DE1266389B - Stufenschalteinrichtung zum Anschliessen einer Laststromquelle - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

HOIh

Deutsche Kl.: 21c-39/01

Nummer: 1266 389

Aktenzeichen: A 44322 VIII d/21 c

Anmeldetag: 17. Oktober 1963

Auslegetag: 18. April 1968

Die Erfindung bezieht sich auf eine Stufenschalteinrichtung, deren zwei Abnahmekontaktteile an einen Laststromumschalter und deren feststehende Kontaktteile einer Kontaktteilreihe an geradzahlig und einer anderen Kontaktteilreihe an ungeradzahlig aufeinanderfolgender Anzapfungen einer Laststromquelle, z.B. einer Laststromwicklung eines Transformators, anschließbar sind, wobei die beiden Reihen gegeneinander elektrisch isolierter, feststehender Kontaktteile längs zweier Kreisbögen angeordnet sind und jeder Kontaktteilreihe ein mit deren einzelnen Kontaktteilen nacheinander in Berührung bringbares Abnahmekontaktteil zugeordnet ist, die beide aus Ausgangsstellungen an einem Ende ihrer Kontaktteilreihe abwechselnd zu einem in ihrer Reihe jeweils benachbarten Kontaktteil bis in Endstellungen am anderen Ende ihrer Kontaktteilreihe schaltbar sind.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, mehrere Anzapfungen verschiedenen Potentials einer Laststromquelle nacheinander über eine Last mit einem Bezugspotential zu verbinden. Wenn nur zwei Anzapfungen vorhanden sind, kann man hierzu einen normalen Lastumschalter verwenden. Dieser hat jedoch, um einwandfrei arbeiten zu können, einen relativ aufwendigen Aufbau, den man gerne bei einem mehrpoligen Schalter für mehr als zwei Anzapfungen vermeiden möchte.

Bisher hat man sich dadurch geholfen, daß man die geradzahlig aufeinanderfolgenden Anzapfungen mit den feststehenden Kontaktteilen eines ersten und die ungeradzahlig aufeinanderfolgenden Anzapfungen mit den feststehenden Koalaktteilen eines zweiten Schrittschalters verband, bei denen die Kontaktteile jeweils in üblicher Weise längs eines Kreises angeordnet sind, um sie mittels eines auf einer zentralen Welle sitzenden Kontaktarmes überstreichen zu können. Die Schrittschalter haben jeweils nur einen Kontaktarm, die beide mit einem üblichen Lastumschalter mit zwei Eingangs- und einer Ausgangsklemme verbunden sind.

Wenn jetzt der Lastumschalter über den einen Schrittschalter mit einer Anzapfung verbunden ist, führt der andere Schrittschalter keinen Strom. Man kann ihn daher gefahrlos mit einer folgenden Anzapfung verbinden und dann den üblichen Lastumschalter betätigen. Nunmehr kann der jetzt stromlos gewordene Schrittschalter umgeschaltet werden. Mit dieser Anordnung ist es also möglich, ein Umschalten der Schrittschalter ohne Strombelastung durchzuführen, und man braucht den relativ großen Aufwand eines unter Strombelastung arbeitenden Umschalters nur für den mit den Kontaktarmen der bei-Stufenschalteinrichtung zum Anschließen
einer Laststromquelle

Anmelder:

Associated Electrical Industries Limited, London

Vertreter:

Dr.-Ing. F. Wuesthoff, Dipl.-Ing. G. Puls

und Dipl.-Chem. Dr. rer. nat. E. v. Pechmann,

Patentanwälte, 8000 München 9, Schweigerstr. 2

Als Erfinder benannt:

Jeffrey Allen Maunder,

Manchester, Lancashire (Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom 19. Oktober 1962 (39 699)

den Schrittschalter verbundenen Umschalter vorzusehen.

Diese bekannte Anordnung hat jedoch noch den Nachteil, daß zwar zwischen den Kontaktteilen 1, 3, 5, 7, 9 und 11 (angenommene Kontaktteilgesamtzahl) des einen Schrittschalters und 2, 4, 6, 8 und 10 des anderen Schrittschalters jeweils eine relativ kleine elektrische Spannung, nämlich die Potentialdifferenz der ungeradzahligen Anzapfungen im ersten und der geradzahligen Anzapfungen im zweiten Fall, anliegt, daß aber zwischen den wegen der gleichmäßigen Anordnung auf einem Kreis benachbarten Kontaktteilen 1 und 11 und 2 und 10 jeweils die Summe der Spannungen zwischen den einzelnen Kontaktteilen des jeweiligen Schrittschalters abfällt.

Der Erfindung liegt daher in erster Linie die Aufgabe zugrunde, die an dieser Stelle auftretende Isolationsschwierigkeit zu vermeiden.

Zum Lösen dieser Aufgabe ist nach der Erfindung vorgesehen, daß die Kreisbögen beider Kontaktteilreihen in an sich bekannter Weise längs aufeinanderfolgender Abschnitte eines gemeinsamen Kreises angeordnet sind, daß dabei die Ausgangsstellungen und die Endstellungen der beiden Abnahmekontaktteile jeweils benachbart sind und daß für das abwechselnde Weiterschalten der beiden Abnahmekontaktteile ein gemeinsamer zwangsweiser Antrieb vorgesehen ist. Jede der einerseits mit den ungeradzahligen und andererseits mit den geradzahligen Anzap-

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fungen verbundenen Kontaktteilreihen ist also nicht abwechselnd schrittweise und in entgegengesetzten auf zwei gesonderten vollständigen Kreisen, sondern Richtungen längs des Kontaktteilkreises zu bewegen, auf zwei aufeinanderfolgenden Teilkreisen angeord- damit die Abnahmekontaktteile 23 bzw. 26 nacheinnet. Dabei fällt zwischen zwei benachbarten Kontakt- ander in Berührung mit den ihnen zugeordneten festteilen nie mehr als die maximale Spannung zwischen 5 stehenden Kontaktteilen gebracht werden. Befinden zwei aufeinanderfolgenden geradzahligen oder un- sich die Arme 24 und 25 in der in F i g. 1 gezeigten geradzahligen Anzapfungen ab. Außerdem kommt Stellung, in der die beweglichen Abnahmekontaktman dabei mit einem einzigen Schalter und einem teile 23 und 26 in Berührung mit dem Kontaktteil 5 einzigen Schaltmechanismus aus. bzw. 4 stehen, kann die Welle 28 gedreht werden, um Das als bekannt bezeichnete Merkmal ist bei einem io den Arm 25 einen Bewegungsschritt ausführen zu Schalter vorbekannt, bei dem zwei Abnahmekontakt- lassen und ihn-in eine Stellung zu bringen, in der das teile gleichsinnig und nicht wie bei der Erfindung Abnahmekontaktteil 26 das feststehende Kontaktgegenläufig von ihrer einen Endstellung in ihre andere teil 6 berührt; dann kann die andere Welle 27 ge-Endstellung bewegt werden. Diese bekannte Anord- dreht werden, um den Arm 24 so zu schwenken, daß nung kann daher auch das oben im einzelnen erläu- 15 das Abnahmekontaktteil 23 das feststehende Kontaktterte Problem nicht lösen. teil 7 berührt usw. Die beiden Wellen 27 und 28 sind Bei einer anderen bekannten Anordnung sind die in dieser Weise abwechselnd drehbar, bis die Arme Kontaktteile zwar bereits auf einem vollen Kreis an- 24 und 25 die Endstellung erreicht haben, bei der geordnet; auch bei dieser bekannten Anordnung fällt die Teile 23 und 26 die Kontaktteile 11 und 10 bejedoch zwischen zwei Kontaktteilen eine wesentlich 20 rühren. Eine abwechselnde Drehung der beiden höhere Spannung als zwischen den anderen Kontakt- Wellen 27 und 28 in umgekehrter Richtung führt die teilen ab. Außerdem sind nicht wie bei der Erfindung Arme 24 und 25 in die Ausgangsstellung, bei der die zwei gegenläufig bewegte Abnahmekontaktteile vor- Teile 23 und 26 die Kontaktteile 1 und 2 berühren, gesehen, die jeweils nur mit einem festen Kontaktteil Der Antrieb nach F i g. 4 umfaßt eine Welle 30, zusammenarbeiten, sondern es ist eine Kontaktbrücke 25 die auf einem Ende der Schalterwelle 27 drehbar gevorgesehen. Von dieser bekannten Anordnung ist je- lagert ist und eine intermittierende Drehbewegung doch die Schrittverstellung eines Abnahmekontakt- über ein ein Untersetzungsverhältnis von 2 :1 liefernteiles über ein Maltesergetriebe gemäß dem Unter- des Zahnradpaar 31 und 32 sowie über ein Malteseranspruch bekannt. kreuzgetriebe mit einem Stern- oder Steigradsegment Die Erfindung wird im folgenden an Hand sehe- 30 33 und einem Nocken 34 auf die Welle 27 überträgt, matischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel Die Welle 30 überträgt ferner eine intermittierende näher erläutert. Drehbewegung auf die Schalterwelle 28 über ein F i g. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Stufenschalt- weiteres mit einer Untersetzung von 2 : 1 arbeitendes einrichtung im Grundriß; Zahnradpaar 36 und 37, wobei zwischen diesen Fig. 2 ist ein Schnitt längs der Linie A-A in 35 Zahnrädern ein die Drehrichtung umkehrendes Zwi-Fig. 1; schenzahnrad 38 angeordnet ist, sowie über ein Fig. 3 zeigt eine mit einer erfindungsgemäßen Malteserkreuzgetriebe mit einem Stern- oder Steig-Stufenschalteinrichtung ausgerüstete Anordnung zum radsegment 39 und einem Nocken 40. Zwei Kegel-Umschalten von Transformatoranzapfungen unter Zahnräder 41 und 42 verbinden eine Antriebswelle Last; 40 43 mit der Welle 30. Beim Betrieb dreht die An-F i g. 4 ist ein Schnitt ähnlich F i g. 2, zeigt jedoch triebswelle 43 die Welle 30, so daß die Zahnräder 32 zusätzlich den Antrieb der Stufenschalteinrichtung. und 37 in entgegengesetzten Richtungen umlaufen. Gemäß Fig. 1 und 2 trägt eine isolierende Platte Die Nocken 34 und 40 werden durch die Zahnräder 20 mehrere feststehende Kontaktteile 1, 2, 3, 4 usw. 32 und 37 in einer solchen Phasenbeziehung, d. h. in bis 11, die längs eines Kreises angeordnet sind. Zwei 45 einer solchen Winkellage zueinander, angetrieben, gekrümmte Kollektorstäbe 21 und 22 sind konzen- daß sie jeweils abwechselnd einen Zahn der zugehöritrisch mit diesem Kreis ebenfalls an der Platte 20 gen Sternradsegmente 33 und 39 erfassen, wobei die befestigt. Die ungeradzahligen Kontaktteile 1,3,5 Sternradsegmente und zusammen mit diesen die usw. bilden eine im wesentlichen halbkreisförmige, Wellen 27 und 28 abwechselnd in entgegengesetzten dem Kollektorstab 21 zugeordnete Kontaktteilreihe 50 Richtungen so gedreht werden, daß sie jeweils einen und können wahlweise mit dem Kollektorstab 21 Bewegungsschritt ausführen. Bei der Verwendung durch ein bewegliches Abnahmekontaktteil 23 ver- von Zahnradgetrieben mit dem erwähnten Unterbunden werden, das an einem Arm 24 vorgesehen Setzungsverhältnis von 2 : 1 bewirkt jede vollständige ist, welcher sich radial zu dem Kontaktteilkreis er- Umdrehung der Welle 30, daß eine der Wellen 27 streckt. Ein zweiter radialer Arm 25 trägt ein beweg- 55 und 28 um einen solchen Winkel gedreht wird, daß liches Abnahmekontaktteil 26, mittels dessen der das zugehörige bewegliche Abnahmekontaktteil je-Kollektorstab 22 wahlweise mit den geradzahligen weils zum nächsten feststehenden Kontaktteil weiter-Kontaktteilen 2, 4, 6 usw. der anderen halbkreisförmi- rückt.

