DE2337657A1

DE2337657A1 - CYLINDRICAL LOAD CHANGER WITH MAIN AND AUXILIARY CONTACTS ARRANGED IN SEGMENT

Info

Publication number: DE2337657A1
Application number: DE19732337657
Authority: DE
Inventors: Franz Pelz
Original assignee: Maschinenfabrik Reinhausen Gebrueder Scheubeck GmbH and Co KG
Current assignee: Scheubeck GmbH and Co
Priority date: 1973-07-25
Filing date: 1973-07-25
Publication date: 1975-02-13
Also published as: JPS5042386A; FR2239004A1; FR2239004B3

Description

Maschinenfabrik Reinhauser Regensburg, aen 11.Juli 1973 Gebrüder Scheubeck KG. 176;la/FlMaschinenfabrik Reinhauser Regensburg, July 11th 1973 Scheubeck Brothers KG. 176; la / fl

Zylindrischer Lastumschalter mit segmentförmig angeordneten_Hau^t-_und_Hilfskontakten Cylindrical diverter switch with house and auxiliary contacts arranged in segments

Die Erfindung bezieht sich auf einen zylindrischen Lastumschalter mit segmentförmig angeordneten Haupt- und Hilfskontakten, bei welchem die Bewegung der Kontakte mittels einer auf einer Antriebswelle sitzenden Kurvenscheibe,an deren Führungsflächen Antriebsgestänge für die Kontakte angreifen, erzeugt wird.The invention relates to a cylindrical diverter switch with main and auxiliary contacts arranged in segments, in which the movement of the contacts by means of a cam disk seated on a drive shaft the guide surfaces of which attack drive rods for the contacts is generated.

Bei derartigen Lastumschaltern kommt es darauf an, dai3 die verschiedenen Kontakte in bestimmter Reihenfolge mit entsprechenden Überlappungszeiten schalten, wobei sich auch über längere Zeit hinweg die Schaltzeiten, die Kontaktabstände und die Kontaktkräfte nicht verändern sollen, auch dann nicht, wenn z.B. an den einzelnen Kontakten unterschiedlicher Kontaktabbrand auftritt.With diverter switches of this type, it is important that the various contacts are in a certain order with the corresponding Overlap times switch, whereby the switching times, the contact distances, also change over a longer period of time and the contact forces should not change, even if, for example, the individual contacts are different Contact wear occurs.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Lastumschalter anzugeben, der diesen Anforderungen auf einfache Weise gerecht wird. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei dem Lastumschalter der eingangs genannten Art die Kurvenscheibe eine um die Antriebswelle herum verlaufende ringförmige Führungsfläche mit in Achsrichtung unterschiedlicher Höhe besitzt, an welcher ein mindestens zweiarmiger ortsfest gelagerter Hebel mit seinem· einen Arm geführt wird, während der andere Arm die Kontakte betätigt, und daß die Kurvenscheibe axial verschiebbar und mittels balliger Lagerflächen allseits begrenzt beweglich ist, wobei eine Feder die Kurvenscheibe ständig gegen die Hebel für die Kontaktbetätigung drückt. Dieser Lastumschalter kann zweckmäßiger Weise zusätzlich mit den in den Unteransprüchen angegebenen Merkmalen ausgerüstet werden.The invention is based on the object of specifying a diverter switch which meets these requirements in a simple manner will. This object is achieved in that in the diverter switch of the type mentioned Cam has an annular guide surface that runs around the drive shaft and has a different guide surface in the axial direction Has a height at which an at least two-armed, stationary lever is guided with its one arm, while the other arm actuates the contacts, and that the cam disc is axially displaceable and by means of spherical bearing surfaces is movable to a limited extent on all sides, with a spring constantly pushing the cam against the lever for actuating the contacts presses. This diverter switch can expediently also with the ones specified in the subclaims Features to be equipped.

