KR20070031898A

KR20070031898A - Vacuum switch chamber with a protective sleeve that is applied by heat shrinking

Info

Publication number: KR20070031898A
Application number: KR1020067022948A
Authority: KR
Inventors: 올리버 클라우스; 하르트무트 밀데스; 틸 뤼멘아프
Original assignee: 에이비비 테크놀로지 아게
Priority date: 2004-06-28
Filing date: 2005-06-27
Publication date: 2007-03-20
Also published as: KR100859157B1

Abstract

본 발명은 특허 청구범위 제1항 및 제3항의 전제부에 따른 진공 스위치 챔버 및 상기 진공 스위치 챔버를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다. 선행 기술의 장점들을 충분히 이용하는 동시에 그 단점들을 회피할 수 있도록 상기와 같은 유형의 진공 스위치 챔버 그리고 후속하는 캐스팅 공정과 관련된 상기 진공 스위치 챔버의 제조 방법을 개선하기 위하여, 추후의 캐스팅 공정을 준비하기 위해서 상기 진공 스위치 챔버(1)에 탄성 재료, 탄성 중합체 재료 또는 소성 중합체 재료로 이루어진 보호용 슬리브(2)가 그 외부면에 제공되고, 상기 슬리브는 팽창하는 추가의 기계적인 보조 수단 없이 단지 열 수축에 의해서만 상기 진공 스위치 챔버의 표면에 제공될 수 있다.The present invention relates to a vacuum switch chamber according to the preambles of claims 1 and 3 and a method for manufacturing said vacuum switch chamber. To prepare for the subsequent casting process in order to improve the method of manufacturing the vacuum switch chamber of this type and the subsequent casting process in order to make full use of the advantages of the prior art while avoiding the disadvantages thereof. The vacuum switch chamber 1 is provided with a protective sleeve 2 made of an elastic material, an elastomeric material or a plastic polymer material, on its outer surface, the sleeve being only by heat shrinking without further mechanical auxiliary means to expand. It may be provided on the surface of the vacuum switch chamber.

Description

Vacuum Switch Chamber with Protective Sleeve Provided by Heat Shrink {VACUUM SWITCH CHAMBER WITH A PROTECTIVE SLEEVE THAT IS APPLIED BY HEAT SHRINKING}

본 발명은 특허 청구범위 제1항 및 제3항의 전제부에 따른 진공 스위치 챔버 및 상기 진공 스위치 챔버를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a vacuum switch chamber according to the preambles of claims 1 and 3 and a method for manufacturing said vacuum switch chamber.

본 발명이 속하는 분야에서는 소위 진공 스위치 챔버를 구비한 캐스팅 수지 폴 부분(casting resin pole part)이 공지되어 있으며, 상기 폴 부분은 저전압(저응력) 공학 기술, 중간 전압(중간 응력) 공학 기술 및 고전압(고응력) 공학 기술에서 사용된다. 진공 스위치 챔버는 금속 바디로 이루어지며, 상기 금속 바디의 내부 공간은 진공 상태이고, 상기 금속 바디 내부에는 스위칭 접점이 존재한다. 이와 같은 유형의 진공 스위치 챔버는 대부분 에폭시수지 혹은 캐스팅 수지로 형성되거나, 또는 에폭시수지 혹은 캐스팅 수지로 둘러싸인다. 이 경우에는, 캐스팅 수지의 팽창 계수 및 나머지 온도 파라미터가 진공 스위치 챔버에 사용된 금속의 팽창 계수 및 온도 파라미터와 다르다는 사실에 유의해야 한다.In the field to which the invention belongs, so-called casting resin pole parts with vacuum switch chambers are known, which pole parts have low voltage (low stress) engineering technology, medium voltage (medium stress) engineering technology and high voltage. Used in engineering (high stress) engineering. The vacuum switch chamber is made of a metal body, the inner space of the metal body is in a vacuum state, there is a switching contact inside the metal body. This type of vacuum switch chamber is mostly formed of epoxy resin or casting resin, or surrounded by epoxy resin or casting resin. In this case, it should be noted that the expansion coefficient and the remaining temperature parameters of the casting resin are different from those of the metal used in the vacuum switch chamber.

