Beschreibung
Vakuumschalter
Die Erfindung betri f ft einen Vakuumschalter .
Vakuumschalter sind Leistungsschalter, bei denen zwei relativ zueinander bewegbare Schaltkontaktelemente in einer Vakuumschaltröhre angeordnet sind, um einen Schaltlichtbogen beim Trennen der Schaltkontaktelemente zu vermeiden oder zu reduzieren . Ein bewegbares Schaltkontaktelement eines Vakuumschalters muss mit möglichst wenig Spiel geführt werden, um nicht gegenüber dem anderen ( in der Regel feststehenden) Schaltkontaktelement zu verkippen . Außerdem muss das bewegbare Schaltkontaktelement permanent elektrisch mit einer stromführenden Komponente des Vakuumschalters verbunden sein .
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde , einen Vakuumschalter anzugeben, der insbesondere hinsichtlich der Führung eines bewegbaren Schaltkontaktelements verbessert ist .
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Vakuumschalter mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst .
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche .
Ein erfindungsgemäßer Vakuumschalter, umfasst
- eine Vakuumschaltröhre mit einem bewegbaren Schalt kontakt element ,
- ein als ein elektrisch leitfähiger Hohlkörper mit einer zylindrischen Innenwandung ausgebildetes Sockelelement , in das ein aus der Vakuumschaltröhre herausgeführter Endabschnitt des bewegbaren Schaltkontaktelements hineinragt ,
- ein elektrisch leitfähiges Führungskontaktelement , das fest mit dem Endabschnitt des bewegbaren Schaltkontaktelements verbunden ist ,
- wenigstens zwei an dem Führungskontaktelement voneinander beabstandet angeordnete Führungsringe und ein an dem Führungskontaktelement angeordnetes elektrisch leitfähiges Stromübertragungselement ,
- wobei die Führungsringe und das Stromübertragungselement j eweils ringförmig um das Führungskontaktelement herum verlaufen und an der Innenwandung des Sockelelements anliegen .
Bei dem erfindungsgemäßen Vakuumschalter wird also ein bewegbares Schaltkontaktelement der Vakuumschaltröhre von einem elektrisch leitfähigen Führungskontaktelement gehalten, das über mehrere Führungsringe an einer Innenwandung eines elektrisch leitfähigen Sockelelements geführt wird . Das Führungskontaktelement ermöglicht dadurch eine Führung des bewegbaren Schaltkontaktelements über die Führungsringe an dem Sockelelement . Die feste Verbindung des bewegbaren Schaltkontaktelements mit dem Führungskontaktelement und die voneinander beabstandete Anordnung der Führungsringe an dem Führungskontaktelement ermöglichen vorteilhaft eine spielarme Führung des bewegbaren Schaltkontaktelements . Ferner ist das Führungskontaktelement durch ein Stromübertragungselement elektrisch leitfähig mit dem Sockelelement verbunden und ermöglicht somit außerdem eine permanente elektrische Verbindung des bewegbaren Schaltkontaktelements mit dem Sockelelement .
Bei einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Vakuumschalters sind die Führungsringe aus Polytetrafluorethylen gefertigt . Polytetrafluorethylen eignet sich als Material für die Führungsringe , da es sehr geringe Reibungskoef fi zienten und dadurch gute Gleiteigenschaften aufweist und außerdem sehr temperaturbeständig ist .
Bei einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Vakuumschalters weist das Stromübertragungselement eine aus federnd gelagerten elektrisch leitfähigen Kontaktlamellen auf gebaute Struktur auf . Durch die federnd gelagerten Kontaktlamellen wird vorteilhaft eine gleichzeitig reibungsarme und durch eine Viel zahl elektrischer Kontakte zuverlässige elektrische Verbindung zwischen dem Stromübertragungselement und dem Sockelelement ermöglicht .
Bei einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Vakuumschalters ist das Führungskontaktelement aus Aluminium, Kupfer, einer Aluminiumlegierung oder einer Kupferlegierung gefertigt . Dies ermöglicht vorteilhaft eine hohe elektrische Leitfähigkeit des Führungskontaktelements .
Bei einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Vakuumschalters weist das Führungskontaktelement eine im Wesentlichen zylindrische Außenwandung mit einem der Vakuumschaltröhre zugewandten ersten Endbereich, an dem ein erster Führungsring angeordnet ist , und einem von der Vakuumschaltröhre abgewandten zweiten Endbereich, an dem ein zweiter Führungsring angeordnet ist , auf . Dadurch wird eine Anordnung dieser Führungsringe an dem Führungskontaktelement in einem größtmöglichen Abstand ermöglicht , der vorteilhaft das Spiel der Führung des Führungskontaktelements an dem Sockelelement und damit auch der Führung des bewegbaren Schaltkontaktelements minimiert .
Eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Vakuumschalters weist ein Kraftübertragungselement auf , das mit dem Endabschnitt des bewegbaren Schaltkontaktelements verbunden ist . Dadurch wird die Übertragung einer Kraft eines Antriebs auf das bewegbare Schaltkontaktelement ermöglicht , um das Schaltkontaktelement und das Führungskontaktelement zu bewegen .
Bei einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Vakuumschalters verläuft die Außenwandung des
Führungskontaktelements um den Endabschnitt des bewegbaren Schaltkontaktelements und zumindest einen Teilabschnitt des Kraftübertragungselements herum . Dadurch wird eine Ausdehnung der Außenwandung des Führungskontaktelements zu dem Kraftübertragungselement hin realisiert , die einen möglichst großen Abstand der Führungsringe voneinander ermöglicht und dadurch das Spiel der Führung des Führungskontaktelements an dem Sockelelement reduziert .
Bei einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Vakuumschalters ist das Kraftübertragungselement durch einen Gewindebol zen mit dem Endabschnitt des bewegbaren Schaltkontaktelements verbunden . Zusätzlich können Keilsicherungsscheiben vorgesehen sein, die zwischen dem Endabschnitt des bewegbaren Schaltkontaktelements und dem Kraftübertragungselement angeordnet sind und durch die der Gewindebol zen geführt ist . Dadurch wird eine mechanisch stabile Verbindung des Kraftübertragungselements mit dem bewegbaren Schaltkontaktelement ermöglicht .
Bei einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Vakuumschalters ist das Kraftübertragungselement als ein Gehäuse für ein Federpaket ausgebildet . Dis ermöglicht die Anordnung eines Federpakets in dem Kraftübertragungselement , mit dem eine Federkraft auf das Kraftübertragungselement und das zweite Schaltkontaktelement ausübbar ist , um einen elektrischen Kontakt in der Vakuumschaltröhre zuverlässig zu schließen .
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise , wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung eines Aus führungsbeispiels , das im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert wird .
Die einzige Figur zeigt eine Schnittdarstellung eines
Aus führungsbeispiels eines erfindungsgemäßen
Vakuumschalters 1 . Der Vakuumschalter 1 umfasst zwei voneinander beabstandete elektrisch leitfähige Sockelelemente 3 , 5 , eine zwischen den Sockelelementen 3 , 5 angeordnete Vakuumschaltröhre 7 und ein mechanisch stei fes Tragelement 9 , das mit beiden Sockelelementen 3 , 5 verbunden ist . Das Tragelement 9 umgibt die Vakuumschaltröhre 7 rohrartig und berührungs frei und ist aus einem I solierstof f gefertigt .
Die Vakuumschaltröhre 7 weist einen metallischen Mittelbereich 17 , zwei metallische
Vakuumröhrenendbereiche 19 , 21 und zwei Isolationsbereiche 23 , 25 auf . Der Mittelbereich 17 weist einen größeren Durchmesser als die Vakuumröhrenendbereiche 19 , 21 und die I solationsbereiche 23 , 25 auf und ist zwischen den I solationsbereichen 23 , 25 angeordnet . Die I solationsbereiche 23 , 25 sind j eweils aus einem elektrisch nichtleitenden Material gefertigt . Ein erster Vakuumröhrenendbereich 19 ragt in ein erstes Sockelelement 3 hinein und schließt sich an einen ersten Isolationsbereich 23 an . Der zweite Vakuumröhrenendbereich 21 ragt in das zweite Sockelelement 5 hinein und schließt sich an den zweiten I solationsbereich 25 an .
In der Vakuumschaltröhre 7 sind zwei elektrisch leitfähige Schaltkontaktelemente 27 , 29 angeordnet . Dabei ist ein erstes Schaltkontaktelement 27 fest mit dem ersten Vakuumröhrenendbereich 19 der Vakuumschal tröhre 7 verbunden . Ein aus der Vakuumschaltröhre 7 herausgeführtes Ende des ersten Schaltkontaktelements 27 ist mit dem ersten Sockelelement 3 verbunden, beispielsweise durch eine (nicht dargestellte ) Schraubverbindung . Dadurch ist die Vakuumschaltröhre 7 mit dem ersten Sockelelement 3 verbunden . Das zweite Schaltkontaktelement 29 ist relativ zu dem ersten Schaltkontaktelement 27 zwischen einer ersten Schaltstellung, in der sich die Schaltkontaktelemente 27 , 29 berühren, und einer in der Figur gezeigten zweiten Schaltstellung, in der die Schaltkontaktelemente 27 , 29 voneinander beabstandet
sind, bewegbar . Ein Endabschnitt 31 des zweiten Schaltkontaktelements 29 ist durch eine Öf fnung in dem zweiten Vakuumröhrenendbereich 21 aus der Vakuumschaltröhre 7 herausgeführt .
