DE3628174A1 - Vacuum switching chamber - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vakuum-Schaltkammer gemäß Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a vacuum interrupter according to the preamble of claim 1.
Eine solche geht aus der DE-PS 30 08 460 als bekannt hervor. Um die Festigkeit der Stirnlötung trotz unterschiedlicher ther mischer Ausdehnungskoeffizienten zwischen austenitischem Edel stahl sowie Keramik zu gewährleisten, schlägt diese Schrift eine bestimmte Edelstahlwandstärke im Bereich der Lötstelle vor.Such is known from DE-PS 30 08 460. To the strength of the forehead soldering despite different ther expansion coefficient between austenitic noble To ensure steel and ceramics, this font suggests one certain stainless steel wall thickness in the area of the solder joint.
Um den Zwängen für eine solche Wandstärkewahl zu entgehen, wird bei der Erfindung eine an sich bekannte Kompensationsschicht zwischen Edelstahl und Keramik eingesetzt.In order to escape the constraints of choosing such a wall thickness, in the invention a known compensation layer inserted between stainless steel and ceramic.
Bei einer anderen Vakuum-Schaltkammer (DE-OS 31 43 979) ist es bekannt, Deckel und Keramik über einen separaten Flansch zu ver binden. Dieser trägt einen kegelstumpfförmigen Ansatz, mit dem er auf einer entsprechenden schrägen Fläche der Keramikaußenseite aufgeschrumpft wird.In another vacuum interrupter (DE-OS 31 43 979) it is known to ver cover and ceramic on a separate flange tie. This carries a frustoconical approach with which it on a corresponding sloping surface of the ceramic outside is shrunk.
Dieses Vorgehen hat den Vorteil, daß die Flansche sich selbst zen trieren und auf Lötvorrichtungen verzichtet werden kann. Jedoch muß ein besonderes duktiles Flanschmaterial zum Einsatz gelangen, dessen thermischer Ausdehnungskoeffizient denjenigen der Keramik um nicht mehr als 50% übersteigt. Diese Verbindung ist einer modifizierten Umfangslötung gleichzusetzen.This procedure has the advantage that the flanges zen themselves trieren and can be dispensed with soldering devices. However a special ductile flange material must be used, whose coefficient of thermal expansion is that of ceramic by no more than 50%. This connection is one modified circumferential soldering equate.
Derartige Umfangslötungen zwischen Deckel und Keramik gehen z.B. aus der DE-PS 24 60 628 als bekannt hervor. Dort ist die vom Deckel übergreifende Keramik außen in Deckelmaterialstärke abge setzt. Die Lötverbindung erfolgt an der axial verlaufenden Um fangsfläche. Dies gelingt nur, wenn das Deckelmaterial und Keramik einen etwa gleichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweisen. Das dafür benötigte Deckelmaterial ist sehr teuer und zudem kor rosionsanfällig.Such circumferential soldering between the lid and ceramic goes e.g. from DE-PS 24 60 628 as known. There is the one from Cover overlapping ceramic outside in cover material thickness puts. The soldered connection is made on the axially extending um catchment area. This only works if the lid material and ceramic have approximately the same thermal expansion coefficient. The lid material required for this is very expensive and also kor susceptible to corrosion.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Vorteile der Umfangs lötung auf eine Stirnlötung zwischen Deckel und Keramik zu über tragen, wobei für den Deckel preiswerter, nichtrostender austeni tischer Edelstahl verwendbar ist.The object of the invention is to take advantage of the scope soldering to a forehead soldering between the lid and ceramic wear, for the lid cheaper, rustproof austeni table stainless steel can be used.
Gelöst wird diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1.This task is solved with the characteristic features of the Claim 1.
Der lichte Durchmesser des Keramikzylinders ist nicht mit einer für die Zentrierung notwendigen Maßhaltigkeit zu fertigen. Um dennoch einen exakten Zentrierabschnitt im Zylinderinneren zu er halten, wird er von den Stirnseiten aus nach innen stufenförmig durch Ausdrehen abgesetzt. Die Ausdrehung wird vor dem Brennvor gang - in der sogenannten grünen Phase der Keramik - vorgenommen. Das Einsetzen der Metallteile (Deckel und Steuerschirm) in den Keramikzylinder erfolgt dann entsprechend der Wärmedehnung dieser Teile mit großem radialem Spiel. Dieses verschwindet bei Löttem peratur, und die Teile zentrieren sich quasi selbsttätig.The clear diameter of the ceramic cylinder cannot be manufactured with the dimensional accuracy required for centering. In order to maintain an exact centering section inside the cylinder, it is stepped inwards from the end faces by turning out. The recess is gang before Brennvor - made - in the so-called green phase of the ceramic. The metal parts (cover and control screen) are then inserted into the ceramic cylinder in accordance with the thermal expansion of these parts with great radial play. This disappears with soldering temperature, and the parts center themselves almost automatically.
