專利名稱：用于低、中、高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備的開(kāi)關(guān)電極部件的制造方法以及開(kāi)關(guān)電極部件本身的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種按權(quán)利要求1的前序部分所述的用于低、中、高壓 開(kāi)關(guān)和設(shè)備的開(kāi)關(guān)電極部件的制造方法，以及涉及按權(quán)利要求ll的前序 部分所述的開(kāi)關(guān)電極部件本身。
背景技術(shù)：
按開(kāi)頭所述的方法的開(kāi)關(guān)電極部件或者塑料構(gòu)件單元包含真空開(kāi)關(guān)箱，它們嵌入到絕緣的材料內(nèi)或者用該材料包圍澆鑄。真空開(kāi)關(guān)箱(VK) 本身基本上由陶瓷的材料(絕緣體)構(gòu)成，該材料通常構(gòu)成圓柱形的并 且在端部上在大部分情況中用金屬的蓋封閉。在可移動(dòng)的側(cè)面上在蓋上 設(shè)置一個(gè)波紋管，它允許一個(gè)或者兩個(gè)接觸件通過(guò)輸電線在真空開(kāi)關(guān)箱 內(nèi)移動(dòng)。輸電線通過(guò)一個(gè)驅(qū)動(dòng)桿這樣引導(dǎo)，使得接觸件可以在真空開(kāi)關(guān) 箱的真空內(nèi)打開(kāi)或關(guān)閉。如上述的那樣真空環(huán)境在真空開(kāi)關(guān)箱內(nèi)存在， 從而可以保證在開(kāi)關(guān)時(shí)產(chǎn)生的電弧盡可能迅速的消滅。真空開(kāi)關(guān)箱通常用熱固性塑料的環(huán)氧樹(shù)脂混合物(在環(huán)境壓力或者 若干巴的情況下)包圍澆鑄，該環(huán)氧樹(shù)脂混合物有助于提高真空開(kāi)關(guān)箱 的介電的外部強(qiáng)度并且承擔(dān)機(jī)械的功能。另外真空開(kāi)關(guān)箱同樣為了提高 介電的外部強(qiáng)度可以用一個(gè)橡膠彈性的材料包套。但是真空開(kāi)關(guān)箱的陶瓷的絕緣體以及包圍澆鑄的環(huán)氧樹(shù)脂具有明顯 不同的熱膨脹系數(shù)，這導(dǎo)致，當(dāng)真空開(kāi)關(guān)箱直接澆鑄到環(huán)氧樹(shù)脂中時(shí)， 環(huán)氧樹(shù)脂護(hù)套在相應(yīng)的熱的交變應(yīng)力中保持裂統(tǒng)敏感的。因此制造過(guò)程 適配澆鑄樹(shù)脂材料。例如按真空澆鑄方法或者壓力膠化方法制造的每個(gè) 構(gòu)件的制造時(shí)間(周期時(shí)間)是相應(yīng)長(zhǎng)的，直至構(gòu)件的硬化和該構(gòu)件的 取出。為了避免可能的裂紋，按現(xiàn)有技術(shù)已知和設(shè)定， 一個(gè)所謂的緩沖層 或者一個(gè)補(bǔ)償層為了補(bǔ)償不同的熱膨脹系數(shù)置入真空開(kāi)關(guān)箱表面與環(huán)氧 樹(shù)脂護(hù)套之間。為此在真空開(kāi)關(guān)箱給到相應(yīng)的澆鑄模具內(nèi)并且用環(huán)氧樹(shù) 脂(大部分情況中包括填料)包圍澆鑄之前，大部分情況下釆用彈性體 例如橡膠或者硬橡膠材料，它們構(gòu)成為護(hù)套或者事先澆鑄上并且施設(shè)到 所述真空開(kāi)關(guān)箱上。上述的補(bǔ)償層在此一起澆入到產(chǎn)生的復(fù)合體中。本身有利的制造方法防止，在澆鑄之后或者在交變溫度應(yīng)力中會(huì)產(chǎn) 生環(huán)氧樹(shù)脂包套的裂紋。但是環(huán)氧樹(shù)脂包套的這樣的制造極其耗費(fèi)。發(fā)明內(nèi)容因此本發(fā)明的目的在于，改進(jìn)一種用于制造真空開(kāi)關(guān)箱電極部件的 方法，使得制造方法本身更簡(jiǎn)單，并且這樣制造的開(kāi)關(guān)電極部件符合所 有技術(shù)要求，并且本發(fā)明提供一種相應(yīng)的開(kāi)關(guān)電極部件。