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WO2010015604A1 - Vakuumschaltröhre - Google Patents

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Publication number
WO2010015604A1
WO2010015604A1 PCT/EP2009/060042 EP2009060042W WO2010015604A1 WO 2010015604 A1 WO2010015604 A1 WO 2010015604A1 EP 2009060042 W EP2009060042 W EP 2009060042W WO 2010015604 A1 WO2010015604 A1 WO 2010015604A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
flange
screen
housing part
vacuum interrupter
housing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2009/060042
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Rolf-Peter Gust
Klaus Oberndörfer
Klaus Petznick
Michael Westerkowski
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Publication of WO2010015604A1 publication Critical patent/WO2010015604A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/60—Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/66—Vacuum switches
    • H01H33/662—Housings or protective screens
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    • H01H33/662—Housings or protective screens
    • H01H33/66207—Specific housing details, e.g. sealing, soldering or brazing
    • H01H2033/66215—Details relating to the soldering or brazing of vacuum switch housings
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    • H01H33/66261—Specific screen details, e.g. mounting, materials, multiple screens or specific electrical field considerations
    • H01H2033/66276—Details relating to the mounting of screens in vacuum switches
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    • H01H33/66261—Specific screen details, e.g. mounting, materials, multiple screens or specific electrical field considerations
    • H01H2033/66284—Details relating to the electrical field properties of screens in vacuum switches
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    • H01H33/662—Housings or protective screens
    • H01H33/66207—Specific housing details, e.g. sealing, soldering or brazing

Definitions

  • the invention relates to a vacuum interrupter with a first housing part and a second housing part having tubular housing and a vapor shield for protecting inner surfaces of the tubular housing, the vapor shield having a first screen portion, at one end of a first radially extending flange is disposed, and the vapor shield a second screen part, at one end of a second radially extending flange is arranged.
  • German Patent DE 38 06 921 C2 discloses a vacuum interrupter with a two-part vapor shield.
  • the steam shield consists of two bell-shaped parts, whose flared ends are inserted into each other.
  • the outer end with a larger diameter encompasses the inner end. From the outer end, tabs that have been worked out by means of separating cuts are displayed, which center the steam shield in the tube housing.
  • a vacuum interrupter of the type mentioned is known from German patent application DE 195 17 288 Al.
  • holes are distributed in the one flange on the circumference, while the other flange circumferentially distributed, punched tabs, which engage in the holes of the other flange.
  • the tabs rest on the inside of the housing parts of the tubular housing. In this way, the housing parts and the screen parts are centered to each other.
  • this vacuum interrupter are in particular at the punched tabs and on the resulting from the punching of the tabs recesses sharp edges before, which in the electric Field can lead to unwanted field increases and breakdowns.
  • the invention has for its object to provide a vacuum tube in which the screen parts are aligned in a different way to each other.
  • an end face of the first flange has a rotationally symmetrical step which engages around the second flange (for aligning or centering the two shield parts relative to one another), and the first flange is free of openings.
  • the first flange is free of openings.
  • no holes, tabs or the like are arranged in the first flange, so that sharp-edged or punctiform protruding elements are avoided, where undesirable increases in field strength can occur.
  • the encompassing step ensures a reliable centering (ie coaxial alignment) of the two screen parts to one another.
  • the design of the first flange as a break-free flange is effectively avoided an undesirable field strength increase due to sharp edges or ridges and on the other hand increases the stability of the flange.
  • the vacuum interrupter can be designed so that the inner circumferential surface of the rotationally symmetrical stage rests against the outer circumferential surface of the narrow side of the second flange. As a result, the rotationally symmetrical stage (eg during assembly of the vacuum interrupter) holds the second flange in the intended position.
  • the vacuum interrupter can be designed so that the second flange is free of openings.
  • the second flange as a break-through-free flange (i.e., flange without holes, punched holes or other openings) is on the one hand effectively avoided unwanted field strength increase due to sharp edges or burrs and on the other hand increases the stability of the flange.
  • the vacuum interrupter may be constructed such that the thickness of the second flange is less than or equal to the height of the step. This makes it possible that the second flange is completely encompassed by the stage, so that a particularly good centering of the screen parts is made possible to each other. Furthermore, this ensures that the second flange does not protrude beyond the step of the first flange, so that a surface connection of both sides of the first flange is made possible in each case with a housing part.
  • the vacuum interrupter can also be configured such that the first screen part has radially outwardly directed bulges, which bear against the inner surface of the first housing part and / or the second screen part has radially outwardly directed bulges, which bear against the inner surface of the second housing part.
  • the bulges of the first screen part allow a centering or alignment of the first screen part with respect to the first housing part.
  • the bulges of the second screen part allow a centering or alignment of the second screen part with respect to the second housing part.
