用於開關設備的金屬封裝及其製造方法

2023-06-22 17:47:41

專利名稱：用於開關設備的金屬封裝及其製造方法
用於開關設備的金屬封裝及其製造方法本發明涉及如權利要求1-6前序部分所述的用於開關設備的金屬封裝及其製造方法。本發明技術領域為特別是用於中壓的氣體絕緣開關設備(GIS)。現有技術的用於 GIS封裝的普通製造方法如下(1)從金屬板上自動剪切下一定的形狀(以下稱為「金屬坯件」)；(2)將坯件彎折成半殼，比如在手動操作的彎折機上彎折成C型；(3)通過一些焊點實現半殼的固定；(4)在半殼的內表面上手動放置加固元件並將其點焊於其上；(5)通過點焊將半殼手動連接成立方體；(6)將半殼的邊緣自動焊接到氣密封裝；同例如汽車工業的產量相比，GIS封裝的產量較低。由於這種設備的高投資成本， 所以限制了生產過程中的自動化處理的收益率。所以，在上述描述的現有生產過程中的許多生產步驟都必須手動執行，這導致很高的人力成本。上述步驟具有下述的缺點如上所述的步驟2導致如下問題取決於所需封裝的尺寸，手動處理坯件對於工人而言既費時又費力。按照步驟4，在半殼的內表面上放置加固元件並將其點焊於其上是一項既辛苦又複雜的工作。沉重的半殼不得不被多次旋轉，並且要使用不同的定位裝置來將加固元件放置到合適的位置。接下來通過手動點焊將加固元件固定到半殼十分耗時。有鑑於此，本發明的目的是使封裝製造變得相對容易。至於封裝，根據權利要求1的技術特徵限定的封裝可以解決上述問題。進一步的實施方式在從屬權利要求2-5中限定。至於封裝的製造方法，根據權利要求6的技術特徵限定的製造方法可以解決上述問題。製造方法的進一步實施方式在進一步的從屬權利要求中限定。同以上描述的現有技術相比較，本發明的新生產工藝的步驟如下a)自動切割坯件，包括在彎折邊緣打孔；b)定位或者設置加固元件。在坯件上放置模板允許以簡單的方式定位加固元件；
c)自動將加固元件焊接到平坦坯件上。如果加固元件通過軋制而設置到坯件上， 則該步驟省略；d)因為坯件上的穿孔，所以可以手動將坯件摺疊成半殼而不必使用彎折機器；e)通過點焊來將半殼手動地連接成立方體；f)自動焊接或連接半殼邊緣(包括穿孔的邊緣)以獲得氣密封裝。替代性地，也可以不通過焊接而是例如通過膠粘密封來實現氣密連接。可以使用在坯件自身中軋制形成加固起伏部的步驟來替代步驟b)和C)。由於有穿孔，所以不再需要彎折機器。金屬坯件能夠像摺疊盒子一樣手動彎折。由於不再有彎折機器內的碰撞，這使得能夠在平坦坯件上定位和自動焊接加固元件。與在摺疊的坯件內部定位加固元件相比，使用模板在平坦坯件表面定位加固元件要容易許多。接下來的加固元件的焊接處理可以由高效率低成本的焊接機器人進行，該方式比通過手動點焊焊接在摺疊坯件的內表面上的方式的成本效率高很多。根據在第一步驟中切割的坯件的尺寸和形狀，可以如上方式製備出整個封裝。不再需要製造兩個半殼。在摺疊並用點焊固定封裝後，包括帶穿孔的邊緣的所有邊緣被自動焊接到一起而形成氣密封裝。具有穿孔且彎折的邊緣也需要焊接這一缺陷由於加固元件的自動焊接的優點而得以彌補。本發明進一步的實施例為，將一個或多個金屬坯件摺疊成氣密的金屬封裝。通過在摺疊之後沿穿孔進行焊接、或者使用塑料或其它膠粘密封件來密封或粘合，可以容易地實現這一點。本發明進一步的實施例為，為了如上所述機械強化氣密金屬封裝的壁，將加固元件或結構設置或焊接到金屬坯件上。一個有利實施例是，封裝由至少兩個部分或坯件構成，它們連接或焊接在一起。本發明的裝置部分的基本特點是，生產具有展開的盒子的形狀的金屬坯件，在金屬坯件中沿著預定的摺疊線(彎折邊緣)設置穿孔線，並且金屬坯件被摺疊成三維盒子。
在摺疊到位之後，通過焊接來氣密地封閉盒子。可替換地，也可以通過塑料或膠合密封或粘合來使盒子氣密地封閉。在一個有利實施例中，為了定位或設置加固元件，在坯件上設置模板或掩模，從而定位加固元件或輥軋/軋制工具以便在坯件中形成加固起伏線。另一個有利實施例是，加固元件例如通過焊接機器人自動焊接到平坦坯件。為了簡單尤其是可重複的生產，沿著坯件上的穿孔線將坯件彎折成半殼。所以半殼通過點焊而固定至立方體的適當位置。製造工藝被創新性地簡化且簡化方式在於沿著半殼邊緣通過焊接機器人自動產生焊接部，以最終獲得氣密的封裝。附圖中顯示了本發明的多個示例或實施例。附

