DE3822410C1 - Sulphur hexa:fluoride compressed gas switch - has thread between nozzle and cylinder to better withstand force and temp. loading without enlargement of actual mass of nozzle - Google Patents
Sulphur hexa:fluoride compressed gas switch - has thread between nozzle and cylinder to better withstand force and temp. loading without enlargement of actual mass of nozzleInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen SF6-Druckgasschalter mit zwei Schaltstücken, welche bei der Ausschaltung im Inneren einer Düse einen Lichtbogen ziehen und einer aus Kolben und Zylinder bestehenden Kompressionseinrichtung zur Beblasung des Lichtbogens, wobei die Düse mittels eines Gewindes mit dem Ende des Zylinders verschraubt ist.The invention relates to an SF 6 -pressure gas switch with two contact pieces which draw an arc when switched off inside a nozzle and a compression device consisting of piston and cylinder for blowing the arc, the nozzle being screwed to the end of the cylinder by means of a thread.
Ein solcher Druckgasschalter ist aus der DE 20 15 473 B2 bekannt.Such a pressure gas switch is known from DE 20 15 473 B2.
Im Zuge der Weiterentwicklung der SF6-Druckgasschalter konnte die Nenn spannung der Schaltkammern in den letzten Jahren beträchtlich gesteigert werden. Mit der Steigerung der spezifischen Spannung der Schaltkammern wurde es jedoch notwendig, die Beschleunigung des Düsen-Schaltstück-Systems wesentlich zu steigern, um eine rasche Trennung der Schaltstücke und damit eine rückzündungsfreie Unterbrechung von kapazitiven Strömen sicherzu stellen. Außerdem wird mit der Steigerung der spezifischen Spannung der Schaltstrecken auch eine Vergrößerung der Düsen notwendig, um die er forderliche Spannungsfestigkeit bei der Unterbrechung von Kurzschluß strömen zu erreichen.In the course of the further development of the SF 6 pressure gas switch, the nominal voltage of the interrupters has increased considerably in recent years. With the increase in the specific voltage of the switching chambers, however, it became necessary to significantly increase the acceleration of the nozzle-switching device system in order to ensure a quick separation of the switching devices and thus a re-ignition-free interruption of capacitive currents. In addition, with the increase in the specific voltage of the switching paths, an enlargement of the nozzles is necessary in order to achieve the required dielectric strength when currents are interrupted.
Durch beide Maßnahmen, nämlich die Erhöhung der Beschleunigung und die Vergrößerung der Düsen und damit auch der Masse der Düsen, kommt es zu einer deutlichen Steigerung der Belastung der Verbindung zwischen Düse und Zylinder, da diese Verbindung die mit der Steigerung der Beschleunigung und der Masse verbundenen höheren Kräfte vom Zylinder auf die Düse über tragen muß. Diese Belastung der Schraubverbindung zwischen Düse und Zylin der wird vor allen Dingen dadurch zum Problem, daß die Düse, die im allge meinen aus PTFE besteht, und der aus Metall bestehende Zylinder sehr stark voneinander abweichende Ausdehnungskoeffizienten aufweisen. Dieser abwei chende Ausdehnungskoeffizient wirkt sich stark aus, da die Druckgasschal ter in einem Umgebungstemperaturbereich von -40°C bis 50°C arbeiten müssen. Es kommt hinzu, daß das PTFE zu fließen beginnt, wenn es bei hohen Temperaturen starken Verformungskräften ausgesetzt ist. Dies ist z. B. der Fall, wenn der Düsenwerkstoff bei hohen Temperaturen durch den Zylinder an der Ausdehnung gehindert wird. Wenn nach einer solchen Beanspruchung die Temperaturen anschließend wieder absinken, kommt es dazu, daß die Über deckung der Gewindegänge anschließend reduziert ist. Damit weist das Ge winde ein Spiel auf, und die Düse sitzt nicht mehr fest auf dem Zylinder. Zur Vermeidung von Störungen sind häufige Kontrollen erforderlich, um rechtzeitig Reparaturen vornehmen zu können.By both measures, namely increasing the acceleration and the Enlargement of the nozzles and thus the mass of the nozzles, too a significant increase in the load on the connection between the nozzle and Cylinder, since this connection is the one with the increase in acceleration and the mass associated higher forces from the cylinder to the nozzle must wear. This stress on the screw connection between the nozzle and the cylinder This becomes a problem above all because the nozzle, which in general mean made of PTFE, and the metal cylinder is very strong have different expansion coefficients. This deviates The corresponding expansion coefficient has a strong impact, since the pressure gas scarf work in an ambient temperature range of -40 ° C to 50 ° C have to. In addition, the PTFE begins to flow when it is at high Is exposed to high deformation forces. This is e.g. B. the Case when the nozzle material comes on through the cylinder at high temperatures the expansion is prevented. If after such a stress the Temperatures then drop again, it happens that the over Coverage of the threads is then reduced. So the Ge wind a game, and the nozzle is no longer firmly on the cylinder. To avoid interference, frequent checks are required to to be able to make repairs in good time.
