專利名稱：用于制造空心圓柱體形構(gòu)件、尤其用于真空開關(guān)管的屏蔽罩的方法以及真空開關(guān)管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于制造空心圓柱體形構(gòu)件、尤其用于真空開關(guān)管的屏蔽罩的方法以及涉及具有空心圓柱體形構(gòu)件的真空開關(guān)管，在所述方法中制作一種金屬的空心圓柱 體段，并且接著對(duì)所述空心圓柱體段的環(huán)形邊緣區(qū)域上的端部輪廓進(jìn)行變形。
背景技術(shù)：
為了避免真空開關(guān)管觸頭接觸面上因?yàn)槿蓟《纬傻慕饘僬羝练e在真空開關(guān) 管殼體的內(nèi)側(cè)面上，在真空開關(guān)管上使用空心圓柱體結(jié)構(gòu)以及尤其空心圓柱體形的屏蔽 罩。為了減小真空開關(guān)管內(nèi)部過(guò)高的電場(chǎng)，通常通過(guò)成型法或者借助于切削加工對(duì)圓柱體 的邊緣區(qū)域或者端部輪廓進(jìn)行變形，以便以半徑替代銳邊。在采用成型法時(shí)，受方法的限 制，不可能低于某個(gè)較小的半徑。此外，真空開關(guān)管的空心圓柱體形構(gòu)件在邊緣區(qū)域被變形 的輪廓，是準(zhǔn)備用于電鍍處理的部分，這些部分必須要費(fèi)事地進(jìn)行沖洗和干燥。如果不采用成型法而采用切削加工法，則發(fā)生，受由拉伸工藝而決定的最小同軸 度偏差的限制，在制造端部半徑時(shí)，空心圓柱體上的輪廓小于所要求的端部輪廓。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種用于制造空心圓柱體形構(gòu)件、尤其用于 真空開關(guān)管的屏蔽罩的方法，所述方法以簡(jiǎn)單的方式減小了真空開關(guān)管內(nèi)部空心圓柱體形 構(gòu)件的邊緣區(qū)域上的場(chǎng)峰值和過(guò)高的場(chǎng)。此外，本發(fā)明所要解決的問(wèn)題是，提供一種在中間 區(qū)域具有加以改進(jìn)的屏蔽罩的真空開關(guān)管。該技術(shù)問(wèn)題按照本發(fā)明在本文開頭所述類型的方法中是這樣解決的，將空心圓柱 體段借助于其縱軸沿重力方向定向，并且空心圓柱體段的環(huán)形的邊緣區(qū)域，被局部短暫地 加熱到足以使位于邊緣區(qū)域的空心圓柱體段的金屬材料發(fā)生液化的溫度，以便充分利用液 態(tài)材料的表面張力產(chǎn)生變形，并且接著對(duì)空心圓柱體段的相應(yīng)被液化的邊緣區(qū)域進(jìn)行冷卻。在實(shí)施本方法時(shí)，如果使空心圓柱體形構(gòu)件的縱軸平行于重力延伸并且對(duì)朝上的 棱邊進(jìn)行熱處理，是相宜的。為了遏制氧化物的形成，在保護(hù)氣氛中對(duì)邊緣區(qū)域進(jìn)行加熱， 是相宜的。熱能的獲得可以通過(guò)放熱的火焰、電弧、等離子體束、激光射束或者電子射束實(shí) 現(xiàn)。按照本發(fā)明的真空開關(guān)管的特征在于，其具有空心圓柱體形的構(gòu)件，所述構(gòu)件按 照方法權(quán)利要求中的任一項(xiàng)來(lái)制造。


接下來(lái)根據(jù)附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例加以詳細(xì)說(shuō)明。附圖中圖1示出按照本發(fā)明的一種實(shí)施例的真空開關(guān)管的局部剖開示出的側(cè)視圖，
