專利名稱：制造固體絕緣的開關極的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種制造固體絕緣的開關極的方法，該開關極有至少一個設置用于引入驅動運動的驅動口。
本發明還涉及一種用于切斷電流的固體絕緣的開關極，它包括一個設置用于引入驅動運動的驅動口、一個帶有開關外殼的開關以及一個設有連接件的絕緣材料外套，該開關固定在外套內，其中，在外套與開關外殼之間構成的空隙內充填有一種補償物質，使得開關外殼至少部分被補償物質圍繞。
由DE 19712182A1已知這種方法和這種開關極。按預知的方法，首先制造一個包括真空外殼的真空開關。真空外殼由空心圓柱形陶瓷段組成，陶瓷段通過端側的金屬壁氣密地封閉。在真空外殼內部設一固定觸頭和軸向與之對置的運動觸頭，其中，固定觸頭與在端側的一金屬壁牢固連接。運動觸頭由一開關桿保持，該開關桿穿過背對固定觸頭的端側金屬壁，以及規定用于引入驅動器的驅動運動。
為了制成開關極的固體絕緣套，一個彈性橡膠制的收縮軟管套在設有連接件的開關上。在這里，收縮軟管通過塑料螺旋保持圓柱形，所以它易于套在圓柱形真空外殼上。在去除塑料螺旋后，由三元乙丙橡膠制的軟管均勻地貼靠在真空外殼上。在安置好橡膠后，真空開關用普通的壓力膠凝工藝圍鑄芳香族或環脂族充填用環氧樹脂，其中橡膠承擔鑄模相對于型芯密封的任務。收縮軟管起補償物質的作用，用于補償溫度引起的開關體積膨脹，這種體積膨脹會在固體絕緣套中導致不希望的裂紋。
這種已知的方法存在的缺點是，固體絕緣套不能獨立于開關制造。因此在制成開關后，開關必須麻煩地運往固體絕緣套的制作地點。尤其在固體絕緣套的制作歸入供貨商的職責范圍內時，這將起不利的作用。于是開關通常必須首先輸送給供貨商，然后加固體外套后重新運回開關制造商。
因此本發明的目的是，提供一種前言所述類型的方法，按此方法避免將開關運往固體外套的制作地點。
此外本發明的目的是，提供一種前言所述類型的廉價的固體絕緣開關極。
上述目的按本發明首先通過一種制造固體絕緣的開關極的方法來達到，該開關極有一個設置用于引入驅動運動的驅動口，按此方法，首先彼此獨立地制造一個帶有開關外殼的開關以及一個設有一連接件的絕緣材料制的形狀穩定的外套，該開關外殼有一個被開關桿貫穿的驅動側，然后將該開關以這樣的方式固定在外套內，即，使得所述開關外殼除驅動側外與所述設有連接件的外套共同構成一個朝向驅動口方向開口的空隙，隨后用一種液態的補償物質充填此空隙并最后使此補償物質硬化。
按本發明為達到此目的以前言所述類型的開關極為出發點并采取下列措施在所述設有連接件的外套內設一澆注通道，以供在所述開關安裝在所述設有連接件的外套中之后充填所述補償物質用。
按本發明，形狀穩定的外套和有待絕緣的開關可彼此獨立地制造。只有在這些構件分別制成后才將開關固定在外套內。此時在外套上可以已經固定了一個連接件，它在開關極工作時用于整個構件的電連接。作為替代方式，按本發明的連接件也可以在開關裝配時才固定在外套上。所述開關外殼除驅動側之外與所述連接件和外套在尺寸設計上彼此配合，使得由它們可構成一個空隙，這一空隙與除驅動側之外的整個開關外殼相鄰。現在此空隙可以按簡單的方式例如通過引入一個伸入空隙內的軟管充填補償物質。按本發明可以此方式甚至充填一個被運動的開關桿穿過的開關，而不會影響開關桿的驅動運動。為此只需在空隙內充填如此多的液態補償物質，即，至少保持開關桿不接觸補償物質。因此，空隙只應充填到這樣的程度，即，使空隙不裝得過滿或僅小量過滿，從而沒有從空隙溢出的液態補償物質流向開關桿并在那里硬化。當然按本發明開關桿也可以借助型芯凸緣防止接觸在充填時或充填后從空隙流出的補償物質。取代通常實施升降運動的驅動桿，按本發明也可以采用可旋轉的用于將驅動運動引入開關外殼內的開關軸。