Diesen Problemen wurde bisher dadurch entgegengetreten, daß die Gewinde gänge wesentlich tiefer ausgeführt wurden und/oder die Gewindelänge ver größert wurde. Solche Maßnahmen erfordern jedoch eine Vergrößerung der Düsenmasse, da die Wandstärke der Düse oder die Düsenlänge vergrößert werden muß, was wiederum dazu führt, daß höhere Kräfte auftreten. Die Vergrößerung der Düsenmasse ist auch aus wirtschaftlichen Gründen nach teilig, weil PTFE ein sehr teurer Werkstoff ist.So far, these problems have been countered by the fact that the threads gears were made much deeper and / or the thread length ver was enlarged. However, such measures require an increase in Nozzle mass, since the wall thickness of the nozzle or the nozzle length increases must, which in turn means that higher forces occur. The Increasing the nozzle mass is also due to economic reasons part because PTFE is a very expensive material.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem SF6-Druckgasschalter der genannten Akt die Schraubverbindung zwischen Düse und Zylinder so auszugestalten, daß sie den Belastungen besser standhält und die Düsen masse dadurch keine wesentliche Vergrößerung erfährt.The invention is based, to design the screw connection between the nozzle and the cylinder so that it withstands the loads better and the nozzle mass does not experience any significant increase in an SF 6 pressure gas switch of the aforementioned act.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die dem Gewinde gegen überliegende Wandung der Düse einen Stützring trägt, welcher mindestens die Höhe des Gewindes aufweist. The object is achieved in that the thread against overlying wall of the nozzle carries a support ring, which at least has the height of the thread.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung hat den Vorteil, daß der Freiheitsgrad für die Wärmedehnung der Düse durch den Stützring stark verringert wird. Es wird verhindert, daß sich in dem Gewinde aufgrund des größeren Ausdeh nungskoeffizienten des als Düsenwerkstoff dienenden PTFE gegenüber dem metallischen Werkstoff des Kompressionszylinders bei tiefen Temperaturen ein Spiel entsteht, das zu einer geringeren Überdeckung der Gewindeflanken und damit zu einer verringerten Gewindetragfähigkeit führt. Dadurch wird die Tragfähigkeit des Gewindes wesentlich erhöht, ohne daß die Wandstärke der Düse oder die Düsenlänge vergrößert werden müßte. Dadurch braucht auch die Düsenmasse nicht vergrößert zu werden, so daß das Auftreten höherer Kräfte vermieden wird. Höhere mechanische Belastungen durch größere Beschleu nigungen bei den Schaltvorgängen sind möglich. Dem angestrebten Ziel, die Masse der Düse - wie aller Schaltteile - zu verringern, stehen die Erfordernisse der mechanischen Festigkeit des Gewindes nicht mehr entgegen. Eine solche geringe Masse erfordert weniger Antriebskraft, erspart Werkstoff, ist somit funktionstüchtiger und in mehrfacher Hinsicht wirtschaftlicher.The configuration according to the invention has the advantage that the degree of freedom for the thermal expansion of the nozzle is greatly reduced by the support ring. It is prevented from being in the thread due to the larger expansion coefficient of the PTFE serving as the nozzle material compared to the metallic material of the compression cylinder at low temperatures a game arises that leads to less coverage of the thread flanks and thus leads to a reduced thread load capacity. This will the load capacity of the thread increases significantly without the wall thickness the nozzle or the nozzle length would have to be increased. This also needs the nozzle mass does not become enlarged, so that the occurrence is higher Forces is avoided. Higher mechanical loads due to larger accessories Slopes in the switching operations are possible. The desired goal, the To reduce the mass of the nozzle - like all switching parts - the requirements of the mechanical strength of the thread no longer opposite. Such a low mass requires less driving force, saves material, is therefore more functional and in more ways than one more economical.