  • the vacuum interrupter can be constructed such that the bulges of the first screen part and / or the bulges of the second screen part have round contours.
  • sharp edges or pointed or punctiform elevations are advantageously avoided on the screen parts, so that thereby field strength peaks, which can lead to unwanted flashovers are avoided.
  • the vacuum interrupter can be realized in such a way that the first flange is connected to the first housing part as well as to the second housing part in a vacuum-tight manner, in particular vacuum-soldered.
  • a particularly reliable vacuum-tight connection between the first housing part and the second housing part is advantageously produced because the first housing part is directly connected to the first flange and this first flange again directly to the second housing part vacuum-tight.
  • only two connection points are necessary for the vacuum-tight connection of the two housing parts with each other. This results in a higher reliability of the connection than, for example, three or more connection points.
  • the vacuum interrupter can be constructed such that the first shield part and / or the second shield part consist of metal, in particular of copper or stainless steel (for example of a Cr-Ni steel).
  • the use of metal in particular of copper or stainless steel (for example of a Cr-Ni steel).
  • Stainless steel is advantageous because of the lower price and / or lighter weight of stainless steel over copper.
  • FIG. 1 shows a partial sectional view of a vacuum interrupter
  • Figure 2 shows an enlarged detail of Figure 1 shown.
  • a vacuum interrupter is shown in a partial sectional view.
  • a tube housing of this vacuum interrupter has a first housing part 1 and a second housing part 3.
  • the first housing part 1 and the second housing part 3 are each realized as a ceramic hollow cylinder.
  • the first housing part 1 and the second housing part 3 enclose a contact system of the vacuum interrupter, which consists of a fixed contact and a moving contact.
  • the fixed contact has a fixed contact piece 5, which is connected by means of a fixed (fixed) contact pin 9 with a housing cap 11.
  • the housing cap is vacuum-tightly connected to the first housing part 1, soldered in the exemplary embodiment.
  • the moving contact has a movable contact piece 7, which is supported by an axially movable contact pin 13.
  • the axially movable contact pin 13 is axially slidably guided in a sliding bearing 15.
  • the sliding bearing 15 is arranged on a second housing cap 17.
  • This second housing cap 17 is on the one hand vacuum-tight connected to the second housing part 3;
  • the second housing cap 17 is vacuum-tightly connected to a bellows 19.
  • the bellows 19 is also vacuum-tightly connected to the movable contact pin 13.
  • the bellows 13 allows the axial displacement of the movable contact pin 13.
  • the vacuum-tight connections are designed as solder joints.
  • a vapor shield is arranged, which has a first screen part 21 and a second screen part 23.
  • the first screen part 21 and the second screen part 23 are fastened between the mutually facing end faces of the first housing part 1 and the second housing part 3.
  • the vapor shield serves to protect inner surfaces of the first housing part 1 and of the second housing part 3 from metal vapor deposits that occur during switching operations: the first screen part 21 shields the inner surface of the first housing part 1, the second screen part 23 shields the inner surface of the second housing part 3.
  • the vacuum interrupter has a third screen part 25 and a fourth screen part 27, which in particular shield the part facing away from the contact system end of the first housing part 1 and the second housing part 3 from metal vapor.
  • FIG. 2 a detail of FIG. 1 is shown enlarged in a sectional view. It is in particular illustrated how the first screen part 21 and the second screen part 23 with the first housing part 1 and the second housing part 3 are connected.
  • the first screen part 21 is substantially rotationally symmetrical and has a substantially sleeve-like shape. At one end of the first
  • a first flange 201 is arranged, which projects radially from the sleeve-shaped portion of the first screen member 21.
  • This first flange 201 has a rotationally symmetrical step 203 on its end-side end face.
  • the first flange 201 is vacuum-tightly connected, for example soldered, both to the first housing part 1 and to the second housing part 3.
  • the second screen part 23 likewise has a substantially sleeve-like shape, at the end of the second screen part 23 facing the first screen part 21 a second flange 205 projecting in the radial direction is arranged.
  • the second flange 205 is encompassed by the step 203 of the first flange 201, thereby centering the first screen member 21 and the second screen member 23; d. H. the first screen part 21 and the second screen part 23 are aligned so as to be coaxially arranged.
  • the first flange 201 has an annular recess (eg, a recess) bounded by the step 203, in which the second flange 205 engages.)
  • the inner circumferential surface 207 of the rotationally symmetrical step 203 lies on the outer circumferential surface 209 of the narrow side of the second flange 205 at.
  • the step 203 may be made, for example, by turning off an inner annular portion of the flange plate in the first flange 201.
  • the step 203 can also be produced during a deep-drawing process by a corresponding configuration of the deep-drawing mold. Except for the design of the first The first screen part 21 and the second screen part 23 are configured substantially identically.
  • the facing on the first flange 201 end face of the second flange 205 is at least partially connected to the end face of the first flange 201, for example, soldered.