在本發明的范圍內液態指的是，補償物質至少在硬化前在選擇的制造溫度下有這種粘度，即當它充填在空隙內后通過流動過程至少部分填實。補償物質越是液態或越能流動，制造過程越迅速。但是充填液態的補償物質必須緩慢和小心地進行，以基本上避免夾雜空氣或氣體。因為空隙露天，所以在充填空隙時排擠出來的氣體可以通過開關極驅動口排入外界大氣中。
作為所述補償物質可有利地使用聚合或交聯反應尚未完全結束的彈性體。在本發明的范圍內當然也可以先在空隙內充填恰當的單體，然后要接著通過適用的化學或物理引發劑才啟動聚合反應。作為彈性體例如考慮聚氨酯。按一種優選的實施例，所述補償物質是一種橡膠，尤其是硅酮橡膠。在本發明的范圍內也可以使用三元乙丙橡膠(EPDM)。然而在空隙內充填EPDM必須在較高的溫度例如借助壓注法進行。有利地，補償物質有良好的熱導率。
不導電的熱塑性塑料或熱固性塑料和尤其是樹脂，如環氧樹脂，適用于作為制造形狀穩定的外套的絕緣材料。
按本發明的一種優選的實施例，空隙通過至少一個設在外套和/或連接件內的澆注通道充填一種液態的補償物質。在通過澆注通道充填空隙時，處于空隙內的氣體，如空氣，均勻地被補償物質排擠。以此方式避免在補償物質組成的充填物內夾雜空氣和導致降低耐漏電強度和耐壓強度。一個或多個澆注通道與空隙相比其尺寸相宜地設計得較小。
按一種與之有關的實施例，在連接件內設唯一一個澆注通道，連接件是導電的并因而通常用金屬制成。因此，連接件有比外套更高的機械強度。所述規定用于輸入液態補償物質的管子或軟管，可用簡單的方式，例如通過制備一個恰當的螺紋，固定在澆注通道的金屬壁上。例如可以通過螺紋將一個單向閥旋緊在連接件上，它只允許流體沿一個方向通過。按本發明也可以使用一個壓力閥。
與之不同，也可以只在外套內設澆注通道。除此之外，在本發明的范圍內可以既在外套內又在連接件內設澆注通道，其中，每個澆注通道加工在各自構件內的區段互相連通，從而可從外部充填空隙。
此外恰當的是，在充填液態補償物質時每個澆注通道設在空隙下方。以此方式更進一步避免不希望的夾雜空氣的危險，夾雜空氣會降低固體絕緣的耐壓強度。在此設計中，液態補償物質可以緩慢地由下向上上升地將空氣連續從空隙排擠掉。
按本發明的一項恰當的進一步發展，在充填液態補償物質時在空隙內造成負壓。負壓一方面加速充填過程，以及除此之外還用于減小夾雜空氣的危險。
此外可恰當的是，液態補償物質在壓力下引入空隙。液態補償物質可以經適用的管子或軟管輸入空隙。通過在充填時加壓，提高了流體在此引入管系統內部的輸送速度，從而以此方式加速制造過程。
按本發明的一項進一步發展，在充填后封閉每個澆注通道。蓋可以是一個簡單的螺釘，它例如在充填后取代閥旋入螺紋內，螺紋加工在澆注通道的壁內。
與之不同，每個澆注通道也可用絕緣材料封閉。
有利地，連接件在制造外套時被澆鑄在該外套內。通過這種形狀封閉的連接，連接件不必麻煩地例如通過螺旋連接、粘結等方法固定在形狀穩定的外套內。
下面參見附圖對本發明實施例的說明內容中包括本發明其他恰當的設計及優點，附圖中相應的結構部分采用同樣的符號，以及
圖1表示固體絕緣的開關極一種實施例的縱剖面；以及圖2表示按本發明的固體絕緣開關極的另一種實施例。
