EP0294313A1 - Vacuum switch with a wrapping and manufacturing process thereof - Google Patents

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EP0294313A1
EP0294313A1 EP88730108A EP88730108A EP0294313A1 EP 0294313 A1 EP0294313 A1 EP 0294313A1 EP 88730108 A EP88730108 A EP 88730108A EP 88730108 A EP88730108 A EP 88730108A EP 0294313 A1 EP0294313 A1 EP 0294313A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
vacuum interrupter
vacuum
foam
mold
integral
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP88730108A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Hans-Günther Christopher
Helmut Lindner
Norbert Steinemer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/60—Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/66—Vacuum switches
    • H01H33/662—Housings or protective screens
    • H01H33/66207—Specific housing details, e.g. sealing, soldering or brazing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/60—Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/66—Vacuum switches
    • H01H33/662—Housings or protective screens
    • H01H33/66207—Specific housing details, e.g. sealing, soldering or brazing
    • H01H2033/6623—Details relating to the encasing or the outside layers of the vacuum switch housings

Definitions

  • the invention relates to a vacuum interrupter with a coating made of hardenable plastic that is resistant to internal pressure.
  • Vacuum interrupters encapsulated in this way are required if vacuum interrupters are to be used in firedamp or explosive environments. Vacuum interrupters are characterized in that no ignitable switching gases are emitted during undisturbed operation or other phenomena that pose a hazard occur.
  • the safety requirements such as exist in underground mining or in petrochemical plants, require that such phenomena do not occur even in the event of a fault, e.g. B. in the event of a leak or severe overload. It must therefore be prevented, for example, that the ignition temperature of explosive gases is reached when a vacuum switch fails on the surface of the switching tubes.
  • the known envelopes for vacuum interrupters have the property that, with a service life to be demanded in the event of a fault of several hundred milliseconds, dimensions are quite large and such interrupters are difficult to use in existing switching devices.
  • the invention has for its object to significantly increase the effectiveness of the encapsulation or casing with ease of manufacture.
  • the envelope of the vacuum interrupter consists of a hard integral polyurethane foam.
  • An encapsulation of this type is mechanically strong, heat-insulating and electrically high quality.
  • Integral foams are described, for example, in the publication 'Baydur' from Bayer AG, order no. PU53045, edition 4.76. They are characterized by an inner and an outer closed edge layer, between which there is porous foamed material.
  • porous core Because of the porous core, even large molded parts have a relatively low weight. They are therefore used, for example, for housings for technical devices, sanitary items, furniture, windows, doors, etc.
  • the edge zone only has the task of forming a closed surface for the practical use of the objects, which can be easily cleaned or painted.
  • a desired structure e.g. B. incorporated a grain or grain for imaging in the edge zone in the surface of the mold.
  • the invention provides for the creation of a pronounced edge zone in which the plastic used is cured in a relatively thick layer without pores. This layer enables a high burst pressure of such a casing.
  • Due to the low thermal conductivity of the integral foam on the surface of the casing the ignition temperature of explosive gases is not reached even if the housing of the vacuum interrupter should melt locally. Furthermore, good electrical dielectric strength is guaranteed.
  • an integral foam encapsulation can be produced in series production in a time-saving manner. By eliminating the prefabrication of insert parts, the costs are also lower.
  • a suitable temperature distribution can ensure that boundary layers are deposited with a more or less large thickness. This also influences the thermal insulation and the mechanical strength of the encapsulation in a desired way. This possibility can be used in the sense of a smaller wall thickness of the encapsulation, if care is taken to ensure that, in the event of a fault, regions of the vacuum interrupter which are subject to greater heat stress are provided with an additional metal jacket and the covering is applied to this jacket.
  • a middle switching chamber of a vacuum interrupter formed by a metal cylinder can be provided with a sleeve made of sheet copper, as described in DE-U-85 08 473.
  • the front flanges of a vacuum interrupter can also be exposed to increased stress in the event of a fault. It is therefore advisable to reinforce these areas with cuffs or metal caps.
  • the envelope of the vacuum interrupter consisting of integral foam can also be formed as an intermediate layer between the vacuum interrupter and an outer jacket made of insulating material.
  • the covering made of integral foam is able to absorb part of the mechanical stress that occurs in the event of a fault.
  • the outer jacket can have a relatively small wall thickness, since it essentially only has the function of a lost shape for the integral foam .
  • Both a permanent form made of metal and a so-called lost form in the form of an insulating tube can be used as the form.
  • compact layers of the resin are deposited in a desired thickness.
  • the good flow and filling behavior of the polyurethane foam allows not only individual vacuum interrupters, but several, in particular the vacuum interrupters belonging to a multi-pole switching device, to be encased in a common form with the foam.
  • Such a tube block is advantageous for the assembly of the switchgear and offers particularly good protection.
  • FIG. 1 shows in longitudinal section a form for the encasing of a vacuum interrupter with an integral polyurethane foam.
  • FIG. 2 shows a head piece of the shape shown in FIG. 1 in a position rotated by 90 °.
  • Figure 3 shows a detail of the envelope of a vacuum interrupter.
  • FIG. 4 shows additional parts made of metal in connection with a vacuum interrupter, which has a central interrupter made of metal.
  • FIG. 5 shows a vacuum interrupter with an essentially cylindrical housing shape with a covering made of integral foam and an outer jacket tube.
  • FIG. 6 A block of integral foam containing three vacuum interrupters is shown schematically in FIG. 6 in a perspective view.
  • the form 1 shown in FIG. 1 is of three parts and accordingly consists of a base part 2, a casing 3 and a head piece 4.
  • the essentially cylindrical casing 3 carries a bolt 5 near its lower opening and its upper opening on opposite sides, to be able to connect the base part 2 and the head piece 4 to the jacket 3 in a bayonet-like manner.
  • the head piece 4 is shown in section in FIG. 2 in a position rotated by 90 ° with respect to FIG.
  • two angled grooves 6 are provided, of which the one groove, which is not visible per se, is shown in broken lines.
  • 4 threaded holes 10 are provided on the circumference of the head piece, which are provided for screwing in the handles 11 shown in FIG. From Figure 1 is still ent take that a groove 12 is incorporated in each of the end faces of the jacket 3, in which a sealing ring 13 is inserted.
  • Form 1 is particularly suitable for vacuum interrupters with an essentially continuous cylindrical circumferential surface, as can be seen, for example, from FIG. 5 or DE-A-35 07 949.
  • the form 1 shown is intended for the fact that when the head piece 4 is removed, the switching tube to be treated is first introduced and then a suitably dimensioned amount of the polyurethane resin mixture is introduced. Then the head piece 4 is put on and locked by means of the pins 5 and the bayonet grooves 6. The foaming is delayed compared to these manipulations. After the resin mixture has hardened, the mold 1 is opened by removing the head piece 4 and the base part 2, whereupon the vacuum interrupter provided with the covering can be removed from the jacket 3.
  • the described Form 1 and the work steps are particularly suitable for small quantities of vacuum interrupters to be encased
  • the requirements for series production can be created by simple modifications.
  • an opening and a connecting piece for a pipeline can be provided for this at a suitable location in the form 1, so that the resin mixture can be supplied from a processing plant under pressure.
  • the form 1 described can also be designed in such a way that vacuum interrupters with a housing design, for example according to FIG. 4 or DE-A-33 25 468, can be encased.
  • the feature of this tube design is a central switching chamber made of metal, to which ceramic insulating bodies with a smaller diameter are connected on both sides. To accommodate such switching tubes, the jacket of the mold can be divided into two graduated sections.
  • FIG. 3 shows a detail of a section of the wall 14 of a vacuum interrupter encased with integral foam, in order to clarify the nature of the envelope 15.
  • the polyurethane resin is deposited on the surface of the wall 14 and on the wall of the mold in the form of pore-free layers 16, while there is a porous region 17 therebetween with a gradual transition.
  • the casing therefore has both good mechanical strength and good thermal insulation.
  • FIG. 4 shows the arrangement of metal caps or sleeves using the example of a switching tube 20.
  • the closing metal parts 21 and 22 located at the ends of the switching tube 20 are each protected by a cap 23 and 24, respectively, while the middle switching chamber 25 is protected by two symmetrical caps 26 which complement one another to form a sleeve. Smaller sections can also be put together to form a sleeve.
  • a suitable binder for example an epoxy resin adhesive.
  • FIG. 5 shows a simplified representation of a vacuum interrupter 30 with an envelope of this type.
  • the vacuum interrupter 30 which can also be provided with metal parts 31 and 32 at the ends in the manner described, and a tube section 33 are positioned centrally with respect to one another.
  • One upper and one each lower insulating cover 34 limits the space used to hold the integral foam.
  • the resin mixture preferably taken from a processing plant, is introduced into this intermediate space between the pipe section 33 and the vacuum interrupter 30 and cured as a covering 35.
  • the result is a hard layer of integral foam which, like the use of mold 1 in FIG. 1, thus has pronounced edge zones. However, there is no subsequent demolding.
  • the vacuum interrupters belonging to a multi-pole switching device can be encased together with integral foam.
  • a tube block 40 with switching tubes 41 is shown schematically in FIG. 6.
  • Threaded bushings 42 are anchored in the tube block in order to be able to easily establish the connection to a drive assembly.

