VACUUM HOUSING, IN PARTICULAR A HOUSING FOR A VACUUM CIRCUIT BREAKER

Abstract: 1. A vacuum housing, in particular a housing for a vacuum circuit-breaker with a hermetically sealed pumping lead (1), in which a high voltage is applied at least intermittently to the pumping lead (1), which is such as to produce voltage flashovers from the pumping lead (1), but not from the part of the housing adjoining it, to neighbouring parts carrying out a different potential, in which the pumping lead (1) is insulated against such voltage flashovers by at least one shrunk-on tube, characterised in that a cap of insulating material (8, 7) which is stable in shape at least at the shrinkage temperature of the shrunk-on tube (4, 5) is placed on the pumping lead (1) ; that the shrunk-on tube (4, 5) is drawn over this insulating cap (8, 7) ; and that the shrunk-on tube (4, 5) is fitted on to the pumping lead (1) and the insulating cap (8, 7) in partially shape-sealed manner, the insulating cap (8, 7) is fixed mechanically with no air-gap being left free between the surroundings and the rim region (6) of the pumping lead (1).

Description: Vakuumgehäuse, insbesondere Gehäuse eines Vakuumschalters: Die Vorliegende Erfindung betrifft ein Vakuumgehäuse, insbesondere ein Gehäuse eines Vakuumschalters mit einem vakuumdicht verschlossenen Pumpstengel gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ein derartiges Vakuumgehäuse ist aus der DE-PS 24 40 828 bekannt. Dort ist der Pumpstengel durch einen Schrumpfschlauch oder eine Kappe isoliert, wobei die Wand des Schrumpfschlauches oder der Kappe im Bereich der Aussenwand aus einem vernetzten, nicht schmelzbaren und im Bereich der Innenwand aus einem nicht vernetzten, schmelzbaren Kunststoff besteht. Als "Pumpstengel" wird üblicherweise ein Rohrstutzen an einem Vakuumgehäuse verstanden, welcher bei der Herstel- lung zum Leerpumpen des Vakuumgehäuses verwendet und anschliessend vakuumdicht verschlossen wird. Das vakuumdichte Verschliessen erfolgt üblicherweise durch ein Zusammenpressen des Pumpstengels, wodurch sich eine vakuumdichte Kaltverschweissung der Pumpstengelwände ergibt. Ein Schrumpfschlauch oder eine schrumpfende Kappe legensich beim Schrumpfungsprozess eng an den darunter liegenden Pumpstengel an. Dabei entstehen gemäss unserer Erkenntnis im Bereich der Ecken und Kanten des Pumpstengels nicht mehr ausreichend isolierte Stellen, es treten Überschläge zu benachbarten Gehäuseteilen auf, welche auf anderem Potenial liegen. Diese Durchschläge wurden bisher durch Aufschrumpfen eines zweiten Schrumpfschlauches vermieden. Gegenüber dieser Lösung liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Isolation und den mechanischen Schutz für den Pumpstengel zu verbessern und gleichzeitig eine kostensparende Lösung zu finden. Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Das Aufbringen von Kappen zu Isolationszwecken ist ein in anderem Zusammenhang übliches Verfahren. Die Kappen werden üblicherweise auf die zu stützenden Gegenstände aufgedrückt. Sie halten entweder durch eine geringfügige Verformung beim Aufdrücken oder durch eigens hierfür vorgesehene Snap-in-Einrichtungen. Eine derartige Befestigung von Kappen führt beim Einsatz zum Schutz von Pumpstengeln gemäss unserer Erkenntnis leicht zu einer Beschädigung der vakuumdichten Kaltverschweissung des Pumpstengels. Weiterhin erfordert diese Befestigung pumpstengelseitig eine Fixierungsmöglichkeit für die Kappe in Form von Nasen, Nuten oder dergleichen, welche die Herstellung der Röhre verteuert. Das erfindungsgemässe Vakuumgehäuse hat den Vorteil, dass die Abstände zwischen Gehäuseteilen, die beim Betrieb auf unterschiedlichem Potential liegen können, relativ klein dimensioniert sein können. Die erfindungsgemässe Isolation des Pumpstengels ermöglicht eine Trennung der Haltefunktion für den Pumpstengelschutz von der Isolation, ohne dass der Pumpstengel unzulässig stark mechanisch belastet wird. Gleichzeitig ermöglicht die Erfindung die Verwendung sehr kleiner Kappen, welche nur den schneidenförmigen Endbereich des Pumpstengels überdecken. Gerade an Ekken und Kanten sind ja bekanntlich die Bereiche grösster elektrischer Feldstärke, die besonders zur Bildung von Durchschlägen neigen. Der Schrumpfschlauch braucht bei der erfindungsgemässen Ausführungsform an seinem freien Ende nicht geschlossen zu sein. Es genügt, wenn er die Kappe so weit umklammert, dass er sie mechanisch fixiert. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass Uberschläge nicht durch die Öffnung des Schrumpfschlauches hindurch zum Pumpstengel gelangen können. Werden nur Schrumpfschläuche über den Pumstengel geschoben, so kann selbst dann ein Uberschlag durch die Öffnung des Schrumpfschlauches hindurch zum Pumpstengel gelangen, wenn der Schrumpfschlauch an seinem Ende so stark flach zusammengedrückt ist, dass seine Innenwände miteinander verklebt sind. Diese Gefahr besteht bei der erfindungsgemässen Ausführungsform nicht Eine besonders kostensparende Ausführungsform ist gegeben, indem der Endbereich des Pumpstengels durch einen Pressschweissvorgang flachgedrückt und vakuumdicht verschlossen ist und indem auf diesen eine kreiszylinderförmige Kappe aufgesetzt ist. Kreiszylinderförmige Kappen können ohne Rücksicht auf eine Winkelstellung zum Randbereich des Pumpstengels aufgebracht werden. An derartige Kappen legt sich ausserdem der Schrumpfschlauch besonders genau an, an den Schrumpfschlauch selbst sind besonders geringe Anforderungen zu stellen. Wesentlich kleinere Kappen können verwendet werden, indem bei einem Pumpstengel, dessen Randbereich durch ein Pressschweissen flachgedrückt und vakuumdicht verschlossen ist, eine der Form dieses Randbereiches angepasste Kappe verwendet ist. Eine derartige Kappe kann besonders klein ausgeführt werden. Sie schützt insbesondere die Kanten und Ecken im Endbereich des Pumpstengels gegen Überschläge In diesem Fall ist es zweckmässig, den Schrumpfschlauch ausserhalb der Kappe flach zusammenzupressen und dadurch zu verkleben. Insbesondere bei einer runden Kappenform ist es vorteilhaft, dass die Kappe auch den nicht flachgedrückten Bereich des Pumpstengels teilweise umfasst. Dadurch wird ein allzu starkes Verkippen der Kappe beim Einbau vermieden. Die Kappe besteht vorteilhaft aus einem Kunststoff mit hoher Dielektrizitätskonstante. Eine besonders gute Verklebung wird erreicht, indem der Schrumpfschlauch im Bereich seiner Aussenwände aus einem vernetzten, nichtschmelzbaren und im Bereich seiner Innenwände aus einem nichtvernetzten, schmelzbaren Kunststoff besteht. Derartige Schrumpfschläuche besitzen eine besonders hohe mechanische Festigkeit und eine hohe Klebefähigkeit an ihrer Innenwand. Die Erfindung wird nun anhand von vier Figuren näher erläutert. Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemässes Vakuumgefäss einer Va kuumschaltröhre, die Figuren 2 bis 4 zeigen verschiedene Ausführungsformen von erfindungsgemäss geschützten Pump stengeln, in geschnittener und gebrochener Ansicht. In Fig. 1 liegt der Pumpstengel 1 gegenüber dem Metallflansch 2 zeitweise auf unterschiedlichem Potential, wobei Überschläge vom Metallflansch 2 auf den Pumpstengel 1 auftreten können, nicht aber vom Metallflansch 2 auf das den Pumpstengel 1 umgebende Gehäuseteil 3. Wie aus den Figuren 2 bis 4 ersichtlich, ist der Pumpstengel 1 ist in seinem Randbereich 6 so kräftig zusammengedrückt, dass durch einen Kaltschweissvorgang ein vakuumdichter Verschluss des Pumpstengels 1 entstanden ist. Dieser Randbereich 6 ist gegenüber mechanischer Beanspruchung empfindlich, insbesondere da bereits eine stellenweise Verbiegung oder Druckbeanspruchung genügt, um die vakuum dichte Verschweissung undicht werden zu lassen. Um einen Uberschlag auf diesen Randbereich zu vermieden, ohne dass der Randbereich mechanisch beansprucht wird, ist auf den Pumpstengel 1 eine gemäss Fig. 4 kreiszylinderförmige Isolierstoffkappe 8 aufgesetzt. Diese Isolierstoffkappe 8 besteht vorzugsweise aus einem Kunststoff mit hoher Dielektrizitätskonstante. Sie ist auf eine ausreichende Spannungsisolation hin dimensioniert. Diese Isolierstoffkappe 8 ist von einem Schrumpfschlauch 4 so weit umhüllt, dass sie sich im Schrumpfschlauch 4 nicht verschieben kann. Der Schrumpfschlauch 