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WO2013075893A1 - Stufenschalter mit vakuumschaltröhren - Google Patents

Stufenschalter mit vakuumschaltröhren Download PDF

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Publication number
WO2013075893A1
WO2013075893A1 PCT/EP2012/070681 EP2012070681W WO2013075893A1 WO 2013075893 A1 WO2013075893 A1 WO 2013075893A1 EP 2012070681 W EP2012070681 W EP 2012070681W WO 2013075893 A1 WO2013075893 A1 WO 2013075893A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
rocker arm
vacuum
vacuum interrupters
lever
tap changer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2012/070681
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Klaus HÖPFL
Silke Wrede
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Maschinenfabrik Reinhausen GmbH
Scheubeck GmbH and Co
Original Assignee
Maschinenfabrik Reinhausen GmbH
Maschinenfabrik Reinhausen Gebrueder Scheubeck GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Maschinenfabrik Reinhausen GmbH, Maschinenfabrik Reinhausen Gebrueder Scheubeck GmbH and Co KG filed Critical Maschinenfabrik Reinhausen GmbH
Priority to EP12778704.2A priority Critical patent/EP2783377B1/de
Priority to RU2014125200/07A priority patent/RU2602823C2/ru
Priority to ES12778704.2T priority patent/ES2546855T3/es
Priority to HK14113006.9A priority patent/HK1199550B/xx
Priority to KR1020147012256A priority patent/KR20140096052A/ko
Priority to JP2014542747A priority patent/JP6120867B2/ja
Priority to US14/346,720 priority patent/US9257246B2/en
Priority to CN201280055764.XA priority patent/CN103946940B/zh
Priority to BR112014008064A priority patent/BR112014008064A2/pt
Priority to IN3806CHN2014 priority patent/IN2014CN03806A/en
Priority to UAA201405498A priority patent/UA111635C2/uk
Publication of WO2013075893A1 publication Critical patent/WO2013075893A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
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    • H01H33/60—Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
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    • H01H3/32—Driving mechanisms, i.e. for transmitting driving force to the contacts
    • H01H3/42—Driving mechanisms, i.e. for transmitting driving force to the contacts using cam or eccentric
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    • H01F29/02—Variable transformers or inductances not covered by group H01F21/00 with tappings on coil or winding; with provision for rearrangement or interconnection of windings
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    • H01H9/0038—Tap change devices making use of vacuum switches
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    • H01H33/60—Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/66—Vacuum switches
    • H01H33/666—Operating arrangements
    • H01H2033/6667—Details concerning lever type driving rod arrangements

Definitions

  • the invention relates to a tap changer with vacuum interrupters according to the preamble of the first claim.
  • Tap changers have been used worldwide for many years to continuously switch between different winding taps of high-speed tap-changers.
  • Such tap changer usually consist of a selector for
  • the sudden changeover is usually carried out with the aid of a force accumulator, when its triggering a switching shaft is rotated quickly.
  • the diverter switch also usually has
  • the switching contacts serve for direct connection of the respective winding tap with the load dissipation, the
  • Resistor contacts for short-time wiring d. H. Bridging by means of one or more switching resistors.
  • Cams have a defined, deviating from the circular contour, by means of the individual switching on the rotation of the shift shaft or also mechanical contacts are actuated.
  • the cam is realized here in the form of a horizontally deviating from the circular contour circumferential groove, in the form-fitting engages the respective role. Furthermore, from DE 40 1 1 019 C1 a working on the reactor principle
  • vacuum interrupters for regulating power transformers require a high surge voltage capability, up to and significantly above 100 kV. Such unwanted surge voltages, the height of which is substantially due to the structure of the
  • Vacuum interrupter such a large stroke, d. H. Distance between the contact surfaces of the corresponding fixed and movable plunger within the vacuum interrupter, to provide that so that the dielectric distances between the contact surfaces of the corresponding plunger are sufficiently large and thus no
  • DE 42 31 353 A1 offers no solution here, as by the removal of material to the
  • Vacuum switch tube operatively connected actuating lever the required
  • the spring has the additional task of initiating the closing force on the actuating lever.
