Método para fijar un rarefactor a un tubo interruptor de vacío, así como tubo interruptor de vacío.

Método para fijar un rarefactor (33, 43, 45, 46, 47, 48, 49, 50,

51) en un elemento constructivo (3, 7, 13, 15, 23, 25, 31), fabricado utilizando cobre, de un tubo interruptor de vacío, caracterizado porque la superficie del elemento constructivo (3, 7, 13, 15, 23, 25, 31) proporcionada para la fijación del rarefactor, como soporte para el rarefactor, está provista de una capa intermedia (35) de un metal eléctrica y térmicamente mal conductor, y a continuación el rarefactor (33, 43, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51) es soldado en el material compuesto formado a través de la capa intermedia (35).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2008/054111.

Solicitante: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: WITTELSBACHERPLATZ 2 80333 MUNCHEN ALEMANIA.

Inventor/es: SCHÜMANN,ULF, SPÖRER,HENRYK.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • B23K11/11 SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B23 MAQUINAS-HERRAMIENTAS; TRABAJO DE METALES NO PREVISTO EN OTRO LUGAR.B23K SOLDADURA SIN FUSION O DESOLDEO; SOLDADURA; REVESTIMIENTO O CHAPADO POR SOLDADURA O SOLDADURA SIN FUSION; CORTE POR CALENTAMIENTO LOCALIZADO, p. ej. CORTE CON SOPLETE; TRABAJO POR RAYOS LASER (fabricación de productos revestidos de metal por extrusión de metales B21C 23/22; realización de guarniciones o recubrimientos por moldeo B22D 19/08; moldeo por inmersión B22D 23/04; fabricación de capas compuestas por sinterización de polvos metálicos B22F 7/00; disposiciones sobre las máquinas para copiar o controlar B23Q; recubrimiento de metales o recubrimiento de materiales con metales, no previsto en otro lugar C23C; quemadores F23D). › B23K 11/00 Soldadura por resistencia; Seccionamiento por calentamiento por resistencia. › Soldadura por puntos.
  • B23K15/00 B23K […] › Soldadura o corte por haz de electrones (tubos de haces electrónicos o iónicos H01J 37/00).
  • B23K20/10 B23K […] › B23K 20/00 Soldadura no eléctrica por percusión u otra forma de presión, con o sin calentamiento, p. ej. revestimiento o chapeado. › utilizando vibraciones, p. ej. soldadura ultrasónica.
  • B23K26/20 B23K […] › B23K 26/00 Trabajo por rayos láser, p. ej. soldadura, corte o taladrado. › Unión (soldadura sin fusión por energía radiante B23K 1/005; unión de elementos plásticos preformados por calentamiento mediante láser B29C 65/16).
  • B23K26/32 B23K 26/00 […] › tomando en consideración las propiedades del material involucrado.
  • H01H33/668 SECCION H — ELECTRICIDAD.H01 ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS.H01H INTERRUPTORES ELECTRICOS; RELES; SELECTORES; DISPOSITIVOS DE PROTECCION DE EMERGENCIA (cables de contacto H01B 7/10; pararrayos resistivos H01G 9/18; circuitos de protección, de seguridad H02H; conmutación por medios electrónicos sin cierre de contactos H03K 17/00). › H01H 33/00 Interruptores para alta tensión o fuertes corrientes con medios de extinción o prevención de arcos. › Medios para la obtención o la vigilancia del vacío.

PDF original: ES-2549433_T3.pdf

 

Método para fijar un rarefactor a un tubo interruptor de vacío, así como tubo interruptor de vacío.

Fragmento de la descripción:

Método para fijar un rarefactor a un tubo interruptor de vacío, así como tubo interruptor de vacío La presente invención hace referencia a un método para fijar un rarefactor (getter) utilizando un elemento constructivo fabricado en cobre para un tubo interruptor de vacío, así como un tubo interruptor de vacío con un rarefactor que se encuentra fijado a un elemento constructivo del tubo interruptor de vacío a través de soldadura.

Los tubos interruptores de vacío contienen un contacto fijo y un contacto que se desplaza de forma axial, los cuales están rodeados por un compartimento de vacío. Para asegurar la calidad del vacío en el interior de la carcasa del tubo interruptor de vacío es habitual disponer un rarefactor dentro de la carcasa. Dicho rarefactor se utiliza para absorber gases que se producen durante el funcionamiento del tubo interruptor de vacío y que pueden perjudicar la calidad del vacío. Los rarefactores conocidos presentan un soporte a base de una lámina de chapa niquelada sobre el cual se coloca el material del rarefactor, como circonio-aluminio o circonio-titanio, donde el mismo se encuentra fijado en una pieza de construcción metálica del tubo interruptor de vacío, por ejemplo en el blindaje principal o en una brida del extremo. Generalmente uno o varios rarefactores se encuentran dispuestos en una lámina de chapa niquelada como campos rarefactor, donde dichas láminas de chapa están fijadas a través de soldadura por puntos en un blindaje o en una brida del extremo del tubo interruptor de vacío.

