DE19816583C2 - Elektrische Verbindungselemente für metallgekapselte, gasisolierte Schaltanlagen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft elektrische Verbindungselemente für metallgekapselte, gasisolierte Funktionsraumbereiche von Schaltanlagen der Energieversorgung und -verteilung, die Komponenten der Schaltanlagen innerhalb und außerhalb der gasisolierten Funktionsraumbereiche über Anschlussteile miteinander verbinden, wobei die Anschlussteile im Über­ gangsbereich von Verschlussteilen umgeben sind, die die gasisolierten Funktionsraumbereiche nach außen hin gasdicht verschließen und die außerhalb mit Verschlussabdeckungen derart in Eingriff stehen, daß mittels lösbar angeordneter Druckringe radiale Fugenbereiche gebildet sind, die die Funktionsraumbereiche elektrisch dicht verschließen.

Elektrische Verbindungselemente für metallgekapselte, gasisolierte Funktionsraumbereiche von Schaltanlagen sind beispielsweise durch die DE 40 01 909 A1 bekannt. Zur Verbindung mehrere Funktionsraumbereiche sind an ent­ sprechenden Stellen der Schaltanlagen sogenannte Austritts­ öffnungen vorgesehen, deren gasdichte Verschlüsse im Bedarfsfall durch gasdichte Verschlussteile ersetzt werden. Die Verschlussteile sind mit Anschlussteilen versehen, mit denen die elektrisch leitenden Verbindungen hergestellt werden können. Die gasdichten Verschlussteile weisen außerdem sogenannte Ringdichtungen auf, die mittels lösbarer Schraub­ verbindungen in Verbindung mit den Verschlussteilen die Austrittsöffnungen sowohl gasdicht als auch elektrisch dicht verschließen. Die Verschlussteile und die Ringdichtungen sind zur Erfüllung ihrer Funktionen sehr genau an die konstruktiven Gegebenheiten der Schaltanlagen anzupassen.

Die DE 35 15 421 A1 offenbart elektrische Verbindungselmente mit seitlich aus Schaltanlagen herausgeführten Durchführungen für Sammelschienen, wobei die Sammelschienen benachbarter und einander gegenüberliegender Schaltanlagen über ein Verbin­ dungselement miteinander gekoppelt sind. Dabei ist die Ver­ bindung von einem Verschlussteil umgeben, das mit einer konischen Außenkontur der Durchführung einen Fugenbereich ausbildet.

Die DE 195 02 062 A1 beschreibt ebenfalls ein Verbindungsele­ ment, bei dem eine konische Durchführung für Sammelschienen aus einem mit Gas gefüllten Schaltanlagengehäuse herausge­ führt ist. Das dort gezeigte elektrische Verbindungselement umfasst weiterhin ein kreuzförmiges Verschlussteil, das lösbar mit der Durchführung in Eingriff steht, wobei ein radialer Fugenbereich ausgebildet ist.

Weitere elektrische Verbindungselemente zeigen die DE 197 37 429 C2 und die DE 197 37 430 A1.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, elektrische Verbindungselemente für metallgekapselte, gasisolierte Funktionsraumbereiche von Schaltanlagen zu definieren, deren konstruktive Ausgestaltungen und manuelle Handhabungen erheblich vereinfacht sind ohne jedoch die hohen technischen Anforderung hinsichtlich der Isoliermedien und der elektrischen Bedingungen einzuschränken.

