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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Chassis bzw. eine Rahmenstruktur
zum Halten einer Vakuumröhre
eines Leistungsschaltermoduls mit einer ersten Säule und einer zweiten Säule, die
identisch sind und aus elektrisch isolierendem Material bestehen,
und die auf symmetrische Weise in Bezug auf eine Hauptachse der
Vakuumröhre
angeordnet sind.
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Ein
solches Chassis ist bereits aus der Patentschrift US-5864108 bekannt.
Bei diesem bekannten Chassis wird die Vakuumröhre an ihren beiden Enden zwischen
zwei Säulen
von zwei Gussmetallteilen gehalten, die zu mehreren an den Säulen befestigt
sind. Diese Gussteile dienen auch zur elektrischen Verbindung der
Klemmen der Vakuumröhre. Auf
dem Markt gibt es mehrere Typen von Vakuumröhren mit unterschiedlichen
Abmessungen, die unterschiedlichen elektrischen Betriebsintensitäten entsprechen,
um bestimmte technische Spezifikationen zu erfüllen. Um eine ganze Palette
von Vakuumröhren
in einem bekannten Chassis des Dokuments US-5864108 zu installieren,
ist es nötig,
so viele unterschiedliche Gussteile vorzusehen, wie es unterschiedliche
zu installierende Vakuumröhren
gibt, was kostspielig ist.
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Das
Dokument US-A-4879441 beschreibt ein Chassis zum Halten einer Vakuumröhre gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Übrigens
ist bei einem Leistungsschaltermodul vorgesehen, mehrere Chassis
Seite an Seite anzuordnen, um mehrere normalerweise identische Vakuumröhren aufzunehmen,
wobei jede Vakuumröhre dazu
dient, eine Phase einer elektrischen Transportleitung zu unterbrechen.
In einem solchen Modul erzeugen die elektrischen Potentialunterschiede
zwischen den Seite an Seite angeordneten Vakuumröhren starke elektrodynamische
Kräfte,
die dazu tendieren, die Vakuumröhren
voneinander abzustoßen, wobei
diese Kräfte
um so größer sind,
als der die Vakuumröhren
trennende Abstand gering ist. Infolgedessen ist es unerlässlich,
dass die Struktur des die Vakuumröhren aufnehmenden Chassis sehr
starr ist, um den elektrodynamischen Kräften zu widerstehen, und dass
die Vakuumröhre
nicht zwischen den Säulen
des Chassis unter der Belastung durch diese Kräfte axial versetzt wird.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, einen neuartigen Aufbau des Chassis vorzuschlagen,
der bei geringen Kosten modulierbar ist, d.h., der mehrere Vakuumröhren aus
einem Satz Vakuumröhren
mit geringen Herstellungskosten aufnehmen kann, und der elektrodynamische
Kräfte
mit hoher Intensität
zwischen Phasen ertragen kann, um eine Anordnung mehrerer Chassis
mit Vakuumröhren
in einem Leistungsschaltermodul bei geringem Platzbedarf zu ermöglichen.
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Zu
diesem Zweck ist Gegenstand der Erfindung ein Chassis bzw. eine
Rahmenstruktur zum Halten einer Vakuumröhre eines Leistungsschaltermoduls
mit einer ersten Säule
und einer zweiten Säule,
die identisch sind und aus elektrisch isolierenden Material bestehen
und symmetrisch in Bezug auf eine Hauptachse der Vakuumröhre angeordnet
sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine Platte aus elektrisch isolierendem
Material mit den Säulen
durch festes Einspannen bzw. Einsetzen sowie durch eine Schnappverbindung
verbunden ist, und dass die Platte zur Zentrierung des Vakuumkolbens
zwischen den beiden Säulen
dient.
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Bei
einer solchen Anordnung besteht die Anpassung des Chassis mit mehreren
Vakuumröhrentypen
einfach in der Herstellung einer Zentrierplatte für jeden
Vakuumröhrentyp.
