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Laststufenschalter Die Erfindung betrifft einen Laststufenschalter
ait mehreren Vakuumschaltröhren als Lastumschalter, einer unter Federspannung stehenden
Nockenscheibe und je einer Schubstange zur programmierten Hin- und Herbewegung der
beweglichen Kontakte Jeder Vakuumschaltröhre in axialer Ausrichtung mit den festen
Kontakten unter einwirkung der Nockenscheibe und Einspannung der Schub stange mittels
einer unabhängig abgestütsten Feder, sowie mit einer an einem an der Nockenscheibe
bfestigten Heblarm angreifenden diese betätigenden Spannfeder.
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Die Verwendung von Vakuumschaltröhren in Laststufenschaltern ist genügend
bekannt. Binde Vakuumschaltröhre ist wegen ihrer langen Betriebslebendsdauer und
ihrer großen Abschaltleistung in der Anwendung an Transformatoren großer Leistung
vorteilhaft. Lin anderer Vorteil bei der Benützung von Vakuumschaltröhren in Laststufenschaltern
besteht darin, daß sie das ganze Gerät kompakt machen und die Notwendigkeit des
Austauschens des Öles in den Schaltkammern vermeiden, weil die Lichtbögen in den
Vakuumbehältern auftreten und das Öl nicht verschmutzen können. Trotzdem bringt
die Verwendung von Vakummschaltröhren in Laststufenschaltern auch einige Schwirigkeiten
mit sich, s.B. bei der Betätigung einer größeren Anzahl von Vakuumschaltröhren in
einer vorgewählten Reihenfolge entsprechend den notwendigen schaltschritten, bei
der Regelung der Öffnungs- und schaltgeschwindigkeiten Jeder Vakuumschaltröhre und
beim Zusammendrücken der einander gegenüberstehenden Kontaktelemente mit einer ausreichenden
Kraft, um die Schalter zu schließen.
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Beispielsweise ist in einem Laststufenschalter gemäß den Figuren 1
- 3 jeder bewegliche Kontakt 2 normalerweise in geringer Entfernung gegenüber dem
zwgehörigen festen Kontakt 1 einer jeden Vakuumschaltröhre 10 (siehe das schematische
Seitenschnittbild in Figur i) und diese Kontakte sind geschlossen, wenn die Schubstange
3 des beweglichen Kontakts 2 durch die Wirkung der Feder 4 vorgedrückt ist.
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Zum Öffnen der Kontakte wird eine Rolle 8 an der Schubstange 3 gegen
die Wirkung der Feder 4 mittels einer Nocke 7, die auf einer runden Nockenscheibe
6 angebracht ist, nach unten weggedrückt. Ein Antriebsarm 11 ist an der Welle 9
der Nockenscheibe 6 befestigt. Bin Anschlag 13 wirkt zusamen mit dem Antriebsarm
11, der an seinem äußeren Ende von einer Spannfeder 12 gehalten wird. Das andere
Sunde der Spannfeder 12 ist bei P gehalten und kann mit geeigneten Mitteln vorgespannt
werden (nicht gezeigt). Der Zeichnung kann entnommen werden, daß der bewegliche
Kontakt 3 normalerweise von der Feder 4 in die Schließrichtung gedrückt wird. Deswegen
wird zum Schließen des Schalters die Nockenscheibe 6 durch die zusammengefaßten
Federkräfte der vorgespannten Feder 12 und der Feder 4 angetrieben. Dagegen zum
Öffnen des Schalters wird die Nockenscheibe 6 durch eine reduzierte Federkraft angetrieben.
Das bedeutet, daß der Schalter 10 eine große Schließgeschwindigkeit und eine hrabgesetzte
Öffnungsgeschwindigkeit besitzt, die genau entgegengesetzt ist zu den Forderungen
die normalerweise an das Verhalten eines gewöhnlichen Vakuumschalters gestellt werden.
