Kontaktumformer. Die Erfindung bezieht sich auf einen Kontaktumformer zum Energieaustausch zwi schen einem Wechselstrom- und einem Gleichstromsystem oder zwischen zwei Wechselstromsystemen verschiedener Fre quenz mit gegen schädliches Schaltfeuer ge schützten festen und mit beweglichen, durch ein exzentrisches Antriebsorgan angetriebe nen Kontakten. Um die Beschädigungen der Unterbrechungskontakte durch Entladungs erscheinungen, insbesondere Schaltlichtbögen, bei der Unterbrechung bezw. Umformung grosser Leistungen zu vermeiden, können hierbei in Reihe geschaltete, veränderliche Impedanzen, vorzugsweise sogenannte Schalt drosseln, verwendet werden.
Derartige, ge gebenenfalls mit einem vormagnetisierten Eisenkern ausgerüstete Schaltdrosseln kön nen eine stromschwache Pause hervorrufen und zugleich den Anstieg der wiederkehren den Spannung an den sich öffnenden Kon- takten verzögern, insbesondere dann, wenn man parallel zur Unterbrechungsstelle einen vorzugsweise kapazitiven Nebenpfad vor sieht.
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass eine besonders vorteilhafte Anord nung geschaffen werden kann, wenn man den mechanischen Aufbau des Kontakt umformers besonders weitgehend den bei der gommutierung auftretenden elektrischen Vorgängen anpasst. Die Erfindung zeichnet sich im wesentlichen dadurch aus, dass die Kontaktstellen der beiden Stromsysteme in mindestens einer Reihe nebeneinander ange ordnet sind und von beweglichen Kontakt brücken periodisch geöffnet und geschlossen werden. Der Kontaktumformer kann dabei mit geringen Induktivitäten arbeiten, weil kurze und räumlich nahe benachbarte Wech selstromleitungen bezw. -schienen verwendet werden können.
Derartige kurze Leitungen bedingen wiederum einen geringen Bedarf an leitendem. Werkstoff, insbesondere Kup- fer. Auf diese Weise entsteht ein Kontakt umformer mit einem sehr gedrängten Auf bau, der auch im Gesamtaufbau sehr wenig .Material und Platz benötigt. Darüber hin aus lässt sich beim Arbeiten eine ausser ordentlich gute Übersicht und leichte Zu gänglichkeit der Kontakteinrichtung erzie len. Besonders vorteilhaft wirken sich die erfindungsgemässen -Massnahmen zum Bei spiel bei zwölfphasiger Ausführung des Kon taktumformers aus, während bekanntlich ge rade bei derartigen Kontaktumformern bei den bisher gebräuchlichen Anordnungen Schwierigkeiten entstehen.
In den Zeichnungen sind einige der vie len möglichen Ausführungsformen des Er findungsgegenstandes dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 und 2 die Kontakteinrichtung eines sechsphasigen Stromrichters von der Seite bezw. von oben gesehen, zum Teil im Schnitt, Fig. 3 die Kontakteinrichtung eines zwölf- phasigen Kontaktumformers von oben ge sehen, Fig. 4 die Antriebsorgane des Kon taktumformers, Fig.5 den prinzipiellen Auf bau einer weiteren Ausführungsform des Kontaktumformers nach der Erfindung,
Fig. 6 eine andere Ausführungsform des er findungsgemässen Kontaktumformers und Fig. 7 die Nachstellvorrichtung zur Korrek tur der Exzenterwinkel in einem um<B>90'</B> gegenüber. der Darstellung nach Fig. 6 ver setzten Längsschnitt.
Wie insbesondere die Fig. 1 und 3 zei gen, sind die Gleichstromschienen 1, ? des mechanischen Kontaktumrichters parallel zu einander angeordnet. Winklig, insbesondere senkrecht zu den Gleichstromschienen l., sind die Wechselstromsehienen 3, 4, 5 vor gesehen, die zugleich feste Kontakte bilden. Hierbei können die im Querschnitt recht eckigen Wechselstromschienen 3, 4, 5 unter Zwischenschaltung von Isolation hochkantig auf den Gleichstromschienen 1, ? angeord net werden.