Die Sockelelemente 3 , 5 sind j eweils aus einem Metall , beispielsweise aus Aluminium, oder einer Legierung gefertigt . Das zweite Sockelelement 5 ist als ein Hohlkörper mit einer zylindrischen Innenwandung 33 ausgebildet , in den der aus der Vakuumschaltröhre 7 herausgeführte Endabschnitt 31 des zweiten Schaltkontaktelements 29 hineinragt .
Der Vakuumschalter 1 umfasst ferner ein elektrisch leitfähiges Führungskontaktelement 35 , zwei Führungsringe 37 , 39 , ein elektrisch leitfähiges Stromübertragungselement 41 und ein Kraftübertragungselement 43 . Das Führungskontaktelement 35 , die Führungsringe 37 , 39 und das Stromübertragungselement 41 dienen zum Lagern und Führen des zweiten Schaltkontaktelements 29 sowie zum elektrischen Verbinden des zweiten Schaltkontaktelements 29 mit dem zweiten Sockelelement 5 . Das Kraftübertragungselement 43 dient dazu, eine Kraft eines (nicht dargestellten) Antriebs auf das zweite Schaltkontaktelement 29 zu übertragen, um das zweite Schaltkontaktelement 29 und das Führungskontaktelement 35 zu bewegen .
Das Führungskontaktelement 35 umfasst einen der Vakuumschaltröhre 7 zugewandten Bereich, der fest mit dem Endabschnitt 31 des zweiten Schaltkontaktelements 29 verbunden ist , und einen sich von der Vakuumschaltröhre 7 weg und um das Kraftübertragungselement 43 herum erstreckenden Bereich . Das Führungskontaktelement 35 weist eine im Wesentlichen zylindrische Außenwandung 45 mit einem der Vakuumschaltröhre 7 zugewandten ersten Endbereich, an dem ein erster Führungsring 37 angeordnet ist , und einem von der Vakuumschaltröhre 7 abgewandten zweiten Endbereich, an dem der zweite Führungsring 39 angeordnet ist , auf . Das Stromübertragungselement 41 ist zwischen den beiden
Führungsringen 37 , 39 an der Außenwandung 45 des Führungskontaktelements 35 angeordnet . Die Führungsringe 37 , 39 und das Stromübertragungselement 41 verlaufen j eweils ringförmig um das Führungskontaktelement 35 herum in ringförmigen Nuten 47 bis 49 in der Außenwandung 45 des Führungskontaktelements 35 und liegen an der Innenwandung 33 des zweiten Sockelelements 5 an . Das Führungskontaktelement 35 ist beispielsweise aus Aluminium, Kupfer, einer Aluminiumlegierung oder einer Kupferlegierung gefertigt . Die Führungsringe 37 , 39 sind beispielsweise aus Polytetrafluorethylen gefertigt . Das Stromübertragungselement 41 weist beispielsweise eine aus federnd gelagerten Kontaktlamellen aufgebaute Struktur auf und ist beispielsweise aus versilbertem Kupfer-Chrom-Zirkon gefertigt .
Das Kraftübertragungselement 43 ist durch einen Gewindebol zen 51 mit dem Endabschnitt 31 des zweiten Schaltkontaktelements 29 verbunden . Die Verbindung des Kraftübertragungselements 43 mit dem zweiten Schaltkontaktelements 29 ist ferner durch ein Keilsicherungsscheibenpaar 53 gesichert , das zwischen dem Endabschnitt 31 des zweiten Schaltkontaktelements 29 und dem Kraftübertragungselement 43 angeordnet ist und durch dessen Keilsicherungsscheiben der Gewindebol zen 51 geführt ist . Das Kraftübertragungselement 43 ist als ein Gehäuse für ein Federpaket ausgebildet , mit dem eine Federkraft auf das Kraftübertragungselement 43 , das Führungskontaktelement 35 und das zweite Schaltkontaktelement 29 ausübbar ist .
Obwohl die Erfindung im Detail durch ein bevorzugtes Aus führungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde , so ist die Erfindung nicht durch das of fenbarte Beispiel eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen .