DE1805378C - Lastumschalter fur Stufenschalter von Regeltransformatoren - Google Patents

Description

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' Dii) nrlliKliiiiy bc/iclit ,sich ιιιιί uiiicn Lastumsclial* tür für Stufenschalter von RegeltrnnslOniiuloren mit .'.'cliallclcmeulun, clic auf uinciii Kreisbogen um eine Antriebswelle herum angeordnet und mllluls miiulustuiis einer an der Antriebswelle befestigten Kurvenscheibe steuerbar sind. Dieser l.iisl'.unsclialter ist vorzugsweise hui dreiphasigen Regellransfonnaioicn anwendbar. Derartige Lastumschalter sind buispielsweisu aus der deutschen. Auslegcschrift I 217 4*J2 bekannt.

Hei einem l.astuinschaller der oben beschriebenen Art ist erflndiuigsgomiiu vorgesehen, dal.! ein leistungslos schallender Widerstandsumschalter jeweils zwischen zwei Viikuunisclialtelemcnlen einer l'hiise, jedocli über diesen vorgeselien und mittels einer als Doppelscheibe axial auf der Antriebswelle verschiebbar und mit dieser drehbar angeordneten Kurvenscheibe steuerbar ist, wobei die Axialbewcginig der Doppelscheibe durch einen verklinkteu, inillels eines Kurvenringes gespannten Kraftspeicher erst am Bude der Umschaltung erfolgt, Die Verwendung eines leislungslos schallenden Widerstandsuinschalturs in Verbindung mit einem Viikuunischaltclumcnt ist bereits durch die schweizerische Patentschrift 448 257 bekannt, die jedoch keine Angaben über die konstruktive Anordnung der Schaltelemente zueinander enthält.

Durch die Anordnung nach der vorliegenden Erfindung wird eine gedrungene, verhältnismäßig wenig Raum beanspruchende Ausführung eines Laslimischalters mit Vakuumschaltelcmcnten erreicht. Die Kurvenführung für die Widerstandsumschalter ermöglicht dabei, den Zeitpunkt des Uinschallens für diese Schalter dem Gesamlumsclialtvorgang ties I.astumsclialtcrs optimal anzupassen.

Die Kurvenscheibe für die Bewegung der Vakuuin- !',clialteleinente besitzt vorzugsweise eine Stirnkiirve, in welche die mit je einem Stößel des jeweiligen beweglichen Vakuumschaltkontaktes verbundenen Ffubrollen formschlüssig eingreifen. Dabei ist zweckmäßig im Stößel eine Ausgleichsfeder für den Kontaktdruck des beweglichen Vakuumschaltkontaktes angeordnet.

Die Doppelscheibe zur Steuerung der Widerstandsumschalter besitzt in vorteilhafter Weise an den einander zugekehrten Seiten ihrer beiden Scheiben für jeden Widerstandsunischalter eine obere und eine untere Kurve, die gegeneinander versetzt geführt, jedoch an ihren Findpunkten übereinanderliegend angeordnet sind. Dabei ist zweckmäßig die obere Scheibe der Doppelscheibe mit Sperrsegiuenten für eine feststehende Sperrna.se zur Verklinkung der Doppelscheibe versehen.

Zwischen den beiden Scheiben der axial verschiebbaren Doppelscheibe ist als vorteilhafte Ausfiilmingsart zum wechselweisen Eiingrill in die obere oder untere Kurve für jeden Widerstaiulsunischalter ein mit zwei Rollen versehener Bolzen angeordnet, der an einem flebelgestänge zur Betätigung des Widerstandstimschallers befestigt ist.