所提出的目的在同類的方法中按本發(fā)明通過(guò)權(quán)利要求1的特征部分 的特征解決。在從屬權(quán)利要求2至10中給出其它有利的結(jié)構(gòu)。 關(guān)于開(kāi)關(guān)電極部件，所提出的目的按本發(fā)明通過(guò)權(quán)利要求11的特征 部分的特征解決。在其他從屬權(quán)利要求中給出其它有利的結(jié)構(gòu)。在此方法發(fā)明的核心是，外面的絕緣護(hù)套按塑料噴射澆鑄方法制造， 其中包圍噴射真空開(kāi)關(guān)腔。在此特點(diǎn)在于采用噴射澆鑄技術(shù)。在此它明 顯區(qū)別于環(huán)氧樹(shù)脂澆鑄技術(shù)。在塑料噴射澆鑄時(shí)通常采用大于80巴的數(shù) 量級(jí)的壓力。過(guò)程溫度大約為160。 C。所以在這種條件下尤其在這種壓 力中至今避免包圍噴射真空開(kāi)關(guān)箱，因?yàn)橐环矫婊旧嫌商沾刹牧蠘?gòu)成 的真空開(kāi)關(guān)箱不能經(jīng)受住這種壓力，并且另一方面至少真空開(kāi)關(guān)箱之后 不可能再有足夠的真空環(huán)境。但是首先的考慮尤其是實(shí)際的試驗(yàn)已經(jīng)顯 示，與技術(shù)的期望相反地這是可能的。因此實(shí)現(xiàn)多樣的制造技術(shù)的可能性。另外通過(guò)塑料總體上可得到的絕緣的和介電的特性也是優(yōu)化的。但是按這種方式可加工的和可采用的 塑料的熱膨脹行為是完全尤其有利的。從而真空開(kāi)關(guān)箱的在塑料噴射澆 鑄中制造的護(hù)套累積地滿足所有要求并且另外現(xiàn)在可調(diào)節(jié)的材料參數(shù)是 極其可變的并且可適配技術(shù)要求?，F(xiàn)在通過(guò)按本發(fā)明釆用這種技術(shù)實(shí)現(xiàn)可在變化(Varianz)中使用的 材料的若干可能性。現(xiàn)在可以采用一些已知的熱塑性塑料。這在這種關(guān)系中明顯不同于 環(huán)氧樹(shù)脂澆鑄，因?yàn)檫@是一個(gè)特別的熱固性塑料。用熱固性塑料嚢括大 部分現(xiàn)代的有塑料噴射澆鑄能力的塑料。通過(guò)按本發(fā)明的也可將熱塑性 塑料包括在內(nèi)，用于真空開(kāi)關(guān)箱的絕緣護(hù)套現(xiàn)在在技術(shù)上能夠相應(yīng)地適 配所有可能的條件。這用環(huán)氧樹(shù)脂是不可能的，或者僅非常有限地是可 能的。另外按所述的方法可以加工熱固性塑料。在此按本發(fā)明強(qiáng)調(diào)噴射澆 鑄技術(shù)。絕不是傳統(tǒng)方式的環(huán)氧樹(shù)脂澆鑄。用按本發(fā)明的方法為了所述的目的也可以加工橡膠彈性的塑料。 另外在按本發(fā)明的方法中也可以設(shè)置構(gòu)件或者單元的塑料包嵌，該塑料包嵌用 一個(gè)補(bǔ)償層對(duì)它們包套。在另外有利的結(jié)構(gòu)中給出，為了得到良好的粘附特性，在一個(gè)或者 多個(gè)邊界層的區(qū)域內(nèi)采用增附劑。用該增附劑保證各表面彼此持久的粘 附，這在由于介電的原因而絕緣的情況中是尤其重要的。良好的粘附也可以通過(guò)如下方式實(shí)現(xiàn)，即例如可以通過(guò)沉浸方法、 噴射方法、涂漆方法或者等離子體方法摻雜邊界面，使得產(chǎn)生在邊界面 上相應(yīng)良好的粘附。在另外的有利的結(jié)構(gòu)中給出，開(kāi)關(guān)構(gòu)件的絕緣護(hù)套包括至少兩個(gè)依 次施設(shè)的塑料層。從而產(chǎn)生復(fù)合材料，該復(fù)合材料按適合的方式可以適 配特別的要求。這在開(kāi)關(guān)電極部件中現(xiàn)在通過(guò)按本發(fā)明采用塑料噴射澆 鑄技術(shù)尤其簡(jiǎn)單地是可能的。在其它有利的結(jié)構(gòu)中給出，首先橡膠彈性的層施設(shè)到構(gòu)件或者真空 箱上，它用塑料包圍澆鑄并且接著得到由塑料構(gòu)成的其它的層。在其它的有利的結(jié)構(gòu)中給出，為了補(bǔ)償絕緣護(hù)套在真空開(kāi)關(guān)箱的材 料上的膨脹系數(shù)，塑料在置入噴射澆鑄中之前用附加材料例如顆粒、球、 空心球或者由陶瓷材料或玻璃構(gòu)成的纖維混合。