Die Toleranzen des Keramikzylinders können jedoch auch ohne des sen Ausdrehung durch eine elastische Vorspannung der einzusetzen den Teile ausgeglichen werden. Vorteilhaft ist es, diese mit meh reren, auf einem Kreis angeordneten, elastisch nach innen aus weichenden Vorsprüngen auszustatten, deren Kreisdurchmesser in jedem Fall größer ist als der lichte Durchmesser des Keramikzy linders beim Zusammenbau. Eine Zentrierung wird also schon beim Einsetzen der Teile im kalten Zustand erreicht. Die Vorsprünge weichen symmetrisch nach innen aus. Bei Löttemperatur erfolgt ein weiteres Eindrücken der Vorsprünge entsprechend der unterschied lichen Wärmedehnung. Daß hierbei die Elastizität der Metallteile weitestgehend eingebüßt wird, hat auf die Zentrierfähigkeit keinen Einfluß mehr. The tolerances of the ceramic cylinder can also be without the Sen unscrewing by an elastic preload the parts are balanced. It is advantageous to use meh er, arranged in a circle, elastically inwards to give way to protrusions whose circle diameter is in is larger than the clear diameter of the ceramic zy easier when assembling. A centering is already at the Inserted the parts when cold. The tabs dodge symmetrically inwards. At soldering temperature there is a press the projections further according to the difference thermal expansion. That the elasticity of the metal parts is largely lost, has no centering ability Influence more.
Bei der Erfindung sind Lötvorrichtungen entbehrlich; überdies wird Montagearbeit eingespart, und die Ofenbelegungszeiten (geringe auf zuheizende Massen) werden verkürzt. Die thermischen Ausdehnungs koeffizienten von Keramik und Deckel können sich um mehr als 50% unterscheiden. Es kann der preiswerte und korrosionsfeste Edel stahl zum Einsatz gelangen.In the invention, soldering devices are unnecessary; moreover will Assembly work saved, and the oven occupancy times (low on heaters to be heated) are shortened. The thermal expansion Ceramic and lid coefficients can increase by more than 50% differentiate. It can be the inexpensive and corrosion-resistant noble steel are used.
Weitere Einsparungen werden dadurch erzielt, daß der Steuerschirm in Kupfer ausgeführt ist und als dehnungsausgleichende Auflage für den Deckel dient. Steuerschirm und Deckel konnen vorteilhaft von einem einzigen Tiefziehteil gebildet sein.Further savings are achieved in that the control screen is made in copper and as an expansion compensation for serves the lid. Control screen and cover can be advantageous from be formed in a single deep-drawn part.
An Hand der Figuren wird die Erfindung näher erläutert.The invention is explained in more detail with reference to the figures.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 einen Halbschnitt durch eine Vakuum-Schaltkammer;, Fig. 2 bis 5 Varianten (vergrößert) der Einzelheit A gemäß Fig. 1; . Fig. 1 is a half section through a vacuum interrupter chamber ;, Figures 2 to 5 variants (enlarged) of the detail A of FIG. 1;
Fig. 6 eine Ansicht der Fig. 5. Fig. 6 is a view of Fig. 5.
Der Mantel der Vakuum-Schaltkammer 1 wird von einer hohlzylin drischen Isolierkeramik gebildet, die sich aus den Keramikzylin dern 2 a, 2 b zusammensetzt. Diese sind von Deckeln 3 a, 3 b aus nichtrostendem austenitischem Edelstahl verschlossen und von den Leiterstengeln 4 a, 4 b dicht durchgriffen. Dabei übernimmt ein Me tallbalg 4 die Abdichtung zwischen dem Deckel 3 b und dem beweg lichen Leiterstengel 4 b. Im Inneren des Gehäuses tragen die Lei terstengel Schaltkontakte 5 a, 5 b.The jacket of the vacuum interrupter 1 is formed by a hollow cylindrical drier insulating ceramic, which is composed of the ceramic cylinders 2 a , 2 b . These are closed by covers 3 a , 3 b made of rust-proof austenitic stainless steel and tightly penetrated by the ladder stems 4 a , 4 b . A Me tallbalg 4 takes over the seal between the cover 3 b and the movable union stem 4 b . Inside the housing, the Lei terstengel switch contacts 5 a , 5 b .
Die Isolierkeramik gemäß Fig. 2 ist nach innen von den Stirnseiten aus stufenförmig ausgenommen. Es wird eine radiale 6 a sowie eine axial verlaufende Umfangsfläche 6 b gebildet. Die Ausnehmung wird im ungebrannten Zustand in die Keramik eingearbeitet.The insulating ceramic according to FIG. 2 is recessed in steps from the end faces. A radial 6 a and an axially extending peripheral surface 6 b are formed. The recess is worked into the ceramic in the unfired state.
