DE3107821A1

DE3107821A1 - Vakuumschaltroehre mit metallkappe

Info

Publication number: DE3107821A1
Application number: DE19813107821
Authority: DE
Inventors: Günther 1000 Berlin Sinnecker
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1981-02-26
Filing date: 1981-02-26
Publication date: 1982-09-09
Also published as: GB2094064A; US4445016A; JPS57154727A

Description

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SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT * Unser Zeichen Berlin und München VPA 81 P 3703 DE

Vakuumschaltröhre mit Metallkappe

Die Erfindung befaßt sich mit einer Vakuumschaltröhre für elektrische Leistungsschalter mit einem Gehäuse, das eine stirnseitig konzentrisch zu einem feststehenden bzw. einem beweglichen Stromzuführungsbolzen angeordnete Metallkappe aufweist, die mit einem hohlzylindrischen Isolierkörper verbunden und durch einen mittels eines Bindemittels befestigten Formkörper verstärkt ist.

Eine Vakuumschaltröhre dieser Art ist durch die DE-AS 1 245 472 bekannt geworden. Der Formkörper hat dabei die Aufgabe, die aus einem verhältnismäßig dünnen Werkstoff bestehende Metallkappe zu verstärken und eine Anfälligkeit gegen etwaige Undichtigkeiten des Gehäuses zu vermindern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schutz für die Verbindungsstelle zwischen der Kappe und dem Hohlisolator zu schaffen und durch Steigerung der Umbruchkraft der Vakuumschaltröhre die Gefahr des Undichtwerdens weiter zu verringern.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Formkörper und das Bindemittel die Verbindungsstelle zwischen der Metallkappe und dem Isolierkörper überdeckend ausgebildet bzw. aufgebracht sind. Die Erfindung ist besonders vorteilhaft bei Vakuumschaltröhren anwendbar, deren hohler Isolierkörper aus einem keramischen Werkstoff besteht, mit dem die Metallkappe durch eine Lötung verbunden ist. Durch den nach der Erfindung gestalteten Formkörper wird die vakuumtechnisch hochwertige Lötverbindung mechanisch so gestützt, daß sie

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nicht nur den üblichen, beim Schalten auftretenden Kräften, sondern auch unvorhersehbaren Stoß- und Rüttelbeanspruchungen widersteht.

Der erwähnte Formkörper kann etwa kappenartig und mit einem Übermaß zur Aufnahme des Bindemittels ausgebildet sein. Es besteht weitgehende Freizügigkeit in der Wahl der Werkstoffe für den Formkörper und das Bindemittel. Daher kann der Formkörper sowohl aus metallischen als auch aus nichtmetallischen Werkstoffen bestehen, wobei es sich empfiehlt, unmagnetische metallische Werkstoffe zu wählen, um eine Erwärmung im Betrieb zu vermeiden. Geeignet ist daher z. B. unmagnetischer rostfreier Stahl. Bei den nichtmetallischen Werkstoffen kommen insbesondere formstabile Kunststoffe in Betracht, insbesondere solche, die mit faserigen Füllstoffen versetzt sind.

Alle genannten Arten von Formkörpern können mit einem Epoxidharz als Bindemittel befestigt werden. Bei Formkörpern aus Metall kann der Zwischenraum zu dem Hohlisolator und der Metallkappe auch durch ein flüssiges Lotmetall ausgefüllt werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Die Fig. 1 zeigt schematisch einen Vakuum-Leistungsschalter für mittlere Betriebsspannungen.

In der Fig. 2 ist eine Vakuumschaltröhre teilweise im Schnitt dargestellt.

Der in der Fig. 1 gezeigte Vakuum-Leistungsschalter 1 weist einen Antriebsmechanismus auf, der in einem Gehäuse 2 untergebracht ist. Das Gehäuse 2 ist kastenförmig ausgebildet und trägt an seiner Außenseite zwei Schienen 3 und 4, an denen winklig zu der die Schienen 3 und

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tragenden Wand 5 Stützisolatoren 6 befestigt sind» Mit dem oberen Stützisolator 6 ist ein Kopfstück 7 verbunden, in dem eine Vakuumschaltröhre 10 mit ihrem feststehenden Stromzuführungsbolzen 11 befestigt ist. Hierdurch ist zugleich die Verbindung mit einer Anschlußschiene 12 hergestellt.

Der untere Stützisolator 6 trägt einen Antriebssockel 13, an dem ein zweiarmiger Hebel 14 als Verbindungsteil einer isolierenden Schaltstange 15 und eines beweglichen Stromzuführungsbolzens 16 der Schaltröhre 10 gelagert ist. Ein biegsames Stromband 17 stellt die Verbindung zwischen dem Stromzuführungsbolzen 16 und einer unteren Anschlußschiene 20 her. Die isolierende Schaltstange 15 steht über eine Kontaktkraftfeder 21 in nicht näher dargestellter Weise mit einem in dem Gehäuse 2 befindlichen Antriebsmechanismus in Verbindung, der beispielsweise als Federspeicherantrieb entsprechend der DE-OS 2 717 958 ausgebildet sein kann.