用所述附加材料按非常 簡(jiǎn)單的方式可以構(gòu)成特別的材料特性。在制造技術(shù)上特別先進(jìn)的是，開(kāi)關(guān)電極部件現(xiàn)在用一個(gè)有噴射澆鑄 能力的熱固性塑料的塑料包圍澆鑄。如果選擇相應(yīng)的塑料(也包括填料、 微?；蛘呃w維)，所述材料也可以具有一個(gè)如同采用的金屬或者陶瓷材料的可比較的熱膨脹系數(shù)。術(shù)>歉的材料、濕壓制物質(zhì)(Feuchtpressmassen ) 等屬于在噴射澆鑄技術(shù)上加工的塑料。在此按本發(fā)明尤其意想不到的是，主要在塑料噴射澆鑄的條件下可 以對(duì)一個(gè)真空開(kāi)關(guān)箱包套，該真空開(kāi)關(guān)箱基本上由陶瓷的材料構(gòu)成。在 塑料噴射澆鑄時(shí)出現(xiàn)的參數(shù)表示真空開(kāi)關(guān)箱的明顯較高的應(yīng)力。在此即 完全不同于在環(huán)氧樹(shù)脂澆鑄時(shí)地用大于100巴的壓力工作。但是在此長(zhǎng) 的試驗(yàn)系列具有這樣意想不到的結(jié)果，即這在沒(méi)有破壞真空開(kāi)關(guān)箱的情 況下是可能的。在采用這種形式的物質(zhì)時(shí)得到，不同于在環(huán)氧樹(shù)脂中由于熱膨脹系 數(shù)的近似性現(xiàn)在附加地也可以選擇一種非常薄壁的補(bǔ)償層用于確保介電 的緊密的接合(例如增附劑)。但是在最簡(jiǎn)單的情況中不選擇補(bǔ)償層?，F(xiàn)在溫度交變應(yīng)力不再導(dǎo)致澆鑄套的裂紋。由所述的熱固性塑料的壁的補(bǔ)償層上，它們?cè)诖凉茶T;單元的表面上。 '5' '本身已知的噴射澆鑄的方法也表示特種噴射免鑄方法例如壓制方 法、噴射壓制方法或者同類的噴射澆鑄方法?？杉庸さ牟牧峡梢宰鳛榱?料、桿狀體、骨狀的或者液態(tài)的物質(zhì)存在。除了 "單層的，，包圍噴射或 者包圍澆鑄也可以執(zhí)行"多層的"包圍噴射或者包圍澆鑄用于制造構(gòu)件。 因此塑料可以具有一個(gè)如同采用的金屬或者陶瓷材料的可比較的熱膨脹 系數(shù)，這也在包括填料例如微粒、球、空心球和/和纖維的情況下。在用橡膠彈性的材料包圍澆鑄真空開(kāi)關(guān)箱的情況中，制造過(guò)程適配 相應(yīng)的材料。例如按手動(dòng)澆鑄方法、真空澆鑄方法或者低壓方法制造的每個(gè)構(gòu)件的制造時(shí)間(循環(huán)時(shí)間)是相應(yīng)長(zhǎng)的，直至構(gòu)件的硬化和其取 出。按直接的噴射澆鑄方法采用橡膠彈性材料也是有利的。如果選擇相應(yīng)的材料(也包括填料微粒、球、空心球和/纖維)，所述材料除了提 高單元的介電的外部強(qiáng)度也承擔(dān)機(jī)械的功能。例如硅材料等屬于在噴射 澆鑄技術(shù)上加工的材料。為了得到良好的粘附特性可以采用上述的增附劑。因此可能性在于，通過(guò)沉浸方法摻雜邊界面，使得產(chǎn)生在邊界面上 的相應(yīng)良好的粘附。因此明顯簡(jiǎn)化制造。這變得顯著的，如果現(xiàn)在按本 發(fā)明的當(dāng)前的制造步驟與現(xiàn)有技術(shù)的制造步驟比較的話。在按本發(fā)明的方法中將相應(yīng)準(zhǔn)備的真空開(kāi)關(guān)箱置入噴射澆鑄模具內(nèi) 并且然后熱固性塑料的或者橡膠彈性的塑料直接施設(shè)到相應(yīng)的單元上。 按這種方法制造的構(gòu)件的硬化時(shí)間相對(duì)于用環(huán)氧樹(shù)脂制造的構(gòu)件的反應(yīng) 時(shí)間是較短的。在環(huán)氧樹(shù)脂中必須添加多個(gè)基本組分即樹(shù)脂、硬化劑、 填料、催化劑、柔化劑(Flexibilisator)和著色劑，它們首先在澆鑄樹(shù)脂 的整體中得到并且在有關(guān)的模具中彼此反應(yīng)(至少一部分)。必要的是， 可以是有機(jī)的或者無(wú)機(jī)的樹(shù)脂、硬化劑、填料在真空和相應(yīng)的溫度下， 在輸入催化劑和必要時(shí)添加劑的情況下，成為反應(yīng)的混合物中。