具有用于自对中的一体式金属罩的真空室的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种真空室（1），所述真空室包括至少一个陶瓷绝缘筒（16），所述陶瓷绝缘筒具有两个工作面端，其中，所述陶瓷绝缘筒（16）的所述两个工作面端（2）中的至少一个由金属罩（3）所封闭，所述金属罩包括外部部分（4）和内部部分（5），其中，所述金属罩（3）的所述外部部分（4）的远端比所述金属罩（3）的所述外部部分（4）的其余部分薄并且形成金属盖（6），其中，所述金属盖（6）以真空密闭的方式连接到所述陶瓷绝缘筒（16）的所述两个工作面端（2）中的至少一个。根据本发明，所述金属罩（3）形成为单个部件并且在所述陶瓷绝缘筒（16）的内周区域（7）处借助所述金属罩（3）的所述内部部分（5）实现安装，以实现所述金属盖（6）相对于所述陶瓷绝缘筒（16）的所述两个工作面端（2）中的至少一个的自对中。
【专利说明】具有用于自对中的一体式金属罩的真空室
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种真空室，所述真空室包括至少一个具有两个工作面端（face ends)的陶瓷绝缘筒，其中，陶瓷绝缘筒的两个工作面端中的至少一个由金属罩所封闭，所 述金属罩包括外部部分和内部部分，其中，金属罩的外部部分的远端比金属罩的外部部分 的其余部分薄并且形成金属盖，其中，金属盖以真空密闭的方式连接到陶瓷绝缘筒的两个 工作面端中的至少一个。
【背景技术】
[0002] 这种真空室应用于开关组件，所述开关组件的诸如空气的气体是绝缘气体，所述 绝缘气体通常处于大气压力下。因此，绝缘筒、罩和波纹管均针对大气压的强度进行构造。 可预想到如下的情况：在所述情况中，真空室安装在开关组件中，所述开关组件的压力大幅 增大，例如，高达大约25巴，结果，上述部分必须均构造成使得所述部分承受这种压力。
[0003] 按照本领域技术人员的常识，断路器对电气系统提供保护，使其免受电气故障状 态(诸如电流过载、短路和低电平电压状态）的影响。通常，断路器包括弹簧动力式操作机 构，所述弹簧动力式操作机构响应反常情况断开真空断续器内部的电触头，以中断流经电 气系统中的导体的电流。真空断续器包括可分离的主触头，所述主触头布置在绝缘且气封 的真空室内。
[0004] 真空室通常包括用于电绝缘的陶瓷件中的一个或多个区段并且包括一个或多个 金属部件，以形成封套，在所述封套中可以抽吸真空。金属部件易于形成并且提供陶瓷部件 所缺乏的结构强度。陶瓷壳通常是圆筒形；然而，也可以使用其它截面形状。金属部件通常 包括两个端盖，在存在多个陶瓷区段的情况中，所述金属部件包括可以布置在陶瓷区段之 间的一个或多个外中心防护件。
[0005] 文献EP1742242B1公开了一种用于断路器的真空室的金属部件，其中，真空室具 有至少一个电绝缘空心体。金属部件包括主体，所述主体构造成连接到空心体；
[0006] 密封边缘，所述密封边缘从主体延伸，其中，所述密封边缘具有拥有密封表面的远 侧末端，并且主体和密封表面之间的横截面厚度逐渐减小，使得密封表面是密封边缘的最 薄的部分。密封边缘通常是圆环形，其中，所述密封表面的内和外表面由相应的内和外径所 限定。当从毗邻密封表面的位置至毗邻主体的位置测量时，内径变得越来越小而外径变得 越来越大，从而产生了逐渐减小的横截面厚度。
[0007] 此外，文献US7, 508, 636B2涉及一种具有至少一个由陶瓷材料制成的绝缘筒的真 空室。陶瓷绝缘筒的工作面端各自均由罩所封闭，其中，可动触头元件附接到可动触头杆， 固定触头元件附接到固定触头杆，所述可动触头杆和所述固定触头杆均穿过罩。此外，真空 密闭密封元件紧固在一个罩和可动触头杆之间并且允许触头杆运动。通过插置至少一个支 承环将罩紧密地软钎焊或者硬钎焊到毗邻的绝缘筒的相应工作面端。密封元件紧固到罩和 触头杆。罩设置有杯状装置并且包括边缘，所述边缘比此区域的其它部分薄。密封元件包 括两层或者更多层，所述层借助其自由端部以真空密闭的方式相互、以及分别与罩和触头 杆连接，尤其是熔接或者硬钎焊。
【发明内容】