  • the thickness of the second flange 205 is generally smaller (or equal) to the height of the step 203; In the exemplary embodiment, the thickness of the second flange 205 is slightly smaller than the height of the step 203. This ensures that the second flange 205 is completely encompassed by the step 203 and the second flange 205 does not project beyond the step 203 in the axial direction.
  • first flange 201 and the second housing part 3 (more precisely, between the step 203 of the first flange 201 and the second housing part 3) can be produced, for example by soldering.
  • first screen part 21 and the second screen part 23 in particular no additional retaining ring (center ring) is necessary.
  • the first flange 201 and / or the second flange 205 are made of solid screen material and are break-through-free, d. H. they have no holes, punched or the like.
  • the first screen part 21 has radially outwardly directed bulges (eg knobs) 211, which bear against the inner surface (inner circumferential surface) of the first hollow cylindrical housing part 1.
  • the second screen member 23 radially outwardly directed bulges 213 (eg knobs), which bear against the inner surface (inner circumferential surface) of the second hollow cylindrical housing part 3.
  • the first for example, the shade member 21 carries six bulges 211 uniformly distributed around the circumference, and the second shade member 23 has, for example, six bulges 213 uniformly distributed around the circumference.
  • the bulges 211 and 213 each have round contours, thereby sharp-edged projections or tips are avoided, so that increases in the electric field strength can be effectively prevented.
  • FIG. 2 shows a gap between the bulge and the housing part in order to clearly show that, for example, the second housing part 3 and the second screen part 23 are separate components.
  • This gap serves to take account of the different degrees of thermal expansions of the housing part made of ceramic and the shielding part consisting of metal.
  • the first screen part and the second screen part are made of metal, for example copper or stainless steel.
  • the material thickness (material thickness) of the first screen part 21 and the second screen part 23 is 1 mm in the exemplary embodiment. In general, this material thickness can advantageously be between 0.9 mm and 2.1 mm. It has been found that with such material thicknesses there is advantageously an optimum between the opposing demands for good heat dissipation capability of the screen on the one hand and low material consumption combined with a low weight on the other hand.
  • the first housing part 1 When assembling the vacuum interrupter first the first housing part 1 is brought into the position shown in Figure 2.
  • the metallized end face of the first housing part 1 is covered with an annular solder foil, wherein the width of this solder foil corresponds approximately to the width of the horizontally extending end face of the first housing part 1.
  • the first flange 201 of the first screen part 21 is then placed on the solder foil.
  • the bulge 211 serves to center the first screen part 21 within the first housing part 1.
  • the second flange 205 of the second screen part 23 is inserted into the recess 203 surrounded by the first flange 201, so that the step 203, the second flange 205th embraces.
  • the second screen member 23 is centered with respect to the first screen member 21, that is aligned coaxially.
  • another Lötfolienring is placed on the side facing away from the first housing part 1 side of the first flange 201 and on the side facing away from the first housing part 1 side of the second flange 205, whose width corresponds approximately to the width of the horizontally extending end face of the second insulating part 3 .
  • the second insulating part 3 is placed on the first flange 201 and the second flange 205.
  • the bulge 213 serves as a centering aid.
  • the vacuum interrupter is soldered after assembly of the contact pin fixed to the fixed contact piece 5 and the movable BewegCount institutions 7 and the other parts in Vakuumlötofen.
  • the first housing part is permanently connected to the first flange 201; the second housing part 3 is permanently connected to the first flange 201.
  • a vacuum interrupter which has a two-screen center screen as a vapor screen.
  • Each of these screen parts each has a radially projecting flange; both flanges are permanently soldered between the first housing part and the second housing part.
  • the first flange has a step which engages around the second flange, thereby forming the flanges or the associated screen parts centered to each other during assembly. Due to the formation of the first flange with a step, only two soldering surfaces occur during the vacuum-tight connection of the first housing part to the second housing part.

Landscapes

  • High-Tension Arc-Extinguishing Switches Without Spraying Means (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vakuumschaltröhre mit einem ein erstes Gehäuseteil (1) und ein zweites Gehäuseteil (3) aufweisenden Röhrengehäuse und einem Dampfschirm zum Schutz von Innenflächen des Röhrengehäuses. Dabei weist der Dampf schirm ein erstes Schirmteil (21) auf, an dessen einem Ende ein erster radial verlaufender Flansch (201) angeordnet ist. Der Dampfschirm weist weiterhin ein zweites Schirmteil (23) auf, an dessen einem Ende ein zweiter radial verlaufender Flansch (205) angeordnet ist. Eine Stirnfläche des ersten Flansches (201) weist eine rotationssymmetrische Stufe (203) auf, die den zweiten Flansch (205) umgreift; der erste Flansch (201) ist durchbrechungsfrei.