為了完 整的交聯(lián)，構(gòu)件必須經(jīng)過(guò)后硬化，該后硬化可以長(zhǎng)達(dá)幾個(gè)小時(shí)。與此相反地?zé)峁绦运芰系膰娚錆茶T技術(shù)或者也在采用橡膠彈性的材 料的情況下完全不用由現(xiàn)有技術(shù)構(gòu)成的方法步驟并且結(jié)果提供一個(gè)電極 部件，該電極部件具有上述的特性并且因此如同一個(gè)具有補(bǔ)償層的用環(huán) 氧樹(shù)脂包套的電極部件那樣是耐溫度變化的?？傮w上在按本發(fā)明的方法中優(yōu)點(diǎn)在于，可以用小的壁厚工作，在構(gòu) 件的成型結(jié)構(gòu)中提供較大的自由度并且在相應(yīng)選擇的小的壁厚中可以實(shí) 現(xiàn)較小的構(gòu)件重量，使得總體上要求較小的材料投入。在塑料噴射澆鑄技術(shù)中尺寸精度和高的標(biāo)準(zhǔn)在質(zhì)量保證措施的范圍 內(nèi)在構(gòu)件生產(chǎn)中明顯比在環(huán)氧樹(shù)脂澆鑄時(shí)更高。在制造時(shí)實(shí)現(xiàn)短的周期 時(shí)間，這導(dǎo)致提高制造能力(生產(chǎn)率)。因此在制造塑料構(gòu)件單元時(shí)得到小的單件成本。因此這個(gè)過(guò)程可以容易借助于可利用的標(biāo)準(zhǔn)件實(shí)現(xiàn)自 動(dòng)化。所述優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在按本發(fā)明的開(kāi)關(guān)電極部件中。


在各附圖中描述本發(fā)明并且下面詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。其中圖l顯示具有真空開(kāi)關(guān)箱的電極部件的剖視圖。圖2顯示補(bǔ)償層。圖3顯示多層的塑料層。圖4顯示梯級(jí)區(qū)域。
具體實(shí)施方式
圖1示意地顯示一個(gè)真空開(kāi)關(guān)箱。接觸件和驅(qū)動(dòng)構(gòu)件例如驅(qū)動(dòng)桿沒(méi) 有描述。真空開(kāi)關(guān)箱和連接觸點(diǎn)置入到噴射澆鑄模具內(nèi)、固定并且之后 包圍澆鑄。在此真空開(kāi)關(guān)箱可以為了邊界面摻雜和為了較好的附著而設(shè) 有增附劑、轉(zhuǎn)接材料或者摻雜材料，它們通過(guò)進(jìn)入到真空開(kāi)關(guān)箱邊界面 以及塑料內(nèi)的進(jìn)入深度實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的機(jī)械的并且粘附鎖合的 (haftschltissig)連接。在噴射澆鑄過(guò)程的結(jié)束時(shí)打開(kāi)模具并且取出成品的開(kāi)關(guān)電極部件。在此在圖1中顯示一個(gè)電極部件，包括一個(gè)真空開(kāi)關(guān)箱1和一個(gè)包 圍澆鑄部2。包圍澆鑄部2以橫截面圖的形式顯示熱固性塑料的或者橡膠 彈性的塑料，它在一個(gè)模具中噴射到構(gòu)件l上。圖2在此處描述的真空開(kāi)關(guān)箱1上顯示一個(gè)補(bǔ)償層，該補(bǔ)償層如上 述的那樣施設(shè)到待澆入的構(gòu)件上。熱固性塑料的或者橡膠彈性的塑料噴 射到補(bǔ)償層3上。在圖3中描述一個(gè)電極部件，該電極部件在真空開(kāi)關(guān)箱1附近覆蓋 多層的塑料。真空開(kāi)關(guān)箱可以用一個(gè)補(bǔ)償層3覆蓋。但是也可能的是， 不覆蓋按圖l的構(gòu)件。也就是說(shuō)多層性通過(guò)塑料層2、 4和5構(gòu)成。也可以存在梯級(jí)區(qū)域，如在圖4中描述的那樣。
權(quán)利要求
1.包括用于中壓和高壓開(kāi)關(guān)的真空開(kāi)關(guān)箱和外面的絕緣護(hù)套的開(kāi)關(guān)電極部件的制造方法，其特征在于通過(guò)包圍澆鑄真空箱，外面的絕緣護(hù)套按塑料噴射澆鑄方法進(jìn)行制造。
2. 按權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于絕緣護(hù)套按已知的方法 由熱塑性塑料制造。
3. 按權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于絕緣護(hù)套按已知的方法 由熱固塑料制造。
4. 按權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于絕緣護(hù)套按已知的方法 由橡膠彈性的塑料制造。
5. 按權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于在構(gòu)件或單元的塑 料包嵌之前，它們可以用補(bǔ)償層包套。
6. 按權(quán)利要求2、 3或4所述的方法，其特征在于為了得到良好 的粘附特性，在一個(gè)或多個(gè)邊界層的區(qū)域內(nèi)采用增附劑。
7. 按權(quán)利要求l、 2或3所述的方法，其特征在于邊界面例如可 以通過(guò)沉浸方法、噴射方法、涂漆方法或者等離子體方法進(jìn)行摻雜，使 得在邊界面上產(chǎn)生相應(yīng)良好的粘附。
8. 按上述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于開(kāi)關(guān)構(gòu)件的絕 緣護(hù)套包括至少兩個(gè)依次施設(shè)的塑料層。
9. 按上述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于首先一個(gè)橡膠 彈性的層施設(shè)到構(gòu)件或者真空箱上，它用塑料包圍澆鑄并且接著得到由 塑料構(gòu)成的其它的層。
10. 按權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于為了補(bǔ)償絕緣護(hù)套在 真空開(kāi)關(guān)箱的材料上的膨脹系數(shù)，塑料在置入到噴射澆鑄中之前用附加 材料如顆粒、球、空心球或者由陶瓷材料或玻璃構(gòu)成的纖維混合。
11. 包括用于中壓和高壓開(kāi)關(guān)的真空開(kāi)關(guān)箱和絕緣護(hù)套的開(kāi)關(guān)電極 部件，其特征在于外面的絕緣護(hù)套包括一個(gè)按塑料噴射澆鑄方法施設(shè)到真空腔上的層。
12. 按權(quán)利要求ll所述的開(kāi)關(guān)電極部件，其特征在于絕緣護(hù)套在 至少一個(gè)層中由熱塑性塑料構(gòu)成。
13. 按權(quán)利要求ll所述的開(kāi)關(guān)電極部件，其特征在于絕緣護(hù)套在 至少一個(gè)層中由熱固性塑料構(gòu)成。
14. 按權(quán)利要求ll所述的開(kāi)關(guān)電極部件，其特征在于絕緣護(hù)套在 至少一個(gè)層中由橡膠彈性的材料構(gòu)成。
15. 按權(quán)利要求11至14任一項(xiàng)所述的開(kāi)關(guān)電極部件，其特征在于 開(kāi)關(guān)構(gòu)件的絕緣護(hù)套包括至少兩個(gè)疊置的塑料層。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種按權(quán)利要求的1的前序部分所述的用于低、中和高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備的開(kāi)關(guān)電極部件或塑料構(gòu)件單元的制造方法，以及涉及一種按權(quán)利要求11的前序部分所述的開(kāi)關(guān)電極部件本身。為了用材料特性的較高的變化獲得較簡(jiǎn)單的制造，按本發(fā)明建議，通過(guò)包圍澆鑄真空開(kāi)關(guān)箱，外面的絕緣護(hù)套按塑料噴射澆鑄方法制造。
文檔編號(hào)H01H33/66GK101268536SQ200680034993
公開(kāi)日2008年9月17日 申請(qǐng)日期2006年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月22日
發(fā)明者D·根奇, O·克勞斯 申請(qǐng)人:Abb技術(shù)股份公司