Die Verschraubung der Düse in das Ende des Zylinders kann mittels eines Außen- oder eines Innengewindes erfolgen. Bei einem Außengewinde ist der Stützring als Innenring auszuführen, und bei einem Innengewinde muß der Stützring ein Außenring sein. Um die Masse der Düse möglichst klein zu halten, ist ein Außengewinde zweckmäßig.The nozzle can be screwed into the end of the cylinder using a External or internal thread. With an external thread is the Support ring to run as an inner ring, and with an internal thread, the Support ring to be an outer ring. To keep the mass of the nozzle as small as possible hold, an external thread is appropriate.
Da der Stützring eine möglichst hohe Festigkeit aufweisen muß, ist er zweckmäßigerweise aus einem metallischen Werkstoff herzustellen.Since the support ring must have the highest possible strength, it is expedient to manufacture from a metallic material.
Besonders vorteilhaft ist eine Ausgestaltung, bei der der Innenring als Außenkonus und die mit ihm zusammenwirkende Innenkontur der Düse komple mentär ausgebildet sind. Der Innenring kann über das Ende der Düse vor stehen und sich auch in Einschieberichtung des Innenrings verjüngen.An embodiment is particularly advantageous in which the inner ring as Complete cone and the inner contour of the nozzle interacting with it are mentally trained. The inner ring can protrude over the end of the nozzle stand and also taper in the direction of insertion of the inner ring.
Durch diese Ausgestaltung wird der Stützring beim Einschrauben so in die Düse hineingepreßt, daß diese sich weitet. Dadurch können unvermeidliche Fertigungstoleranzen der Gewinde ausgeglichen werden, bzw. ist es möglich, ein infolge der Beanspruchung auftretendes Spiel durch ein Anziehen des Gewindes auszugleichen, da der Stützring bei einer weiteren Einschraubung den Gewindeteil der Düse auseinanderdrückt.With this configuration, the support ring is thus screwed into the Pressed in nozzle that it widens. This can make the inevitable Manufacturing tolerances of the threads are compensated, or is it possible a game occurring as a result of the stress by tightening the Compensate the thread, because the support ring with another screwing pushes apart the threaded part of the nozzle.
Besonders zweckmäßig ist es, zwischen der Stirnseite des Innenrings und dem Zylinder ein elastisches Glied einzulagern, welches als Elastomer-Ring oder als eine oder mehrere Tellerfedern ausgebildet sein kann. Dadurch wird erreicht, daß sich ein infolge der Belastung auftretendes Spiel im Gewinde von selbst ausgleicht, da die Kräfte dieses elastischen Glieds den Außenkonus des Innenrings ständig in die Düse hineinpressen, wodurch das Gewinde der Düse gegen das Gewinde des Zylinders gedrückt wird.It is particularly useful between the end face of the inner ring and store an elastic link in the cylinder, which acts as an elastomer ring or can be designed as one or more disc springs. Thereby is achieved that a game occurring as a result of the load Self-balancing thread, because the forces of this elastic member Constantly press the outer cone of the inner ring into the nozzle, which causes the Thread of the nozzle is pressed against the thread of the cylinder.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigtThe invention is explained below with reference to the drawing. It shows
Fig. 1 die beweglichen Teile der Schaltstrecke mit Düse des SF6-Druck gasschalters im Schnitt, Fig. 1, the movable parts of the switching path with the nozzle of the SF 6 -pressure gas switch in section,
Fig. 1a einen Ausschnitt mit einer Düse, welche ein Innengewinde auf weist, Fig. 1a shows a detail of a nozzle which has an internal thread,
Fig. 2 eine eingeschraubte Düse im Schnitt, wobei Düse und Stützring einen Konus aufweisen und Fig. 2 shows a screwed nozzle in section, the nozzle and support ring having a cone and
Fig. 3 eine Ausgestaltung wie Fig. 2 jedoch mit einem zusätzlichen elastischen Glied. Fig. 3 shows an embodiment like Fig. 2 but with an additional elastic member.