Landscapes

  • Thermal Insulation (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

For vacuum switches which are intended for use in a fire or explosion hazard environment, it is intended to produce an effective and easily manufactured jacket. A layer of a hard, polyurethane-integral foam is provided as the jacket (35). Regions of the switch (30), which are subjected to an increased thermal stress in the event of a fault, can be protected by metal parts (31, 32) before the application of the layer (35). The layer (35) may be applied in a permanent form, consisting of metal, or in a dielectric material tube (33), as a lost form. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Vakuumschaltröhre mit einer gegen Innendruck beständigen Umhüllung aus härtbarem Kunststoff. In dieser Weise gekapselte Vakuumschaltröhren benötigt man, wenn Vakuumschalter in schlagwetter- oder explosionsgefährdeter Umgebung eingesetzt werden sollen. An sich zeichnen sich Vakuumschaltröhren dadurch aus, daß im ungestörten Betrieb keinerlei zündfähige Schaltgase abgegeben werden oder sonstige, eine Gefährdung darstellende Erscheinungen auftreten. Die Sicherheitsanforderungen, wie sie beispielsweise im Bergbau untertage oder in petrochemischen Anlagen bestehen, erfordern es aber, daß derartige Erscheinungen auch im Störungsfall nicht auftreten, z. B. bei einem Leck oder bei starker Überlastung. Daher muß beispielsweise verhindert werden, daß bei einem Versagen eines Vakuumschalters an der Oberfläche der Schalt­röhren die Zündtemperatur explosiver Gase erreicht wird.The invention relates to a vacuum interrupter with a coating made of hardenable plastic that is resistant to internal pressure. Vacuum interrupters encapsulated in this way are required if vacuum interrupters are to be used in firedamp or explosive environments. Vacuum interrupters are characterized in that no ignitable switching gases are emitted during undisturbed operation or other phenomena that pose a hazard occur. However, the safety requirements, such as exist in underground mining or in petrochemical plants, require that such phenomena do not occur even in the event of a fault, e.g. B. in the event of a leak or severe overload. It must therefore be prevented, for example, that the ignition temperature of explosive gases is reached when a vacuum switch fails on the surface of the switching tubes.

