DE2654145A1

DE2654145A1 - Selbsttaetiger netzumschalter zum umschalten eines elektrischen verbrauchers von netzstrom auf notstrom und umgekehrt

Info

Publication number: DE2654145A1
Application number: DE19762654145
Authority: DE
Inventors: William A Moakler; Charles Stotz
Original assignee: Automatic Switch Co
Current assignee: Automatic Switch Co
Priority date: 1976-01-19
Filing date: 1976-11-30
Publication date: 1977-07-21
Also published as: CA1053792A; US4021678A; FR2338560A1; FR2338560B3; JPS5288742A; DE2654145C2; JPS6016829B2

Description

A 12 P 146

Anmelder: AUTOMATIC SWITCH COMPANY, Florham Park, New Jersey, USA ^^

Selbsttätiger Netzumschalter zum Umschalten eines elektrischen Verbrauchers von Netzstrom auf Notstrom und umgekehrt

Die Erfindung bezieht sich auf einen selbsttätigen Netzumschalter zum Umschalten eines elektrischen Verbrauchers von Netzstrom auf Notstrom nach einem vorbestimmten Vorkommnis .

Selbsttätige Netzumschalter sind typische mehrpolige Schalter. So weist ein selbsttätiger Netzumschalter für ein genulltes Dreiphasennetz immer drei Pole zum Schalten der drei Phasenleiter des normalen Stromnetzes bzw. des Notstrom-Netzes auf. Der vierte, der Nulleiter des Normalstrom-Netzes, ist häufig ständig mit dem Nulleiter des Notstrom-Netzes verbunden.

Es hat sich jedoch in bestimmten Fällen herausgestellt, daß die Nulleiter der beiden Netze nicht dauernd miteinander verbunden sein sollten. Ein derartiger Fall ist dann gegeben, wenn in dem Normal-Netz Schutzerdung angewandt wird. In diesem Falle ist es möglich, daß die Nulleiter des abgeschalteten, geerdeten Normal-Netzes bzw, des Not-Netzes eine Lage herbeiführen, in der ein Erdungsfehler im Normalnetz nicht zum

— 2 —

709 8 2 9/0265

ORIGINAL INSPECTE

Ansprechen des Schutzschalters führt. Als Abhilfe ist die Anwendung eines vierten schaltbaren Poles im Umschalter wünschenswert, um die Mulleiter beim Umschalten von einem Netz in das andere ebenfalls zu schalten.

Das Schalten des Nulleiters beinhaltet indessen seine eigenen Probleme. Obwohl "theoretisch vier Pole im Umschalter gleichzeitig geschaltet werden sollen, ist es in der Praxis doch unmöglich sicherzustellen, daß alle vier Schalter, nämlich die drei Phasen-Schalter und der eine Nulleiter-Schalter, die die Last mit einem der Netze verbinden, genau zur gleichen Zeit öffnen. Sollte der Nulleiter-Schalter ainen kleinen Augenblick vor den Phasen-Schaltern öffnen, dann könnten gefährliche unabgeglichene Spannungen auf den Verbraucher gelangen und hier schaden. Solch ein Vorfall könnte sogar die Bedienenden gefährden.

Dieses Problem ist in der DT-OS 25 51 412 angesprochen. Dort ist ein selbsttätiger Umschalter mit einer Einrichtung dargestellt und beschrieben, die den Verbraucher-Nulleiter vom Nulleiter des jeweils abgeschalteten Netzes zunächst abschaltet und dann den Verbraucher-Nulleiter auf den Nullleiter des Alternativ-Netzes zuschaltet, nachdem der Umschalter betätigt wurde, die aber trotzdem sicherstellt, daß der Verbraucher-Nulleiter niemals von einem der Netze

709829/0265

abgeschaltet wird, solange die Phasen zum Verbraucher noch mit den entsprechenden Netzphasen verbunden sind.

Im selbsttätigen Umschalter nach der DT-OS 25 51 412 findet ein einziges Betätigungsmittel wie ein Solenoid, Anwendung, um gleichzeitig die Phasen-Schalter für die Verbraucher-Normalnetz-Verbindung bzw. für die Verbraucher-Notnetz -Verbindung zu steuern. Außerdem betätigt das gleiche Betätigungsmittel die Schalter zum Steuern der Verbindung zwischen dem Verbraucher-Nulleiter und dem jeweiligen Null= leiter der beiden Netze» Im einzelnen haben bei dem selbsttätigen Umschalter nach der schwebenden Anmeldung die drei beweglichen Kontakte der Verbraucher/Notnetz-Phasenschalter ein einziges Schaltgestänge derart* daß alle sechs beweglichen Kontakte dieses gesamten Schaltergestänges um eine einzige Drehachse sich drehen. Ein solcher Umschalter hat nur zwei Ruhestellungenι eine, in der die Verbraucher/ Normalnetz-Schalter geschlossen sowie die Verbraucher/ Notnetz-Schalter offen sind und die andere, in der die Verbraucher/Normalnetz-Schalter offen sowie die Verbraucher/ Notnetz-Schalter geschlossen sind. Außerdem schwingt das Schaltgestänge unter dem Einfluß des Betätigungsmittels derart , daß geschlossene Schalter geöffnet sowie unmittelbar danach die offenen Schalter geschlossen werden.