그렇기 때문에 작동 중에, 그러나 미리 제조 중에도 상기와 같은 진공 스위치 챔버를 캐스팅할 때에는 상이한 열 팽창 계수로 인해 기계적인 변형이 나타날 수 있고, 이와 같은 기계적인 변형은 진공 스위치 챔버의 금속 표면과 주조물 간에 결정적으로 중요한 상호 접촉을 보장해주지 않는다. 이와 같은 단점을 피하기 위하여, 탄성 재료로 이루어지고 진공 스위치 챔버를 적절하게 둘러싸는 진공 스위치 챔버용 쿠션 코팅이 선행 기술에 공지되어 있다. 상기 선행 기술에서는, 진공 스위치 챔버가 사전에 자신을 둘러싸는 코팅과 함께 캐스팅되거나 또는 나중에 탄성 재료로 이루어진 커버가 에폭시수지로 캐스팅된다.Thus, when casting such a vacuum switch chamber during operation, but also in advance, mechanical deformation may occur due to different coefficients of thermal expansion, and such mechanical deformation is critical between the metal surface and the casting of the vacuum switch chamber. It does not guarantee important mutual contact. To avoid this drawback, cushion coatings for vacuum switch chambers made of elastic material and suitably surrounding the vacuum switch chamber are known in the prior art. In this prior art, the vacuum switch chamber is cast in advance with the coating surrounding it or later a cover made of an elastic material is cast from epoxy resin.

상기 선행 기술에서 중요한 점은, 제공된 탄성 재료가 결정적이라는 것, 다시 말해서 진공 스위치 챔버를 캐스팅하기 전에 탄성 재료가 진공 스위치 챔버 상에 기포 없이 제공된다는 것이다. 본 선행 기술에서는, 캐스팅 중에 코팅 시스템이 안정적으로 유지되어야 한다는 것도 추가의 요구 조건이다.What is important in this prior art is that the elastic material provided is decisive, ie the elastic material is provided without bubbles on the vacuum switch chamber before casting the vacuum switch chamber. In the prior art, it is a further requirement that the coating system be kept stable during casting.

상기와 같은 요구 조건들을 만족시키기 위하여, 선행 기술에는 탄성 재료로 이루어진 튜브를 사용하는 방식이 공지되어 있으며, 상기 탄성 튜브는 이 튜브가 진공 스위치 챔버 위에 올려질 수 있을 때까지 기계적인 보조 수단에 의해서 팽창된다. 기계적인 팽창 수단을 제거한 후에는, 상기 튜브가 진공 스위치 챔버의 표면에 놓이게 된다. 이와 같은 선행 기술에서는 일반적으로 재료를 진공 스위치 챔버의 표면에 올려놓는 것이 결정적으로 중요하며, 대다수의 경우에는 탄성 재료가 진공 스위치 챔버의 표면에 올려진 후에도 상기 재료는 계속해서 팽창한다.In order to meet such requirements, it is known in the prior art to use a tube made of an elastic material, which is provided by mechanical auxiliary means until the tube can be placed on a vacuum switch chamber. Swell. After removing the mechanical expansion means, the tube is placed on the surface of the vacuum switch chamber. In this prior art it is generally critical to place the material on the surface of the vacuum switch chamber, and in many cases the material continues to expand even after the elastic material is placed on the surface of the vacuum switch chamber.

다시 말해서, 스위치 챔버가 배치되지 않은 상태에서 기계적인 팽창 수단을 제거한다면, 이완된 탄성 튜브의 지름은 진공 챔버의 외부 지름보다 작게 될 것이다. 이와 같이 선행 기술에서 이미 바람직하게 사용되고 공지된 변수들 때문에, 전술한 바와 같이 재료를 표면에 올리는 것이 결정적으로 중요하다.In other words, if the mechanical expansion means is removed without the switch chamber disposed, the diameter of the relaxed elastic tube will be smaller than the outer diameter of the vacuum chamber. As such, due to the variables already preferred and known in the prior art, it is critically important to raise the material to the surface as described above.