Zur Vermeidung solcher Gefahren ist beispielsweise in der EP-A-0 196 503 eine Kapselung beschrieben, die aus Einlagen aus vorgeformten Elementen und einem die Vakuumschaltröhre und die Einlagen umschließenden Wickelkörper aus kunstharzgetränk­ten Bändern und Fäden besteht. Auf diese Weise gelingt es, auch Vakuumschaltröhren mit einer mehrfach abgestuften Kontur dicht anliegend zu ummanteln.To avoid such dangers, an encapsulation is described, for example, in EP-A-0 196 503, which consists of inserts made of preformed elements and a winding body enclosing the vacuum interrupter and the inserts made of strips and threads impregnated with synthetic resin. In this way, vacuum interrupters with a multi-graded contour can be encased tightly.

Ferner ist es bekannt, Vakuumschaltröhren in ein Druckkapselungs­gehäuse einzubauen, das mit einem nicht fließbaren isolierenden Medium, z. B. einem Isolierschaum, ausgefüllt ist (vgl. DE-U-84 03 264).Furthermore, it is known to install vacuum interrupters in a pressure encapsulation housing, which is sealed with a non-flowable insulating medium, e.g. B. an insulating foam is filled (see. DE-U-84 03 264).

Die bekannten Umhüllungen für Vakuumschaltröhren haben jedoch die Eigenschaft, daß sich bei einer zu fordernden Standzeit im Fehlerfall von mehreren hundert Millisekunden recht große Ab­messungen ergeben und solche Schaltröhren in vorhandenen Schalt­geräten nur schwierig einzusetzen sind. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Wirksamkeit der Kapselung oder Ummantelung bei einfacher Herstellbarkeit wesentlich zu steigern.However, the known envelopes for vacuum interrupters have the property that, with a service life to be demanded in the event of a fault of several hundred milliseconds, dimensions are quite large and such interrupters are difficult to use in existing switching devices. The invention has for its object to significantly increase the effectiveness of the encapsulation or casing with ease of manufacture.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Umhüllung der Vakuumschaltröhre aus einem harten Poly­urethan-Integralschaumstoff besteht. Eine Kapselung dieser Art ist gleichermaßen mechanisch fest, wärmeisolierend und elek­trisch hochwertig. Integralschaumstoffe sind beispielsweise in der Druckschrift 'Baydur' der Firma Bayer AG, Bestell-Nr. PU53045, Ausgabe 4.76 beschrieben. Sie zeichnen sich durch eine innere und eine äußere geschlossene Randschicht aus, zwischen denen sich porös aufgeschäumter Werkstoff befindet.This object is achieved according to the invention in that the envelope of the vacuum interrupter consists of a hard integral polyurethane foam. An encapsulation of this type is mechanically strong, heat-insulating and electrically high quality. Integral foams are described, for example, in the publication 'Baydur' from Bayer AG, order no. PU53045, edition 4.76. They are characterized by an inner and an outer closed edge layer, between which there is porous foamed material.

Aufgrund des porösen Kerns weisen auch große Formteile ein relativ niedriges Gewicht auf. Sie werden daher beispielsweise für Gehäuse technischer Geräte, Sanitärgegenstände, Möbel, Fenster, Türen usw. eingesetzt.Because of the porous core, even large molded parts have a relatively low weight. They are therefore used, for example, for housings for technical devices, sanitary items, furniture, windows, doors, etc.

