DE2235333A1

DE2235333A1 - Lastwaehler fuer stufentransformatoren

Info

Publication number: DE2235333A1
Application number: DE19722235333
Authority: DE
Inventors: Alexander Bleibtreu; Franz Pelz
Original assignee: Maschinenfabrik Reinhausen Gebrueder Scheubeck GmbH and Co KG
Current assignee: Scheubeck GmbH and Co
Priority date: 1972-07-19
Filing date: 1972-07-19
Publication date: 1974-01-31
Also published as: JPS4944220A; FR2193236A1; FR2193236B1

Description

Maschinenfabrik Reinhausen Regensbürg, den 14.Juli 1972 Gebrüder Scheubeck EG. 165 Ma/Fl

Regensburg

Lastwähler für Stufentransformatoren

Die Erfindung betrifft einen Lastwähler für Stufentransformatoren bei dem die feststehenden Schaltstücke im Kreis angeordnet sind und bei dem'um den.Mittelpunkt des Kreises schwenkbare Schaltarme vorgesehen sind, die mittels einer Antriebsscheibe, die auf eine Malteserscheibe einwirkt und pro Schaltung um den gleichen Antriebswinkel drehbar ist, von einem feststehenden Schaltstück zum benachbarten feststehenden Schaltstück bewegbar sind, und wobei ein Schaltarm, ein Lichtbogenschaltstück und ein anderer Schaltarm ein Widerstandsschaltstück trägt und wobei beide Schaltarme ihre Schaltstücke nacheinander zur Kontaktgabe bzw. zur Kontakttrennung mit ein und demselben festen Schaltstück, welches spezielle Lichtbogenflächen besitzt, bringen. Derartige Lastwähler sind bekannt: ASEA-Druckschrift LT 5492-11Ta.

Bei diesen Lastwählern kommt es darauf an, daß das bewegliche .Widerstandsschaltstück als erstes das eine feststehende Schaltstück verläßt und auch wieder als erstes auf das benachbarte feststehende Schaltstück auftrifft. So lange die Schaltarme nur in einer Richtung geschwenkt werden, bereitet dies keine Schwierigkeiten. Die in redestehenden Lastwähler müssen jedoch für das "höher"- und "tiefer"-Regeln der Spannung des Stufentransformators in beiden Schaltrichtungen betrieben werden, weshalb bei dem bekannten Lastwähler gleich zwei Schaltarme für das Widerstandsschaltstück vorgesehen wurden, die zu beiden Seiten eines mittleren Schaltarmes, der das Lichtbogenschaltstück trägt, angeordnet sind und mit diesem zusammen verschwenkt werden. Je nachdem in welcher Drehrichtung die Schaltarme verschwenkt werden, läuft entweder der eine oder der andere Widerstandsschaltarm vor. Es müssen hier also nicht nur die Schaltarme

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für das Widerstandsschaltstück doppelt ausgeführt werden, sondern auch die zugehörigen Schaltstücke. Außerdem erfordem die nebeneinander liegenden Schaltarme" natürlich viel Platz, und die feststehenden Schaltstücke müssen.so ausgebildet und angeordnet sein, daß. die drei Schaltarme nacheinander mit ihnen in Eingriff kommen können. Dies ist ebenfalls platzaufwendig und vergrößert den Umfang des Lastwählers unnötig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Lastwähler der genannten Art anzugeben, der mit nur zwei Schaltarmen auskommt und bei dem trotzdem der das Widerstandsschaltstück tragende Schaltarm für jede Drehrichtung dem Schaltarm, der das Lichtbogenschaltstück trägt, vorläuft. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei dem Lastwähler der eingangs genannten Art; der das Widerstandsschaltstück tragende Schaltarm und der das Lichtbogenschaltstück tragende Schaltarm je für sich über je eine Malteserscheibe schwenkbar sind, wobei die Malteserscheiben von je einer mit Malteserrollen versehenen und um den halben Antriebswinkel gegeneinander versetzten Antriebsscheibe schrittweise angetrieben werden, und wobei ein zwischen Antrieb und Antriebsscheiben angeordnetes Sperrhebelsystem bei Drehrichtungsumkehr des Antriebes eine zusätzliche Drehbewegung der Antriebsscheiben um den halben Antriebswinkel bewirkt und wobei weiter die Kupplung zwischen dem das Lichtbogenschaltstück tragende Schaltarm und der zugehörigen Malteserscheibe einen diesem zusätzlichen Schaltwinkel entsprechenden Freilauf besitzt.