709829/0265

Obwohl der selbsttätige Umschalter nach der vorherbezeichneten Anmeldung völlig zufriedenstellend arbeitet, ist doch manchesmal ein selbsttätiger Umschalter wünschenswert, in dem der Verbraucher/Normalnetz-Schalter unabhängig von dem Verbraucher/Notnetz-Schalter arbeitet. Als Folge kann die Zeitspanne verlängert werden, während der die Verbraucher-Phasen-Leiter von den Phasen-Leitern beider Netze abgeschaltet sind; z.B. kann die Abschaltung bis zu mehreren Sekunden dauern. Dies ist dann von Bedeutung, wenn zwischen den beweglichen und den festen Kontakten nach dem öffnen eines geschlossenen Phasen-Schalters ein Lichtbogen entstanden ist; eine längere Öffnungszeit der Kontakte stellt sicher, daß der Lichtbogen vor dem Schließen des Schalters erlischt. Außerdem lassen unabhängig voneinander bediente Schalter eine Zwischenstellung zu, in der, wenn gewünscht, beide Schalter-Sätze geöffnet sind. Ferner können Umschalter mit unabhängig bedienten Verbraucher/Normalnetz- bzw. Verbraucher-Notnetz-Phasenschaltern aus genormten Kontaktbzw. Schalter-Elementen gebaut vrerden. Dies ist ein vorteilhafter Gegensatz zu aus Spezial-Schalt-Elementen gefertigten Umschaltern gemäß der DT-OS 25 51 412.

Demnach ist es Aufgabe der Erfindung, einen selbsttätigen Netzumschalter vorzuschlagen, der unabhängig voneinander bedienbare Verbraucher/Normalnetz und Verbraucher/Notnetz-

709829/0265

Schalter aufweist, bei dem auch Mittel nicht nur für das Abschalten des Verbraucher-Nulleiters von dem Nulleiter des jeweiligen speisenden Netzes vorgesehen sind, von dem der Verbraucher gerade abgeschaltet wird, sondern auch für das Zuschalten des Verbraucher-Nulleiters auf das Alternativ-Netz, wenn der Umschalter betätigt wird, wobei dennoch sichergestellt ist, daß der Verbraucher-Nulleiter niemals von einem Netz abgeschaltet ist, solange die Phasen-Leiter des Verbrauchers noch auf das betreffende Netz geschaltet sind.

Dabei soll während des Umschaltens vor dem Abschalten des Verbrauchers von dem Netz, auf das der Verbraucher vorher geschaltet war, der Nulleiter des Verbrauchers auf die Nulleiter beider Versorgungsnetze geschaltet sein und bleiben, bis die Phasen des Verbrauchers auf aas Alternativnetz geschaltet sind; danach wird erst der Nulleiter von dem bisherigen Netz abgeschaltet.

Ferner sollen in dem selbsttätigen Umschalter die Schalter zum Schalten des Abnehmer-Nulleiters auf den Normalnetz- bzw. Notnetz-Nulleiter unabhängig voneinander, jedoch durch die gleichen Betätigungsmittel wie die Phasen-Schalter betätigbar sein.

Schließlich soll der selbsttätige Umschalter Mittel aufweisen, die das gleichzeitige Einlegen der Verbraucher-Normalnetz-

— 6 —

709829/0265

Schalter und der Verbraucher-Notnetz-Schalter verhindern.

Die Lösung der Aufgabe ergibt sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnung und insbesondere aus den Patentansprüchen.

In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung teilweise schematisch dargestellt, wie er in der nachfolgenden Beschreibung beschrieben ist; in der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 ein Schaltschema eines selbsttätigen Umschalters, gemäß der Erfindung,

Fig. 2 bis 6 eine schematische Darstellung der einzelnen Schaltvorgänge in den Phasen- bzw. Nulleiterschaltern ,

Fig. 7 die Draufsicht auf einen Teil einer gegenständlichen Ausführung des erfindungsgemäßen selbsttätigen Umschalters,

Fig. 8 einen Querschnitt durch den selbsttätigen Umschalter entsprechend der Schnittlinie 8-8 nach Fig. 7,

709829/0265

Fig. 9 einen Teil-Querschnitt entsprechend der Schnittlinie 9-9 nach Fig. 7,

Fig. 10 die Seitenansicht, teilweise als Schnitt nach der Linie 9-9 in Fig. 7,

Fig. 11 einen Teilschnitt entsprechend der Linie 10-10 in Fig. 1 und

Fig. 12 bis 16 vier Zwischenstellungen eines Teiles des Schaltgestänges während eines ümschaltvorganges.

Der Gegenstand der Erfindung wird an Hand eines für ein Vierleiter Drei-Phasen-Stromnetz bestimmten selbsttätigen Umschalters beschrieben. Es versteht sich, daß der Erfindungsgegenstand bei anderen Stromsystemen angewandt werden kann. Drei Pole des Umschalters schalten die drei Leistungsphasen auf den Verbraucher, während der vierte Pol den Nullleiter des Verbrauchers schaltet.