Bei allen vorgenannten bekannten Anwendungen von Polyurethan-­Integralschaumstoffen liegt im wesentlichen nur eine verhält­nismäßig niedrige mechanische Beanspruchung vor. Dement­sprechend hat die Randzone nur die Aufgabe, eine geschlossene Oberfläche für den praktischen Gebrauch der Gegenstände zu bilden, die auf einfache Weise gereinigt oder lackiert werden kann. Vielfach wird hierzu eine gewünschte Struktur, z. B. eine Narbung oder Maserung zur Abbildung in der Randzone in die Oberfläche der Form eingearbeitet. Demgegenüber sieht die Er­findung die Erzeugung einer ausgeprägten Randzone vor, in welcher der verwendete Kunststoff in einer relativ dicken Schicht porenfrei ausgehärtet ist. Diese Schicht ermöglicht einen hohen Berstdruck einer solchen Ummantelung. Gleichzeitig wird aufgrund der geringen Wärmeleitung des Integralschaum­stoffes an der Oberfläche der Ummantelung die Zündtemperatur explosiver Gase selbst dann nicht erreicht, wenn das Gehäuse der Vakuumschaltröhre örtlich durchschmelzen sollte. Ferner ist eine gute elektrische Spannungsfestigkeit gewährleistet.In all of the aforementioned known applications of integral polyurethane foams, there is essentially only a relatively low mechanical stress. Accordingly, the edge zone only has the task of forming a closed surface for the practical use of the objects, which can be easily cleaned or painted. Often, a desired structure, e.g. B. incorporated a grain or grain for imaging in the edge zone in the surface of the mold. In contrast, the invention provides for the creation of a pronounced edge zone in which the plastic used is cured in a relatively thick layer without pores. This layer enables a high burst pressure of such a casing. At the same time Due to the low thermal conductivity of the integral foam on the surface of the casing, the ignition temperature of explosive gases is not reached even if the housing of the vacuum interrupter should melt locally. Furthermore, good electrical dielectric strength is guaranteed.

Im Vergleich zu den eingangs erwähnten bekannten Ummantelungen läßt sich eine Integralschaumstoff-Kapselung zeitsparend in einer Serienfertigung herstellen. Durch den Wegfall der Vor­fertigung von Einlageteilen sind auch die Kosten geringer.Compared to the known casings mentioned at the beginning, an integral foam encapsulation can be produced in series production in a time-saving manner. By eliminating the prefabrication of insert parts, the costs are also lower.

Bei der Herstellung der Kapselung aus Integralschaumstoff kann durch eine geeignete Temperaturverteilung erreicht werden, daß Randschichten mit einer mehr oder weniger großen Dicke abgeschieden werden. Damit sind auch die Wärmedämmung sowie die mechanische Festigkeit der Kapselung in einem ge­wünschten Sinn zu beeinflussen. Von dieser Möglichkeit kann insbesondere im Sinne einer geringeren Wandstärke der Kapselung Gebrauch gemacht werden, wenn dafür gesorgt wird, daß im Fehler­fall stärker wärmebeanspruchte Bereiche der Vakuumschaltröhre mit einem zusätzlichen Metallmantel versehen sind und die Um­hüllung auf diesen Mantel aufgebracht ist. Beispielsweise kann eine mittlere, durch einen Metallzylinder gebildete Schalt­kammer einer Vakuumschaltröhre mit einer Manschette aus Kupfer­blech versehen werden, wie dies in dem DE-U-85 08 473 be­schrieben ist. Auch die stirnseitigen Flansche einer Vakuum­schaltröhre können im Fehlerfall erhöhten Beanspruchungen ausgesetzt sein. Daher empfiehlt es sich, diese Stellen eben­falls durch Manschetten oder Kappen aus Metall zu verstärken.In the production of the encapsulation from integral foam, a suitable temperature distribution can ensure that boundary layers are deposited with a more or less large thickness. This also influences the thermal insulation and the mechanical strength of the encapsulation in a desired way. This possibility can be used in the sense of a smaller wall thickness of the encapsulation, if care is taken to ensure that, in the event of a fault, regions of the vacuum interrupter which are subject to greater heat stress are provided with an additional metal jacket and the covering is applied to this jacket. For example, a middle switching chamber of a vacuum interrupter formed by a metal cylinder can be provided with a sleeve made of sheet copper, as described in DE-U-85 08 473. The front flanges of a vacuum interrupter can also be exposed to increased stress in the event of a fault. It is therefore advisable to reinforce these areas with cuffs or metal caps.

Die aus Integralschaumstoff bestehende Umhüllung der Vakuum­schaltröhre kann auch als Zwischenschicht zwischen der Vakuum­schaltröhre und einem äußeren Mantel aus Isolierstoff ausge­bildet sein. Dabei vermag die Umhüllung aus Integralschaum­stoff einen Teil der im Fehlerfall auftretenden mechanischen Beanspruchung aufzunehmen. Im Unterschied zu der schon er­ wähnten bekannten Anordnung (DE-U-84 03 264), bei der ein Isolierschaum zwischen einer Schaltröhre und einem Druck­kapselungsgehäuse eingebracht ist, kann der äußere Mantel eine relativ geringe Wandstärke aufweisen, da er im wesentlichen nur die Funktion einer verlorenen Form für den Integralschaum­stoff hat. Es empfiehlt sich in diesem Zusammenhang, als äußeren Mantel einen Abschnitt eines Rohres aus faserver­stärktem Kunststoff zu verwenden.The envelope of the vacuum interrupter consisting of integral foam can also be formed as an intermediate layer between the vacuum interrupter and an outer jacket made of insulating material. The covering made of integral foam is able to absorb part of the mechanical stress that occurs in the event of a fault. In contrast to that he already mentioned known arrangement (DE-U-84 03 264), in which an insulating foam is introduced between a switching tube and a pressure encapsulation housing, the outer jacket can have a relatively small wall thickness, since it essentially only has the function of a lost shape for the integral foam . In this context, it is advisable to use a section of a tube made of fiber-reinforced plastic as the outer jacket.