Erfindungsgemäß wird dies durch die Merkmale

• 1. 1.1 die Verschlussabdeckungen sind aus hohlen, zylinderhut­ förmigen Siliconteilen gebildet, die mit den im Durchmesser erweiterten Außenkonturen im Bereich von Halteeinrichtungen der äußeren Funktionsraumbereiche angeordnet sind und an nach außen gerichteten Anlagenflächen der Verschlussteile planparallel anliegen,
• 2. 1.2 die Verschlussabdeckungen sind durch großflächige an die erweiterten Außenkonturen derselben angepasste Druckringe durch Krafteinwirkungen mittels Federbügel mit den Anlage­ flächen der Verschlussteile kraftschlüssig in Eingriff stehend,
• 3. 1.3 die Federbügel sind durch die Halteeinrichtungen derart gelagert, daß mit einem einzigen Festauflagebereich und zwei im Bereich der freien Enden der Federbügel angeordneten Klemmausnehmungen auf den Halteeinrichtungen die Verschluss­ abdeckungen mittels der Federbügel an die Anlageflächen der Verschlussteile kraftschlüssig angepresst sind,

erreicht.

Mit den aus Siliconteilen gebildeten, zylinderhutförmigen Verschlussabdeckungen, die direkt mit ihren im Durchmesser erweiterten Außenkonturen an die aus den Funktionsräumen hinausragenden Anlageflächen der Verschlussteile planparallel anliegen, ergeben sich großflächige Anlagebereiche, die durch einfach anzupassende Druckringe ohne besondere Aufwendungen bezüglich der konstruktiven Abstimmung untereinander eine kraftschlüssige Verbindung zwischen den Außenkonturen der Verschlussabdeckungen und den Auflageflächen der Verschluss­ teile ermöglichen. Die Druckringe sind im Zusammenwirken mit den Siliconteilen praktisch schwimmend gelagert, d. h., daß die Führung der Druckringe wird von den Siliconteilen übernommen.

Besondere Maßnahmen zur Bildung des radialen Fugenbereichs durch gezieltes Aneinanderpressen der Druckringe mit ent­ sprechend aufeinander abgestimmten Befestigungen, beispiels­ weise zur Anpassung unterschiedlicher Wärmeausdehnnungskoef­ fizienten bei verschiedenen Werkstoffen, sind hier gegenüber den bisher bekannten Lösungen nicht erforderlich. Als er­ findungswesentlich ist in diesem Zusammenhang anzusehen, daß die Krafteinwirkungen auf die Druckringe durch Federbügel wirksam werden, die in den Halteeinrichtungen jeweils im Bereich einer einzigen Festauflage lagefixiert sind und mit ihren freien Enden in die Klemmausnehmungen der Halte­ einrichtungen eingreifen. Zur Lagefixierung der Federbügel auf den Halteeinrichtungen ist jeweils nur eine Festauflage vorgesehen, so daß ein Verkanten der Druckringe gänzlich ausgeschlossen ist.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Merkmale

• 1. 2.1 die Druckringe sind vorzugsweise im Bereich einer ihrer Symmetrieachsen mit Führungszapfen versehen,
• 2. 2.2 die Führungszapfen sind im kraftschlüssigen Zustand in entsprechend angeordneten Führungsschlitzen der Halteein­ richtungen geführt,

vorgesehen. Mit den vorzugsweise in der Symmetrieachse der Druckringe angeordneten Führungszapfen sind die Kraftein­ leitungen mitttels der Federbügel in besonders einfacher Weise gleichmäßig über die gesamte Anlagefläche der Druck­ ringe übertragbar. Fertigungstoleranzen der miteinander zusammenwirkenden Teile sowie deren Maßveränderungen durch Wärmeausdehnungen sind damit mühelos ausgeglichen.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht die Merkmale

• 1. 3.1 der Abstand zwischen Führungsschlitzen und den Klemmausnehmungen ist geringer als der Abstand zwischen dem Festauflagebereich und den Klemmausnehmungen, vor.

Dieses Verhältnis der unterschiedlichen Abstände bewirkt, dass die Federrate der Federbügel nur im langen Bereich, also nur zwischen der Krafteinleitung und dem Festauflagebereich, wirksam ist, wogegen die Federkraft selbst effizient über den kurzen Bereich, also von den Klemmaufnehmungen bis zu den Krafteinleitungen, auf die Führungszapfen und damit direkt auf die Druckringe übertragen wird. Mit diesen Anordnungen der Federbügel lassen sich im Zusammenwirken mit den Halteeinrichtungen ausreichend große Kräfte zur Verpressung der radiale Edelfuge übertragen, so daß diese besonders durch die Federwirkung langzeitstabil erhalten bleibt.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht das Merkmal

• 1. 4.1 die Federbügel sind mit den einzigen Festauflagebereichen der Halteeinrichtungen durch Schraubverbindungen befestigt, vor.