Darüberhinaus wird bei der vorstehend beschriebenen Anordnung, die nicht mit einem
Mechanismus zur Entwicklung einer der Geschwindigkeit proportionalen Bremskraft
versehen ist, die Schaltgeschwindigkeit mit der Zeit größer und deswegen ist eine
feine und empfindliche Einjustierung unverzichtbar, um eine genaue Schaltfolge zu
realisieren. Auch wird die Schaltgeschwindigkeit leicht durch unbestimmbare Faktoren,
wie z.B. die Veränderungen
in der Reibung des Antriebsmechanismus,
beeinflußt. Eine witere Schwierigkeit besteht darin, eine gleichmäßige konstante
Schaltgeschwindigkeit an einer Vielzahl von Vakuumschaltröhren einzuhalten, da,
wie oben erwähnt, die Schaitgeschwindigkeit dieser Vakuumschaltröhren mit der Zeit
undifiniert größer wird. Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
die obengenannten Nachteile zu vermeiden und die von einem Laststufenschalter gestellten
Forderungen zu erfüllen.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch erfüllt, daß beim Schließvorgang
jeder Vakuumschaltröhre (10) die besonders abgestützte Feder (4) entgegen der Spannvorrichtung
der Spannfeder der Nockenscheibe (12) und die resultierende Kraft vermindert, wohingegen
beim Öffnungsvorgang jeder Vakuumschaltröhre die Wirkungsrichtung beider Federn
(10) gleichsinnig sind und ihre Kräfte sich addieren (4, 12).
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Anhand der anliegenden Zeichnungen werden der Erfindungsgedanke, weitere
Ausgestaltungen und ihre Wirkungsweise erläutert: Fig.1 zeigt einen Seitenschnitt
einer bekannten Anordnung; Fig.2 zeigt einen Seitenschnitt einer Vakuumschaltröhre
einschließlich einer Nocke im Eingriff im senkrechten Schnitt zur Papierebene der
Anordnung von Fig.1; Fig.3 zeigt die Untersicht der Nockenscheibe aus Fig.1 Fig.4
u. 6 sind schematische Darstellungen zur Erläuterung eines Erfindungsbeispiels;
Fig.5 zeigen Diagramme der Geschwindigkeit der Nockenscheibe und davon unabhängig
die Geschwindigkeit der Schubstange des beweglichen Kontakts eines Vakuumschalters
gemäß Fig.4 bzw Fig.6;
Fig.8 ist ein Diagramm der Geschwindigkeit
der Nockenscheibe in Abhängigkeit von der Zeit oder mit anderen Worten ein Diagramm,
das die Vorgänge an den Vakuumschaltern Vi, V2, und V3 einer Phase; Fig.9 ist ein
senkrechter Schnitt durch eine Vakuumschaltröhre und die zugehörige Nockenanordnung
gemäß einem Erfindungsbeispiel; Figur zeigt den Schnitt senkrecht zur Papierebene
von Fig.9 Fig. 11 ist die Untersicht, die das Zusammenspiel der Spannfeder, des
Schwingarmes und des Öldämpfers zeigt; Fig. 12 ist ein senkrechter Seitenschnitt
durch die Nockenanordnung gemäß einer Weiterbildung der Erfindung; Fig. 13a-13g
sind senkrechte Schnitte zur Darstellung und des Zusammenspiels des Öldämpfers,
der Nockenscheibenwelle, des Schwingarmes und der Spannfeder von Fig.9 in Schrittfolgen;
Fig. 14 ist die Schaltung eines Laststufenschalters, auf der die Erfindung anwendbar
ist; Fig. 15 ist das Zeitdiagramm der drei vorhandenen Vakuumschaltröhren; Fig.16a
u. 16b sind Abwicklungen zur Darstellung des Zusammesnspiels der Nockenscheiben
und der Rollen, von den letzteren jede einer Vakuumschaltröhre zugeordnet; Fig.
17 ist ein Einschaltschema der Schaltung von Fig. 14.
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In den Figuren sind gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern und
gleichen Symbolen bezeichnet: Vi, V2, V3, 10 ... vacuum switch Vakuumschaltröhre
t ... fixed contact fester Kontakt 2 ... movable contact beweglicher Kontakt 6 ...
cam disc Nockenscheibe 9 ... drive shaft Antriebswelle 11 ... swinging arm Schwingarm
12 ... biasing spring Spannfeder 40 ... small piston kleiner dämpfer 23, 25... spring
Feder 28 ... roller Rolle 29 ... cam Nocke 36 ... cam adapted to forcedly Nocke
zum Auseinanderpull apart the contacts reißen der Kontakte which are apt to be welded
together 50 ... oil damper Öldämpfer Die Erfindung betrifft eine Anordnung, bei
welcher jeder bewegliche Kontakt von dem zugehörigen festen Kontakt mit tels einer
Schubstange, die zugleich von zwei Federn 4 und 16 gespannt wird, weggetrieben wird,
wobei während der Schließung des Schalters die spannende Feder 16 in der Richtung
wirkt, daß sie die Spannung der Feder 4 aufhebt, wogegen während des Abschaltvoganges
sie in der gleichen Richtung wirkt, so daß sie die Kraft der Feder 4 verstärkt.