Die Gleichstromschienen besit zen Ansätze 19, 20, 21, die in bezug auf die Kontaktstössel symmetrisch zu den Wechsel stromschienen 3, 4, 5 angeordnet sind, von den Kontakttellern 13,<B>15,</B> 17 überbrückt und durch Federn (i', 7', 8' auf ihre Kon- tal@tfläehen angepresst werden.
Parallel zu den beiden Gleichstromschie nen ist im Gehäuse eine Antriebswelle 9 vor gesehen, die, wie insbesondere aus Fig. 4 Hervorgeht, Exzenter- bezw. Nockenscheiben 10 mit je zwei diametral gegenüberliegenden Ansätzen 25, 26 trägt. Es wird somit für zwei die jeweilige Phase kontrollierenden Kontakte nur eine Exzenter- bezw. Nocken scheibe verwendet.
Die Bewegung der An- triebswelle 9 und des dazu gehörigen Nok- kens 25 bezw. 26, der eine schiefe Ebene oder einen Teil einer Spirale bilden kann, wird über die zugeordnete Rolle l? und einen dieselbe tragende, um den Zapfen 27 dreh baren Doppelhebel 28 auf den stösselförmi- gen Teil des beweglichen Kontaktes übertra gen, wodurch derselbe zum Beispiel entgegen der Wirkung einer Rüchholfeder 29 von dem zugeordneten festen Kontakt abgehoben wird. Die zu verschiedenen Kontaktpaaren gehörenden Exzenter sind gegeneinander um je 120 versetzt.
Durch die gewählte An ordnung sind somit die die jeweilige Phase kontrollierenden Kontakte nicht mir elek trisch, sondern auch räumlich unmittelbar zusammengesetzt.
Wie Fig. 3 zeigt, ist der Erfindungs gegenstand nicht nur für die Anwendung bei sechs-, sondern auch bei zwölfphasigen Stromrichtern besonders gut geeignet. In diesem Falle können die Wechselstromschie- nen 3, 4, 5, 6, 7 und 8 so angeordnet wer den, dass sie zur Herabsetzung der Selbst induktion des ganzen Leitersystems zusam- mengefasst werden.
Zur Einstellung der günstigen Arbeits weise für den jeweiligen Belastungszustand ist die Exzenterscheibe 1() mit einem Nok- kenring 34 ausgerüstet, der nach Art eines Blindpleuels mit einem Arm 30 versehen ist, dessen Gelenkpunkt aus seiner in Fig. 4 gegebenen mittleren Lage nach beiden <B>,</B> in..<B>en</B> Richtungen, also ini Sinne der Pfeile 32 bezw. 33 gesch-#venkt werden kann.
Wird der Arm zum Beispiel in Richtung des Pfeils 32 geschwenkt, so \vird der Nockenring 3-1 beim Probelauf des Umformers, eine Kor rektur der Winkelfehler der Exzenter vor zunehmen gestattet. Zu diesem Zweck ent hält das Pleuel 30, 34, 44, das mittels eines Nadellagers 46 oder dergleichen exzentrisch auf der Welle 9 vorgesehen werden kann, einen zusätzlichen Arm 44, auf den eine Nachstellvorrichtung zur Korrektur der Eg- zenterwinkel einwirkt, wobei das Pleuel vor teilhaft die aus Fig. 6 ersichtliche Form er hält.
Die genannte Nachstellvorrichtung ent hält zum Beispiel (vergleiche insbesondere Fig. 7) zwei Laschen 47, 48, an welchen eine mittels Muttern 49, 50 einstellbare Gewinde gabel 51 vorgesehen ist, die die Laschen 47, 48 von aussen umfasst. Die Nachstellvorrich tung wird mittels des Ansatzes 52 getragen, der an dem den Kontaktumformer aufneh menden Gehäuse 53 vorgesehen werden kann.
An Stelle der beschriebenen und darge stellten Steuerungen der Kontakte kann eine beliebige andere geeignete Steuerung ver wendet werden. So können zum Beispiel in einandergreifende Zahnräder vorgesehen wer den, deren Bewegung auf die Stössel der Kontakte übertragen wird. PATENTANSPRUCH:
Kontaktumformer zum Energieaustausch zwischen einem Wechselstrom- und einem Gleichstromsystem oder zwischen zwei Wech- selstromsystemen verschiedener Frequenz mit gegen schädliches Schaltfeuer geschützten festen und mit beweglichen, durch ein exzen trisches Antriebsorgan angetriebenen Kon takten, dadurch gekennzeichnet, dass die Kon taktstellen der beiden Stromsysteme in min destens einer Reihe nebeneinander angeord net sind und von beweglichen Kontaktbrük- ken periodisch geöffnet und geschlossen wer den.
UINTTERANSPRtrCHE 1. Kontaktumformer nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die die Kontaktstellen bildenden, als Schienen ausgebildeten Leitungen der beiden Stromsysteme in verschiedenen Ebenen angeordnet sind und unter einem Win kel von 90 sich kreuzen.
2. Kontaktumformer nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass die paarweise zu ein und derselben Leitung des einen, jedoch zu verschiedenen Leitungen des andern an den Kontaktumformer angeschlossenen Systems gehörenden beweglichen Kon takte als Abhebekontakte ausgebildet sind, die mittels Stösseln bewegt werden, die senkrecht durch die 'Schienen der Stromsysteme hindurchgeführt sind.
3. Kontaktumformer nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schienen eines der beiden Stromsysteme hochkantig zu denen des andern Stromsystems ange ordnet sind.
4. Kontaktumformer nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schienen des einen der beiden Stromsysteme hochkan tig aufgesetzte Verlängerungsstücke tra gen, deren Stirnflächen je eine Kontakt fläche der ruhenden Kontakte bilden.
5. Kontaktumformer nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauart der Kon takteinrichtung in bezug auf die zwi schen den iSchienen des einen der beiden Stromsysteme gelegte Längsachse sym metrisch ist.
6. Kontaktumformer nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle des An triebsmittels für den Kontaktumformer parallel zu den Leitungsschienen des einen der beiden Stromsysteme liegt.
7. Kontaktumformer nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle zum Einstellen der günstigsten Arbeits weise für den jeweiligen Belastungs zustand verstellbar ist.
B. Kontaktumformer nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass jede Antriebsexzen- entgegen dem L hrzeigersinn gedreht. Die Nocken 25 und 26 gelangen hierbei etwa in die durch gestrichelte Linien angedeuteten Lagen, wodurch der Hebel 28, der auf den Kontaktstössel einwirkt, im Sinne einer Ver riegelung des Kontakthubes verstellt wird.
Bei besonders grossen und verhältnis mässig schweren Bauarten der Stössel und Kontakte können für die Betätigung der Stö ssel, um die Beanspruchungen der Welle ge ring zu halten, vorteilhaft an Stelle einer gemeinsamen zwei parallele Antriebswellen vorgesehen werden, die zwangläufig mecha nisch gekoppelt werden.
Während bei der Ausführungsform nach Fig. 1 bis 4 jede Nockenscheibe bezw. jedes Exzenter oder dergleichen, insbesondere un ter Zwischenschaltung von Winkelhebeln für die Betätigung beider beweglichen, der je weiligen Phase zugeordneten Kontakte dient, kann man gemäss einer weiteren Ausführung der Erfindung die Anordnung so treffen, dass jedem elektrisch und räumlich zusammen gefassten Kontaktpaar ein gemeinsamer Schwinghebel zugeordnet ist, der abwech selnd die der jeweiligen Phase angehörenden Abhebekontakte betätigt.
Solche, in Fig. 5 bis 7 dargestellten Anordnungen lassen den Raumbedarf bezw. die Bauart des Kontakt umformers noch weiterhin erheblich verklei nern bezw. vereinfachen.
Wie Fig. 5 zeigt, sind mit 36 und 37 die abgefederten Kontaktstössel für eine Doppelphase des Wechselstromsystems be zeichnet. Die Kontaktstössel werden vorteil haft durch die parallel zueinander verlau fenden Gleichstromschienen 1 und \? geführt, die unter einem beispielsweise rechten Win kel zu den in der Zeichnung hintereinander liegenden und mit 3 angedeuteten Wechsel stromschienen verlaufen, die zugleich feste Kontakte bilden können.
Zur Betätigung der Kontaktstössel 35, 37 ist ein nach Art eines Waagebalkens ausgebildeter Schwinghebel 38 vorgesehen, der um eine feste Achse 40 derart geschwenkt wird, dass die Kontakt stössel 36, 37 abwechselnd nacheinander etwa um die durch den Doppelpfeil 39 gekenn- zeichnete Strecke gehoben bezw. gesenkt werden, wodurch eine Trennung bezw. ein Schliessen der Kontakte verursacht wird.
