DE3803778A1 - Vacuum switch with flat or corrugated elastic disc. - used as intermediate piece between fixed-contacts bolt and casings ceramic tube - Google Patents

Vacuum switch with flat or corrugated elastic disc. - used as intermediate piece between fixed-contacts bolt and casings ceramic tube

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Abstract

The vacuum-switch chamber has an intermediate piece (1) concentrically around the bolt to which the fixed contact is attached. The piece is connected vacuum-tight to the bolt and to the ceramic tube that forms a part of the casing. The piece consists of a cover (9), flat or corrugated, whose wall thickness and elasticity are chosen so that it allows slight axial movement of the bolt (2) with the ceramic tube (3) when the moving contact (5) moves. The outer periphery of the cover is connected via a metal tube (10) to the ceramic tube. The metal tube's walling is much thinner than that of the ceramic tube. One end face of the metal tube is butt-soldered to the end of the ceramic tube. The metal tube is ductible -e.g. copper. ADVANTAGE - Increased life. Chamber's casing less likely to break.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vakuumschaltkammer nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The present invention relates to a vacuum interrupter according to the preamble of claim 1.

Eine solche Vakuumschaltkammer ist z.B. aus der EP-PS 00 93 414 bekannt. Das Zwischenstück zwischen dem festen Stehbolzen und dem Keramikrohr des bekannten Schaltkammerge­ häuses besteht aus einem durch einen Tiefziehvorgang geform­ ten ringförmigen Teil.Such a vacuum interrupter is e.g. from the EP-PS 00 93 414 known. The intermediate piece between the fixed Studs and the ceramic tube of the well-known Schaltkammerge housing consists of a formed by a deep drawing process th annular part.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Vakuumschaltkammer der eingangs genannten Art durch neuartige Ausbildung des Zwischenstücks zwischen Stehbolzen und Keramikrohr die mechanische Lebensdauer zu verlängern und die Bruchgefahr des Schaltkammergehäuses zu verringern.The present invention is based on the object a vacuum interrupter of the type mentioned novel design of the intermediate piece between studs  and ceramic tube to extend the mechanical life and to reduce the risk of breakage in the interrupter housing.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Patent­ anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.This task is accomplished by the in the hallmark of the patent claims 1 specified features solved.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung wird darin gesehen, daß eine Bruchgefahr des Gehäuses der Vakuumschaltkammer bei beliebiger Baulänge und beliebigem Gewicht und mittels ein­ facher Bauteile weiter verringert und damit die mechanische Lebensdauererwartung solcher Schaltkammern erhöht wird. Ein weiterer Vorteil wird darin gesehen, daß eine einfache, gut justierbare Lötverbindung an dem Keramikrohr des Gehäuses ermöglicht wird. Auch wird infolge der einfachen Form des Deckelteils die Abstimmung des Grades der Elastizität mit geringem Aufwand ermöglicht bzw. erleichtert.An essential advantage of the invention is seen in that a breakage of the housing of the vacuum interrupter any length and weight and by means of a more components and thus the mechanical Life expectancy of such interrupters is increased. A Another advantage is seen in the fact that a simple, good adjustable solder joint on the ceramic tube of the housing is made possible. Also, due to the simple shape of the Cover part with the adjustment of the degree of elasticity enables or facilitates little effort.

Anhand der in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbei­ spiele wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert.Based on the game Ausführungsbei shown in FIGS. 1 to 3, the invention is explained in more detail below.

Die Fig. 1 zeigt im Querschnitt schematisch eine erfindungs­ gemäße Vakuumschaltkammer. Fig. 1 shows in cross section schematically an inventive vacuum interrupter.

Die Fig. 2 und 3 zeigen vergrößerte Ausschnitte erfindungsge­ mäßer Zwischenstücke. Figs. 2 and 3 show enlarged sections erfindungsge rectly intermediate pieces.

