DE2250362A1 - Vakuumschalter - Google Patents
VakuumschalterInfo
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- H01H33/022—Details particular to three-phase circuit breakers
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Description
B 5813
KABUSHIKI KAISHA MEIDENSHA No. 2-1-17, Ohsakl, Shlnagawa-ku, TOKYO / Japan
Vakuumschalte r
Die Erfindung betrifft einen Vakuumschalter, insbesondere für einen
Hauptstromkreis mit mehreren Unterbrechungsstellen, in evakuierten
Gehäusen, die feststehende und bewegliche Schaltstücke aufweisen. Der Schalter soll insbesondere in Verbindung mit mehrphasigen elektrischen
Einrichtungen zur Anwendung kommen.
N/M
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Vakuumschalter werden in Verbindung mit mehrphasigen Spannungsverteilereinrichtungen verwendet. Normalerwelse werden hierbei
Unterbreehungsstellen, die In evakuierten Gehäusen angeordnet sind,
den einzelnen Stromphasen zugeordnet, Jede Unterbrechungsstelle In
einem evakuierten Gehäuse weist ein feststehendes Schaltstück und ein bewegliches Schaltstück auf. DIo Schaltstücke sind Innerhalb einer
Vakuumkammer untergebracht, die eine Metall-zu-Isolatlonsabschlrmung darstellt. Bei einem typischen Vakuumschalter Ist die Metallzu-Isolatlonsabschlrmung umgeben von einer evakuierten Umhüllung,
welche normalerweise aus Glas oder Keramik besteht. Die feststehenden und beweglichen SchaltstUcke werden von feststehenden und
beweglichen elektrischen Elektroden gehalten, welche zueinander ausgerichtet sind und durch Flansche oder Abschlußplatten aus dem Unterbrechungsstellengehäuee hinausragen. Diese Flansche bzw. Abschlußplatten sind an beiden Enden der evakuierten Umhüllung angebracht.
Die feststehende Elektrode Ist an einer dieser Abschlußplatten befestigt,
während die bewegliche Elektrode axial verschiebbar durch eine öffnung in der anderen Abschlußplatte hindurchragt. Diese Stelle Ist hermetisch abgedichtet durch einen Metallbalg, der von der beweglichen
Elektrode Innerhalb der Vakuumkammer getragen wird. Die bewegliche
Elektrode bzw. das bewegliche Schaltstück ist In Richtung auf das
feststehende Schaltstück und von diesem weg bewegbar. Hierzu wird ein Steuermechanlsmus verwendet, der In geeigneter Weise 4lne Anordnung von Solenolden oder Federn enthält. Die beweglichen SchaltstUcke, welche am inneren Ende der beweglichen Elektrode befestigt
sind, werden so durch einen Bereich, In welchem eich ein Llchbogen
bildet, mit dem feststehenden Schaltstück In und außer Kontakt gebracht. Derartige Hochspannungs-VakuumschaUer sind weltverbreitet
bei der Spannungsverteilung Im mittleren Spannungeberelch.
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Sie weisen hervorragende und rasche Schalteigenschaften auf, Sie körnen in kleinen Behältern untergebracht werden und ihre Lebensdauer
ist verhältnismäßig lang. Auch können sie leicht installiert werden.
Auch ist Ihr. Betrieb frei von Feuer- und Explosionsgefahr.
Die in den Unterbrechungestellen in den evakuierten Gehäusen eines
einzelnen Schalters sind mittels isolierender Aufbauten an einem gemeinsamen
Träger befestigt, Der Schalter wird derart angeordnet, daß seine beweglichen Schaltstücke abwärts gerichtet sind und mit Betätigungselementen des Steuermechanismus, welche unter den Unterbrechungsstellen
angeordnet sind, ausgerichtet, sind. Die Verwendung der isolierenden
und tragenden Aufbauten, welche den einzelnen Unterbrechungsstellen zugeordnet sind, benötigen einen verhältnismäßig großen konstruktiven
Aufwand beim gesamten Schalteraufbau. Hieraus resultiert ein hoher Zeltaufwand und Arbeltsaufwand beim Anordnen des Schalters.
Da nun die einzelnen Unterbrechungsstellen in den evakuierten Gehäusen getrennt voneinander an der Tragvorrichtung durch entsprechende
Trägermittel angebracht werden müssen, Ist eine extrem und peinlich
genaue Ausrichtung bei der Anordnung der Unterbrecherstellen in den evakuierten Gehäusen notwendig.. Die Unterbrecherstellen müssen nämlich
genau mit den zugeordneten Betätigungselementen des Steuermechanismus,
die den einzelnen Unterbrechungsstellen zugeordnet sind, ausgerichtet sein.
Die Unterbrecherstellen In den Vakuumgehäusen werden normalerweise
von isolierenden Tragelementen gehalten. Sie liegen dabei mit ihren
oberen Abschlußplatten, die an der Seite der feststehenden Schaltstücke angeordnet sind, auf, während die unteren Abschlußplatten auf der
Seite der beweglichen Schaltstücke nicht gestützt sind. Um nun die
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Kräfte, welche auf die unteren Abschlußplatten der Unterbrecherstellen
aufgrund der aufwärts und abwärts gerichteten Bewegungen der beweglichen SchaltstUcke einwirken, auszugleichen, Ist es wichtig, daß die
unteren Abschlußplatten durch eine nicht allzu geringe Anzahl von zusätzlichen
Verstärkungselementen verstärkt sind, damit die Abschlußplatten den Kräften, die auf sie einwirken, widerstehen können. Da
die beweglichen SchaltstUcke von dem Steuermechanismus der unterhalb
der Unterbrecheretellen angeordnet Ist, angetrieben werden, Ist es
notwendig, daß die Unterbrecherstellen von dem darunter liegenden Steuermechanismus einen ausreichenden Abstand aufweisen. Es sollte
daher der Träger bzw. die Tragvorrichtung für die Unterbrecherstellen
eine ausreichende Höhe aufweisen, so daß Aufwärt»-und Abwärtsbewegungen
der beweglichen SchaltstUcke sowie des Steuermechanismus In ausreichendem
Maße ermöglicht werden. Dies wirkt sich natürlich bei der
Gesamtgröße der Schalteinrichtung aus.
