
betrifft die Neuerung ein Verfahren zum Befestigen von Gettermaterial an einem zylinderförmigen Schirm für eine Vakuumschaltröhre, bei der der Schirm die Kontaktstücke der Vakuumschaltröhre beabstandet umgibt. 25The innovation relates to a method for attaching getter material to a cylindrical shield for a vacuum interrupter, in which the shield surrounds the contact pieces of the vacuum interrupter at a distance. 25
Die Abschirmung des Vakuumschalters mittels eines in der Vakuumschaltkammer angeordneten metallischen Schirmes dient der Aufgabe, die Ablagerung von leitendem Material, das von den Schaltkontakten während einer Schalthandlung verdampft, 0 und sich an unerwünschten Stellen niederschlägt, insbesondere Isolatoren, zu verhindern. Als Abschirmungsmaterialien für den Schirm werden üblicherweise Edelstahle eingesetzt.The shielding of the vacuum switch by means of a metallic shield arranged in the vacuum switching chamber serves the purpose of preventing the deposition of conductive material that evaporates from the switching contacts during a switching operation and settles in undesirable places, in particular insulators. Stainless steel is usually used as a shielding material for the shield.
Eine weitere Grundbedingung für das sichere Funktionieren eines Vakuumschalters ist ein entsprechend hohes Vakuum, nämlich ein Innendruck von etwa 10"7 bar oder kleiner. Dieser Druck darf während der gesamten Lebensdauer der VakuumschaItkammer nicht unterschritten werden. Der InnendruckAnother basic requirement for the safe functioning of a vacuum switch is a sufficiently high vacuum, namely an internal pressure of about 10" 7 bar or less. This pressure must not be undercut during the entire service life of the vacuum switching chamber. The internal pressure
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einer Vakuumschaltkammer zeigt im Normalfall kein stationäres, sondern ein dynamisches Verhalten. Winzige Lecks und Ausgasung der Materialien in der Vakuumschaltkammer bewirken bereits einen Druckanstieg. Zur Reduzierung der durch Ausgasung der Materialien sowie Leckagen erzeugten Gase ist es bekannt, Getterelemente in der Vakuumschaltkammer anzuordnen, die durch das Binden der Gase eine Druckabsenkung herbeiführen.a vacuum interrupter chamber normally does not exhibit stationary behavior, but rather dynamic behavior. Even tiny leaks and outgassing of the materials in the vacuum interrupter chamber cause a pressure increase. To reduce the gases generated by outgassing of the materials and leaks, it is known to arrange getter elements in the vacuum interrupter chamber, which cause a pressure reduction by binding the gases.
Die Ausbildung und Anordnung von Gettermaterial in der VakuumschaItkammer eines Vakuumschalters ist beispielsweise aus der DE 38 29 888 C2 bekannt. Hierbei ist der metallische Schirm, der die Schaltkontakte umgibt, vollständig aus Gettermaterial gebildet, das bei Entladungen und Schalten infolge der erzeugten Wärme verdampft und somit der VakuumschaItkammer eine ausreichende Getterkapazität zur Verfügung steht. Als Gettermaterial ist Titan bevorzugt.The design and arrangement of getter material in the vacuum switching chamber of a vacuum switch is known, for example, from DE 38 29 888 C2. The metallic shield that surrounds the switching contacts is made entirely of getter material, which evaporates during discharges and switching as a result of the heat generated, thus providing the vacuum switching chamber with sufficient getter capacity. Titanium is the preferred getter material.
Auch gemäß dem Vorschlag der DE 19 10 83 3 Al wird Gettermaterial an der Abschirmung angeordnet, dergestalt, daß es der Lichtbogenwärme ausgesetzt ist.Also according to the proposal of DE 19 10 83 3 Al, getter material is arranged on the shield in such a way that it is exposed to the arc heat.
Gemäß dem Vorschlag der DE-AS 11 85 690 ist in der Abschirmung der Vakuumschaltkammer eine Ausnehmung vorgesehen, in der der Getter befestigt ist, wobei er nicht aus der Umfangsflache der Abschirmung hervorstehen soll. Die Art der Anbringung ist montageintensiv und beeinträchtigt die Schirmwirkung.According to the proposal of DE-AS 11 85 690, a recess is provided in the shielding of the vacuum interrupter chamber in which the getter is attached, whereby it should not protrude from the peripheral surface of the shield. This type of attachment requires a lot of assembly work and impairs the shielding effect.
Soweit bei bekannten Getteranordnungen in Vakuumschaltkammern diese durch Punktschweißen aufgebracht werden, ist dies nur 0 auf Trägern, d.h. Schirmen aus Edelstahl, Kupfernickellegierungen, Eisennickellegierungen, Monel und Eisennickelkobaltlegierungen möglich, die ausreichend niedrige thermische Leitfähigkeit haben, nicht jedoch auf Kupfer. Das Befestigen des Getters durch Löten birgt die Gefahr einer 5 Vergiftung des Getters während des Hochtemperaturlötprozesses in sich durch Metalldämpfe aus dem Lot, infolgedessen die Funktion des Getters erheblich beeinträchtigt werden kann. Daher scheidet die Befestigung des Getters durch Löten aus.Insofar as known getter arrangements in vacuum interrupters are applied by spot welding, this is only possible on supports, i.e. shields made of stainless steel, copper-nickel alloys, iron-nickel alloys, Monel and iron-nickel-cobalt alloys, which have sufficiently low thermal conductivity, but not on copper. Attaching the getter by soldering carries the risk of the getter being poisoned by metal vapors from the solder during the high-temperature soldering process, as a result of which the function of the getter can be significantly impaired. Attaching the getter by soldering is therefore not an option.
Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Getter in einer Vakuumschaltkammer einer Vakuumschaltröhre dauerhaft zu befestigen, ohne daß diese Befestigung montageaufwendig ist oder sonstige Nachteile aufweist. Ein weiteres Ziel der Neuerung ist darin zu sehen, eine Befestigungsart für ein Getter vorzusehen, die nicht auf den Einsatz von Abschirmungen aus Edelstahl oder entsprechenden Legierungen, wie beim Punktschweißen, beschränkt ist.The innovation is based on the task of permanently fastening a getter in a vacuum interrupter chamber of a vacuum interrupter without this fastening being complex to assemble or having other disadvantages. Another aim of the innovation is to provide a type of fastening for a getter that is not limited to the use of shields made of stainless steel or corresponding alloys, as is the case with spot welding.
Neuerungsgemäß wird die eingangs gestellte Aufgabe bei einer Abschirmung für eine Vakuumschaltröhre der gattungsgemäßen Art dadurch gelöst, daß ein bandförmiger geschlossener Getterring außenseitig an dem Schirm angeordnet und an mindestens einer Befestigungsstelle mechanisch durch Verformung des Schirmes oder mittels Schweißen dauerhaft befestigt ist.According to the innovation, the initially stated problem is solved in a shield for a vacuum interrupter of the generic type in that a band-shaped closed getter ring is arranged on the outside of the shield and is permanently fastened mechanically at at least one fastening point by deformation of the shield or by welding.
Neuerungsgemäß wird einerseits eine rein mechanische Befestigung des Getters am Schirm vorgeschlagen, die ohne Erwärmung und ohne zusätzliche Bindemittel, wie Lot, durchführbar ist. Andererseits ermöglicht die Neuerung, auch die Anwendung des Schweißens, wie Punktschweißen, Elektronenstrahlschweißen, Ultraschallschweißen, Widerstandsschweißen und insbesondere auch des Laserschweißens zur Befestigung des Gettermaterials unter Vermeidung zu hoher lokaler Erwärmungen. Die neuerungsgemäße Befestigung des Getters in Gestalt eines geschlossenen Getterringes ermöglicht des weiteren auch den Einsatz einer Abschirmung, d.h. eines zylindrischen Schirmteiles aus einem Material mit hoher 0 Wärmeleitfähigkeit, nämlich Kupfer oder Kupferlegierungen. DieAccording to the innovation, on the one hand, a purely mechanical fastening of the getter to the shield is proposed, which can be carried out without heating and without additional binding agents such as solder. On the other hand, the innovation also enables the use of welding, such as spot welding, electron beam welding, ultrasonic welding, resistance welding and in particular laser welding to fasten the getter material while avoiding excessive local heating. The fastening of the getter in the form of a closed getter ring according to the innovation also enables the use of a shield, i.e. a cylindrical shield part made of a material with high thermal conductivity, namely copper or copper alloys. The
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Befestigung des Getters erfolgt bevorzugt durch mechanische Verformung des Schirmes nach dem Aufbringen und Inpositionsetzen des Getterringes auf dem Schirm. Somit ermöglicht die Neuerung eine feste Verbindung eines Getters,i
The getter is preferably attached by mechanical deformation of the screen after the getter ring has been applied and positioned on the screen. The innovation thus enables a firm connection of a getter,
5 bevorzugt in Form eines Getterbandes mit einem Schirm, der auch oder nur aus Kupfer besteht.5 preferably in the form of a getter tape with a shield which also or only consists of copper.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der neuerungsgemäß gestalteten Abschirmung mit Getter für eine Vakuumschaltröhre sind den kennzeichnenden Merkmalen der Unteransprüche 2 bis 11 entnehmbar.Advantageous embodiments of the shielding with getter for a vacuum interrupter designed according to the invention can be taken from the characterizing features of subclaims 2 to 11.
Als Gettermaterial kommen neben Titan auch weitere metallische Legierungen, wie ZrAl, ZrTi, ZrAlTi, ZrVFeTi oder MoTi, in Frage. Bevorzugt weist das Getterelement die Gestalt eines bandförmigen Ringes auf, wobei der Getterring aus einem Band durch Vernieten oder Verschweißen, wie Punktschweißen, an den Bandenden herstellbar ist oder aber auch der Getterring als ein einstückiges Teil integral herstellbar ist, beispielsweise als Zylinderrohrabschnitt von einem Zylinderrohr.In addition to titanium, other metallic alloys such as ZrAl, ZrTi, ZrAlTi, ZrVFeTi or MoTi can also be used as getter materials. The getter element preferably has the shape of a band-shaped ring, whereby the getter ring can be produced from a band by riveting or welding, such as spot welding, at the band ends or the getter ring can be produced integrally as a one-piece part, for example as a cylinder tube section from a cylinder tube.