Eine Vakuumschaltkammer der bezeichneten Art weist ein Vakuumgehäuse 7 mit dem Stehbolzen 2, dem als Deckelteil 9 ausgebildeten Zwischenstück 1, den Keramikröhren 3 und 12, dem Faltenbalg 6 und den Betätigungsbolzen 8 auf. Tragend befestigt wird die Vakuumschaltkammer an dem Stehbolzen 2, der an seinem inneren Ende den festen Kontakt 4 trägt. An dem infolge des Faltenbalges 6 beweglichen Betätigungsbolzen 8 ist der bewegliche Kontakt 5 befestigt. Als Verbindungs­ glied zwischen dem Stehbolzen 2 und dem Keramikrohr 3 ist ein metallenes Deckelteil 9 vorgesehen, das infolge seiner Elastizität eine geringe axiale Bewegung des Stehbolzens 2, bezogen auf das Keramikrohr 3, ermöglicht. Auf die Schalt­ kammer einwirkende axiale Stöße beim Betätigen des Betäti­ gungsbolzens 8 werden durch das Deckelteil 9 gewissermaßen abgefedert und dadurch nicht in voller Härte auf das Vakuum­ schaltkammergehäuse übertragen. Als Folge davon werden die Keramikrohre, deren Lötverbindungen mit den Metallteilen des Gehäuses sowie alle übrigen Einzelteile und die Löt- oder Schweißverbindungen weniger beansprucht.A vacuum interrupter of the type described has a vacuum housing 7 with the stud bolt 2 , the intermediate piece 1 designed as a cover part 9 , the ceramic tubes 3 and 12 , the bellows 6 and the actuating bolt 8 . The vacuum interrupter is attached to the stud 2 , which carries the fixed contact 4 at its inner end. The movable contact 5 is fastened to the actuating bolt 8 which is movable as a result of the bellows 6 . As a link between the stud 2 and the ceramic tube 3 , a metal cover part 9 is provided which, due to its elasticity, allows a slight axial movement of the stud 2 , based on the ceramic tube 3 . On the switching chamber acting axial shocks when actuating the actuation pin 8 are cushioned to a certain extent by the cover part 9 and are therefore not transmitted in full hardness to the vacuum interrupter housing. As a result, the ceramic tubes, their soldered connections to the metal parts of the housing as well as all other individual parts and the soldered or welded connections are less stressed.

Gemäß der Erfindung weist nun das Zwischenstück 1 als we­ sentlicher Teil ein im wesentlichen ebenes Deckelteil 9 auf. Zweckmäßig besitzt dieses Deckelteil 9 eine konzentrische Wellung, wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt. Die Form, Elastizität und Dicke der Lochscheibe ist so gewählt, daß sie eine axiale Bewegung des Stehbolzens 2 von etwa 0,1 mm bis 3 mm, insbesondere von etwa 0,5 mm bis 1 mm, zuläßt.According to the invention, the intermediate piece 1 now has a substantially flat cover part 9 as a substantial part. This cover part 9 expediently has a concentric corrugation, as shown in FIGS . 1 and 2. The shape, elasticity and thickness of the perforated disc is selected so that it permits an axial movement of the stud 2 of approximately 0.1 mm to 3 mm, in particular approximately 0.5 mm to 1 mm.

Am Stehbolzen 2 wird das Deckelteil 9 bevorzugt mittels eines an der Lochscheibe 9 vorgesehenen Kragens 11 durch Löten oder Schweißen befestigt.The cover part 9 is preferably attached to the stud 2 by means of a collar 11 provided on the perforated disk 9 by soldering or welding.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird das Deckelteil 9 an seinem äußeren Umfang mittels eines kurzen metallischen Rohrabschnitts 10 aus Metall vakuumdicht an dem Keramikrohr 3 befestigt. Die Stirnfläche des metallischen Rohrabschnitts 10 wird bevorzugt stumpf an der Stirnfläche des Keramikrohrs 3 angelötet. Die Wandung des Keramikrohrs 3 ist dabei minde­ stens doppelt so stark wie die Wandung des Metallrohrab­ schnitts 10. Bevorzugt ist der Metallrohrabschnitt 10 drei- bis fünfzehnmal dünner als das Keramikrohr 3. Die Wandungs­ dicke d des Metallrohrabschnitts 10 beträgt etwa 0,3 mm bis 2,5 mm, insbesondere etwa 1 mm. Kupfer ist ein bevorzugtes Metall für diesen Metallrohrabschnitt 10.According to a development of the invention, the cover part 9 is attached to the ceramic tube 3 in a vacuum-tight manner on its outer circumference by means of a short metallic tube section 10 made of metal. The end face of the metallic tube section 10 is preferably butt-soldered to the end face of the ceramic tube 3 . The wall of the ceramic tube 3 is at least twice as thick as the wall of the Metallrohrab section 10 . The metal tube section 10 is preferably three to fifteen times thinner than the ceramic tube 3 . The wall thickness d of the metal tube section 10 is approximately 0.3 mm to 2.5 mm, in particular approximately 1 mm. Copper is a preferred metal for this metal pipe section 10 .