Um die Schwenkung des Schwinghebels 38 um die Achse 40 hervorzurufen, greift an dem ehwim, ebel <B>38</B> ein exzentrisch auf der S S h 21 Welle 9 gelagertes Pleuel 30, 34 an. Die Drehung der Welle 9 ist hierbei durch den Pfeil 41 angedeutet.
Es kann ferner eine wesentliche Verein fachung in der Bauart auch im Hinblick auf die Einstellung der günstigsten Arbeitsweise des Kontaktumformers für den jeweiligen Belastungszustand, und zwar auch im Hin blick auf eine etwaige Regelung der Span nung bezw. die Einstellung der jeweiligen Kontaktdauer, dadurch erreicht werden, dass die Achse des Sehwingliebels ihrerseits ex zentrisch gelagert wird. Eine solche Bauart ist in Fig. 6 dargestellt.
Der zur Verringe rung der bewegten Massen :Ausschnitte 4?, 43 aufweisende Schwinghebel 38' ist exzen trisch auf seiner Achse 40 gelagert und sym metrisch ausgeführt. Durch Verdrehung des Exzenters kann dabei in einfacher Weise die jeweilige Kontaktdauer eingestellt werden. An dem Schwinghebel 38' greift ein Zwi schenhebel 45 an, der an dem Pleuel 30, 34. 44 angelenkt ist.
Bei der räumlichen Zusammenfassung der der jeweiligen Phase zugeordneten Ab- liebekontakte. bei der mehrere, die Schwing hebel antreibende Pleuel vorteilhaft auf einer gemeinsamen Welle angeordnet werden, treten indessen Schwierigkeiten im Hinblick auf die genaue Einstellung der Offnungs- und Schliessungszeitpunkte der Kontakte auf.
Um nämlich die @Xnordnung bei. der Herstel lung von der Präzisionsarbeit unabhängig zii machen, werden die zu den verschiedenen Kontaktpaaren gehörenden Exzenter gegen einander um die vorgeschriebenen Winkel, z. B. um 120 bei sechsphasiger Ausfüh rung, mit einer verhältnismässig leicht. inne zuhaltenden Fabrikationstoleranz auf der ge meinsamen Welle vorgesehen. Zusätzlich hierzu ist;
eine Nachstellvorrichtung vor--e- sehen, die insbesondere nachträglich. etwa terscheibe mit einem Nockenring ausge rüstet ist, der nach Art eines Blind pleuels mit einem Arm versehen ist, dessen schwenkbarer Gegenpunkt beim Verstellen eine Veränderung der Kon taktdauer herbeizuführen gestattet.
9. Kontaktumformer nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass jedes auf der ge meinsamen Welle vorgesehene Antriebs mittel unter Zwischenschaltung von Winkelhebeln für die Betätigung beider beweglicher Kontakte dient, die der je weiligen Phase zugeordnet sind.
10. Kontaktumformer nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass für die Betätigung der Stössel zwei parallele Antriebswellen vorgesehen sind.
11. Kontaktumformer nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 bis 7. dadurch gekennzeichnet, dass jedem Abhebekon- taktpaar ein gemeinsamer Schwinghebel zugeordnet ist, der abwechselnd die Ab hebekontakte betätigt.
12. Kontaktumformer nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 bis 7 und 11, da durch gekennzeichnet, dass der Schwing hebel aus einem auf einer festen Achse angeordneten doppelarmigen Schwebe balken besteht.
13. Kontaktumformer nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 bis 7, 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse des Schwinghebels exzentrisch gelagert ist.
14. Kontaktumformer nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 bis 7, 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der von einem Pleuel angetriebene, Aussparun gen aufweisende Schwinghebel symme trisch ausgebildet ist.
15. Kontaktumformer nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 bis 7, 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass dem exzen- trisch gelagerten Pleuel eine Nachstell vorrichtung zur Korrektur des Exzen- terwinkels zugeordnet ist.
16. Kontaktumformer nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 bis 7, 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Nach stellvorrichtung ein verstellbares Ge stänge enthält, das auf einen zusätz lichen Hebelarm des Pleuels einwirkt.