DE9205493U1

DE9205493U1 - Vacuum interrupter with elastic flange

Info

Publication number: DE9205493U1
Application number: DE9205493U
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1992-04-16
Filing date: 1992-04-16
Publication date: 1993-08-19
Anticipated expiration: 2002-04-17

Description

GR 92 G 4 O 4GR 92 G 4 O 4

Siemens AktiengesellschaftSiemens AG

Vakuumschaltröhre mit elastischem Flansch 5Vacuum interrupter with elastic flange 5

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Vakuumschaltröhren und ist bei der konstruktiven Ausgestaltung des Gehäuses im Bereich des Überganges vom feststehenden Kontakt auf den Keramikisolator anzuwenden.The invention is in the field of vacuum interrupters and is to be applied to the structural design of the housing in the area of the transition from the fixed contact to the ceramic insulator.

Vakuumschaltröhren bestehen im wesentlichen aus einem vakuumdichten Gehäuse und zwei in diesem Gehäuse koaxial zueinander angeordneten Kontakten, von denen der eine fest mit dem Gehäuse verbunden und der andere beweglich in dem Gehäuse angeordnet ist. Beide Kontakte sind mit Kontaktbolzen versehen, die durch das Gehäuse nach außen geführt sind. Das Gehäuse der Vakuumschaltröhre besteht wenigstens teilweise aus einem zylindrischen Isolierkörper, der über geeignete Zwischenstücke mit den beiden Kontaktbolzen vakuumdicht verbunden ist. Hierzu ist es bekannt, am übergang vom Keramikisolator auf den feststehenden Kontaktbolzen einen elastischen Flansch zu verwenden, der aus zwei miteinander verschweißten ringförmigen Teilen aus einer Eisen-Nickel-Kobaltlegierung besteht. Das innere ringförmige Teil hat dabei ein L-förmiges Querschnittsprofil mit nach innen ragendem Fußteil, welches auf einer Schulter des feststehend angeordneten Kontaktbolzens aufliegt und dort stoffschlüssig verbunden ist. Das äußere ringförmige Teil ist nach Art einer Treppenstufe gestaltet mit zwei vertikalen und einem dazwischen verlaufenden horizontalen Abschnitt. Der innere vertikale Abschnitt ist mit dem vertikalen Abschnitt des inneren ringförmigen Teiles verbunden, während der äußere vertikale Abschnitt am Außenumfang des Keramikisolators mit diesem verlötet istVacuum interrupters essentially consist of a vacuum-tight housing and two contacts arranged coaxially to one another in this housing, one of which is firmly connected to the housing and the other is arranged so that it can move in the housing. Both contacts are provided with contact bolts that lead out through the housing. The housing of the vacuum interrupter consists at least partially of a cylindrical insulating body that is connected to the two contact bolts in a vacuum-tight manner via suitable intermediate pieces. For this purpose, it is known to use an elastic flange at the transition from the ceramic insulator to the fixed contact bolt, which consists of two ring-shaped parts made of an iron-nickel-cobalt alloy that are welded together. The inner ring-shaped part has an L-shaped cross-sectional profile with an inwardly projecting foot part, which rests on a shoulder of the fixed contact bolt and is connected there in a materially bonded manner. The outer ring-shaped part is designed like a step with two vertical sections and one horizontal section running between them. The inner vertical section is connected to the vertical section of the inner annular part, while the outer vertical section is soldered to the outer circumference of the ceramic insulator

01 0101 01

Zm/Ro / 15.04.1992Zm/Ro / 15.04.1992

9 2 6 4 09 2 6 4 0

(GB-PS 1 026 054, Figur 1). Bei dieser bekannten Flanschverbindung sind thermische Spannungen in dem elastischen Flansch aufgrund unterschiedlicher Wärmeausdehnungskoeffizienten des aus Kupfer bestehenden Kontaktbolzens und des aus einer Eisen-Nickel-Kobaltlegierung bestehenden elastischen Flansches dadurch vermieden, daS das innere ringförmige Teil des elastischen Flansches in einem besonderen Arbeitsgang mit dem Kontaktbolzen in einer Schutzgasatmosphäre verschweißt ist.(GB-PS 1 026 054, Figure 1). In this known flange connection, thermal stresses in the elastic flange due to different thermal expansion coefficients of the contact bolt made of copper and the elastic flange made of an iron-nickel-cobalt alloy are avoided by the inner ring-shaped part of the elastic flange being welded to the contact bolt in a special operation in a protective gas atmosphere.

