DE202016104701U1

DE202016104701U1 - vacuum tube

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Publication number: DE202016104701U1
Application number: DE202016104701.3U
Authority: DE
Original assignee: Schneider Electric Industries SAS
Current assignee: Schneider Electric Industries SAS
Priority date: 2016-08-26
Filing date: 2016-08-26
Publication date: 2016-09-13
Anticipated expiration: 2026-08-27

Abstract

Vakuumröhre für Leistungsschalter mit einem beweglichen Kontakt (18), der an einer Stange (20) befestigt ist, die in einer Führungshülse (30) in Axialrichtung (M) zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung verschiebbar ist, wobei sich die Führungshülse (30) zumindest teilweise in einem mit Druck beaufschlagbaren Federbalg (26) befindet und sich innerhalb des Federbalgs (26) in der Offenstellung über zumindest 60% der axialen Länge des Federbalgs (26) erstreckt.Vacuum tube for circuit breaker having a movable contact (18) which is fixed to a rod (20) which is displaceable in a guide sleeve (30) in the axial direction (M) between an open position and a closed position, wherein the guide sleeve (30) at least partially located in a pressurizable bellows (26) and extends within the Federbalgs (26) in the open position over at least 60% of the axial length of the bellows (26).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vakuumröhre für Leistungsschalter mit einem beweglichen Kontakt, der an einer Stange befestigt ist, die in einer Führungshülse in Axialrichtung zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung verschiebbar ist. Für eine abgedichtete Gleitbewegung der Stange ist die Führungshülse zumindest teilweise in einem mit Druck beaufschlagbaren Federbalg angeordnet, der gegenüber der Vakuumröhre abgedichtet ist. Hierzu kann das kontaktseitige Ende des Federbalgs druckdicht an einem die Stange umgebenden Topf befestigt sein, der wiederum mit der Stange verschweißt oder verlötet ist.The invention relates to a vacuum tube for circuit breaker with a movable contact which is fixed to a rod which is displaceable in a guide sleeve in the axial direction between an open position and a closed position. For a sealed sliding movement of the rod, the guide sleeve is at least partially disposed in a pressurizable bellows, which is sealed from the vacuum tube. For this purpose, the contact-side end of the spring bellows can be pressure-tightly attached to a pot surrounding the rod, which in turn is welded or soldered to the rod.

Derartige Vakuumröhren werden üblicherweise in gasisolierten Schaltfeldern eingesetzt, bei denen sich die Vakuumröhre in einem Druckraum befindet, der mit einem Druck von etwa 3 bis 4 bar beaufschlagt wird, so dass auch das Innere des als Isolierung gegenüber der Vakuumkammer dienenden Federbalgs mit dem gleichen Druck beaufschlagt wird. Hierdurch kann es im Betrieb zu Deformationen des Federbalgs kommen, die wiederum den Federbalg beschädigen können.Such vacuum tubes are commonly used in gas-insulated panels, in which the vacuum tube is located in a pressure chamber, which is acted upon by a pressure of about 3 to 4 bar, so that also the interior of serving as insulation against the vacuum chamber Federbalgs subjected to the same pressure becomes. This can lead to deformations of the bellows during operation, which in turn can damage the bellows.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Vakuumröhre für Leistungsschalter zu schaffen, die einen verbesserten Langzeitbetrieb ermöglicht.It is the object of the invention to provide a vacuum tube for circuit breaker, which allows improved long-term operation.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1 und insbesondere dadurch, dass sich die Führungshülse für die Stange in der Offenstellung über zumindest 60% der axialen Länge des Federbalgs erstreckt. In dieser Offenstellung besitzt der Federbalg – verglichen zu der Schließstellung der Vakuumröhre – seine geringste axiale Länge und die Führungshülse ist erfindungsgemäß so ausgebildet, dass sie sich innerhalb des Federbalgs über zumindest 60% dieser axialen Länge in der Offenstellung erstreckt. Durch eine solche Ausbildung der Führungshülse ist dafür gesorgt, dass der Federbalg auch bei einer Durchbiegung aufgrund der Druckbeaufschlagung des Inneren des Federbalgs nicht an der kontaktseitigen Stirnseite der Führungshülse anliegt und dadurch an der vorderen Außenkante der Führungshülse reibt und gegebenenfalls beschädigt wird.The solution of this object is achieved by the features of claim 1 and in particular by the fact that the guide sleeve for the rod extends in the open position over at least 60% of the axial length of the bellows. In this open position, the bellows - compared to the closed position of the vacuum tube - its smallest axial length and the guide sleeve is inventively designed so that it extends within the Federbalgs over at least 60% of this axial length in the open position. By such a design of the guide sleeve is ensured that the bellows does not bear against the contact-side end face of the guide sleeve even at a deflection due to the pressurization of the interior of the bellows and thereby rubs on the front outer edge of the guide sleeve and possibly damaged.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in der Beschreibung, der Zeichnung sowie den Unteransprüchen beschrieben.Advantageous embodiments of the invention are described in the description, the drawings and the subclaims.