Description

Beschreibung
Vakuumsehaltröhre
Die Erfindung betrifft eine Vakuumschaltröhre mit einem ein erstes Gehäuseteil und ein zweites Gehäuseteil aufweisenden Röhrengehäuse und mit einem Dampfschirm zum Schutz von Innenflächen des Röhrengehäuses, wobei der Dampfschirm ein erstes Schirmteil aufweist, an dessen einem Ende ein erster radial verlaufender Flansch angeordnet ist, und der Dampfschirm ein zweites Schirmteil aufweist, an dessen einem Ende ein zweiter radial verlaufender Flansch angeordnet ist.
Aus der deutschen Patentschrift DE 38 06 921 C2 ist eine Va- kuumschaltröhre mit einem zweiteiligen Dampfschirm bekannt. Der Dampfschirm besteht aus zwei glockenförmigen Teilen, deren sich kelchartig erweiternde Enden ineinander gesteckt sind. Das außenliegende Ende mit größerem Durchmesser umgreift dabei das innenliegende Ende. Aus dem außenliegenden Ende sind durch Trennschnitte herausgearbeitete Laschen ausgestellt, die den Dampfschirm im Röhrengehäuse zentrieren.
Eine Vakuumschaltröhre der eingangs genannten Art ist aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 195 17 288 Al bekannt. Bei dieser bekannten Vakuumschaltröhre sind in dem einen Flansch am Umfang verteilte Löcher vorhanden, während der andere Flansch am Umfang verteilte, ausgestanzte Laschen trägt, die in die Löcher des anderen Flansches eingreifen. Dabei liegen die Laschen auf der Innenseite der Gehäuseteile des Röhrenge- häuses an. Auf diese Art und Weise werden die Gehäuseteile und die Schirmteile zueinander zentriert. Bei dieser Vakuumschaltröhre liegen insbesondere an den ausgestanzten Laschen und an den durch die Ausstanzung der Laschen entstandenen Ausnehmungen scharfkantige Ecken vor, welche im elektrischen Feld zu unerwünschten Felderhöhungen und Durchschlägen führen können .
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vakuumschalt- röhre anzugeben, bei der die Schirmteile auf eine andere Weise zueinander ausgerichtet werden.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vakuumschaltröhre nach dem Anspruch 1.
In den abhängigen Patentansprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen der Vakuumschaltröhre angegeben.
Erfindungsgemäß weist bei einer Vakuumschaltröhre der ein- gangs genannten Art eine Stirnfläche des ersten Flansches eine rotationssymmetrische Stufe auf, die (zur Ausrichtung bzw. Zentrierung der beiden Schirmteile zueinander) den zweiten Flansch umgreift, und der erste Flansch ist durchbrechungsfrei. Dabei sind vorteilhafterweise keine Löcher, Laschen oder dergleichen in dem ersten Flansch angeordnet, so dass scharfkantige oder punktförmig hervorstehende Elemente vermieden werden, an denen unerwünschte Erhöhungen der Feldstärke auftreten können. Durch die umgreifende Stufe wird eine zuverlässige Zentrierung (d. h. koaxiale Ausrichtung) der beiden Schirmteile zueinander sichergestellt. Durch die Ausgestaltung des ersten Flansches als durchbrechungsfreier Flansch (d. h. Flansch ohne Bohrungen, Ausstanzlöcher oder andere Durchbrechungen) wird zum einen wirkungsvoll eine unerwünschte Feldstärkeüberhöhung aufgrund scharfer Kanten oder Grate vermieden und zum anderen die Stabilität des Flansches erhöht . Die Vakuumschaltröhre kann so ausgebildet sein, dass die innere umlaufende Fläche der rotationssymmetrischen Stufe an der äußeren umlaufenden Fläche der Schmalseite des zweiten Flansches anliegt. Dadurch hält die rotationssymmetrische Stufe (z.B. bei der Montage der Vakuumschaltröhre) den zweiten Flansch in der vorgesehenen Lage.
Vorteilhafterweise kann die Vakuumschaltröhre so ausgestaltet sein, dass der zweite Flansch durchbrechungsfrei ist. Bei der Ausgestaltung des zweiten Flansches als durchbrechungsfreier Flansch (d. h. Flansch ohne Bohrungen, Ausstanzlöcher oder andere Durchbrechungen) wird zum einen wirkungsvoll eine unerwünschte Feldstärkeüberhöhung aufgrund scharfer Kanten oder Grate vermieden und zum anderen die Stabilität des Flansches erhöht.
Die Vakuumschaltröhre kann so aufgebaut sein, dass die Dicke des zweiten Flanschs kleiner oder gleich der Höhe der Stufe ist. Dadurch wird ermöglicht, dass der zweite Flansch voll- ständig von der Stufe umgriffen wird, so dass eine besonders gute Zentrierung der Schirmteile zueinander ermöglicht ist. Weiterhin wird dadurch sichergestellt, dass der zweite Flansch nicht über die Stufe des ersten Flansches hinausragt, so dass eine flächige Verbindung beider Seiten des ersten Flansches jeweils mit einem Gehäuseteil ermöglicht wird.
Die Vakuumschaltröhre kann auch so ausgestaltet sein, dass das erste Schirmteil radial nach außen gerichtete Ausbeulungen aufweist, die an der Innenfläche des ersten Gehäuseteils anliegen und/oder das zweite Schirmteil radial nach außen gerichtete Ausbeulungen aufweist, die an der Innenfläche des zweiten Gehäuseteils anliegen. Die Ausbeulungen des ersten Schirmteils ermöglichen eine Zentrierung bzw. Ausrichtung des ersten Schirmteils bezüglich des ersten Gehäuseteils. Ebenso ermöglichen alternativ oder zusätzlich die Ausbeulungen des zweiten Schirmteils eine Zentrierung bzw. Ausrichtung des zweiten Schirmteils bezüglich des zweiten Gehäuseteils.
Dabei kann die Vakuumschaltröhre so aufgebaut sein, dass die Ausbeulungen des ersten Schirmteils und/oder die Ausbeulungen des zweiten Schirmteils runde Konturen aufweisen. Dadurch werden vorteilhafterweise scharfe Kanten oder spitze bzw. punktförmige Erhebungen auf den Schirmteilen vermieden, so dass dadurch Feldstärkeüberhöhungen, die zu unerwünschten Überschlägen führen können, vermieden werden.
Die Vakuumschaltröhre kann so realisiert sein, dass der erste Flansch sowohl mit dem ersten Gehäuseteil als auch mit dem zweiten Gehäuseteil vakuumdicht verbunden, insbesondere vakuumdicht verlötet, ist. Dadurch wird vorteilhafterweise eine besonders zuverlässige vakuumdichte Verbindung zwischen dem ersten Gehäuseteil und dem zweiten Gehäuseteil hergestellt, weil das erste Gehäuseteil unmittelbar mit dem ersten Flansch und dieser erste Flansch wieder unmittelbar mit dem zweiten Gehäuseteil vakuumdicht verbunden ist. So sind zur vakuumdichten Verbindung der beiden Gehäuseteile miteinander lediglich zwei Verbindungsstellen notwendig. Dadurch ergibt sich eine höhere Zuverlässigkeit der Verbindung als beispielsweise bei drei oder mehr Verbindungsstellen.
Die Vakuumschaltröhre kann insbesondere so aufgebaut sein, dass das erste Schirmteil und/oder das zweite Schirmteil aus Metall, insbesondere aus Kupfer oder Edelstahl (z.B. aus ei- nem Cr-Ni-Stahl) , bestehen. Insbesondere der Einsatz von
Edelstahl ist aufgrund des geringeren Preises und/oder des geringeren Gewichts von Edelstahl gegenüber Kupfer vorteilhaft. Die Vakuumschaltröhre kann auch so ausgebildet sein, dass das erste Schirmteil und/oder das zweite Schirmteil eine Materialdicke d gemäß 0, 9 mm <= d <= 2, 1 mm aufweisen. Bei solchen Materialdicken wird vorteilhafterweise die entstehende Wärme ausreichend abgeleitet und der Einsatz an Material und das dadurch entstehende Gewicht hält sich in vertretbaren Grenzen.
Nachfolgend werden anhand eines Ausführungsbeispiels vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung näher erläutert. Dazu ist in
Figur 1 in einer Teilschnittdarstellung eine Vakuumschalt- röhre und in
Figur 2 ein vergrößerter Ausschnitt aus der Figur 1 dargestellt.
In Figur 1 ist in einer Teilschnittdarstellung eine Vakuumschaltröhre dargestellt. Ein Röhrengehäuse dieser Vakuumschaltröhre weist ein erstes Gehäuseteil 1 und ein zweites Gehäuseteil 3 auf. Das erste Gehäuseteil 1 und das zweite Gehäuseteil 3 ist jeweils als ein Keramik-Hohlzylinder reali- siert. Das erste Gehäuseteil 1 und das zweite Gehäuseteil 3 umschließen ein Kontaktsystem der Vakuumschaltröhre, welches aus einem Festkontakt und einem Bewegkontakt besteht. Der Festkontakt weist ein festes Kontaktstück 5 auf, das mittels eines festen (feststehenden) Kontaktbolzens 9 mit einer Ge- häusekappe 11 verbunden ist. Die Gehäusekappe ist mit dem ersten Gehäuseteil 1 vakuumdicht verbunden, im Ausführungsbeispiel verlötet. Der Bewegkontakt weist ein bewegliches Kontaktstück 7 auf, das von einem axial beweglichen Kontaktbolzen 13 getragen wird. Der axial bewegliche Kontaktbolzen 13 ist in einem Gleitlager 15 axial schiebebeweglich geführt. Das Gleitlager 15 ist auf einer zweiten Gehäusekappe 17 angeordnet. Diese zweite Gehäusekappe 17 ist einerseits vakuumdicht mit dem zweiten Gehäuseteil 3 verbunden; andererseits ist die zweite Gehäusekappe 17 vakuumdicht mit einem Faltenbalg 19 verbunden. Der Faltenbalg 19 ist ebenfalls vakuumdicht mit dem beweglichen Kontaktbolzen 13 verbunden. Der Faltenbalg 13 ermöglicht die axiale Verschiebung des beweglichen Kontaktbolzens 13. Die vakuumdichten Verbindungen sind als Lötverbindungen ausgeführt.
Zwischen dem (aus Bewegkontakt und Festkontakt bestehenden) Kontaktsystem und dem ersten Gehäuseteil 1 bzw. zweiten Gehäuseteil 3 ist ein Dampfschirm angeordnet, der ein erstes Schirmteil 21 und ein zweites Schirmteil 23 aufweist. Das erste Schirmteil 21 und das zweite Schirmteil 23 sind zwischen den aufeinander zuweisenden Stirnflächen des ersten Gehäuseteils 1 und des zweiten Gehäuseteils 3 befestigt. Der Dampfschirm dient zum Schutz von Innenflächen des ersten Ge- häuseteils 1 und des zweiten Gehäuseteils 3 vor bei Schaltvorgängen entstehenden Metalldampfabscheidungen : das erste Schirmteil 21 schirmt die Innenfläche des ersten Gehäuseteils 1 ab, das zweite Schirmteil 23 schirmt die Innenfläche des zweiten Gehäuseteils 3 ab.
Außer dem ersten Schirmteil 21 und dem zweiten Schirmteil 23 weist die Vakuumschaltröhre noch ein drittes Schirmteil 25 und ein viertes Schirmteil 27 auf, welche insbesondere das von dem Kontaktsystem wegweisende Ende des ersten Gehäuse- teils 1 und des zweiten Gehäuseteils 3 vor Metalldampf abschirmen .
In Figur 2 ist in einer Schnittdarstellung ein Ausschnitt aus der Figur 1 vergrößert dargestellt. Dabei ist insbesondere dargestellt, wie das erste Schirmteil 21 und das zweite Schirmteil 23 mit dem ersten Gehäuseteil 1 und dem zweiten Gehäuseteil 3 verbunden sind. Das erste Schirmteil 21 ist im Wesentlichen rotationssymmetrisch und weist eine im Wesentli- chen hülsenförmige Gestalt auf. An einem Ende des ersten
Schirmteils 21 ist ein erster Flansch 201 angeordnet, welcher radial von dem hülsenförmigen Bereich des ersten Schirmteils 21 absteht. Dieser erste Flansch 201 weist auf seiner endsei- tigen Stirnfläche eine rotationssymmetrische Stufe 203 auf. Im Bereich dieser Stufe ist der erste Flansch 201 sowohl mit dem ersten Gehäuseteil 1 als auch mit dem zweiten Gehäuseteil 3 vakuumdicht verbunden, beispielsweise verlötet. Das zweite Schirmteil 23 hat ebenfalls eine im Wesentlichen hülsenför- mige Gestalt, an dem auf das erste Schirmteil 21 zuweisenden Ende des zweiten Schirmteils 23 ist ein in radialer Richtung abstehender zweiter Flansch 205 angeordnet. Der zweite Flansch 205 wird von der Stufe 203 des ersten Flansches 201 umgriffen, dadurch werden das erste Schirmteil 21 und das zweite Schirmteil 23 zueinander zentriert; d. h. das erste Schirmteil 21 und das zweite Schirmteil 23 werden so ausgerichtet, dass sie koaxial angeordnet sind. (Mit anderen Worten gesagt, weist der erste Flansch 201 eine von der Stufe 203 begrenzte kreisringförmige Ausnehmung (z.B. eine Ausdrehung) auf, in die der zweite Flansch 205 eingreift.) Die in- nere umlaufende Fläche 207 der rotationssymmetrischen Stufe 203 liegt an der äußeren umlaufenden Fläche 209 der Schmalseite des zweiten Flansches 205 an.
Die Stufe 203 kann beispielsweise dadurch hergestellt sein, dass bei dem ersten Flansch 201 ein innerer kreisringförmiger Bereich der Flanschscheibe abgedreht bzw. ausgedreht ist. Alternativ kann die Stufe 203 auch während eines Tiefziehvorganges durch entsprechende Ausgestaltung der Tiefziehform hergestellt sein. Bis auf die Ausgestaltung des ersten Flan- sches 201 und des zweiten Flansches 205 sind das erste Schirmteil 21 und das zweite Schirmteil 23 im Wesentlichen gleichartig ausgestaltet.