Die Figuren zeigen einen beweglichen Zylinder 1, welcher mit einem fest stehenden Kolben 2 zusammenwirkt. Von den beiden Schaltstücken des SF6- Druckgasschalters ist das bewegliche Schaltstück 3 gezeichnet, welches von einer ebenfalls beweglichen Düse 4 umgeben ist, die in das Ende des Zylin ders 1 eingeschraubt ist. Die Wandung der Düse 4 ist auf dem Gewinde 5 gegenüberliegenden Seite mit einem Stützring 6, 6′ versehen, welcher min destens die Höhe des Gewindes 5 aufweist.The figures show a movable cylinder 1 , which cooperates with a fixed piston 2 . From the two contact pieces of the SF 6 - gas pressure switch, the movable contact piece 3 is drawn, which is surrounded by a likewise movable nozzle 4, which is screwed into the end of the cylinder 1 . The wall of the nozzle 4 is on the thread 5 opposite side with a support ring 6, 6 ' , which min least has the height of the thread 5 .
Fig. 1 zeigt eine Ausgestaltung, bei der der Stützring zylindrisch ist. Der Freiheitsgrad für die Wärmedehnung der Düse wird durch diesen Stütz ring, welcher als Innenring 6 ausgeführt ist, stark verringert. Dadurch wird verhindert, daß sich im Gewinde 5 aufgrund des größeren Ausdehnungs koeffizienten des als Düsenwerkstoff dienenden PTFE gegenüber dem metal lischen Werkstoff des Zylinders bei tiefen Temperaturen ein Spiel einstellt. Damit bleibt die Überdeckung der Gewindeflanken und damit die Gewindetragfähigkeit erhalten. Diese Gewindetragfähigkeit ist zur Aufnahme der großen Kräfte erforderlich, die durch die Beschleunigung der Massen bei Schaltvorgängen auftreten. Fig. 1 shows an embodiment in which the support ring is cylindrical. The degree of freedom for thermal expansion of the nozzle is greatly reduced by this support ring, which is designed as an inner ring 6 . This prevents a thread in the thread 5 due to the larger expansion coefficient of the PTFE serving as the nozzle material compared to the metallic material of the cylinder at low temperatures. This means that the thread flanks are covered and thus the thread load capacity is maintained. This thread-bearing capacity is necessary to absorb the large forces that occur due to the acceleration of the masses during switching operations.
Selbstverständlich ist auch eine Ausgestaltung, wie sie Fig. 1a zeigt, möglich. Dort trägt die Düse 4 ein Innengewinde und der Stützring 6′ ist als Außenring um den Bereich der Düse 4 gelegt, welcher an der Außenseite dem Gewinde 5 gegenüberliegt.Of course, a configuration as shown in FIG. 1a is also possible. There, the nozzle 4 has an internal thread and the support ring 6 ' is placed as an outer ring around the area of the nozzle 4 , which is opposite the thread 5 on the outside.
Durch eine Ausgestaltung, wie sie Fig. 2 zeigt, kann eine weitere Steige rung der Tragfähigkeit des Gewindes 5 erreicht werden, indem der Innenring 6 als Außenkonus und entsprechend die Innenkontur der Düse 4 komplementär ausgebildet werden.By a design, as shown in Fig. 2, another crate can tion of the carrying capacity of the thread 5 to be achieved by the inner ring 6 as an outside cone and, correspondingly, the inner contour of the nozzle 4 are formed complementary.