  • the spring acts here in a double function for
  • the contact force of the contact surfaces of the vacuum interrupter is limited to the spring force of the installed spring, it may also come in a short-circuit stress to a brief lifting of the contact surfaces vacuum interrupter and thus to an electrically undefined state within the power transformer.
  • Object of the present invention is therefore to provide a tap changer with vacuum interrupters of the type mentioned above, which has a sufficiently high clamping force of the vacuum interrupter even at short circuit stress, at the same time significantly increased stroke, and also on the resulting material removal over time tolerances significantly reduced the contact system of the vacuum interrupter.
  • the general inventive idea consists in addition to the well-known from the prior art rotatably provided on the drive shaft first cam for the introduction of force of the opening stroke of the contact system of the vacuum interrupter,
  • movable plunger of the vacuum interrupter exerts and also allows a tolerance compensation of the contact system.
  • Main rocker arm having a first leg, on which the first roller is arranged, which at least on a circular sector portion of the end face of the first cam slidges contact-closed.
  • two U-shaped further leg are provided on the rocker arm assembly according to the invention on the opposite side of the first rocker on the main rocker between which a likewise rotatably mounted about the axis lever is arranged, at the free end side of the second roller is attached likewise at least on a circular sector section of the front side of the second cam slid contact-closed, wherein between the lever and one of the other legs, a compression spring is arranged. such that thus a spring-lever system is created, which has a sufficiently high clamping force even at
  • Short circuit stress exerted on the movable plunger of the vacuum interrupter and also allows a tolerance compensation of the contact system.
  • Figure 1 is a schematic representation of a part of an inventive
  • FIG. 1 shows a switching shaft 1, which is driven by a spring energy store, also not shown, and at the two parallel spaced, deviating from the circular shape, cams 2 and 3, namely a first cam 2 and a second
  • Cam 3 are arranged rotationally fixed.
  • the circumferential contours of the two cams 2 and 3 are in the illustrated embodiment substantially star-shaped, but opposite by 180 °, arranged on the shift shaft 1.
  • the number of cams used and their circumferential contouring depends on the switching sequence on which the tap changer is based and the necessary sequence
  • Vacuum interrupters per phase The description of this Figure 1 is therefore to be taken as an example only for understanding the invention. Of course, according to the essence of the invention, several vacuum interrupters per phase could thus be actuated.
  • a typical circuit of a tap changer with a plurality of vacuum interrupters per phase is described by way of example in DE 10 2009 048 813 A1 of the Applicant.
  • actuating lever 19 which is guided mechanically linear in its longitudinal direction, for example by a non-illustrated rail.
  • a compression spring 20 is provided, which is mechanically supported upwardly, whereas the lower side of the actuating lever 19 is in operative connection with the movable plunger 21 of a vacuum interrupter 22.
  • FIG. 1 shows the connected state of the vacuum interrupter 22. Inside the vacuum interrupter 22, therefore, the contact pieces of the movable plunger 21 and the fixed plunger make an electrically conductive connection.
  • the front side of the heart-shaped tip of the cam 3 pushes the lever 13 against the spring force of the compression spring 14 in the direction of the other leg 12 via the roller 5, so that the compression spring 14 is under a certain bias and ultimately a closing force on the
  • Vacuum interrupter 22 exerts. If it comes in the course of operation of the vacuum interrupter 22 to a material removal at the contact surfaces, it is on the bias of
  • Compression spring 14 in cooperation with the further compression spring 20, a tolerance compensation of the rocker arm assembly 6 to the thus changing travel conditions of
  • Vacuum interrupter 22 at a certain distance from the end face of the
  • Shift shaft 1 rotatably connected cams 2 and 3 rotatably moved.
  • the roller 5 comes out of contact with the frontal contour of the corresponding cam 3.
