EP4573628A1 - Verbindungsvorrichtung zum verbinden zweier gehäuseteile eines gehäuses einer elektrischen anlage - Google Patents

Verbindungsvorrichtung zum verbinden zweier gehäuseteile eines gehäuses einer elektrischen anlage

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Publication number
EP4573628A1
EP4573628A1 EP23798728.4A EP23798728A EP4573628A1 EP 4573628 A1 EP4573628 A1 EP 4573628A1 EP 23798728 A EP23798728 A EP 23798728A EP 4573628 A1 EP4573628 A1 EP 4573628A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
connecting part
housing
bellows
volume enclosed
connecting device
Prior art date
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Pending
Application number
EP23798728.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Steffen GÄNSE
Jakob MENDE
Ingolf Reiher
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 Energy Global GmbH and Co KG
Original Assignee
Siemens Energy Global GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Energy Global GmbH and Co KG filed Critical Siemens Energy Global GmbH and Co KG
Publication of EP4573628A1 publication Critical patent/EP4573628A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02G—INSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
    • H02G5/00—Installations of bus-bars
    • H02G5/002—Joints between bus-bars for compensating thermal expansion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L51/00—Expansion-compensation arrangements for pipe-lines
    • F16L51/02—Expansion-compensation arrangements for pipe-lines making use of a bellows or an expansible folded or corrugated tube
    • F16L51/025—Expansion-compensation arrangements for pipe-lines making use of a bellows or an expansible folded or corrugated tube with several corrugations
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B—BOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B13/00—Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle
    • H02B13/02—Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle with metal casing
    • H02B13/035—Gas-insulated switchgear
    • H02B13/045—Details of casing, e.g. gas tightness
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02G—INSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
    • H02G5/00—Installations of bus-bars
    • H02G5/06—Totally-enclosed installations, e.g. in metal casings
    • H02G5/063—Totally-enclosed installations, e.g. in metal casings filled with oil or gas

Definitions

  • the invention relates to a connecting device for connecting two housing parts of an electrical system, in particular a gas-insulated switchgear.
  • a gas-insulated switchgear has an encapsulation housing filled with an insulating gas. Temperature fluctuations, for example heating caused by electrical currents flowing in electrical conductors in the switchgear, cause thermal expansion of the encapsulation housing. This thermal expansion in turn leads to stresses in the encapsulation housing, which can deform and damage the encapsulation housing.
  • the encapsulation housing often has several housing parts, particularly if the switchgear has several switch panels. Adjacent housing parts are connected to one another in a gas-tight manner. To connect two adjacent housing parts, a connecting device such as a compensator is often used in order to compensate for relative movements and thermal expansion of the housing parts.
  • the connecting device is generally connected to at least one housing part in a force-fitting manner, for example by screw connections, and/or in a material-fitting manner, for example by welded connections.
  • force- or form-fitting connections can be subjected to loads due to relative movements and thermal expansion of the housing parts and must be designed for these loads.
  • WO 2009/147120 A1 discloses an arrangement with an encapsulation housing, which has two pipe sections that can be moved linearly relative to one another.
  • the pipe sections partially delimit a variable encapsulation volume.
  • a channel connects the encapsulation volume to a compensation volume that can be changed inversely proportional to a change in the volume of the encapsulation volume. Due to their mobility the pipe sections act as expansion compensation elements that reduce stresses in the encapsulation housing.
  • the relative movements of the pipe sections change the encapsulation volume.
  • the compensation volume which changes inversely proportional to the change in the encapsulation volume, allows the pressure inside the encapsulation housing to be kept approximately constant despite the change in the encapsulation volume.
  • the relative mobility of the pipe sections requires appropriate seals between the pipe sections.
  • the invention is based on the object of specifying an improved connecting device for connecting two housing parts of a housing of an electrical system, in particular a gas-insulated switchgear.
  • a connecting device having the features of claim 1 and a housing of an electrical system having the features of claim 12.
  • the first connecting part has at least one force distribution recess through which the at least one tension anchor forces acting on the first connecting part are distributed more evenly in the first connecting part than without the force distribution recess.
  • a tie rod is used here to describe any type of force transmission element.
  • the more even distribution of forces acting on the connecting part, brought about by at least one force distribution recess in the first connecting part, makes it possible to relieve the load in particular on connecting areas in which the first connecting part can be connected to the first housing part in a force-locking and/or material-locking manner.
  • the at least one force distribution recess thus enables a structurally much simpler and more cost-effective relief of such connecting areas than, for example, increasing the thickness of the first connecting part, increasing the number of connecting areas or increasing the number of tie rod connections of the first connecting part and the second connecting part.
  • the load on the connecting areas can be relieved without increasing the dimensions of the connecting device or its mass.
  • At least one force distribution recess is arranged between a connection region and a tie rod coupling region in which the first connection part is connected to a first tie rod.
  • at least one force distribution recess is arranged between a tie rod coupling region and the connection region closest to this tie rod coupling region.
  • connection region has a connection recess for a screw, through which the first connection part can be connected to the first housing part in a force-fitting manner.
  • This embodiment of the invention is therefore directed to a connection device whose first connection part is connected to the first housing part by screw connections.
  • the connecting device has a bellows arrangement which is designed to connect the two housing parts in a gas-tight manner.
  • This embodiment of the invention is aimed in particular at connecting two housing parts of an encapsulation housing of a gas-insulated switchgear.
  • the bellows arrangement enables a gas-tight connection of the two housing parts in the manner of a compensator which compensates for relative movements and thermal expansion of the housing parts.