Gemäß einer in der Fig. 3 dargestellten weiteren Ausfüh­ rungsform bestehen das Deckelteil 9 und der Metallrohrab­ schnitt 10 aus einem Teil. Der Metallrohrabschnitt 10 bildet einen abgebogenen Kragen des Deckelteils 9 und besteht somit aus dem gleichen elastischen Metallblech wie das Deckelteil 9, d.h. bevorzugt aus einem Chromnickel-Stahlblech. Das Deckelteil 9 ist bei diesem Ausführungsbeispiel ohne jegli­ che Wellung ausgebildet, es könnte aber auch gewellt sein.According to a further embodiment shown in FIG. 3, the cover part 9 and the metal tube section 10 consist of one part. The metal tube section 10 forms a bent collar of the cover part 9 and thus consists of the same elastic metal sheet as the cover part 9 , ie preferably of a chrome-nickel steel sheet. The cover part 9 is formed in this embodiment without any curl che, but it could also be corrugated.

Ist das Deckelteil 9 mit einer Wellung versehen, wie z.B. in den Fig. 1 und 2 dargestellt, so ist die Wellung bevorzugt so gering gewählt, daß die Wellungshöhe, d.h. die Wellungs­ amplitude, nicht größer ist als das 5fache, vorzugsweise das 3fache, insbesondere das 3fache, der Dicke des Bleches des Deckelteils 9. Die Blechdicke des Deckelteils 9 beträgt etwa 0,2 mm bis 3 mm, vorzugsweise 0,3 mm bis 2 mm, insbe­ sondere etwa 0,4 mm bis 1,2 mm.If the cover part 9 is provided with a corrugation, as shown for example in FIGS . 1 and 2, the corrugation is preferably chosen to be so small that the corrugation height, ie the corrugation amplitude, is not greater than 5 times, preferably 3 times, in particular 3 times the thickness of the sheet of the cover part 9 . The sheet thickness of the cover part 9 is approximately 0.2 mm to 3 mm, preferably 0.3 mm to 2 mm, in particular in particular approximately 0.4 mm to 1.2 mm.

Claims (14)