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Die in Betracht zu ziehenden Probleme bestehen in der Einstellung
der Kraft, die für das Zusammenführen der Elektroden notwendig ist, für die Kompensation
der Kontaktabnützung und die Kraft, die notwendig ist un auch zusammengeschweißte
Kontakte voneinander zu trennen, was später behandelt wird.
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Um die Geschwindigkeit der Nockenwelle zu regeln, kann an der Nockenwelle
ein Puffermechanismus angebracht sein.
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Beispielsweise kann auf die Welle der Nockenscheibe über einen Hebelarm
ein Olstoßdämpfcr wirken. Um die Geschwindigkeit der Nockenscheibe zu variieren,
kann der Ölstoßdämpfer einen Kolben mit einer einfachen Welle in einem Zylinder
aufweisen. An der Welle ist ein Hebelarm drehbar befestigt und ein Paar Zylinderkammern
mit jeweils einem Kolben ist miteinander durch eine Flüssigkeitsverbindung, die
einen querschnittreduzierten Dämpfungsbereich enthält, verbunden. Diese Anordnung
ist schematisch in den Figuren 4 - 6 gezeichnet. In diesen Zeichnungen wird ein
bewegliches Element Mx, (einschließlich der Nockenscheibe) von einer Masse M und
mit einem Spiel x normalerweise in einer Richtung durch die Feder 25 mit einer Kraft
F25 gedrückt,so daß ein gewählter Abstand zwischen dem beweglichen Element und dem
festen Element eingehalten wird.
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Um eine Antriebskraft F12 auf die Nockenscheibe auszuüben, ist eine
Spannfeder 12 mit dem beweglichen Element M, x verbunden, der Zylinder ist mittels
eines Hebelarmes mit der Nockenscheibe verbunden, um hierdurch auf die Nockenscheibe
eine Bremskraft auszuüben. Eine Durchflußöffnung mit einem Dämpfungsquerschnitt
a verbindet die beiden Zylinderkammern, so daß die inneren Drücke Pl und P2 auf
die druckaufnehmenden Flächen A der beiden Zylinderkammern aufgebracht werden können,
um eine Bremskraft auf ihre Kolben auszuüben.
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Ausgenommen, daß durch die Wirkung der Spannfeder die Nockenscheibe
in einer Richtung gedreht wird (Schließrichtung) lauten die Gleichung der Bewegung
und die Gleichung der Strömung wie nachfolgend dargestellt, vorausgesetzt, daß die
Kräfte der Federn 25 und 12 konstant sind dx2 F12 - F25 = M - Pl A .....................
(1) dt² Ax = a' 2 Pl .................. (2)
worin a der Fließkoeffizient
und p die Öldichte sind. Die Stellung x und die Geschwindigkeit x sind in Figur
5 dargestellt. Die Endgeschwindigkeit ic wird wie folgt ausgedrückt: 3 2(F12 - F25
1 xc = aα A 2 # 2 ............... (3) Wenn die Nockenscheibe durch die Wirkung
der Spannfeder 12 in der entgegengesetzten Richtung gedreht wird (Öffnungsrichtung)
addiert sich die Kraft der Feder 25 zu der Kraft der Spannfeder 12. In diesem Falle
lauten die Gleichung der Bewegung und die Gleichung der Strömung wie folgt:
2 Ax = aα . P . P2 P2 ...............(5) Der Ausdruck für die Endgeschwindigkeit
lautet
Diese Kennlinien sind graphisch in Figur 7 dargestellt.
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Aus den Figuren 5 und 7 ist Kenntlich, daß xo größer wird als ic,
auch wenn die gleiche Spannfeder 12 verwendet ist.