[0008] 本发明的目的是提供一种具有金属罩的真空室，所述真空室使得能够快速且自动 将金属罩装配在真空室上而且削减制造成本。由独立权利要求1的主题实现所述目的。由 从属权利要求和以下描述来说明其它示例性实施例。
[0009] 根据本发明，金属罩形成为单个部件并且在陶瓷绝缘筒的内周区域处借助金属罩 的内部部分进行安装，以便实现金属盖相对于陶瓷绝缘筒的两个工作面端中的至少一个的 自对中。因此，金属罩的内部部分用于自对中。较大的优势在于金属罩形成为一整体，这使 得能够使用具有优势的制造工艺。优选地，金属罩由不锈钢材料制成，通过深拉、滚轧或者 旋压工艺形成。此外，能够将金属罩快速并且自动装配在真空室上而且减少材料、缩短装配 时间并且因此削减了成本。
[0010] 优选地，金属罩由三个部分构成，其中，第一部分包括金属盖并且远离陶瓷绝缘筒 的两个工作面端中的至少一个轴向延伸；第二部分远离第一部分朝向至少一个陶瓷绝缘筒 的内部径向延伸，第三部分朝向至少一个陶瓷筒的内周区域沿着径向和轴向的组合方向延 伸。三个部分没有连结在一起，但是却形成单个部件。一个其它可行方案是通过使用铜材 料在金属部分和陶瓷之间用作补偿层。
[0011] 根据优选实施例，金属罩由四个部分构成，其中，第一部分包括金属盖并且远离陶 瓷绝缘筒的两个工作面端中的至少一个轴向延伸，第二部分远离第一部分朝向至少一个陶 瓷绝缘筒的内部径向延伸，第三部分朝向至少一个陶瓷绝缘筒的内部基本平行于第一部分 轴向延伸，第四部分朝向至少一个陶瓷绝缘筒的内周区域基本平行于第二部分轴向延伸。 这四个部分以及这三个部分没有连结在一起但却形成一整体。
[0012] 然而，能够以多种不同方式使得金属罩成形，以实现本发明的效果。
[0013] 根据真空室的其它优选实施例，金属罩的内部部分的远端设置有变圆的形状，用 于避免峰值电压。
[0014] 优选地，金属盖通过软钎焊或者硬钎焊连接到陶瓷绝缘筒的两个工作面端中的至 少一个。此外，可以设想的是通过如熔接和粘合的其它连结技术连接陶瓷绝缘筒。而且，另 一种可行方案是使用硬钎焊箔连接这两个部分。硬钎焊材料将吸收细微的塑型变形。
[0015] 此外，金属盖的壁厚在其连接到陶瓷绝缘筒的两个工作面端中的至少一个的区域 中为0.4mm或者更薄。这使得连接区域中的热膨胀率较低。
[0016] 另外，真空室是中压真空断路器的真空断续器的一部分，其包括用于产生操作力 的致动器，其中，操作力经由中间轴装置传递到真空断续器。
[0017] 优选地，金属盖在其连接到陶瓷绝缘筒的两个工作面端中的至少一个的区域中的 壁厚为0. 4mm或者更薄，并且类似于如图3所示，在金属盖和表面之间将设有补偿层。
【专利附图】
【附图说明】
[0018] 当结合附图考虑时，从本发明的以下详细描述中，本发明的前述和其它方面将变 得更加显而易见。
[0019] 图1示出了中压真空断路器的纵向截面，所述中压真空断路器包括具有真空室的 真空断续器；
[0020] 图2示出了根据图1的具有金属罩的真空室的局部截面图；和
[0021] 图3示出了根据图2的具有金属罩的真空室的其它优选实施例的局部截面图。
[0022] 在附图标记列表中以总结的形式列举了在附图中使用的附图标记和它们的意义。 所有附图均为示意性。
【具体实施方式】
[0023] 图1示出了中压真空断路器12,所述中压真空断路器12主要由陶瓷绝缘筒16构 成，所述陶瓷绝缘筒16具有嵌入的上电接线端子17和下电接线端子18,所述上电接线端子 17和所述电接线端子18形成用于中压电路的电气开关。因此，上电接线端子17连接到对 应的固定上电触头19,所述电触头19安装在真空断续器15的真空室1中。真空室1由金 属罩3所封闭，所述金属罩3布置在陶瓷绝缘筒16的工作面端2上，波纹管27布置在金属 罩3和可动下电触头20的触头杆之间。下电触头20相对于真空断续器15可移动地安装。 下电接线端子18连接到对应的可动下电触头20。可动下电触头20可以经由中间轴装置 14在接通和断开的开关位置之间移动。设置有铜材料的挠性导体21，以为了使得下电接线 端子18与可动下电触头20电连接。
[0024] 中间轴装置14将电磁致动器13的机械能量从内部传至真空断续器15的陶瓷绝 缘筒16。电磁致动器13由可动铁磁柱塞22构成，所述铁磁柱塞22在铁磁框架24中由两 根轴23a和23b引导。永磁体25布置在铁磁框架24的内部区域范围内，以产生磁通量，使 得可动铁磁柱塞22被紧密保持在两个端部位置中的一个中。分别位于铁磁框架24的顶部 和底部处的两个线圈26a和26b部分地布置在铁磁框架24内部并且能够用于改变磁通量， 使得可动铁磁柱塞22能够从顶部位置移动到底部位置。顶部位置处的可动铁磁柱塞22代 表中压真空断路器12的断开位置。
[0025] 图2示出了根据本发明的真空室1的细节，所述真空室1包括陶瓷绝缘筒16。真 空室1由金属罩3所封闭，所述金属罩3布置在陶瓷绝缘筒16的工作面端2上。金属罩3 包括外部部分4和内部部分5,其中，金属罩3的外部部分4的远端比金属罩3的外部部分 4的其余部分薄并且形成金属盖6。金属盖6通过焊接以真空密闭的方式连接到陶瓷绝缘 筒16的工作面端2。此外，金属盖6在其连接到陶瓷绝缘筒1的区域中的壁厚为0. 2_。金 属罩3形成为一整体并且在陶瓷绝缘筒16的内周区域7处借助金属罩3的内部部分5进 行安装，以实现金属盖6相对于陶瓷绝缘筒16的工作面端2的自对中。
[0026] 金属罩3由三个部分8a、9a、10a构成。第一部分8a包括金属盖6并且远离陶瓷 绝缘筒1的两个工作面端2中的至少一个轴向延伸。第二部分9a远离第一部分8a朝向所 述至少一个陶瓷绝缘筒1的内部径向延伸。第三部分10a朝向陶瓷绝缘筒1的内周区域7 沿着径向和轴向的组合方向延伸。金属罩3的内部部分5的远端设置有变圆的形状，以避 免电压峰值。借助金属罩3的内部部分3安装在陶瓷绝缘筒16的内周区域7处实现了金 属盖6相对于陶瓷绝缘筒16的工作面端2的自对中。
[0027] 图3示出了具有根据图2的金属罩3的真空室1的其它优选实施例的细节。图3 中不出的金属罩3由四个部分8b、9b、10b、llb构成。四个部分8b、9b、10b、llb中的第一和 第二部分8b和9b与图2中的第一和第二部分8a和9a相同。第一部分8b包括金属盖6并 且远离陶瓷绝缘筒1的工作面端2轴向延伸。第二部分9b远离第一部分8b朝向陶瓷绝缘 筒1的内部径向延伸。第三部分l〇b朝向陶瓷绝缘筒1的内部基本平行于第一部分8b轴 向延伸，第四部分lib朝向陶瓷绝缘筒1的内周区域7基本平行于第二部分9b轴向延伸。 通过金属罩3的内部部分5安装在陶瓷绝缘筒16的内周区域7处实现了金属盖6相对于 陶瓷绝缘筒16的工作面端2的自对中。
[0028] 图2和图3是简化视图并且以陶瓷绝缘筒1和金属罩3为重点。因此，在图2和 图3中没有示出图1中示出的波纹管27,所述波纹管27布置在金属罩3和可动下电触头 20的触头杆之间。
[0029] 尽管已经在附图和上述描述中详细图解和描述了本发明，但是应当认为这种图解 和描述是说明性和示例性而非限制性；本发明并不被局限于公开的实施例。本领域中的技 术人员能够理解并且实施针对公开的实施例的其它变形方案并且通过学习附图、公开内容 和随附权利要求实践声明权益的本发明。特别地，真空室1能够是低压真空断路器的一部 分。在这种情况中，金属盖6能够优选地由塑料材料通过注塑成型工艺制成。
[0030] 在权利要求中，词语"包括"并不排除其它元件，并且不定冠词"a"或者"an"并不 排除多个。在相互不同的随附权利要求中应用的特定测量结果并不表示不能有利地使用这 些测量结果的组合。权利要求中的任何附图标记不应当视为对范围的限制。
[0031] 在图3中，能够在6和2之间布置其它部件，以用于补偿铜材料。
[0032] 附图标记列表
[0033] 1 :真空室
[0034] 2 :工作面端
[0035] 3 :金属罩
[0036] 4 :外部部分
[0037] 5:内部部分
[0038] 6 :金属盖
[0039] 7:内周区域
[0040] 8a、8b :第一部分
[0041] 9a、9b:第二部分
[0042] 10a、10b:第三部分
[0043] lib:第四部分
[0044] 12 :真空断路器
[0045] 13 :致动器
[0046] 14:中间轴装置