Neben dem bevorzugten Schirmmaterial Kupfer mit hoher Wärmeleitfähigkeit ist es auch möglich, niedriglegierte Kupferlegierungen oder hochlegierte Kupferchrom, Kupferkobalt, Kupfereisen, Molybdänkupfer, Wolframkupfer, Wolframcarbidsilber, Wolframcarbidkupfer oder Kombinationen der vorgenannten Materialien für den Schirm einzusetzen, die ebenfalls eine gute Wärmeleitfähigkeit aufweisen und eine gute Wärmeableitung aus der VakuumschaItkammer unterstützen.In addition to the preferred shielding material copper with high thermal conductivity, it is also possible to use low-alloyed copper alloys or high-alloyed copper chromium, copper cobalt, copper iron, molybdenum copper, tungsten copper, tungsten carbide silver, tungsten carbide copper or combinations of the aforementioned materials for the shield, which also have good thermal conductivity and support good heat dissipation from the vacuum switching chamber.
Gemäß dem Vorschlag der Neuerung ist der Gettering außenseitig an dem zylinderförmigen Schirm angeordnet. Der Schirm weist eine an die Form der Vakuumschaltkammer angepaßte Form auf. Bezüglich der Anordnung des Getterringes wird vorgeschlagen, diesen so an dem Schirm anzuordnen, daß er ebenfalls nicht über die äußere Umfangsflache des Schirmes wesentlich 0 vorsteht. In einer Ausgestaltung der Neuerung wird daher vorgeschlagen, daß der zylinderförmige Schirm zu dem Endbereich hin, auf den der Getterring aufschiebbar ist, einen stufenförmigen Absatz zur Aufnahme des Getterringes aufweist, der etwa eine der Dicke des Getterringes entsprechende Breite 5 aufweist, wobei der Außendurchmesser des Endbereiches des Schirms nicht größer als der Innendurchmesser des Getterringes ist.According to the proposal of the innovation, the getter ring is arranged on the outside of the cylindrical shield. The shield has a shape adapted to the shape of the vacuum switching chamber. With regard to the arrangement of the getter ring, it is proposed that it be arranged on the shield in such a way that it also does not protrude significantly beyond the outer circumferential surface of the shield. In one embodiment of the innovation, it is therefore proposed that the cylindrical shield has a stepped shoulder for receiving the getter ring towards the end region onto which the getter ring can be pushed, which has a width 5 approximately corresponding to the thickness of the getter ring, the outer diameter of the end region of the shield being no larger than the inner diameter of the getter ring.
Für die Befestigung des Gettermaterials und Ausbildung der Abschirmung wird neuerungsgemäß ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem ein bandförmiger geschlossener Getterring aus einem Gettermaterial gefertigt wird, ein zylindrischer eine gute Wärmeleitung aufweisender Schirm aus Kupfer oder eine Kupfer enthaltende Legierung gefertigt wird, der einen Endbereich aufweist, dessen Außendurchmesser so bemessen ist, daß der Getterring auf den Endbereich aufschiebbar ist, der Getterring auf den Endbereich des Schirmes aufgeschoben wird und der Getterring mechanisch oder mittels Schweißen an dem Schirm befestigt wird.For fastening the getter material and forming the shield, a method is proposed in accordance with the innovation, in which a band-shaped closed getter ring is made from a getter material, a cylindrical shield with good heat conduction is made from copper or a copper-containing alloy, which has an end region whose outer diameter is dimensioned such that the getter ring can be pushed onto the end region, the getter ring is pushed onto the end region of the shield and the getter ring is attached to the shield mechanically or by welding.
Bevorzugt wird das Laserschweißen.Laser welding is preferred.
Für eine einfache Befestigung des Getterringes durch Verformung des Schirmes wird vorgeschlagen, daß die Länge des von der Absatzstufe sich erstreckenden verjüngten Endbereiches größer bemessen ist als der Breite des Getterringes entspricht, so daß der Endbereich über den aufgeschobenen Getterring vorsteht. Somit kann dieser Randbereich bereichsweise nach außen gerichtet verformt werden, um krallenartige oder krampenartige Verformungen zum Lagefixieren des Getterringes auszubilden. Es ist aber auch möglich, den Randbereich umlaufend nach außen zu bördeln, um auf diese Weise den Getterring in seiner Lage dauerhaft zu befestigen. Es ist auch möglich, Gettering und Schirm mittels einer formschlüssigen Faltverbindung nach Art eines Druckknopfes mechanisch miteinander zu verbinden.For easy attachment of the getter ring by deforming the shield, it is proposed that the length of the tapered end region extending from the step be greater than the width of the getter ring, so that the end region protrudes beyond the pushed-on getter ring. This edge region can thus be deformed outwards in certain areas in order to form claw-like or cramp-like deformations to fix the getter ring in position. However, it is also possible to flange the edge region outwards all the way around in order to permanently fix the getter ring in position. It is also possible to mechanically connect the getter ring and shield using a positive folding connection in the manner of a snap fastener.
0 Gemäß einem weiteren Vorschlag, wird die Abschirmung so ausgebildet, daß der zylinderförmige Schirm zu dem Endbereich hin, auf den der Getterring aufschiebbar ist, einen stufenförmig verjüngten Absatz aufweist und der verjüngte Absatz von seinem stirnseitigen Ende her mit Schlitzen versehen ist und die zwischen den Schlitzen befindlichen Endbereiche des Schirmes nach außen unter Ausbildung eines beabstandet von dem Schirm vorstehenden Kragens umgebogen sind.0 According to a further proposal, the shield is designed in such a way that the cylindrical shield has a step-shaped tapered shoulder towards the end region onto which the getter ring can be pushed, and the tapered shoulder is provided with slots from its front end and the end regions of the shield located between the slots are bent outwards to form a collar protruding at a distance from the shield.