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Wenn die Antriebseinheit die vorbeschriebene Anordnung aufweist, wird
die Beziehung zwischen der Geschwindigkeit und der Zeit der Nockenscheibe so gewählt,
daß die Vakuumschaltröhren V1, V2 und V3, die in der Schaltung gemäß Figur 14 angeordnet
sind, entsprechend der in Figur 8 gezeigten Kurve arbeiten. Das wird nun unter Bezugnahme
auf den konventionellen typischen Stufenschalter mit einem Widerstand und drei
Schaltröhren,
wie in Figur 14 gezeigt, besprochen, Bei der Umschaltung der Stufe von Anzapfung
Ti, wenn sich der Vakuumschalter V1 in der geschlossenen Stellung und die Vakuumschalter
V2 und V3 in der offenen Stellung befinden, auf Anzapfung T2, wird wie aus dem Betriebsdiagramm
von Figur 15 entnommen werden kann, zuerst der Vakuumschalter V3 mit einer bestimmten
Geschwindigkeit geschlossen und nach einem Zeitverzug von tl der Vakuumschalter
V1 mit einer vergrößerten Geschwindigkeit geöffnet und dann nach einem Zeitverzug
von t2 der Vakuumschalter V2 geschlossen. Auf diese Weise werden die Vakuumschalter
V1, V2 und V3 in vorbestimmten Geschwindigkeiten eingeschaltet und ausgeschaltet
in Übereinstimmung mit der ausgewählten Schaltfolge, so daß eine ideale Betriebekurve
erzielt wird.
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Den weiteren in den Figuren 9 - 11 gezeigten Beispielen liegt das
Vorhergesagte zugrunde. Entsprechend dem in Figur 14 gezeigten Laststufenschalter
mit einem Widerstand und drei Schaltröhren werden für jede Phase drei Vakuumschalter
V1, V2 und V3 vorgesehen. Deswegen enthält ein zwei- bzw. dreiphasiger Laststufenschalter
6 bzw 9 Vakuumschaltröhren. Eine Anzahl von Nocken, deren Anzahl gleich ist derjenigen
der vorhandenen Vakuumschaltröhren wird auf dem Umfang einer runden Scheibe angeordnet
und die genannte Zahl von Vakuumschaltröhren wird in Abständen entsprechend den
zugehörigen Nocken, wie in Figur 16 gezeigt, angeordnet.
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Figur 9 zeigt ein schematisches Bild zur Erläuterung der Konstruktion
eines Laststufenschalters gemäß dieser Erfindung, in welchem der Ausschnitt, der
aus einer Vakuumschaltröhre und der Nockenscheibe besteht in einem senkrechten Schnitt
gezeigt ist, so daß die Zusammengehörigkeit der zum. Antrieb der Nockenscheibe verwendeten
Spannfeder und des Ölstoßdämpfers dargestellt ist. Figur 10 ist eine
Schnittzeichnung
längs der Linie A-A von Figur 9 und Figur 11 ist eine Ansicht von der Unterseite
der Nockenscheibe, die das Zusammenspiel zwischen Nockenscheibe, Spannfeder und
Ölstoßdämpfer aufzeigt.
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In der geöffneten Stellung stehen sich der feste Kontakt 1 und der
bewegliche Kontakt 2 der Vakuumschaltröhre 10 in einem bestimmten kleinen Abstand
gegenüber. Der bewegliche Kontakt 2 ist funktionell und mittels eines Faltenbalges
hermetisch abgeschlossen an einer Schubstange 21 befestigt, die aus dem Vakuumbehälter
herausragt und kann mit dem festen Kontakt 1 in Berührung gebracht und von diesem
gelöst werden. Eine kleine Kolben-Zylinderanordnung ist an der entgegengesetzten
Seite der Schubstange 21 angebracht. Obwohl im gezeigten Beispiel die Schubstange
21 am Kolben 22 bfestigt ist, ist es nicht notwendig, besonders darauf hinzuweisen,
daß die Schubstange 21 genauso gut am Zylinder 24 befestigt sein kann. Innerhalb
des Zylinders 24 ist eine Feder 23 in einem normalerweise vorgespannten Zustand
nthalten, so daß sie den Kolben 22 gegen das obere Ende des Zylinders 24 drückt.