Derart große und unhandliche Schalteinrichtungen sowie das Erfordernis
der genauen Anordnung und Justierung der Unterbrecherstellen bei dem Zusammenbau der Schaltanordnung erhöhen den Produktions- und Installationsaufwand
sowie die hierzu notwendigen Kosten. Hieraus ergeben sich Hindernisse bei der wirtschaftlichen Herstellung von Vakuumschaltern,
insbesondere auf einer groß angelegten wirtschaftlichen Basis.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Vakuumschalteranordnung
zu zeigen, die für eine groß angelegte Produktion geeignet ist. Demzufolge soll der Vakuumschalter wirtschaftlich herstellbar,
installierbar und zu betreiben sein. Diese Aufgabe wird bei einem Vakuumschalter mit mehreren Unterbrecherstellen in evakuierten Gehäusen,
die je ein feststehendes und bewegliches Schaltstück aufweisen
?Γ·.ΐ G 1 G / 0 9 1 3
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und die an einer Tragvorrichtung mittels Isolierender MIttel befestigt
sind, sowie mit einem Steuermechanismus zur Betätigung der beweglichen
SchaltstUcke erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Isolieraufbau,
der mehrere im gleichen Abstand voneinander angeordnete, nach oben hin geöffnete Abtelle aufweist, an der Tragvorrichtung ^6"
festigt Ut, daß die evakuierten Gehäuse mit den darin befindlichen
Unterbrecherstellen In den Abtellen des !solleraufbaues angeordnet
sind, wobei die feststehenden Schaltstücke der Unterbrecherstellen
nach oben und die beweglichen SchaltstUcke der Unterbrecherstellen
durch den Isolieraufbau hindurch nach unten gerichtet sind und daß der Steuermechanismus, dessen Betätigungsmittel die beweglichen SchaltstUcke auf die feststehenden Schaltstücke zu- und wegbewegt mit den
Abtellen des Isolieraufbaues und somit mit den beweglichen Schaltstücken
ausgerichtet Ist.
Der Isolleraufbau, der die evakuierten Gehäuse mit den darin befindlichen
Unterbrechungsstellen trägt, Ist aus einem Isoliermaterial gefertigt.
Dieser Isolleraufbau Ist daher während des Betriebes der Schalteinrichtung verziehenden oder anderen Deformationskräften infolge
des Gewichtes der Unterbrechungsetellen unterworfen. Um nun ein Verziehen oder eine Deformation des Isolieraufbaues zu vermelden,
sind geeignete Verstärkungsmittel vorgesehen, obgleich derartige Mittel
kein wesentliches Erfordernis sind. Die verstärkenden Mittel können
Wandelemente sein, welche mit einem Ende an der unteren Fläche der
Bodenwand des Isolieraufbaues und mit dem anderen Ende direkt durch geeignete Verbindungsmittel mit der Tragvorrichtung verbunden sind.
Die Wandelemente sind bevorzugt aus Isoliermaterial geformt. Bevorzugt
können die Wandelemente zwischen benachbarten beweglichen SchaitstUcken der In den Vakuumgehäusßn befindlichen Uaterbrachmfgsstellen
angeordnet sein.
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Die Erfindung zeigt somit einen Vakuumschalter mit mehreren In
evakuierten Gehäusen angeordneten Unterbrechungsstellen, die an einer gemeinsamen Tragvorrichtung mittels eines gemeinsamen
Isolle raufbaue β befestigt sind. Die einzelnen, In den evakuierten Gehäusen befindlichen Unterbrechungestellen sind In Abtellen, welche In
den Isolieraufbau eingeformt sind, untergebracht, wobei Ihre feststehenden SchaltstUcke nach oben gerichtet und Ihre beweglichen SchaltstUcke
nach unten aus dem Isolle raufbau heraus gerichtet sind. Die Abtelle
des Isolieraufbaues sind mit dem Steuermechanismue.der unter den
beweglichen SchaltstUcke η angeordnet ist, so daß eine genaue Justierung
bei der Anordnung der In den evakuierten Gehäusen befindlichen Unter·
brechungsstellen bezüglich des Steuermechanismus nicht mehr erforderlich Ist.
Weitere Vorteile bestehen darin, daß die Schaltanordnung eine kompakte
und einfache Konstruktion sowie geringe Abmessungen aufweist. Die einzelnen, in den evakuierten Gehäusen untergebrachten Unterbrechuqgsstellen sind auf einfache Weise von der Tragvorrichtung Isoliert und
von dieser gehalten. Die Unterbrechungsstellen können genau mit dem
Steuermechanismus ohne erheblichen Zeitaufwand und genaue Positionsjustierung zum Steuermechanismus während de· Zusammenbaues ausgerichtet werden. Weiterhin gewährleistet die Erfindung, daß die Unterbrechungsstellen in den evakuierten Gehäusen so an einer gemeinsamen
Tragvorrichtung mittels eines Isolleraufbaues befestigt werden können,
ohne daß verstärkende und zusätzliche Mittel an den unteren Abschlußscheiben an der Seite der beweglichen Schaltstücke notwendig sind.
Anhand der beiliegenden Zeichnungen und der nun folgenden Beschreibung soll die Erfindung sowie Vorteile der Erfindung näher erläutert
werden. Ee zeigen:
I 0 1J a IG/ 0 () i 3
Fig. IA Ansichten von oben von bekannten Vakuumschaltern;
bis 4A
Fig. IB Seitenansichten von entsprechenden Vakuumschaltern
blS 4B in den Fig. IA bis 4A;
Flg. 5A eine Ansicht von oben eines bevorzugten Ausführungsbetspiels
eines Vakuumschalters;
Flg. 5B eine Frontansicht eines Vakuumschalters In der Flg. 5A;
Fig. 5C eine Seitenansicht eines Vakuumschalte rs In den Fig. 5A
und 5B;
Flg. 6 eine schnittbtldliche Ansicht In vergrößertem Maßstab
einer bevorzugten Anordnung zur Halterung der Unterbrechungsstellen
des Vakuumschalters In den Fig. 5A, 5B und 5C;
Fig. 7A eine Frontansicht eines weiteren bevorzugten Ausführungs-
belspleles eines Vakuumschalters;
Flg. 7B eine Seitenansicht eines Vakuumschalters in Fig. 7A und
Flg. & eine Frontansicht eines weiteren beforzugten Ausführungsbeispieles eines Vakuumschalters.