Nach einer ersten vorteilhaften Ausführungsform kann sich die Führungshülse in der Offenstellung über zumindest 75% und insbesondere über nahezu die gesamte Länge des Federbalgs erstrecken. Auf diese Weise ist ein noch weiter verbesserter Schutz gegen eine Beschädigung des Federbalgs an der kontaktseitigen Stirnkante der Führungshülse erreicht. Da bei einer Druckbeaufschlagung des Federbalgs eine maximale Durchbiegung etwa in der Mitte des Federbalgs (in der Offenstellung) zu erwarten ist, kann eine Beschädigung des Federbalgs durch eine entsprechend lange Ausbildung der Führungshülse weiter reduziert bzw. vollständig ausgeschlossen werden.According to a first advantageous embodiment, the guide sleeve may extend in the open position over at least 75% and in particular over almost the entire length of the bellows. In this way, a further improved protection against damage to the bellows is achieved at the contact-side end edge of the guide sleeve. Since a maximum deflection in the middle of the spring bellows (in the open position) is to be expected at a pressurization of the bellows damage to the bellows can be further reduced or completely excluded by a correspondingly long design of the guide sleeve.

Eine weitere Reduzierung einer potentiellen Beschädigung des Federbalgs kann dadurch erreicht werden, dass die Führungshülse an ihrem kontaktseitigen Ende verjüngt ausgebildet wird. Wenn sich der Außendurchmesser der grundsätzlich zylindrisch ausgebildeten Führungshülse am kontaktseitigen Ende der Führungshülse verringert, bildet die Führungshülse an ihrem vorderen Ende eine leicht geneigte Auflauframpe und keine scharfe Stirnkante, so dass auch ein sich durchbiegender Federbalg bei Schaltvorgängen keine Beschädigung erfährt.A further reduction of potential damage to the bellows can be achieved in that the guide sleeve is formed tapers at its contact-side end. When the outer diameter of the generally cylindrical guide sleeve is reduced at the contact end of the guide sleeve, the guide sleeve forms at its front end a slightly inclined ramp and no sharp front edge, so that even a bending bellows undergoes no damage during switching operations.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann die Führungshülse aus einem reibungsarmen Material, insbesondere aus Polytetrafluorethylen hergestellt sein, was ein reibungsarmes Gleiten des Inneren des Federbalgs an der Außenseite der Führungshülse ermöglicht.In a further advantageous embodiment, the guide sleeve may be made of a low-friction material, in particular of polytetrafluoroethylene, which allows a low-friction sliding of the interior of the bellows on the outside of the guide sleeve.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann die Führungshülse so dimensioniert sein, dass deren Außenwandung eine Gleitführung für den Federbalg bildet, beispielsweise dadurch, dass der Außendurchmesser der Führungshülse im Wesentlichen dem Innendurchmesser des Federbalgs entspricht. Hierdurch ist verhindert, dass sich der Federbalg auch bei einer Druckbeaufschlagung nennenswert durchbiegt. Die hierbei geringfügig erhöhten Reibungskräfte wirken sich jedoch aufgrund der hohen Schaltkräfte nicht störend auf einen Betrieb aus.According to a further advantageous embodiment, the guide sleeve may be dimensioned so that the outer wall forms a sliding guide for the bellows, for example, characterized in that the outer diameter of the guide sleeve substantially corresponds to the inner diameter of the bellows. This prevents that the bellows sags appreciably even when pressurized. However, the slightly increased frictional forces do not interfere with operation due to the high switching forces.

Eine vorteilhafte Dimensionierung von Führungshülse und Federbalg kann dadurch erzielt werden, dass die Außenwandung der Führungshülse die Innenwandung des Federbalgs in der Offenstellung berührt oder nahezu berührt und dies auch dann, wenn im Inneren des Federbalgs kein Überdruck sondern beispielsweise Atmosphärendruck, vorherrscht.An advantageous dimensioning of guide sleeve and bellows can be achieved in that the outer wall of the guide sleeve touches the inner wall of the bellows in the open position or almost touched and this even if in the interior of the bellows no overpressure but for example atmospheric pressure prevails.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann die Innenwandung der Führungshülse eine Gleitführung für die Stange bilden und insbesondere zumindest im kontaktseitigen Endbereich der Führungshülse. Dies sorgt für eine Führung der Stange so nahe wie möglich in Richtung des feststehenden Gegenkontaktes, wodurch ein Verkippen der Stange minimiert ist.According to a further advantageous embodiment, the inner wall of the guide sleeve can form a sliding guide for the rod and in particular at least in the contact-side end region of the guide sleeve. This provides guidance of the rod as close as possible to the fixed mating contact, thereby minimizing tilting of the rod.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung rein beispielhaft anhand einer vorteilhaften Ausführungsform und unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.Hereinafter, the present invention will be described purely by way of example with reference to an advantageous embodiment and with reference to the drawings.