Ein für die Zwecke der Erfindung geeignetes Herstellungsver­fahren kann vorzugsweise folgende Schritte umfassen:

  • a) die Vakuumschaltröhre wird in eine diesselbe mit einem Abstand umschließende Form eingebracht,
  • b) in die Form wird eine Polyurethan-Harzmischung einge­bracht, und
  • c) die Harzmischung wird unter Bildung eines Integralschaum­stoffes mit ausgeprägten Randzonen zum Aufschäumen und zur Aushärtung gebracht.
A manufacturing method suitable for the purposes of the invention can preferably comprise the following steps:
  • a) the vacuum interrupter is inserted into a mold enclosing it with a distance,
  • b) a polyurethane resin mixture is introduced into the mold, and
  • c) the resin mixture is foamed and cured to form an integral foam with pronounced edge zones.

Als Form kann dabei sowohl eine aus Metall bestehende Dauerform als auch eine sogenannten verlorene Form in Gestalt eines Isolierrohres verwendet werden. In Abhängigkeit von den ge­wählten Temperaturen der Form und der zu umhüllenden Vakuum­schaltröhre werden dabei kompakte Schichten des Harzes in einer gewünschten Dicke abgeschieden.Both a permanent form made of metal and a so-called lost form in the form of an insulating tube can be used as the form. Depending on the selected temperatures of the mold and the vacuum interrupter to be encased, compact layers of the resin are deposited in a desired thickness.

Das gute Fließ- und Füllverhalten des Polyurethanschaumes ge­stattet es, nicht nur einzelne Vakuumschaltröhren, sondern mehrere, insbesondere die zu einem mehrpoligen Schaltgerät gehörenden Vakuumschaltröhren, in einer gemeinsamen Form mit dem Schaumstoff zu ummanteln. Ein derartiger Röhrenblock ist vorteilhaft für die Montage der Schaltgeräte und bietet einen besonders guten Schutz.The good flow and filling behavior of the polyurethane foam allows not only individual vacuum interrupters, but several, in particular the vacuum interrupters belonging to a multi-pole switching device, to be encased in a common form with the foam. Such a tube block is advantageous for the assembly of the switchgear and offers particularly good protection.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to the exemplary embodiments shown in the figures.

Die Figur 1 zeigt im Längsschnitt eine Form für die Umhüllung einer Vakuumschaltröhre mit einem Polyurethan-Integralschaum­stoff.FIG. 1 shows in longitudinal section a form for the encasing of a vacuum interrupter with an integral polyurethane foam.

In der Figur 2 ist ein Kopfstück der in der Figur 1 gezeigten Form in einer um 90° gedrehten Stellung dargestellt.FIG. 2 shows a head piece of the shape shown in FIG. 1 in a position rotated by 90 °.

Die Figur 3 zeigt eine Einzelheit der Umhüllung einer Vakuum­schaltröhre.Figure 3 shows a detail of the envelope of a vacuum interrupter.

In der Figur 4 sind Zusatzteile aus Metall in Verbindung mit einer Vakuumschaltröhre gezeigt, die eine mittlere Schaltkammer aus Metall besitzt.FIG. 4 shows additional parts made of metal in connection with a vacuum interrupter, which has a central interrupter made of metal.

Die Figur 5 zeigt eine Vakuumschaltröhre mit im wesentlichen zylindrischer Gehäuseform mit einer Umhüllung aus Integral­schaumstoff und einem äußeren Mantelrohr.FIG. 5 shows a vacuum interrupter with an essentially cylindrical housing shape with a covering made of integral foam and an outer jacket tube.

In der Figur 6 ist ein drei Vakuumschaltröhren enthaltender Block aus Integralschaumstoff schematisch in perspektivischer Darstellung gezeigt.A block of integral foam containing three vacuum interrupters is shown schematically in FIG. 6 in a perspective view.

Die in der Figur 1 gezeigte Form 1 ist dreiteilig ausgebildet und besteht dementsprechend aus einem Sockelteil 2, einem Mantel 3 und einem Kopfstück 4. Der im wesentlichen zylindrische Mantel 3 trägt nahe seiner unteren Öffnung und seiner oberen Öffnung auf gegenüberliegenden Seiten je einen Bolzen 5, um den Sockelteil 2 und das Kopfstück 4 bajonettartig mit dem Mantel 3 verbinden zu können. Das Kopfstück 4 ist hierzu in der Figur 2 in einer gegenüber der Figur 1 um 90° gedrehten Stellung im Schnitt dargestellt. Am Umfang des Kopfstückes 4 sind zwei abgewinkelte Nuten 6 angebracht, von denen die eine, an sich nicht sichtbare Nut strichpunktiert dargestellt ist. Ferner sind am Umfang des Kopfstückes 4 Gewindelöcher 10 vor­gesehen, die zum Einschrauben in der Figur 1 gezeigter Hand­griffe 11 vorgesehen sind. Aus der Figur 1 ist noch zu ent­ nehmen, daß in jeder der Stirnflächen des Mantels 3 eine Nut 12 eingearbeitet ist, in die ein Dichtungsring 13 eingelegt ist.The form 1 shown in FIG. 1 is of three parts and accordingly consists of a base part 2, a casing 3 and a head piece 4. The essentially cylindrical casing 3 carries a bolt 5 near its lower opening and its upper opening on opposite sides, to be able to connect the base part 2 and the head piece 4 to the jacket 3 in a bayonet-like manner. For this purpose, the head piece 4 is shown in section in FIG. 2 in a position rotated by 90 ° with respect to FIG. On the circumference of the head piece 4, two angled grooves 6 are provided, of which the one groove, which is not visible per se, is shown in broken lines. Furthermore, 4 threaded holes 10 are provided on the circumference of the head piece, which are provided for screwing in the handles 11 shown in FIG. From Figure 1 is still ent take that a groove 12 is incorporated in each of the end faces of the jacket 3, in which a sealing ring 13 is inserted.