In den Flg. IA und IB let ein am meisten gebräuchliches Ausführungsbetsplel
eines bekannten Vakuumschalter dargestellt. Dieser Vakuumschalter
enthält eine Tragvorrichtung 10, welche drei aufgerichtete.
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isolierende Tragsäulen 12a, 12b, 12c trägt, die In gleichem Abstand
voneinander angeordnet Bind. Der Schalter Ist geeignet zur Schaltung
eines dreiphasigen Stromkreises. Die isolierenden Tragsäulen 12a, 12b und 12c sind an Ihren oberen Enden mit Auflageflachen 14a, 14b
und 14c versehen. Diese Auflageflächen 14a, 14b und 14c sind geeignet, um Unterbrechungsstellen 16a, 16b, 16c, welche In evakuierten
Gehäusen untergebracht sind, Innerhalb der Isolierenden Tragsäulen
12a, 12b und 12c mittels Abschlußplatten 18a, 18b, 18c aufzuhängen,
Die Unterbrechungestellen 16a, 16b, 16c In den evakuierten Gehäusen
besitzen an den Selten, an denen die feststehenden Schaltstücke angeordnet sind, somit die Abschlußplatten 18a, 18b und 18c. Dieee befinden sich an den oberen Selten der Unterbrechungsstellen. Am Boden
der Unterbrechungsstellen, und zwar an der Seite, an der die beweglichen SchaltstUcke vorgesehen sind, sind Abschlußplatten 2Oa1 20b
und 20c vorgesehen. Die Unterbrechungsstellen bzw. Unterbrechungeeinheiten 16a, 16b, 16c weisen somit feststehende Schaltstücke 22a,
22b und 22c auf, die nach oben hin durch die oberen Abschlußplatten
18a, 18b und 18c hindurchragen. Des weitere η besitzen die Unterbrechungeeinheiten bewegliche SchaltstUcke 24a, 24b und 24c, welche
abwärts gerichtet durch die unteren Abschlußplatten 20t, 20b und 20c
hindurchragen. Die feststehenden und beweglichen Schaltetücke jeder
Unterbrechungeeinheit sind zueinander ausgerichtet und tragen an
Ihren Inneren Enden feststehende und bewegliche Kontaktelemente,
die Innerhalb der Unterbrechungseinheiten angeordnet sind und daher
In den Figuren nicht sichtbar sind. Die oberen feststehenden SchaltstUcke 22a, 22b und 22c sind mit Leitungen 26a, 26b und 26c verbunden. Die unteren beweglichen Schaltstück« sind mit Leitungen 28a,
28b und 28c verbunden. Die beweglichen Schaltstück» 24a, 24b und 24c
sind nach unten gerichtet und mit Betätlgungselementen eines nicht
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dargestellten Steuermechanismus ausgerichtet, Dieser Ist Innerhalb
der Tragvorrichtung 10 angeordnet.
Auf diese Welse Ist das bewegliche Schaltstück einer jeden Unterbrechungseinheit
16a, 16b, 16c axial verschiebbar In Richtung auf das zugeordnete feststehende Schaltstück und von diesem wieder weg bewegbar.
Hierbei wird der bewegliche Kontakt durch eine Lichtbogenzone Innerhalb der Unterbrechungseinheit bewegt. Die Bewegung des x
beweglichen Schaltstückes erfolgt aufgrund eines Betätigungselementes des Steuermechanismus, wobei der Antrieb durch eine Feder und/oder
ein Solenoid des Steuermechanismus erfolgt.
In den Flg. 2A und 2B ist ein weiteres Beispiel für einen bekannten
Vakuumschalter dargestellt. Dieser Vakuumschalter enthält eine Tragvorrichtung 10', die eine senkrecht angeordnete Wand aufweist,
welche auf einer horizontal angeordneten Plattform steht. Die senkrecht
angeordnete Wand der Tragvorrichtung 10' trägt drei isolierende Tragrahmen 12a, 12b und 12c, welche mit Auflageflächen 14a, 14b
und 14c versehe a sind. Die Auflageflächen sind neben der senkrechten Wand der Tragvorrichtung 10' angeordnet. Die Unterbrechungselnheiten
16a, 16b und 16c in den evakuierten Gehäusen sind innerhalb der isolierenden Tragrahmen 12a, 12b, 12c aufgehängt, wobei
die Abschlußplatten 18a, 18b, 18c auf den entsprechenden Auflageflächen
14a, 14b und 14c aufliegen. Die feststehenden Schaltstücke 22a, 22b und 22c der Unterbrechungeeinheiten sind daher nach oben
gerichtet und die beweglichen Schaltstücke 24a, 24b und 24c der Unterbrechungeeinheiten sind nach unten gerichtet, wie es In den
Fig. IA und IB dargestellt 1st. Die unteren beweglichen Schaltstücke
24a, 24b nod 24c sind unveränderbar mit den Betätigungselementen
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des Steuermechanismus ausgerichtet. Dieser Steuermechanismus Ist
unter den einzelnen Unterbrechungseinheiten 16a, 16b und 16c oder auf der horizontalen Plattform der Tragvorrichtung 10' angeordnet.
Der Steuermechanismus Ist Im einzelnen nicht dargestellt.
Bei den beiden soeben beschriebenen bekannten Vakuumschaltern sind
die einzelnen Unterbrechungseinheiten 16a, 16b und 16c in den Vakuumgehäusen in der gemeinsamen Tragvorrichtung 10 bzw. 10' aufgehängt.