전술된 바와 같은 종래의 진공 스위치 챔버 및 추후의 캐스팅 공정을 준비하기 위하여 이와 같은 진공 스위치 챔버를 제조하는 방법에서는, 공지된 상기 파라미터 및 처리 절차들이 효과 면에서는 바람직하게 사용될 수 있고 목적에 부합되기는 하지만, 추후의 캐스팅 공정을 준비할 목적으로 상기와 같은 진공 스위치 챔버를 제조하는 방법은 매우 복잡하다.In the conventional vacuum switch chamber as described above and in the method of manufacturing such a vacuum switch chamber for the preparation of a subsequent casting process, the above known parameters and processing procedures can be preferably used in effect and meet the purpose. In order to prepare for the subsequent casting process, a method of manufacturing such a vacuum switch chamber is very complicated.

그러나, 한편으로는 스위치 챔버를 손상으로부터 보호하고, 다른 한편으로는 절연 구간을 연장시켜 전술한 상이한 재료 팽창 계수들을 보상해주는 상응하는 튜브를 배치하는 방식을 유지하는 것도 또한 바람직하다. 이와 같은 유형의 튜브 또는 보호용 재킷을 제공하는 과정은 선행 기술의 경우에는 주위 온도(ambient temperature)에서 이루어진다. 그러나 이 경우에 유의할 점은, 진공 챔버에 캐스팅 수지를 주입하기 전에 상기 진공 챔버가 상기와 같이 제공된 튜브와 함께 소정의 온도까지 예열되는 것이다. 그러나 차가운 상태로 제공된 탄성 재료를 사용하는 경우에는, 상기와 같은 템퍼링에 의하여 추가의 제조 공정 중에 상기 탄성 재료의 허용되는 재료 온도가 초과됨으로써 노화 현상이 조기에 시작된다. 이와 같은 방식의 적용예에서는, 캐스팅 전에 그리고 캐스팅 동안에 튜브의 손상이 증가하게 된다. 이와 같은 현상은 주조물의 기계적인 안정성 및 전기적인 파라미터에 나쁜 영향을 미치게 된다.However, it is also desirable to maintain the manner of arranging corresponding tubes to protect the switch chamber from damage on the one hand and to extend the insulation section on the other hand to compensate for the different material expansion coefficients described above. The process of providing this type of tube or protective jacket is in the case of the prior art at ambient temperature. Note, however, in this case that the vacuum chamber is preheated to a predetermined temperature with the tube provided as above before injecting the casting resin into the vacuum chamber. However, in the case of using an elastic material provided in a cold state, the aging phenomenon is started prematurely by the tempering as such that the allowable material temperature of the elastic material is exceeded during the further manufacturing process. In this type of application, damage to the tube is increased before and during casting. This phenomenon adversely affects the mechanical stability and electrical parameters of the casting.

본 발명의 과제는, 전술된 장점들이 충분히 활용되는 동시에 전술된 단점들이 회피될 수 있도록, 상기와 같은 유형의 진공 스위치 챔버 및 후속하는 캐스팅과 관련하여 상기 진공 스위치 챔버를 제조하기 위한 방법을 개선하는 것이다.The object of the present invention is to improve the method for manufacturing the vacuum switch chamber in connection with such a type of vacuum switch chamber and subsequent casting so that the above-described advantages can be fully utilized while the aforementioned disadvantages can be avoided. will be.

상기 과제는 종래 방식의 진공 스위치 챔버에서 본 발명에 따라 청구범위 제1항의 특징부에 기술된 특징에 의해서 해결된다.This problem is solved by the features described in the characterizing part of claim 1 in accordance with the invention in a vacuum switch chamber of the conventional manner.

추가의 한 바람직한 실시예는 청구범위 제2항에 기술되어 있다.One further preferred embodiment is described in claim 2.

후속하는 캐스팅과 관련하여 진공 스위치 챔버를 제조하기 위한 방법과 연관된 과제는 본 발명에 따라 청구범위 제3항의 특징부에 기술된 특징에 의해서 해결된다.The problem associated with the method for manufacturing a vacuum switch chamber in connection with subsequent casting is solved by the features described in the characterizing part of claim 3 according to the invention.

본 발명에 따른 방법의 추가의 바람직한 실시예들은 나머지 종속항들에 기술되어 있다.Further preferred embodiments of the method according to the invention are described in the remaining dependent claims.

장치와 관련된 본 발명의 핵심은 진공 스위치 챔버로서, 상기 진공 스위치 챔버에는 또한 추후의 캐스팅 공정을 준비하기 위해서도 탄성 재료, 또는 탄성 중합체 혹은 소성 중합체 재료로 이루어진 보호용 슬리브(protective sleeve)가 그 외부면에 제공되며, 이 경우 상기 보호용 슬리브는 추가의 기계적인 보조 수단 없이 열 수축에 의하여 진공 스위치 챔버의 표면에 제공된다. 그럼으로써, 추후에 진공 스위치 챔버를 캐스팅하기 위한 댐핑 층이 형성될 수 있다는 장점이 얻어지는데, 다시 말하자면 이와 같은 코팅도 또한 상이한 온도 팽창 계수의 보상을 보증해주며, 전기적인 혹은 절연체적인 요구 조건들까지도 충족시킨다.At the heart of the invention associated with the device is a vacuum switch chamber, wherein the vacuum switch chamber also has a protective sleeve made of an elastomeric material, or an elastomeric or plastic polymer material, on its outer surface for the preparation of a subsequent casting process. In this case, the protective sleeve is provided on the surface of the vacuum switch chamber by heat shrink without additional mechanical auxiliary means. This has the advantage that a damping layer can be formed for casting the vacuum switch chamber in the future, that is to say that such a coating also ensures compensation of different coefficients of thermal expansion, electrical or insulator requirements. Even meets.

본 발명에서는, 상기 재킷 또는 상기 슬리브가 진공 스위치 챔버 위로 이동하기 전에, 상기 슬리브가 사전에 상황에 따라서는 기계적인 수단을 통해서도 팽창된다. 그러나 진공 챔버 위를 코팅하는 경우에는 상기 기계적인 수단이 더 이상 필요치 않은데, 그 이유는 열 수축 재료가 차가운 상태에서는 우선 상기 과도 팽창 상태에 머물러 있기 때문이다. 하지만 이 경우에 중요한 것은, 선행 기술에서와 같이 슬리브가 즉시 이완되지 않고, 오히려 우선은 과도 팽창 상태를 유지하다가 열 수축에 의해서 튜브가 진공 스위치 챔버의 표면에 적합하게 그리고 고정적으로 제공된다는 것이다.In the present invention, before the jacket or the sleeve moves over the vacuum switch chamber, the sleeve is inflated in advance by mechanical means, depending on the situation. However, the mechanical means are no longer needed when coating on a vacuum chamber, since the heat shrinkable material first remains in the overexpansion state in the cold state. What is important in this case, however, is that the sleeve does not immediately relax, as in the prior art, but rather the tube is first adapted to the surface of the vacuum switch chamber and fixedly by thermal contraction while maintaining a state of overexpansion.

추가의 바람직한 실시예에서는 열 수축이 이루어진 후에 튜브의 최종 치수 설계가 이루어짐으로써, 상기 튜브는 원통형 외부면에 적절하게 제공되고, 또한 단부에서도 마찬가지로 진공 스위치 챔버의 표면 에지 둘레에 적어도 국부적으로 제공된다.In a further preferred embodiment, the final dimensional design of the tube is made after heat shrinkage has been made, such that the tube is suitably provided at the cylindrical outer surface and at least locally at the end as well around the surface edge of the vacuum switch chamber.