Nach dem Schema-Schaltbild gemäß Fig. 1 besteht der zur Erläuterung der Erfindung gewählte selbsttätige Umschalter aus einem Satz Dreiphasenschalter 16 zum Verbinden eines normalen öffentlichen Stromnetzes mit dem Verbraucher und

7 0 9 8 2 9/0265

einem Satz Dreiphasenschalter 17 zum wahlweisen Verbinden des Verbrauchers mit einem Notstromnetz_# beispielsweise aus einem örtlichen Motor-Generator-Satz. Eu jedem der Schalter 16 gehört ein festes Kontaktstück 18 und ein bewegliches Kontaktstück 19, und zu jedem der Schalter gehört ein festes Kontaktstück 20 und ein bewegliches Kontaktstück 21. Jedes feste Kontaktstück 18 ist mit einer Klemme 22 des Umschalters leitend verbunden, welche mit einem Phasenleiter 23 des Wormalnetses verbunden sein kann. Jedes der beweglichen Kontaktstücke 21 ist mit einem Phasenleiter 25 des Notstromnetzes leitend verbunden. Das bewegliche Kontaktstück 19 voa jedem der Schalter 16 ist mit dem festen Kontaktstück 20 von einem der Schalter leitend verbunden und jedes untereinander verbundene Kontakt-Paar HS und 20 ist mit einer Klemme 26 des Umschalters leitend verbunden» Die Klemme 26 kann mit einem der Phasenleiter 39 des Verbrauchers verbunden sein.

Der selbsttätige Umschalter 15 beinhaltet auch einen Nullleiter schalter 30 sowie einen Nulleiterschalter 31 mit einem festen Kontaktstück 32 und einem beweglichen Kontaktstück 33ο Das feste Kontaktstück 29 ist mit einer Klemme des Umschalters leitend verbunden_p welche ihrerseits mit dera UJulieiter 35 des Nonaaliietzes verbunden sein kann = Das bewegliche Kentaktstück 33 ist mit einer Klemme 36

709829/0285

des Umschalters leitend verbunden, welche ihrerseits mit dem Nulleiter 37 des Notstromnetzes verbunden sein kann. Das bewegliche Kontaktstück 30 und das feste Kontaktstück sind leitend verbunden und beide sind mit einer Klemme 38 des Umschalters leitend verbunden, welche ihrerseits mit dem Nulleiter 40 des Verbrauchers verbunden sein kann.

Fig. 2-6 veranschaulichen schematisch, wie die beweglichen Kontaktstücke 19, 21, 30 und 33 sich gegenseitig bewegen. Zu Beginn sind gemäß Fig. 1 und 2 die drei Phasenschalter 16 wie auch der NuIlungsschalter 28 geschlossen, und die drei Phasenschalter 17 sind ebenso wie der Nullungsschalter 31 offen. Mit anderen Worten berühren die beweglichen Kontaktstücke ihre zugehörigen festen Kontaktstücke 18, das bewegliche Kontaktstück 30 berührt das feste Kontaktstück 20; ferner sind die beweglichen Kontaktstücke 21 gegenüber ihren zugehörigen festen Kontaktstücken 20 und das bewegliche Kontaktstück 33 ist gegenüber dem festen Kontaktstück 32 gelüftet. Folglich hängt der Verbraucher am Normalnetz und nicht am Notstromnetz. Es wird nun angenommen, daß aus irgendeinem Grund der Verbraucher vom Normalnetz abgeschaltet und auf das Notstromnetz aufgeschaltet werden soll. Dies kann infolge Ausfalls des Normalnetzes der Fall sein.

Gemäß Fig. 3 beginnt der Umschaltvorgang damit, daß der Nullungsschalter 31 schließt, bevor der Phasenschalter 16

709829/0265

öffnet, wobei der Nullungsschalter 28 geschlossen bleibt. Als nächstes öffnet gemäß Fig. 4 der Phasenschalter 16, während beide NuIlungsschalter 28 und 31 geschlossen bleiben. Folglich ist nunmehr der Verbraucher vom Normalnetz abgeschaltet, aber noch nicht auf das Notstromnetz aufgeschaltet. Danach schließen gemäß Fig. 5 die Phasenschalter 17, wobei die Nüllungsscharter 28 und 31 ebenfalls geschlossen bleiben. Schließlich öffnet entsprechend Fig. 6 der Nullungsschalter 28 und der Nullungsschalter bleibt geschlossen. Somit ist nunmehr der Nulleiter des Verbrauchers vom Nulleiter des Normalnetzes abgeklemmt, während Phasen- und Nulleiter des Verbrauchers mit den Phasen- und Nulleitern des Notstromnetzes verbunden sind. Beim Rückschalten des Verbrauchers vom Notstrom- auf das normale Netz laufen die entsprechenden Schaltschritte in umgekehrter Reihenfolge ab.

Aus Vorstehendem geht hervor, daß das Schließen der Nullungsschalter 28 und 31 das öffnen und Schließen der Phasenschalter 16 und 17 zeitlich überdeckt. Somit sind beide Nullungsschalter 28 und 31 geschlossen und der Nulleiter des Verbrauchers auf die Nulleiter des Normal- und des Notstromnetzes von dem Zeitpunkt an aufgeschaltet, bevor die Phasenleiter des Verbrauchers von den Phasenleitern des Normalnetzes abgeschaltet wurden bis nach dem Zeitpunkt, zu dem

709829/0265

die Phasenleiter des Verbrauchers auf die Phasenleiter des Notstromnetzes aufgeschaltet sind»