Bei der Herstellung der Abschirmung kann beispielsweise so vorgegangen werden, daß der zylindrische Schirm mit einem stufenförmig verjüngten Absatz für die Aufnahme des Getterringes ausgebildet wird und der verjüngte Absatz von seinem stirnseitigen Ende her mit Schlitzen versehen wird und nach dem Befestigen des Getterringes an der Außenseite des Schirmes die zwischen den Schlitzen verbliebenen Endbereiche des Schirmes den Getterring beabstandet überkragend nach außen umgebogen werden.When manufacturing the shield, for example, the cylindrical shield can be designed with a step-shaped tapered shoulder for receiving the getter ring and the tapered shoulder is provided with slots from its front end and after the getter ring has been attached to the outside of the shield, the end regions of the shield remaining between the slots are bent outwards so as to project beyond the getter ring at a distance.
Die Neuerung ermöglicht eine dauerhafte Befestigung eines großen Getterelementes in Gestalt eines bandförmigen Getterringes an dem Schirm, wodurch eine große Getteroberflache zur Verfügung steht. Durch die außenseitige Befestigung des Getterringes am Schirm wird dieser auch vor dem direkten Einfluß des Lichtbogens - Metalldampfbogens geschützt und eine dauerhaft hohe Funktion des Getters ist gewährleistet.The innovation enables a large getter element in the form of a band-shaped getter ring to be permanently attached to the screen, which means that a large getter surface is available. By attaching the getter ring to the outside of the screen, it is also protected from the direct influence of the arc - metal vapor arc, and a permanently high level of functionality of the getter is guaranteed.
Hierbei ist es nach einem Vorschlag der Neuerung auch möglich, daß das Verbinden der Bandendenn zu dem Getterring gleichzeitig mit der Befestigung des Getterringes an dem Schirm mittels Schweißen, wie Punktschweißen, Laserschweißen, Ultraschallschweißen, Elektronenstrahlschweißen, Widerstandsschweißen erfolgt.According to a proposal of the innovation, it is also possible that the connection of the strip ends to the getter ring takes place simultaneously with the fastening of the getter ring to the screen by means of welding, such as spot welding, laser welding, ultrasonic welding, electron beam welding, resistance welding.
Die Neuerung wird nachfolgend anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel erläutert. Es zeigenThe innovation is explained below using the drawing of an example.
Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine VakuumschaltröhreFig. 1 shows a schematic longitudinal section through a vacuum interrupter
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines GetterringesFig. 2 a perspective view of a getter ring
Fig. 3Fig.3
eine perspektivische Ansicht eines zylinderförmigen Schirmesa perspective view of a cylindrical umbrella
Fig. 4Fig.4
den Schnitt AA nach Fig. 3 auszugsweisesection AA according to Fig. 3 in extracts
Fig. 5Fig.5
den Schirm mit Getterring gemäß Fig. 2 und 3the screen with getter ring as shown in Fig. 2 and 3
Fig. 6 Teillängsschnitt einer Vakuumschaltröhre mit Schirm und Getterring gemäß Fig. 5Fig. 6 Partial longitudinal section of a vacuum interrupter with shield and getter ring according to Fig. 5
Fig. 7 Teillängsschnitt durch ein Vakuumschaltgerät mit Vakuumschaltröhr mit Schirm und Getterring gemäß Fig. 5Fig. 7 Partial longitudinal section through a vacuum switching device with vacuum switching tube with shield and getter ring according to Fig. 5
Fig. 8 perspektivische Ansicht einer zylinderförmigenFig. 8 perspective view of a cylindrical
Abschmirmung mit Schlitzen und Getterring vor der VerformungSanding with slots and getter ring before forming
Fig. 9,10 Längsschnitt durch Abschirmung mit befestigtem Getterring nach Fig. 8 in zwei Varianten.Fig. 9,10 Longitudinal section through shielding with attached getter ring according to Fig. 8 in two variants.
In der Fig. 7 ist beispielhaft für die Anwendung der Neuerung 0 ein Vakuumschaltgerät mit den wesentlichen Funktionsteilen im auszugsweisen Querschnitt dargestellt, bei dem Vakuumschaltröhren der neuerungsgemäßen Art einsetzbar sind. Hierbei handelt es sich um ein elektromagnetisches Schaltgerät mit einem Magnetantrieb mit Magnetkern, was nicht näher dargestellt ist und Anker und wenigstens einer Vakuumschaltröhre mit einem Festkontakt sowie mit einer Hubstange in direkter linearer Wirkverbindung stehenden beweglichen Kontakt und einer mit der Hubstange und dem Anker in Wirkverbindungen stehenden Schaltwippe zur Umsetzung der 0 Antriebsbewegung in eine Schaltbewegung des beweglichen Kontaktes. Hierbei ist die Hubstange an einem Ende mit dem den beweglichen Kontakt tragenden Kontaktträger fest verbunden und der Kontaktträger ausgangsseitig mit der Vakuumschaltröhre in einem Rohrlager in bezug auf die Längsachse der Hubstange gleitverschieblich gelagert.As an example of the application of the innovation 0, Fig. 7 shows a vacuum switching device with the essential functional parts in a partial cross-section, in which vacuum interrupters of the type according to the innovation can be used. This is an electromagnetic switching device with a magnetic drive with a magnetic core (not shown in detail) and armature and at least one vacuum interrupter with a fixed contact and a movable contact in direct linear operative connection with a lifting rod and a switching rocker in operative connection with the lifting rod and the armature for converting the 0 drive movement into a switching movement of the movable contact. The lifting rod is firmly connected at one end to the contact carrier carrying the movable contact and the contact carrier is mounted on the output side with the vacuum interrupter in a tube bearing so that it can slide in relation to the longitudinal axis of the lifting rod.