Es werden hierzu Isolierende, senkrecht angeordnete Säulen bzw. Rahmen 12a, 12b und 12c verwendet, die voneinander unabhängig und Im
Abstand voneinander angeordnet sind. Hieraus resultiert eine unhandliche Konstruktion der Schalteranordnung, so daß die Gesamtanordnung verhältnismäßig groß Ist und beim Zusammenbau ein großer
Zeltaufwand und Arbelteaufwand notwendig ist. Dies ergibt sich Insbesondere dann, wenn die Unterbrechungeeinheiten an der Tragvorrichtung befestigt werden und In genaue Lage innerhalb der Tragsäulen bzw. -rahmen gebracht werden, so daß diese Tragsäulen
bzw. -rahmen eine genaue Ausrichtung zwischen den beweglichen Schaltetücken der einzelnen Unterbrechungseinheiten und den zugeordneten Betätigungselementen des darunterliegenden Steuermechanismus ermöglicht wird. Die Verwendung von unabhängigen Tragsäulen
bzw. -rahmen 12a, 12b und 12c erfordert, daß eine den Unterbrechungsstellen 16a, 16b und 16c entsprechende Anzahl von Säulen bzw.
Rahmen vorgesehen sind. Hieraus und Insbesondere aus der Ausgestaltung dieser Säulen bzw. Rahmen, In die Auflageflächen 14a, 14b
und 14c eingeformt sind, folgen erhöhte Produktionekosten und Installatlonskosten fUr den Vakuumschalter.
Die Unterbrechungseinheiten 16a, 16b und 16c in den Vakuumbehältern der Vakuumschalter in den Fig. IA und IB bzw 2A und 2B
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werden, wie oben dargestellt, von Tragsäulen bzw. -rahmen 12a, 12b und 12c getragen. Es sind hierzu an der Seite, an der die feststehenden
Schaltstücke vorgesehen sind, Abschlußplatten 18a, 18b und 18c vorgesehen. Bei dieser Anordnung der Unterbrechußgselnheiten
ist es notwendig, daß die unteren Abschlußplatten 20a, 20; und 20c,
welche auf der Seite der beweglichen Schaltstücke angeordaet sind,
verstärkt werden, damit sie den Kräften, die auf sie einwirken, widerstehen können. Diese Kräfte wirken dann ein, wenn die beweglichen
Schaltstücke 24a, 24b und 24c durch den Steuermechanismus angetrieben werden, so daß sie sich nach oben und nach unten während
des Schaltbetriebes bewegen. Es müssen daher geeignete zusätzliche, nicht dargestellte Glieder an den Unterbrechungseinheiten 16a, 16b und
16c vorgesehen sein, um die Abschlußplatten 20a, 20b und 20c an der
Seite, an der die beweglichen Schaltstücke angeordnet sind, zu verstärken.
Hieraus resultiert eine weitere Vergrößerung der Anordnung und der Herstellungskosten des Schalters. Um umgestörte Aufwärts-
und Abwärtsbewegungen der beweglichen Schaltstücke 24a, 24b und 24c
zu ermöglichen, muß der Steuermechanismus In genügendem Abstand unterhalb der Unterbrechungseinheiten 16a, 16b und 16c angeordnet
sein. Die isolierenden Tragsäulen bzw. -rahmen 12a, 12b und 12c
müssen daher an der Tragvorrichtung 10 bzw. 10' In ausreichender
Höhe angeordnet sein. Hieraus resultiert, daß die Tragvorrichtung
10 bzw. 10' eine ausreichende Höhe aufweist. Dadurch wird die Gesamtgrö&e
des Schalters erhöht. Um eine ausreichende mechanische Festigkeit des Schalters zu erreichen, müssen daher erhöhte Produktionskosten
und Installationekosten aufgewendet werden.
Die soeben beschriebenen Nachteile der bekannten Vakuumschalter werden etwas gemildert bei einem anderen Ausführungsbeispiel eines
bekannten Vakuumschalters, der in den Fig. 3A und SB dargestellt ist.
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Bei diesem Schalter sind die Unterbrechungseinheiten 16a, 16b und
16c unveränderlich so angeordnet, daß Ihre feststehenden Schaltstücke 22a, 22b und 22c nach oben gerichtet sind und ihre beweglichen SchaltstUcke 24a, 24b und 24c nach unten gerichtet sind. Die
Unterbrechungeelnhelten werden von einer Tragvorrichtung 10* gehalten, die der Tragvorrichtung in den Flg. 2A und 2B ähnlich Ist.
Die Unterbrechungeelnhelten 16a, 16b und 16c in dem Vakuumbehälter werden so getragen, daß sie an der senkrecht stehenden Wand
der Tragvorrichtung 10' aufgehängt sind. Es werden hierzu obere isolierende Tragarme 30a, 30b und 30c verwendet, welche mit einem
Ende an der senkrecht stehenden Wand der Tragvorrichtung 10' und mit dem anderen Ende an der oberen Abschlußplatte auf der Seite
der feststehenden Schaltetücke mit den Unterbrechungseinheiten 16a, 16b und 16c verbunden sind. Zur Befestigung werden außerdem die
Leitungen 26a, 26b und 26c, durch welche die oberen feststehenden SchaltstUcke 22a, 22b und 22c hindurchragen, verwendet. Auf der
Seite der beweglichen SchaltstUcke sind die beweglichen SchaltstUcke
24a, 24b und 24c verschiebbar durch die Leiter 28a, 28b und 28c
hlndurchgefUhrt. Die Leiter sind hierbei an der senkrecht stehenden Wand der Tragvorrichtung 10' mittels unterer, isolierender Tragarme 32a, 32b und 32c befestigt. Die isolierenden Tragarme 30a
bis 30c und 32a bis 32c bestehen normalerweise aus Porzellanröhren, wie dargestellt.
Der In den Fig. 3A und 3B dargestellte Vakuumschalter weist eine
einfachere Konstruktion auf im Vergleich mit dem Schalter In den Flg. IA und IB und 2A und 2B. Dies liegt daran, daß die senkrecht
stehenden Tragsäulen bzw. -rahmen 12a, 12b und 12c, welche erhältnismäßig große Ausdehnungen besitzen, in Fortfall kommen.