Mit diesen Schraubbefestigungen können bei dem Einbau der Federbügel in die Halteeinrichtungen keine Montagefehler auftreten.

Die Erfindung wird durch ein figürlich dargestelltes Ausführungsbeispiel in zwei Figuren näher erläutert, wobei die Fig. 1 das elektrische Verbindungselement mit der Verschlußabdeckung und dem angepreßten Druckring perspektivisch schräg von oben gesehen in der Vorderansicht abbildet und die Fig. 2 in einer Sprengzeichnung nähere Einzelheiten des Verbindungselements erkennen läßt.

Die Fig. 1 zeigt die Verschlußabdeckung VA, die mit dem Druckring DR unter Einwirkung der Federkraft des Federbügels FL auf das Verschlußteil VT gepreßt wird. Im Verschlußteil VT ist die beispielsweise aus Chrom-Nickelstahl bestehende Meltallscheibe MS eingegossen, die - auf dem Begrenzungsblech BB der Schaltanlage aufgeschweißt - eine nicht dargestellte Durchtrittsöffnung im Begrenzungsblech BB gasdicht verschließt. Der Druckring DR ist im Bereich seiner Symmetrieachse mit den Führungszapfen FZ versehen, die über die äußere Begrenzungskontur des Druckringes DR herausragen. Desweiteren ist ersichtlich, daß die Führungszapfen FZ im Bereich einer aus mehreren einzelnen Blechteilen gebildeten Halteeinrichtung HE in den Führungsschlitzen FS derselben lagepositioniert sind. Der Federbügel FL ist dagegen auf dem annähernd mittig zwischen den Halteeinrichtungen HE mit den Führungsschlitzen FS angeordneten Festauflagebereich FA mit einer einzigen Schraubverbindung befestigt, während die freien Enden des Federbügels durch die Klemmausnehmungen KA der Halteeinrichtungen HE die Führungszapfen FZ und damit den gesamten Druckring DR mit der Verschlußabdeckung VA auf das darunterliegende Verschlußteil pressen. Die Halteeinrichtung HE ist mit dem Begrenzungsblech BB fest verschweißt.

Die Fig. 2 zeigt das elektrische Verbindungselement in einer Explosionszeichnung. In dieser Darstellung wird der funktionelle Zusammenhang zwischen den einzelnen Komponenten des elektrischen Verbindungselements zur Bildung der sogenannten radialen Edelfuge zusätzlich verdeutlicht. Rechts ist ein Funktionsraumbereich FB einer Schaltanlage ange­ deutet, dessen Durchtrittsöffnung DG im Begrenzungsblech BB durch das Verschlußteil VT mit seiner überstehenden Metall­ scheibe MS durch verschweißen gasdicht verschlossen ist. Das ansonsten aus Kunststoff bestehende Verschlußteil VT ist mit einer weitgehend planen Anlagefläche AF versehen, die über die Ebene der eingegossenen Metallscheibe MS hinausragt. Desweiteren ist die Verschlußabdeckung VA dargestellt, die aus einem zylinderhutförmigen hohlen Siliconteil besteht und mit dem sich erweiternden Bereich zur Erzeugung der radialen Edelfuge auf die Anlagefläche AF des Verschlußteils VT gepreßt wird. Die Kraft wird dabei über den Druckring DR übertragen, der mit dem Federbügel FL an den sich er­ weiternden Bereich der Verschlußabdeckung VA gepreßt wird. Der Federbügel FL ist dabei annähernd mittig auf der einstückigen Halteeinrichtung HE auf dem Festauflagebereich FA schraubbefestigt, während die freien abgekröpften Enden des Federbügels FL im Endbereich der Halteeinrichtung HE in die dort vorgesehenen Klemmausnehmungen KA eingreifen. Die Krafteinleitung auf den Druckring DR erfolgt über im Bereich der Symmetrieachse vorgesehene Führungszapfen FZ, die im Zustand der Pressung durch die Führungsschlitze FS der Halteeinrichtung HE geführt sind.