Der Anker 110 ist gemäß Fig. 7 an der Ankeraufnahme 111 befestigt und an der Schaltwippe 120 unter Zwischenlage derThe armature 110 is attached to the armature holder 111 as shown in Fig. 7 and to the rocker switch 120 with the interposition of the
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Dämpfungslager 122 mittels des Bolzens 113 festgelegt, und zwar an dem an einem Ende der Schaltwippe 120 ausgebildeten Wippenaufnahmelager 121. Die Schaltwippe 120 ist in dem Schienenträgergehäuse 140 bzw. dem nicht näher dargestellten Antriebsgehäuse des Vakuumschaltgerätes 2 00 schwenkbar gelagert. Im oberen Bereich des Schienenträgergehäuses 140 ist die Vakuumschaltröhre 1 angeordnet, die an ihrem einen Ende den Festkontakt 31 tragenden Festkontaktträger 3 0 aufweist, der mittels Schraube 170 an der Anschlußfahne 160 befestigt ist und in dem Schienenträgergehäuse 140 fixiert ist. Die Vakuumschaltröhre 1 umfaßt des weiteren den beweglichen Kontaktträger 20 mit dem beweglichen Kontakt 21, dessen Bewegung in Pfeilrichtung P2, P2' mittels des Metallfaltenbalges 4 gegenüber der Vakuumschaltröhre 1 abgedichtet ist. Ausgangsseitig weist die Vakuumschaltröhre das Röhrenlager 147, in dem der Kontaktträger 20 in der Schaltbewegungsrichtung gleitverschieblich gelagert ist. In linearer direkter Wirkverbindung mit dem beweglichen Kontaktträger 20 und damit dem beweglichen Kontakt 21 steht die am Ende des Kontaktträgers 20 befestigte Hubstange 150, die in diesem Befestigungsbereich auch durch das Röhrenlager 147 geführt ist. An ihrem anderen Ende ist die Hubstange in dem Achsführungslager 16 0 axial geführt, wobei das Achsführungslager 160 im Bereich der Seitenwand des Schienenträgergehäuses 140 angeordnet und dort mittels Schrauben 153, die senkrecht zur Längsachse X der Hubstange und der Vakuumschaltröhre 1 verlaufen, angeordnet sind.Damping bearing 122 is fixed by means of the bolt 113, specifically to the rocker receiving bearing 121 formed at one end of the rocker switch 120. The rocker switch 120 is pivotally mounted in the rail support housing 140 or the drive housing (not shown in more detail) of the vacuum switching device 200. In the upper area of the rail support housing 140, the vacuum switching tube 1 is arranged, which has at one end the fixed contact carrier 30 carrying the fixed contact 31, which is fastened to the connection lug 160 by means of a screw 170 and is fixed in the rail support housing 140. The vacuum switching tube 1 further comprises the movable contact carrier 20 with the movable contact 21, the movement of which in the direction of arrow P2, P2' is sealed off from the vacuum switching tube 1 by means of the metal bellows 4. On the output side, the vacuum interrupter has the tube bearing 147 in which the contact carrier 20 is mounted so that it can slide in the direction of switching movement. The lifting rod 150 fastened to the end of the contact carrier 20 is in a linear direct operative connection with the movable contact carrier 20 and thus the movable contact 21 and is also guided by the tube bearing 147 in this fastening area. At its other end, the lifting rod is axially guided in the axle guide bearing 160, with the axle guide bearing 160 being arranged in the area of the side wall of the busbar support housing 140 and being arranged there by means of screws 153 which run perpendicular to the longitudinal axis X of the lifting rod and the vacuum interrupter 1.
An der Hubstange ist des weiteren die zu der Anschlußschiene 161 führende Litze 141 befestigt, in direktem Anschluß an das Ende des beweglichen Kontaktträgers 20 und auf der anderen Seite mittels einer Sechskantmutter auf der Hubstange 150 festgelegt. Die Schaltwippe 120 greift mit ihrem Gabelende 123a, b beidseitig der Hubstange 150 zwischen den beiden 5 Lagern 14 7 und 16 0 zur Übertragung der Schaltbewegung Pl der Schaltwippe ein. Bei Bewegung der Schaltwippe 12 0 durch Auslösen einer entsprechenden Ankerbewegung, siehe Pfeil P3, wird die Schaltwippe 12 0 aus der Ausgangsstellung gemäß Fig.Furthermore, the strand 141 leading to the connecting rail 161 is attached to the lifting rod, in direct connection to the end of the movable contact carrier 20 and on the other side secured to the lifting rod 150 by means of a hexagon nut. The switching rocker 120 engages with its fork end 123a, b on both sides of the lifting rod 150 between the two 5 bearings 14 7 and 16 0 to transmit the switching movement Pl of the switching rocker. When the switching rocker 12 0 is moved by triggering a corresponding armature movement, see arrow P3, the switching rocker 12 0 is moved from the starting position according to Fig.