Ausgehend von einer Vakuumschaltröhre mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1 liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Formgebung des elastischen Flansches so auszugestalten, daß er sowohl mit dem Kontaktbolzen als auch mit dem Keramikisolator im gleichen Arbeitsgang verlötet werden kann und daß die daraus resultierenden thermischen Spannungen die Lebensdauer des elastischen Flansches nicht verringern.Starting from a vacuum interrupter with the features of the preamble of claim 1, the invention is based on the task of designing the shape of the elastic flange in such a way that it can be soldered to both the contact bolt and the ceramic insulator in the same operation and that the resulting thermal stresses do not reduce the service life of the elastic flange.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß das äußere ringförmige Teil des elastischen Flansches ein L-förmiges Querschnittsprofil aufweist und mit seinem nach außen weisenden Fußteil auf die Stirnseite des Keramikisolators aufgelötet ist und daß das innere ringförmige Teil des elastischen Flansches ein Querschnittsprofil aufweist, das aus zwei mit radialem Abstand angeordneten vertikalen Abschnitten und einem diese beiden vertikalen Abschnitte verbindenden V-artigen Abschnitt besteht; dabei ist die Spitze des V-Profils gerundet und der äußere Schenkel des V-Profils schließt mit der horizontalen einen Winkel von etwa 15 bis 20 " und der innere Schenkel mit der horizontalen einen Winkel von etwa 55 bis 60 * ein. Weiterhin ist vorgesehen, daß der innere vertikale Abschnitt mit dem inneren Schenkel einen stumpfenTo achieve this object, the invention provides that the outer ring-shaped part of the elastic flange has an L-shaped cross-sectional profile and is soldered to the front side of the ceramic insulator with its outward-facing foot part and that the inner ring-shaped part of the elastic flange has a cross-sectional profile which consists of two vertical sections arranged at a radial distance and a V-shaped section connecting these two vertical sections; the tip of the V-profile is rounded and the outer leg of the V-profile forms an angle of approximately 15 to 20 " with the horizontal and the inner leg forms an angle of approximately 55 to 60 * with the horizontal. It is also provided that the inner vertical section forms a blunt angle with the inner leg.

01 0201 02

92G404092G4040

Winkel einschließt und daß der äußere vertikale Abschnitt mit dem äußeren Schenkel einen spitzen Winkel einschließt, wobei der Übergang gerundet ist.angle and that the outer vertical section forms an acute angle with the outer leg, where the transition is rounded.

Bei einer derartigen Ausgestaltung des elastischen Flansches, wobei die beiden Flanschteile aus dem gleichen Material bestehen, werden die bei der Herstellung der Schaltröhre aufgrund thermischer Belastung auftretenden Spannungen und die beim Betrieb der Vakuumschaltröhre sich ergebenden dynamischen Spannungen an unterschiedlichen Stellen des elastischen Flansches wirksam, d.h. die Spannungen aufgrund thermischer Last und die Spannungen aufgrund dynamischer Last sind entkoppelt. Die dynamischen Spannungen werden dabei im Bereich der abgerundeten Spitze des V-Profils wirksam und aufgefangen, während die thermischen Spannungen im Bereich des Übergangs des inneren Schenkels des inneren ringförmigen Teiles auf den vertikalen, mit dem Kontaktbolzen verlöteten Abschnitt wirksam und abgefangen werden.With such a design of the elastic flange, where the two flange parts are made of the same material, the stresses that occur during the manufacture of the interrupter tube due to thermal load and the dynamic stresses that arise during operation of the vacuum interrupter tube are effective at different points on the elastic flange, i.e. the stresses due to thermal load and the stresses due to dynamic load are decoupled. The dynamic stresses are effective and absorbed in the area of the rounded tip of the V-profile, while the thermal stresses are effective and absorbed in the area of the transition of the inner leg of the inner ring-shaped part to the vertical section soldered to the contact bolt.

Ein Ausführungsbeispiel einer Vakuumschaltröhre mit dem neuartig gestalteten elastischen Flansch ist in den Figuren 1 und 2 dargestellt. Dabei zeigt
Figur 1 den Ubergangsbereich zwischen dem feststehenden Kontaktbolzen und dem Keramikisolator einerAn embodiment of a vacuum interrupter with the newly designed elastic flange is shown in Figures 1 and 2.
Figure 1 shows the transition area between the fixed contact pin and the ceramic insulator of a

Vakuumschaltröhre und
Figur 2 den elastischen Flansch in vergrößerter Darstellung.Vacuum interrupter and
Figure 2 shows the elastic flange in an enlarged view.

In Anlehnung an Figur 1 der britischen Patentschrift 1 026 054 zeigt Figur 1 den Kontaktbolzen 1 des feststehenden Kontaktes einer Vakuumschaltröhre in seiner räumlichen und mechanischen Zuordnung zum Keramikisolators 2 des Gehäuses. Der vakuumdichte Übergang von dem Kontaktbolzen 1 auf den Keramikisolator 2 wird durch den elastischenBased on Figure 1 of the British patent specification 1 026 054, Figure 1 shows the contact pin 1 of the fixed contact of a vacuum interrupter in its spatial and mechanical relationship to the ceramic insulator 2 of the housing. The vacuum-tight transition from the contact pin 1 to the ceramic insulator 2 is achieved by the elastic

35
01 0335
01 03

9 2 G 4 O 49 2 G 4 O 4

Flansch 3 gewährleistet, der sowohl mit dem Kontaktbolzen 1 als auch mit dem Keramikisolator 2 verlötet ist. Hierzu liegt der elastische Flansch 3 einerseits auf einer nicht näher bezeichneten umlaufenden Schulter des Kontaktbolzens 1 auf und ist andererseits auf die eine Stirnseite des Keramikisolators 2 aufgesetzt.Flange 3 is ensured, which is soldered to both the contact bolt 1 and the ceramic insulator 2. For this purpose, the elastic flange 3 rests on the one hand on an unspecified circumferential shoulder of the contact bolt 1 and on the other hand is placed on one end face of the ceramic insulator 2.