gen Kontaktteilreihe verbunden werden kann. Die I_n Fig. 3 erkennt man eine Transformatorwick-Platte 20 ist zweckmäßigerweise aus einem geeigne- 60 lung W mit mehreren Anzapfungspunkten 11 bis 111, ten, hohen Spannungen standhaltenden' Kunstharz die mit den beiden Reihen von feststehenden Kontaktgeformt, in dem die feststehenden Kontakte 1 bis 11 teilen einer erfindungsgemäßen Stufenschalteinrich- und die Kollektorstäbe 21 und 22 eingebettet sind. tung in der dargestellten Weise verbunden sind. Die Die Arme 24 und 25 sind gegenläufig schwenkbar Kollektorstäbe 21 und 22 der Stufenschalteinrichtung und werden mittels konzentrischer Wellen 27 und 28 65 sind an einen mit hoher Geschwindigkeit arbeitenbetätigt, die mit einem geeigneten, z. B. dem an Hand den Lastumschalter D angeschlossen, mittels dessen von Fig. 4 zu beschreibenden Antrieb verbunden die beiden Kollektorstäbe wahlweise an eine Lastsind. Der Antrieb ermöglicht es, die Arme 24 und 25 klemme L durchschaltbar sind. Bei der Schaltung

nach F i g. 3 entspricht die Spannung zwischen zwei beliebigen benachbarten feststehenden Kontaktteilen nur der Spannung zwischen zwei aufeinanderfolgenden Anzapfungspunkten des Transformators.