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Dieser Vorteil wird jedoch durch die Schwierigkeit, welche bei der
Einstellung und^ Justierung der Lage der einzelnen Unterbrechungseinheiten 16a, 16b und 16c entsteht, wieder aufgehoben. Bei der
Ausrichtung der Unterbrechungseinheiten bezüglich des darunter liegenden SteuermechanlBmus müssen die oberen und unteren Porzellanarme,
welche In doppelter Anzahl verglichen mit den Unterbrechungseinheiten
vorliegen, eingestellt werden. Außerdem besteht nach wie vor die Notwendigkeit, daß zusätzliche Verstärkungsmittel
vorgesehen sind, welche die aus der aufwärts- und abwärtsgerichteten Bewegung der beweglichen SchaltstUcke resultierenden Kräfte,
die auf die Unterbrechungseinheiten einwirken, kompensiert werden.
Außerdem muß ein genügender Abstand zwischen dem Steuermechanismus und den Unterbrechungseinheiten vorgesehen sein, damit die beweglichen
Schaltstücke ungestört bewegt werden können, wie im vorstehenden
schon ausgeführt wurde. Diesbezüglich weist daher der Vakuumschalter in den Fig. 3A und 3B die gleichen Nachteile auf.
Die Anzahl der Einzelteile des Sehalters können in einem anderen
bekannten Ausführungsbeispiel vermindert werden, wie dies in den Flg. 4A und IB dargestellt ist. Der in diesen Figuren gezeigte
Vakuumschalter benützt eine Tragvorrichtung, welche Im wesentlichen
aus einem Paar von im Abstand voneinander angeordneten, parallelen Seitenplatten 34 und 31'. Diese Seitenplatten 31 und 34'
tragen an ihren oberen Enden ein Isolierträgerglied.36, welchtjs
sich quer zur Tragvorrichtung erstreckt. Die Unteibrechungseinheiten
16a, 16b und 16c in den evakuierten Gehäusen sind unveränderbar
in der Weise atigeordnet, daß ihre feststehenden Schaltstücke
22a, 22b und 22c iiacn oben gerichtet flitkd und ihre birAt.'ft-Hchen
Schaltatücke 2Ia1 2ib und 24t nach unten };orichtot sin·!.
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Die Unterbrechungseinheiten hängen von dem Einheitsisolierträgerglied
30 nach unten. Sie sind an ihren oberen Abschlußplatten 18a, 18b und 18c an der Seite der feststehenden SchaltstUcke befestigt
und im gleichen Abstand voneinander, wie es in Fig. 4A dargestellt
ist, angeordnet. Die Leitungen 26a, 26b und 26c an der Seite der feststehenden Schaltstücke Sinti mit den oberen, feststehenden Schaltstücken
22a, 22b und 22c verbunden, während die Leitungen 28a, 28b und 28c auf der Seite der beweglichen SchaltstUcke mit den entsprechenden
unteren beweglichen SchaltstUcken 24a, 24b und 21c verbunden sind. Letztere werden von einem gemeinsamen Isolierglied 38
getragen, welches mit den in Abstand voneinander angeordneten Seitenplatten 31 und 31' verbunden ist und sich parallel zum isolierträgerglied
36 erstreckt. Der Aufbau des Schalters Ist In den Flg. IA
und 4B dargestellt. Im Vergleich zu den im vorstehenden beschriebenen bekannten Schaltern ist diese AusIUhrungsform einfacher gebaut.
Es ergeben sich jedoch Schwierigkeiten bei der Einstellung der Lagen
der einzelnen Unterbrechungseinheiten 16a, 16b und 16c. Weiterhin
ergeben sich Probleme bei der Verstärkung der Unterbrechungseinheiten wegen der Bewegungen der beweglichen SchaltstUcke 24a,
24b und 24c. Außerdem bereitet es Schwierigkeiten, einen ausreichenden Abstand zum Steuermechanismus, der unterhalb der Unterbrechungseinheiten
liegt, so vorzusehen, daß die Bewegung der SchaltstUcke nicht gestört wird.
Dio im vorstehenden beschrielencn Schwierigketten bei den bekannten
Vakuumschaltern werden durch eiiu-n Vakiumi.sc halter gemäß der Erfindung
beut Ί'Η',ί. I'»ii Ausfuhrun#!.bt!isi>it;l nines derartigen urflndungB-gt'inäßen
Vukunm s-haUci;i ist in d»m Fig. 5Λ bis fiC dargestellt.
BAD ORIGINAL
5813 M)(JO I 6 .' Oil I 3
Bezugnehmend auf die Flg. 5A bis 5C enthält der Vakuumschalter ge-
mllß dor Erfindung Ohio Trngvo-ri'lohtuug, woleho parallele und im
Abstand voneinander angeordnete Seitenplätten 40 und 40' aufweist.
Mittels eines Verbindungsgliedes 42 sind diese Seitenplatte« 40 und
40' miteinander verbunden. Die Bodenplatten 40 und 40' tragen an
ihren oberen Enden einen einheitlichen bzw. gemeinsamen Isolieraufbau
44, der aus einem festen Isoliermaterial gebildet ist. Dar Isolieraufbau 44 ist mittels geeigneter Befestigungsmittel an den
Soltcnplatlou 40 und 40' befestigt, wobol als Bofesifgun^omitiol beispielsweise
Bolzen, welche allgemein mit der Bezugsziffer 46 bezeichnet sind, vorgesehen sind. Der Vakuumschalter in diesen Figuren
wird in Verbindung mit einer dreiphasigen elektrischen Einrichtung verwendet und es sind daher drei Unterbrechungseinheiten 16a,
16b und 16c vorgesehen. Diese werden von dein gemeinsamen Isolieraufbau
44 getragen. Die Unlerbrechungsoinholten Bind dabol mit thron
Abschlußplatten 20a, 20b und 20c an der Seite der beweglichen Schaltstücke
direkt mit dem Boden des Isolieraufbaues 44 verbunden. Die feststehenden Schaltnocke 22a, 22b und 22c der TJnterbrochungneinheiten
16a, 16b und 16c in den evakuierten Gehäusen ragen daher durch die Abschlußplatten 18a, 18b und 18c auf der Seite der feststehenden
Schaltstücke nach oben. Die beweglichen Schaltstücke 24a, 24b und 24c ragen nach unten aus dem Boden des Isolieraufbaues
heraus. Die oberen feststehenden Sehaltstücke 22a, 22b und 22c sind mit Leitungen 28a, 28b und 28c und die unteren beweglichen Schaltstücke
24a, 24b und 24c sind mit den Leitungen 28a, 28b und 28c verbunden.