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in Pfeilrichtung Pl an ihren Gabelenden geschwenkt und hierbei die Hubstange 150 mit den damit verbundenen Teilen mitgenommen, wodurch die Schaltbewegung, siehe Pfeil P2, zum Schließen der Kontakte 21, 31 der Vakuumschaltröhre 1 ausgeführt wird. Umgekehrt zum Öffnen bewegt sich die Hubstange in Pfeilrichtung P2' und die Kontakte 21, 31 öffnen.in the direction of arrow Pl at their fork ends and in doing so the lifting rod 150 with the parts connected to it is taken along, whereby the switching movement, see arrow P2, is carried out to close the contacts 21, 31 of the vacuum interrupter 1. Conversely to opening, the lifting rod moves in the direction of arrow P2' and the contacts 21, 31 open.
Die Vakuumschaltröhre 1 gemäß Fig. 1 umfaßt den beweglichen Leiter 2 und den feststehenden Leiter 3, die jeweils einen Kontaktträger 20, 3 0 mit einem an den einander zugewandten stirnseitigen Enden angebrachten Kontaktstück 21 bzw. 31 aufweisen. Die VakuumschaItkammer wird von den metallischen Deckelteilen 5, 6 gebildet, mit dem dazwischen angeordneten Isolator 7. Der bewegliche Leiter 2 ist gegenüber dem Gehäuse bzw. Deckel 5 mittels Führung 41 und dem Faltenbalg 4 abgedichtet. Die die Vakuumschaltkammer bildenden außenseitigen Teile sind über Lötstellen 10, 12, 14, 15 miteinander verbunden, der Faltenbalg 4 ist am anderen Ende an dem beweglichen Leiter 2 über die Lötstelle 16 fixiert. Die Kontaktstücke 21, 31 sind ebenfalls über Verbindungsflächen 11, 13, die als Lötstellen ausgebildet sind, mit dem jeweiligen Kontaktträgern 2 0 bzw. 3 0 verbunden. So ist eine abgeschlossene VakuumschaItkammer 100 ausgebildet. Die Kontaktstücke 21, 31 werden seitlich von dem zylinderförmigen Schirm 8 umgeben, der einerseits mit dem Deckel 6 im Bereich der Festkontakte verlötet ist und mit seinem freien Ende bis in den Bereich des Isolators 7 reicht, um auf diese Weise die Strahlungswärme sowie kondensierenden Metalldampf aus dem Schaltbereich aufzufangen und abzuführen und den 0 Metalldampfbogen von dem Deckel 6 und dem Isolator 7 abzuschirmen. Der Schirm 8 ist aus Kupfer, wodurch eine besonders gute Wärmeableitung ermöglicht wird. Für die Bindung der beim Schalten durch den Metalldampfbogen entstehenden Gase ist ein Getter in Gestalt eines Getterringes 9 außenseitig an dem Schirm 8 nahe dessen freien Ende angeordnet. Der Getterring 9 ist ebenfalls vor der direkten Beeinflussung des Metalldampfes geschützt, da er außenseitig an der Abschirmung 8 angebracht ist, siehe auch Fig. 1.The vacuum interrupter 1 according to Fig. 1 comprises the movable conductor 2 and the fixed conductor 3, each of which has a contact carrier 20, 30 with a contact piece 21 or 31 attached to the mutually facing front ends. The vacuum switching chamber is formed by the metallic cover parts 5, 6, with the insulator 7 arranged between them. The movable conductor 2 is sealed off from the housing or cover 5 by means of a guide 41 and the bellows 4. The external parts forming the vacuum switching chamber are connected to one another via soldering points 10, 12, 14, 15, the bellows 4 is fixed at the other end to the movable conductor 2 via the soldering point 16. The contact pieces 21, 31 are also connected to the respective contact carriers 20 or 30 via connecting surfaces 11, 13, which are designed as soldering points. This forms a closed vacuum switching chamber 100. The contact pieces 21, 31 are surrounded laterally by the cylindrical shield 8, which is soldered to the cover 6 in the area of the fixed contacts and whose free end extends into the area of the insulator 7 in order to collect and dissipate the radiant heat and condensing metal vapor from the switching area and to shield the metal vapor arc from the cover 6 and the insulator 7. The shield 8 is made of copper, which enables particularly good heat dissipation. To bind the gases generated by the metal vapor arc during switching, a getter in the form of a getter ring 9 is arranged on the outside of the shield 8 near its free end. The getter ring 9 is also protected from direct influence of the metal vapor because it is attached to the outside of the shield 8, see also Fig. 1.
In der Fig. 2 ist ein Getterring dargestellt, der aus einem entsprechend breiten Band durch Verbinden der Bandenden 91 mittels Punktschweißen, Laserschweißen oder beispielsweise Elektronenstrahlschweißen oder Vernieten hergestellt ist. Der Innendurchmesser des Bandes ist mit Ig bezeichnet, die Banddicke mit d und die Bandbreite mit b.In Fig. 2, a getter ring is shown which is made from a correspondingly wide strip by connecting the strip ends 91 by means of spot welding, laser welding or, for example, electron beam welding or riveting. The inner diameter of the strip is designated by Ig, the strip thickness by d and the strip width by b.