Den Fig. 7 bis 10 ist eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Umschalters etwas mehr im einzelnen zu entnehmen» Der Umschalter weist zwei metallische Grundplatten 43 und 44 auf, die auf zwei parallelen Metallschienen 45 und 46 mittels Schrauben 47 befestigt sindo Die Schienen sind hier im Schnitt U-förmig_f mit oben liegendem Steg* Der Schaft jeder Schraube durchsetzt je einen Isolator 48 derart, daß die Grundplatten 43 und 44 von den Schienen 45 und 46 isoliert sind*

Die Grundplatte 43 trägt einen Satz Dreiphasenschalter 16, von denen der Übersichtlichkeit wegen nur einer dargestellt ist» Ähnlich ist auch von dem Satz Dreiphasenschalter 17 nur einer gezeichnet. Außerdem trägt die Grundplatte 43 Betätigungsmittel 49 sowie die Grundplatte 44 Betatigungsmittel 49» Die von den Grundplatten 43 und 44 getragenen Phasenschalter und Betätigungsmittel sind hinsichtlich Aufbau und Wirkungsweise identisch= Deshalb werden im einzelnen- nur die von der Grundplatte 43 getragenen Schalter und Betätigungsmittel beschrieben» Die entsprechenden Teile auf der Grundplatte 44 haben die gleichen jedoch mit hochgesetztem Strich»

709829/028S

7 265AU5

Auf der Grundplatte 43 befinden sich in gewissen! Abstand zwei lotrechte Haltebügel 51 und 52 (Fig. 8 und 9). Am Haltebügel 51 ist mittels eines Stiftes 53 ein Hebel 54 drehbar gehalten, desgleichen am Haltebügel 52 mittels eines Stiftes 55 ein Hebel 56. Zwischen den Hebeln 54 und 56 und an diesen befestigt, erstreckt sich eine Isolierplatte 57.

Die Isolierplatte 57 trägt drei Hauptkontaktstücke 60, die nur in Fig. 7 und 8 dargestellt wurden, und drei Löschkontakte 61 (ebenfalls nur in Fig. 7 und 8 dargestellt), wovon je ein Löschkontakt 61 über seinem Hauptkontakt 60 angeordnet ist. Obwohl bei diesem Äusführungsbeispiel besondere Löschkontakte dargestellt wurden, sind diese nicht bei jedem umschalter erforderlich. Jedes Hauptkontaktstück 60 hat zwei Finger 62, wovon jeder Finger ein bewegliches Kontaktstück 63 trägt, das mit zwei festen Hauptkontaktstücken 64 zusammen wirkt. Jedes Löschkontaktstück hat ebenfalls zwei Finger 65, deren jeder ein bewegliches Löschkontaktstück 66 trägt, die mit zwei festen Löschkontakten 67 zusammen wirken. Jedes Paar fester Kontaktstücke und 67 ist auf einem elektrisch leitenden Kontaktträger 68 angebracht, der wiederum mit einer Klemme 69 mittels einer Leiterschiene 70 leitend verbunden ist. Der Kontaktträger ist gleich wie die Leiterschiene 70 auf einem Isolierklotz

709829/0265

befestigt, welcher seinerseits mit der Grundplatte 43 verbunden ist. Damit ist jedes Paar fester Kontaktstücke und 67 gegenüber jedem anderen derartigen Paar isoliert, wie auch jede Klemme 69 gegen alle anderen Klemmen isoliert ist. Zusätzlich befindet sich je eine lotrechte Isolierplatte 72 zwischen je zwei Kontaktstück- und Klemmen-Gruppen 64, 67 und 60, damit kein Lichtbogen von einer Kontaktstückgruppe auf eine andere überspringen kann.

Die beweglichen Kontaktstücke 63 und 66 werden nachgiebig gegen ihre zugehörigen festen Kontaktstücke 64 und 67 gedrückt. Hierzu erstreckt sich ein von einer Druckfeder 73 umhüllter Zapfen 74 von der Platte 57 aus durch Bohrungen in den Kontakt stücken 60 und 61 nach oben.

In der Praxis ist ein Phasenleiter des Normalnetzes an eine der Klemmen 69 und ein Phasenleiter des Verbrauchers an der anderen aus Fig. 7 ersichtlichen Klemme 69 angeklemmt. Folglich wird durch Einschalten des entsprechenden Phasenschalters, d.h. Berühren von Kontaktstücken 63 und 64 dieses Schalters, ein Stromkreis von einer der Klemmen 69 über eines der festen bzw. beweglichen Kontaktstücke 64 bzw. 63, weiter über das Hauptkontaktstück 60 und über die v/eiteren beweglichen bzw. festen Kontaktstücke 53 bzw. 64 bis zur anderen Klemme 69 gebildet. Derart wird jeder der drei Phasenleiter des Nornalnetzes mit dem entsprechenden

709829/0265

2654U5

des Verbrauchers verbunden. In ähnlicher Weise ist einer der Notstrom-Phasenleiter an einer der Klemmen 69' und
der entsprechenden Verbraucher-Phasenleiter an die andere Klemme 69' angeklemmt. Derart ist jeder Verbraucher-Phasenleiter mit dem entsprechenden Notstrom-Phasenleiter verbunden, nachdem die Phasenschalter 17 geschaltet wurden.

In Fig. 7 und 8 sind die Phasenschalter 16 geschlossen und die Phasenschalter 17 offen dargestellt. Ss ist zu bemerken, daß durch Drehen der Hebel 54 und 56 sowie der Platte 57 im Uhrzeigersinn (Fig. 3) um die durch die Stifte 53 und 55 bestimmte Achse die Schalter 16 geöffnet werden.

