DE2329562A1 - Waehler fuer stufenschalter - Google Patents

Description

THANSFOHMATOREN UNION AKTIENGESELLSCHAFT 7ooo Stat tgnrt-5o , Deckers trnlie 5

Erf.-Nr.: FST 73/12 Wf Stuttgart, den 5.6.73

PT-FST/Dr. WoI f/si

Wähler für Stufenschalter

Wähler für Stufenschalter sind meist in der Weise aufgebaut, daß auf einer inneren Säule aus Isolierstoff im Abstand übereinander feststehende Schleifringe sitzen und auf einem äußeren, konzentrisch dazu angeordneten Käfig aus Isolierstäben die häufig als Ringsegmente ausgebildeten Gegenkontakte angebracht sind, an welche die von den Anzapfungen der Stufenwicklung hergeführten Ableitungen angeschlossen s ind.

Die leitende Verbindung der Schleifringe mit den Gegenkontakten bzw. umgekehrt erfolgt dabei mit Hilfe von Kontaktpaaren, die jeweils in einem gemeinsamen Aufnahmetei1 so angeordnet sind, dnß einem obenliegenden Kontakt ein gleichartiger Kontakt spiegelbildlich gegenüberliegt. Diese Kontakte sind einzeln und unabhängig voneinander abgefedert. Im Bereich der Kontaktstellen wirken die Verbindungskontakte somit zangenartig auf die Schleifringe und die Gegenkontakte

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Erf.-Nr.: FST 73/12 Wf

ein. Die die Verbi ndungskontakte paarweise tragenden Aufnahmeteile sind dabei auf Stäben oder Leisten aus elektrisch isolierendem Material angeordnet, welche ein Traggerüst verkörpern, das im Kaum zwischen der Schleifringsäule und dem die Gegenkontakte tragenden Isolierstoffkäfig untergebracht und auf einer Kreisbahn verstellbar ist.

Derartige Kontaktan- bzw. Zuordnungen müssen einer ganzen Reihe von Anforderungen gerecht werden. So darf mit Rücksicht auf den Gleitverschleiß die Kontaktlast nicht zu groß sein, ferner sollen die Reibungskoeffizienten an den Kontaktstellen möglichst gering sein, desgleichen auch die Fremdschichtbildung an bzw. auf den Kontaktflächen. Des weiteren sollen die Kontaktabmessungen möglichst klein sein, damit die Gesamtabmessungen der Grob- und Feinwähler im Rahmen und damit die Wähler wirtschaftlich und konkurrenzfähig bleiben.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, insbesondere die die Schleifringe mit den Gegenkontakten leitend verbindenden Kontakte bzw. das gesamte Kontaktsystem so auszubilden und anzuordnen, daß die zwischen den feststehenden Schleifringen und den in ihrer Lage ebenfalls fixierten Gegenkontakten praktisch unvermeidbaren räumlichen und/oder maßlichen Abweichungen ausgleichbar sind, so daß in allen Phasen einer Umschaltung stets ein gleichmäßiger Gleitvorgang erzielt wird. Darüberhinaus ist Aufgabe der Erfindung, die Voraussetzungen für eine vergleichsweise geringere Fremdschichtbildung an den Kontakten sowie für eine geringere Erwärmung der Kontakte zu schaffen und ferner zusätzlich durch konstruktive Maßnahmen die Abmessungen des Kontaktsystems möglichst klein zu halten.

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Erf.-Nr.: FST 73/12 Wi ^- - γ -