  • the roller 4 comes with the frontal contour of the corresponding cam disc 2 in contact, mechanically rolls along this and moves the rocker arm assembly 6 so that upwards, ie opens the contacts of the vacuum interrupter 22.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • High-Tension Arc-Extinguishing Switches Without Spraying Means (AREA)
  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
  • Mechanically-Actuated Valves (AREA)
  • Thermally Actuated Switches (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Stufenschalter mit Vakuumschaltröhren (22) gemäß dem Oberbegriff des ersten Patentanspruches. Die allgemeine erfinderische Idee besteht dabei darin, neben der aus dem Stand der Technik bekannten drehfest an der Antriebswelle (1) vorgesehenen ersten Kurvenscheibe (2) für die Kraftein leitung des Öffnungshubes des Kontaktsystems der Vakuumschaltröhre (22), erfindungsgemäß eine zweite drehfest an der Antriebswelle (1) angeordnete Kurvenscheibe (3) vorzusehen, die über ein an der Kipphebelanordnung (6) vorgesehenes Feder-Hebelsystem eine ausreichend hohe Schließkraft auch bei Kurzschlussbeanspruchung auf den beweglichen Stößel der Vakuumschaltröhre (22) ausübt und zudem einen Toleranzausgleich des Kontaktsystems ermöglicht.

Description

Stufenschalter mit Vakuumschaltröhren
Die Erfindung betrifft einen Stufenschalter mit Vakuumschaltröhren gemäß dem Oberbegriff des ersten Patentanspruches.
Stufenschalter sind seit vielen Jahren zur unterbrechungslosen Umschaltung zwischen verschiedenen Wicklungsanzapfungen von Stufentransformatoren in großer Anzahl weltweit im Einsatz. Solche Stufenschalter bestehen üblicherweise aus einem Wähler zur
leistungslosen Anwahl der jeweiligen Wicklungsanzapfung des Stufentransformators, auf die umgeschaltet werden soll, und einem Lastumschalter zur eigentlichen Umschaltung von der beschalteten auf die neue, vorgewählte Wicklungsanzapfung. Die sprungartige Umschaltung erfolgt in der Regel unter Zuhilfenahme eines Kraftspeichers, bei dessen Auslösung eine Schaltwelle schnell gedreht wird. Der Lastumschalter weist zudem üblicherweise
Schaltkontakte und Widerstandskontakte auf. Die Schaltkontakte dienen dabei zur direkten Verbindung der jeweiligen Wicklungsanzapfung mit der Lastableitung, die
Widerstandskontakte zur kurzzeitigen Beschaltung, d. h. Überbrückung mittels eines oder mehrerer Überschaltwiderstände.
Ein solcher Lastumschalter eines Stufenschalters, der Vakuumschaltröhren zur
unterbrechungslosen Umschaltung verwendet, ist aus der DE 195 10 809 C1 bekannt. Dabei sind für jedes zu betätigende Schaltelement und jede Bewegungsrichtung der Antriebswelle jeweils Kurvenscheiben vorgesehen. Die jeweiligen Stirnseiten der einzelnen
Kurvenscheiben weisen eine definierte, von der Kreisform abweichende Kontur auf, mittels der bei Drehung der Schaltwelle einzelne Vakuumschaltröhren oder auch mechanische Kontakte betätigt werden.