Einzelheiten der Vakuumschaltröhre 10 im Bereich ihres oberen, mit dem Kopfstück 7 verbundenen Endes zeigt die Fig. 2. Wie man erkennt, weist die Vakuumschaltröhre 10 an ihrem dargestellten oberen Ende einen keramischen Hohlisolator 25 auf, mit dessen oberer ringförmiger Stirnfläche eine Metallkappe 26 verlötet ist. Durch eine weitere Lötung ist die Metallkappe 26 mit einer Metallplatte 27 verbunden, die den oberen Abschluß der Vakuumschaltröhre 10 bildet und die den mit einem Gewinde 30 versehenen Stromzuführungsbolzen 11 aufnimmt.

Die Lötnaht 31 zwischen dem Hohlisolator 25 und der Metallkappe 26 läßt sich mit guter Vakuumdichtigkeit und mechanischer Festigkeit ausführen. Dennoch können starke mechanische Beanspruchungen zu einer Schwächung oder Beschädigung der Lötnaht 31 führen, wodurch die Vakuumschaltröhre 10 undicht und damit unbrauchbar wird. In

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dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird die Umbruchkraft, d. h. die bei fester Einspannung des Stromzuführungsbolzens 11 am gegenüberliegenden unteren Ende bis zur Trennung der Lötnaht 31 aufzubringende Kraft wesentlich durch den als Kappe ausgebildeten Formkörper 32 vergrößert, dessen oberer kegelförmiger Teil 33 etwa vom oberen Ende des Hohlisolators 25 bis zu der Äbschlußplatte 27 reicht und dessen anschließender Mantel 34· sich konzentrisch zu dem Hohlisolator 25 erstreckt. Der Innendurchmesser des Formkörpers 32 ist so bemessen, daß ein Zwischenraum 35 besteht, der mit einem Bindemittel 36 ausgefüllt ist. Es besteht daher eine flächenhafte Bindung zwischen dem Formkörper 32 und der Metallkappe 26 sowie dem anschließenden Bereich des Hohlisolators 25.

Die Lötnaht 31 wird außen von dem Bindemittel 36 überdeckt.

Wie bereits erwähnt, kann der Formkörper 32 sowohl aus metallischen als auch aus nichtmetallischen Werkstoffen bestehen. Ferner sind unterschiedliche Bindemittel an-? wendbar. Insbesondere eignen sich Klebstoffe bzw. Füllstoffe auf der Basis von Epoxidharzen zur Befestigung von Formkörpern aus beiden angegebenen Werkstoffgruppen. Darüber hinaus können aus Metall bestehende Formkörper durch ein Lotmetall befestigt werden, das in den Zwischenraum zwischen dem Formkörper und dem Hohlisolator sowie der Metallkappe eingebracht wird. Dabei empfiehlt es sich, die sich an die Lötnaht 31 außen anschließende Fläche des Hohlisolators gleichfalls zu metallisieren, damit das Lot eine Bindung mit dem keramischen Werkstoff eingeht.

Die beschriebene Anordnung des Formkörpers und des Bindemittels im Bereich der Lötnaht zwischen der Metallkappe und dem Hohlisolator ist nicht nur an dem Ende der Vakuumschaltröhre 10 anwendbar, aus der der feststehende Stromzuführungsbolzen 11 herausragt, sondern auch an dem

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gegenüberliegenden Ende mit dem beweglichen Stromzuführungsbolzen 16. Im allgemeinen dürfte es jedoch ausreichen, die Verstärkung an der beschriebenen Stelle vorzusehen, weil dort im Betrieb die größeren Kräfte auftreten.

2 Ansprüche
2 Figuren

Claims

- «6Γ - VPA 81 P 3703 DE Patentansprüche

11) Vakuumschaltröhre (10) für elektrische Leistungsschalter (1) mit einem Gehäuse (2), das eine stirnseitig konzentrisch zu einem feststehenden (11) bzw. einem beweglichen Stromzuführungsbolzen (16) angeordnete Metallkappe (26) aufweist, die mit einem hohlzylindrischen Isolierkörper (25) verbunden und durch einen mittels eines Bindemittels (36) befestigten Formkörper

(32) verstärkt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper (32) und das Bindemittel (36) die Verbindungsstelle (33) zwischen der Metallkappe (26) und dem Isolierkörper (25) überdeckend ausgebildet bzw. aufgebracht sind.
2. Vakuumschaltröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper (32) etwa kappenartig und mit einem Übermaß zur Aufnahme des Bindemittels (36) ausgebildet ist.