圖2示出空心圓柱體段的放大剖視圖，所述空心圓柱體段的棱邊通過(guò)熱作用被加 工，以及圖3示出具有作為蒸汽屏罩的屏蔽罩以及兩個(gè)其他的用于均勻電場(chǎng)的空心圓柱體形構(gòu)件的真空開關(guān)管的局部剖開示出的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式圖1示出真空開關(guān)管1的局部剖開示出的側(cè)視圖，所述真空開關(guān)管1具有兩件式 的空心圓柱體形的陶瓷殼體2a和2b，所述殼體部分2a和2b分別在端面上通過(guò)金屬蓋板3 和4被真空密封地封閉，從而構(gòu)成真空滅弧室5。蓋板3被靜觸桿6真空密封地穿透。在靜 觸桿6的位于真空滅弧室5中的自由的一端上，布設(shè)了靜觸頭7。蓋板4被承載動(dòng)觸頭9的開關(guān)桿8穿過(guò)。所述動(dòng)觸頭9和靜觸頭7具有間隙，以 便產(chǎn)生有助于熄滅所拉出的電弧的磁場(chǎng)。開關(guān)桿8以及動(dòng)觸頭9可延縱向移動(dòng)地引導(dǎo)，動(dòng) 觸頭9因而從其位于圖1中所示的分離位置出發(fā)，被轉(zhuǎn)移到接觸位置，在所述接觸位置上， 動(dòng)觸頭9緊貼靜觸頭7且可以有電流流經(jīng)真空開關(guān)管1。為了顧及動(dòng)觸頭9的移動(dòng)性，將該 動(dòng)觸頭9通過(guò)一種可收攏和拉長(zhǎng)的金屬波紋管10與蓋板4真空密封地連接。如果觸頭7和9在有電流流經(jīng)真空開關(guān)管1時(shí)互相分離，則在觸頭7和9之間拉 出電弧。在觸頭間隙區(qū)域，由于較高的電弧溫度而在觸頭7的接觸面上發(fā)生燃弧且因此形 成金屬蒸汽。為了避免這種金屬蒸汽沉積在陶瓷殼體2a和2b的內(nèi)側(cè)，設(shè)有一種由屏蔽元件或 者屏蔽部分12以及固定部分13組成的屏蔽罩11，其例如由銅制成。屏蔽部分12包圍由靜 觸頭7和動(dòng)觸頭9組成的接觸裝置。在圖1中被繪制在真空開關(guān)管1內(nèi)部的屏蔽部分12， 因此被用作避免圓柱形陶瓷殼體2a和2b的陶瓷汽化。為了固定屏蔽部分12，將其與固定部分13進(jìn)行焊接。所述固定部分13與被實(shí)施 為陶瓷管的殼體部分2a和2b固定地焊接。在此，屏蔽部分12由金屬，尤其銅或者含有銅 的合金，例如銅-鉻合金組成。不同地也可以應(yīng)用優(yōu)質(zhì)鋼。屏蔽部分12，如在圖1中可看出的那樣，具有球形化的上部邊緣區(qū)域14和球形化 的下部邊緣區(qū)域15。所述邊緣區(qū)域14和15設(shè)計(jì)成約呈球頭形。它們能夠?qū)崿F(xiàn)介電地場(chǎng)控 制并且確定空心圓柱體形屏蔽部分12的尺寸和構(gòu)造。球形化的邊緣區(qū)域14和15，構(gòu)成空心圓柱體形屏蔽部分12上加厚了的棱邊半徑 并且通過(guò)熱作用可以獲得。在圖2中示出了屏蔽部分12放大了的剖面圖并且示意性地說(shuō) 明了，如何通過(guò)激光裝置17以激光射束19實(shí)現(xiàn)材料的變形。以半剖視圖在圖2中示出了空心圓柱體形屏蔽部分12，并且例如被這樣布設(shè)于在 圖紙中未被示出的緩慢旋轉(zhuǎn)的圓盤上，即，將屏蔽部分12的縱軸垂直地，也就是平行于重 力定向。屏蔽部分12繞其垂直延伸的軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)，在變形時(shí)例如是以每分鐘0. 3米的速度 沿在圖2中所示出的箭頭21的方向進(jìn)行的。此時(shí)，在屏蔽部分12的的上棱邊23上出現(xiàn)優(yōu) 選為脈沖化的激光射束19的地方，正進(jìn)行著金屬的加熱，直至達(dá)到金屬，例如銅被液化的 溫度，并且此時(shí)上棱邊23的原本平的端面由于變成液態(tài)的金屬的附著力和表面張力而發(fā) 生變形且形成在圖2的右邊所示出的球頭25。
在繞垂直軸線旋轉(zhuǎn)360度的過(guò)程中，可以使整個(gè)上棱邊23通過(guò)熱作用發(fā)生變形。在此，屏蔽部分12的各邊緣區(qū)域14依次被加熱到變成液態(tài)所需要的溫度且接著又被冷卻。如果屏蔽部分12不是借助于轉(zhuǎn)盤，而是借助于其他的允許接近用于熱加工的朝 下的棱邊27的裝置來(lái)完成的話，則在圖2中在朝上的棱邊23上示意地說(shuō)明的液化和變形， 也可以在朝下的棱邊27上實(shí)現(xiàn)。除了采用產(chǎn)生激光射束19的激光裝置用于制造空心圓柱體形屏蔽部分12上通過(guò) 熱作用而加厚的棱邊半徑以外，還可以采用其它的能源，所述能源通過(guò)適當(dāng)計(jì)量的熱作用， 結(jié)果在空心圓柱體、尤其真空開關(guān)管的屏蔽部分12上產(chǎn)生一種加厚的且通常呈環(huán)形的類 似于半徑的輪廓或者球頭25。這種熱作用可以尤其通過(guò)放熱的火焰獲得。通過(guò)將優(yōu)選往復(fù)擺動(dòng)的火焰對(duì)準(zhǔn)朝上 的棱邊23或者朝下的棱邊27，可以考慮到表面張力地進(jìn)行金屬液化，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)邊緣區(qū)域 14和15預(yù)期的均勻的倒圓。另一種在附圖中未示出的可能的方法是，布設(shè)電弧，使得由所述電弧產(chǎn)生的熱量 能引起薄的材料層的液化，所述液化的材料層由于表面張力而變形成球頭25。另一種在附圖中未示出的熱作用的方法是，采用一種沿朝上的棱邊23和/或朝下 的棱邊27供給熱能的等離子體束或者電子射束來(lái)倒圓邊緣區(qū)域14、15。為了遏制在熱變形過(guò)程中氧化物的形成，在本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施例中采用了保 護(hù)氣氛，其中這種保護(hù)氣氛可以僅僅設(shè)置在熱作用的區(qū)域直至冷卻為止，或者可以被設(shè)計(jì) 成，使得整個(gè)待加工的構(gòu)件，也就是尤其屏蔽部分12，處于保護(hù)氣氛之中?；谏鲜龅姆椒?，可產(chǎn)生節(jié)省體積的棱邊半徑，這種棱邊半徑是真空開關(guān)管1的 介電場(chǎng)中的直徑和表面的最佳效果，因而在真空開關(guān)管1的真空管中形成緊湊的圓柱體結(jié) 構(gòu)。如果將屏蔽部分12或者相應(yīng)的空心圓柱體構(gòu)件使用于電鍍處理中，則還將產(chǎn)生優(yōu)點(diǎn)， 因?yàn)橥ㄟ^(guò)上述方法可產(chǎn)生不能獲得的幾何形狀。上述的方法不僅可以在制造被作為真空開關(guān)管1中的蒸汽屏罩的屏蔽罩11時(shí)被 有利地使用，而且還可以在制造其它的空心圓柱體形構(gòu)件時(shí)來(lái)使用。在圖3中為便于說(shuō)明， 示出一種與結(jié)合圖1所說(shuō)明的真空開關(guān)管1基本上具有相同結(jié)構(gòu)的真空開關(guān)管1。但是，在 圖3中示出的真空開關(guān)管1，附加地具有第一勻場(chǎng)電極21以及第二勻場(chǎng)電極23。所述兩個(gè) 勻場(chǎng)電極21、23分別與金屬化層25、27機(jī)械地而且導(dǎo)電地連接。所述金屬化層25、27在被 實(shí)施成陶瓷管的殼體件2a和2b的端面29、31上，用于固定金屬罩板3和4。因?yàn)樗鼋饘?罩板3和4朝內(nèi)的環(huán)形邊緣會(huì)導(dǎo)致電場(chǎng)過(guò)高，已公知采用電極來(lái)介電地控制場(chǎng)，所述電極朝 向屏蔽罩11的圓柱形端部，為了均勻電場(chǎng)分布而被彎曲成檐槽狀。如在圖3中所示，勻場(chǎng)電極21、23的邊緣區(qū)域33、35，與屏蔽罩11的邊緣區(qū)域14和 15相類似地借助于上述方法被圓整為約呈球頭形或者環(huán)形。按這樣的方式不需要為了制 造勻場(chǎng)電極21、23而使用能夠無(wú)切屑地變形空心圓柱體形構(gòu)件的裝置，所述勻場(chǎng)電極21、 23尤其被用于提高真空開關(guān)管1中的擊穿場(chǎng)強(qiáng)，其中過(guò)高的電場(chǎng)是通過(guò)結(jié)構(gòu)上的措施減小 的。