Der Kurvenring ist zweckmäßig an einer naheiiarligen Verlängerung der Doppelscheibe axial verschiebbar und mit dieser drehbar befestigt und an seiner Stirnseite mit einer Kurve vei ichen, in die ein feststehender Rolleiibolzen eingreift. Der Kraftspeicher ist in vorteilhafter Weise in zwei Federn aufgeteilt, die oberhalb und unterhalb des Kurveiiringes angeordnet sind und sich gegen die Doppelscheibe und die nabenarlige Verlängerung der Doppelscheibe abstützen.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der [irlliulung sind die Vakuuiusehalteleiuenlc unterhalb, die-Widerslandsuiusclinlter oberhalb einer Isolierstolfplatte angeordnet und befestigt, Dabei ist die Isolierplatte in S vorteilhafter Weisu mit einer oberen Deckplatte und einer unteren (inindpliillu mit Hilfe von Tragbolzen /.u einem käligiiriigen Liistunisclialtergehüuse zusammengefügt. Die untere Grundplatte besteht dabei zweckmäßig aus leitendem Material, z, B, Rotguß.

Weiteru Einzelheiten und Vorteile der Erlindung sind aus dem dargestellten Aiisführiingsbeispiel zu ersehen. Es zeigt

Fig. I ein Schaltbild des Lastumschalters in vier Umschaltstellungen α bis ä,

F i g. 2 eine Abwicklung der Stirnkurvo für die Betätigung der Vakiiumschaltulenienle in den Endstelluiigen α und />,

Fig. U den Lastumschalter im Längsschnitt IJI-III nach Fi g. f>,

an Fig. 4 eine Abwicklung einer Kurve des Kurveiiringes,

F i g. 5 einen Teilschnilt V-V nach F i g, 3,

I·' i g. () einen Querschnitt VI-Vf nach F i g. 3,

Fig. 7 die Form tier Kurve in der oberen Scheibe tier Doppelscheibe in Draufsicht und

Fig. 8 tlie Form der Kurve in der unteren Scheibe tier Doppelscheibe in Draufsicht.

In ikn Schaltbildern nach Fig. 1 ist ein Teil der Regelwicklung ties Transformators Tr mit den Anzapfungen A und I) für eine Phase des Transformators dargestellt. Die Hauptkontakte des Lastumschalter dieser Phase bilden die Vakuumschaltelcmente Il und 12, die in einer Verbindungsleitung zwischen den Anzapfungen A bzw. // mit der Ableitung Y liegen. R ist ein Überschal !widerstand, der durch den leistungslos schaltenden Widerstandsuinschalter 13 über tlie Kontakte M bzw. 15 an die Anzapfungen Λ bzw. Ii geschaltet werden kann.

Nach dem Schaltbild (Fig. 1,«) ist das Vakiiiimschaltelement 11 geschlossen, so daß die Anzapfung/1 mit der Ableitung Y verbunden ist. Der Widerstaiulsunischalter 13 steht in der Schaltstelliing auf dem festen Kontakt 14, der ebenfalls mit der Anzapfung A der Regelwicklung verbunden ist.
»5 Die Umschaltung ties Lastumschalter erfolgt derart, tlaß zunächst der Widerstandsuinschalter 13 leistungslos auf den Kontakt 15 umschaltet und somit eine Verbindung von der Anzapfung Ii zur Ableitung Y über den Überschaltwiderstand It herstellt so (Fig. 1,/j). Dann schaltet das Vakuunischaltclement 11 ab, so tlaß kurzzeitig der Gesamtstrom von Anzapfung Ii über ilen Widerstandsuinschalter 13 und den Überschaltwiderstand R zur Ableitung Y Hießt (Fig. I, c). Zuletzt schaltet das Vaktiumschaltelenient ,35 12 ein (Fig. I, </), womit die Umschaltung des Lastumschalter auf tlie Anzapfung D der Regelwicklung beendet ist. Die Umschaltung des Widerstandsinn-Kchalters 13 erfolgt bei diesem Umschaltvorgang ties Lastumschalters leistuiigslos, weil während ties Umßo Schaltens das Vakuumschaltelement 11 den Laststroin führt.

Diese bekannte, sehr häufig verwendete Umschaltart für Lastumschalter bclingt bei Verwendung von Vakuumschaltelementen und Widerstandsunischaltern eine eigene Art tier Steuerung, die nach der Erfindung durch folgenden Aufbau tier einzelnen Eileniente ties Lastumschalters gegeben ist.