In der Fig. 3 ist der Schirm 8 perspektivisch dargestellt, der einen Basisschirmteil 81, mit dem er den Bereich der Schaltkontakte umfaßt, aufweist und hieran angepaßt über einen stufenförmigen Absatz 82 einen zylinderförmigen Endbereich 83, der wiederum über einen stufenförmigen Absatz 84 sich verjüngt zu dem Endbereich 85. Der stufenförmige Absatz 84, siehe Fig. 4, weist eine Breite a auf, die etwa der Dicke d des Getterringes entspricht, so daß der Getterring 9 hierauf aufsitzt und in etwa bündig mit der Mantelaußenfläche 83 des zylinderförmigen Schirmes abschließt. Die Höhe bzw. verbleibende Länge Le des zylindrischen verjüngten Endbereiches 85 ist etwas größer als der Breite b des Getterringes 9 entspricht.Fig. 3 shows a perspective view of the shield 8, which has a base shield part 81 with which it encloses the area of the switching contacts, and a cylindrical end region 83 adapted to this via a stepped shoulder 82, which in turn tapers to the end region 85 via a stepped shoulder 84. The stepped shoulder 84, see Fig. 4, has a width a which corresponds approximately to the thickness d of the getter ring, so that the getter ring 9 sits on it and ends approximately flush with the outer surface 83 of the cylindrical shield. The height or remaining length Le of the cylindrical tapered end region 85 is slightly greater than the width b of the getter ring 9.
In der Fig. 5 ist der auf den Schirm auf den stufenförmigen Absatz 84 aufgesetzte Getterring 9 ersichtlich, wobei am oberen freien Ende des Schirmes 8 ein schmaler Randbereich der Abmessung Le-b über den Getterring 9 vorsteht und in diesem Randbereich durch mechanische Verformung zum Beispiel vier Krampen 86a, 86b, 86c, 86d durch Stemmen nach außen ausgeformt sind, durch welche der Getterring 9 in der auf den Schirm 8 0 aufgeschobenen Position mit dem Gegenlager der Absatzstufe 84 dauerhaft befestigt ist.In Fig. 5, the getter ring 9 placed on the screen on the stepped shoulder 84 can be seen, wherein at the upper free end of the screen 8 a narrow edge region of the dimension Le-b protrudes beyond the getter ring 9 and in this edge region by mechanical deformation, for example four cramps 86a, 86b, 86c, 86d are formed by chiseling outwards, by means of which the getter ring 9 is permanently fastened to the counter bearing of the shoulder step 84 in the position pushed onto the screen 80.
Diese neuerungsgemäße mechanische Montage des Getteringes 9 an dem Schirm 8 ermöglicht, für den Schirm 8 ein weiches und nicht besonders gut schweißfähiges Material, wie Kupfer, das jedoch eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist, einzusetzen.This innovative mechanical assembly of the getter ring 9 on the shield 8 makes it possible to use a soft and not particularly weldable material, such as copper, for the shield 8, which, however, has a high thermal conductivity.
Die Befestigung des auf den Schirm 8 aufgesetzten Getterringes 9 kann neben der simplen Verformung durch Verdrücken des Schirmrandes auch durch teilweises oder vollständiges Umbördeln des Schirmrandes oder dergleichen erfolgen. 5The getter ring 9 placed on the screen 8 can be attached not only by simple deformation by pressing the screen edge but also by partially or completely flanging the screen edge or the like. 5
In der Fig. 6 ist die Anordnung des Schirmes 8 mit Getterring 9 in einer Vakuumschaltröhre gemäß Fig. 1 auszugsweise im Querschnitt dargestellt.In Fig. 6, the arrangement of the shield 8 with getter ring 9 in a vacuum interrupter according to Fig. 1 is shown in part in cross section.
Für die Herstellung eines Schirmes mit außemseitigen Getterring, der durch einen überkragenden Schirmbereich einen zusätzlichen Schutz des Gettermaterials gegen Metalldämpfe bietet, wird die Ausbildung einer Abschirmung mit einem Schirm gemäß Fig. 8 vorgeschlagen. Der zylinderförmige Schirm 8 weist ebenfalls über eine Absatzstufe oder zwei Absatzstufen einen verjüngten zylinderförmigen Endbereich 85 auf. Über diesen Endbereich 85 wird später der Getterring 9 aufgeschoben, wie angedeutet, bis er an der Absatzstufe anliegt. Der verjüngte Endbereich 85 ist mit axial in Längserstreckung des Schirms 8 verlaufenden drei oder mehr Schlitzen 8a, 8b, 8c versehen.To produce a screen with an external getter ring, which offers additional protection of the getter material against metal vapors through an overhanging screen area, the design of a shield with a screen according to Fig. 8 is proposed. The cylindrical screen 8 also has a tapered cylindrical end area 85 over one or two steps. The getter ring 9 is later pushed over this end area 85, as indicated, until it rests against the step. The tapered end area 85 is provided with three or more slots 8a, 8b, 8c running axially in the longitudinal extension of the screen 8.
Zwischen dem aufgeschobenen Getterring 9 und dem stirnseitigen Ende des Schirmbereiches 85 verbleibt eine größere Höhe, so daß hier eine ausreichende Umbördelung und Überkragung, wie in den Fig. 9 und 10 dargestellt durch nach außen Biegen ermöglicht ist.A greater height remains between the pushed-on getter ring 9 and the front end of the shielding area 85, so that sufficient flanging and projection, as shown in Figs. 9 and 10, is possible by bending outwards.