權(quán)利要求
一種用于制造空心圓柱體形構(gòu)件、尤其用于真空開關(guān)管的屏蔽罩的方法，其中，制作金屬的空心圓柱體段，并且接著對(duì)所述空心圓柱體段的環(huán)形的邊緣區(qū)域的端部輪廓進(jìn)行變形，其特征在于，所述空心圓柱體段借助于其縱軸沿重力方向定向，并且空心圓柱體段環(huán)形的邊緣區(qū)域，被局部短暫地加熱到足以使空心圓柱體段的位于邊緣區(qū)域的金屬材料發(fā)生液化的溫度，以便充分利用液態(tài)材料的表面張力產(chǎn)生變形，并且接著對(duì)空心圓柱體段的相應(yīng)的被液化的邊緣區(qū)域進(jìn)行冷卻。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，對(duì)相對(duì)于重力方向而言朝上的邊緣區(qū)域 進(jìn)行加熱。
3.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，對(duì)相對(duì)于重力方向而言朝下的邊緣區(qū)域 進(jìn)行加熱。
4.按照上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在保護(hù)氣氛中對(duì)所述邊緣區(qū) 域進(jìn)行加熱。
5.按照上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，借助于放熱的火焰對(duì)所述邊 緣區(qū)域進(jìn)行加熱。
6.按照權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，借助于電弧對(duì)所述邊緣區(qū)域 進(jìn)行加熱。
7.按照權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，借助于等離子體束對(duì)所述邊 緣區(qū)域進(jìn)行加熱。
8.按照權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，借助于激光射束對(duì)所述邊緣 區(qū)域進(jìn)行加熱。
9.按照權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，借助于電子射束對(duì)所述邊緣 區(qū)域進(jìn)行加熱。
10.一種具有空心圓柱體形構(gòu)件(11)的真空開關(guān)管，其按照上述權(quán)利要求中的任一項(xiàng) 所述的方法制造。
11.按照權(quán)利要求10所述的真空開關(guān)管，其特征在于，所述空心圓柱體形的構(gòu)件是屏 蔽元件(11)。
12.按照權(quán)利要求10或11所述的真空開關(guān)管，其特征在于，所述空心圓柱體形的構(gòu)件 是勻場(chǎng)電極(21，23)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于制造空心圓柱體形構(gòu)件、尤其用于真空開關(guān)管的屏蔽罩的方法以及涉及一種真空開關(guān)管。所述真空開關(guān)管(1)具有至少一個(gè)空心圓柱體形狀的屏蔽罩(11)，所述屏蔽罩(11)的邊緣區(qū)域(14，15)通過(guò)熱作用變形成圓形。
文檔編號(hào)H01H33/66GK101809702SQ200880109436
公開日2010年8月18日 申請(qǐng)日期2008年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月27日
發(fā)明者克勞斯·格斯納, 安德烈亞斯·斯特爾澤 申請(qǐng)人:西門子公司