Dio bcwcipflielum fiehiiltaMicko 20a, 2db und 24c rogon somit nach
unten durch dou Boden dos InollorauCbauon 44 und nlnd Über Kontakt-
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federn 48a, 48b und 48c, welche auch durch andere Formen von Verbindungselementen
ersetzt sein können, mit nicht dargestellten Betätigungselementen eines geeigneten Steuermechanismus 50 verbunden.
Dieser Steuermechanismus 50 ist unterhalb der einzelnen, in den evakuierten Gefäßen enthaltenen Unterbrechungseinheiten 16a, 16b und
16c angeordnet. Der Steuermechanismus 50 kann mittels einer geeigneten Feder und/oder einer Solenoid-Anordnung (nicht dargestellt) betrieben
werden und kann auf verschiedene bekannte Art und Weise konstruiert sein. Der Steuermechanismus bewirkt die Aufwärts- und
Abwärtsbewegungen der beweglichen Schaltstücke 24a, 24b und 24c. Hierdurch werden die beweglichen Kontaktelemente innerhalb der
Unterbrechungseinheiten in oder außer Kontakt mit den zugeordneten,
feststehenden Kontaktelementen, welche mit den oberen, feststehenden Schaltstücken 22a, 22b und 22c verbunden sind, während der Schaltvorgänge
gebracht. Der detaillierte Aufbau des Steuermechanismus ist für das Verständnis vorliegender Erfindung von nicht allzu großer
Bedeutung, so daß auf eine weitere eingehende Beschreibung desselben verzichtet werden kann.
Der gemeinsame Isolieraufbau 44 enthält drei Abteile oder Fächer, welche nebeneinander in seitlicher Richtung des IsoUeraufbaues angeordnet
sind. Diese Abteile bzw. Fächer werden von Trennwänden oder Trennrippen 44a, 44b, 44c und 44d gebildet, welche aus einem
Stück mit dem Isolieraufbau 44 bestehen oder angeformte Teile sind. Diese Trennwände oder -rippen 44a bis 44d sind im wesentlichen im
gleichen Abstand voneinander angeordnet und nehmen eine solche Lage ein, daß die Abteile bzw. Fächer mit den Betätigungselementen des
Steuermechanismus 50, der unter dem Isolieraufbau 44 angeordnet ist, ausgerichtet sind. Die Unterbrechungseinheiten 16a, 16b und 16c in
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den evakuierten Gehäusen sind in diesen Abteilen bezw. Fächern
des Isolieraufbaues 44 derart angeordnet, daß die unteren beweglichen
Schaltstücke 24a, 24b und 24c der Unterbrechungseinheiten mit den entsprechenden Betätigungselementen des Steuermechanismus
50 ausgerichtet sind. Es ist hierzu keine genaue Einrichtung und kein genaues Einrücken der einzelnen Unterbrechungselemente
relativ zum Steuermechanismus während des Einbaues notwendig. Falls erwünscht, können Isolierstege 52a, 52b, 52c und 52d an den
Trennwänden oder -rippen 44a, 44b, 44c und 44d des Isolieraufbaues44
vorgesehen sein, so daß die Unterbrechungseinheiten 16a, 16b und 16c in bestimmten Entfernungen voneinander isoliert sind. Diese Isolierstege
52a bis 52d können aus einem Stück mit den Trennwänden oder -rippen 44a bis 44d bestehen oder als unabhängige Glieder mit diesen
Trennwänden und -rippen durch geeignete Befestigungsmittel verbunden sein.
Der soeben beschriebene Vakuumschalter besitzt drei Unterbrechungseinheiten,
welche drei verschiedenen Phasen eines Stromes zugeordnet sind. Eine derartige Anordnung soll jedoch lediglich zur Erläuterung
der Erfindung dienen. Die Zahl der Unterbrechungseinheiten und damit die Anzahl der Abteile bzw. Fächer, welche in den Isolieraufbau
eingeformt sind, ist jedoch nicht beschränkt und kann in Abhängigkeit von der Anzahl der Phasen der elektrischen Einrichtung
mit der der Vakuumschalter betrieben wird, gewählt werden.
In Fig. 6 ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Anordnung zum Halten für jede Unterbrechungseinheit in dem evakuierten Gehäuse
dargestellt. Die Unterbrechungseinheit ist dabei in einem Abteil bzw. in einem Fach des Isolieraufbaues, wie er in vorstehendem beschrieben
wurde, angeordnet. In Fig. 6 ist lediglich die Unterbrechungsein-
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heit 16a der Einfachheit halber gezeigt. Die in Fig. 6 gezeigte Anordnung
entspricht jedoch den Anordnungen, die auch bei den restlichen Unterbrechungseinheiten zur Anwendung kommen.