圖1表示按本發明的開關極1一種實施例的縱剖面圖。圖示的開關極1作為開關有一個包括開關外殼3的真空開關2。開關外殼3在固定側4通過螺釘連接裝置5與連接件6牢固連接，連接件規定用于將開關極1連接在圖中未表示的導電體上。在這里，連接件6與外套7形狀封閉地連接，外套設計為形狀穩定的，或換句話說設計為剛性的，以便為固定真空開關2提供必要的機械強度。滿足這些要求的絕緣材料例如是芳香族或環脂族的環氧樹脂。在圖示的實施例中，外套7用澆注樹脂制成。由圖1還可以清楚看出，開關極1通過連接件6和與之形狀封閉連接的外套構成一個封閉的端側。在與連接件6對置的端側，開關極1有一個驅動口，通過它可以引入驅動運動。
真空開關2設驅動側8，它面朝驅動口以及被開關桿9穿過。開關桿9相對于開關外殼3通過一個沒有表示的金屬波紋膜密封，所以允許開關桿9升降運動。通過這種升降運動，使一個同樣設在開關外殼3內部的運動觸頭與一個固定觸頭接觸。在此接觸位置，可以通過真空開關2通電。開關桿9是驅動桿的一部分，驅動桿從開關極1經驅動口向一個設在開關極1外部的驅動模件延伸。
真空密封的開關外殼3通常由管狀陶瓷構成，它不僅在固定側4而且在驅動側8都用金屬蓋板密封地封閉。此復合體不同的熱膨脹會導致在澆注樹脂制的形狀穩定的外套7產生應力，甚至被破壞。為了吸收這種因熱引起的膨脹，在外套7與開關外殼3之間設補償物質10。因此，除其驅動側8外真空開關2完全被一種絕緣的固體材料圍繞。
為了引入補償物質10，在圖示的實施例中在連接件6內設一澆注通道11，連接件6在其背對真空開關2的那一側通過彈性體12，例如硅酮橡膠，以及另一種形狀穩定的塑料13，例如澆注樹脂，對外電絕緣。
為了制造開關極1，首先制成真空開關2。與之無關地進行設有連接件6的外套7的制造，在這里連接件6鑄入外套7的絕緣材料內。現在，真空開關2可以通過螺釘連接裝置5在其固定側4與連接件6固定連接，并因而與整個外套7固定連接。液態補償物質10的輸入通過澆注通道11進行，在圖示的實施例中澆注通道有螺紋，螺紋內可以旋入一個圖中沒有表示設有軟管的單向閥。液態補償物質10在圖示的實施例中同樣由硅酮橡膠組成，不過它還沒有完全硬化，或換句話說尚未完全交聯，并因而有足夠低的粘度，以便能經連接軟管通過閥和澆注通道11流入空隙內。
在充填液態補償物質10時，開關極1恰當地與圖1中所表示的反向定位，所以澆注通道11處于空隙下方以及液態補償物質10克服重力從下向上上升。以此方式將處于空隙內的空氣逐漸從下向上排擠。為了加速所述的充填過程和為了進一步降低夾雜空氣的危險，外套7可在其驅動口封閉以及在形成的空腔內施加輕度的負壓。為防止補償物質10在開關桿9上硬化，原則上只應充填如此多的補償物質10，即，使得幾乎完全充滿空隙。至多允許小量過滿，使補償物質10溢出的部分流在真空開關2的驅動側8上。但在圖示的實施例中設一型芯凸緣21保護開關桿9防止補償物質10在開關桿9上硬化。借助此型芯凸緣因而允許大部分驅動側8埋入補償物質8內。
圖2表示按本發明的開關極1另一種實施例。在這里表示的連接件6由兩部分組成以及包括一個從外套7端側伸出的口段14和一個借助螺釘連接裝置5與真空開關2連接的固定段15。澆注通道11在圖示的實施例中設計為T形以及有一個通入連接孔16內的外通道17和一個與之垂直地延伸的內通道18。此外，在口段14內還可看到一個固定孔19。