In zweckmäßiger Weise wirkt bei einem derartigen Lastwähler der Kraftspeicher auf eine um den Schaltwinkel hin und her schwenkbare mit zwei Rasthebeln versehene Kurbel ein, die nach jeder Schaltstellung in die gleiche Ausgangslage zurückgeht und deren Rasthebel mit je einer Rastscheibe, die mit den Antriebsscheiben gekoppelt sind, verklinkbar ist, derart, daß jeder Rasthebel für eine Schaltrichtung wirksam ist· Der nicht wirksame Rasthebel kann dann durch einen Auslöjienocken für den Rücklauf der Kurbel entklinkt werden. In eweck«MBifer Weise kann ferner ein rom Antrieb betÄtigbarer Gabelhebel vorgesehen werden, der für jede

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Drehrichtung des Antriebs eine Endlage einnimmt, und mit seiner⁷ Gabel in der Ruhestellung des Antriebes den Kurbelarm umgreift., derart,-- daß "bei Drehrichtungsumkehr und damit verbundenem Wechsel der Endlage des Gabelhebels der Kurbelarm unter Mitnahme der Antriebsscheibe in eine zweite der anderen Drehrichtung entsprechenden Ausgangslage gedrückt wird, wobei die Bewegung des Kurbelarmes dem halben Antriebswinkel entspricht.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen nicht nur „ darin, daß der neue Lastwähler mit nur zwei Schaltarmen, auskommt, sondern infolge des schrittweisen Nacheinander-Bewegens der beiden Kontaktarme wird auch erreicht, daß die feststehenden Schaltstücke sehr schmal ausgeführt und sehr dicht nebeneinander angeordnet werden, können, wodurch der Umfang des neuen Lastwählers wesentlich kleiner gehalten werden kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines einphasigen Lastwählers

im Sclinitty
Fig. 2 eine Draufsicht des gleichen Lastwählers mit zum

Teil aufgeschnittenem Deckel in einer Ruhestellung, Fig. 3 eine dreiphasige Anordnung des neuen Lastwählers ohne Gehäuse, und zwar in einer Zwischenstellung

des Schaltablaufs,
Fig. 4 den Antriebsteil des Lastwählers von der Seite gesehen im Schnitt ebenfalls in einer Zwischenstellung des

Schaltablaufs,
Fig. 5 eine Draufsicht des Lastwählers ohne Gehäuse in einer

der Fig.4 entsprechenden Zwischenstellung und Fig. 6 den Antriebsteil in einer Draufsicht nach vollzogener Schaltrichtungsumkehr.

Wie aus den Figuren ersichtlich, sind in einem Gehäuse 1 kreisförmig entsprechend der gewünschten Stufenzahl die feststehenden Schaltstücke 2, die mit besonderen Abbrandflachen versehen sind, angeordnet. Im Flansch 4, der gleichzeitig

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als Sternpunktableitung Y dient, sowie im Deckel 5 ist die Schaltwelle 6 gelagert, Lit der Schaltwelle sind der Mitnehmerhebel 7 mit Bolzen 8 und die obere Malteserscheibe 9 mit Befestigungsflansch 10 fest verbunden. Ein das Haupt- und Lichtbogenschaltstück 19, 20 tragender Schaltarm 11 ist auf der Schaltwelle 6 gelagert. Er wird mit der unteren Fläche mittels der Druckfeder 12 an den Flansch 4 gedrückt,

^v wodurch die elektrische Verbindung zur Sternpunktableitung Y

}■ zustande kommt. In der Bohrung 13 ist gleitend der Rollenhebel 14 gelagert, der von einer Druckfeder 15 nach außen gedrückt und durch einen Bolzen 16 geführt, in den Langlöchern 17 in seiner Beweglichkeit begrenzt ist. Auf der Achse 18 ist das als Kontaktrolle 13 ausgebildete Hauptschaltstück _I gelagert. Dieses ist mit einem speziellen Abbrandzylinder versehen. Der Flansch 21 ist ebenfalls auf der Schaltwelle gelagert und trägt den aus Isoliermaterial bestehenden Schaltarm 22, der das ebenfalls als Kontaktrolle 24 ausgebildete Widerstandsschaltstück trägt. Die Kontaktrolle 24 wird von einer Gabel 23, die sich übe-r den Schaltarm 22 stülpt, gehalten. Eine Druckfeder 25 drückt das ganze nach außen, wobei ein Distanzbolzen 26 für eine nur begrenzte Beweglichkeit sorgt. Eine zur Malteserscheibe 9 deckungsgleiche weitere Malteserscheibe 27 steht in fester Verbindung mit dem Flansch 21 und dem Schaltarm 22, der auch den Widerstandskörper. •trägt. Der Schaltarm 11 ist mit einer Gabel 30 versehen und gewährt so dem Bolzen das erforderliche Rücklaufspiel. Die beiden Malteserscheiben 9 und 27 werden nacheinander von zweimal drei Malteserrollen 31, 32, die zueinander um den halben Schaltwinkel OC versetzt sind, sprunghaft betätigt. Die drei oberen Malteserrollen 31 betätigen den das Haupt- und

*· Lichtbogenschaltstück tragenden Schaltarm 11, und die drei unteren Malteserrollen 32 betätigen den Schaltarm 22- des

^u Widerstandsschaltstückes. Die Malteserrollen 31, 32 sind zwischen drei entsprechend der Malteserfunktion ausgebildeten Antriebsscheiben'33 gelagert. Die Achse 34 ist mit den Antriebsscheiben 33 fest verbunden. Auf dem Deckel 5 ist das vollständige Kraftspeichergetriebe für die sprunghafte

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Umschaltung montiert. Mittels Schnecke 36 und Schneckenrad erfolgt über eine Kurbelachse 38 nach ca. 180° Drehbewegung die sprunghafte Schaltung. Durch den Führungsklotz 39 gleitet eine Führungsstange 40, die des weiteren im Zwischenstück 41 mittels Kupplungsbolzen 42 befestigt ist. Über die Führungsstange 40 gestülpt und zwischen dem Führungsklotz 39 und dem Zwischenstück 41 ist die Kraftspeicherfeder 43 angeordnet. Eine Stoß dämpfungs feder 44 liegt" zwischen dem Führungsklotz und dem Ende 45 der Führungsstange 40. Die im Schneckenrad gelagerte Kurbelachse 38 ist am unseren Ende mit einer Rolle versehen. Am Lagerbolzen 47 ist das Schneckenrad gelagert. Das komplette Kraftspeichergetriebe besitzt eine vom Deckel 5 gesondert angeordnete Lagerplatte 48, die das Kraftspeichergetriebe trägt. Der. Kupplungsbolzen 42 führt oben durch die Lagerbuchsen des Kurbelarmes 49 und durch den .Rasthebel 50 und unten durch die Sperrglocke 51 und durch den zweiten Rasthebel 52. Beide Rasthebel stehen in der . Ausgangsstellung (Fig.1 und 2) mit den Rastscheiben 53 und 54 im Eingriff. Die Rastscheiben sind fest verbunden mit der. Achse 34. Der beim Umschaltvorgang nicht wirksame Rasthebel 50 (s.Fig.4 und 5) wird nach beendetem Schaltvorgang vom oberen Auflaufbolzen 55 ausgehoben. Die Sperrglocke' 51 besitzt einen Ausschnitt 56, in dem sich eine Sperrstange 57 mit dem Aufsatz 58 mit Hilfe einer Druckfeder 59 jeweils nach erreichter Ausgangsstellung einschiebt und diese somit arretiert. Die Sperrstange 57 ist in einem Führungsteil 60 gelagert. Die Umschaltgabel 61 ist auf dem Lagerbolzen 62 gelagert. Das Ende 63 der Umschaltgabel 61 liegt an der Schaltscheibe 65 an, so daß es in der Ruhestellung in den Ausschnitt 64 dieser Schaltscheibe 65 eingreift. Hierzu wird die Umschaltgabel 61 von den Federn 66 in Richtung auf die Schaltscheibe 65 gedrückt. Die Schaltscheibe 65 und Schneckenrad 37 sind fest miteinander verbunden.

Die Funktion des neuen Lastwählers ist folgende: Yon dem KraftSpeichergetriebe wird die Achse 34 um den Schaltwinkel 2 Ce. sprunghaft gedreht. Die untere Malteserrolle 32 bewegt dabei zunächst die Malteserscheibe 27 und den damit

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•verbundenen Schaltami 22 mit der zugehörigen Kontaktrolle 24 um den Winkel Oi. bzw. 06' , was dem halben Schaltwinkel entspricht. Die Kontaktrolle 24 springt dabei von dem feststehenden Schaltstück 2 auf das benachbarte feststehende Schaltstück 2a, so daß eine Stromverbindung über den Widerstandskörper 29 in Pfeilrichtung zur Sternpunktableitung Y gegeben ist (Fig.3). Im weiteren Schaltablauf ist dann auch die obere Mälteser- _> rolle 30 mit der Malteserscheibe 9 in Eingriff gekommen, so _r daß auch diese um den halben Schaltwinkel Oc weitergedreht wird. ti, Dabei springt die Kontaktrolle 19 mit dem Abbrandzylinder 20 ebenfalls vom feststehenden Schaltstück 2 zum benachbarten Schaltstück 2a. Hierbei rollt zunächst die Kontaktrolle 19 von der Dauerstromfläche 35 des feststehenden Schaltstückes ab, und der mit ihr"verbundene Abbrandzylinder 20 trifft auf die Abbrandflache 3 des feststehenden Schaltstückes 2. Dieser Schaltaugenblick ist in Fig.3 dargestellt. Die untere Malteserrolle 32 hat dabei bereits den Winkel Oc+/? zurückgelegt, so daß die Malteserscheibe 27 des Schaltarmes 11 nicht mehr weiterbewegt wird. Die obere Malteserrolle 31 hat hingegen in diesem Augenblick erst den Winkel ß zurückgelegt. Sobald in dieseF Phase des Bewegungsablaufs der Abbrandzylinder 20 von der Abbrandflache 3 des festen Schaltstückes 2 abhebt, fließt der Strom kurzzeitig über die Kontaktrolle 24, die jet bereits am benachbarten feststehenden Schaltstück 2a anliegt, in Pfeilrichtung durch den Widerstanskörper 29 zum Flansch 4 und damit zur Sternpunktableitung. Nachdem dann auch die Kontaktrolle 19 auf das benachbarte feststehende Schaltstück 2a voll aufgelaufen ist, ist der Umschaltvorgang von einer Stufe zur anderen vollzogen. Da auch beim rückläufigen Schaltvorgang die Kontaktrolle 24 des den Widerstandskörper 29 tragenden Schaltarmes 22 als erste auf das benachbarte feststehende Schaltstück aufxreffen muß, ist der Schaltarm 11 mit einer Gabel 30 versehen, die für den Winkelbereich y am Schaltarm 11 einen Leerlauf des Bolzens 8 bewirkt.

Der in seinem elektrischen Teil beschriebene Umsehaltvorgang von einer Stufe zur anderen wird, wie nachstehend erläutert, in seinem mechanischen Teil durch das auf dem Deckel 5 montierte und mit der Achse 34 verbundene KraftSpeichergetriebe vollzogen: Ausgehend von der Ruhestellung gemäß Fig.1 und 2

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wird mittels des im einzelnen nicht dargestellten Antriebes über die Schneckenwelle 67 und die Schnecke 36 das Schnecken-. rad 37 in Pfeilrichtung gedreht. Oa die Sperrglocke 51 durch die Sperrstange 57 niit dem Aufsatz 58 arretiert ist, bleiben die Rastelemente mit der Führungsstange 40 unbeweglich und ■die Kraftspeicherfeder 43 wird nach ca. 180° Drehbewegung des Schneckenrades entsprechend zusammengedrückt. Die Rolle 46 der Kurbelachse 38 drückt· dann in dieser Stellung die Sperrstange 57 gegen die Druckfeder 59 aus der Arretierung der Sperrglocke 51 _f so daß der Rasthebel 52 die Rastscheibe 54 und damit die Achse 34 um den erforderlichen Schaltwinkel 2 06 sprunghaft weiterdreht. Infolge der Stoßdämpferfeder 44 bewegt sich die Rastscheibe 54 dabei um einen kleinen Winkel (T weiter, so daß bei der Rückführung des Rasthebels 52 ein sicheres Einklinken gewährleistet ist. Der Rasthebel 50 ist dagegen kurz vor Beendigung des elektrischen Umschaltvorganges von einer Stufe zur anderen durch den Auflaufbolzen aus der Einrastung gehoben worden CFig.5)» damit dieser während der Rückführung der Rastelemente in der Ausgangslage entsprechend Fig. 1 und 2 infolge.weiterer Drehbewegung des Schneckenrades um 180° unwirksam ist. Da auch die Sperrglocke. 51 hierbei wieder zurückgedreht'wird, kann der Aufsatz 58 der Speristange 57 durch die Druckfedern 59 wieder in den Ausschnitt 56 einspringen und die Sperrglocke für den nächsten Umschaltvorgang festhalten.

Wie bereits erwähnt, muß sowohl beim 'Vor- als auch beim Zurückschalten die Kontaktrolle 24 des den Widerstandskörper tragenden Schaltarmes 22 als erste auf das nächstfolgende feststehende Schaltstück auflaufen, d.h. bei der Umkehrbewegung ist ein Leerlauf für die Kontaktrolle 19 von einer halben Schaltung, also um den Winkel OC, notwendig. Dies wird erreicht durch die Bewegung der Kurbelachse 38 um den Winkel Tf*bzw. die Bewegung des Kurbelarmes 49 um den Winkel y^j und schließlich durch die Bewegung des Mitnehmerhebels 7 um den Winkel f . In Fig. 6 ist der vollzogene Umkehrvorgang dargestellt. Während sich das Schneckenrad 37 ■ mit der Kurbelachse 38 in entgegengesetzter Richtung bewegt

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hat, wurde das im Ausschnitt 64 der Schaltscheibe 65 liegende Ende 63 der Umschaltgabel 61 mitgenommen. Hierdurch wurden die Rastelemente samt der Achse 34 um den erforderlichen Leerlauf OC eines halben Schaltwinkels geschwenkt. Der Aufsatz 58 der Sperrstange 57 liegt danach an der entgegengeaetzten Wandung des Ausschnittes 56 der Sperrglocke 51 an und hält diese solange-fest bis die Sperr- * stange 57 von- der Rolle 46 aus der Arretierung gedrückt _f ^r wird. Dieser Schaltaugenblick ist in Fig. 6 strich-punktiert eingezeichnet. Für die entgegengesetzte Drehrichtung ist somit wieder eine der unteren Malteserrollen 32 zuerst in Funktionsstellungn

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Claims

Patentansprüche

1. Lastwähler für Stufentransformatoren bei 'dem die feststehenden Schaltstücke im Kreis angeordnet sind und bei dem um den Mittelpunkt des Kreises schwenkbare Schaltarme vorgesehen sind, die mittels einer Antriebsscheibe, die auf eine Malteserscheibe einwirkt und pro Schaltung^iÄi den gleichen Antriebswinkel drehbar ist, von einem feststehenden Schaltstück zum benachbarten feststehenden Schaltstück bewegbar sind, und wobei ein Schaltarm ein Lichtbogenschaltstück und ein anderer Schaltarm ein Widerständsschaltstück trägt und wobei beide Schaltarme'ihre Schaltstücke nacheinander zur Kontaktgabe bzw. zur Kontakttrennung mit ein und demselben festen Schaltstück, welches spezielle Abbrandflachen besitzt, bringen, dadurch gekennzeichnet, daß der das Widerstandsschaltstück tragende Schaltarm(20 und der das Lichtbogenschaltstück tragende Schaltarm (11) je für sich über je eine Malteserscheibe (27 bzw. 9)schwenkbar sind, wobei die Malteserscheiben von je einer mit Malteserrollen (31,, 32)versehenen und um den halben Antriebswinkel gegeneinander versetzten Antriebsscheibe(33)schrittweise angetrieben werden, und wobei ein zwischen Antrieb und Antriebsscheiben 03)angeordneten Sperrhebelsystem bei Drehrichtungsumkehr des Antriebes eine zusätzliche Drehbewegung der Antriebsscheiben um den halben Antriebswinkel bewirkt und wobei weiter die Kupplung zwischen dem das Lichtbogenschaltstüc-k tragende Schaltarm (11 )und der zugehörigen Malteserscheibe einen diesem zusätzlichen Schaltwinkel entsprechenden Freilauf besitzt.

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2.Lastwähler nach Anspruch · 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftspeicher (43) auf eine um den Schaltwinkel hin und her schwenkbare mit zwei Rasthebeln (50, 52) versehene

• Kurbel (49) einwirkt, die nach jeder Schaltung in die gleiche Ausgangslage zurückgeht und deren Rasthebel mit 'je einer Rastscheibe (53, 54), die mit den Antriebsscheiben (33) gekoppelt sind, verklinkbar ist, derart, daß jeder Rasthebel für eine Schaltrichtung wirksam ist.

3.Lastwähler nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen Auslösenocken (55),^vder den bei der Schaltung nicht wirksamen Rasthebel für den Rücklauf der Kurbel entklinkt.

4.Lastwähler nach-Anspruch 1, 2 oder 3, gekennzeichnet durch einen vom Antrieb betätigkaren Gabelhebel (61), der für jede Drehrichtung des Antriebs eine Endlage einnimmt und mit seiner Gabel in der Ruhestellung des Antriebes den Kupplungsbolzen (68) des Kurbelarmes (49) umgreift, derart, daß bei Drehrichtungsumkehr und damit verbundenen Wechsel der Endlage des Gabelhebels (61) der Kurbelarm unter Mitnahme der Antriebsscheiben (33) in eine zweite der anderen Drehrichtung entsprechende Ausgangslage gedrückt wird, wobei die Bewegung des Kurbelarmes dem halben Antriebswinkel entspricht.

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