Die Anordnung arbeitet folgendermaßen: Wird z.B. der Anzapfungspunkt 15 benutzt, wobei die Arme 24 und 25 die aus F i g. 1 ersichtliche Stellung einnehmen und der Lastumschalter die Klemme L mit dem Kollektorstab 21 verbindet, erfolgt eine Umschaltung auf den Anzapfungspunkt 16 dadurch, daß die Stufenschalteinrichtung um einen Schritt weitergeschaltet wird, woraufhin das Abnahmekontaktteil 26 das Kontaktteil 6 berührt, und daß dann der Lastumschalter D betätigt wird, um den Kollektorstab 22 mit der Lastklemme L zu verbinden. Danach kann eine Umschaltung auf den Anzapfungspunkt 17 bewirkt werden, indem man die Stufenschalteinrichtung so betätigt, daß das Abnahmekontaktteil 23 das Kontaktteil 7 berührt, und anschließend den Lastumschalter D in seine ursprüngliche Stellung zurückführt.

Die Platte 20, die gemäß F i g. 1 kreisrund ist, um die Konstruktion der zu ihrer Herstellung dienenden Form zu vereinfachen, kann zweckmäßig tellerähnlich eingedrückt sein, um die Festigkeit der Platte zu erhöhen. Die kreisrunde Form der Platte 20 erweist sich ferner bei einphasigen Anzapfungsumschaltern für hohe Spannungen als vorteilhaft, da die Platte in diesem Fall am unteren Ende eines Porzellanisolators konzentrisch mit diesem angeordnet werden kann, wobei das obere Ende des Isolators gewöhnlich den Lastumschalter trägt. Die feststehenden Kontaktteile, die alle in der gleichen Ebene liegen, sind leicht zugänglich, wodurch die Herstellung der Verbindung zu den Anzapfungspunkten erleichtert wird.

Claims (2)

35 Patentansprüche:

1. Stufenschalteinrichtung, deren zwei Abnahmekontaktteile an einen Laststromumschalter und deren feststehende Kontaktteile einer Kontaktteilreihe an geradzahlig und einer anderen Kontaktteilreihe an ungeradzahlig aufeinanderfolgender Anzapfungen einer Laststromquelle, z.B. einer Laststromwicklung eines Transformators, anschließbar sind, wobei die beiden Reihen gegeneinander elektrisch isolierter, feststehender Kontaktteile längs zweier Kreisbögen angeordnet sind und jeder Kontaktteilreihe ein mit deren einzelnen Kontaktteilen nacheinander in Berührung bringbares Abnahmekontaktteil zugeordnet ist, die beide aus Ausgangsstellungen an einem Ende ihrer Kontaktteilreihe abwechselnd zu einem in ihrer Reihe jeweils benachbarten Kontaktteil bis in Endstellungen am anderen Ende ihrer Kontaktteilreihe schaltbar sind, dadurchgekennzeichnet, daß die Kreisbögen beider Kontaktteilreihen (1, 3, 5, 7, 9,11 und 2, 4, 6, 8,10) in an sich bekannter Weise längs aufeinanderfolgender Abschnitte eines gemeinsamen Kreises angeordnet sind (Fig. 1 und 3), daß dabei die Ausgangsstellungen (1 und 2) und die Endstellungen (10 und 11) der beiden Abnahmekontaktteile (23 und 26) jeweils benachbart sind und daß für das abwechselnde Weiterschalten der beiden Abnahmekontaktteile ein gemeinsamer zwangsweiser Antrieb (F i g. 4) vorgesehen ist.

2. Stufenschalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Abnahmekontaktteil (23, 26) in an sich bekannter Weise ein Malteserkreuzgetriebe (33, 34 und 39, 40) zugeordnet ist und daß diese beiden Getriebe einen gemeinsamen Antrieb (43) besitzen.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschrift Nr. 878 392;

deutsche Gebrauchsmuster Nr. 1 089 849,
849 286;

Patentschrift Nr. 14 682 des Amtes für Erfindungsund Patentwesen in Ost-Berlin.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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