Der Lastumschalter besteht aus zwei Vakuum-

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schaltelementen II, 12 I¹IIr jede Phase des Kugel- untl Ui« untoro Scholl» 63 hii "^l™^r._n ^olJ_l ^ri" ^S "!"°_r

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iniiwioniinuir», insgesamt bei einem dreiphasigen Kurve 65. Dadurch sind die beiden K irvtn Regeltransformator aus sechs Vakuumschallelcmen- 65 einander zugekehrt, werden jecliUi gu gt u nicr lcn, die parallel zu einer Antriebswelle 2f. um diese versetzt geführt und hegen nur in lh u Ln '» K'ui huruin angeordnet sind (F I g. 3 und 6J. Pie Antriebs- 5 übereinander (F i g. 7 und K). Außerdein s diu obuu welle 21 kann dabei hohl ausgeführt sein, um eine Seheibe62 mit Sperrsegmenten 66 verseht , Io / ι weitere Antriebswelle für den unter dein Lastuin- Verklinkung mit einer Sperrnase 67 zusainmui·· schalter liegenden Stufenwlihler aufnehmen zu küuiien, arbeiten. ,,„.„_„.,

Die Vakuumschaltelemente It und 12 sind an der Zwischen der oberen Suhcibe 62 und dt. mitre Unterseite einer UoliorstolTplutle 22 befestigt, die mit io Scheibe 63 liegt cm mit zwei Rollen 7 U miiki η > einer oberen Deckplatte 23 und einer unteren Grund- versehener Bolzen 70, der am Winkclhtd 57 iiw platte 24 mit Hilfe von Tragbolzen 25 zu einem kiiflg- Hebelgestlinges 55 befestigt ist. Der Bol/ui 7 ι si s artigen Lastumscluütergehüuse zusammengefügt ist. angeordnet, da« er in die obere Kurvu 64 »"·» Mit 26 sind Befcstigungsbolzen für den Laslumschal- in die untere Kurve 65 bei axialer Versdudtu ig Iu tcr angedeutet. 27 ist ein Distanzrohr. Am Kopf 28 i_S Doppelscheibe 61 eingreifen kann. In I· jg.fi ist η ir der Antriebswelle 2t wird das Antriebsorgan für den die obere Scheibe 62 zu sehen. Auf ihr sinium.ν Lustumschalter, beispielsweise ein starker Kraftspei- ven 65 der unteren Scheibe 63 gestrichelt l j,t/.t-uclier, angeschlossen. Die Antriebswelle 21 ist in net, weil die Rolle 70 «des Bolzens 70 gerade Ik.su Lagerschalen 29 der Deckplatte bzw. Grundplatte ge- eingreifen und deshalb diese Kurven 65 /unaiiisi lagert. ao wirksam werden.

Jedes Vakuiimschaltelement Il und 12 besitzt einen Die Doppelscheibe 61 ist an .der Antriebswelle -ι

resten Kontaktbolzen 31 für seinen feststehenden mit Hilfe eines Keiles 75 befestigt. Eine Langs η 7t> Kontakt, der an ein Anschlußstück 32 mit einem ab- gestattet dabei eine axiale Bewegung der LJoppc-igefederten Kontaktstück 33 mit Hilfe einer kräftigen scheibe 61 Weiterhin besitzt die Doppelscheibe Jl Madenschraube 34 verbunden ist. Der Kontaktbolzen as eine nabenartige Verlängerung 77, aut weicntr im 35 für den beweglichen Kontakt des Vakuumschalt- Kurvenring 78 angeordnet ist. Der Kurvenring /β elementes 11 bzw. 12 ist mit einem Stößel 36 verbun- wird mit Hilfe eines Keiles /9 mit der Doppelschütz den, der mit einer Ausgleichsfeder 37 für den beweg- 61 verbunden, ist jedoch durch die Langnui mi an liehen Vakuumschaltkontaktbolzen 35 versehen ist. der nabenartigen Verlängerung 77 aut dieser axial Der Stößel 36 ist in der Grundplatte 24 und in einem 30 verschiebbar. An der Stirnseite des Kurvenringes /H an dem Tragbolzen 25 befestigten Festteil 38 ver- ist eine Kurve 81 vorgesehen (Abwicklung der kurve schiebbar gelagert. Im Stößel 36 ist ein Ableitung- s. Fig. 4), in welche ein mit einer Rolle vcrsciieiiLr stück 39 mittels einer Schraube 40 am Kontaktbolzen Rollenbolzen 82 eingreift, der an dem hestteil M 35 befestigt, welches mit der Ableitungslitze 41 ver- starr befestigt ist. Zweckmäßig sind am Umfang cles bunden ist. Die Ableitungslitze 41 wiederum ist mit 35 Kurvenringes 78 zwei Kurven 81 und cntspreciienci der aus leitendem Material bestehenden Grundplatte zwei Rollenbolzen 82 vorgesehen, um einem Verkan-24 verbunden, die seitlich ein abgefedertes Kontakt- ten des Kurvenringes 78 vorzubeugen /,wiscien eiern stück 42 besitzt (Fig. 5). Das Kontaktstück 33 ist Kurvenring78 und der unteren Scheibe 63 der Dopüber einen Wählerkontakt mit der Anzapfung/1 pelscheibe 61 ist als Kraftspeicher eine Feder 83 und bzw. Π und das Kontaktstück 42 mit der Ableitung Y 4° zwischen dem Kurvenring 78 und einem Anscii ag «4 verbunden an der nabenartigen Verlängerung 77 als Kraftspei-

Weiterhin ist am Stößel 36 jedes Vakuumschalt- eher eine Feder 85 vorgesehen. Bei Drehung der Anelementes 11 und 12 eine Hubrolle 43 befestigt, die triebswellc 21 wird der Kurvenring 78 in axialer in eine Stirnkurve 44 einer Kurvenscheibe 45 ein- Richtung nach oben oder unten bewegt und spannt greift. Die Kurvenscheibe 45 ist mittels Keil 46 starr 45 damit den Kraftspeicher 83 bzw. 85 fur the Uoppei- und fest auf der Antriebswelle 21 befestigt. Außer- scheibe 61.

dem besitzt der Stößel 36 noch eine Führungsrolle An Hand eines Umschaltvorganges soll die Wir-

47, die an Führungsflächen 48 der Grundplatte 24 kungsweise des Lastumschalter nach der Erfindung geführt ist (Fig. 5) und den Stößel gegen Verdrehung erläutert werden.

sichert 50 Die Stellung des Lastumschalters in F1 g. 3 und

Oberhalb der Isolierstoffplatte 22 ist für jede und der Kurven in Fig. 2,«, 4 und 8 entspricht der Phase ein Widerstandsumschalter 13 um eine Achse Schaltung nach Fig. l,n. Dabei sind die Vakuum-51 schwenkbar befestigt. Der Widerstandsumschalter schaltelemente Il eingeschaltet, die Widerstandsumbesitzt zwei Kontaktarme 52,53, die mit entsprechen- schalter 13 liegen an den Kontakten 14 der Vakiiiimden Kontaktarmen 14, 15 am Anschlußstück 32 des 55 schaltelemente 11, und die Vakuumschaltelemente I-festen Kontaktbolzens 31 der Vakuumschaltelemente sind ausgeschaltet.

U und 12 abwechselnd Kontakt geben. Die Kontakt- Durch Drehen der Antriebswelle im IJhr/eigersiim

arme 52, 53 sind durch eine Feder 54 abgefedert. Die (Pfeil, F i g. fi) wird sowohl die Kurvenscheibe 45 als WiderstaiHlsumschalter 13 werden mit Hilfe je eines auth die Doppelscheibe 61 und der Kurvenring /» in Heliclgestäiigcs 55 bewegt, welches aus einer Isolier- 60 dieser Richtung gedreht. Dabei schiebt sich tlasSpcrrstanue 56 und einem Winkelhebel 57 bestellt, die segment 66 unter die Sperrnase 67 und halt damit miteinander durch ein Gelenk 58 verbunden sind. die Doppelscheibe 61 fast während des ganzen Im.-Der Winkelhebel ist in einem Festteil 59 der Deck- schaltvorgangcs in der in F 1 g. . dargestellten »»«-ren platte 23 drehbar gelagert. Lage. Gleichzeitig wird d.e Rolle 70« des Bolzens