  • the connecting device has a third connecting part and a fourth connecting part, wherein
  • the third connecting part is arranged between the first connecting part and the second connecting part
  • the second connecting part is arranged between the third connecting part and the fourth connecting part
  • the fourth connecting part is arranged to be connected to the second housing part
  • the bellows arrangement comprises a first bellows, a second bellows and a third bellows, wherein
  • the first bellows is arranged between the first connecting part and the third connecting part and is connected to the first connecting part and the third connecting part respectively is gas-tight
  • the second bellows is arranged between the third connecting part and the second connecting part and is connected to the third connecting part and the second connecting part in a gas-tight manner
  • the third bellows is arranged between the second connecting part and the fourth connecting part and is connected to the second connecting part and the fourth connecting part in a gas-tight manner.
  • the second bellows preferably has a larger inner diameter than the first bellows and the third bellows.
  • the square of an inner diameter of the second bellows is at least approximately equal to the sum of the squares of an inner diameter of the first bellows and an inner diameter of the third bellows.
  • the third connecting part and the fourth connecting part are connected, for example, rigidly, in particular by at least one second tie rod.
  • the aforementioned embodiments of the invention implement an embodiment of the connecting device as a compensator with three bellows arranged one behind the other. If, in the case of a rigid connection of the third connecting part and the fourth connecting part, the distance between the first connecting part and the fourth connecting part increases, for example, the volumes enclosed by the two outer bellows (the first bellows and the third bellows) increase, while the volume enclosed by the middle (second) bellows decreases. By connecting these volumes, pressure equalization between these volumes can thus be achieved.
  • the middle bellows preferably has a larger inner diameter than the two outer bellows.
  • the third connecting part has at least one through-hole which connects a volume enclosed by the first bellows with a volume enclosed by the second bellows.
  • the second connecting part has at least one through-hole which connects a volume enclosed by the second bellows with a volume enclosed by the third bellows.
  • the first connecting part has at least one through-hole which is designed to connect a volume enclosed by the first bellows with a volume enclosed by the first housing part.
  • the fourth connecting part has at least one through-hole which is designed to connect a volume enclosed by the third bellows with a volume enclosed by the second housing part.
  • a housing according to the invention of an electrical system comprises a first housing part, a second housing part and a connecting device according to the invention connecting the first housing part and the second housing part.
  • the electrical system is a gas-insulated switchgear.
  • FIG 1 is a partially sectioned side view of an embodiment of a housing of an electrical system with an embodiment of a connecting device for connecting two housing parts of the housing,
  • FIG 2 is a front view of the connecting device shown in Figure 1.
  • FIG. 1 shows a partially sectioned side view of an embodiment of a housing 1 of an electrical system with an embodiment of a connecting device 3 designed as a compensator for connecting a first housing part 5 and a second housing part 7 of the housing 1.
  • the housing 1 is only shown in the area of the connecting device 3, since the further design of the housing 1 is irrelevant for the invention.
  • the electrical system is a gas-insulated switchgear and the housing 1 is a gas-tight encapsulated housing.
  • the connecting device 3 comprises four connecting parts 9, 10, 11, 12, a bellows arrangement 13 with three bellows 15, 16, 17, four first tie rods 19 and four second tie rods 21.
  • the connecting parts 9 to 12 are each made, for example, from a pressure vessel steel.
  • the bellows 15, 16, 17 are each made, for example, from a stainless steel.
  • the tie rods 19, 21 are each made, for example, from a structural steel.
  • a first connecting part 9 is firmly connected to a second connecting part 10 via the first tie rods 19.
  • Each first tie rod 19 is connected to the first connecting part 9 and to the second connecting part 10 for example welded.
  • the first tie rods 19 run parallel to each other between the first connecting part 9 and the second connecting part 10.
  • a third connecting part 11 is firmly connected to a fourth connecting part 12 via the second tie rods 21.
  • Every second tie rod 21 is, for example, welded to the third connecting part 11 and to the fourth connecting part 12.
  • the second tie rods 21 run parallel to one another between the third connecting part 11 and the fourth connecting part 12.
  • the third connecting part 11 is arranged between the first connecting part 9 and the second connecting part 10.
  • the second connecting part 10 is arranged between the third connecting part 11 and the fourth connecting part 12.
  • a first bellows 15 is arranged between the first connecting part 9 and the third connecting part 11 and is connected to the first connecting part 9 and the third connecting part 11 in a gas-tight manner.
  • a second bellows 16 is arranged between the third connecting part 11 and the second connecting part 10 and is connected to the third connecting part 11 and the second connecting part 10 in a gas-tight manner.
  • a third bellows 17 is arranged between the second connecting part 10 and the fourth connecting part 12 and is connected to the third connecting part 10 and the fourth connecting part 12 in a gas-tight manner.
  • the first connecting part 9 is connected to the first housing part 5.
  • the first connecting part 9 has several connecting areas 23 in which the first connecting part 9 is each connected in a force-locking manner to the first housing part 5 by a screw connection 25.
  • Each connection area 23 has a connection recess 27 which has an internal thread for a screw 29.
  • the first housing part 5 has a housing flange 31 facing the first connection part 9, which has housing flange openings 33 corresponding to the connection recesses 27.
  • a screw 29 is guided through each housing flange opening 33 into a connection recess 27 and screwed to the internal thread of the connection recess 27.
  • the fourth connecting part 12 is connected to the second housing part 7 in a force-fitting and/or material-fitting manner.
  • the fourth connecting part 12 is connected to the second housing part 7 in a force-fitting manner via further screw connections in a similar manner to the way the first connecting part 9 is connected to the first housing part 5.
  • the fourth connecting part 12 is connected to the second housing part 7 in a material-fitting manner, for example via at least one welded connection.