In der Fig. 9 ist schematisch dargestellt, wie nach dem Aufziehen des Getterringes 9 auf den Schirm 8 der verjüngte Schirmbereich 85 nach außen umgebogen wird, sozusagen U-förmig 0 und dadurch ein Kragen 88 gebildet wird, der mit seinem Ende 88a beabstandet noch den Getterring 9 nach außen überdeckt. Hierfür ist es erforderlich, den verjüngten Bereich 85 von der Stufe zur Auflage des Getterringes so groß zu machen, daß ein entsprechend breiter bördelbarer Randbereich verbleibt. Die 5 Umbördelung bzw. Umbiegung wird durch das Ausbilden der Schlitze erleichtert. Der Getterring wird bevorzugt vollständig von dem so gebildeten Kragen abgeschattet. Auf diese Weise ist ein verbesserter Schutz des Getters vor BelagFig. 9 shows schematically how, after the getter ring 9 has been pulled onto the shield 8, the tapered shield area 85 is bent outwards, so to speak in a U-shape 0, and a collar 88 is thereby formed, which still covers the getter ring 9 outwards with its end 88a at a distance. For this purpose, it is necessary to make the tapered area 85 from the step to the support of the getter ring so large that a correspondingly wide flangeable edge area remains. The flanging or bending is made easier by the formation of the slots. The getter ring is preferably completely shaded by the collar thus formed. In this way, the getter is better protected against deposits.
mit kondensierendem Metalldampf während der Vakuumlotphase und durch Vakuumlichtbögen gegeben.with condensing metal vapor during the vacuum soldering phase and by vacuum arcs.
Darüber hinaus kann der Bördelrand und Kragen 88 auch mit seinem unteren Ende 88a, wenn er leicht nach außen gebogen wird, zugleich als ein Mittel zur Zentrierung des Aufbaus der Vakuumschaltröhre nach Fig. 1 dienen, indem hier eine Abstützung der äußeren Isolierung 7, beispielsweise einer Keramik, erfolgt und damit diese Keramik 7 in bezug auf die Abschirmung zentriert wird.In addition, the flanged edge and collar 88 can also serve with its lower end 88a, when bent slightly outward, as a means for centering the structure of the vacuum interrupter according to Fig. 1, by supporting the outer insulation 7, for example a ceramic, and thus centering this ceramic 7 with respect to the shield.
Mit der neuerungsgemäßen Ausbildung und Anordnung eines Gettermaterials ist eine dauerhafte Befestigung einer großen Getteroberflache an der Abschirmung möglich und sogleich der 1.5 Schutz des Getters vor Bedampfen durch Metalldämpfe aus dem Lot während des Herstellungsprozesses der Lötverbindungen der Vakuumschaltröhre gegeben.The innovative design and arrangement of a getter material enables a large getter surface to be permanently attached to the shield and at the same time protects the getter against vapor deposition by metal vapors from the solder during the manufacturing process of the solder joints of the vacuum interrupter.
Durch die Anordnung des Gettermaterials an der Außenseite der 0 Abschirmung ist dieses auch vor dem direkten Einfluß des Metalldampfbogens geschützt und eine dauerhaft hohe Funktion des Getters gewährleistet. Zudem können neuerungsgemäße in Verbindung mit dem Getter Kupferschirme mit hoher Wärmeleitfähigkeit eingesetzt werden. Die Befestigung des Getterbandes in Form eines vorgefertigten Ringes mechanisch oder mittels Schweißverbindungen ermöglicht eine feste Verbindung von Gettermaterial mit dem Kupferschirm. Der Getterring kann beliebige Abmaße aufweisen. Eine weitere vorteilhafte Befestigung des Getterringes ergibt sich durch 0 Laserschweißen an dem Schirmteil, wobei Schirme aus gut wärmeleitenden Materialien, wie Kupfer, Kupferlegierungen, einsetzbar sind.By arranging the getter material on the outside of the shield, it is also protected from the direct influence of the metal vapor arc and a permanently high level of functionality of the getter is ensured. In addition, copper shields with high thermal conductivity can be used in conjunction with the getter. The fastening of the getter band in the form of a prefabricated ring, either mechanically or by means of welded connections, enables a firm connection of the getter material to the copper shield. The getter ring can have any size. Another advantageous fastening of the getter ring is by laser welding to the shield part, whereby shields made of materials with good thermal conductivity, such as copper or copper alloys, can be used.
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| DE29901111U DE29901111U1 (en) | 1999-01-23 | 1999-01-23 | Shielding with getter for a vacuum interrupter |
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| DE29901111U Expired - Lifetime DE29901111U1 (en) | 1999-01-23 | 1999-01-23 | Shielding with getter for a vacuum interrupter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102007020238B3 (en) * | 2007-04-24 | 2008-05-21 | Siemens Ag | Fastening a getter to a construction component of vacuum interrupter by copper, comprises welding the getter on composite material formed by intermediate layer and applying the getter material of the getter on a carrier from a metal strip |
-
1999
- 1999-01-23 DE DE29901111U patent/DE29901111U1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| DE102007020238B3 (en) * | 2007-04-24 | 2008-05-21 | Siemens Ag | Fastening a getter to a construction component of vacuum interrupter by copper, comprises welding the getter on composite material formed by intermediate layer and applying the getter material of the getter on a carrier from a metal strip |
| WO2008128872A1 (en) * | 2007-04-24 | 2008-10-30 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for securing a getter for a vacuum switching tube and vacuum switching tube |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| R207 | Utility model specification |
Effective date: 20000727 |
|
| R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 20020306 |
|
| R157 | Lapse of ip right after 6 years |
Effective date: 20050802 |