Die radiale Umfangsfläche 6 a ist mit dem Flachkupferstück 7, das die Kompensationsschicht bildet, belegt. Daran wird in einer Stirnlötung der jeweilige Deckel 3 a, 3 b befestigt. Die Breite der Umfangsfläche 6 a läßt es zu, daß zusätzlich ein Steuerschirm 8 am Flachkupferstück 7 festgemacht werden kann. The radial peripheral surface 6 a is covered with the flat copper piece 7 , which forms the compensation layer. The respective cover 3 a , 3 b is attached to this in a forehead soldering. The width of the circumferential surface 6 of a can to it, that in addition a control screen 8 can be fixed to the flat copper piece. 7
Die Teile 8 bzw. 3 b werden an der axialen Fläche 6 b bei Löttem peratur zentriert.The parts 8 and 3 b are centered on the axial surface 6 b at soldering temperature.
In Fig. 3 ist der Deckel 3 b und der Steuerschirm 8 einteilig als Tiefziehteil aus Edelstahl mit einer Lötringfläche 8 a ausgeführt. Auch hier ist die Zentrierkante für den Deckel bei Löttemperatur die axiale Umfangsfläche 6 b.In Fig. 3, the cover 3 b and the control screen 8 is made in one piece as a deep-drawn part made of stainless steel with a Lötringfläche 8 a. Here, too, the centering edge for the cover at the soldering temperature is the axial peripheral surface 6 b .
In Fig. 4 ist der Steuerschirm 8 aus Kupfer ausgeführt. Der Deckel 3 b ist auf einer Abkantung des Steuerschirmes 8 aufgesetzt. Beide Teile zentrieren sich an der Fläche 6 b. Eine besondere Kom pensationsschicht ist entbehrlich.In Fig. 4, the control screen 8 is made of copper. The lid 3 b is placed on a bevel of the control screen 8 . Both parts are centered on surface 6 b . A special compensation layer is not necessary.
Die Variante gemäß Fig. 5 und 6 macht eine Ausnehmung (Abstufung) des Keramikzylinders überflüssig. Der Steuerschirm 8 ist ein Kupferdrückteil und dient als Kompensator zwischen den Teilen 2 b und 3 b. Auf seinem Zentrierabschnitt sind mehrere, am Umfang an geordnete, in Richtung des Keramikzylinders weisende warzenförmige Vorsprünge 8 b gesetzt. Sie sind von einer hufeisenförmigen Frei stanzung 9 umgeben und wirken wie federnde Laschen.The variant according to FIGS. 5 and 6 makes a recess (gradation) of the ceramic cylinder unnecessary. The control screen 8 is a copper pressed part and serves as a compensator between the parts 2 b and 3 b . On its centering section, a plurality of wart-shaped projections 8 b are arranged on the circumference, arranged in the direction of the ceramic cylinder. You are surrounded by a horseshoe-shaped punch 9 and act like resilient tabs.
Damit ist der Steuerschirm innerhalb des unpräparierten, mit To leranzen behafteten Keramikzylinders exakt fixierbar.The control screen is thus within the unprepared, with To Ceramic cylinder with tolerances can be precisely fixed.
Der Durchmesser der auf einem Kreis liegenden Vorsprünge 8 b ist größer gewählt als der Innendurchmesser des Keramikzylinders 2 a, 2 b. Der Steuerschirm 8 wird somit schon beim Einsetzen zentriert, wobei die Vorsprünge 8 b gleichmäßig elastisch nach innen aus weichen. Um den Weg der Vorsprünge, die ballig an der Innenfläche des Keramikzylinders anliegen, auszugleichen, empfiehlt es sich, diese vor der Montage mit einem Werkzeug gleichmäßig - über den elastischen Bereich hinaus - nach außen zu drücken.The diameter of the projections lying on a circle 8 b set larger than the inner diameter of the ceramic cylinder 2 a, 2 b. The control screen 8 is thus centered as soon as it is inserted, the projections 8 b giving way to the inside in an evenly elastic manner. In order to compensate for the path of the protrusions, which lie crowned on the inner surface of the ceramic cylinder, it is advisable to press them evenly with a tool - beyond the elastic range - before assembly.
Außerhalb des Keramikzylinders trägt der Steuerschirm 8 einen Zen trieransatz 8 c, der eine Zentrierkante 8 d für den Deckel 3 b bildet.Outside of the ceramic cylinder of the control screen 8 supports a Zen approach trier 8 c, which forms a centering edge for the lid 8 d 3 b.
Dadurch, daß der Steuerschirm 8 von dem in den Keramikzylinder eintauchenden Ende her geschlitzt ist, werden ebenfalls Toleranzen des Keramikzylinders ausgeglichen. The fact that the control screen 8 is slotted from the end dipping into the ceramic cylinder also compensates for tolerances of the ceramic cylinder.
Um Abrieb an den Zentrierflächen des Keramikzylinders zu vermei den, kann es nützlich sein, diese zu glasieren.To avoid abrasion on the centering surfaces of the ceramic cylinder it can be useful to glaze them.
Claims (11)
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