Zur Aufbringung einer Umhüllung aus Polyurethan-Schaumstoff wird die hierfür vorgesehene Vakuumschaltröhre in die ge­öffnete Form 1 eingebracht. Die Form 1 ist hierbei insbesondere für Vakuumschaltröhren mit einer im wesentlichen durchgehenden zylindrischen Umfangsfläche geeignet, wie sie etwa der Figur 5 oder der DE-A-35 07 949 zu entnehmen ist. Die gezeigte Form 1 ist dafür vorgesehen, daß bei abgenommenen Kopfstück 4 zunächst die zu behandelnde Schaltröhre und danach eine passend be­messene Menge der Polyurethan-Harzmischung eingebracht wird. Dann wird das Kopfstück 4 aufgesetzt und mittels der Stifte 5 und der Bajonettnuten 6 verriegelt. Das Aufschäumen erfolgt gegenüber diesen Handhabungen verzögert. Nach dem Aushärten der Harzmischung wird die Form 1 durch Abnahme des Kopfstückes 4 und des Sockelteiles 2 geöffnet, worauf sich die mit der Umhüllung versehene Vakuumschaltröhre aus dem Mantel 3 herausnehmen läßt.To apply a covering made of polyurethane foam, the vacuum interrupter provided for this purpose is introduced into the opened mold 1. Form 1 is particularly suitable for vacuum interrupters with an essentially continuous cylindrical circumferential surface, as can be seen, for example, from FIG. 5 or DE-A-35 07 949. The form 1 shown is intended for the fact that when the head piece 4 is removed, the switching tube to be treated is first introduced and then a suitably dimensioned amount of the polyurethane resin mixture is introduced. Then the head piece 4 is put on and locked by means of the pins 5 and the bayonet grooves 6. The foaming is delayed compared to these manipulations. After the resin mixture has hardened, the mold 1 is opened by removing the head piece 4 and the base part 2, whereupon the vacuum interrupter provided with the covering can be removed from the jacket 3.

Während sich die beschriebene Form 1 und die Arbeitsschritte insbesondere für geringe Stückzahlen zu umhüllender Vakuum­schaltröhren eignen, können durch einfache Abwandlungen die Voraussetzungen für eine Serienfertigung geschaffen werden. Insbesondere können hierfür eine Öffnung sowie ein Anschluß­stutzen für eine Rohrleitung an einer geeigneten Stelle der Form 1 vorgesehen sein, so daß die Harzmischung aus einer Aufbereitungsanlage unter Druck zugeführt werden kann. Ferner kann die beschriebene Form 1 auch in der Weise gestaltet sein, daß sich Vakuumschaltröhren mit einer Gehäusebauform etwa gemäß der Figur 4 oder der DE-A-33 25 468 umhüllen lassen. Merkmal dieser Röhrenbauform ist eine mittlere aus Metall bestehende Schaltkammer, an die sich beidseitig keramische Isolierkörper mit einem geringeren Durchmesser anschließen. Zur Aufnahme solcher Schaltröhren kann der Mantel der Form in zwei abgestuft ausgebildete Teilstücke unterteilt sein.While the described Form 1 and the work steps are particularly suitable for small quantities of vacuum interrupters to be encased, the requirements for series production can be created by simple modifications. In particular, an opening and a connecting piece for a pipeline can be provided for this at a suitable location in the form 1, so that the resin mixture can be supplied from a processing plant under pressure. Furthermore, the form 1 described can also be designed in such a way that vacuum interrupters with a housing design, for example according to FIG. 4 or DE-A-33 25 468, can be encased. The feature of this tube design is a central switching chamber made of metal, to which ceramic insulating bodies with a smaller diameter are connected on both sides. To accommodate such switching tubes, the jacket of the mold can be divided into two graduated sections.

Die Figur 3 zeigt als Einzelheit einen Ausschnitt aus der Wandung 14 einer mit Integralschaum umhüllten Vakuumschalt­röhre, um die Beschaffenheit der Umhüllung 15 zu verdeutlichen. Wie man erkennt, wird das Polyurethanharz an der Oberfläche der Wandung 14 und an der Wandung der Form in Gestalt porenfreier Schichten 16 abgeschieden, während sich dazwischen mit all­mählichem Übergang ein poröser Bereich 17 befindet. Die Um­hüllung weist daher sowohl eine gute mechanische Festigkeit als auch eine gute Wärmeisolation auf.FIG. 3 shows a detail of a section of the wall 14 of a vacuum interrupter encased with integral foam, in order to clarify the nature of the envelope 15. As can be seen, the polyurethane resin is deposited on the surface of the wall 14 and on the wall of the mold in the form of pore-free layers 16, while there is a porous region 17 therebetween with a gradual transition. The casing therefore has both good mechanical strength and good thermal insulation.

Wie bereits erwähnt, ist es zur Vergrößerung der Standzeit der Umhüllung im Fehlerfall vorteilhaft, besonders gefährdete Bereich des Gehäuses einer Vakuumschaltröhre durch zusätzliche Metallteile zu verstärken. Die Figur 4 zeigt hierzu am Beispiel einer Schaltröhre 20 die Anordnung von Metallkappen bzw. Man­schetten. Insbesondere sind die an den Enden der Schaltröhre 20 befindlichen abschließenden Metallteile 21 und 22 durch je eine Kappe 23 bzw. 24 geschützt, während die mittlere Schaltkammer 25 durch zwei symmetrische Kappen 26 geschützt ist, die sich zu einer Manschette ergänzen. Es können auch kleinere Teilstücke zur Form einer Manschette zusammengesetzt sein. Diese Teile werden an der Schaltröhre 20 zweckmäßig vor dem Einbringen in die Form mit Hilfe eines geeigneten Bindemittels, beispiels­weise eines Epoxidharzklebers, befestigt.As already mentioned, in order to increase the service life of the sheathing in the event of a fault, it is advantageous to reinforce particularly vulnerable areas of the housing of a vacuum interrupter by additional metal parts. FIG. 4 shows the arrangement of metal caps or sleeves using the example of a switching tube 20. In particular, the closing metal parts 21 and 22 located at the ends of the switching tube 20 are each protected by a cap 23 and 24, respectively, while the middle switching chamber 25 is protected by two symmetrical caps 26 which complement one another to form a sleeve. Smaller sections can also be put together to form a sleeve. These parts are expediently fastened to the switching tube 20 before being introduced into the mold with the aid of a suitable binder, for example an epoxy resin adhesive.

Anstelle einer aus Metall bestehenden Dauerform kann auch ein Abschnitt eines Isolierrohres als verlorene Form verwendet werden. Es genügt beispielsweise ein relativ dünnwandiges faserverstärktes Kunststoffrohr, da dieses Rohr nicht die Eigenschaften einer vollständigen Druckkapselung zu besitzen braucht. Die Figur 5 zeigt in vereinfachter Darstellung eine Vakuumschaltröhre 30 mit einer Umhüllung dieser Art. Zur Herstellung werden die Vakuumschaltröhre 30, die gleichfalls in der beschriebenen Weise an den Enden mit Metallteilen 31 und 32 versehen sein kann, und ein Rohrabschnitt 33 zentrisch zueinander positioniert. Je ein oberer und ein unterer isolierender Abschlußdeckel 34 begrenzt den zur Aufnahme des Integralschaumes dienenden Raum. Dann wird die vorzugsweise einer Aufbereitungsanlage entnommene Harzmischung in diesen Zwischenraum zwischen dem Rohrabschnitt 33 und der Vakuumschaltröhre 30 eingebracht und als Umhüllung 35 ausge­härtet. Es entsteht dabei eine harte Schicht aus Integral­schaum, die somit ebenso wie bei der Verwendung der Form 1 in Figur 1 ausgeprägte Randzonen aufweist. Eine anschließende Entformung entfällt jedoch.Instead of a permanent form made of metal, a section of an insulating tube can also be used as a lost form. For example, a relatively thin-walled fiber-reinforced plastic tube is sufficient, since this tube does not need to have the properties of a complete pressure encapsulation. FIG. 5 shows a simplified representation of a vacuum interrupter 30 with an envelope of this type. For the manufacture, the vacuum interrupter 30, which can also be provided with metal parts 31 and 32 at the ends in the manner described, and a tube section 33 are positioned centrally with respect to one another. One upper and one each lower insulating cover 34 limits the space used to hold the integral foam. Then the resin mixture, preferably taken from a processing plant, is introduced into this intermediate space between the pipe section 33 and the vacuum interrupter 30 and cured as a covering 35. The result is a hard layer of integral foam which, like the use of mold 1 in FIG. 1, thus has pronounced edge zones. However, there is no subsequent demolding.

Bei hohen Anforderungen an den Schutz der Vakuumschaltröhren und zur einfacheren Montage können die zu einem mehrpoligen Schaltgerät gehörenden Vakuumschaltröhren gemeinsam mit Integralschaumstoff umhüllt werden. Ein solcher Röhrenblock 40 mit Schaltröhren 41 ist schematisch in der Figur 6 gezeigt. In dem Röhrenblock sind Gewindebuchsen 42 verankert, um auf ein­fache Weise die Verbindung mit einer Antriebsbaugruppe her­stellen zu können.For high demands on the protection of the vacuum interrupters and for easier assembly, the vacuum interrupters belonging to a multi-pole switching device can be encased together with integral foam. Such a tube block 40 with switching tubes 41 is shown schematically in FIG. 6. Threaded bushings 42 are anchored in the tube block in order to be able to easily establish the connection to a drive assembly.