圖示開關極1的制造仍然首先通過獨立地制造外套7和真空開關2來進行，其中，外套7不與整個連接件6而是僅僅與口段14通過將口段鑄入澆注樹脂內共同制造。在真空開關2上通過螺釘連接裝置5安裝固定段15。接著將此互相連接的構件插入外套7的空腔內。真空開關2在外套7上的固定借助裝在固定孔19中的連接螺釘實現。真空開關2固定后實施液態補償物質10的輸入。為此，一個恰當的管子或軟管連接裝置例如通過螺紋固定在澆注通道11的外通道17上，其中連接孔16從外面提供必要的入口。接著，液態補償物質10經外通道17和內通道18泵入空隙內。開關極1的充填可與上面的實施例一樣從下向上進行，直至達到空隙規定的充填水平。此外可在空隙內施加負壓。
在用補償物質10充填后，借助密封螺釘20封閉澆注通道11。
權利要求
1.一種制造固體絕緣的開關極(1)的方法，該開關極有一個為引入驅動運動所設置的驅動口，按此方法，首先彼此獨立地制造一個包括一開關外殼(3)的開關(2)和一個帶有一連接件(6)的形狀穩定的絕緣材料外套(7)，在此，該開關外殼(3)有一個被開關桿(9)貫穿的驅動側(8)，然后將所述開關(2)以這樣的方式固定在外套(7)內，即，使得所述開關外殼(3)除驅動側(8)外與所述設有連接件(6)的外套(7)共同構成一個朝驅動口方向開口的空隙，隨后用一種液態的補償物質(10)充填此空隙并最后使該補償物質(10)硬化。
2.按照權利要求1所述的方法，其特征為所述空隙通過至少一個設在外套(7)和/或連接件(6)內的澆注通道(11)充填一種液態的補償物質(10)。
3.按照權利要求2所述的方法，其特征為在充填液態補償物質(10)時，每個澆注通道(11)設在所述空隙下方。
4.按照上述任一項權利要求所述的方法，其特征為在充填液態補償物質(10)時令空隙內處于負壓狀態。
5.按照上述任一項權利要求所述的方法，其特征為所述液態補償物質(10)被加壓充入所述空隙中。
6.按照權利要求2至5之一所述的方法，其特征為在充填后封閉每個澆注通道(11)。
7.按照權利要求6所述的方法，其特征為用絕緣材料(12、13)封閉每個澆注通道(11)。
8.按照上述任一項權利要求所述的方法，其特征為所述連接件(6)在制造所述外套(7)時被澆鑄在該外套內。
9.一種用于切斷電流的固體絕緣的開關極(1)，其包括一個為引入驅動運動所設置的驅動口和一個具有一開關外殼(3)的開關(2)、以及一個由絕緣材料制的設有一連接件的外套(7)，在此，該開關固定在該外套(7)內，其中，在外套(7)與開關外殼(3)之間構成的一間隙內充填有一種補償物質(10)，所述開關外殼(3)由此至少部分被所述補償物質(10)圍繞，其特征為在所述設有連接件(6)的外套(7)內設有一澆注通道(11)，以供在所述開關(2)安裝在所述設有連接件(6)的外套(7)中之后充填所述補償物質(10)用。
全文摘要
本發明涉及一種制造固體絕緣的開關極(1)的方法，該開關極有一個設置用于引入驅動運動的驅動口，按此方法，首先彼此獨立地制造一個帶有開關外殼(3)的開關(2)和一個設有一連接件(6)形狀穩定的絕緣材料外套(7)，在此，該開關外殼有一個被開關桿(9)貫穿的驅動側(8)，然后將該開關(2)以這樣的方式固定在外套(7)內，即，使得所述開關外殼(3)除驅動側(8)外與所述設有連接件(6)的外套(7)共同構成一個朝驅動口方向開口的空隙，隨后用一種液態的補償物質(10)充填此間隙并最后使該補償物質(10)硬化。本發明還涉及一種用于切斷電流的固體絕緣的開關極(1)，它有一個澆注通道。
文檔編號H01H33/53GK1703766SQ200380101327
公開日2005年11月30日 申請日期2003年10月7日 優先權日2002年10月21日
發明者尤維·赫林, 拉爾夫-賴納·沃爾克馬 申請人:西門子公司