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelost, daß die die Schleifringe mit den Gegenkontakten elektrisch leitend verbindenden Kontakte einschließlich ihrer AufnahmeteiIe um die senkrecht zur Querschnittsflache der Schleifringe und/oder Gegenkontakte verlaufenden Mittelachsen drehbar angeordnet sind. Dabei hat es sich als besonders zweckmäßig erwiesen, die Kontaktaufnahmen jeweils zwischen Zwei vertikal verlaufenden, mit geeigneten Ausnehmungen versehenen Iso1ierstoffleisten des Traggerüsts und drehbar um die zugeordneten Schleifringe und/oder Gegenkontakte anzuordnen. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Kontaktaufnahmen jeweils in Aussparungen eines mehrteiligen Isolierstoffstabs des Traggerüsts unterzubringen oder die Kontaktaufnahmen an in Gießharzformteilen eingepreßten Tragleisten drehbar zu befestigen. Die die einzelnen Kontaktfilemente enthaltenen Kontaktaufnahmen können dabei mittels Federelementen oder Gleitkupplungen in der Mittellage gehalten werden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, die Kontaktsegmente ausspreizbar in den Kontaktaufnahmen zu haltern, um den Auf- und Abgleitvorgang auf bzw. von den ringsegmentf örmigen Gegenkontakten in reibungstechnischer Hinsicht zu erleichtern. Um vor dem Aufgleiten der Kontaktelemente auf die ringsegmentförmigen Gegenkontakte eine Anpassung der reibungsschlüssig oder durch Federkräfte gehaltenen Kontakteinheit an die miteinander zu verbindenden Schleifring- und Gegenkontakte zu erzielen, wird des weiteren vorgeschlagen, die Kontaktaufnahmen im Bereich ihres äußeren Rahmens auf der den ringsegmentförmigen Gegenkontakten zugewandten Seite zu verbreitern und kontaktseitig abzurunden. Diese Lageanpassung der Kontakteinheit in bezug auf die ringsegmentförmigen Gegenkontakte wird dabei noch dadurch zusätzlich begünstigt, daß in

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Erf.-Nr.: FST 7 3/12 WT - Jf -

den Alirundungpii des verbreiterten Rahmens der Kon t nk( au Γ-nahmen abgefederte Auf laufbolzen eingesetzt werden.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen werden insbesondere auch bei solchen Kontakteinheiten, die aus übereinander und spiegelbildlich zueinander angcordnotpn sch i enenf örmi gen Kontakte1ementen bestehen, wobei die obere und untere Kouta-kthälfte jewoi Is aus einer Mehrzahl im Abstand nebeneinander I i egender sch i enetiförmi ger Ei n/o 1 kontakte! emeritc g^l'i Met ist, malS Ii ehe Abweichungen zwischen den festsitzenden H ingsegment kontakt en und den festsitzenden Schleifringen ausgeglichen. Damit ist gewährleistet, daß die einzelnen schienenf örmi gen Kont ak t e 1 entente stets gleichmäßig und ausgemittelt auch die r i ngsegment f örmigen Gegenkoritakte auf- bzw. abgleiten, wodurch die Reibungskräfte an den Kontaktg1 eitste 1 I en und damit auch die erf order 1 i eben Atitr iebsmomente des Wählers reduziert werden. Insgesamt gesehen werden durch die Vergleichsmäßigung der Kontaktdrücke bzw. der Kontakt last extreme, insbesondere auch einseitige Kont fikt 1 as t en vermieden, so daß der Gleitverschleiß, der sich etwa proportional zur Kontakt last ändert, vermindert wird. Verwendet man nun noch geeignete Kontaktmaterialien, beispielsweise auf das (1 rundmaterial Messing hart aufgeJötetes Silber, so werden einerseits die Γι 1 e i t e i genschaf ten zusätzlich positiv beeinflußt und zum andern wird die Ausbildung von Fremdschichten an den Kontaktflächen gehemmt. Ferner wird »lie Erwärmung an den Kont.ak tübergangss t e I I en aufgrund der guten Leitfähigkeit des Silbers und dor vergleichsweise geringeren Fremdschιcbtbi 1 dung geringer, so daß auch dieshezügl ich rl ι e Lebensdauer der Kontakte erhobt, wird. Dieser Gesichtspunkt ist vor al lern auch in den Fällen wesentlich, in denen sehr hohe 01 tempera türen vorliegen und/oder eine unnatürlich schnelle Alterung des Transformatoröls eintritt.

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Ert . -Nr. : FST 7 3 /1 2 Wf -$*· - J5 -

IJ ι f Iv ti'ι rid ti η «; wird im ii.i'-hs ΙρΙιργκΙγιι anhand dor· Zeichnung, d i e pin Am s führung« he i sp i e I der Kon t ak tariordnung -schema t i sch vernnschiiii I icht , noch naher erläutert..

Es zeigen: Fig. 1 einen Tei1quersehnitt durch einen

Fei nwhhler,

Fig. 2 eine Ansicht «ernaU F i \s. 1, Jedoch

mit infolge e i nes . räuml i cheri Versatzes des Gegenkoti tak t s ^um Schleifringkontakt vors rhwenkt er Kontakteinheit ,

Fig. ! den Vorlauf der in einer 1 so I i eistoff1e i s t e des Traggorüsts vorgesehenen Führung für das Kontaktaufnähmetρ ι I ,

Fig. '» eine Draufsicht auf zwei das Kontaktauf-η,ι Ii ine teil trag e nd e Isol ierstnff leisten des Tragijpriists ,

Fig. ^r> einen Längsschnitt durch das Kontaktaufnahme te i J ,

Fig. 6 eine Ansicht entsprechend Fig. 5.

jedoch mit eingezeichneten Federelementen,

Fig. 7 einen zwischen die Kontaktsegmente einsetzharen Iso1ierstoffkamm von oben,

Fig. 8-11 Draufsichten und Frontansichten der Kontakt einheit in Zuordnung zu den üegenkontakten,

F ι ir. t 12 «- 1 Ϊ Aus führuiigs formen von Is ο 1 i er 1 e i s t en für die Halterung der Kontaktοinheiten.

In ilen Fig. 1 u . 2 stellt 1 d i ο die Sch I ο i fr i ng e 2 enthalt ende so 1 ι ers t of f sau I e , 3 einen die r i iijrsegmen t förmi g aus geh ι 1 «le t en Gegenkontakte '» tragendfii Iso 1 i ers tof fs t ab des die Schleifringsäule konzentrisch umgebenden Stabkäfigs und 5 eine Isolier-

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Erf.-Wr.: FST 73/12 Wf " - 4S -

stoffleiste des auf einer Kreisbahn verstellbaren Traggeriists dar, in welcher die eine Seite der Kontaktaufnahme 6 drehbar gelagert ist. Die andere Seite der Kontaktaufnahme ist analog in einer zweiten, zur Leiste 5 parallel verlaufenden Isolierstoffleiste gelagert. Zu diesem Zweck weisen die beiden Isolierstoff leisten entsprechende Ausnehmungen auf. Bezogen auf die gestrichelt angedeutete Achse a sind die in der Aufnahme 6 gehalterten Kontaktelemente 7t B spiegelbildlich zueinander angeordnet und umfassen den Schleifring 2 sowie den Gegenkontakt Ί gewissermaßen zangenförmig.

Die aus den Kontaktelementen 7, 8 tind dor Kontaktaufnahme 6 bestehende Kontakt einheit ist um die senkrecht zur Querschnittsfläche der Schleifringe 2 verlaufende Mittelachse 9 bzw. um die Mittelachse Io der Gegenkontakte k drehbar angeordnet, derart, daß die Kontaktauflagen 11, 12 der Kontaktsegmente in Umfangsrichtung der Schleifringe und der Gegenkontakte verschiebbar sind. Zu diesem Zweck ist eine solche Lagerung der Kontaktaufnahne 6 in den Isolierstoffleisten 5 des Traggerüsts erforderlich, daß sich die Kontaktaufnahme einschließlich der in ihr gehalterten Kontaktsegmente länge eines Kreisbogens s bewegen können. Damit lassen eich insbesondere fertigungstechnisch bedingte Mallunge nauigkei ten innerhalb der Kontaktsysteme auf einfache Weise ausgleichen.

Ein solcher Ausgleich ist in Fig. 2 etwas übertrieben veranschaulicht. In diesem Falle befindet sich der Gegenkontakt k' räumlich gesehen über dem Schleifring 2, trotzdem ist bzw. bleibt eine einwandfreie Kontaktgabe gewährleistet, weil sich infolge der dreh- bzw. schwenkbaren Anordnung der Kontakteinheit die Auflagestellen 11, 12 der Kontakte in Umfangsrichtung des Schleifrings bzw. des Gegenkontakts selbsttätig und zwangs-

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laufig um den Winkel O^ verschieben.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, wird die Drehbewegung der Kontakteinheit durch in den Isolier1 eisten 5 vorgesehene kreisbogenförmige Aussparungen 13 ermöglicht. Die Kontakteinheit wird, wie der Fig. k zu entnehmen ist, mittels G1eitkuppJungen l4 reibungsschlüssig festgehalten, wobei eine Verschiebungstendenz in die horizontale Lage durch eine Arretierung 15 verhindert ist. Anstelle von Gleitkupplungen kann die Kontakteinheit auch mittels Federn 16 mit insbesondere einer flach verlaufenden Federkennlinie in der Mittel lage gehalten werden.

Damit die Kontakte Iemente 7, 8 beim Aufgloiten auf die Gegenkontakte k bzw. beim Abgleiten von diesen Kontakten oder gegebenenfalls auch beim Aufgleiten auf dir oder beim Abgleiten von den Schleifringen 2 eine Spreizbewegung ausführen können, sind, wie dio Fig. 5 ^.eigt, in der Kontaktaufnahme 6 Gleitführungen 15 vorgesehen, die bezogen auf die Kontaktstellen bogenförmig verlaufen.

Um eine vorteilhafte Führung der für die Abfederung der Kontaktelemente 7« 8 in> Aufnahmeteil 6 dienenden Druckfedern 17 zu erhalten, sind, wie aus Fig. 6 ersichtlich ist, die für die Aufnahme der Druckfedern 17 im Aiifnahmetei 1 sowie in den Kontakt elementen vorgesehenen Bohrungen 16 schräg angeordnet. Anstelle von Druckfedern können auch Drehfedern l8 verwendet werden, die im Aufnahmeteil 6 angeordnet sind.

Zur Distanzierung bei gleichzeitiger Isolation sind, wie aus Figur 7 ersichtlich ist, in die Zwischenräume zwischen den Kontaktsegmenten knnumirtige Distanzhalter 19 eingesetzt, die durch die Gl eitführungen 15 der Kontakte1emente in lage gehalten werden.

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Erf.-Nr.: FST 73/12 Wf ~* - Ji -

Wie die Fig. 8-11 zeigen, ist die die Kontaktelemente 7, 8 enthaltende Kontaktaufnahme 6 jeweils im Bereich ihres Außenrahmens 2o und auf der den Gegenkontakten '* zugewandten Seite verbreitert und kontaktsei tig mit Rundungen 21 versehen. Diese Abrundungen ermöglichen bzw. bewirken eine Vorzentrierung, derart, daß die Kontakteinheit bei versetzten Gegenkontakten vor dem Auflaufen der Kontaktsegmente 7, 8 auf den Gegenkontakt k in die richtige Lage gebracht wird. Dieser Zentrier- oder Alisrichtvorgang wird noch günstiger, wenn im Bereich der lbindungen abgefederte Auf 1 aufholzen 22 vorgesehen sind (Fig. 9). Zwecks optimaler Ausnutzung der Isolierstrecken können die Kontaktaufnahme einschließlich der Führungen für die Auf 1 aufbo1zen sowie die Holzen selbst und auch die Feder aus Kunststoff hergestellt sein. Anstelle der Kunststoffbolzen können auch Auf 1 aufro 1 1 en vorgesehen werden. Die Kontaktbreite für 2ooo A ist in Fig. 8 im Vergleich zu derjenigen für looo A angedeutet.

Aufgrund der beschriebenen Vorzentrierung wird es möglich, die ringsegmentförmigen Gegenkontakte separat an den Isolierstäben zu befestigen, d.h. vor dem Einbau des Isolierstabkäfigs in den Wähler vorzumontieren. Damit wird bereits eine erhebliche Zeitersparnis erzielt, die dadurch noch ausgeprägter wird, daß infolge des der erfindungs gemäßen Kontakteinheit immanenten selbsttätigen Ausgleichs von Maßungenauigkeiten das zeitrauhende Einstellen und Eiηjustieren der Kon takt anordnungen entfällt. Dabei isi auch wesentlich, daß trotz eines beachtlichen Versatzes der ringsegmentförmigen Gegenkontakte bezogen auf die korrespondierenden Schleifringe ein Blockieren der Antriebswellen von Fr in- und Vorwähler ausgeschlossen ist.

Die Kontakteinheiten können auch, wie Fig. 12 zu entnehmen ist, in mehrteilige Isolierstoff leisten 23 eingebaut werden, die

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jeweils Unterbrechungen lh für die Kontaktaufnahmen 6 aufweisen. Kerner besteht die Möglichkeit, in ein von oben bis unten reichendes Γι i eßharzf ormtei I 25 mit Ansätzen 26 einzusetzen, welche als Ha1teelemente für die Aufnahmen der Kontakt Segmente dienen. Ein solches r.ießharzformtei 1 ist in Fig. 13 veranschaulicht.

Durch die beschriebene spezielle konstruktive Ausbildung und Anordnung der Kontakteinheit lassen sich deren Abmessungen verringern. Damit können aber wiederum die (lesamtabmossungeii der Fein- und Vorwähler reduziert werden, so daß sich beträchtliche Kinspnrungen an Platz und Kosten erzielen 1 as sen.

- Patentansprüche -

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Claims (1)

1. TRANSFORMATOREN UNION AKTIENGESELLSCHAFT 7ooo Stuttgart-5o, Deckerstraße 5

   Erf.-Nr.: FST 73/12 Wf Stuttgart, den 5. β. 73

   PT-FST/Ur. Wo If/si

   Patentansprüche

   t. jWan I er für Stufenschalter mit auf e iner IsoIi ers toff- ^—' säule angebrachten Schleifringen und mit auf einem konzentrisch zur Schleifringsäule angeordneten Isotierstabkäfig befindlichen, an die Anzapfungen der Stufenwicklung angeschlossenen Gegenkontakten sowie mit einem im Raum zwischen der Schleifringsäule und dem Isolierstabkäfig vorgesehenen, auf einer Kreisbahn verstellbaren Traggerüst, diis die Kontakte für die jeweilig«· elektrische Verbindung der Schleifringe mit den korrespondierenden Gegenkontakten trägt, wobei die Verhi ndung-skontakte jeweils mindestens zweiteilig ausgebildet sind, dadurch gekonnzeichnet, daß die Verbindungakontakte (7, 8) einschließlich ihrer Aufnahmen (6) um die senkrecht zur CJuerschni t tsf lache der Schleifringe (2) und/oder Gegenkontakte ('» ) verlaufenden Mittelachsen (9, 1o) drehbar angeordnet sind.

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   Erf.-Nr.: FST 73/11? W( -ZfI* - Λ -

   2. Wahler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktaufnahmen (6) längs eines Kreisbogens drehbar um die zugeordneten Schleifringe (2) bzw. (iegenkontakte (4) in den Iso 1 i erstof f 1 eis ten (5) des Traggerüsts angeordnet sind,

   3. Wähler nach den Ansprüchen 1-2, dadurch gekennzeichnet, (IaIS die Kontakt auf nahmen (6) in Ausnehmungen (24) von mehrteilig iiusgebi1deten IsoIierstoffIeisten (23) gehnlt ert ««i nd .

   *i. Wähler nach den Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakt aufnahmen ( (»1 mittels Federelementen oder (ι 1 e i t kupp 1 tiiigen in der Mittel lage gehalten sind.

   S. Wähler nach den Ansprüchen 1-'», dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte aus übereinander und spiegelbildlich zueinander angeordneten schiencnförmigen Kontaktsegmenten bestehen und die obere und untere Kontakteinheit jeweils eine Anzahl im Abstand nebeneinander!legender Einzelsegmente enthält, die in der Kontaktaufnahme gehaltert und einzeln abgefedert sind.

   f>. Wähler nach den Ansprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß d i e einzelnen Kontaktsegmente ausspreizbar in der Kontaktaufnahme angeordnet sind.

   7· Wall 1 er nach den Ansprüchen 1-h, dadurch gekennzeichnet, daß dir Kontak tau funhmeii (Ί ) im Mereich ihrer den rings egmen » fbrini g ausgebildeten <·«· ge rikon tak t en ( Ί ) zugewandten Kckenden verbreitert und abgerundet sind.

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   ErI.-Nr.: FST 73/12 Wf - fX · - Hr -

   8. Wähler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Abrundungen (21) der Kontaktaufnahme (6) gefederte Auflaufbolzen (22) angebracht sind.

   9« Wähler nach den Ansprüchen 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Kontaktsegmenten (7« 8) Iso1iera toffkämme (l8) eingesetzt sind, die durch in den Kontaktelementen vorgesehene Führungen gehalten sind.

   10. Wähler nach den Ansprüchen 1-9$ dadurch gekennzeichnet, da/1 die die Federelemente (17) aufnehmenden Aussparungen (16) in den Kontaktsegmenten zur Vertikalen geneigt verlaufen.

   11. WähI er nach den Ansprüchen l-lo, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierstoff leisten des Traggerüsts als Gießharzformstäbe ausgebildet sind, die Aussparungen für die Kontaktaufnahmen enthalten.

   12. Wähler nach den Ansprüchen 1-11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifringe und/oder die Gegenkontakte im Bereich der Kontaktstellen mit den Verbindungskontakten Silber-Sintermaterialelemente enthalten und die korrespondierenden Kontaktelemente der Verbindungskontakte aus Hartsilber bestehen.

   13· Wähler nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktelemente jeweils hart auf das Grundmaterial aufgelötet sind.

   l'l. Wähler nach den Ansprüchen 1-13, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktaufnahmen (6) einschließlich der Führungen für die AuflaufbnIzen (22) sowie diese Bolzen selbst und die diesen zugeordneten Fpdern aus Kunststoff bestehen.

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