Umgekehrt werden die Schalter 17 durch Drehen der Hebel
54' und 56' sowie der Platte 57' entgegen dem Uhrzeigersinn um die durch die Stifte 53' und 55' bestimmte Achse geschlossen. Wie die Hebel 53 und 55 (und die Hebel 53'
sowie 55') drehbar gelagert sind, wird anschließend beschrieben.

Aus Fig. 7 und 11 ist zu ersehen, daß ein Bügel 77, der
mittels Schrauben 78 an den Platten 43 und 44 angeschraubt ist, sich über deren Kanten hinaus erstreckt. Am oben
liegenden Steg des Bügels 77 ist ein Isolierstück 79 befestigt, an dessen Oberseite wiederum die zwei Nullungs-

709829/0265

schalter 28 und 31 befestigt sind. Da diese beiden Schalter in Aufbau und Wirkungsweise einander gleichen, wird nur der Schalter 28 im einzelnen beschrieben; einander entsprechende Teile des Schalters 31 tragen die gleichen Bezugszeichen, jedoch mit einem hochgesetzten Strich.

Die Normalnetz-Nullungsklemme 34 befindet sich an einem Ende einer festen Leiterschiene 80, welche auf dem Isolierstück 79 befestigt ist. An ihrem anderen Ende weist die Schiene zwei rechtwinklig hochstehende Bügel auf, so daß dieses Ende oberhalb des IsolierStückes 79 eine öffnung zeigt. Von der Unterseite des Endes 81 wird ein festes Kontaktstück 29 gehalten. An einem Ende eines Hebels 82 ist ein bewegliches Kontaktstück 30 derart befestigt, daß es das Kontaktstück berühren kann. Der Hebel 82 ist zwischen einem ü-förmigen Bügel 84 auf dem Isolierstück 79 mittels eines Stiftes ö3 drehbar gelagert. Eine zwischen dem Isolierstück 79 und dem Hebel 82 angeordnete Druckfeder 85 zwingt das bewegliche Kontaktstück 30 zu ständiger Berührung mit dem festen Kontaktstück 29. Auf der Oberfläche des Hebels 82 ist miteis einer Schraube 89 ein L-förmiger Bügel 88 befestigt. An seinem obereren Ende nimmt der Bügel 88 in einer Bohrung eine Stange 90 beweglich auf. An einem Ende der Stange 90 ist eine Scheibe 91 befestigt, während das andere Ende mittels Gewinde in ein zylindrisches Isolierstück 92 ausläuft.

709829/0265

2654 H5

Am anderen Ende des Isolierstückes 92 ist mittels Gewinde ein Ösenstück 93 eingeschraubt, das seinerseits mittels einer Schraube 94 mit einem Winkelstück 95 drehbar verbunden ist. Letzteres ist auf der Platte 57 befestigt. Auf der Stange 90' ist zwischen dem Bügel 88' und dem Isolator 92* eine Scheibe 91' befestigt.

Wenn sich die Platte 57' in der aus Fig. 11 ersichtlichen Stellung befindet, welche der "Aus"-Stellung der Phasenschalter 17 entspricht, wird der Nullungsschalter durch die Feder 85 in der "Ein"-Stellung gehalten. Andererseits ist der Nullungsschalter 31 offen, wenn die Platte 57 in der aus Fig. 11 ersichtlichen Stellung sich befindet, die der "Ein"-Stellung des Phasenschalters 16 entspricht. Dies deshalb, weil die gegen den Bügel 88' gedrückte Scheibe 91' eine Drehung des Hebels 82' um den Stift 83" und damit ein öffnen der Kontaktstücke 32 und 33 gegen die Kraft der Feder 85' bewirkt.

Aus Fig. 7 ist weiter zu entnehmen, daß die Verbraucher-Nullungsklemme 38 sich auf einer über eine Leiterlitze 97 leitend mit den Hebeln 82 und 82' verbundenen Leiterschiene befindet. Daher ist die Nullungsklemme 38 leitend mit der Normalnetz-Nullungsklemme 34 verbunden, wenn der Nullungsschalter 28 eingelegt ist. Andererseits ist die Verbraucher-Nullungsklemme 38 leitend mit der Notstromnetz-Nullungs-

709829/0265

klemme 36 verbunden, wenn der Nullungsschalter 31 eingeschaltet ist.

An der Unterseite des Winkelsbügels 95 ist ein weiterer Winkelbügel 100 befestigt. Der lotrechte Schenkel des Winkelbügels 100 nimmt eine Schraube 101 auf, die auch in einem Langloch 10.2 eines Winkelstückes 103 gleitet. Ein Schenkel des Winkelstückes 103 ist an einem Ende einer festen Stange 104 befestigt, die von einer Isolierhülle 105 umhüllt wird. Das andere Ende der Stange 104 ist mit einem ösenstück 106 verbunden, welches mittels der Schraube 101 drehbar an dem Winkelbügel 10O¹ angebracht ist. Die Stange 104'ist ein Teil der Mittel, die entweder den Phäsenschaltersatz 16 oder 17 am Einschalten hindern, wenn der jeweils andere Phäsenschaltersatz bereits oder noch eingeschaltet ist.