Claims (4)

1. Elektrische Verbindungselemente für metallgekapselte, gasisolierte Funktionsraumbereiche von Schaltanlagen der Energieversorgung und -verteilung, die Komponenten der Schaltanlagen innerhalb und außerhalb der gasisolierten Funktionsraumbereiche über Anschlussteile miteinander verbinden, wobei die Anschlussteile im Übergangsbereich von Verschlussteilen umgeben sind, die die gasisolierten Funktionsraumbereiche nach außen hin gasdicht verschließen und die außerhalb mit Verschlussabdeckungen derart in Eingriff stehen, dass mittels lösbar angeordneter Druckringe radiale Fugenbereiche gebildet sind, die die Funktionsraum­ bereiche elektrisch dicht verschließen, gekennzeichnet durch die Merkmale

• 1. 1.1 die Verschlussabdeckungen (VA) sind aus hohlen, zylinderhutförmigen Siliconteilen gebildet, die mit den im Durchmesser erweiterten Außenkonturen im Bereich von Halteeinrichtungen (HE) der äußeren Funktionsraumbereiche (FB) angeordnet sind und an nach außen gerichteten Anlagenflächen (AF) der Verschlussteile (VT) planparallel anliegen,
• 2. 1.2 die Verschlussabdeckungen (VA) sind durch großflächige an die erweiterten Außenkonturen derselben angepasste Druckringe (DR) durch Krafteinwirkungen mittels Federbügel (FL) mit den Anlageflächen (AF) der Verschlussteile (VT) kraftschlüssig in Eingriff stehend,
• 3. 1.3 die Federbügel (FL) sind durch die Halteeinrichtungen (HE) derart gelagert, daß mit einem einzigen Festauflagebereich (FA) und zwei im Bereich der freien Enden der Federbügel (FB) angeordneten Klemmausnehmungen (KA) auf den Halteeinrichtungen (HE) die Verschlussabdeckungen (VA) mittels der Federbügel (FB) an die Anlageflächen (AF) der Verschlussteile (VT) kraftschlüssig angepresst sind.

2. Elektrische Verbindungselemente für metallgekapselte, gasisolierte Funktionsraumbereiche von Schaltanlagen der Energieversorgung und -verteilung nach Patentanspruch 1, gekennzeichnet durch die Merkmale

• 1. 2.1 die Druckringe (DR) sind vorzugsweise im Bereich einer ihrer Symmetrieachsen mit Führungszapfen (FZ) versehen,
• 2. 2.2 die Führungszapfen (FZ) sind im kraftschlüssigen Zustand in entsprechend angeordneten Führungsschlitzen (FS) der Halteeinrichtungen (HE) geführt.

3. Elektrische Verbindungselemente für metallgekapselte, gasisolierte Funktionsraumbereiche von Schaltanlagen der Energieversorgung und -verteilung nach den Patentansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch das Merkmal

• 1. 3.1 der Abstand zwischen Führungsschlitzen (FS) und den Klemmausnehmungen (KA) ist geringer als der Abstand zwischen dem Festauflagebereich (FA) und den Klemmausnehmungen (KA).

4. Elektrische Verbindungselemente für metallgekapselte, gasisolierte Funktionsraumbereiche von Schaltanlagen der Energieversorgung und -verteilung nach den Patentansprüchen 1 bis 3, gekennzeichnet durch das Merkmal

• 1. 4.1 die Federbügel (FL) sind mit den einzigen Festauflagebereichen (FA) der Halteeinrichtungen (HE) durch Schraubverbindungen befestigt.