Wie aus Fig. 6 erkennbar ist, ist die Unterbrechungseinheit 16a am
Boden des Isolieraufbaues 44 befestigt. Das untere bewegliche Schaltstück 24a ist axial bewegbar und erstreckt sich nach unten und
außerhalb des Isolieraufbaues 44. Sie ragt dabei durch eine Öffnung 60, welche im wesentlichen in der Mitte des Bodens des Abteiles bzw.
des Faches zwischen den Trennwänden bzw. -rippen 44a und 44b vorgesehen ist. Das bewegliche Schaltstück 24a wird axial verschiebbar
an seinem nach unten vorstehenden Teil in einem ringförmigen Leiterelement 62 aufgenommen, das mit dem zugeordneten Leiter 28a
an der Seite der beweglichen Schaltstücke verbunden ist. Das bewegliche Schaltstück 24a ist somit ständig elektrisch mit dem Leiter 28a
verbunden. Diese Verbindung wird durch das gleitende Aneinanderlicgen
des Schaltstückes und des ringförmigen Leiterelementes erzielt. In
den Boden des speziellen Abteiles bzw. Faches des Isolieraufbaues ist weiterhin eine geeignete Anzahl von Öffnungen, welche mit 64 und
64' bezeichnet sind, eingebracht. In vorliegender Zeichnung sind dies zwei Öffnungen. Durch diese Öffnungen ragen Bolzen 66 und 66', mit
denen der Leiter 28a an die untere Abschlußplatte 24a befestigt ist. Zur Befestigung sind weiterhin Muttern 68 und 68' vorgesehen. Das
ringförmige Leiterelement 62 wird dicht vom Leiter 28 aufgenommen und ist fest an der Bodenfläche des Isolieraufbaues 44 angebracht.
Es sind hierzu Befestigungsmittel 70 und Befestigungsbolzen 72 und 72', welche mit Öffnungen versehen sind, vorgesehen. Das obere
feststehende Schaltstück 22a ist mit einem Leiter 26a verbunden.
Dieser wird durch geeignete Befestigungsmittel, wie beispielsweise
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einen Bolzen 74, bezüglicher der Unterbrechungseinheit 16a in der richtigen Lage gehalten. Der Bolzen 74 ist an der Verschlußplatte 18,
welche an der Seite der feststehenden Schaltstücke vorgesehen ist, wie es in der Figur dargestellt ist.
Zurückkommend auf die Fig. 5A bis 5C ist auszuführen, daß der gemeinsame
Isolieraufbau 44 aus einem Isoliermaterial, wie im vorstehenden schon erwähnt, besteht. Der Isolieraufbau ist Verfarmungskräften
unterworfen aufgrund der Biegekraft, welche aus den Ger
Wichten der Unterbrechungseinheiten 16a, 15b und 16c resultiert. .
Um ein Verziehen des Isolieraufbaues zu vermeiden, können geeignete Verstärkungsmittel vorgesehen sein, so daß die auf den Isolieraufbau
einwirkende, nach unten gerichtete Kraft kompensiert wird. Bevorzugte Ausführungsbeispiele derartiger Verstärkungsmittel sind
in den Fig. 7A, 7B und 8 dargestellt.
Die Verstärkungsmittel für den Vakuumschalter in den Fig. 7A und
7B enthalten zwei im Abstand voneinander angeordnete Seitenwände 54 und 54'. Diese erstrecken sich vom Boden des Isolieraufbaues
und sind mit einem Querträger, der an beiden Enden mit den Seitenplatten 40 und 40' befestigt ist, verbunden. Der Querträger ist
an den Seitenplatten der Tragvorrichtung mittels Bolzen 58 befestigt und nimmt die unteren Enden der einzelnen Seitenwände 54 und 54'
auf. Die Seitenwände 54 und 54' bestehen bevorzugt aus Isoliermaterial. Diese Seitenwände können bevorzugt so angeordnet sein,
daß sie zwischen benachbarte bewegliche Schaltstücke 24a, 24b und die zugeordneten Elemente angeordnet sind. Wie dargestellt,
sind dadurch die beweglichen Schaltstücke sowie die zugeordneten Elemente seitlich voneinander isoliert.
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Die Verstärkungselemente der Schalteinrichtung in Fig. 8 enthalten
andererseits ein Paar von Bügeln bzw. Wandgliedern 7G und 76'. Diese sind am Boden des Ißolierauibaiies 44 befestigt, so daß sie
/.wischen benachbarte, bewegliche Schaltstücke 24a, 24b und 24c
dor Unterbrechungseinheiten l(!a, IGb und IGc angreifen. Sie sind
seitwärts nach auRoη gekrümmt, so daß ihre unteren Enden an den
fkJitonnlattcn 40 und 40' befestigt sind. Diese Befestigung erfolgt
mittels Bolzen 78 und 78', wie dargestellt. Falls die Bügel 76 und
7G' aus einem Isoliermaterial bestehen, dienen sie gleichzeitig zur seitlichen Isolierung benachbarter beweglicher Schaltstücke 24a, 24b
und 24c der Unterbrechungseinheiten IGa, IGb und IGc.
Bei jeder der Anordnungen der im vorstehend beschriebenen Verstärkungsmittel
ist es wesentlich, daß die Wandglieder 54 und 54' bzw. 76 und 76' so angeordnet sind, daß sie die Aufwärts- und
Abwärtsbewegungen der beweglichen Schaltstücke und deren zugeordnete Elemente nicht beeinflussen.
Aus den vorstehenden Ausführungen ist ersichtlich, daß der Vakuum-Hchalter
gemäß der Erfindung, dadurch daß er für die Unterbrechungseinheiten einen gemeinsamen Isolieraufbau vorsieht, wesentlich
vereinfacht werden kann. Durch diesen vereinfachten Aufbau des Schalters gemäß der Erfindung und durch die Anordnung von
Fächern im Isolieraufbau, welche gleichen Abstand voneinander aufweisen, wird erzielt, daß die mühsame und genaue Positionierung
der einzelnen Unterbrechungseinheiten bezüglich des darunter liegenden Steuermechanismus entfallen kann. Es werden hierdurch die
Herstellungskosten der Schalteranordnung wesentlich herabgesenkt.
BAD ORIGINAL
3098 16/09 13
Der Zusammenbau der Schalteranordnung wird außerdem wesentlich
vereinfacht und wirkungsvoller gestaltet. Der Vakuumschalter gemäß der Erfindung ist daher für eine groß angelegte Produktion von
standardisierten Ausführungsformen mit standardisierten Abmessungen geeignet.
Da nun die Unterbrechungseinheiten in den evakuierten Gehäusen mittels ihrer Abschlußplatten au der Seite der beweglichen Schaltstücke
mit dem Isolieraufbau verbunden sind, benötigen die Unterbrechungseinheiten keine weiteren Verstärkungsglieder, da die Abwärts-
und Abwärtsbewegungen der beweglichen Schaltstücke der Unterbrechungseinheiten und des Steuermechanismus vom Träger
aufgefangen werden. Es wird hierdurch eine Tragvorrichtung mit relativ geringer Größe erzielt.