Die Betätigungsmittel 49 und 49' sind hinsichtlich Aufbau und Betriebsweise identisch, weshalb nur das Betätigungsmittel 49 im einzelnen beschrieben wird. Die entsprechenden Teile des Betatigungsmittels 49' tragen die gleichen Bezugszahlen, jedoch durch einen hochgesetzten Strich ergänzt. Nach Fig. 7 und 10 ist auf der Grundplatte 43 ein kanalförmiger Bügel 108 befestigt, innerhalb dessen ein seitlich offenes Gehäuse 109 angebracht ist, das einen Solenoiden

709829/0265

2654H5

aufnimmt. Dieser enthält einen axial beweglichen Anker 111. Leitungen 112 dienen zum Unterspannungsetzen des Solenoiden, um diesen zu erregen. Der Anker 111 ist drehbar über eine Lasche 113 mit einem zylindrischen Gewicht 114 verbunden, das mittels eines Stiftes 115 drehbar zwischen den beiden lotrechten Schenkeln 116 des Bügels 108 gelagert ist.

Ein zweiter Stift 119 erstreckt sich von dem Gewicht 114 parallel zum Stift 115, jedoch exzentrisch in bezug auf die durch den Stift 115 bestimmte Drehachse. Der Stift ragt durch einen bogenförmigen Schlitz 120 (Fig. 10) bis in einen der Schenkel 116 des Bügels 108. Das freie Ende des Stiftes 119 erstreckt sich in einen geraden Schlitz (Fig. 12), der aus einem Hebel 122 herausgearbeitet ist. Dieser erstreckt sich vom Hebel 54, der wiederum die Platte 57 trägt. Der Stift 119 kann in dem Schlitz 121 gleiten. Ein U-förmiger Handgriff 123, dessen beide Arme mit dem Gewicht 114 verbunden sind, umgreift dieses von oben her. Durch die Handgriffe 123 und 123' lassen sich die Schalter 16 bzw. 17 in gleicher Weise von Hand betätigen wie durch die Solenoide 109 und 109'.

Das Gewicht 114 kann sich zwischen zwei Extrem-Stellungen drehen, von denen eine aus den Fig. 7, 10 und 12 entnommen v/erden kann. Sobald der Solenoid 110 für einen Augenblick

709829/0265

265AH5

erregt wird, wandert der Anker 111 in den Solenoiden, d.h. in Fig. 10 nach links. Dies veranlaßt eine Drehung des Gewichtes 114 entgegen dem Uhrzeigersinn. Sobald der Solenoid spannungsfrei wird, erzwingt die Hasse des Gewichtes 114 dessen Drehung bis zu der aus Fig. 14 und 16 ersichtlichen entgegengesetzten Extremstellung. Der Unterschied zwischen diesen beiden Extremstellungen ist aus dem Vergleich der Lage des Stiftes 119 in Fig. 10 und 12 einerseits bzw. Fig. 14 und 16 andererseits ersichtlich. Sobald der Solenoid 110 wieder erregt wird, kehrt das Gewicht in seine aus Fig. 10 und 12 ersichtliche Ausgangsstellung zurück.

Die Fig. 7 bis 12 zeigen die Stellung der Schalter-Teile, wenn der Verbraucher auf das Normalnetz aufgeschaltet und vom Notromnetz abgeschaltet ist. Folglich sind die Phasenschalter 16 und der NuIlungsschalter 28 geschlossen, die Phasenschalter 17 und der Nullungsschalter 31 hingegen offen. Der Grund dafür, daß der Nullungsschalter 31 offen ist (Fig. 11 und 12) besteht darin, daß die an der Stange 90¹ befestigte Scheibe 91' den Bügel 88' erfaßt und ihn entgegen dem Uhrzeigersinn (Fig. 11 und 12) um den Stift 83' gegen die Kraft der Feder 85 \ gedreht hat, so daß das bewegliche Kontaktstück 33 von dem festen Kontaktstück 32 gelüftet ist.

709829/0265

2654Η5

Der Ablauf während des ümschaltens vom Normalnetz auf das Notstromnetz ist am besten aus den Fig. 12 bis 16 ersichtlich. Jede dieser Figuren zeigt einzelne Teile des Umschalters während eines ganz bestimmten Zeitpunktes. Es sind die Gewichte 114, 114· und die zugehörigen Stifte 119, 119* zu sehen. Zusätzlich zeigen alle Bilder die Phasenschalter 16 und 17, wowie die Nullungsschalter 28 und 31, ferner zugehörige Gestängeteile. Außerdem zeigen Fig. 12 und 16 die Stange 104 und ihre endseitigen Anschlüsse.

Nach Erregen des Solenoids 110 bewegt sich der Anker 111 in den Solenoiden hinein, d.h. nach links gemäß Fig. 12. Während dieser Änfangsbewegung wird das Gewicht 114 ein wenig entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht (vergl. Fig. 12 und 13). Diese Anfangsdrehung des Gewichtes 114 veranlaßt die Platte 57, sich etwas im Uhrzeigersinn um den Stift 53 zu drehen und zwar infolge des Zusammenwirkens des Stiftes 119 mit dem Schlitz 121 im Hebel 54. Diese leichte Drehung der Platte 57 bewirkt nicht ein öffnen der Phasenschalter 16, weil die Feder 73 die Phasenschalter geschlossen hält. Jedoch verursacht diese Anfangsdrehung der Platte 57 eine ähnliche leichte Drehung des Winkelbügels 95' auf der Platte 57; hierdurch wird die Stange 90* nach rechts bewegt (siehe Fig. 12). Somit sind beide Nullungsschalter 28 und 31 geschlossen, während die Phasenschalter 16 noch nicht geöffnet haben.

709829/0265

Zufolge Entregen des Solenoids 110 dreht die Masse des Gewichtes 114 dieses in die aus Fig. 14 ersichtliche Lage. Der im Schlitz 121 des Hebels 54 gleitende Stift 119 veranlaßt die Platte 57 zu einer Drehung im Uhrzeigersinn um den Stift 53, wodurch die Phasenschalter 16 sich öffnen. Gleichzeitig bleiben die Nullungsschalter 28 und 31 geschlossen. Beide Sätze Phasenschalter 16 und 17 sind nunmehr offen.

Zufolge Erregen und Entregen des Solenoids 110' bewegt sich der Anker 111' in den bzw. aus dem Solenoid, um das Gewicht 114* aus der Stellung nach Fig. 12 in die Stellung gemäß Fig. 15 zu bewegen. In der Stellung gemäß Fig. 15 hat das Gewicht 114 nahezu seine Endstellung erreicht. Als Folge des Zusammenwirkens von Stift 119' und Schlitz 121" wurde die Platte 57' entgegen dem Uhrzeigersinn um den Stift 53' derart gedreht, daß die Phasenschalter 17 schließen. Nunmehr sind, wie in Fig. 15 gezeigt, die Nullungsschalter 28 und 31 ebenfalls geschlossen. Während des letzten Bewegungsabschnittes des Gewichtes 114¹, d.h. von der Lage nach Fig. 15 in die Lage nach Fig. 16, vollendet die Platte 57' ebenfalls ihren letzten Drehungsabschnitt um den Stift 53', wodurch der Winkelbügel 95 die Stange 90 nach links zieht. Dieser letzte Abschnitt der Linksbewegung bewirkt, daß die Scheibe 91 den Bügel 88 und damit den

709829/0265

Hebel 82 entgegen dem Uhrzeigersinn um den Stift 83 dreht, was ein öffnen des Nullungsschalters 28 gegen die Kraft der Feder 85 bewirkt. Somit öffnet der Nullungsschalter 28 erst nach dem Schließen des Phasenschalters 17.

Wenn der Verbraucher vom Kotstroranetz wieder abgeschaltet und auf das normale Netz aufgeschaltet werden soll, öffnet der Solenoid 110' zunächst die Phasenschalter 17, worauf der Solenoid 110 die Phasenschalter 16 schließt. Während dieses Vorganges schließt zunächst der Nullungsschalter 28, sodann öffnen die Phasenschalter 17, worauf die Phasenschalter 16 schließen; danach öffnet der Nullungsschalter 31

In Fig. 12 ist die Stange 104 an ihrem linken Ende mit dem Winkelbügel 100 drehbar verbunden, welcher mit der Platte 57' sich bewegt; das rechte Ende der Stange 104 ist mit dem Winkelbügel 10O¹ drehbar verbunden, der sich mit der Platte 57 bewegt. Nachdem die Phasenschalter 16 geschlossen wurden, wäre es erforderlich, das Gewicht 114' im Uhrzeigersinn zu bewegen, wenn die Phasenschalter 17 schließen, wozu der Winkelbügel 100 sich entgegen dem Uhrzeigersinn dreht. Mit anderen Worten wurde die Schraube 101 am Winkelbügel 100 nach rechts gedreht (Fig. 12), wodurch auch die Stange 104 nach rechts gedrückt wird. Die Kraft auf dem Winkelbügel 10O¹ würde dazu tendieren, die Platte 57 entsprechend dem Uhrzeigersinn um den Stift 53 zu drehen.

-23-

709829/0265

Aus Fig. 12 ist indessen zu ersehen, daß eine vom Stift 53 zum Stift 119 gezogene Linie senkrecht auf einer Linie steht, die vom Stift 119 zum Stift 115 gezogen wird, um welchen das Gewicht 114 sich dreht. Folglich können der Hebel 54 und die Platte 57 erst dann um den Stift 53 gedreht werden, wenn das Gewicht 114 bewegt wurde. Daher hat die rechtsgerichtete Kraft der Stange 104 auf den Winkelbügel 100' keine Wirkung. Als Folge ist es unmöglich, die Phasenschalter 17 zu schließen _r solange die Phasenschalter 16 geschlossen sind. Fig. 16 zeigt den gleichen Effekt, wenn der Phasenschalter 17 geschlossen und der Phasenschalter 16 offen ist. Mit anderen Worten ist es in dieser Lage unmöglich, die Phasenschalter 16 zu schließen, solange die Phasenschalter 17 noch geschlossen sind.

Zu bemerken ist, daß auch ein elektrischer Block ein Erregen der Solenoide 110 und 110' mit der Wirkung ausschließen könnte, daß beide Phasenschaltersätze gleichzeitig schließen. Da aber jedes Gewicht 114, 114' mit einem handbedienten Griff 123 versehen ist, ist es vorteilhaft, die Stange 104 mit einem mechanischen Block zu versehen. Es ist ferner zu bemerken, daß die Stange 90 im Isolator 92 längeneinstellbar ist, um die Lage der Scheibe 9T einzujustieren. Damit ist der Punkt im Bewegungsablauf festlegbar, zu dem der MuIlungsschalter öffnet. Ähnlich ist die Stange 90' im Isolator 92' längeneinstellbar, um den öffnungs- bzw. Schließzeitpunkt des Wullungsschalters 31 einzuregeln.. .
• -24-

709829/0265

Leerseite

Claims

Patentanspruch e_.

1. j Selbsttätiger Umschalter zum Umschalten eines

V J ■%

elektrischen Verbrauchers von einem normalen Strom- "^

netz auf ein Kotstromnetz und umgekehrt, gekennzeichnet durch folgende Teile:

a) einen ersten Satz Phasenschalter für die Verbindung zwischen dem normalen Stromnetz und dem Verbraucher,

b) einen zweiten Satz Phasenschalter für die Verbindung zwischen dem Notstromnetz und dem Verbraucher,

c) einen ersten Nullungsschalter zur Verbindung zwischen dem Nulleiter des normalen Stromnetzes und dem Kulieiter des Verbrauchers,

d) einen zweiten Nullungsschalter zur Verbindung.zwischen dem Nulleiter des Notstromnetzes und dem Nulleiter des Verbrauchers,

e) Betätigungsmittel zum öffnen und Schließen des ersten Satzes Phasenschalter,

f) Betätigungsmittel zum öffnen und Schließen des zweiten Satzes Phasenschalter mit der Maßgabe, daß diese

Betätigungsmittel unabhängig von den Betätigungs- _|

mitteln des ersten Satzes Phasenschalter sind,

g) Steuermittel zu den Betätigungsmitteln, derart abhängig, daß der zweite Nullungsschalter geschlossen ist, bevor der erste Satz Phasenschalter öffnet und daß der zweite JSFullungsschalter nach dem Schließen des ersten Satzes Phasenschalter öffnet und

709 8 29/0265

öffnet.

h) Steuermittel für die Betätigungsmittel, die derart abhängig wirken, daß der erste Nullungsschalter vor dem öffnen des zweiten Satzes Phasenschalter schließt und daß der erste Nullungsschalter nach dem Schließen des zweiten Satzes Phasenschalter

2. Selbsttätiger Umschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schließen eines Satzes Phasenschalter bei geschlossenem anderen Satz Phasenschalter verhindernde Mittel eingebaut sind.

3. Selbsttätiger Umschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Satz Phasenschalter einen Satz feste Kontaktstücke und einen mit diesen zusammenwirkenden Satz beweglicher Kontaktstücke beinhaltet und daß mechanische, das Betätigen der beweglichen Kontaktstücke steuernde Sicherungsmittel vorgesehen sind.

4. Selbsttätiger Umschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherungsmittel eine steife, mit beiden Sätzen beweglicher Kontaktstücke drehbar verbundene Stange beinhaltet.

709829/0285

5. . Selbsttätiger Umschalter nach Anspruch 3, dadurch

gekennzeichnet/ daß das Sicherungsmittel das öffnen geschlossener Phasenschalter verhindernde _s jedoch nach Bedienen der Betätigungsmittel zulassende Hittel bei jedem der Betätigungsmittel beinhaltet.

6. Selbsttätiger Umschalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das mit jedem der Betätigungsmittel verbundene Mittel ein um eine feste Achse schwenkbares Teil ist, daß ein fester bogenförmiger Schlitz mit einem Krümmungsmittelpunkt auf genannter Achse einen aus dem schwenkbaren Teil herausragenden in dem bogenförmigen Schlitz gleitbaren Stift aufnimmt„ daß ferner eine drehbar befestigte Lasche zum übertragen der Bewegungen von dem Stift auf die beweglichen, durch die Betätigungsmittel betätigten Kontaktstücke vorhanden ist, wobei die LängserStreckung öer Lasche senkrecht auf einer zwischen dem Stift und der festen Achse gedachten Linie dann steht, wenn die entsprechenden Phasenschalter geschlossen sind, so daß die Lasche

: nur schwenken kann, wenn der Stift durch die Betätitungsmittel bewegt wird.

7* Selbsttätiger Umschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Satz Phasenschalter einen Satz fester Kontaktstücke und einen Satz beweglicher

-27-

709829/0265

Kontaktstücke beinhaltet, daß ferner jeder Nullungsschalter ein festes Kontaktstück und ein bewegliches Kontaktstück hat, daß das Steuermittel eine die beweglichen Kontaktstücke des ersten Satzes Phasenschalter mit dem beweglichen Kontaktstück des zweiten Nullungsschalters verbindende Lasche aufweist und daß auch eine Lasche die beweglichen Kontaktstücke des zweiten Satzes Phasenschalter mit dem beweglichen Kontaktstück des ersten Nullungsschalters verbindet.*,

8. Selbsttätiger Umschalter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnetj, daß jede Lasche drehbar sowohl mit den beweglichen Kontaktstücken des entsprechenden Satzes Phaseasehalter als auch mit; dem beweglichen Kontaktstück des entsprechenden Huilungsschalters verbunden ist und daß ein Leerlauf zwischen den Laschen nnä den jeweiligen beweglichen Kontaktstücken vorgesehen ist.

ο Selbsttätiger umschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein elektrisches BetätigtangsHiifctel eingebaut ist=,

10. Selbsttätiger Umschalter nach Anspruch 9, dadurch gekennseichnetj, daß das Betätigungsmittel ein Solenoid ist.

709829/0265