1. Vakuumschaltkammer mit einem ein Keramikrohr aufweisen­ den Gehäuse, einem festen und einem beweglichen Kontakt, von denen der feste Kontakt an einem Stehbolzen befestigt ist und der bewegliche Kontakt über einen Faltenbalg mit dem Vakuumgehäuse vakuumdicht verbunden ist, mit einem den Stehbolzen konzentrisch umgebenden, mit dem Stehbolzen und dem Keramikrohr mittelbar oder unmittelbar vakuumdicht verbundenen Zwischenstück, das in axialer Richtung elastisch leicht verformbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenstück (1) durch ein im wesentlichen ebenes, ggf. mit konzentrischen Wellungen versehenes, lochscheibenartiges Deckelteil (9) gebildet ist, dessen Wandungsstärke und Elastizitätsmodul derart gewählt sind, daß es beim Betätigen des beweglichen Kontaktes (5) eine geringe axiale Bewegung des Stehbolzens (2) bezüglich des Keramikrohres (3) zuläßt. 1.Vacuum interrupter with a ceramic tube have the housing, a fixed and a movable contact, of which the fixed contact is fastened to a stud and the movable contact is connected in a vacuum-tight manner to the vacuum housing with a bellows, with a concentrically surrounding the stud, with the stud and the ceramic tube connected indirectly or directly vacuum-tight, which is elastically easily deformable in the axial direction, characterized in that the intermediate piece ( 1 ) is formed by a substantially flat, possibly provided with concentric corrugations, perforated disc-like cover part ( 9 ) , the wall thickness and modulus of elasticity of which are selected such that, when the movable contact ( 5 ) is actuated, a slight axial movement of the stud bolt ( 2 ) with respect to the ceramic tube ( 3 ) is permitted. 2. Vakuumschaltkammer nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der äußere Umfang des Deckelteiles (9) über einen zylindrischen Metallrohrabschnitt (10) mit dem Kera­ mikrohr (3) verbunden ist.2. Vacuum interrupter according to claim 1, characterized in that the outer circumference of the cover part ( 9 ) via a cylindrical metal tube section ( 10 ) with the Kera micro tube ( 3 ) is connected. 3. Vakuumschaltkammer nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Wandstärke (d) des Metallrohrabschnitts (10) wesentlich geringer ist als die Wandstärke des Keramik­ rohrs (3), und die eine Stirnfläche des Metallrohrabschnitts (10) insbesondere stumpf mit der Stirnfläche des Keramik­ rohres (3) verlötet ist.3. Vacuum switching chamber according to claim 2, characterized in that the wall thickness ( d ) of the metal tube section ( 10 ) is substantially less than the wall thickness of the ceramic tube ( 3 ), and the one end face of the metal tube section ( 10 ) in particular blunt with the end face of the Ceramic tube ( 3 ) is soldered. 4. Vakuumschaltkammer nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallrohrabschnitt (10) aus einem duktilen Metall, wie z.B. Kupfer, besteht.4. Vacuum interrupter according to claim 2 or 3, characterized in that the metal tube section ( 10 ) consists of a ductile metal, such as copper. 5. Vakuumschaltkammer nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallrohrabschnitt (10) einstückig mit dem Deckelteil (9) als abgebogener Kragen ausgebildet ist (Fig. 3).5. Vacuum interrupter according to claim 2 or claim 3, characterized in that the metal tube section ( 10 ) is integrally formed with the cover part ( 9 ) as a bent collar ( Fig. 3). 6. Vakuumschaltkammer nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallrohrabschnitt (9) mindestens zweimal, insbesondere drei- bis fünfzehnmal so hoch ist wie seine Wandstärke.6. Vacuum interrupter according to one of claims 2 to 5, characterized in that the metal tube section ( 9 ) is at least twice, in particular three to fifteen times as high as its wall thickness. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke, Form und Elastizitäts­ modul des Deckelteils (9) derart gewählt sind, daß eine axiale Beweglichkeit des Stehbolzens (2) bezüglich des Keramikrohres (3) von 0,1 mm bis 3 mm, insbesondere 0,5 mm bis 1 mm, bei Beschleunigung der Verzögerung des beweglichen Kontaktes (5) ermöglicht wird.7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the wall thickness, shape and elasticity module of the cover part ( 9 ) are chosen such that an axial mobility of the stud ( 2 ) with respect to the ceramic tube ( 3 ) of 0.1 mm to 3 mm, in particular 0.5 mm to 1 mm, when accelerating the deceleration of the movable contact ( 5 ) is made possible. 8. Vakuumschaltkammer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Deckelteil (9) aus einem CrNi-Stahl besteht.8. Vacuum interrupter according to one of claims 1 to 7, characterized in that the cover part ( 9 ) consists of a CrNi steel. 9. Vakuumschaltkammer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Deckelteil (9) direkt oder indirekt am inneren Umfang mit dem Stehbolzen (2) ver­ schweißt ist.9. Vacuum interrupter according to one of claims 1 to 8, characterized in that the cover part ( 9 ) is welded ver directly or indirectly on the inner circumference with the stud bolt ( 2 ). 10. Vakuumschaltkammer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Deckelteil (9) direkt oder indirekt am inneren Umfang mit dem Stehbolzen (2) verlötet ist.10. Vacuum interrupter according to one of claims 1 to 8, characterized in that the cover part ( 9 ) is soldered directly or indirectly on the inner circumference to the stud bolt ( 2 ). 11. Vakuumschaltkammer nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Deckelteil (9) über einen abgebogenen ringförmigen Kragen (11) mit dem Stehbolzen (2) verbunden ist.11. Vacuum switching chamber according to one of claims 1 to 10, characterized in that the cover part ( 9 ) via a bent annular collar ( 11 ) is connected to the stud bolt ( 2 ). 12. Vakuumschaltkammer nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Stehbolzen (2) der tragenden Halterung der Vakuumschaltkammer dient.12. Vacuum interrupter according to one of claims 1 to 11, characterized in that the stud ( 2 ) is used for supporting the vacuum interrupter. 13. Vakuumschaltkammer nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellungsamplitude des Deckelteils (9) geringer als das 70fache, vorzugsweise geringer als das 10fache, insbesondere geringer als das 5fache, der Dicke des Blechs des gewellten Deckelteils (9) ist.13. Vacuum switching chamber according to one of claims 1 to 12, characterized in that the corrugation amplitude of the cover part ( 9 ) is less than 70 times, preferably less than 10 times, in particular less than 5 times, the thickness of the sheet of the corrugated cover part ( 9 ) . 14. Vakuumschaltkammer nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechdicke des Deckelteils (9) 0,2 mm bis 3 mm, vorzugsweise 0,3 mm bis 2 mm, insbeson­ dere 0,4 mm bis 1,2 mm, beträgt.14. Vacuum interrupter according to one of claims 1 to 13, characterized in that the sheet thickness of the cover part ( 9 ) 0.2 mm to 3 mm, preferably 0.3 mm to 2 mm, in particular 0.4 mm to 1.2 mm , is.
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