Die Funktionen des Haltens und Zentrierens der Vakuumröhre gemäß der Erfindung
werden also nicht von einem Metallgussteil erfüllt. Da diese Zentrierplatte
vorzugsweise durch Formgießen
und/oder Warmformen eines Kunststoffs und/oder eines Verbundwerkstoffs
hergestellt wird, weist sie sehr geringe Gestehungskosten auf. Andererseits
ermöglicht
diese Platte, die aus einem elektrisch isolierenden Material hergestellt
ist und an den Säulen
der Rahmenstruktur durch Einspannen und durch eine Schnappverbindung
befestigt ist, zusammen mit den durch Schrauben an den Säulen befestigten
Metallteilen zur elektrischen Verbindung eine Verstärkung der
Rahmenstruktur, um einen Großteil der
elektrodynamischen Kräfte
aufzunehmen zu können,
die auf die Vakuumröhre
in einem Leistungsschaltermodul einwirken. Diese Anordnung trägt dazu
bei, eine sehr kompakte Anordnung der Rahmenstrukturen in einem
Leistungsschaltermodul zu erhalten.
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Die
Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben, die hiervon eine Ausführungsform als nicht-einschränkendes
Beispiel darstellen. Es zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht eines Chassis bzw. einer Rahmenstruktur
gemäß der Erfindung,
in dem/der eine Vakuumröhre
angebracht ist,
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2 eine
perspektivische Ansicht der Rahmenstruktur gemäß der Erfindung ohne Vakuumröhre,
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3 eine
perspektivische Ansicht der Zentrierplatte des Chassis gemäß der Erfindung,
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4 eine
perspektivische Ansicht einer Säule
des Chassis bzw. der Rahmenstruktur gemäß der Erfindung,
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5 eine
Schnittansicht des Chassis gemäß der Erfindung,
in dem eine Vakuumröhre
installiert ist, und
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6 eine
Gesamtansicht von drei Chassis gemäß der Erfindung, die in ein-
und demselben Leistungsschaltermodul untergebracht sind.
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In 1 ist
ein Chassis mit zwei identischen Säulen 1 und 2 aus
elektrisch isolierendem Material, die vertikal angeordnet sind,
dargestellt, wobei ein erstes Metallteil 3A starr mit dem
oberen Abschnitt der zwei Säulen
verbunden ist, und ein zweites Metallteil 3B starr mit
dem unteren Teil der zwei Säulen verbunden
ist. Die beiden Metallteile 3A und 3B dienen zur
elektrischen Verbindung der Klemmen der Vakuumröhre 4, die zwischen
den beiden Säulen 1 und 2 angeordnet
ist. Das Metallteil 3A weist auch die Funktion auf, die
Vakuumröhre 4 zwischen
den beiden Säulen
aufgehängt
zu halten. Wie aus 1 zu erkennen ist, ist eine
Platte 5 aus elektrisch isolierendem Material zwischen
den beiden Säulen 1 und 2 eingespannt
und eingeklickt. Diese Platte 5 dient zum Halten und Zentrieren
des Vakuumkolbens zwischen den beiden Säulen 1 und 2,
die auf entfernbare Weise auf einer Platine durch Schrauben 6 befestigt
sind, wobei diese Platine eine Wand eines Leistungsschaltermoduls
bildet.
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In 1 hat
die Vakuumröhre
eine Haupt-Longitudinalachse 7, und die beiden identischen
Säulen 1 und 2 sind
auf symmetrische Weise in Bezug auf die Achse 7 angeordnet.
Die Vakuumröhre 4,
die vertikal zwischen den vertikalen Säulen 1 und 2 angeordnet
ist, wird durch die Zentrierplatte 5 zwischen den beiden
Säulen
gehalten und zentriert.