Eine Schubstange 26, an deren vorderen Ende eine Rolle 28 angebracht ist, ist mit
dem Ende des Zylinders 24 entgegengesetzt von der Kontaktschubstange 21 befestigt.
Eine Scheibe 6 ist drehbar auf der Welle 9 angebracht. An dem der Rolle 28 benachbarten
äußeren Umfang der Scheibe 6 ist eine Anzahl von Nocken ausgebildet mit bestimmten
gegenseitigen Abständen, so daß jede Rolle 28 entweder gegen die Oberfläche einer
Nocke 29 oder gegen die tieferliegende Oberfläche der Scheibe 6 gedrückt ist. Zu
diesem Zweck ist Jede Rolle 28 immer gegen die Scheibe 6 durch eine Feder 25, die
sich gegen eine feste Platte 27 abstützt, angedrückt. Mit anderen Worten die Feder
25 wirkt immer so, als ob sie den beweglichen Kontakt 2 vom festen Kontakt 1 wegdrücken
wollte. Wie in Figur 1 gezeigt, ist ein Schwinghebel 11 mit einem Ende an die Welle
9 zur Drehung
der Scheibe 6 befestigt und wie nachstehend beschrieben
wird, ist eine Spannfeder 12 in das andere Ende des Schwinghebels 11 eingehängt.
Die Welle trägt auch einen weiteren Hebel 33, dessen vorderes Ende drehbar an einem
Bolzen der Kolben-Zylinderanlage 50, die als Oldämpfer wirkt, befestigt ist.
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Dieser Oldämpfer enthält ein Paar Kolben, die gleitend in einem gemeinsamen
Zylinder untergebracht und an den entgegengesetzten Enden einer einzelnen Schubstange
befestigt sind. Diese Kolben besitzen gleiche Druckflächen und der Zylinder ist
in der Mitte aufgeschnitten, so daß der Hebel 33 durch die Öffnung in den Zylinder
hereinreichen kann und er ist an seinem von der genannten Welle 9 entgegengesetzten
Ende an der Kolbenstange in etwa der Mitte drehbar gelagert.
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Der Hebel ist an der Welle 9 so abgestützt, daß er sich in der entgegengesetzten
Seite in den Schwinghebel 11 fortsetzt, der mit der Spannfeder 12 verbunden ist.
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Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist der dämpfer 50 an die Antriebswelle
9 für die Nockenscheibe 6 angebaut. Da er jedoch zur Aufrechterhaltung der vorgewählten
konstanten Geschwindigkeiten der Vakuumschalter beim Öffnen und Schließen vorgesehen
ist, kann der Öldämpfer 50 auch an die Nockenscheibe 6 angebaut sein, oder er kann
direkt mit dem Schwinghebel 11 zusammengebaut sein, ohne in Verbindung mit der Welle
9 zu stehen Eine Flüssigkeitsumleitung ist so angeordnet, daß die beiden Zylinderkammern
des Öldämpfers 50 über eine Durchflußdrossel 24 miteinander in ko-nunizierender
Verbindung stehen. Die Spannfeder 12 ist entgegengesetzt von der Welle 9 in das
Sunde des Schwinghebels 11 eingehängt und das entgegengesetzte Bnde P der Spannfeder
12 kann mit geeigneten Mitteln verschoben werden (nicht gezeigt).
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Somit wird, wenn die Nockenscheibe 6 sich in einer Stellung befindet,
in der der Schwinghebel 11 durch Anschlagen an Anschlag 13 festgehalten int, die
Spannfeder 12 gespannt und setzt den Schwinghebel 11 unter Spannung. Beim eingang
des
Umschwingbefehls zieht sich der Anschlag 13 zurück und die Nockenscheibe 6 wird
durch Wirkung der Spannfeder 12 um einen vorbestimmten Winkel gedreht, bis der Anschlag
13 wieder anschlägt. In dieser Stellung ist die Spannfeder 12 wieder gespannt. Beim
Eingang des nächsten schaltbefehls tritt der Anschlag 13 zurück und die Nockenscheibe
6 wird durch Wirkung der Spannfeder la in der entgegengesetzten Richtung gedreht,
bis sie wider in ihre ursprüngliche Stellung zurückkommt.
