DD275338B5 - Schaltwelle fuer stufenschalter von transformatoren - Google Patents

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung kommt bei Schaltwellen für Stufenschalter zur Spannungseinstellung von Transformatoren zur Anwendung, die in Elektroenergieerzougungs- bzw. Verteilungsanlagen zum Einsatz gelangen.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Stufenschalter für Regeltransformatoren setzen sich im allgemeinen aus den Hauptbaugruppen Lastumschalter und Wähler zusammen, wobei der Wähler aus den Baugruppen Schaltwelle, Wählerkäfig und Schleifringwelle besteht. Die Schaltwelle hat die Aufgabe, bei einer eingeschalteten Kontaktanordnung die nächste Stufe ohne Last vorzuwählen. Bei den bekannten Bauarten der Schaltwelle wird entweder das Schrittschaltgetriebe durch starre Gleitlager und/oder Wälzlager bzw. Rollen geführt und gelagert. Kontakte, an aus Isoliermaterial bestehende Rohrsegmente befestigt, ermöglichen ein wechselndes Schalten. Eine charakteristische Lösung hierzu ist in der DD-PS 156036 beschrieben. Es ist auch bekannt, die als Schaltwellen fungierenden Isolierrohre am unteren Lagerkranz in zwei Pendelrollenlager (Festlager) zu lagern und durch Kugeln am Schrittschaltgetriebe axial zu führen.

Allen bekannten Bauarten von Schaltwellen für Stufenschalter haftet jedoch der gemeinsame Nachteil an, daß sie nach abgeschlossener Justierung und/oder Montage die im Betrieb wirkenden axialen und radialen Längenänderungen bzw. Winkeländerungen zwischen den oberen und unteren Lagerstellen nicht oder nur teilweise wirksam kompensieren können, wodurch die Sicherheit der Kontaktanordnung erheblich herabgesetzt wird. Auch Schaltwellenausführungen für höhere Spannungen mit konzentrischen Isolierrohren anstelle von Rohrsegmenten zur Verminderung der Schaltwellentorsion haben diesen Nachteil. Weitere Nachteile erwachsen aus veränderten werkstoffspezifischen Bedingungen durch Variation von Isolierstoffen, Armaturen aus verschiedenen Metallen, die neben Fertigungstoleranzen, Toleranzen der Werkstoffparameter und Änderungen, die sich aus der betriebsmäßigen Belastung des Transformators ergeben, zu einer verminderten Funktionstüchtigkeit des Stufenschalters beitragen. Die starre Lagerung am unteren Lagerkranz bewirkt, daß die Summe aller Toleranzen und die Längenänderung der Isolierrohre und der Isolierstäbe des Wählerkäfigs bei Erwärmung des Stufenschalters, z. B. bei Trocknung oder im Betrieb, auf das Schrittschaltgetriebe wirken, so daß durch Schrumpfungsvorgänge im Isolierstoff nichtvorausbestimmbare Kräfte auf die Getriebeteile Einfluß nehmen. Die zusätzlichen thermischen Belastungen, die von außen im gemeinsamen Trocknungsprozeß mit dem Transformator bzw. im Betriebszustand bei extremen klimatischen Verhältnissen insbesondere auf den Wähler einwirken, können nur teilweise kompensiert werden. Speziell bei Lageverschiebungen des unteren Lagerkranzes des Wählers treten infolge erhöhter Reibung bzw. Behinderung der nur an einem Teil des Umfanges befindlichen Rollenelamente höhere Belastungen auf. Dies kann zu einer breiten Streuung im Antrieb für den Schaltvorgang

führen. Außerdem entstehen beim Verzug des unteren Lagerkranzes mit dom daran fest montierten Lager der Schaliwolio Verschiebungen der Malteserscheiben, sofern diese mit den Getriebeteilen im oberen Lagerkranz nicht axial fixiert sind. Ein weiterer Nachteil bekannter Anordnungen ergibt sich durch die Notwendigkeit einer Vormontage des Maltesergetriebes mit den zumeist langen Isolierstrffteilen der Schaltwelle vor dor Endmontage im Wähler, was einen erheblichen Arbeitsaufwand zur Folge hat.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist eine Schaltwellenausführung für Stufenschalter, die als separate Funktionseinheit bzw. Baugruppe platz- und kostensparend hergestellt werden kann.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltwellenausführung zu entwickeln, mit dor eine Führung und Lagerung zur sicheren Funktion der Kontaktanordnung weitgehend unabhängig von Fertigungstoleranzen der Bauteile und trotz des Einflusses betriebsmäßig bedingter axialer bzw. radialer Längen- und Winkeländerungen zuverlässig und dauerhaft gewährleistet werden kann.

Das wird dadurch erreicht, daß die Schaltwelle aus konzentrisch ineinander angeordneten Isolierstoffrohren besteht, die an ihrem oberen, der Getriebeseite zugewandtem Ende eine kardangelenkartig ausgebildete und um sinen Mitnahmekörper pendelnde Hochspannungsarmatur mit Formschluß über die jeweils den Mitnahmekörpern fest zugeordneten konzentrischen die Malteserscheiben tragenden Laufringe besitzen. Zwischen den Laufringen und den äußeren Lagerstellen sind in mindestens einem von vorzugsweise zwei konzentrischen Lagerringbereichen in einer Ebene walzen- oder tonnenförmige Wälzkör per neben Kugeln angeordnet, die im Wechsel mit den Kugeln mit geringfügig höherem Walzendurchmesser und geringfügig kleinerer Walzenbreite gegenüber dem Durchmesser der Kugeln eine radiale Schaltwellenfixierung bilden und sich gegenseitig radial und zusätzlich axial gegen den zweiten Lagerbereich in der zweiten Ebene stirnseitig und gegen die äußere Lagerstelle abstützen. Am unteren Ende der Isolierstoffrohre sind weitere Laufringe als Hochspannungsarmatur lose auf Rollelemente angeordnet, die einen eigenen konzentrischen Laufbereich um einen axial und radial nicht fixierten Drehpunkt aufweisen. Durch die Laufringe bilden die oberen Armaturen in konzentrischen Lagerringbereichen in mehreren Ebenen eine höhenverstellbare axiale Fixierung, die radial um mindestens je einen karclanischen und formschlüssigen Mitnahmekörper drehbar eine winkel- und axiale Lageänderung des unteren Lagerkranzes ausgleicht, wobei die konzentrische Lagerung der Isolierrohre im unteren Lagerkranz durch einen nicht fixierten axialen und radialen Drehpunkt erhalten bleibt. Die Anordnung von Kugeln im Wechsel mit Wälzkörpern in einem der oberen Lagerringbereiche hat eine toleranzausgleichende Wirkung und dient der radialen Abstützung. In vorteilhafter Weise sind die Mitnahmekörper als Exonterbolzen ausgebildet. Die erfindungsgemäße Lösung bewirkt eine leicht bewegliche axiale und radiale Lagerung der Maltesergetriebe. Längenänderungen der Isolierstoffteile infolge von Temperaturveränderungen haben keinen Einfluß auf die Funktion des Getriebes. Achsverschiebungen der Schaltwellen bei Toleranzabweichungen werden nicht auf das Getriebe übertragen, und somit werden Drehmomenterhöhungen durch Undefinierte bzw. unzulässige Reibungskräfte ausgeschlossen.

Ausführungsbeispiel

An Hand eines Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1: den oberen Bereich einer Schaltwellenanordnung im Schnitt Fig. 2: einen Schnitt durch den unteren Lagerbereich.

An den ineinander konzentrisch angeordneten rohrförmigen Isolierstoffrohren 1; 2 sind auf der in Fig. 1 gezeigten Getriebeseite 3 kardangelenkartig wirkende, aus Mitnahmekörpern 5; 6 und Laufringen 11; 12 bestehende Sauelemente angeordnet, die eine unterhalb der Mitnahmekörper 5; 6 beginnende freie Beweglichkeit und betriebsmäßige Winkeländerung in Längsachse der Lagerstellen der konzentrischen Isoliersto'frohre 1; 2 gewährleisten. Die Mitnahmekörper 5; 6 sind dabei mit Spiel in den Hochspannungsarmaturen 7; 8 und fest ^;n den die Malteserscheiben 9; 10 tragenden Lauf ringen 11; 12 angeordnet. Die Mitnahmekörper 5; 6 bilden darüber hin jus einen axialen Drehpunkt gegenüber der Lagerstellen-Längsachse der Getriebeseite 3 und des nicht dargestellten Lastschaltergefäßes, die innerhalb des Lagerringes 23 als Basis der Schaltwellenanordnung mit dem Zentrum der Getriebe bzw. Stufens< halter identisch ist. Der Erreichung einer freien Beweglichkeit und betriebsmäßiger Winkeländerung der Längsachse der unteren Lagerstellen der konzentrischen Isolierstoffrohre 1; 2 dient auch das durch den Spalt 13 sowie zwischen den zylindrischen Auflagebereichen von Mitnahmekörper 6 und Hochspannungsarmatur 7, von Mitnahmekörper 5 und Hochspannungsarmatur 8, von Hochspannungsarmatur 7 und Laufring 12 sowie zwischen Hochspannungsarmatur 8 und Laufring 11 vorhandene Spiel, so daß in vertikaler und horizontaler Richtung der in Fig.2 dargestellte untere konzentrische Lagerkranz 16 keinen festen Drehpunkt aufweist. Die unteren Laufringe 17; 18 führen dabei auf Rollelemente 19; 20 die unteren Enden der Isolierstoffrohre 1; 2 und ermöglichen so eine Veränderung der Spalte 21; 22. In den konzentrischen Lagerringbereichen sind einmal Kugeln 25 und zum anderen Kugeln 26 im Wechsel mit radial zentrierenden tonnenförmigen Wälzkörpern 27 angeordnet, wobei sich die Wälzkörper 27 auch an den entsprechenden Bereichen des Laufringes 12 und des Lagerringes 23 abstützen und so die axiale Fixierung der Lapr.stellen-Längsachse der Getriebeseite 3 bilden.

Claims (3)

1. Schaltwello für Stufenschalter von Transformatoren mit

- konzentrischen Isolierstoffrohren, die Wählerkontakte tragen,

- Malteserscheiben, über die die Isolierstoffrohre um ihre Längsachse angetrieben werden,

- kreisringförmiger Rollelemente-Lagerung, gekennzeichnet dadurch, daß

- an einer Getriebeseite (3) zugewandten Enden der Isolierstoffrohre (1,2) Hochspannungsarmaturen (7, 8) befestigt sind,

- die Hochspannungsarmaturen (7,8) kardangelenkartig ausgebildet sind, um Mitnahmekörper (5, 6) pendeln und formschlüssig mit Laufringen (11,12) verbunden sind,

- die Laufringe (11,12) konzentrisch angeordnet sind, die Malteserscheiben (3,10) tragen und mit den Mitnahmekörpern (5, 6) fest verbunden sind,

- zwischen den Lauf ringen (11,12) und einem Lagerring (23) in mindestens einem von mindestens zwei konzentrischen Lagerringbereichen neben Kugeln (26) in einer Ebene walzen- oder tonnenförmige Wälzkörper (27) im Wechsel angeordnet sind, eine radiale Schaltwellenfixierung bildend,

- die Wälzkörper (27) in bezug auf den Durchmesser der Kugeln (26) einen geringfügig größeren Walzendurchmesser und geringfügig kleinere Walzenbreite aufweisen,

- die Wälzkörper (27) sich axial gegen die Stirnseite des Lagerringes (23) und in Richtung des Lagerringbereiches der nächsten Ebene am Laufring (12) abstützen,

- an den entgegengesetzten Enden der Isolierstoffrohre (1, 2) weitere Laufringe (17,18) als Hochspannungsarmatur lose auf Rollelementen (19, 20) mit konzentrischem Laufbereich um einen axial und radial nicht fixierten Drehpunkt angeordnet sind.

2. Schaltwelle nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Mitnahmekörper (5,6) als Exzenterbolzen ausgebildet sind.

3. Schaltwelle nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß sie zwei konzentrische La^erringbereiche aufweist.