4 liegt ausserdem am Pumpstengel 1 an. Er ist vorzugsweise mit diesem Pumpstengel 1 zusätzlich verklebt. Die Kappe 8 braucht am Pumpstengel 1 nicht überall formschlüssig anzuliegen. Es genügt, dass sie den scharfkantigen und mit Ecken versehenen Randbereich 6 so weit abdeckt, dass Durchschläge durch den Schrumpfschlauch 4, die infolge der hohen Feldstärke im Randbereich 6 entstehen könnten, vermieden werden. Der Schrumpfschlauch 4 hält die Kappe 8 nach dem Aufschrumpfen in ihrer Lage und schützt die Bereiche des Pumpstengels mit im Vergleich zum Randbereich weniger hoher Feldstärke vor Überschlägen (Fig. 2). In der Ausführungsform gemäss Fig. 3 ist eine Kappe 7 vorgesehen, welche an die Form des Randbereiches 6 angepasst ist. Sie umschliesst nur den Bereich besonders hoher Feldstärke. Sie kann daher besonders klein ausgeführt sein. Sie kann ebenfalls aus einem Kunststoff mit hoher Dielektrizitätskonstante bestehen. Wegen ihrer flachen Gestalt und ihrer geringen Ausdehnung kann sie vorteilhaft auch aus anderen Isolierstoffen, beispielsweise aus Keramik, hergestellt werden. Der Schrumpfschlauch 5 ist in diesem Ausführungsbeispiel ausserhalb der Isolierstoffkappe 7 zusammengedrückt, seine Innenwände sind miteinander verklebt. Dadurch entsteht bei dieser relativ flachen Bauform ein guter Halt. Im Gegensatz zum Stand der Technik kann durch die Klebestelle 9 hindurch keine elektrische Entladung zum Randbereich 6 des Pumpstengels 1 gelangen. Ein hierfür geeigneter Schrumpfschlauch besteht vorzugsweise im Bereich seiner Aussenwand aus einem vernetzten, nicht schmelzbaren und im Bereich seiner Innenwand aus einem nicht vernetzten, schmelzbaren Kunststoff. 6 Patentansprüche 4 Figuren

Claims: Patentansprüche 1. Vakuumgehäuse, insbesondere Gehäuse einer Vakuumschaltröhre, mit einem vakuumdicht verschlossenen Pumpstengel, in dem zumindest zeitweise am Pumpstengel eine hohe Spannung anliegt, die zur Erzeugung von Spannungsüberschlägen vom Pumpstengel, nicht aber vom an diesen angrenzenden Gehäuseteil zu benachbarten, auf anderem Potential liegenden Teilen geeignet ist, in dem der Pumpstengel durch zumindest einen Schrumpfschlauch gegen derartige Spannungs überschläge isoliert ist, da d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, dass auf den Pumpstengel (1) eine zumindest bei der Schrumpftemperatur des Schrumpfschlauches (4, 5) formstabile Isolierstoffkappe (8, 7) aufgesetzt ist, dass über diese Isolierstoffkappe (8, 7) der Schrumpfschlauch (4, 5) gezogen ist und dass der Schrumpfschlauch (4, 5) am Pumpstengel (1) und an der Isolierstoffkappe (8, 7) teilweise formschlüssig anliegt, die Isolierstoffkappe (8, 7) mechanisch fixiert und keinen Luftspalt zwischen der Umgebung und dem Randbereich (6) freilässt. 2. Vakuumgehäuse nach Anspruch 1, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t, dass der Randbereich (6) des Pumpstengels durch einen Pressschweissvorgang flachgedrückt und vakuumdicht verschlossen ist und dass auf diesen eine kreiszylinderförmige Kappe (8) aufgesetzt ist. 3. Vakuumgehäuse nach Anspruch 1, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t, dass der Randbereich (6) des Pumpstengels durch einen Pressschweissvorgang flachgedrückt und vakuumdicht verschlossen ist und das eine der Form dieses Randbereichs (6) angepasste Kappe (7) aufgesetzt ist. 4. Vakuumgehäuse nach Anspruch 2, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t, dass die Kappe auch den nicht flachgedrückten Bereich des Pumpstengels teilweise umfasst. 5. Vakuumgehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Kappe aus einem Kunststoff mit hoher Dielektrizitätskonstante besteht. 6. Vakuumgehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Schrumpfschlauch im Bereich seiner Aussenwand aus einem vernetzten, nicht schmelzbaren und Bereich seiner Innenwand aus einem nicht vernetzten, schmelzbaren Kunststoff besteht.

Inventors: BIALKOWSKI, GUNTER, HOENE, ERNST-LUDWIG, DR. DIPL.-PHYS., Bialkowski, Günter
Applicants: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT BERLIN UND MUNCHEN
Application year: 1984
Main classification: H01H33
IPC codes: H01H33