  • each connecting part 9 to 12 has a through-hole 35.
  • the through-hole 35 of the first connecting part 9 connects a volume enclosed by the first bellows 15 with a volume enclosed by the first housing part 5.
  • the through-hole 35 of the third connecting part 11 connects the volume enclosed by the first bellows 15 with a volume enclosed by the second bellows 16.
  • the through-hole 35 of the second connecting part 10 connects the volume enclosed by the second bellows 16 with a volume enclosed by the third bellows 17.
  • the through-hole 35 of the fourth connecting part 12 connects the volume enclosed by the third bellows 17 with a volume enclosed by the second housing part 7.
  • each connecting part 9 to 12 is formed centrally in the connecting part 9 to 12, so that each connecting part 9 to 12 is formed in a ring shape around its through-hole 35.
  • Figure 1 only the through-hole 35 of the first connecting part 9 is shown.
  • the second bellows 16 has a larger inner diameter d2 than the first bellows 15 and the third bellows 17.
  • the square of the inner diameter d2 of the second bellows 16 is at least approximately equal to the sum of the squares of an inner diameter dl of the first bellows 15 and an inner diameter d3 of the third bellows 17.
  • Each bellows 15, 16, 17 is, for example, welded to the two connecting parts 9 to 12 connected to it.
  • Figure 1 shows an example of a weld seam 37 of a weld between the first bellows 15 and the first connecting part 9.
  • the weld seam 37 runs along an edge of the through-hole 35 of the first connecting part 9.
  • FIG. 2 shows a front view of the connecting device 3 shown in Figure 1.
  • Each first tie rod 19 is connected to the first connecting part 9 in a tie rod coupling area 39.
  • the tie rod coupling areas 39 are evenly distributed over an annular edge area of the first connecting part 9 facing away from the through-hole 35 of the first connecting part 9.
  • the first connecting part 9 has twelve connection areas 23 in which it is each connected to the first Housing part 5 is connected.
  • the connection areas 23 are evenly distributed over an annular edge area of the first connection part 9 facing the through-hole 35 of the first connection part 9.
  • the first connection part 9 has a force distribution recess 41 which is designed in the shape of an elongated hole with long sides which run essentially perpendicular to a connecting line between the tie rod coupling area 39 and the connection area 23 closest to it.
  • FIG 2 shows example force directions Fl to F4 of forces acting in the first connecting part 9 via the uppermost first tie rod 19 in Figure 1. Without the force distribution recess 41 arranged below this first tie rod 19, a force exerted on the first connecting part 9 via this first tie rod 19 would primarily act on the connection region 23 closest to this first tie rod 19, directly below this first tie rod 19. However, due to the force distribution recess 41, this force is distributed more evenly between forces acting on this connection area 23 and represented by the force directions Fl, F2, and forces acting on the connection areas 23 adjacent to this connection area 23 and represented by force directions F3, F4.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verbindungsvorrichtung (3) zum Verbinden eines ersten Gehäuseteils (5) und eines zweiten Gehäuseteils (7) eines Gehäuses (1) einer elektrischen Anlage. Die Verbindungsvorrichtung (3) umfasst einen ersten Verbindungsteil (9) mit mindestens einem Verbindungsbereich (23), in dem der erste Verbindungsteil (9) kraft- und/oder stoffschlüssig mit dem ersten Gehäuseteil (5) verbindbar ist, und einen zweiten Verbindungsteil (10), der durch mindestens einen ersten Zuganker (19) mit dem ersten Verbindungsteil (9) verbunden ist und direkt oder indirekt mit dem zweitem Gehäuseteil (7) verbindbar ist. Der erste Verbindungsteil (9) weist wenigstens eine Kraftverteilungsausnehmung (41) auf, durch die über den mindestens einen ersten Zuganker (19) auf den ersten Verbindungsteil (9) wirkende Kräfte gleichmäßiger in dem ersten Verbindungsteil (9) verteilt werden als ohne die Kraftverteilungsausnehmung (41).

Description

Beschreibung
Verbindungsvorrichtung zum Verbinden zweier Gehäuseteile eines Gehäuses einer elektrischen Anlage
Die Erfindung betri f ft eine Verbindungsvorrichtung zum Verbinden zweier Gehäuseteile einer elektrischen Anlage , insbesondere einer gasisolierten Schaltanlage .
Eine gasisolierte Schaltanlage weist ein mit einem I soliergas gefülltes Kapselungsgehäuse auf . Temperaturschwankungen, beispielsweise Erwärmungen durch elektrische Ströme , die in elektrischen Leitern der Schaltanlage fließen, bewirken Wärmedehnungen des Kapselungsgehäuses . Diese Wärmedehnungen führen wiederum zu Spannungen in dem Kapselungsgehäuse , die das Kapselungsgehäuse verformen und beschädigen können . Das Kapselungsgehäuse weist häufig mehrere Gehäuseteile auf , insbesondere wenn die Schaltanlage mehrere Schaltfelder aufweist . Benachbarte Gehäuseteile sind dabei gasdicht miteinander verbunden . Zum Verbinden zweier benachbarter Gehäuseteile wird häufig eine Verbindungsvorrichtung von der Art eines Kompensators verwendet , um Relativbewegungen und Wärmedehnungen der Gehäuseteile zu kompensieren . Die Verbindungsvorrichtung ist in der Regel mit wenigstens einem Gehäuseteil kraf tschlüssig, beispielsweise durch Schraubverbindungen, und/oder stof f schlüssig, beispielsweise durch Schweißverbindungen, verbunden . Diese kraft- oder formschlüssigen Verbindungen können bei Relativbewegungen und Wärmedehnungen der Gehäuseteile belastet werden und müssen für diese Belastungen ausgelegt sein .