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Die 2, 3 und 4 dienen
zum besseren Verständnis
der Art und Weise der mechanischen Verbindung zwischen der Zentrierplatte 5 und den
beiden Säulen 1 und 2 des
Chassis bzw. der Rahmenstruktur.
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In 2 ist
die Zentrierplatte 5 dargestellt, die zwischen den beiden
Säulen 1 und 2 identischer Formen
aufgehängt
und eingeklickt ist und vertikal symmetrisch in Bezug auf die Achse 7 angeordnet ist,
die zur Zentrierplatte senkrecht ist. Die so erhaltene Anordnung
hat die Form eines "H", wobei die Zentrierplatte
horizontal ist und die Säulen
vertikal sind.
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In 3 ist
zu erkennen, dass die Zentrierplatte 5 eine annähernd rechteckige
Form und eine Öffnung 8 an
jedem ihrer Enden sowie eine in Nähe der Öffnung 8 angeordnete
Einschnapplasche 9 aufweist. Jede Lasche 9 umfasst
einen Zapfen 10. Die Zentrierplatte 5 umfasst
außerdem
eine zylindrische Bohrung 11 in zentraler Position zwischen
den beiden Öffnungen 8 und
den Laschen 9. Die Zentrierplatte 5 kann Verstärkungsrippen
um die Öffnungen 8 und
die Bohrung 11 herum aufweisen.
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In 4 ist
zu erkennen, dass jede Säule, wie
z.B. 1 oder 2, in ihrem zentralen Teil ein Positionierungsstück 12 umfasst,
das dazu vorgesehen ist, in eine Öffnung 8 der Zentrierplatte 5 und
eine oberhalb des Ansatzstücks 12 angeordnete Öffnung 13 einzurasten,
wobei der Zapfen 10 einer Lasche 9 mit der Zentrierplatte 5 in
Eingriff kommt. Übrigens
umfasst jede Säule 1 oder 2 eine
unter dem Ansatzstück 12 angeordnete
Ausnehmung 14, über
die die Zentrierplatte 5 eingeführt werden kann.
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Wiederum
in 2 ist zu erkennen, dass die Ansatzstücke 12 der
Säulen 1 und 2,
die in die Öffnungen 8 der
Zentrierplatte 5 eingerastet sind und die Zapfen 10 der
Laschen 9 der Zentrierplatte 5 in die Öffnungen 13 der
Säulen
eingeklickt sind. Daraus erkennt man, dass die Ansatzstücke 12 der
Säulen 1 und 2 zusammen
mit den Öffnungen 8 eine
Relativpositionierung der Platte in Bezug auf die Säulen herstellen,
die bezweckt, jegliche Verschiebung der Zentrierplatte in einer
zur Hauptachse 7 senkrechten Ebene zu unterbinden. Übrigens
stellen die Einrastlaschen 9 der Zentrierplatte mit den Öffnungen 13 der Säulen eine
Relativpositionierung der Platte in Bezug auf die Säulen her,
die bezweckt, jegliche Relativbewegung zwischen ihnen längs der
Hauptachse 7 zu unterbinden. Mit diesem Aufbau ist die
Rahmenstruktur in der Lage, Biegebeanspruchungen in Bezug auf die
Achse 7 oder Torsionsbeanspruchungen in Bezug auf diese
Achse zu widerstehen, welche den Zwischenphasenkräften und
den Schleifenkräften
entsprechen, die durch die Röhre
auf die Zentrierplatte 5 in der Ebene dieser Platte einwirken.
Außerdem wird
diese Verstärkung
der Festigkeit des Chassis bzw. der Rahmenstruktur ohne metallische
Stoffe hergestellt, was bewirkt, dass die elektrodynamischen Zwischenphasen-kräfte, welchen
das Chassis ausgesetzt ist, nicht zunehmen.
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Die
zylindrische Bohrung 11 der Zentrierplatte ist dazu vorgesehen,
einen komplementären
zylindrischen Teil der Vakuumröhre
aufzunehmen, beispielsweise den unteren Teil 18 (in 5 zu
erkennen) derselben, in der die Betätigungsstange 19 des beweglichen
Kontakts gleitet. Da die Vakuumröhre an
dem metallischen Teil 3a aufgehängt ist und entlang der Vertikalachse
zwischen den beiden Säulen durch
das Zentrierteil 5 zentriert ist, wird ein Großteil der
elektrodynamischen Kräfte,
die auf die Röhre
einwirken, von der Zentrierplatte 5 und dann von den Säulen aufgenommen,
so dass dadurch die Festigkeit bzw. Starrheit der Rahmenstruktureinheit
erheblich verbessert wird. Hinsichtlich der Anpassbarkeit der Rahmenstruktur
gegenüber
mehreren Vakuumröhrentypen
ist es wichtig anzumerken, dass eine Anpassung der Platte 5 an
den Vakuumröhrentyp,
der an der Rahmenstruktur gemäß der Erfindung
angebracht werden soll, allgemein ausreichend ist. Wenn beispielsweise
der Durchmesser der Zentrierung der Röhre unterschiedlich ist, genügt es somit,
eine Zentrierplatte mit einer Bohrung 11 mit entsprechendem Durchmesser
herzustellen.
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Da
die Zentrierplatte 5 zwischen die beiden Säulen 1 und 2 über eine
oder die andere der Ausnehmungen 14 eingeführt werden
kann, ist vorzuziehen, das Einrasten der Einrastlaschen 9 in
die an der Außenseite
der Säulen
vorgesehenen Öffnungen 13 vorzusehen.
Die 5 veranschaulicht die Positionierung dieser Einrastlaschen 9 an
der Außenseite der
Säulen 1 und 2.
Ebenfalls in 5 ist zu erkennen, dass die
Zentrierplatte 5 zwischen den Metallteilen 3A und 3B zur
elektrischen Verbindung entlang der Achse 7 angeordnet
ist.
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In 4 sind
im einzelnen die Befestigungsmittel 16 in Schwalbenschwanzform
zu erkennen, die an einer Säule
vorgesehen sind, um eine Befestigungsschraube 17 der Metallteile 3A und 3B an
den Säulen 1 und 2 aufzunehmen.
Diese Art Befestigungsmittel ermöglicht
die Ausführung
einer Regelung der Position der Metallteile 3A und 3B entlang einer
zur Hauptachse 7 senkrechten Achse, um sie in Bezug auf
das Zentrierteil 5 zwischen den beiden Säulen 1 und 2 zu
zentrieren.
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Die 6 stellt
ein Leistungsschaltermodul mit drei Rahmenstrukturen dar, die Seite
an Seite angeordnet sind und in denen jeweils eine Vakuumröhre installiert
ist. Die Longitudinalachsen jeder der Röhren sind durch 7, 7', 7'' identisch, und die jeweiligen
Säulen
der Rahmenstrukturen sind jeweils durch 1, 2; 1', 2'; 1'', 2'' identisch.
In dieser Figur ist zu erkennen, dass die Säulen einer Rahmenstruktur und die
Säulen
einer anderen, benachbarten Rahmenstruktur einander paarweise zugewandt
sind. Im einzelnen sind die Säulen 1, 1', 1'' parallel ausgerichtet zu der von
den Säulen 2, 2', 2'' gebildeten Ausrichtung angeordnet,
wobei die beiden Ausrichtungen der Säulen 1, 1', 1'' und 2, 2', 2'' auf beiden Seiten der Ausrichtung
der Achsen 7, 7', 7'' angeordnet sind. Der Hauptzweck
dieser Anordnung ist die für das
Leistungsschaltermodul erhaltene Kompaktheit.
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Die
beiden Säulen
der Zentrierplatte einer Rahmenstruktur können kostengünstig durch
Formgießen
und/oder Warmformen eines Kunststoffs und/oder eines Verbundwerkstoffs
hergestellt werden.