[0047] 15 :真空断续器
[0048] 16:陶瓷绝缘筒
[0049] 17:上电接线端子
[0050] 18:下电接线端子
[0051] 19:上电触头
[0052] 20:下电触头
[0053] 21 :挠性导体
[0054] 22 :铁磁柱塞
[0055] 23a、23b :轴
[0056] 24 :铁磁框架
[0057] 25 :永磁体
[0058] 26a、26b :线圈
[0059] 27 :波纹管
【权利要求】
1. 一种真空室（1 )，所述真空室包括至少一个陶瓷绝缘筒（16)，所述陶瓷绝缘筒具有 两个工作面端，其中，所述陶瓷绝缘筒（16)的所述两个工作面端（2)中的至少一个由金属 罩（3)所封闭，所述金属罩包括外部部分（4)和内部部分（5)，其中，所述金属罩（3)的所述 外部部分（4)的远端比所述金属罩（3)的所述外部部分（4)的其余部分薄并且形成金属盖 (6) ，其中，所述金属盖（6)以真空密闭的方式连接到所述陶瓷绝缘筒（16)的所述两个工作 面端（2)中的至少一个， 其特征在于，所述金属罩（3)形成为单个部件并且在所述陶瓷绝缘筒（16)的内周区域 (7) 处借助所述金属罩（3)的所述内部部分（5)进行安装，以实现所述金属盖（6)相对于所 述陶瓷绝缘筒（16)的所述两个工作面端（2)中的至少一个的自对中。
2. 根据权利要求1所述的真空室， 其特征在于，所述金属罩（3)由三个部分（8a、9a、10a)构成，其中，第一部分（8a)包括 所述金属盖（6)并且远离所述陶瓷绝缘筒（16)的所述两个工作面端（2)中的至少一个轴向 延伸，第二部分（9a)远离所述第一部分（8a)朝向所述至少一个陶瓷绝缘筒（16)的内部径 向延伸，第三部分（l〇a)朝向所述至少一个陶瓷绝缘筒（16)的所述内周区域（7)沿着径向 和轴向的组合方向延伸。
3. 根据权利要求1所述的真空室， 其特征在于，所述金属罩由四个部分（813、％、1013、1113)构成，其中，第一部分（813)包括 所述金属盖（6)并且远离所述陶瓷绝缘筒（16)的所述两个工作面端（2)中的至少一个轴向 延伸，第二部分（9b)远离所述第一部分（8b)朝向所述至少一个陶瓷绝缘筒（16)的所述内 部径向延伸，第三部分（l〇b)朝向所述至少一个陶瓷绝缘筒（16)的所述内部基本平行于所 述第一部分（8b)轴向延伸，第四部分（lib)朝向所述至少一个陶瓷绝缘筒（16)的所述内周 区域（7)基本平行于所述第二部分（9b)轴向延伸。
4. 根据权利要求1所述的真空室， 其特征在于，所述金属罩（3)由不锈钢材料制成。
5. 根据权利要求1所述的真空室， 其特征在于，所述金属罩（3 )通过深拉、滚轧或者旋压工艺形成。
6. 根据权利要求1所述的真空室， 其特征在于，所述金属罩（3)的所述内部部分（5)的远端具有变圆的形状。
7. 根据权利要求1所述的真空室， 其特征在于，所述金属盖（6)通过软钎焊或者硬钎焊连接到所述陶瓷绝缘筒（16)的所 述两个工作面端（2)中的至少一个。
8. 根据权利要求1所述的真空室， 其特征在于，所述金属盖（6)在其连接到所述陶瓷绝缘筒（16)的所述两个工作面端 (2)中的所述至少一个的区域中的壁厚为0. 4mm或者更薄。
9. 一种中压真空断路器（12)，所述中压真空断路器包括用于产生操作力的致动器 (13)，其中，所述操作力经由中间轴装置（14)传递到真空断续器（15)，所述真空断续器 (15)具有根据权利要求1至8中的一项所述的真空室（1)。
10. 根据权利要求1所述的真空室或者具有根据权利要求9所述的具有真空室的中压 断路器， 其特征在于，所述金属盖（6)在其连接到所述陶瓷绝缘筒（16)的所述两个工作面端 (2)中的所述至少一个的区域处的壁厚为0.4mm或者更薄，并且，类似于如图3所示，在所述 金属盖（6)和所述表面（2)之间设有补偿层。
【文档编号】H01H33/662GK104103452SQ201410129487
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年4月2日 优先权日:2013年4月2日
【发明者】D·根奇 申请人:Abb技术股份公司