圖1 坯件的俯視圖附圖2 兩個彎折的坯件附圖3 接下來的點焊固定步驟附圖4 帶有加固元件的坯件附圖1示出了從金屬板切割下來的帶有穿孔的坯件的俯視圖。已經通過使用模板將加固元件布置在坯件的表面上，並且通過機器人將加固元件焊接在坯件表面上。另一種可行方式是通過在金屬坯件上軋制起伏部來提供加固元件。在坯件1中形成穿孔2。這樣製備的坯件將沿著這些穿孔被摺疊。附圖2示出兩個如附圖1所示的坯件，所述坯件用手彎折成兩個半殼10、20，這兩個半殼將被焊接到一起。對於氣密封裝的情形，通過沿著穿孔進行焊接或通過粘合塑料來閉合這些穿孔。附圖3示出附圖2所示的兩個半殼10和20通過焊點連接到一起的情形。在最後的步驟中，通過自動焊接工藝在所有的邊緣上設置氣密焊接部。附圖4示出用於單部件式封裝的坯件1，其帶有加固元件並可用手摺疊。該坯件已經包括構成完整封裝所需要的所有的壁部。附圖標記列表1金屬坯件2 穿孔3加固元件10第一摺疊部件20第二摺疊部件
權利要求
1.一種用於開關設備或開關設備裝置特別是用於中壓開關設備的金屬封裝，其中金屬坯件被切割並連接在一起，其特徵在於，將要被連接在一起的金屬坯件或者不同金屬坯件具有展開的盒子的形狀，在所述金屬坯件中沿預先設定的摺疊線設置穿孔，並且所述金屬坯件被摺疊形成三維封裝。
2.如權利要求1所述的金屬封裝，其特徵在於，該金屬坯件被摺疊成為氣密接合的金屬封裝。
3.如權利要求2所述的金屬封裝，其特徵在於，該金屬封裝通過焊接被氣密地封閉。
4.如權利要求1-3中任一項所述的金屬封裝，其特徵在於，該金屬封裝通過粘合或膠粘密封來氣密地封閉。
5.如權利要求1-4中任一項所述的金屬封裝，其特徵在於，在該金屬坯件上形成、焊接或粘合有附加的加固元件或加固結構，以機械強化該氣密的金屬封裝的壁。
6.如權利要求1-4中任一項所述的金屬封裝，其特徵在於，該封裝包括，連接或焊接到一起的至少兩個部分或坯件。
7.一種用於開關設備或開關設備裝置特別是用於中壓開關設備的金屬封裝的製造方法，其中金屬坯件被切割並連接在一起，其特徵在於，製造具有展開的盒子的形狀的一個或多個金屬坯件(1)，在所述金屬坯件中將會沿預先設置的摺疊線(彎折邊緣)設置穿孔線 O)，然後將坯件摺疊成三維盒子。
8.如權利要求6所述的方法，其特徵在於，在摺疊到位之後，通過焊接或膠粘密封或粘合將盒子氣密地封閉。
9.如權利要求6或7所述的方法，其特徵在於，為了定位或設置加固元件(3)，在該坯件上設置模板或掩模，以定位所述加固元件或加固結構C3)或者輥軋工具從而在坯件(1) 中設置加固用起伏線。
10.如權利要求8所述的方法，其特徵在於，該加固元件(3)被自動焊接或固定到平坦的該坯件⑴上。
11.如權利要求6-9中任一項所述的方法，其特徵在於，該坯件(1)將會沿著該坯件 (1)上的穿孔線(3)彎折成半殼。
12.如權利要求10所述的方法，其特徵在於，通過點焊將該半殼(10、20)固定形成立方體。
13.如權利要求6-11中任一項所述的方法，其特徵在於，通過焊接機器人沿著半殼的邊緣自動產生焊接部，從而最終實現氣密封裝。
全文摘要
本發明涉及如權利要求1-6前序部分所述的用於開關設備的金屬封裝及其製造方法。本發明公開了如下內容為了使得製造變得更加容易，金屬坯件具有展開的盒子的形狀，在金屬坯件中沿著預定摺疊線設置穿孔，並且摺疊金屬壞件形成三維封裝。
文檔編號H02B13/045GK102484361SQ200980159783
公開日2012年5月30日 申請日期2009年6月8日 優先權日2009年6月8日
發明者A·瓦爾德霍夫, N·維耶爾梅 申請人:Abb技術股份公司