진공 스위치 챔버를 제조하기 위한 방법에서는, 열 수축 재료로 이루어지고 자체 상태에서 스위치 챔버의 둘레보다 더 큰 둘레를 갖는 튜브가 상기 스위치 챔버 위에 올려지고 배치된 다음에 열 수축 공정에 의해서 진공 스위치 챔버의 표면 크기로 수축된다. 자세하게 설명하자면, 진공 스위치 챔버 상에 튜브를 제공하기 위해서는 선행 기술에서 통상적으로 사용되던 추가의 기계적인 수단이 더 이상 필요치 않다. 더 나아가서는 튜브가 보다 쉽게 진공 스위치 챔버 위로 이동함으로써, 하나의 간단한 처리 단계에서 튜브가 진공 스위치 챔버의 표면에 신속하고도 매우 효과적으로, 그리고 밀봉 상태로 제공될 수 있다.In a method for manufacturing a vacuum switch chamber, a tube made of heat shrink material and having a circumference larger than the circumference of the switch chamber in its own state is placed on the switch chamber and placed thereon, and then the heat shrink process of the vacuum switch chamber is performed. Shrink to surface size. In detail, the additional mechanical means conventionally used in the prior art are no longer needed to provide a tube on the vacuum switch chamber. Furthermore, as the tube moves more easily over the vacuum switch chamber, the tube can be provided to the surface of the vacuum switch chamber quickly, very effectively, and in a sealed state in one simple processing step.

그 다음에 에폭시수지로 캐스팅이 이루어진다. 이 경우의 특이한 장점은, 지금까지 선행 기술에서 사용되던 고무 또는 실리콘 고무 등으로 이루어진 재료에 비해 온도에 안정적인 자체 경도를 갖는 재료가 열 수축 재료로서 사용된다는 것이다. 후속하는 에폭시수지 캐스팅 과정도 마찬가지로 적어도 130 °의 온도에서 이루어진다. 그러나 선행 기술에 따른 재료들과 달리, 본 발명에 따른 열 수축 튜브는 재료 공학적인 면에서 그리고 자체 경도 면에서 매우 안정적이고, 캐스팅 과정 자체가 재료의 노화를 전혀 야기하지 않는다.Then casting is performed with epoxy resin. A unique advantage in this case is that a material having its own hardness stable to temperature compared to a material made of rubber or silicone rubber or the like used in the prior art is used as a heat shrink material. The subsequent epoxy resin casting process likewise takes place at a temperature of at least 130 °. However, unlike the materials according to the prior art, the heat shrink tube according to the invention is very stable in terms of material engineering and in terms of its own hardness, and the casting process itself does not cause aging of the material at all.

본 발명은 도면에서는 단지 필수적인 내용만 개략적으로 도시되어 있고, 아래에서 상세하게 설명된다.The present invention is schematically illustrated in the drawings only essential content and will be described in detail below.

도 1은 열 수축 튜브를 구비한 진공 챔버를 도시한 개략도이며,1 is a schematic diagram illustrating a vacuum chamber with a heat shrink tube,

도 2는 수축 튜브의 열처리 후에 진공 챔버를 도시한 개략도이다.2 is a schematic diagram illustrating a vacuum chamber after heat treatment of the shrink tube.

열 수축 튜브(2)를 구비한 진공 챔버(1)를 수축하기 위하여, 팽창된 튜브가 기술된 방식으로 상기 챔버 위에 올려진다. 그러나 상기 튜브의 팽창이 사전에 이루어질 수 있기 때문에, 열 수축 튜브를 진공 챔버 상에 코팅할 때에는 이전에 반드시 필요했던 기계적인 수단이 더 이상 필요치 않다.In order to retract the vacuum chamber 1 with the heat shrink tube 2, an expanded tube is placed above the chamber in the manner described. However, since the expansion of the tube can be done in advance, the mechanical means previously required for coating the heat shrink tube on the vacuum chamber are no longer needed.

그 다음에 130 ℃에서 열 처리 됨으로써, 튜브는 진공 스위치 챔버의 크기로 수축된다. 상기 튜브는 자체 특성에 의해 챔버의 외부 윤곽에 적응되어 표면을 평평하게 한다. 절연 구간의 연장부와는 유전체적으로 밀봉된 연결부가 형성된다. 이와 같은 과정에 의해서는, 진공 스위치 챔버의 구조적 형상이 최적으로 될 수 있고, 제조 비용도 절약될 수 있다. 상기 튜브의 적합한 재료 특성 값들은 캐스팅 전에 그리고 캐스팅 동안에 허용되지 않는 정도의 온도 부하를 피하게 한다.By then being heat treated at 130 ° C., the tube shrinks to the size of the vacuum switch chamber. The tube is adapted to the outer contour of the chamber by its properties to level the surface. A dielectrically sealed connection is formed with the extension of the insulation section. By such a process, the structural shape of the vacuum switch chamber can be optimized, and the manufacturing cost can be saved. Suitable material property values of the tube avoid unacceptable temperature loads prior to and during casting.

팽창된 튜브의 형상은 공지된 방법에서 가능했던 것보다 훨씬 더 강력하게 제조 공정의 자동화를 증진시킨다.The shape of the inflated tube promotes the automation of the manufacturing process much more powerfully than was possible with known methods.

도 2는 열 처리 후에 수축 튜브가 진공 스위치 챔버 둘레에 어떻게 제공되는지를 보여준다.2 shows how the shrink tube is provided around the vacuum switch chamber after heat treatment.

상기와 같이 형성되고 상기 수축된 열 수축 튜브에 의해 견고하게 감싸진 진공 스위치 챔버는 상세하게 도시되지 않은 에폭시수지 주조물에 의해 둘러싸여 있거나 상기 주조물 내부에 매립되어 있다. 이 경우 상기 주조물은 열 수축 튜브의 외피에 직접 인접한다.The vacuum switch chamber formed as described above and tightly wrapped by the contracted heat shrink tube is surrounded by or embedded in an epoxy resin casting, not shown in detail. In this case the casting is directly adjacent to the shell of the heat shrink tube.

전술된 바와 같이, 본 발명은 진공 스위치 챔버 및 그 제조 방법에 이용가능하다.As mentioned above, the present invention is applicable to a vacuum switch chamber and a method of manufacturing the same.

Claims

A vacuum switch chamber having a casting pole part for use in the low voltage region, the medium voltage region and the high voltage region,

In order to prepare for the subsequent casting process, the vacuum switch chamber 1 is provided with a protective sleeve 2 made of an elastic material, an elastomeric material or a plasticized polymer material on its outer surface, the sleeve being further mechanically expanded. A vacuum switch chamber, characterized in that it can be provided to the surface of the vacuum switch chamber only by thermal contraction without auxiliary means.

The method of claim 1,

The final dimensional design of the tube is made after heat shrinkage, so that the tube is suitably provided at the cylindrical outer surface and at least locally at the end likewise at the surface edge of the vacuum switch chamber. , Vacuum switch chamber.

A method for manufacturing a vacuum switch chamber having a casting pole portion,

In its own state prior to providing on the vacuum switch chamber, a tube made of heat shrink material and having a circumference larger than the circumference of the switch chamber is placed on the switch chamber and placed, and then the surface size of the vacuum switch chamber by the heat shrink process. Characterized in that the contraction with the vacuum switch chamber manufacturing method.

The method of claim 3, wherein

The method of manufacturing a vacuum switch chamber, characterized in that the casting is made of an epoxy resin after the provision and shrinkage of the tube.

The method of claim 3, wherein

A method of manufacturing a vacuum switch chamber, characterized by using a material having a self hardness that is stable to temperature as the heat shrink material of the tube.

The method according to any one of claims 3 to 5,

A process for producing a vacuum switch chamber, characterized in that the subsequent epoxy resin casting process is carried out at a temperature of at least 130 °.