5813 300016/0313
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Claims (1)
- Patentansprüche1. Vakuumschalter, insbesondere tür einen Hauptstromkreis, mit melmuen Unterbroehungseinheilon bzw. -stollen in einem evakuierten (iehüuso, (Ii i j<; ein feststehendes und bewegliches Schaltstück aufweiten und di(! an (iinor Tragvorrichtung mittel.'; isolierender iviittel bfil'ii.ilijjt sind, und mit einem ''teuermeehnnismus zur Betätigung der beweglichen Schalt:.lücke, dadurch gekennzeichnet, daß (!in Isolieraulb in (14), der im lneie im gleichen Abfitand voneinander aitijnordoefe, t 'ich oben hin ^oüffnete Abttule Ιι·,ν/. Fiicher aufwoiat, au der Triiiivorrichhui;1,· (K)) befestigt it;t, daß dii! evakuierten Goliiiuse mit den d irin befiudlii'hen UnterbrechunijF.iitcillen (L(Ja, b,c) in ύαη Abteilen bzw. Fiichfii'ii de.'J iRolierauflifuiOH (44) angeordnet sind, wobei die f(;;;h'iteh(Miden i!t;lmlt£jtürko (22a,h,c) tbr UnterbrechungsfiUillen (lüa,b,c) n i.-li oljen und die beweglichen Schaltstücke (24a, b,e) der Unterbrechuii^ii.slelUüi durch den Iiiolieraulbau (4t) lündurch nach unten gerichtet {;ii)d, und dal! der fttciiermechaniFiinuM (Π0), dessen ii''t:itijiuii'i;;mittel die bewejrlichen Schaltfitücke (2'.!i, b, c) auf die festiHch(!i)den Schalt.sfiii Iu; (:i2a,b, e) zn-und wegbewe^t, mit den Abteihin b/.v/. J''ä(.:hern (Um lijolioiautbuues (44) und somit mit den beweglichen i'clialtfitücken (üla,b,e) ausgerichtet ist.?.. Vakuumschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolioruulbau (H) Trennwände (Ha,b,e,d) aufweist, welche die Abteile bzw. Fächer bilden und welche so angeoidnt t sind, daß die beweglichen F.chalffitik k<; (21:i,b,c) der Unterbrechungr.stellen(16a, b. c) mit den enl?!prec.'h<M!di!n HetätigungKelemtintcsn des Struurmcchanismus (f»0) ausgerichtet siii'l.BAD ORIGINAL3. Vakuumschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verstärkung des Isolieraufbaues (44) am Boden desselben Verstärkungsmittel vorgesehen Rind.4. Vakuumschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß diese Verstärkungsmittel als Wandglieder (54, 5G bzw. 76) ausgebildet sind, welche mit einem Ende am Boden des Isolieraufbaues (44) und mit den anderen Enden an der Tragvorrichtung befestigt sind.5. Vakuumschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die WandglLeder aus Isoliermaterial bestehen.6. Vakuumschalter nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Wandglieder zwischen zwei benachbarte bewegliche Schaltstücke (22a,b, c) angeordnet ist.7. Vakuumschalter nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsmittel wenigstens einen Querträger (56) aufweisen, der im wesentlichen parallel zum Isolieraufbau (44) angeordnet ist und mit der Tragvorrichtung verbunden ist, und daß die Wandglieder (54) über diesen Querträger (56) mit der Tragvorrichtung verbunden sind.8. Vakuumschalter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Isolieraufbau (44) desweiteren Isolierstege (52a, b, c,d) vorgesehen sind, welche zu beiden Seiten einer jeden Unterbrechungseinheit (J0a,b,c) angeordnet sind.BAD 5B13 3098:16/09139. Vakuumschalter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekonnzeichnet, daß die beweglichen Schaltstücke (24a, b,c) axial verschiebbar nach unten gerichtet sind und aus dem Isolieraufbau (44) hie raus ragen, wobei sie durch eine Öffnung (GO) eines jeden Abteiles bzw. Faches des Isolieraufbaues geführt sind, und daß jedes bewegliche Schaltstück über ein ringeförmiges Leiterelement (62), in welchem es gleitend geführt ist, mit einem Leiter (28a), der an der Bodenfläche des Isolieraufbaues angeordnet ist, elektrisch verbunden ist.10. Vakuumschalter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Endstück des Leiters (28a) an der Abschlußplatte (20a,b,c) der Unterbrechungseinheit an der Seite der beweglichen Schaltstücke befestigt ist.11. Vakuumschalter nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das ringförmige Leiterelement (62) mittels Befestigungselemente, welche eine Öffnung aufweisen und das Schaltstück gleitend aufnehmen, an der Bodenfläche des Isolieraufbaues (44) angeordnet ist und mittels des Leiters (28a) am Boden des Isolieraufbaues (44) befestigt ist.12. Vakuumschalter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der feststehenden Schaltstücke (22a,b, c) elektrisch mit einem Leiter (26a,b, c) auf der Seite der feststehenden Schalt stücke verbunden ist, wobei wenigstens ein einstellbares Befestigungselement (74) vorgesehen ist, welches bezüglich der zugeordneten Unterbrechungseinlieiten (16a,b,c) feststehend ißt.r>8i3 309816/091313. Vakuumschalter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungselement an der Abschlußplatte (18a) der entsprechenden Unterbrechungseinheit (16a, b,c) befestigt ist.309816/Q913
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- 1972-10-09 GB GB4642072A patent/GB1405144A/en not_active Expired
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- 1972-10-13 DE DE19722250362 patent/DE2250362B2/de not_active Ceased
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EP0060054A1 (de) * | 1981-03-06 | 1982-09-15 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Vakuumschalter |
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GB1405144A (en) | 1975-09-03 |
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---|---|---|---|
BHV | Refusal |