Die Figur zeigt eine Querschnittsansicht durch eine Vakuumröhre.The figure shows a cross-sectional view through a vacuum tube.

Die in der Figur dargestellte Vakuumröhre für Leistungsschalter umfasst ein zweiteilig ausgebildetes Röhrengehäuse 10, 12 aus Isoliermaterial, in dem ein an einer festen Stange 14 angeordneter fester Kontakt 16 und ein an einer entlang der Mittelachse M verschiebbar geführter beweglicher Kontakt 18 angeordnet sind. Der bewegliche Kontakt 18 ist an einer in Axialrichtung M verschiebbaren Stange 20 befestigt und kann von der in der Figur dargestellten Offenstellung in eine Schließstellung verschoben werden, in welcher er den festen Kontakt 16 elektrisch leitend berührt.The vacuum tube for circuit breaker shown in the figure comprises a two-part tubular housing 10 . 12 made of insulating material in which one on a solid rod 14 arranged solid contact 16 and a movable contact slidably guided on a center axis M 18 are arranged. The moving contact 18 is on a displaceable in the axial direction M rod 20 attached and can be moved from the open position shown in the figure in a closed position in which he fixed contact 16 electrically conductive touched.

Das Röhrengehäuse 10, 12 ist an seiner in der Figur unten dargestellten Seite mit einem ersten Metallflansch 22 und an seinem in der Figur oben befindlichen Ende mit einem zweiten Metallflansch 24 verschlossen, wobei sich die feste Stange 14 durch den Metallflansch 22 und die bewegliche Stange 20 durch den Metallflansch 24 erstreckt.The tube housing 10 . 12 is at its side shown in the figure below with a first metal flange 22 and at its upper end in the figure with a second metal flange 24 closed, with the solid rod 14 through the metal flange 22 and the moving rod 20 through the metal flange 24 extends.

Um im Inneren der Vakuumröhre ein Vakuum ausbilden zu können, ist im Bereich der beweglichen Stange 20 ein Federbalg 26 aus Metall vorgesehen, dessen kontaktseitiges Ende an einem Topf 28 befestigt ist, der wiederum mit der beweglichen Stange 20 verbunden ist. An seinem entgegengesetzten Ende ist der Federbalg 26 mit dem zweiten Flansch 24 verbunden. Sämtliche Verbindungen zwischen dem Röhrengehäuse 10, 12, den Flanschen 22 und 24, dem Flansch 22 und der festen Stange 14 sowie dem Flansch 24 und dem Federbalg 26 sowie dem Federbalg 26 und dem Topf 28 und auch zwischen dem Topf 28 und der beweglichen Stange 20 sind abgedichtet ausgebildet, so dass im Inneren der Vakuumröhre ein Vakuum ausgebildet und außerhalb der Vakuumröhre ein Überdruck aufgebracht werden kann.In order to form a vacuum inside the vacuum tube, is in the range of the movable rod 20 a bellows 26 made of metal, the contact-side end of a pot 28 attached, in turn, with the movable rod 20 connected is. At its opposite end is the bellows 26 with the second flange 24 connected. All connections between the tube housing 10 . 12 , the flanges 22 and 24 , the flange 22 and the solid rod 14 as well as the flange 24 and the bellows 26 as well as the bellows 26 and the pot 28 and also between the pot 28 and the movable rod 20 are formed sealed, so that formed in the interior of the vacuum tube, a vacuum and outside the vacuum tube, an overpressure can be applied.

Um eine gute Führung der beweglichen Stange 20 entlang der Mittelachse M zu erreichen, ist die Stange 20 in einer Führungshülse 30 in Axialrichtung zwischen der dargestellten Offenstellung und der Schließstellung verschiebbar. Dabei ist die Führungshülse 30 bis auf ihren äußeren Endabschnitt vollständig innerhalb des mit Druck beaufschlagbaren Federbalgs 26 angeordnet. In Axialrichtung gesehen außerhalb des Federbalgs ist die Führungshülse 30 einstückig mit einem Schnappring 32 verbunden, der mit einer Verdrehsicherung versehen ist.To get a good guidance of the moving rod 20 to reach along the central axis M, is the rod 20 in a guide sleeve 30 displaceable in the axial direction between the illustrated open position and the closed position. Here is the guide sleeve 30 completely to the outer end portion within the pressurizable Federbalgs 26 arranged. Seen in the axial direction outside the bellows is the guide sleeve 30 in one piece with a snap ring 32 connected, which is provided with a rotation.

Wie die Figur erkennen lässt, erstreckt sich bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel die Führungshülse 30 über mehr als 75% der axialen Länge des Federbalgs 26 in der Offenstellung und bei der dargestellten Ausführungsform erstreckt sich die Führungshülse sogar über nahezu die gesamte axiale Länge des Federbalgs 26 in der Offenstellung, in welcher der Federbalg 26 zusammengeschoben ist.As the figure reveals, extends in the illustrated embodiment, the guide sleeve 30 over more than 75% of the axial length of the bellows 26 in the open position and in the illustrated embodiment, the guide sleeve extends even over almost the entire axial length of the bellows 26 in the open position, in which the bellows 26 pushed together.

Weiterhin ist in der Figur erkennbar, dass die Führungshülse 30 an ihrem kontaktseitigen Ende verjüngt ausgebildet ist, d. h. der Außendurchmesser der an sich hohlzylindrisch ausgebildeten Führungshülse 30 verringert sich etwa im letzten Viertel der axialen Länge der Führungshülse, wodurch für den Federbalg 26 eine Auflauframpe gebildet ist, wenn sich dieser aus seiner auseinandergezogenen Stellung in seine (dargestellte) zusammengeschobene Stellung zurückbewegt.Furthermore, it can be seen in the figure that the guide sleeve 30 is formed tapered at its contact-side end, that is, the outer diameter of the hollow cylindrical trained on itself guide sleeve 30 decreases approximately in the last quarter of the axial length of the guide sleeve, causing the bellows 26 a ramp is formed when it moves back from its exploded position to its (shown) collapsed position.

Weiterhin ist die Führungshülse 30 so dimensioniert, dass deren Außenwandung eine Gleitführung für den Federbalg 26 bildet, da der Außendurchmesser der Führungshülse (in dem nicht verjüngten Bereich) im Wesentlichen dem Innendurchmesser des Federbalgs 26 entspricht. Zusätzlich ist die Führungshülse 30 so ausgebildet, dass deren Innenwandung eine Gleitführung für die bewegliche Stange 20 bildet und zwar insbesondere im kontaktseitigen Endbereich der Führungshülse 30. Durch diese Gleitführung, die in der Offenstellung im Bereich des kontaktseitigen Endes des Federbalgs 30 angeordnet ist, ist eine verkippsichere Führung der beweglichen Stange 20 gewährleistet.Furthermore, the guide sleeve 30 dimensioned so that the outer wall of a sliding guide for the bellows 26 forms, since the outer diameter of the guide sleeve (in the non-tapered region) substantially the inner diameter of the Federbalgs 26 equivalent. In addition, the guide sleeve 30 designed so that the inner wall of a sliding guide for the movable rod 20 forms and in particular in the contact-side end region of the guide sleeve 30 , Through this slide, which in the open position in the region of the contact-side end of the bellows 30 is arranged, is a tilt-safe leadership of the movable rod 20 guaranteed.

Claims

Vacuum tube for circuit breaker with a moving contact ( 18 ) attached to a pole ( 20 ), which is in a guide sleeve ( 30 ) in the axial direction (M) between an open position and a closed position is displaceable, wherein the guide sleeve ( 30 ) at least partially in a pressurizable bellows ( 26 ) and within the bellows ( 26 ) in the open position over at least 60% of the axial length of the Federbalgs ( 26 ).

Vacuum tube according to claim 1, characterized in that the guide sleeve ( 30 ) in the open position over at least 75% of the axial length of the Federbalgs ( 26 ).

Vacuum tube according to claim 1 or 2, characterized in that the guide sleeve ( 30 ) in the open position over almost the entire axial length of the Federbalgs ( 26 ).

Vacuum tube according to at least one of the preceding claims, characterized in that the guide sleeve ( 30 ) is tapered at its contact-side end.

Vacuum tube according to at least one of the preceding claims, characterized in that the guide sleeve ( 30 ) is made of a low-friction material, in particular polytetrafluoroethylene.

Vacuum tube according to at least one of the preceding claims, characterized in that the outer wall of the guide sleeve ( 30 ) a sliding guide for the bellows ( 26 ).

Vacuum tube according to at least one of the preceding claims, characterized in that the outer diameter of the guide sleeve ( 30 ) substantially to the inner diameter of the Federbalgs ( 26 ) corresponds.

Vacuum tube according to at least one of the preceding claims, characterized in that the outer wall of the guide sleeve ( 30 ) the inner wall of the bellows ( 26 ) in the open position or almost touched, especially when there is atmospheric pressure inside the bellows.

Vacuum tube according to at least one of the preceding claims, characterized in that the inner wall of the guide sleeve ( 30 ) a sliding guide for the rod ( 20 ).

Vacuum tube according to claim 9, characterized in that the sliding guide for the rod ( 20 ) at least in the contact-side end region of the guide sleeve ( 30 ) is trained.