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Figur 16 zeigt die Beziehung zwischen der Nockenscheibe 6 und des
Öffnungs- und Schließungsvorgangs des Vakuumschalters einer Phase. Bevor die Wirkungsweise
der Erfindung im ganzen beschrieben wird, erscheint es zweckmäßig, die Arbeitsweise
eines Laststufenschalters unter Bezugnahme auf die Figuren 14 und 16a und 16b zu
erklären. Figur 14 neigt die für eine Phase geeignete Schaltung entsprechend eienm
Ausf2hrungsbeispiel der Erfindung. In der gezeigten Schaltstellung fließt der Last
strom vor der Transformatoranzapfung T1 zum Sternpunkt 0 durch den Vakuumschalter
V1.
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Wenn in dieser Stellung auf die Anzapfung T2 umgeschaltet werden soll,
wird zuerst der Schalter V3 geschlossen um einen Kurzschluß über den Widerstand
R zu bilden. Nach Ablauf der Zeit t1 (Figur 15) gemessen vom Schließen des Schalters
V3 wird der Schalter Vi geöffnet, um die Kontakte zu stabilisieren. In dieser Stellung
fließt der Belastungsstrom von der Anzapfung T2 zum sternpunkt über einen Widerstand
R. Nach Ablauf der Lichtbogenzeit t2, nachdem der schalter V1 geöffnet hat, wird
der Schalter V2 geschlossen.
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In dieser Stellung fließt der Belastungsstrom von der Anzapfung T2
zum Sternpunkt 0 über den Schalter V2, womit die Stufenumschaltung vollendet ist.
Um die Anzapfungen von T2 auf T1 umzuschalten, verändert sich der Schaltzustand
der Vakuumschalter von Figur 16b auf Figur 16a.
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Um die beim Schließen jedes Vakuumschalters entstehenden Erschütterungen
zu mildern und die Abschaltbelastbarkeit Jedes Vakuumschalters aufrecht zu erhalten,
ist es notwendig, die Schließgeschwindigkeit von der Abschaltge-Schwindigkeit unterschiedlich
zu gestalten, wie in Figur 9 gezeigt. Unter der beispielsweisen Zugrundelegung eines
typischen Vakuumschalters wird im Folgenden die Wirkungsweise unter Bezugnahme auf
die Figuren 9, 10 und 11 beschriben.
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Wenn sich der Vakuumschalter in geschlossenem Schalt zu stand befindet,
wird das äußere Ende der Spannfeder 12 durch ein nichtgezeigtes Element in der Stellung
P gehalten.
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In dieser Stellung liegt der Schwinghebel 11 am Anschlag 13 an und
die Spannfeder 12 ist gespannt. Wenn der Anschlag 13 ausrückt, wird die Nockenscheibe
6 auf ihrer Welle 9 durch die Wirkung der Spannfeder 12 mit zunehmender Beschlounigung
gedreht. Unter diesen Verhältnissen wirkt die Feder 25 (Figur 9) in einer solchen
Richtung, daß sie die Wirkung der Spannfeder 12 aufhebt. Andererseits wird der Kolben
31 nach links verschoben, wenn die Nockenscheibe 6 gedreht wird, wie in Figur 11
erkennbar, so daß das Öl aus der linien Zylinderkammer durch die Drossel 34 herausgedrückt
wird.
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Zu diesem Zeitpunkt erhöht sich der Druck innerhalb der linken Zylinderkammer,
so daß ein Druck auf den Kolben ausgeübt wird-und die Geschwindigkeit der Nockenscheibe
6 herabgesetzt wird. Somit läuft die Rolle 28 auf der Nocke 29 so, daß die Schubstange
26, der kleine Kolben 22 und die Schubstange 21 nach oben gestoßen werden, die den
beweglichen Kontakt 2 in Berührung mit dem festen Kontakt 1 bringen.
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Die Veränderung der relativen gegenseitigen Lage der Schubstangen
21 und 26 kann durch Kompression der Feder 23 kopensiert werden und Jeder Vakuumschalter
wird in einen vollleitenden Zustand gebracht. In der Stellung, in welcher der Schwinghebel
11 gegen den Anschlag 13' ansteht und die Spann-1
feder 12 mit
ihrem äußeren Ende in der Stellung P' liegt (wie in Figur 11 gestrichelt gezeichnet)
und sich in gespanntem Zustand befindet, dreht sich die Nockenscheibe 6 um einen
vorbestimmten Winkel in der entgegengesetzten Richtung , wenn der 13' zurückgezogen
wird. In diesem Falle wirkt der Öldämpfer 50 und die Wirkung der Feder 25 addiert
sich zu derjenigen der Spannfeder 12, so daß jeder Vakuumschalt er mit verstärkter
Kraft geöffnet werden kann.
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Der möglichen Gefahr, daß die Elektroden zusammengeschweißt sind,
kann zusätzlich begegnet werden1 wenn auf der Nockenscheibe zusätzliche äußere Auflaufkeilnocken
angeordnet werden (Fig. 12). Auf diese Weise wird, wenn die Rolle 28 auf die keilförmig.
Oberfläche dieser Keilnocke 36 auf läuft, der bewegliche Kontakt vom festen Kontakt
kraftvoll weggerissen.
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Die Figuren 13a - 13 g zeigen die aufeinanderfolgenden Schritte der
Zusammenwirkung der Spannfeder und des 01-dämpfers für den Federarm. Beispielsweise
angenommen, daß der Strom durch die Anzapfung T1 fließt, das äußere Ende der Spannfeder
12 in der in Figur 13a gezeigten Stellung sich in P' befindet, der Anschlag 13 den
Hebelarm 11 festhält und der Kolben 31 des Öldämpfers 50 in einer nach rechts verschobenen
Stellung im Zylinder festgehalten ist. Wenn nun ein Umschaltbefehl kommt, wird zuerst
die Stufenanwahl vorgenommen (jedoch im Falle, wenn die Anzapfungen von T1 nach
T2,wie in Figur 14 gezeigt, umgeschaltet werden sollen, erfolgt keine Stufenanwahl)
und das äußere Ende der Spannfeder wird nach P (Figur 13b) verlagert und die Spannfeder
12 wird gespannt. Darauf schaltet der Stufenwähler um, der Anschlag 13 löst aus
und der Schwinghebel 11 und der Hebel 33 und demzufolge der Kolben 31 werden,wie
in Figur 13c gezeigt,-rlagert Schließlich stoppt der Stufenschalter in der Stellung
von Figur 13d und die Stufenumschaltung ist vollendet. In dieser Stellung wurde
die Spannfeder 12 entspannt und der Schwinghebel 11 liegt am Anschlag 13' an.
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Gleichzeitig mit dem Umschalten des Stufenschalters von Anzapfung
T2 zu T1 oder von T1 zur nächsten Anzapfung wird das äußere Ende der Spannfeder
12 in die Stellung von Figur 13e verlagert. Im Augenblick, wenn der Stufenwähler
umschaltet, gibt der Anschlag 13 frei und der Schwinghebel 11, der Hebel 33 und
der Kolben 31 werden in die Stellung von Figur 13g verlagert, ul die Stufenumschaltung
zu vollziehen.
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In dieser Stellung wird die Spannfeder 12 entspannt und der Schwinghebelll
steht am Anschlag 13 an und wird in dieser Stellung festgehalten.
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Es muß nicht besonders darauf hingewiesen werden, drß die Rollen 28,
die den inzelnen Valuumschaltern zugeordnet sind, längs der Oberflächen der Nockenscheiben
6 und Nocken 29 in bestimmten gegenseitigen Abständen wandern, wie in Figur 16 gezeigt.
Die Abstände sind so gewählt, daß sie der graphischen Schaltzeitendarstellung von
Figur 17 entsprechen, die die Betriebszeiten der Vakuuschalter V1, V2 und Y3 zeigt.
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Darüberhinaus sind entsprechend dieser Erfindung die Schlicß-und die
Öffnungszeiten entsprechend Figur 15 gewählt und damit die Bedingungen eines Stufenschalters
optimal erfüllt.
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Obwohl sich die vorstehende Beschreibung auf eine Drstellung eines
typischen Stufenschalters mit einem Widerstand und drei Schaltröhren beschränkt
hat, kann die Erfindung ebensogut auf Geräte mit zwei Widerständen und vier Schaltröhren
und auf andere Geräte mit unterschiedlichen Schaltbildern angewendet werden.
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- Patentansprüche -