In der DE 42 31 353 A1 erfolgt die Betätigung der einzelnen Vakuumschaltröhren durch eine in beiden Richtungen drehbare Schaltwelle, die nach Auslösung eines Kraftspeichers schnell gedreht wird. Dabei ist zur Betätigung der Vakuumschaltröhren auf der Schaltwelle eine Kurvenscheibe fest angeordnet, die an ihrer Stirnseite für jede Vakuumschaltröhre eine Steuerkurve aufweist, in der formschlüssig eine Rolle zwangsgeführt ist, die auf den
Betätigungshebel der zugeordneten Vakuumschaltröhre einwirkt. Die Steuerkurve wird hier in Form einer horizontal von der Kreiskontur abweichenden umlaufenden Nut realisiert, in die formschlüssig die jeweilige Rolle eingreift. Des Weiteren ist aus der DE 40 1 1 019 C1 ein nach dem Reaktorprinzip arbeitender
Lastumschatter bekannt, bei dem die Kurvenscheibe zur Betätigung der Kontakte nicht an der umlaufenden Stirnseite eine von der Kreisform abweichende Kontur aufweist, sondern auf deren Ober- und Unterseite geometrisch unterschiedlich gestaltete Nuten besitzt. Es ist bei dieser bekannten Lösung eine doppelseitige Betätigung verschiedener Schaltelemente mit unterschiedlicher Schaltsequenz möglich.
Bei verschiedenen Anwendungsfällen solcher bekannter Stufenschalter mit
Vakuumschaltröhren zur Regelung von Leistungstransformatoren ist jedoch eine hohe Stoßspannungsfestigkeit, bis zu 100 kV und deutlich darüber hinaus, erforderlich. Solche unerwünschten Stoßspannungen, deren Höhe wesentlich durch den Aufbau des
St uf e n t ra n sf o rm ato rs und der Wicklungsteile zwischen den einzelnen Anzapfstufen bedingt ist, sind zum einen Blitzstoßspannungen, die sich durch das Einschlagen von Blitzen im Netz ergeben. Zum anderen können auch Schaltstoßspannungen auftreten, die durch nicht vorhersehbare Schaltstöße im zu regelnden Netz verursacht sind.
Bei nicht ausreichender Stoßspannungsfestigkeit des Stufenschalters kann es zu einem kurzzeitigem Stufenkurzschluss bzw. unerwünschtem Durchschlag an der Keramik bzw. dem Dampfschirm von Vakuumschaltröhren im nicht den Laststrom führenden Lastzweig kommen, was nicht nur deren Langzeitschädigung verursachen kann, sondern generell unerwünscht ist.
Dieses Problem wird im Stand der Technik unter anderem dadurch gelöst, für den beweglichen Stößel der schaltungstechnisch für diese Blitzstoßspannung anfälligen
Vakuumschaltröhre einen derart großen Hub, d. h. Abstand zwischen den Kontaktflächen der korrespondierenden festen und beweglichen Stößel innerhalb der Vakuumschaltröhre, vorzusehen, dass damit die dielektrischen Abstände zwischen den Kontaktflächen der korrespondierenden Stößel ausreichend groß dimensioniert sind und damit keine
unerwünschten Überschlage während eines Blitzstoßes entstehen können.
Nachteilig an der aus der DE 42 31 353 A1 bekannten Lösung ist jedoch, dass der erforderliche große Hub des beweglichen Stößels eine Steuerkurve mit entsprechend großen Kurvenausschlägen erforderlich macht. Dies wiederum setzt innerhalb des Lastumschalters einen großen Bauraum voraus, der jedoch oftmals nicht zur Verfügung steht und aus technischer Sicht konstruktiv nachteilige Lösung bedingt. Weiterhin kommt es bei jedem Umschaltvorgang zu einem Materialabtrag an den Kontaktflächen des Kontaktsystems innerhalb der Vakuumschaltröhre, hervorgerufen durch entstehende elektrische Lichtbögen beim mechanischen Trennen der Kontaktflächen der Vakuumschaltröhre unter Last. Die DE 42 31 353 A1 bietet hier keine Lösung, wie die durch den Materialabtrag an den
Kontaktflächen auf die Betätigungshebel der jeweiligen Vakuumschaltröhre hervorgerufenen Auswirkungen, die mit der Zeit Toleranzen innerhalb des Kontaktsystems bedingen, ausgeglichen werden können. Verstärkt in den Vordergrund rückt dieses Problem durch die langen versprochenen Wartungsintervalle von mehreren hundertausend Umschaltungen je Stufenschalter, die die Hersteller dem Kunden bei einem Stufenschalter mit
Vakuumschaltröhren gewährleisten.
Zwar gleicht die DE 195 10 809 C1 die durch den Materialabtrag an den Kontaktflächen entstehenden Toleranzen aus, indem hier der mit dem beweglichen Stößel der
Vakuumschaltröhre in Wirkverbindung stehende Betätigungshebel die erforderliche
Kontaktkraft rein über eine Feder aufbringt und nicht durch eine mechanische
Zwangsführung. Dabei hat die Feder neben ihrer Funktion der Bereitstellung der erforderlichen Kontaktkraft die weitere Aufgabe, die Schließkraft auf den Betätigungshebel einzuleiten. Mit anderen Worten: Die Feder fungiert hier in einer Doppelfunktion zum
Ausgleich der Toleranzen und Aufbringen der erforderlichen Kontaktkraft im geschlossenen Zustand der Vakuumschaltröhren. Soll also bei dieser aus der DE 195 10 809 C1 bekannten Lösung der Hub des beweglichen Stößels der Vakuumschaltröhre vergrößert werden, so ist dafür eine größer dimensionierte Druckfeder mit einer dem entsprechenden Federrate und größerem Federweg notwendig. Dies bedingt jedoch in Summe für die Betätigung der Vakuumschaltröhren einen deutlich erhöhten Kraftaufwand und damit eine stärkere
Dimensionierung der einzelnen Bauteile, was wiederum aus konstruktiven und
kostenmäßigen Gesichtspunkten mit erheblichen Nachteilen verbunden ist. Da, wie eben beschrieben, die Kontaktkraft der Kontaktflächen der Vakuumschaltröhre auf die Federkraft der verbauten Feder limitiert ist, kann es zudem bei einer Kurzschlussbeanspruchung zu einem kurzzeitigen Abheben der Kontaktflächen Vakuumschaltröhre und damit zu einem elektrisch Undefinierten Zustand innerhalb der Leistungstransformators kommen. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demnach, einen Stufenschalter mit Vakuumschaltröhren der eingangs genannten Art bereit zu stellen, der eine ausreichend hohe Schließkraft der Vakuumschaltröhre auch bei Kurzschlussbeanspruchung, bei gleichzeitig deutlich vergrößerten Hub, aufweist und zudem die durch den Materialabtrag mit der Zeit entstehenden Toleranzen auf das Kontaktsystem der Vakuumschaltröhre deutlich verringert.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Stufenschalter mit Vakuumschaltröhren mit den Merkmalen des ersten Patenanspruches gelöst. Die Unteransprüche betreffen besonders bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung.
Die allgemeine erfinderische Idee besteht dabei darin, neben der aus dem Stand der Technik bekannten drehfest an der Antriebswelle vorgesehenen ersten Kurvenscheibe für die Krafteinleitung des Öffnungshubes des Kontaktsystems der Vakuumschaltröhre,
erfindungsgemäß eine zweite drehfest an der Antriebswelle angeordnete Kurvenscheibe vorzusehen, die über ein an der Kipphebelanordnung vorgesehenes Feder-Hebelsystem eine ausreichend hohe Schließkraft auch bei Kurzschlussbeanspruchung auf den
beweglichen Stößel der Vakuumschaltröhre ausübt und zudem einen Toleranzausgleich des Kontaktsystems ermöglicht.
Mit anderen Worten sind an der Schaltwelle des Lastumschalters nun zwei von der
Kreiskontur abweichende, parallel beabstandete Kurvenscheiben drehfest angeordnet, an deren jeweiligen Stirnseiten sich entsprechende Rollen zumindest an einem
Kreissektorabschnitt der korrespondierenden Stirnseite kontaktschlüssig entlangwälzen, wobei die Rollen ihrerseits wiederum an einer winkelförmig ausgebildeten, um eine Achse verschwenkbaren, Kipphebelanordnung angeordnet sind. Wie aus dem Stand der Technik bekannt, weist die Kipphebelanordnung dabei einen sich länglich erstreckenden
Hauptkipphebel mit einem ersten Schenkel auf, an dem die erste Rolle angeordnet ist, die sich zumindest an einem Kreissektorabschnitt der Stirnseite der ersten Kurvenscheibe kontaktschlüssig entlangwälzt. Zudem sind an der Kipphebelanordnung erfindungsgemäß auf der dem ersten Schenkel gegenüberliegenden Seite an dem Hauptkipphebel zwei U- förmig ausgebildete weitere Schenkel vorgesehen, zwischen denen ein ebenfalls um die Achse drehbar gelagerter Hebel angeordnet ist, an dessen freien Stirnseite die zweite Rolle befestigt ist, die sich ebenfalls zumindest an einem Kreissektorabschnitt der Stirnseite der zweiten Kurvenscheibe kontaktschlüssig entlangwälzt, wobei zwischen dem Hebel und einem der weiteren Schenkeln eine Druckfeder angeordnet ist. derart, dass damit ein Feder- Hebel-System geschaffen wird, das eine ausreichend hohe Schließkraft auch bei
Kurzschlussbeanspruchung auf den beweglichen Stößel der Vakuumschaltröhre ausübt und zudem einen Toleranzausgleich des Kontaktsystems ermöglicht.
Die Erfindung soll nachstehend an Hand von einer Zeichnung beispielhaft noch näher erläutert werden. Es zeigt:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines Teiles eines erfindungsgemäßen
Stufenschalters mit Vakuumschaltröhren. Aus Übersichtlichkeitsgründen sind nachstehend in Figur 1 nur die erfindungswesentlichen Teile eines erfindungsgemäßen Stufenschalters mit Vakuumschaltröhren gezeigt und beschrieben. Auf die Beschreibung und Darstellung an sich bekannter Merkmale und für das Wesen der Erfindung nicht relevanter Bauteile wurde verzichtet. Dem entsprechend zeigt die Figur 1 eine Schaltwelle 1 , die von einem ebenfalls nicht dargestellten Federenergiespeicher angetrieben wird und an der zwei parallel beabstandete, von der Kreisform abweichende, Kurvenscheiben 2 und 3, nämlich eine erste Kurvenscheibe 2 und eine zweite
Kurvenscheibe 3, drehfest angeordnet sind. Die umlaufenden Konturierungen der beiden Kurvenscheiben 2 und 3 sind in der abgebildeten Ausführungsform im Wesentlichen sternförmig, jedoch um 180° entgegengerichtet, an der Schaltwelle 1 angeordnet. Die Anzahl der verwendeten Kurvenscheiben und deren umlaufende Konturierung ist abhängig von der dem Stufenschalter zu Grunde liegenden Schaltsequenz und der dafür notwendigen
Vakuumschaltröhren pro Phase. Die Beschreibung dieser Figur 1 ist daher nur exemplarisch zum Verständnis der Erfindung heranzuziehen. Selbstverständlich wären nach dem Wesen der Erfindung damit auch mehrere Vakuumschaltröhren pro Phase betätigbar. Eine typische Schaltung eines Stufenschalters mit mehreren Vakuumschaltröhren pro Phase ist beispielhaft in der DE 10 2009 048 813 A1 der Anmelderin beschrieben.
Zumindest an einem definierten Kreissektorabschnitt der entsprechend korrespondierenden Stirnseiten der ersten und zweiten Kurvenscheibe 2 und 3 wälzen sich Rollen 4 bzw. 5 entlang, die ihrerseits an einer winkelförmig ausgebildeten Kipphebelanordnung 6 vorgesehenen sind. In welchen Teilbereichen der Stirnseiten die Rollen 4 und 5 mit der ersten und zweiten Kurvenscheiben 2 und 3 während eines Umschaltvorgangs im Detail zusammenwirken, ist der weiter unten stehenden Beschreibung noch näher zu entnehmen. Die Kipphebelanordnung 6 ist um eine Achse 7 verschwenkbar gelagert und innerhalb des hier nicht dargestellten Lastumschalters angeordnet. Weiterhin besteht die
Kipphebelanordnung 6 aus einem Hauptkipphebel 8, der auf der der Antriebswelle 1 zugewandten Seite eine Öffnung 9 aufweist, in die die Achse 7 drehbar aufgenommen werden kann. Von der Öffnung 9 senkrecht nach unten, also im Wesentlichen parallel zur Antriebswelle 1 , zweigt sich von dem Hauptkipphebel 8 ein erster Schenkel 10 ab, an dessen freien Stirnseite die erste Rolle 4 rotatorisch gelagert angeordnet ist.