Claims (6)

1. Vakuumschaltröhre (30) mit einer gegen Innendruck be­ständigen Umhüllung aus härtbarem Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung (35) aus einem harten Polyurethan-Integralschaumstoff besteht.1. vacuum interrupter (30) with a sheath made of hardenable plastic resistant to internal pressure, characterized in that the sheath (35) consists of a hard integral polyurethane foam. 2. Vakuumschaltröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Fehlerfall stärker wärmebeanspruchte Bereiche (21, 22; 25) mit einem zusätzlichen Metallkörper (23, 24, 26; 31, 32) versehen sind und die Um­hüllung (35) auf diese Metallkörper aufgebracht ist.2. Vacuum interrupter according to claim 1, characterized in that in the event of a fault more heat-stressed areas (21, 22; 25) are provided with an additional metal body (23, 24, 26; 31, 32) and the covering (35) is applied to this metal body is. 3. Vakuumschaltröhre nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung (35) als Zwischenschicht zwischen der Vakuumschaltröhre (30) und einem äußeren Mantel (33) aus Isolierstoff ausgebildet ist.3. Vacuum interrupter according to claim 1 or 2, characterized in that the covering (35) is formed as an intermediate layer between the vacuum interrupter (30) and an outer jacket (33) made of insulating material. 4. Vakuumschaltröhre nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als äußerer Mantel ein Abschnitt (33) eines Rohres aus faserverstärktem Isolierstoff dient.4. Vacuum interrupter according to claim 3, characterized in that a section (33) of a tube made of fiber-reinforced insulating material is used as the outer jacket. 5. Verfahren zur Herstellung einer Umhüllung einer Vakuum­schaltröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß a) die Vakuumschaltröhre in eine diesselbe mit einem Abstand umschließende Form (1) eingebracht wird, b) in die Form (1) eine Polyurethan-Harzmischung eingebracht wird, und c) die Harzmischung unter Bildung eines harten Integralschaum­stoffes mit ausgeprägten Randzonen (16) zum Aufschäumen und zur Aushärtung gebracht wird. 5. A method for producing an envelope of a vacuum interrupter according to claim 1, characterized in that a) the vacuum interrupter is inserted into a mold (1) enclosing it with a distance, b) a polyurethane resin mixture is introduced into the mold (1), and c) the resin mixture is foamed and cured to form a hard integral foam with pronounced edge zones (16). 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zu einem mehrpoligen Schaltgerät gehörenden Vakuumschaltröhren (41) in einer gemeinsamen Form mit einem Polyurethan-Integralschaumstoff gemeinsam ummantelt werden und einen Block (40) bilden.6. The method according to claim 5, characterized in that the vacuum switching tubes (41) belonging to a multi-pole switching device are jointly encased in a common form with an integral polyurethane foam and form a block (40).
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2925755A1 (en) * 2007-12-21 2009-06-26 Schneider Electric Ind Sas Current interrupting device e.g. high voltage vacuum tube, for electric circuit, has chamber including envelope provided with hoods arranged around covers, where interface provided between coating and tubular part of envelope is sealed
EP2706549A1 (en) * 2012-09-07 2014-03-12 Kuvag Gmbh & Co Kg Encapsulated circuit breaker and method for producing the same

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE29514362U1 (en) * 1995-09-07 1995-11-16 Ibs Schillings Gmbh Electrical assembly with protection class EEx-m
DE19921477A1 (en) * 1999-05-08 2000-11-09 Abb T & D Tech Ltd Open air electrical switch pole section, comprises a vacuum chamber located in a cylindrical housing made of a rigid insulating material, with an outer insulating coating.
DE10249615A1 (en) * 2002-10-21 2004-05-13 Siemens Ag Manufacture of a solid-insulated switch pole

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE8508473U1 (en) * 1985-03-21 1985-05-15 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Encapsulation of a vacuum interrupter
US4568804A (en) * 1983-09-06 1986-02-04 Joslyn Mfg. And Supply Co. High voltage vacuum type circuit interrupter

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4568804A (en) * 1983-09-06 1986-02-04 Joslyn Mfg. And Supply Co. High voltage vacuum type circuit interrupter
DE8508473U1 (en) * 1985-03-21 1985-05-15 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Encapsulation of a vacuum interrupter

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2925755A1 (en) * 2007-12-21 2009-06-26 Schneider Electric Ind Sas Current interrupting device e.g. high voltage vacuum tube, for electric circuit, has chamber including envelope provided with hoods arranged around covers, where interface provided between coating and tubular part of envelope is sealed
WO2009106731A2 (en) * 2007-12-21 2009-09-03 Schneider Electric Industries Sas Insulation of a current interrupter of the vacuum bulb type by overmoulding
WO2009106731A3 (en) * 2007-12-21 2009-10-22 Schneider Electric Industries Sas Insulation of a current interrupter of the vacuum bulb type by overmoulding
US8178812B2 (en) 2007-12-21 2012-05-15 Schneider Electric Industries Sas Insulation of a switchgear device of vacuum cartridge type by insert moulding
RU2479061C2 (en) * 2007-12-21 2013-04-10 Шнейдер Электрик Эндюстри Сас Insulation of vacuum cartridge type commutation device by way of slush moulding
EP2706549A1 (en) * 2012-09-07 2014-03-12 Kuvag Gmbh & Co Kg Encapsulated circuit breaker and method for producing the same

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