WO 2009/ 147120 Al of fenbart eine Anordnung mit einem Kapselungsgehäuse , die zwei relativ zueinander linear bewegbare Rohrabschnitte aufweist . Die Rohrabschnitte begrenzen teilweise ein variables Kapselungsvolumen . Ein Kanal verbindet das Kapselungsvolumen mit einem umgekehrt proportional zu einer Volumenänderung des Kapselungsvolumens veränderbaren Kompensationsvolumen . Durch ihre Bewegbarkeit wirken die Rohrabschnitte als Dehnungsausgleichselemente , die Spannungen in dem Kapselungsgehäuse reduzieren . Durch die Relativbewegungen der Rohrabschnitte ändert sich j edoch das Kapselungsvolumen . Durch das Kompensationsvolumen, das umgekehrt proportional zu der Volumenänderung des Kapselungsvolumens veränderlich ist , kann der Druck im Innern des Kapselungsgehäuses trotz der Änderung des Kapselungsvolumens annähernd konstant gehalten werden . Allerdings erfordert die relative Bewegbarkeit der Rohrabschnitte entsprechende Dichtungen zwischen den Rohrabschnitten .
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde , eine verbesserte Verbindungsvorrichtung zum Verbinden zweier Gehäuseteile eines Gehäuses einer elektrischen Anlage , insbesondere einer gasisolierten Schaltanlage , anzugeben .
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Verbindungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Gehäuse einer elektrischen Anlage mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst .
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche .
Eine erfindungsgemäße Verbindungsvorrichtung zum Verbinden eines ersten Gehäuseteils und eines zweiten Gehäuseteils eines Gehäuses einer elektrischen Anlage umfasst
- einen ersten Verbindungsteil mit mindestens einem Verbindungsbereich, der eingerichtet ist , kraft- und/oder stof f schlüssig mit dem ersten Gehäuseteil verbunden zu werden, und
- einen zweiten Verbindungsteil , der durch mindestens einen ersten Zuganker mit dem ersten Verbindungsteil verbunden ist und eingerichtet ist , direkt oder indirekt mit dem zweitem Gehäuseteil verbunden zu werden, wobei
- der erste Verbindungsteil wenigstens eine Kraftverteilungsausnehmung aufweist , durch die über den mindestens einen Zuganker auf den ersten Verbindungsteil wirkende Kräfte gleichmäßiger in dem ersten Verbindungsteil verteilt werden als ohne die Kraftverteilungsausnehmung .
Mit einem Zuganker wird hier j ede Art eines Kraftübertragungselementes bezeichnet .
Durch die von wenigstens einer Kraftverteilungsausnehmung in dem ersten Verbindungsteil bewirkte gleichmäßigere Kraftverteilung auf diesen Verbindungsteil wirkender Kräfte können insbesondere Verbindungsbereiche entlastet werden, in denen der erste Verbindungsteil kraft- und/oder stof f schlüssig mit dem ersten Gehäuseteil verbindbar ist . Die wenigstens eine Kraftverteilungsausnehmung ermöglicht somit eine konstruktiv wesentlich einfachere und kostengünstigere Entlastung derartiger Verbindungsbereiche als beispielsweise eine Erhöhung der Dicke des ersten Verbindungsteils , eine Erhöhung der Anzahl der Verbindungsbereiche oder eine Erhöhung der Anzahl der Zugankerverbindungen des ersten Verbindungsteils und des zweiten Verbindungsteils .
Insbesondere kann durch geeignet ausgebildete und angeordnete Kraftverteilungsausnehmungen eine Entlastung der Verbindungsbereiche erreicht werden, ohne die Abmessungen der Verbindungsvorrichtung oder deren Masse zu vergrößern .
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist mindestens eine Kraftverteilungsausnehmung zwischen einem Verbindungsbereich und einem Zugankerkopplungsbereich, in dem der erste Verbindungsteil mit einem ersten Zuganker verbunden ist , angeordnet . Beispielsweise ist mindestens eine Kraftverteilungsausnehmung zwischen einem Zugankerkopplungsbereich und dem diesem Zugankerkopplungsbereich nächstgelegenen Verbindungsbereich angeordnet . Diese Ausgestaltung der Erfindung berücksichtigt , dass die Anordnung einer Kraftverteilungsausnehmung zwischen einem Zugankerkopplungsbereich und einem Verbindungsbereich diesen Verbindungsbereich entlastet , indem sie Kräfte beispielsweise auf diesen Verbindungsbereich und ihm benachbarte Verbindungsbereiche verteilt .
Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist mindestens ein Verbindungsbereich eine Verbindungsausnehmung für eine Schraube auf , durch die der erste Verbindungsteil kraf tschlüssig mit dem ersten Gehäuseteil verbindbar ist . Diese Ausgestaltung der Erfindung richtet sich also auf eine Verbindungsvorrichtung, deren erster Verbindungsteil durch Schraubverbindungen mit dem ersten Gehäuseteil verbunden wird .
Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Verbindungsvorrichtung eine Faltenbalganordnung auf , die eingerichtet ist , die beiden Gehäuseteile gasdicht zu verbinden . Diese Ausgestaltung der Erfindung zielt insbesondere auf die Verbindung zweier Gehäuseteile eines Kapselungsgehäuses einer gasisolierten Schaltanlage . Die Faltenbalganordnung ermöglicht eine gasdichte Verbindung der beiden Gehäuseteile nach Art eines Kompensators , der Relativbewegungen und Wärmedehnungen der Gehäuseteile kompensiert .
Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Verbindungsvorrichtung einen dritten Verbindungsteil und einen vierten Verbindungsteil auf , wobei
- der dritte Verbindungsteil zwischen dem ersten Verbindungsteil und dem zweiten Verbindungsteil angeordnet ist , der zweite Verbindungsteil zwischen dem dritten Verbindungsteil und dem vierten Verbindungsteil angeordnet ist und der vierte Verbindungsteil eingerichtet ist , mit dem zweiten Gehäuseteil verbunden zu werden, und wobei
- die Faltenbalganordnung einen ersten Faltenbalg, einen zweiten Faltenbalg und einen dritten Faltenbalg aufweist , wobei
- der erste Faltenbalg zwischen dem ersten Verbindungsteil und dem dritten Verbindungsteil angeordnet und mit dem ersten Verbindungsteil und dem dritten Verbindungsteil j eweils gasdicht verbunden ist ,
- der zweite Faltenbalg zwischen dem dritten Verbindungsteil und dem zweiten Verbindungsteil angeordnet und mit dem dritten Verbindungsteil und dem zweiten Verbindungsteil j eweils gasdicht verbunden ist , und
- der dritte Faltenbalg zwischen dem zweiten Verbindungsteil und dem vierten Verbindungsteil angeordnet und mit dem zweiten Verbindungsteil und dem vierten Verbindungsteil j eweils gasdicht verbunden ist . Vorzugsweise weist der zweite Faltenbalg einen größeren Innendurchmesser als der erste Faltenbalg und der dritte Faltenbalg auf . Beispielsweise ist das Quadrat eines Innendurchmessers des zweiten Faltenbalgs wenigstens annähernd gleich der Summe der Quadrate eines Innendurchmessers des ersten Faltenbalgs und eines Innendurchmessers des dritten Faltenbalgs . Der dritte Verbindungsteil und der vierte Verbindungsteil sind beispielsweise starr, insbesondere durch mindestens einen zweiten Zuganker, verbunden .
Die vorgenannten Ausgestaltungen der Erfindung realisieren eine Aus führung der Verbindungsvorrichtung als ein Kompensator mit drei hintereinander angeordneten Faltenbälgen . Wenn sich, im Fall einer starren Verbindung des dritten Verbindungsteils und des vierten Verbindungsteils , der Abstand des ersten Verbindungsteils und des vierten Verbindungsteils beispielsweise vergrößert , vergrößern sich die von den beiden äußeren Faltenbälgen ( dem ersten Faltenbalg und dem dritten Faltenbalg) umschlossenen Volumina, während sich das von dem mittleren ( zweiten) Faltenbalg umschlossene Volumen verringert . Durch eine Verbindung dieser Volumina kann somit ein Druckausgleich zwischen diesen Volumina erreicht werden . Um den Druck dabei möglichst konstant zu halten, weist der mittlere Faltenbalg vorzugsweise einen größeren Innendurchmesser als die beiden äußeren Faltenbälge auf .
Um von den Faltenbälgen umschlossene Volumina miteinander zu verbinden, weist bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung der dritte Verbindungsteil mindestens eine Durchgangsausnehmung auf , die ein von dem ersten Faltenbalg umschlossenes Volumen mit einem von dem zweiten Faltenbalg umschlossenen Volumen verbindet . Entsprechend weist bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung der zweite Verbindungsteil mindestens eine Durchgangsausnehmung auf , die ein von dem zweiten Faltenbalg umschlossenes Volumen mit einem von dem dritten Faltenbalg umschlossenen Volumen verbindet .
Um von Faltenbälgen und Gehäuseteilen umschlossene Volumina miteinander zu verbinden, weist bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung der erste Verbindungsteil mindestens eine Durchgangsausnehmung auf , die eingerichtet ist , ein von dem ersten Faltenbalg umschlossenes Volumen mit einem von dem ersten Gehäuseteil umschlossenen Volumen zu verbinden . Entsprechend weist bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung der vierte Verbindungsteil mindestens eine Durchgangsausnehmung auf , die eingerichtet ist , ein von dem dritten Faltenbalg umschlossenes Volumen mit einem von dem zweiten Gehäuseteil umschlossenen Volumen zu verbinden .
Ein erfindungsgemäßes Gehäuse einer elektrischen Anlage umfasst einen ersten Gehäuseteil , einen zweiten Gehäuseteil und eine den ersten Gehäuseteil und den zweiten Gehäuseteil verbindende erfindungsgemäße Verbindungsvorrichtung . Beispielsweise ist die elektrische Anlage eine gasisolierte Schaltanlage .
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 von Aus führungsbeispielen, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden . Dabei zeigen : FIG 1 eine teilweise geschnitten dargestellte Seitenansicht eines Aus führungsbeispiels eines Gehäuses einer elektrischen Anlage mit einem Aus führungsbeispiel einer Verbindungsvorrichtung zum Verbinden zweier Gehäuseteile des Gehäuses ,
FIG 2 eine Frontansicht der in Figur 1 gezeigten Verbindungsvorrichtung .
Einander entsprechende Teile sind in den Figuren mit denselben Bezugs zeichen versehen .
Figur 1 ( FIG 1 ) zeigt eine teilweise geschnitten dargestellte Seitenansicht eines Aus führungsbeispiels eines Gehäuses 1 einer elektrischen Anlage mit einem Aus führungsbeispiel einer als ein Kompensator ausgebildeten Verbindungsvorrichtung 3 zum Verbinden eines ersten Gehäuseteils 5 und eines zweiten Gehäuseteils 7 des Gehäuses 1 . Dabei ist das Gehäuse 1 nur im Bereich der Verbindungsvorrichtung 3 dargestellt , da die weitere Ausgestaltung des Gehäuses 1 für die Erfindung irrelevant ist . Beispielsweise ist die elektrische Anlage eine gasisolierte Schaltanlage und das Gehäuse 1 ist ein gasdicht ausgebildetes Kapselungsgehäuse .