An der dem ersten Schenkel 10 gegenüberliegenden Seite zweigen sich von dem
Hauptkipphebel 8 zudem zwei weitere Schenkel 1 1 und 12 ab, die einen im Wesentlichen IIförmigen Aufbau bilden. In senkrechter Verlängerung des ersten Schenkels 10 ist zwischen den beiden weiteren Schenkel 1 1 und 12 ein ebenfalls um die Achse 7 drehbarer Hebel 13 vorgesehen, an dessen freien Stirnseite die zweite Rolle 5 rotatorisch gelagert angeordnet ist. Zudem ist zwischen dem dritten Schenkel 12 und dem Hebel 13 eine Druckfeder 14 angeordnet. Weiterhin sind an dem der Schaltwelle 1 abgewandten Ende des Grundträgers 8, seitlich gegenüberliegend, Bolzen 15 und 16 vorgesehen, von denen in der dargestellten Perspektive jedoch nur der Bolzen 15 sichtbar ist. Die Bolzen 15 und 16 greifen dabei in entsprechende Langlöcher 17 und 18 eines senkrecht, d. h. im Wesentlichen parallel zur Antriebswelle 1 , angeordneten Betätigungshebels 19 ein, der in seiner Längsrichtung mechanisch linear geführt ist, beispielsweise durch eine nicht näher dargestellte Schiene. An der oberen Stirnseite des Betätigungshebels 19 ist eine Druckfeder 20 vorgesehen, die sich nach oben hin mechanisch abstützt, wohingegen die untere Seite des Betätigungshebels 19 mit dem beweglichen Stößel 21 einer Vakuumschaltröhre 22 in Wirkverbindung steht.
Insgesamt betrachtet ergibt sich durch die erfindungsgemäße Kipphebelanordnung 6 ein geometrischer Aufbau, bei dem durch die Einleitung einer Kraft mittels der Kurvenscheiben 2 und 3 letztendlich an dem beweglichen Stößel 21 der Vakuumschaltröhre 22 durch die Hebelwirkung ein im Vergleich zum Stand der Technik großer Hub, insbesondere ein Mehrfaches des bisher Bekannten, erzeugt werden kann. In Figur 1 ist der beschaltete Zustand der Vakuumschaltröhre 22 gezeigt. Im Inneren der Vakuumschaltröhre 22 stellen also die Kontaktstücke des beweglichen Stößels 21 sowie des festen Stößels eine elektrisch leitende Verbindung her. Die Stirnseite der herzförmigen Spitze der Kurvenscheibe 3 drückt den Hebel 13 über die Rolle 5 entgegen der Federkraft der Druckfeder 14 in Richtung des weiteren Schenkels 12, so dass damit die Druckfeder 14 unter einer gewissen Vorspannung steht und letztendlich eine Schließkraft über den
Grundträger 8 und den Betätigungshebel 19 auf den beweglichen Stößel 21 der
Vakuumschaltröhre 22 ausübt. Kommt es nun im Laufe der Betriebs der Vakuumschaltröhre 22 zu einem Materialabtrag an den Kontaktflächen, so ist über die Vorspannung der
Druckfeder 14 im Zusammenwirken mit der weiteren Druckfeder 20 ein Toleranzausgleich der Kipphebelanordnung 6 an die sich damit ändernden Wegverhältnisse der
Kipphebelanordnung 6 sichergestellt. Die Rolle 4 ist im beschalteten Zustand der
Vakuumschaltröhre 22 in einem gewissen Abstand zu der Stirnfläche der
korrespondierenden Kurvenscheibe 2. Bei einem Umschaltvorgang, d.h. einer mittels des Kraftspeichers auf die Schaltwelle 1 eingeleiteten Drehbewegung, werden die mit der
Schaltwelle 1 drehfest verbundenen Kurvenscheiben 2 und 3 rotatorisch bewegt. Sobald sich die Rolle 5 kontaktschlüssig über die Spitze der herzförmigen Kurvenscheibe 3 abgerollt hat, gelangt die Rolle 5 außer Kontakt mit der stirnseitigen Kontur der korrespondierenden Kurvenscheibe 3. Statt dessen gelangt zu diesem Zeitpunkt des Umschaltvorgangs die Rolle 4 mit der stirnseitigen Kontur der ihrerseits korrespondierenden Kurvenscheibe 2 in Kontakt, rollt sich mechanisch an dieser entlang und bewegt die Kipphebelanordnung 6 damit nach oben, d.h. öffnet die Kontakte der Vakuumschaltröhre 22.

Claims

Patentansprüche
1. Stufenschalter mit Vakuumschaltröhren,
bestehend aus einem Wähler zur leistungslosen Anwahl der jeweiligen Wicklungsanzapfung des Stufentransformators, auf die umgeschaltet werden soll,
und einem Lastumschalter zur eigentlichen Umschaltung von der beschalteten auf die neue, vorgewählte Wicklungsanzapfung,
wobei der Lastumschalter eine drehbare Schaltwelle aufweist, an der eine erste
Kurvenscheibe drehfest angeordnet ist,
wobei eine Kipphebelanordnung mit einer ersten Rolle vorgesehen ist,
und wobei mittels der Kipphebelanordnung die Vakuumschaltröhre betätigbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass an der Schaltwelle (1 ) eine zweite Kurvenscheibe (3) drehfest angeordnet ist, dass an der Kipphebelanordnung (6) zwei U-förmig ausgebildete weitere Schenkel (1 1 und 12) vorgesehen sind,
dass zwischen den weiteren Schenkel (11 und 12) ein um eine Achse (7) drehbar gelagerter Hebel (13) angeordnet ist, an dessen freien Stirnseite eine zweite Rolle (5) vorgesehen ist, die mit der zweiten Kurvenscheibe (3) korrespondiert,
und dass zwischen dem Hebel (13) und dem weiteren Schenkel (12) eine Druckfeder (14) angeordnet ist.
2. Stufenschalter mit Vakuumschaltröhren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass an dem der Schaltwelle (1 ) abgewandten Ende der Kipphebelanordnung (6) seitlich gegenüberliegende Bolzen (15 und 16) vorgesehen sind, die in entsprechende Langlöcher (17 und 18) eines Betätigungshebels (19) eingreifen.
3. Stufenschalter mit Vakuumschaltröhren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass an der oberen Stirnseite des Betätigungshebels (19) eine weitere Druckfeder (20) vorgesehen ist und die untere Stirnseite des Betätigungshebels (19) mit einem beweglichen Stößel (21 ) der Vakuumschaltröhre (22) in Wirkverbindung steht.
4. Stufenschalter mit Vakuumschaltröhren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
dass die umlaufende Konturierung der ersten und zweiten Kurvenscheibe (2 bzw. 3) im Wesentlichen sternförmig ausgebildet ist.
5. Stufenschalter mit Vakuumschaltröhren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
dass jede Vakuumschaltröhre (22) mittels einer Kipphebelanordnung (6) mit zwei separaten Kurvenscheiben (2 und 3) zusammenwirkt.
6. Stufenschalter mit Vakuumschaltröhren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
dass die gesamte Kipphebelanordnung (6) um die Achse (7) drehbar gelagert befestigt ist.
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