Gemäß Figur 2 besteht der elastische Flansch aus zwei ringförmigen Teilen 31 und 34, von denen das äußere ringförmige Teil 31 ein L-förmiges Querschnittsprofil mit nach außen weisendem Fuß 32 aufweist. Am oberen Ende des vertikalen Abschnittes 33 des L-Profils ist das innere ringförmige Teil 34 angeschweißt, der aus zwei mit radialem Abstand angeordneten vertikalen Abschnitten 37 und 38 besteht, die über einen V-artigen Abschnitt miteinander verbunden sind. Der V-artige Abschnitt weist den äußeren Schenkel 35 und den inneren Schenkel 36 auf und ist im Bereich der Spitze gerundet. Der V-artige Abschnitt ist asymmetrisch gestaltet, wobei der äußere Schenkel 35 mit der horizontalen einen Winkel alpha 1 von etwa 15 bis 20 * und der innere Schenkel 36 mit der horizontalen einen Winkel alpha 2 von etwa 55 bis 60 * einschließt. Weiterhin schließt der innere vertikale Abschnitt 38 so an den inneren Schenkel 36 an, daß sie miteinander einen stumpfen Winkel beta 2 einschließen, während der äußere vertikale Abschnitt 37 so an den äußeren Schenkel 35 anschließt, daß sie miteinander einen spitzen Winkel beta I einschließen, wobei der Übergang vom äußeren Schenkel 35 zum äußeren vertikalen Abschnitt 37 gerundet ist. Die Höhe der beiden Schenkel 35 und 36 (gemessen in Richtung des vertikalen Abschnittes 33 des L-Profils) kann unterschiedlich sein, und zwar in Abhängigkeit von der Breite des elastischen Flansches und damit in Abhängigkeit von der Länge des äußeren Schenkels 35.According to Figure 2, the elastic flange consists of two ring-shaped parts 31 and 34, of which the outer ring-shaped part 31 has an L-shaped cross-sectional profile with an outward-facing foot 32. The inner ring-shaped part 34 is welded to the upper end of the vertical section 33 of the L-profile, which consists of two vertical sections 37 and 38 arranged at a radial distance and connected to one another via a V-shaped section. The V-shaped section has the outer leg 35 and the inner leg 36 and is rounded in the area of the tip. The V-shaped section is designed asymmetrically, with the outer leg 35 forming an angle alpha 1 of approximately 15 to 20 * with the horizontal and the inner leg 36 forming an angle alpha 2 of approximately 55 to 60 * with the horizontal. Furthermore, the inner vertical section 38 is connected to the inner leg 36 in such a way that they form an obtuse angle beta 2 with one another, while the outer vertical section 37 is connected to the outer leg 35 in such a way that they form an acute angle beta I with one another, the transition from the outer leg 35 to the outer vertical section 37 being rounded. The height of the two legs 35 and 36 (measured in the direction of the vertical section 33 of the L-profile) can be different, depending on the width of the elastic flange and thus on the length of the outer leg 35.

01 0401 04

Claims

5 GR 92G4040 Protection claims

1. Vacuum interrupter with a housing and two contacts arranged coaxially to one another in the housing, one of which is fixedly connected to the housing and the other is movably arranged in the housing, the contact bolt of the fixed contact being connected to one end of a hollow cylindrical ceramic insulator of the housing via an elastic flange and this elastic flange consisting of two annular parts made of an iron-nickel-cobalt alloy that are welded together,

characterized in that the outer annular part (31) of the elastic flange (3) has an L-shaped cross-sectional profile and is soldered with its outwardly facing foot part (32) onto an end face of the ceramic insulator (2) and that the inner annular part (3A) of the elastic flange (3) has a cross-sectional profile which consists of two vertical sections arranged at a radial distance and a V-like section connecting these two vertical sections (37, 38), the tip of the V-profile being rounded and the outer leg (35) of the V-profile enclosing an angle of approximately 15 to 20 ^β with the horizontal and the inner leg (36) enclosing an angle of approximately 55 to 60 ^β with the horizontal.

and the inner vertical section (38) forms an obtuse angle with the inner leg and the outer vertical section (37) forms an acute angle with the outer leg (35), the transition being rounded.

2. Vacuum interrupter according to claim 1, characterized

35
02 01

92640409264040

characterized in that the height of the two legs (35,36) of the V-shaped section is different.

35 203 02