Die auf den ersten Flansch 201 zuweisende Stirnfläche des zweiten Flansches 205 ist zumindest teilweise mit der Stirnfläche des ersten Flansches 201 verbunden, beispielsweise verlötet. Die Dicke des zweiten Flansches 205 ist dabei im Allgemeinen kleiner (oder gleich) der Höhe der Stufe 203; im Ausführungsbeispiel ist die Dicke des zweiten Flansches 205 geringfügig kleiner als die Höhe der Stufe 203. Dadurch wird sichergestellt, dass der zweite Flansch 205 vollständig von der Stufe 203 umgriffen wird und der zweite Flansch 205 nicht über die Stufe 203 in axialer Richtung hinausragt. Dadurch lässt sich eine langzeitstabile vakuumdichte Verbindung zwischen dem ersten Flansch 201 und dem zweiten Gehäuseteil 3 (genauer gesagt zwischen der Stufe 203 des ersten Flansches 201 und dem zweiten Gehäuseteil 3) beispielsweise durch Löten herstellen. Für die Befestigung des ersten Schirmteils 21 und des zweiten Schirmteils 23 ist insbesondere kein zusätzlicher Haltering (Mittelring) notwendig.
Der erste Flansch 201 und/oder der zweite Flansch 205 bestehen aus massivem Schirmmaterial und sind durchbrechungsfrei, d. h. sie weisen keine Bohrungen, Ausstanzungen oder ähnliches auf.
Das erste Schirmteil 21 weist radial nach außen gerichtete Ausbeulungen (z.B. Noppen) 211 auf, die an der Innenfläche (innere Mantelfläche) des ersten hohlzylinderförmigen Gehäuseteils 1 anliegen. Ebenso weist das zweite Schirmteil 23 radial nach außen gerichtete Ausbeulungen 213 (z.B. Noppen) auf, die an der Innenfläche (innere Mantelfläche) des zweiten hohlzylinderförmigen Gehäuseteils 3 anliegen. Das erste Schirmteil 21 trägt beispielsweise sechs gleichmäßig am Umfang verteilte Ausbeulungen 211, und das zweite Schirmteil 23 weist z.B. sechs gleichmäßig am Umfang verteilte Ausbeulungen 213 auf. Die Ausbeulungen 211 und 213 weisen jeweils runde Konturen auf, dadurch werden scharfkantige Vorsprünge oder Spitzen vermieden, so dass Überhöhungen der elektrischen Feldstärke wirksam verhindert werden. In der Figur 2 ist ein Spalt zwischen Ausbeulung und Gehäuseteil abgebildet, um deutlich sichtbar zu machen, dass es sich z.B. bei dem zwei- ten Gehäuseteil 3 und zweitem Schirmteil 23 um eigenständige Bauteile handelt. Dieser Spalt dient der Berücksichtigung der unterschiedlich starken Wärmeausdehnungen von dem aus Keramik bestehenden Gehäuseteil und dem aus Metall bestehenden Schirmteil .
Das erste Schirmteil und das zweite Schirmteil bestehen im Ausführungsbeispiel aus Metall, beispielsweise aus Kupfer oder aus Edelstahl. Die Materialstärke (Materialdicke) des ersten Schirmteils 21 und des zweiten Schirmteils 23 beträgt im Ausführungsbeispiel 1 mm. Allgemein kann diese Materialstärke vorteilhafterweise zwischen 0,9 mm und 2,1 mm betragen. Es hat sich herausgestellt, dass bei solchen Materialstärken vorteilhafterweise ein Optimum besteht zwischen den einander entgegen gesetzten Forderungen nach guter Wärmeab- leitungsfähigkeit des Schirms einerseits und einem geringen Materialverbrauch verbunden mit einem geringen Gewicht andererseits .