Por la solicitud DE 198 07 615 C 2 se conoce un tubo interruptor de vacío que se encuentra diseñado de manera que la fijación de un dispositivo de rarefactor en una pieza de metal es posible independientemente de la combinación de los materiales. Para ello, en el tubo interruptor de vacío conocido, la pieza de metal que soporta el dispositivo de rarefactor está provista de una ranura, donde la pieza de chapa se inserta en la ranura y se fija a través de grabados del borde de la ranura.

En la solicitud DE 299 01 111 U 1 se describe un tubo interruptor de vacío, en donde se sugiere una fijación puramente mecánica del rarefactor en un blindaje del tubo interruptor de vacío, de manera que la fijación del rarefactor se efectúa en forma de un anillo cerrado del rarefactor. De este modo, la fijación del rarefactor tiene lugar preferentemente a través de una deformación mecánica del blindaje después de la colocación y de la fijación en posición del anillo del rarefactor sobre el blindaje.

La fijación de un rarefactor a través de una deformación mecánica de un elemento constructivo es costosa. No es posible una unión directa a través de soldadura con elementos de construcción de cobre, considerada como conveniente, ya que el cobre, debido a su buena conductividad térmica, disipa demasiado rápido la energía que se produce durante el soldado.

A partir del estado del arte mencionado, es objeto de la presente invención crear un método, así como un tubo interruptor de vacío, en donde la fijación del rarefactor pueda efectuarse también a través de soldadura, sin deformaciones mecánicas, cuando el elemento constructivo se compone de cobre o presenta una elevada proporción de cobre.

De acuerdo con la invención, dicho objeto se alcanzará según la reivindicación 1, donde la superficie del elemento constructivo proporcionada para la fijación del rarefactor, como soporte para el rarefactor, está provista de una capa intermedia de un metal eléctrica y térmicamente mal conductor, y a continuación el rarefactor es soldado en el material compuesto formado a través de la capa intermedia.

Preferentemente, la fijación se produce a través de soldadura por puntos. De este modo, se ha demostrado que ya un grosor reducido de la capa de 0, 1 mm es suficiente cuando como capa intermedia se utiliza una capa de CrNi. Las capas intermedias de metal eléctrica y térmicamente mal conductor, dependiendo por ejemplo de las propiedades del material, pueden aplicarse a través de platinizado, galvanizado o pulverización catódica.

Como material para el rarefactor pueden utilizarse los materiales típicos de rarefactores, o una aleación metálica, como ZrAl, ZrTi, ZrAlTi, ZrVFeTi o MoTi Un soldado del rarefactor sobre el elemento constructivo de cobre provisto de una capa intermedia es posible a través de soldadura por puntos. También es posible realizar la unión por soldadura a través de soldadura láser, soldadura por haz de electrones, soldadura de resistencia o soldadura ultrasónica.

De acuerdo con la invención, un tubo interruptor de vacío según la reivindicación 9, con un elemento constructivo fabricado utilizando cobre, en donde se encuentra fijado un rarefactor, se caracteriza porque en el área de fijación del rarefactor el mismo está provisto de una capa intermedia que permite una soldadura de un metal eléctrica y térmicamente mal conductor.

A continuación se explican en detalle ejemplos de ejecución de la invención, mediante los dibujos. Las figuras muestran:

Figura 1: una representación esquemática de un tubo interruptor de vacío con diversas piezas de construcción, en donde se encuentran soldados rarefactores, y Figura 2: una representación ampliada de la serie de capas en el área de un rarefactor soldado.

En la figura 1 se representa esquemáticamente un tubo interruptor de vacío 1 con sus elementos de construcción fundamentales, en una vista en sección. El tubo interruptor de vacío 1 dispone de un conductor 3 fijo con una pieza de contacto 5 fija y de un conductor 7 móvil con una pieza de contacto 9 móvil. En la figura 1, el tubo interruptor de vacío se representa en su posición abierta. Las piezas de contacto 5, 9 se componen generalmente de cobre-cromo y están dispuestas de forma alineada una con otra en una cámara cilíndrica de interrupción de vacío 11.

La cámara de interrupción de vacío 11 está cerrada en dirección axial por una primera pieza de cubierta 13 y una segunda pieza de cubierta 15. En el ejemplo de ejecución mostrado en la figura 1, entre las piezas de cubierta 13, 15 se encuentra un primer cuerpo de aislamiento 17 cilíndrico y un segundo cuerpo de aislamiento 19 cilíndrico. Los cuerpos de aislamiento 17, 19 cilíndricos están unidos uno con el otro de forma hermética al vacío, con la ayuda de un disco anular 21. El disco anular 21 sirve también como soporte para un blindaje amortiguador 23 cilíndrico, a través del cual los cuerpos de aislamiento 17 y 19 están blindados con respecto a las piezas de contacto 5 y 9. Tal como se observa además en la figura 1, en los extremos de los cuerpos de aislamiento 17, 19 cilíndricos que se orientan desde el blindaje amortiguador 23, se encuentran dispuestos blindajes del extremo 25.