Der Innenring 6 steht über das Ende der Düse 4 vor und verjüngt sich in Einschieberichtung des Innenrings 6. Beim Einschrauben stößt der Innenring 6 gegen den Absatz am Ende des Gewindes des Zylinders 1, wird in die Düse 4 gedrückt und bewirkt so, daß das Außengewinde der Düse 4 fest gegen das Innengewinde des Kompressionszylinders 1 gepreßt wird. Dadurch wird er reicht, daß die unvermeidlichen Fertigungstoleranzen des Gewindes 5 ausge glichen werden. Ein Nachziehen im Falle eines durch die Beanspruchung auftretenden Spiels wird möglich.The inner ring 6 projects beyond the end of the nozzle 4 and tapers in the direction of insertion of the inner ring 6 . When screwing in the inner ring 6 abuts against the shoulder on the end of the thread of the cylinder 1 is pushed into the nozzle 4 and thus causes the outer thread of the nozzle 4 is firmly pressed against the internal thread of the compression cylinder. 1 This makes it sufficient that the inevitable manufacturing tolerances of the thread 5 are equalized. It is possible to follow suit in the event of a game arising from the stress.
Fig. 3 zeigt eine weitere Ausgestaltung, bei der gegenüber der Ausgestal tung von Fig. 2 zwischen der Stirnseite des Innenringes 6 und dem Absatz am Ende des Gewindes des Zylinders 1 ein elastisches Glied 7 eingefügt ist, welches gegen den Innenring 6 beim Einschrauben drückt. Die Elastizität dieses elastischen Glieds 7 bewirkt, daß der Innenring 6 mit der Kraft des elastischen Glieds axial in die Düse hineingedrückt wird und so ein in folge von Temperaturänderungen auftretendes Spiel im Gewinde 5 von selbst ausgleicht. Fig. 3 shows a further embodiment, in which compared to the Ausgestal device of Fig. 2 between the end face of the inner ring 6 and the shoulder at the end of the thread of the cylinder 1, an elastic member 7 is inserted, which presses against the inner ring 6 when screwing. The elasticity of this elastic member 7 causes the inner ring 6 to be pressed axially into the nozzle with the force of the elastic member and thus compensates for any play in the thread 5 which occurs as a result of temperature changes.
Aufgrund des äußerst niedrigen Reibungskoeffizienten von PTFE kann der Winkel des Außenkonus sehr klein gewählt werden, ohne daß eine Selbsthem mung auftritt. Damit lassen sich mit relativ geringen axialen Kräften des elastischen Glieds 7 große radiale Kräfte erzeugen, die eine volle Über deckung der Gewindeflanken sicherstellen. Dadurch wird die Tragfähigkeit des Gewindes 5 weiter verbessert und selbst bei geringfügigem Fließen des PTFE selbsttätig aufrechterhalten.Due to the extremely low coefficient of friction of PTFE, the angle of the outer cone can be chosen to be very small without self-locking occurring. This allows large radial forces to be generated with relatively low axial forces of the elastic member 7 , which ensure full coverage of the thread flanks. This further improves the load-bearing capacity of the thread 5 and automatically maintains it even when the PTFE flows slightly.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19883822410 DE3822410C1 (en) | 1988-07-01 | 1988-07-01 | Sulphur hexa:fluoride compressed gas switch - has thread between nozzle and cylinder to better withstand force and temp. loading without enlargement of actual mass of nozzle |
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| DE19883822410 DE3822410C1 (en) | 1988-07-01 | 1988-07-01 | Sulphur hexa:fluoride compressed gas switch - has thread between nozzle and cylinder to better withstand force and temp. loading without enlargement of actual mass of nozzle |
Publications (1)
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|---|---|
| DE3822410C1 true DE3822410C1 (en) | 1989-10-26 |
Family
ID=6357807
Family Applications (1)
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| DE19883822410 Expired DE3822410C1 (en) | 1988-07-01 | 1988-07-01 | Sulphur hexa:fluoride compressed gas switch - has thread between nozzle and cylinder to better withstand force and temp. loading without enlargement of actual mass of nozzle |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3822410C1 (en) |
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