Beim Zusammenbau der Vakuumschaltröhre wird zuerst das erste Gehäuseteil 1 in die in der Figur 2 dargestellte Stellung gebracht. Die metallisierte Stirnfläche des ersten Gehäuseteils 1 wird mit einer kreisringförmigen Lötfolie belegt, wobei die Breite dieser Lötfolie in etwa der Breite der waagerecht verlaufenden Stirnfläche des ersten Gehäuseteils 1 entspricht. Auf die Lötfolie wird daraufhin der erste Flansch 201 des ersten Schirmteils 21 aufgelegt. Die Ausbeulung 211 dient dabei der Zentrierung des ersten Schirmteils 21 innerhalb des ersten Gehäuseteils 1. Daraufhin wird der zweite Flansch 205 des zweiten Schirmteils 23 in die von der Stufe 203 umgebene Ausnehmung des ersten Flansches 201 eingelegt, so dass die Stufe 203 den zweiten Flansch 205 umgreift. Durch dieses Umgreifen, d. h. durch das Zusammenwirken von Stufe 203 und zweitem Flansch 205, wird das zweite Schirmteil 23 bezüglich des ersten Schirmteils 21 zentriert, d. h. koaxial ausgerichtet. Nun wird auf die von dem ersten Gehäuseteil 1 wegweisende Seite des ersten Flansches 201 und auch auf die von dem ersten Gehäuseteil 1 wegweisende Seite des zweiten Flansches 205 ein weiterer Lötfolienring aufgelegt, dessen Breite in etwa der Breite der waagerecht verlaufenden Stirnfläche des zweiten Isolierteils 3 entspricht. Schließlich wird das zweite Isolierteil 3 auf den ersten Flansch 201 und den zweiten Flansch 205 aufgesetzt. Dabei dient die Ausbeulung 213 als Zentrierhilfe .
Daraufhin wird die Vakuumschaltröhre nach Montage des an den Kontaktbolzen befestigten festen Kontaktstücks 5 und des beweglichen Bewegkontaktstücks 7 sowie der übrigen Teile im Vakuumlötofen verlötet. Dabei wird das erste Gehäuseteil dauer- haft mit dem ersten Flansch 201 verbunden; das zweite Gehäuseteil 3 wird dauerhaft mit dem ersten Flansch 201 verbunden.
Es wurde eine Vakuumschaltröhre beschrieben, welche einen aus zwei Schirmteilen bestehenden Mittelschirm als Dampfschirm aufweist. Jedes dieser Schirmteile weist jeweils einen radial abstehenden Flansch auf; beide Flansche sind zwischen dem ersten Gehäuseteil und dem zweiten Gehäuseteil dauerhaft festgelötet. Der erste Flansch weist eine Stufe auf, welche den zweiten Flansch umgreift, dadurch werden die Flansche bzw. die zugehörigen Schirmteile bei der Montage zueinander zentriert. Durch die Ausbildung des ersten Flansches mit einer Stufe treten nur zwei Lötflächen beim vakuumdichten Verbinden des ersten Gehäuseteils mit dem zweiten Gehäuseteil auf .

Claims

Patentansprüche
1. Vakuumschaltröhre mit einem ein erstes Gehäuseteil (1) und ein zweites Gehäuse- teil (3) aufweisenden Röhrengehäuse, einem Dampfschirm zum Schutz von Innenflächen des Röhrengehäuses, wobei der Dampfschirm ein erstes Schirmteil (21) aufweist, an dessen einem Ende ein erster radial verlaufender Flansch (201) angeordnet ist, und der Dampfschirm ein zweites Schirmteil (23) auf- weist, an dessen einem Ende ein zweiter radial verlaufender Flansch (205) angeordnet ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass eine Stirnfläche des ersten Flansches (201) eine rotationssymmetrische Stufe (203) aufweist, die den zweiten Flansch (205) umgreift, und dass der erste Flansch (201) durchbrechungsfrei ist.
2. Vakuumschaltröhre nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die innere umlaufende Fläche (207) der rotationssymmetrischen Stufe (203) an der äußeren umlaufenden Fläche (209) des zweiten Flansches (205) anliegt.
3. Vakuumschaltröhre nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der zweite Flansch (205) durchbrechungsfrei ist.
4. Vakuumschaltröhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Dicke des zweiten Flanschs (205) kleiner oder gleich der Höhe der Stufe (203) ist.
5. Vakuumschaltröhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das erste Schirmteil (21) radial nach außen gerichtete Ausbeulungen (211) aufweist, die an der Innenfläche des ersten Gehäuseteils (1) anliegen und/oder das zweite Schirmteil (23) radial nach außen gerichtete Ausbeulungen (213) aufweist, die an der Innenfläche des zweiten Gehäuseteils (3) anliegen.
6. Vakuumschaltröhre nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Ausbeulungen (211) des ersten Schirmteils (21) und/oder die Ausbeulungen (213) des zweiten Schirmteils (23) runde Konturen aufweisen.
7. Vakuumschaltröhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der erste Flansch (201) sowohl mit dem ersten Gehäuseteil (1) als auch mit dem zweiten Gehäuseteil (3) vakuumdicht verbunden, insbesondere vakuumdicht verlötet, ist.
8. Vakuumschaltröhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das erste Schirmteil (21) und/oder das zweite Schirmteil (23) aus Metall, insbesondere aus Kupfer oder Edelstahl, bestehen.
9. Vakuumschaltröhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das erste Schirmteil (21) und/oder das zweite Schirmteil (23) eine Materialdicke d gemäß 0, 9 mm <= d <= 2, 1 mm aufweisen .
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