DE69508145T2 - Isolationsanordnung für ein geschweisstes hermetisches Endstück - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Konstruktion einer hermetischen Anschlußbaugruppe und insbesondere auf eine hermetische Stiftisolierausführung für eine hermetische Anschlußbaugruppenstruktur, die längs dem Umfang einer Öffnung in einer eine Kammer einschließenden Gehäusewand abzudichten ist.
• Es ist in dem Stand der Technik der hermetischen Anschlußbaugruppen bekannt einen stromführenden, elektrisch verbundenen und leitenden Anschlußstift zu benutzen, der von einem Isolierhülsenteil umgeben ist, welcher auf dem inneren Teil des Stiftes auf der inneren, durchlochten, gewölbten Seitenfläche der Bodenwand eines becherförmigen Körpers der Anschlußbaugruppe liegt. Der äußere Umfangsrand des becherförmigen Körpers ist längs dem Umfange einer Öffnung in einer eine Kammer einschließenden Wand abgedichtet und der Anschlußstift, welcher einen inneren und einen äußeren Stiftteil aufweist, ist abgedichtet zwischen diesen Stiftteilen, in der durchlochten Bodenwand des becherförmigen Körpers zusammen mit dem Ende des Isolierhülsenteiles der den inneren Stiftteil umgibt. Eine solche konstruktive Gestaltung kann entnommen werden aus den US-Patentschriften 4,584,433 erteilt an Benjamin Bowsky et al. am 22. April 1986 und 5,017,740, erteilt an Glenn A. Honkomp et al. am 21. Mai 1991, welche zwei Patentschriften desweiteren eine Grubenvertiefung in dem den Stift umgebenden Hülsenteil zeigen, zum Schaffen einer ausgedehnten Zusatzoberfläche oder eines gewundenen Weges zwischen dem umgebenen, inneren Anschlußstiftteil und dem becherförmigen Körper. Schmelzsicherungsartige Bereiche sind auch dargestellt in jeder dieser beiden Patentschriften, wobei die US- Patentschrift 4,584,433 einen solchen schmelzsicherungsartigen Bereich innerhalb der Grubenvertiefung des umgebenden Hülsenteiles auf der Innenseite des becherförmigen Körpers zeigt und bei der US- Patentschrift 5,017,740 ein solcher schmelzsicherungsartiger Bereich eingebettet ist in eine polymerische Silikonkautschukbeschichtung auf der äußeren Seite des becherförmigen Körpers. In diesem Zusammenhang ist zu erwähnen, daß Isolierbeschichtungen auf der äußeren Seite der Anschlußbecherkörper im Stand der Technik seit langem allgemein bekannt sind, und es wird in diesem Zusammenhang Bezug genommen auf die U. S. Patentschriften 3,160,460, erteilt an A. Wyzenbeck am 8. Dezember 1964; 3,988,053, erteilt an John A. Dodenhoff am 26. Oktober 1976; 4,252,394, erteilt an Austin S. Miller am 24. Februar 1981; 4,296,275 erteilt an Benjamin Bowsky am 20. Oktober 1981; und 4,609,774 erteilt an David M. LeMieux et al. am 2. September 1986.
• Die vorliegende Erfindung, wie beansprucht, erkennt daß solche außenseitige Isolierbeschichtungen, wie sie im Stand der Technik benutzt worden sind, vergleichsmäßig teuer und kompliziert waren, hinsichtlich des Werkstoffes, der Herstellung, der Aufbringung, der Dauerhaftigkeit und der Wartung, notwendigerweise eine einheitlich flache Körperfläche zur Aufbringung benötigten, und Einschränkungen aufwiesen hinsichtlich der Klebefähigkeit und des Widerstandes gegen Verschlechterung bei Temperaturschwankungen im Zusammenhang mit gelegentlicher "Wölbung" der Körperfläche unter Hochdruckbedingungen. Die vorliegende Erfindung, wie beansprucht, unter Erkennung dieser Nachteile der zum Stand der Technik gehörigen, außenseitigen Isolierschutzschichtausführungen, schafft eine ökonomische und unkomplizierte Isolierstruktur, welche starken Temperaturschwankungen widersteht und die Eindrücke in den becherförmigen Körperteil zuläßt, um einer möglichen "Wölbung" zu widerstehen infolge von hohen Drücken in der hermetisch abgedichteten Gehäusekammer. Außerdem ermöglicht die vorliegende Erfindung, wie beansprucht, die ökonomische Verwendung bestehender Werkstoffe bei niedrigen Kosten und erlaubt dabei eine einfache Herstellung und einen einfachen Zusammenbau bei minimaler Wartung und gewährleistet gleichzeitig eine ausgedehnte Zusatzoberfläche zur Verringerung des Auftretens von unerwünschten Lichtbögen. Desweiteren ermöglicht die vorliegende Erfindung, wie beansprucht, eine einheitliche Herstellung von im wesentlichen identischen, spiegelbildlichen Hülsenpaaren, falls erwünscht, zur Herabsetzung der Kosten und der Anzahl der Verfahrensschritte, wobei auch gleichzeitig eine Anschlußstiftabschirmung erzielt wird.
• Viele andere Merkmale der vorliegenden Erfindung, wie beansprucht, werden für den Fachmann erkennbar aus der nachfolgenden Beschreibung.
• Mehr insbesondere, die vorliegende Erfindung schafft eine hermetische Anschlußbaugruppenstruktur, wie beansprucht, die längs dem Umfange einer Öffnung in einer eine Kammer einschließenden Gehäusewand abzudichten ist, mit: einem Anschlußstift der sich durch eine Öffnung in der Gehäusewand erstreckt, um einen inneren und einen äußeren Stiftteil aufzuweisen, die sich innerhalb beziehungsweise außerhalb der Gehäusewand befinden, wobei die Gehäusewand einen ungleichförmigen, eingedrückten Wandteil aufweist, der den Anschlußstift umgibt und die beabstandeten Eindrücke zur Verstärkung der Gehäusewand dienen, um ihrer Wölbung zu widerstehen; einer Abdichtungsbaugruppe mit einem schmelzbaren, koaleszenten Bindematerial oder Dichtung, welche zusammenwirkt mit und sich erstreckt zwischen dem Umfange des Anschlußstiftes zwischen dem inneren und dem äußeren Stiftteil und dem Umfange der Öffnung in der Gehäusewand zum hermetischen Abdichten des inneren Teiles des Anschlußstiftes innerhalb der Gehäusewand und des äußeren Teiles des Anschlußstiftes außerhalb der Gehäusewand; und, einem Paar von Isolierhülsenteilen, welche den inneren beziehungsweise den äußeren Stiftteil des Anschlußstiftes umgeben, wobei mindestens einer der Hülsenteile geformt ist zum Bilden einer Grubenvertiefung, welche einen Teil der Umfangsfläche von einem der Stiftteile umgibt, zur Bildung einer ausgedehnten Zusatzoberfläche mit diesem Stiftteil, um eine mögliche Lichtbogenbildung durch diesen Stiftteil herabzusetzen, wobei die Hülsenteilpaare abdichtend zusammenwirken mit der koaleszenten Bindedichtung der Abdichtungsbaugruppe. Außerdem, schafft die vorliegende Erfindung, wie beansprucht, eine abgeänderte Ausführung, wobei die zwei Isolierhülsenteile miteinander verbunden sind durch einen dazwischen liegenden eingeschnürten Teil zum Schaffen eines einteiligen Hülsenaufbaus, durch den der Anschlußstift ragt und gegenüber dem inneren Umfange desselben abgedichtet ist, wobei der äußere Umfang des eingeschnürten Teiles gegenüber dem Umfang der Öffnung in der Gehäusewand abgedichtet ist.
• Es ist zu verstehen, daß ein oder mehrere Bauteile der neuen, hierin beschriebenen Anschlußbaugruppenstruktur vom Fachmanne in vielfacher Hinsicht abgeändert werden können, ohne dadurch den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung, wie beansprucht, zu verlassen.
• In den Zeichnungen, welche ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, sowie eine abgeänderte Bauform des Isolierhülsenpaares zeigen, sind:
• Fig. 1 eine auseinandergezogene, isometrische Ansicht einer hermetischen Anschlußbaugruppenstruktur mit den neuen Merkmalen der vorliegenden Erfindung;
• Fig. 2 eine auseinandergezogene, isometrische Ansicht einer neuen, abgeänderten Isolierhülsenausführung, die anstelle der neuen Hülsenausführung der hermetischen Anschlußbaugruppe nach Fig. 1 benutzt werden kann;
• Fig. 3 eine Draufsicht der Anschlußbaugruppe nach Fig. 1; und
• Fig. 4 eine Querschnittansicht, zum Teil weggebrochen, der erfindungsgemäßen, hermetischen Anschlußbaugruppe entsprechend den Fig. 1 und 3, längs der Linie 4-4 nach Fig. 3, wobei ein Teil der Baugruppe weggebrochen ist, um die erfindungswesentlichen Merkmale deutlicher zu zeigen.
• In den Fig. 1, 3 und 4 der Zeichnungen ist die einzigartige und neue hermetische Anschlußbaugruppe 2 dargestellt, die passend bemessen und geformt sein kann zur dichten Aufnahme in einer Öffnung 3 einer eine Kammer einschließenden Gehäusewand 4 (Fig. 4). Die die Kammer einschließende Gehäusewand 4 kann Teil des Gehäuses eines hermetischen Verdichters (nicht dargestellt) sein. Die hermetische Anschlußbaugruppe 2 hat einen becherförmigen Körper, der aus einem geeigneten Werkstoff hergestellt sein kann, wie zum Beispiel Metall oder sogar Kunststoff, mit einer Bodenwand 7, die eine innere Seite 8 und eine äußere Seite 9 aufweist, sowie mit einem aufgeweiteten Rand oder Seitenwand 11, die sich von der inneren Seite 8 der Bodenwand erstreckt. Gemäß einem Merkmal der vorliegenden Erfindung hat die Bodenwand 7 eine Vielzahl von wahlweise, geformten und eingestellten, eingeprägten Eindrücken 12, die hier als beabstandete Dreiecke dargestellt sind, wobei die Basis jedes Dreieckes sich nach innen erstreckt zum Zentrum von dem Umfange der Bodenwand 7, um die dargestellte Gruppe der Öffnungen 13, die sich durch die Bodenwand 7 erstrecken, mit Abstand zu umgeben. Die neuen Eindrücke 12 dienen zum Verstärken der Bodenwand 7 und zum Widerstehen einer möglichen "Wölbung" der Bodenwand infolge hohen Druckänderungen, die innerhalb der von der Wand 4 eingeschlossenen Kammer auftreten können.
• Es ist zu erwähnen, daß das Merkmal der Eindrücke eine Folge ist der hierin beschriebenen, allgemeinen, einzigartigen konstruktiven Gestaltung und insbesondere der neuen Anschlußstiftisoliereinrichtung, die im späteren hierin beschrieben wird. Es ist zu verstehen, daß die vorliegende Erfindung, wie beansprucht, nicht auf die erläuterte, besondere Ausführung der Eindrücke, einschließlich der Beabstandung und der Form der Eindrücke eingeschränkt ist, sondern daß andere Formen oder Abstände der Eindrücke vorgesehen werden können, je nach der allgemeinen Anschlußbaugruppenkonstruktion, ohne dadurch den Schutzumfang der Erfindung, wie beansprucht, zu verlassen. Desweiteren ist zu verstehen, daß die vorliegende Erfindung nicht auf die dargestellte, besondere Zuordnung der Öffnungen in dem becherförmigen Körper eingeschränkt ist, sondern daß andere Ausführungsstrukturen, wie zum Beispiel eine oder mehr Öffnungen, auch vorgesehen sein können.
• Wie aus den Zeichnungen ersichtlich hat der becherförmige Körper 6 in der Tat drei voneinander beabstandete Öffnungen 13, die jeweils mit einer ringförmigen Dichtlippe 14 versehen sind, welche sich von der inneren Seite 8 der Bodenwand 7 erstrecken. Die Öffnungen 13 dienen jeweils zur Aufnahme eines elektrischen Strom leitenden Anschlußstiftes 16, der vorzugsweise aus einem korrosionsbeständigen, rostfreien Stahl mit hohem Chromgehalt hergestellt sein kann. Jeder Stift 16, der sich durch die Bodenwandöffnung 13 erstreckt, hat einen inneren Stiftteil 17, der hermetisch abgedichtet ist innerhalb einer Kammer, die durch die eine Kammer einschließenden Endwand 4 begrenzt 19 ist und einen äußeren Stiftteil 18, der sich außerhalb dieser eingeschlossenen Kammer erstreckt. Mit Ausnahme des eingeschnürten, schmelzsicherungsartigen Abschnittes 19 hat jeder dargestellte Anschlußstift eine einheitliche Querschnittsform, wobei der schmelzsicherungsartige Abschnitt 19 Teil des äußeren Stiftteiles 18 ist. Der äußere Stiftteil dient zum Anschluß an eine geeignete elektrische Stromquelle, (nicht dargestellt) und der innere Stiftteil 17 ist vorgesehen zum Anschluß an eine elektrische Einheit (nicht dargestellt) innerhalb der durch die Wand 4 (nicht dargestellt) eingeschlossenen Kammer. Es ist zu verstehen, daß, falls erwünscht, der schmelzsicherungsartige Abschnitt am inneren Stiftteil 17 vorgesehen sein kann, oder daß an beiden Stiftteilen schmelzsicherungsartige Abschnitte vorgesehen sein können, oder sogar vollständig auf solche Abschnitte als Teil des Anschlußstiftes verzichtet werden kann.
• Wie insbesondere aus den Fig. 1 und 4 der Zeichnungen zu erkennen ist, ist eine koaleszente Glasdichtung 21 vorgesehen zwischen dem Umfange jedes Anschlußstiftes 16 (hier dargestellt als am Umfang des inneren Stiftteiles 17 vorgesehen) und dem Umfang eines Lippenteiles 14, der die Öffnung 13 in der Bodenwand 7 begrenzt, um den inneren Stiftteil 17 des Anschlußstiftes 16 innerhalb der Öffnung 13 und den äußeren Stiftteil 18 des Stiftes 16 außerhalb der Öffnung 13 hermetisch abzudichten.
• Gemäß einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung sind ein innerer und ein äußerer Isolierhülsenteil 22 und 23 vorgesehen, welche den inneren Stiftteil 17 beziehungsweise den äußeren Stiftteil 18 eines jeden Anschlußstiftes 16 umgeben. Die Isolierhülsenteilpaare 22 und 23 können vorteilhafterweise aus einem geeigneten, ausgewählten Keramikwerkstoff bestehen und die Hülsen des Paares sind in Abstand voneinander in spiegelbildlicher Zuordnung eingestellt, so daß die Proximalenden derselben voneinander beabstandet sind in dicht eingebetteter Zuordnung auf gegenüberliegenden Seiten der koaleszenten Glasdichtung 21. Die Distalenden eines jeden Paares von inneren und äußeren Hülsen sind geformt, damit beide eine Grubenvertiefung 24 bilden, die einen Teil der Umfangsfläche des inneren beziehungsweise äußeren Stiftteiles 17 und 18 umgibt. Auf diese Weise ist der innere und der äußere Stiftteil mit einer ausgedehnten, Zusatzoberfläche versehen zur Herabsetzung einer möglichen Lichtbogenbildung des inneren und des äußeren Stiftteiles, damit die im Stand der Technik bekannten Überzüge die Außenflächen der becherförmigen Körper vermieden und die Gefahr einer "Wölbung" minimiert werden kann. Es ist auch darauf hinzuweisen, daß ein Hauptteil eines jeden schmelzsicherungsartigen Abschnittes 16 ausgeführt werden kann, um in eine Grubenvertiefung 24 zu fallen, damit auf diese Weise die Gesamtlänge des Stiftes verringert werden kann.
• Die Fig. 2 der Zeichnungen zeigt ein abgeändertes Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei für jede Öffnung 13 eine einteilige Hülsenausführung 26 aus zwei spiegelbildlichen inneren und äußeren Hülsenteilen 27 und 28 vorgesehen ist. Jedes Hülsenpaar 27 und 28 ist ähnlich in der Form und Abmessung zu dem vorherbeschriebenen Hülsenpaar 22 und 23, und jede Hülse eines Paares hat eine Grubenvertiefung ähnlich wie die Grubenvertiefung 24. Jedoch, anstatt daß die Proximalenden eines Paares voneinander beabstandet und eingebettet sind in gegenüberliegenden Seiten einer Glasdichtung 21, wie das vorher beschriebene innere und äußere Hülsenpaar 23 und 24, sind die Proximalenden eines jeden Hülsenpaares 27 und 28 der Hülsenausführung 26 an gegenüberliegenden Enden einteilig miteinander verbunden über einen rohrförmigen, eingeschnürten Teil 31 zur Bildung einer einteiligen Hülsenform, durch den sich der Anschlußstift 32, in ähnlicher Weise wie der Anschlußstift 16, erstreckt. Der innere Umfang des Stiftes 32 ist gegenüber dem inneren Umfang des rohrförmigen, eingeschnürten Teiles 31 durch die ringförmige Glasdichtung 33 abgedichtet und der äußere Umfang des rohrförmigen, eingeschnürten Teiles 31 ist gegenüber der ringförmigen Dichtungslippe 14, welche die Öffnung 13 begrenzt, durch die äußere, geteilte, ringförmige Glasdichtung 34 abgedichtet. Dementsprechend hat die abgeänderte, einteilige, strukturelle Hülsenausführung 26, gemäß Fig. 2, einen inneren und einen äußeren Isolierhülsenteil zum isolierenden Umgeben, zum Schützen und zum Erzeugen einer ausgedehnten Zusatzoberfläche sowohl für den inneren als auch für den äußeren Stiftteil in einer ähnlichen Weise, wie vorher für die voneinander beabstandeten Isolierhülsen 22 und 23, gemäß den Fig. 1, 3 und 4, beschrieben worden ist.
• Es ist zu verstehen, daß die vorliegende Erfindung, wie beansprucht, nicht eingeschränkt ist auf den erläuterten, besonderen becherförmigen Körper, sondern daß die Merkmale der vorliegenden Erfindung, wie beansprucht, auch in anderen hermetischen Anschlußbaugruppen benutzt werden können, wo sich wenigstens ein Anschlußstift durch eine Öffnung in einer eine Kammer einschließenden Gehäusewand erstreckt und hermetisch darin abgedichtet ist, um einen inneren und einen äußeren Stiftteil für elektrische Stromanschlüsse bereit zu stellen.

Claims (9)

1. Hermetische Anschlußbaugruppenstruktur zur Abdichtung längs dem Umfang einer Öffnung (3) in einer eine Kammer einschließenden Gehäusewand (4) mit:

einem Anschlußstift, der sich durch die Öffnung in der Gehäusewand erstreckt, um einen inneren und einen äußeren Stiftteil (17, 18) aufzuweisen, welche sich innerhalb beziehungsweise außerhalb der Gehäusewand befinden, wobei die Gehäusewand einen ungleichförmigen eingedrückten Wandteil (7) aufweist, der den Anschlußstift umgibt, und dessen beabstandete Eindrücke (12) dazu dienen den Wandteil zu verstärken und einer Wölbung desselben zu widerstehen;

einer Abdichtungsbaugruppe mit einer schmelzbaren, koaleszenten Bindedichtung (21), welche mit dem Anschlußstift zusammenwirkt, und sich zwischen dem Umfang des Anschlußstiftes zwischen dem inneren und dem äußeren Stiftteil und dem Umfang der Öffnung in der Gehäusewand erstreckt zum hermetischen Abdichten des inneren Teiles des Anschlußstiftes innerhalb der Gehäusewand und des äußeren Teiles des Anschlußstiftes außerhalb der Gehäusewand; und

zwei Isolierhülsenteilen (22, 23), welche jeweils den inneren und den äußeren Stiftteil des Anschlußstiftes umgeben, wobei wenigstens einer der Hülsenteile geformt ist zum Bilden einer Grubenvertiefung, die einen Teil der Umfangsfläche von einem der Stiftteile umgibt, um eine ausgedehnte Zusatzoberfläche mit dem einen Stiftteil zu bilden, um eine mögliche Lichtbogenbildung durch den einen Stiftteil herabzusetzen, wobei die zwei Hülsenteile abdichtend zusammenwirken mit der koaleszenten Bindedichtung der Abdichtungsbaugruppe.

2. Hermetische Anschlußbaugruppenstruktur nach Anspruch 1, wobei der eine Hülsenteil aus keramischem Werkstoff besteht und das distale Ende desselben geformt ist zum Bilden der Grubenvertiefung, um die ausgedehnte Zusatzoberfläche vorzusehen.

3. Hermetische Anschlußbaugruppenstruktur nach Anspruch 1, wobei die zwei Hülsenteile eine im wesentlichen identische Form aufweisen und in bezug auf die Abdichtungsbaugruppe in gegenüberliegender, spiegelbildlicher Zuordnung angeordnet sind.

4. Hermetische Anschlußbaugruppenstruktur nach Anspruch 1, wobei die Abdichtungsbaugruppe einen becherförmigen Körper (6) aufweist, mit einer Bodenwand (7), die eine innere und eine äußere Seite sowie einen Rand (11) aufweist, der sich von der inneren Seite der Bodenwand erstreckt, und dessen äußerer Umfang gegenüber dem Umfang der Gehäusewandöffnung abgedichtet ist, wobei die Bodenwand mit einer Öffnung versehen ist, durch welche der Anschlußstift sich erstreckt.

5. Hermetische Anschlußbaugruppenstruktur nach Anspruch 1, wobei die zwei Hülsenteile miteinander verbunden sind durch einen dazwischen liegenden eingeschnürten Teil zum Bilden einer einteiligen Hülsenstruktur, durch welche der Anschlußstift sich erstreckt unter Abdichtung an dem inneren Umfang der Hülsenstruktur, und wobei der äußere Umfang des eingeschnürten Teiles gegenüber dem Umfang der Öffnung in der Gehäusewand abgedichtet ist.

6. Hermetische Anschlußbaugruppenstruktur nach Anspruch 1, wobei der Stiftteil, der von der Grubenvertiefung umgeben ist, einen verkürzten, in Längsrichtung verlaufenden, schmelzsicherungsartigen Bereich (19) aufweist, um eine allgemeine Herabsetzung der Länge des Stiftteiles zu erlauben, ausreichend zur Aufnahme eines elektrischen Anschlußes.

7. Hermetische Anschlußbaugruppenstruktur nach Anspruch 4, wobei die beabstandeten Eindrücke in dem ungleichförmig eingedrückten Wandteil, der den Anschlußstift umgibt in der Bodenwand des becherförmigen Körpers vorgesehen ist, und die Eindrücke zum Verstärken der Bodenwand dienen, und einer Wölbung derselben entgegenwirken.

8. Hermetische Anschlußbaugruppenstruktur nach Anspruch 1, wobei die zwei Hülsenteile in Abstand voneinander in gegenüberliegender Zuordnung angeordnet sind, und mit ihren benachbarten, gegenüberliegenden, inneren Endflächen in der koaleszenten Bindedichtung abgedichtet eingegossen sind.

9. Hermetische Anschlußbaugruppenstruktur nach Anspruch 8, wobei die koaleszente Bindedichtung eine Glasdichtung ist.