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Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch die Gestaltung der Führungsfläche an der Kurvenscheibe jede beliebige Schaltfolge mit den gewünschten Überlappungszeiten der Kontakte erreicht werden kann, und daß sich die Kurvenscheiben den möglicherweise unterschiedlichen Kontaktabständen in den einzelnen Sektoren, die z.B. durch Toleranzen oder durch unterschiedlichen Kontaktabbrand auftreten können, anpaßt, so daß diese mittels der allseitigen Beweglichkeit der Kurvenscheibe ausgeglichen werden können.The advantages achieved by the invention are in particular that due to the design of the guide surface any switching sequence with the desired overlap times of the contacts can be achieved on the cam can, and that the cam disks the possibly different contact distances in the individual sectors, which can occur e.g. due to tolerances or due to different contact erosion, adapts, so that this by means of the mobility of the cam on all sides can be compensated for.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:Two exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing and are described in more detail below. It demonstrate:

Fig. 1 eine Seitenansicht des ersten Ausführungsbeispieles im Schnitt,Fig. 1 is a side view of the first embodiment in section,

Fig. 2 eine Draufsicht des gleichen Lastumschalters mit Kraftspeichereinrichtung,Fig. 2 is a plan view of the same diverter switch with energy storage device,

Fig. 3 das zweite Ausführungsbeispiel ebenfalls in geschnittener Seitenansicht,3 the second embodiment also in a sectional side view,

Fig. 4-7 die Schaltbilder mit einzelnen Schaltaugenblicken bei einem Umschaltvorgang,Fig. 4-7 the circuit diagrams with individual switching moments during a switchover process,

Fig. 8-11 die schematische Darstellung der Kontakte und der Kurvenscheibe beim Umschaltvorgang, und zwar in den Schaltaugenblicken entsprechend den Fig. 4-7.Fig. 8-11 the schematic representation of the contacts and the cam during the switching process, namely in the switching moments according to Figs. 4-7.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, ist beim ersten Ausführungsbeispiel in einem Schaltgerüst 1 eine Schaltwelle 2 mit Gleitpaßfeder 3 gelagert. Auf der Schaltwelle 2 sitzt die Kurvenscheibe 5, welche eine Nabe 6 mit balliger Gleitsitzbohrung 7 aufweist und begrenzt auf der Schaltwelle axial verschiebbar und allseitig bewegbar ist. Die Kurvenscheibe wird von einer Feder 8 nach unten gedrückt. Sie besitzt an ihrem Umfang eine Führungsnut 9, in welche Führungsrollen des Kniehebels 11 eingreifen, die kreisförmig am inneren Schaltgerüst entsprechend der Anordnung der Kontakte 40, 41, 40', 41' angeordnet und mittels Lager 12 ortsfest gelagert sind. Mit jedem Kniehebel 11 sind eine Gleitstange und eine Zugstange 14 gelenkig verbunden.As can be seen from FIG. 1, in the first exemplary embodiment in a switch frame 1 there is a switch shaft 2 with a sliding key 3 stored. On the shift shaft 2 sits the cam 5, which has a hub 6 with a spherical sliding seat bore 7 and is axially displaceable and movable on all sides to a limited extent on the selector shaft. The cam is pressed down by a spring 8. It has a guide groove 9 on its circumference, in which guide rollers of the toggle lever 11 engage, the circular on the inner switch frame according to the arrangement of the contacts 40, 41, 40 ', 41' arranged and fixed by means of bearings 12 are stored. With each toggle lever 11 are a slide rod and a tie rod 14 articulated.