Die Verbindungsvorrichtung 3 umfasst vier Verbindungsteile 9 , 10 , 11 , 12 , eine Faltenbalganordnung 13 mit drei Faltenbälgen 15 , 16 , 17 , vier erste Zuganker 19 und vier zweite Zuganker 21 . Die Verbindungsteile 9 bis 12 sind beispielsweise j eweils aus einem Druckbehälterstahl gefertigt . Die Faltenbälge 15 , 16 , 17 sind beispielsweise j eweils aus einem nichtrostenden Edelstahl gefertigt . Die Zuganker 19 , 21 sind beispielsweise j eweils aus einem Baustahl gefertigt .
Ein erster Verbindungsteil 9 ist mit einem zweiten Verbindungsteil 10 über die ersten Zuganker 19 fest verbunden . Jeder erste Zuganker 19 ist mit dem ersten Verbindungsteil 9 und mit dem zweiten Verbindungsteil 10 beispielsweise verschweißt . Die ersten Zuganker 19 verlaufen parallel zueinander zwischen dem ersten Verbindungsteil 9 und dem zweiten Verbindungsteil 10 .
Ein dritter Verbindungsteil 11 ist mit einem vierten Verbindungsteil 12 über die zweiten Zuganker 21 fest verbunden . Jeder zweite Zuganker 21 ist mit dem dritten Verbindungsteil 11 und mit dem vierten Verbindungsteil 12 beispielsweise verschweißt . Die zweiten Zuganker 21 verlaufen parallel zueinander zwischen dem dritten Verbindungsteil 11 und dem vierten Verbindungsteil 12 .
Der dritte Verbindungsteil 11 ist zwischen dem ersten Verbindungsteil 9 und dem zweiten Verbindungsteil 10 angeordnet . Der zweite Verbindungsteil 10 ist zwischen dem dritten Verbindungsteil 11 und dem vierten Verbindungsteil 12 angeordnet .
Ein erster Faltenbalg 15 ist zwischen dem ersten Verbindungsteil 9 und dem dritten Verbindungsteil 11 angeordnet und mit dem ersten Verbindungsteil 9 und dem dritten Verbindungsteil 11 j eweils gasdicht verbunden .
Ein zweiter Faltenbalg 16 ist zwischen dem dritten Verbindungsteil 11 und dem zweiten Verbindungsteil 10 angeordnet und mit dem dritten Verbindungsteil 11 und dem zweiten Verbindungsteil 10 j eweils gasdicht verbunden .
Ein dritter Faltenbalg 17 ist zwischen dem zweiten Verbindungsteil 10 und dem vierten Verbindungsteil 12 angeordnet und mit dem dritten Verbindungsteil 10 und dem vierten Verbindungsteil 12 j eweils gasdicht verbunden .
Der erste Verbindungsteil 9 ist mit dem ersten Gehäuseteil 5 verbunden . Zu diesem Zweck weist der erste Verbindungsteil 9 mehrere Verbindungsbereiche 23 auf , in denen der erste Verbindungsteil 9 j eweils kraf tschlüssig durch eine Schraubverbindung 25 mit dem ersten Gehäuseteil 5 verbunden ist . Jeder Verbindungsbereich 23 weist eine Verbindungsausnehmung 27 auf , die ein Innengewinde für eine Schraube 29 aufweist . Der erste Gehäuseteil 5 weist einen dem ersten Verbindungsteil 9 zugewandten Gehäuseflansch 31 auf , der zu den Verbindungsausnehmungen 27 korrespondierende Gehäuseflanschöf fnungen 33 aufweist . Durch j ede Gehäuseflanschöf fnung 33 ist eine Schraube 29 in eine Verbindungsausnehmung 27 geführt und mit dem Innengewinde der Verbindungsausnehmung 27 verschraubt .
Der vierte Verbindungsteil 12 ist kraft- und/oder stof f schlüssig mit dem zweiten Gehäuseteil 7 verbunden . Beispielsweise ist der vierte Verbindungsteil 12 über weitere Schraubverbindungen in ähnlicher Weise mit dem zweiten Gehäuseteil 7 kraf tschlüssig verbunden wie der erste Verbindungsteil 9 mit dem ersten Gehäuseteil 5 verbunden ist . Alternativ oder zusätzlich ist der vierte Verbindungsteil 12 mit dem zweiten Gehäuseteil 7 beispielsweise stof f schlüssig über mindestens eine Schweißverbindung verbunden .
Um die von den Gehäuseteilen 5 , 7 und den Faltenbälgen 15 , 16 , 17 umschlossenen Volumina miteinander zu verbinden, weist j eder Verbindungsteil 9 bis 12 eine Durchgangsausnehmung 35 auf . Die Durchgangsausnehmung 35 des ersten Verbindungsteils 9 verbindet ein von dem ersten Faltenbalg 15 umschlossenes Volumen mit einem von dem ersten Gehäuseteil 5 umschlossenen Volumen . Die Durchgangsausnehmung 35 des dritten Verbindungsteils 11 verbindet das von dem ersten Faltenbalg 15 umschlossene Volumen mit einem von dem zweiten Faltenbalg 16 umschlossenen Volumen . Die Durchgangsausnehmung 35 des zweiten Verbindungsteils 10 verbindet das von dem zweiten Faltenbalg 16 umschlossene Volumen mit einem von dem dritten Faltenbalg 17 umschlossenen Volumen . Die Durchgangsausnehmung 35 des vierten Verbindungsteils 12 verbindet das von dem dritten Faltenbalg 17 umschlossene Volumen mit einem von dem zweiten Gehäuseteil 7 umschlossenen Volumen . Die Durchgangsausnehmung 35 j edes Verbindungsteils 9 bis 12 ist dabei zentral in dem Verbindungsteil 9 bis 12 ausgebildet , so dass j edes Verbindungsteil 9 bis 12 ringförmig um seine Durchgangsausnehmung 35 ausgebildet ist . In Figur 1 ist nur die Durchgangsausnehmung 35 des ersten Verbindungsteils 9 dargestellt .