El conductor 7 móvil está hermetizado de forma resistente al vacío, con la ayuda de un fuelle de metal 27, de forma móvil con respecto a la segunda pieza de cubierta 15, donde un cojinete 29 sirve para el guiado axial del conductor 7 móvil. Preferentemente, el fuelle de metal 27 se encuentra rodeado por un capuchón de fuelle 31 cilíndrico.

Como material para el cuerpo de aislamiento 17 y 19 se utiliza generalmente cerámica. Las piezas de la cubierta 13 y 15 pueden estar realizadas de acero fino. Para el conductor 3 fijo y el conductor 7 móvil se emplea generalmente cobre, el cual se caracteriza por su elevada conductividad eléctrica. También el blindaje amortiguador 23, los blindajes del extremo 25 y el capuchón de fuelle 31 se fabrican usualmente de cobre o de un material que contiene cobre.

Si la primera pieza de cubierta 13 y la segunda pieza de cubierta 15 se componen de acero fino es posible unir de forma sencilla mediante soldadura por puntos el rarefactor 33 necesario en los tubos interruptores de vacío con una de las piezas de cubierta 13, 15 El rarefactor 33 representado ampliado en sección en la figura 2 se compone de una lámina de chapa 34 niquelada que está revestida de un material del rarefactor 36. Como material para el rarefactor pueden utilizarse los materiales típicos de rarefactores, o una aleación metálica, como ZrAl, ZrTi, ZrAlTi, ZrVFeTi o MoTi.

Una soldadura por puntos entre el rarefactor 33 y la pieza de cubierta 13 ó 15 no es posible de forma sencilla si las piezas de cubierta 13, 15 se componen de cobre, debido a que el cobre disipa de forma particularmente rápida el calor necesario durante el soldado y, en el caso de la soldadura eléctrica, impide una generación suficiente de calor de joule debido a la reducida resistencia eléctrica.

Como ejemplo de una fijación del rarefactor se representa en la figura 2 la primera pieza de cubierta 13 con el rarefactor 33 colocado, ampliado... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Método para fijar un rarefactor (33, 43, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51) en un elemento constructivo (3, 7, 13, 15, 23, 25, 31) , fabricado utilizando cobre, de un tubo interruptor de vacío, caracterizado porque la superficie del elemento constructivo (3, 7, 13, 15, 23, 25, 31) proporcionada para la fijación del rarefactor, como soporte para el rarefactor, está provista de una capa intermedia (35) de un metal eléctrica y térmicamente mal conductor, y a continuación el rarefactor (33, 43, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51) es soldado en el material compuesto formado a través de la capa intermedia (35) .

2. Método según la reivindicación 1, caracterizado porque la fijación se efectúa a través de soldadura por puntos.

3. Método según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la capa intermedia (35) en el elemento constructivo (3, 7, 13, 15, 23, 25, 31) es producida con un grosor del revestimiento de 0, 01 a 1 mm, preferentemente de 0, 1 mm.

4. Método según la reivindicación 1 a 3, caracterizado porque la capa intermedia (35) puede producirse a través de platinizado, galvanizado o pulverización catódica.

5. Método según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el material del rarefactor (33) es 15 colocado sobre un soporte en base a una lámina de chapa.

6. Método según la reivindicación 5, caracterizado porque la lámina de chapa está fabricada de chapa de hierro niquelada.

7. Método según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque para el rarefactor (33, 43, 45, 46,

47, 48, 49, 50, 51) se utiliza como material del rarefactor titanio o una aleación metálica, como ZrAl, ZrTi, ZrAl-Ti, 20 ZrVFeTi o MoTi.

8. Método según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la soldadura se efectúa a través de soldadura por puntos, soldadura láser, soldadura por haz de electrones, soldadura de resistencia o soldadura ultrasónica.

9. Tubo interruptor de vacío (1) con un elemento constructivo (3, 7, 13, 15, 23, 25, 31) , en donde se encuentra fijado

un rarefactor (33, 43, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51) , caracterizado porque el elemento constructivo se fabrica utilizando cobre y en el área de fijación del rarefactor (33, 43, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51) está provisto de una capa intermedia (35) que permite una soldadura y que forma un material compuesto, de un metal eléctrica y térmicamente mal conductor, y porque el rarefactor está fijado mediante soldadura.

10. Tubo interruptor de vacío (1) según la reivindicación 9, caracterizado porque en el área de la fijación del 30 rarefactor (33, 43, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51) se proporciona un material compuesto de cobre y acero fino CrNi.


 

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