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Die Gleitstangen 13 sind in Gleitsitzbohrungen 15 der Zwischenplatte 72 des Schaltgerüstes 1 gelagert und stehen mit Rollenbrücken 16 in fester Verbindung. Am Aufsatz 17 dieser Rollenbrücken sind die Kontaktbrücken 18 schwenkbar gelagert. Mit 19 ist eine Abbrandausgleichseinrichtung bezeichnet. Die Gegenkontakte 20, 21 bzw. 20', 21' sind federnd im Gerüst 1 gelagert. Der Durchbruch 22 mit Zwischensteg 23 dient zur Steuerung der Ölströmung und zur Ableitung der Gasblasen, die infolge der Lichtbogeneinwirkung im öl entstehen. In den Nuten 24 und 25 laufen die Rollen 26 und 27 der Rollenbrücken 16. Durch die oberen Nuten 25 können die Gasblasen der oberen Kontakte 20, 20' entweichen. Zur Einregulierung der Schaltgeschwindigkeit sind an der Schaltwelle 2 zwei verstellbare Flügel 28 angebracht, die je nach ihrer Stellung beim Drehen der Schaltwelle einen mehr oder weniger großen Widerstand im Öl hervorrufen. Die Schaltwelle ist mit einer Kraftspeichereinrichtung 30 gekoppelt. Die zugehörige Rastenscheibe 31 ist mit der Schaltwelle 2 fest verbunden, wogegen die Schaltgabel 32 mit dem Rastenhebel 33 in bekannter Weise zusammenarbeitet. Die Kraftspeicherfeder besitzt zusätzliche Stoßdämpfer 35. Eine Zugfeder 36 zieht den Rastenhebel 33 ständig in Richtung Rastenscheibe 31. Die gestrichelt eingezeichnete Lage der Flügel 37 zeigt die Flügelstellung mit geringstem Widerstand, während die ebenfalls gestrichelt eingezeichnete Lage der Flügel 38 die Einstellung mit größerem Widerstand wiedergibt.The slide rods 13 are in sliding seat bores 15 of the intermediate plate 72 of the switch frame 1 and are permanently connected to roller bridges 16. At the top 17 of these roller bridges the contact bridges 18 are pivotably mounted. With 19 a burn-off compensation device is referred to. The mating contacts 20, 21 and 20 ', 21' are resilient in the frame 1 stored. The opening 22 with intermediate web 23 is used to control the oil flow and to divert the Gas bubbles that arise in the oil as a result of the effects of the arc. The rollers 26 and 27 run in the grooves 24 and 25 of the roller bridges 16. The gas bubbles of the upper contacts 20, 20 'can escape through the upper grooves 25. For adjustment the switching speed two adjustable wings 28 are attached to the switching shaft 2, depending on their position when turning the selector shaft cause a greater or lesser resistance in the oil. The shift shaft is coupled to an energy storage device 30. The associated detent disk 31 is firmly connected to the shift shaft 2, whereas the shift fork 32 cooperates with the detent lever 33 in a known manner. The energy storage spring has additional shock absorbers 35. A tension spring 36 pulls the detent lever 33 constantly in the direction of the detent disk 31. The The position of the wings 37, shown in dashed lines, shows the wing position with the least resistance, while the also The position of the wings 38 shown in dashed lines represents the setting with greater resistance.

Das in Fig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel basiert auf dem gleichen Schaltprinzip wie das eben beschriebene, jedoch sind hier zwei getrennt arbeitende Kurvenscheiben 51 und mit den Naben 53 und 54 vorgesehen. Mehrere Druckfedern 55 drücken die beiden Kurvenscheiben auseinander. Diese Kraft überträgt sich über die Rollen 56, 57 und über je zwei in den Lagernaben 58, 59 parallel gelagerte Schwenkhebel 60, 61 auf die Kontaktstücke 62, 63, so daß diese je nach Lage der Führungsfläche an ihren Gegenschaltstücken, die ebenfalls abgefedert sind, zur Anlage kommen. Die Schwenkhebel 60, 61 werden mittels Federn 68, soweit die KurvenflächenThe embodiment shown in Fig. 3 is based on the same switching principle as that just described, but two separately working cams 51 and with the hubs 53 and 54 are provided here. Multiple compression springs 55 push the two cams apart. This force is transmitted through rollers 56, 57 and two in each the bearing hubs 58, 59 parallel mounted pivot levers 60, 61 on the contact pieces 62, 63, so that these depending on the position the guide surface on their counter-contacts, which are also cushioned, come to rest. The swing levers 60, 61 are by means of springs 68, as far as the cam surfaces

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der Kurvenscheiben J1. 52 dies zulassen,in die geöffnete Lage gebracht. Die beweglichen Eontaktstücke 62, 63 sind paarweise zusammengefaßt und mittels je einer flexiblen Leitung 69 miteinander verbunden. Zur Gasblasenableitung sind auch hier Öffnungen 70, 7¹ und Führungsstege 2 3 im bzw. am Schaltgerüst vorgesehen.of the cams J1. 52 allow this, brought into the open position. The movable contact pieces 62, 63 are combined in pairs and connected to one another by means of a flexible line 69 each. For gas bubble discharge, openings 70, 7 ¹ and guide webs 2 3 are also provided in or on the switch frame.

Die Funktion des Ausführungsbeispieles nach Fig.1 ist folgende: Während der vom Kraftspeicher 34 ausgelösten sprunghaften Drehbewegung der Kurvenscheibe 5 werden über die Kniehebel sowie über die Zugstangen 14 und die Gleitstangen 13 die Kontaktbrücken 18 mit den Kontaktstücken 40, 41 bzw. 40', 41' nacheinander in Richtung auf ihre Gegenkontakte 20, 21 bzw. 20', 21' gedrückt. Der Bewegungsablauf ist in seinen einzelnen Phasen in den Fig.8 bis 11, in welchen die Führungsnut in der Abwicklung dargestellt ist, veranschaulicht. Die Führung der Kontaktbrücken wird hierbei von in den Nuten 24, 2 5 laufenden Rollen 26, 27 sowie von den Gleitstangen 13, die in den Bohrungen 15 gleiten, übernommen. Um unterbrechungsfrei von Stufe zu Stufe umschalten zu können, ist die Überbrückung besonders während des in Fig. 6 bzw. 10 dargestellten Schaltaugenblickes erforderlich, wobei die Kontakte IV und III oder umgekehrt III und IV gleichzeitig eingeschaltet sein müssen. Diese Funktion wird auf einfache Weise durch die entsprechende Ausbildung der Führungsnut 9 erreicht. Der nötige Kontaktdruck wird durch eine entsprechend stark ausgelegte Feder 8, welche die Kurvenscheibe 5 belastet, bereitgestellt. Die Gegenfedern 39 der Kontakte 20, 21, 20·, 21' sollen eine weiche und prellarme Schaltung gewährleiten. Die Kurvenscheibe 5 wird von den jeweils in Dreiecksform angeordneten Kontaktgruppen der drei Phasen theoretisch zwar gleichmäßig bzw., symmetrisch belastet, jedoch können ungenaue Montage, Toleranzen in den einzelnen Teilen, ungleicher Kontaktabbrand und ähnliches zu einer ungleichmäßigen Belastung der Kurvenscheibe führen, weshalb diese allseitige Beweglichkeit aufweist. Hierzu besitzt die Kurvenscheibe eine Nabenbohrung mit ballig ausgeführten Lagerflächen 7.The function of the embodiment according to Figure 1 is as follows: During the sudden rotary movement of the cam disk 5 triggered by the energy store 34, the toggle levers as well as via the tie rods 14 and the slide rods 13 the contact bridges 18 with the contact pieces 40, 41 or 40 ', 41' pressed one after the other in the direction of their mating contacts 20, 21 or 20 ', 21'. The sequence of movements is in its individual Phases in Figures 8 to 11, in which the guide groove in the Processing is shown, illustrated. The contact bridges are guided by running in the grooves 24, 2 5 Rollers 26, 27 and the slide rods 13, which slide in the bores 15, are taken over. To uninterruptedly from To be able to switch step to step, the bridging is particularly important during the switching moment shown in FIG. 6 or 10 required, whereby the contacts IV and III or vice versa III and IV are switched on at the same time have to. This function is achieved in a simple manner by the corresponding design of the guide groove 9. Of the The necessary contact pressure is provided by a correspondingly strong spring 8 which loads the cam disk 5. The counter springs 39 of the contacts 20, 21, 20 ·, 21 'are intended to ensure a smooth and low-bounce circuit. The cam 5 is arranged in each case in a triangular shape Theoretically, contact groups of the three phases are loaded equally or symmetrically, but can be imprecise Assembly, tolerances in the individual parts, uneven contact erosion and the like lead to an uneven load the cam lead, which is why this has all-round mobility. The cam has for this purpose a hub bore with spherical bearing surfaces 7.

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Die Feder 8. sorgt nicht nur für den nötigen Kontaktdruck, sie schiebt andererseits die Kurvenscheibe ,jeweils ¹^ die Abbrandhöhe nach, so daß die Kontaktabstände a und b stets gleich bleiben, und zwar unabhängig davon, ob überhaupt ein Kontaktabbrand vorliegt und unabhängig davon,ob dieser an den einzelnen Schaltstücken gleichmäßig ist oder nicht. Somit ist auch bei gleicher Viskosität des Öles bei Jeder Schaltung eine gleichbleibende'Schaltzeit erreichbar. In Fig.8 zeigt die gestrichelte Darstellung den Zustand bei völlig abgebrannten Kontakten 42, 43, 44, 45 mit dem Kontaktabstand b und der nachgedrückten Kurvenscheibe 5. Der Kontaktabstand b ist hierbei gegenüber dem Kontaktabstand a bei nicht abgenutzten Kontakten gleichgeblieben. Die Schaltzeit ist jedoch nicht nur von den zurückzulegenden Schaltwegen, also von den Kontaktabständen abhängig, sondern auch von der Viskosität des Öles und somit insbesondere von den jeweils herrschenden Temperaturen im öl. Unabhängig von der jeweiligen Öltemperatur soll die Schaltzeit konstant bleiben, und zwar ohne da3 Änderungen am Kraftspeicher oder im Schalter selbst vorgenommen werden müssen. Hierzu dienen die Flügel 28, deren Stellung ohne weiteres entsprechend der herrschenden Außentemperatur an die Viskosität des Öles angepaßt werden kann. Das Aufladen der Kraftspeicherfeder 34 erfolgt in bekannter Weise durch Drehen der Ringscheibe 46 im oder entgegen dem Uhrzeigersinn, wobei die Rolle 47 der Zugstange 48 soweit mitgenommen wird, bis diese die feststehende Nut 49 erreicht hat und in dieser wieder in die Ausgangslage zurückschnellt. Gleichzeitig wird von der Zugstange 48 die Gabel 32 mit dem Sperriegel 33 soweit gedreht und der Kraftspeicher gespannt, bis die Nase 50 in die Rastenscheibe 31 einklinkt und im gegebenen Moment die Welle 2 um die Schaltwinkelstrecke "Oi." sprunghaft bewegt. Der Schaltablauf ist in den Fig.4 bis 11 dargestellt. Um die Schalterhöhe möglichst niedrig zu halten, sind die demzufolge nahe beieinander liegenden Kontakte 20 und 21 durch einen Zwischensteg 23 räumlich getrennt, so daß die während des Abhebens der Kontakte entstehenden Gasblasen abgelenkt und durch die Öffnung 22The spring 8. not only provides the necessary contact ^{pressure, on the other hand, it pushes the cam disc, in each case 1} ^ the burn height, so that the contact distances a and b always remain the same, regardless of whether there is any contact burn and regardless of whether whether this is uniform at the individual contact pieces or not. Thus, even with the same viscosity of the oil, a constant switching time can be achieved with every switching. In FIG. 8, the dashed line shows the state when the contacts 42, 43, 44, 45 are completely burned off with the contact spacing b and the cam disk 5 pushed down. The switching time is not only dependent on the switching paths to be covered, i.e. on the contact distances, but also on the viscosity of the oil and thus in particular on the prevailing temperatures in the oil. The switching time should remain constant regardless of the respective oil temperature, without having to make changes to the energy storage mechanism or the switch itself. The wings 28 are used for this purpose, the position of which can be easily adapted to the viscosity of the oil in accordance with the prevailing outside temperature. The energy storage spring 34 is charged in a known manner by rotating the annular disk 46 clockwise or counterclockwise, the roller 47 of the pull rod 48 being carried along until it has reached the fixed groove 49 and snaps back into its starting position. At the same time, the fork 32 with the locking bolt 33 is rotated by the pull rod 48 and the energy storage device is tensioned until the nose 50 latches into the detent disk 31 and, at the given moment, the shaft 2 by the switching angle distance "Oi." moved by leaps and bounds. The switching sequence is shown in FIGS. 4 to 11. In order to keep the switch height as low as possible, the contacts 20 and 21, which are consequently close to one another, are spatially separated by an intermediate web 23, so that the gas bubbles formed during the lifting of the contacts are deflected and passed through the opening 22

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entweichen können, um damit einen Strom-Überschlag zwischen den Kontakten 20 und 21 zu vermeiden.can escape in order to avoid a current flashover between the contacts 20 and 21.

Im Prinzip arbeitet der Schalter des Ausführungsbeispiels nach Fig.3 wie der zuvor beschriebene. Die beiden Kurvenscheiben 51 und 52 werden von den Druckfedern 55 einerseits für den erforderlichen Kontaktdruck und andererseits zwecks Nachschieben bei Kontaktabbrand auseinandergedrückt. Die beiden Naben 53 und 5^ sind zwecks allseitigem Druckausgleich ebenfalls mit einer balligen Bohrung versehen. Abweichend von dem Beispiel nach Fig.1 ist hier jedoch keine Führungsnut vorgesehen, sondern die Kurvenscheiben besitzen einfache Führungsflächen auf denen die Rollen 56 und 57 abrollen. Die damit gewonnene Hubstrecke wird direkt auf die beweglichen Kontakte 62, 63 übertragen, wobei die Rollen und die Kontakte mittels der ortsfest gelagerten Schwenkhebel 60, 61 geführt werden. Mittels der Federn 68 werden dabei die Schwenkhebel stets gegen die Kurvenscheibe gedrückt.In principle, the switch of the embodiment according to FIG. 3 works like that described above. The two cams 51 and 52 are of the compression springs 55 on the one hand for the required contact pressure and on the other hand for the purpose Pushing apart in case of contact erosion. The two hubs 53 and 5 ^ are for pressure equalization on all sides also provided with a spherical hole. However, this differs from the example according to FIG no guide groove is provided, but rather the cam disks have simple guide surfaces on which the rollers 56 and roll 57. The stroke distance thus obtained is transmitted directly to the movable contacts 62, 63, with the Rollers and the contacts are guided by means of the fixedly mounted pivot levers 60, 61. By means of the springs 68 the pivot levers are always pressed against the cam.

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Claims

ί 1J Cylindrical diverter switch with segments arranged Main and auxiliary contacts, in which the movement of the Contacts by means of a cam disk seated on a drive shaft with drive rods on its guide surfaces attack for the contacts, is generated, thereby marked that the cam (5> 51, 52) an annular guide surface (9) running around the drive shaft (2) and having different guide surfaces in the axial direction Has height at which an at least two-armed, stationary lever (11, 60, 61) with one arm is guided while the other arm actuates the contacts (40, 40 ·, 41, 41 ·, 62, 63), and that the cam disc can be axially displaced to a limited extent and is limited on all sides by means of spherical bearing surfaces (6) is movable, a spring (8, 55) constantly pressing the cam against the lever for actuating the contact.

2. Load switch according to claim 1, characterized in that the guide surface is formed by an annular groove (9) in which the levers (11) engage.

3. Diverter switch according to claim 1 or 2, characterized by a deflection linkage (13, 14), which is of the Guide surface generated axial movement in a straight line deflects radial movement of the contacts.

4. Diverter switch according to claim 1, characterized by a direct transmission of the axial, from the cam tapped stroke on the axially movable contacts.

5. Diverter switch according to claim 4, characterized by two opposing cams on the drive shaft (51, 52), as well as a contact system arranged above and below, with the cam disks loaded spring (55) sit between the two cams.

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Diverter switch according to Claims 1 to 5 »characterized by flow webs (23) arranged above the contacts and by flow webs (23) arranged above the contacts Flow openings (22, 25, 70, 71) in the switch housing.

Diverter switch according to Claims 1 to 6, characterized by an adjustable one connected to the drive shaft Wing arrangement (23) for regulating the switching speed.

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