Der zweite Faltenbalg 16 weist einen größeren Innendurchmesser d2 als der erste Faltenbalg 15 und der dritte Faltenbalg 17 auf . Beispielsweise ist das Quadrat des Innendurchmessers d2 des zweiten Faltenbalgs 16 wenigstens annähernd gleich der Summe der Quadrate eines Innendurchmessers dl des ersten Faltenbalgs 15 und eines Innendurchmessers d3 des dritten Faltenbalgs 17 . Dadurch bleibt das von den Faltenbälgen 15 , 16 , 17 insgesamt umschlossene Volumen bei einer Relativbewegung der beiden Gehäuseteile 5 , 7 im Wesentlichen konstant , so dass auch der Druck eines Gases in dem von den Faltenbälgen 15 , 16 , 17 insgesamt umschlossenen Volumen bei einer Relativbewegung der beiden Gehäuseteile 5 , 7 im Wesentlichen konstant bleibt .
Jeder Faltenbalg 15 , 16 , 17 ist mit den beiden mit ihm verbundenen Verbindungsteilen 9 bis 12 j eweils beispielsweise verschweißt . Figur 1 zeigt beispielhaft eine Schweißnaht 37 einer Verschweißung des ersten Faltenbalgs 15 mit dem ersten Verbindungsteil 9 . Die Schweißnaht 37 verläuft an einer Berandung der Durchgangsausnehmung 35 des ersten Verbindungsteils 9 .
Figur 2 ( FIG 2 ) zeigt eine Frontansicht der in Figur 1 gezeigten Verbindungsvorrichtung 3 . Jeder erste Zuganker 19 ist in einem Zugankerkopplungsbereich 39 mit dem ersten Verbindungsteil 9 verbunden . Die Zugankerkopplungsbereiche 39 sind gleichmäßig über einen von der Durchgangsausnehmung 35 des ersten Verbindungsteils 9 abgewandten ringförmigen Randbereich des ersten Verbindungsteils 9 verteilt . In diesem Aus führungsbeispiel weist der erste Verbindungsteil 9 zwöl f Verbindungsbereiche 23 auf , in denen er j eweils durch eine Schraubverbindung 25 mittels einer Schraube 29 mit dem ersten Gehäuseteil 5 verbunden ist . Die Verbindungsbereiche 23 sind gleichmäßig über einen der Durchgangsausnehmung 35 des ersten Verbindungsteils 9 zugewandten ringförmigen Randbereich des ersten Verbindungsteils 9 verteilt . Zwischen j edem Zugankerkopplungsbereich 39 und dem ihm nächstgelegenen Verbindungsbereich 23 weist der erste Verbindungsteil 9 eine Kraftverteilungsausnehmung 41 auf , die langlochförmig ausgebildet ist mit Längsseiten, die im Wesentlichen senkrecht zu einer Verbindungslinie zwischen dem Zugankerkopplungsbereich 39 und dem ihm nächstgelegenen Verbindungsbereich 23 verlaufen .
Durch j ede Kraftverteilungsausnehmung 41 werden auf den ersten Verbindungsteil 9 wirkende Kräfte gleichmäßiger in dem ersten Verbindungsteil 9 verteilt als ohne die Kraftverteilungsausnehmung 41 . Figur 2 zeigt beispielhaft Kraftrichtungen Fl bis F4 von Kräften, die über den in Figur 1 obersten ersten Zuganker 19 in dem ersten Verbindungsteil 9 wirken . Ohne die unterhalb dieses ersten Zugankers 19 angeordnete Kraftverteilungsausnehmung 41 würde eine über diesen ersten Zuganker 19 auf den ersten Verbindungsteil 9 ausgeübte Kraft vornehmlich auf den diesem ersten Zuganker 19 nächstliegenden Verbindungsbereich 23 direkt unter diesem ersten Zuganker 19 wirken . Durch die Kraftverteilungsausnehmung 41 wird diese Kraft j edoch gleichmäßiger aufgeteilt auf Kräfte , die auf diesen Verbindungsbereich 23 wirken und durch die Kraftrichtungen Fl , F2 dargestellt sind, und auf Kräfte , die auf die diesem Verbindungsbereich 23 benachbarte Verbindungsbereiche 23 wirken und durch Kraftrichtungen F3 , F4 dargestellt sind .
Um den Zusammenhang der Figuren 1 und 2 verständlicher zu machen, wurde in den Figuren dasselbe Koordinatensystem mit kartesischen Koordinaten X, Y, Z eingezeichnet .
Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Aus führungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde , so ist die Erfindung nicht durch die of fenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen .

Claims

Patentansprüche
1. Verbindungsvorrichtung (3) zum Verbinden eines ersten Gehäuseteils (5) und eines zweiten Gehäuseteils (7) eines Gehäuses (1) einer elektrischen Anlage, die Verbindungsvorrichtung (3) umfassend
- einen ersten Verbindungsteil (9) mit mindestens einem Verbindungsbereich (23) , in dem der erste Verbindungsteil (9) kraft- und/oder stoff schlüssig mit dem ersten Gehäuseteil (5) verbindbar ist, und
- einen zweiten Verbindungsteil (10) , der durch mindestens einen ersten Zuganker (19) mit dem ersten Verbindungsteil (9) verbunden ist und direkt oder indirekt mit dem zweitem Gehäuseteil (7) verbindbar ist, wobei
- der erste Verbindungsteil (9) wenigstens eine Kraftverteilungsausnehmung (41) aufweist, durch die über den mindestens einen ersten Zuganker (19) auf den ersten Verbindungsteil (9) wirkende Kräfte gleichmäßiger in dem ersten Verbindungsteil (9) verteilt werden als ohne die Kraftverteilungsausnehmung (41) .
2. Verbindungsvorrichtung (3) nach Anspruch 1, wobei mindestens eine Kraftverteilungsausnehmung (41) zwischen einem Verbindungsbereich (23) und einem Zugankerkopplungsbereich (39) , in dem der erste Verbindungsteil (9) mit einem ersten Zuganker (19) verbunden ist, angeordnet ist.
3. Verbindungsvorrichtung (3) nach Anspruch 1 oder 2, wobei mindestens ein Verbindungsbereich (23) eine Verbindungsausnehmung (27) für eine Schraube (29) aufweist, durch die der erste Verbindungsteil (9) kraf tschlüssig mit dem ersten Gehäuseteil (5) verbindbar ist.
4. Verbindungsvorrichtung (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer Faltenbalganordnung (13) , durch die die beiden Gehäuseteile (5, 7) gasdicht verbindbar sind.
5. Verbindungsvorrichtung (3) nach Anspruch 4 mit einem dritten Verbindungsteil (11) und einem mit dem zweiten Gehäuseteil (7) verbindbaren vierten Verbindungsteil (12) , wobei
- der dritte Verbindungsteil (11) zwischen dem ersten Verbindungsteil (9) und dem zweiten Verbindungsteil (10) angeordnet ist und der zweite Verbindungsteil (10) zwischen dem dritten Verbindungsteil (11) und dem vierten Verbindungsteil (12) angeordnet und ist, und wobei
- die Faltenbalganordnung (13) einen ersten Faltenbalg (15) , einen zweiten Faltenbalg (16) und einen dritten Faltenbalg (17) aufweist, wobei
- der erste Faltenbalg (15) zwischen dem ersten Verbindungsteil (9) und dem dritten Verbindungsteil (11) angeordnet und mit dem ersten Verbindungsteil (9) und dem dritten Verbindungsteil (11) jeweils gasdicht verbunden ist,
- der zweite Faltenbalg (16) zwischen dem dritten Verbindungsteil (11) und dem zweiten Verbindungsteil (10) angeordnet und mit dem dritten Verbindungsteil (11) und dem zweiten Verbindungsteil (10) jeweils gasdicht verbunden ist, und
- der dritte Faltenbalg (17) zwischen dem zweiten Verbindungsteil (10) und dem vierten Verbindungsteil (12) angeordnet und mit dem zweiten Verbindungsteil (10) und dem vierten Verbindungsteil (12) jeweils gasdicht verbunden ist.
6. Verbindungsvorrichtung (3) nach Anspruch 5, wobei der zweite Faltenbalg (16) einen größeren Innendurchmesser als der erste Faltenbalg (15) und der dritte Faltenbalg (17) aufweist .
7. Verbindungsvorrichtung (3) nach Anspruch 5 oder 6, wobei der dritte Verbindungsteil (11) und der vierte Verbindungsteil (12) starr, insbesondere durch mindestens einen zweiten Zuganker (21) , verbunden sind.
8. Verbindungsvorrichtung (3) nach einem der Ansprüche 5 bis
7, wobei der dritte Verbindungsteil (11) mindestens eine Durchgangsausnehmung (35) aufweist, die ein von dem ersten Faltenbalg (15) umschlossenes Volumen mit einem von dem zweiten Faltenbalg (16) umschlossenen Volumen verbindet.
9. Verbindungsvorrichtung (3) nach einem der Ansprüche 5 bis
8, wobei der zweite Verbindungsteil (10) mindestens eine Durchgangsausnehmung (35) aufweist, die ein von dem zweiten Faltenbalg (16) umschlossenes Volumen mit einem von dem dritten Faltenbalg (17) umschlossenen Volumen verbindet.
10. Verbindungsvorrichtung (3) nach einem der Ansprüche 5 bis
9, wobei der erste Verbindungsteil (9) mindestens eine Durchgangsausnehmung (35) aufweist, durch die ein von dem ersten Faltenbalg (15) umschlossenes Volumen mit einem von dem ersten Gehäuseteil (5) umschlossenen Volumen verbindbar ist .
11. Verbindungsvorrichtung (3) nach einem der Ansprüche 5 bis 10, wobei der vierte Verbindungsteil (12) mindestens eine Durchgangsausnehmung (35) aufweist, durch die ein von dem dritten Faltenbalg (17) umschlossenes Volumen mit einem von dem zweiten Gehäuseteil (7) umschlossenen Volumen verbindbar ist .
12. Gehäuse (1) einer elektrischen Anlage mit einem ersten Gehäuseteil (5) , einem zweiten Gehäuseteil (7) und einer den ersten Gehäuseteil (5) und den zweiten Gehäuseteil (7) verbindenden Verbindungsvorrichtung (3) , die gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.
13. Gehäuse (1) nach Anspruch 12, wobei die elektrische Anlage eine gasisolierte Schaltanlage ist.
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