Gesteuert werden die Widerstandsumschalter 13 65 in der Kurve 65 der unteren Scheibe 63 geführt uiul durch eine Doppelscheibe 61 mit einer oberen kommt in den steilen Anstieg 65« dieser Kurve Scheibe 62 und einer unteren Scheibe 63. Die obere (Fig. 8), wobei der Winkelhcbcl 57 entgegen dem Scheibe 62 besitzt an ihrer Unterseite eine Kurve 64 Uhrzeigersinn gedreht wird und mit der Isolierstange

56 den Widerstandsumschalter 13 von Kontakt 14 auf Kontakt 15 umlegt. Damit ist die Schaustellung des Lastumschalter nach Fig. 1, b erreicht. Kurz danach kommt die Hubrolle 43 des Stößels 36 am beweglichen Kontakt des Vakuiimschaltelemcnles 11 (Fi μ. 2, ä) in eine Tiefstellung der Slirnkurve 44 der Kurvenscheibe 45 und schaltet das Vakuumschaltelcmenl 11 aus. Dabei sind beide Vakuiimschaltclcmcntc 11 und 12 ausgeschaltet (Fig. l,c). Hei weiterer Umdrehung kommt die Hubrolle 43 des be- jo weglichen Kontaktes des Vakuumschaltclemcntes 12 in die erhöhte Stellung der Stirnkuive 44 an der Kurvenscheibe 45. wodurch das Vakuumschaltelement 12 eingeschaltet wird (Fi g. 2, b).

Während dieser Schallbewegung wird der sich mitdrehende Kurvcnring 78 durch den feststehenden Rollcnbolzen 82 und mit Hilfe einer schräg ansteigenden Kurve 81 (Fig. 4) nach unten geführt, wobei die Feder 83 entspannt und die Feder 85 gespannt wird. Die Doppelscheibe 61 kann jedoch an der Axialbcwcgung des Kurvenringes 78 nicht teilnehmen, weil die Spcnsegmente 66 noch über den Sperrnasen 67 liegen. IZrsl kurz vor Beendigung des Umschallvorganges werden die Sperrsegmente 66 freigegeben, wodurch dann durch die gespannte Feder 85 die Doppelscheibe 61 axial nacli unten verschoben wird. Dadurch kommt der Bolzen 70 mit der Kurve 64 der oberen Scheibe 62 in Verbindung, wie es aus Fig. 7 zu ersehen ist. Damit ist die Doppelscheibe 61 zur Steuerung der Widerstandsumschalter 13 für einen weiteren Umschallvorgang des Laslumschalters in umgekehrter Richtung vorbereitet.

Bei einem dreiphasigen Lastumschalter beträgt die Umdrehung der Antriebswelle 21 für einen Umschallvorgang 60°. Der nächste Umschallvorgang geht um 60° zurück. Entsprechend sind die einzelnen Kurven ausgeführt und bemessen. Am besten ist dies aus der Abwicklung der Stirnkurve 44 der Kurvenscheibe 45 in F i g. 2 zu' ersehen, wobei mit α und b die beiden Endslcllungcn der Lastumschaltung wiedergegeben sind. IZs ist die Umschaltung der Vakuumschallclemcntc 11 und 12 der beiden Phasen U und V gezeigt.

Aus den F"ig. 7 und 8 ist die Lage der oberen und unteren Kurve 64, 65 der Doppelscheibe 61 zueinander zu ersehen. Es geht daraus hervor, daß die obere und untere Kurve gegeneinander versetzt geführt und nur beiderseits im letzten Abschnitt genau übereinanderliegend angeordnet sind. Daraus erklärt sich die Bewegung des mit Rollen versehenen Bolzens 70 am Hcbclgcstängc 55 als eine geschlossene Schleifcnbcwcgung, wobei dieser Bolzen 70 nur in den IZndsicllunpcn von der oberen Kurve 64 auf die untere Kurve 65 oder umgekehrt wechseln kann.

Durch Änderung der Kurvenformen kann die Schaltwcisc beliebig geändert werden. Vor allem ist es möglich, den Widerslandsumschalter in jedem Zeitpunkt des Umschaltvorgangcs umzuschalten, wodurch eine hohe Sicherheit und optimales Angleichen der nn/clncn Schallvorgiingc erreicht werden kann.

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Lastumschalter für Stufenschalter vonRcgcltrnnsfnrninlnrcn mit Schaltelementen, die auf einem Kreisbogen um eine Antriebswelle herum angeordnet und mittels mindestens einer an der Antriebswelle befestigten Kurvenscheibe steuerbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein leistungslos schaltender Widerstandsumschaller (13) jeweils zwischen zwei Vakuumschallelcmenten (11, 12) einer Phase, jedoch über diesen vorgesehen und mittels einer als Doppelscheibe (61) axial auf der Antriebswelle (21) verschiebbar und mit dieser drehbar angeordneten Kurvenscheibe steuerbar ist, wobei die Axialbewegung der Doppelscheibe durch einen verklinkten, mittels eines Kurvenringes (78) gespannten Kraftspeicher (83, 85) erst am Ende der Umschaltung erfolgt.

2. Lastumschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvenscheibe (45) für die Betätigung der Vakuumschahelementc (11,12) eine Stirnkurve (44) besitzt, in welche die mit je einem Stößel (36) des jeweiligen beweglichen Vakuumschaltkontaktes verbundenen Hubrollen (43) formschlüssig eingreifen.

3. Lastumschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Stößel (36) eine Ausglcichsfeder (37) für den Kontaktdruck des beweglichen Vakuumschaltkontaktes angeordnet ist.

4. Lastumschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Doppelscheibe (61) an den einander zugekehrten Seiten ihrer beiden Scheiben (62, 63) für jeden Widcrslandsumschalter eine obere und eine untere Kurve (64. 65) besitzt, die gegeneinander versetzt geführt, jedoch an ihren Endpunkten übereinanderliegend angeordnet sind.

5. Lastumschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Scheibe (62) der Doppelscheibe (61) mit Sperrsegmenten (66) für eine feststehende Sperrnase (67) zur Verklinkung der Doppelscheibe (61) versehen ist.

6. Lastumschalter nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Scheiben (62, 63) der axial verschiebbaren Doppelscheibe (61) zum wechsclweisen Eingriff in die obere oder untere Kurve (64 bzw. 65) für jeden Widerstandsumschalter (13) ein mit zwei Rollen versehener Bolzen (70) angeordnet ist, der an einem Hebclgcstänge (55) zur Betätigung des Widerstandsumschalters (13) befestigt ist.

7. Lastumschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kurvcnring (78) an einer nabenartigen Verlängerung (77) der Doppelscheibe (61) axial verschiebbar und mit dieser drehbar befestigt und an seiner Stirnseite mit einer Kurve (81) versehen ist, in die ein feststehender Rollenbolzcn (82) eingreift.

8. Lastumschalter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftspeicher (83, 85) in zwei Federn aufgeteilt ist, die oberhalb und unterhalb des Kurvenringes (78) angeordnet sind und sich gegen die Doppelscheibe (61) und die nabenartige Verlängerung (77) der Doppelscheibe abstützen.

9. Lastumschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vakuumschaltclcmcntc (II, 12) unterhalb, die Widerslandsumschalter(13) oberhalb einer Isolierstoffplatte (22) angeordnet und befestigt sind.

10. Lastumschalter nach Anspruch 9, dn'durch gekennzeichnet, daß die isolierstofTplatte (22) mit einer oberen Deckplatte (23) und einer unteren Grundplatte (24) mit Hilfe von Traghülsen (25)

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zu einem käfigarligen Lastumschaltergehause zusammengefügt ist.

11. Lastumsclialter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Grundplatte (24) aus leitendem Material bestellt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen