DE2909534A1

DE2909534A1 - Transformator

Info

Publication number: DE2909534A1
Application number: DE19792909534
Authority: DE
Inventors: Donald W Owen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-05-11
Filing date: 1979-03-10
Publication date: 1980-09-18
Also published as: US4256932A; GB2044549A

Description

Transformator
Die Erfindung betrifft allgemein eine Vorrichtung zum Transformieren von Wechselspannungen, insbesondere einen Regeltransformator und eine Schalteinrichtung für die Anwendung bei relativ hohen Spannungen. Solche Transformatoren mit wechselnden Ausgangs spannungen werden zur Energieversorgung bei auf Ölfeldern betriebenen Einrichtungen und dergleichen gebraucht.
Es sind Regeltransformatoren mit Einstellmitteln bekannt, die an der sekundärseitigen Wicklung, an der primärseitigen Wicklung oder an beiden Wicklungen angreifen. Dabei sind Ausgangsanordnungen mit Anzapfungen oder Schaltern verwendet worden, um das jeweils gewünschte Windungszahlverhältnis einzustellen und die gewünschte Spannungstransformation zu erreichen, jedoch wurde dies bei den meisten solchen Transformatoren lediglich dadurch erreicht, daß ein bestimmter Anteil aller Windungen entsprechend den jeweils gewünschten Ausgangsdaten ausgewählt wurde. Bei Transformatoren dieser Art mit einer statistischen Auswahl der Anteile der gesamten Wicklung konnten die Kern- und Wicklungsverluste nicht optimal klein und gleichförmig gehalten werden, um das Wicklungs- und Kernvolumen mit höherer Wirksamkeit auszunutzen; dieser Punkt spielt eine wichtige Rolle für Anwendungen zur Energieversorgung mit hoher Spannung, auf die sich die vorliegende Erfindung besonders bezieht.
Nach dem USA-Patent 3 083 331 enthält ein Transformatoraufbau, bei dem eine primärseitige (oder sekundärseitige) Vielfachwicklung verwendet wird, eine Wählschalteranordnung, mittels derer die Vielfachwicklung im Primärkreis zur Erzielung eines bestimmten Ausgangs in wechselndem Umfang hintereinander oder parallel geschaltet werden kann. Bei diesem Transformator sind die primärseitigen Vielfachwicklungen symmetrisch zu der sekundärseitigen Wicklung angeordnet, und die Leckimpedanz von entsprechenden Abschnitten der primärseitigen Wicklungen, die durch den Schalter miteinander verbunden werden, sind unter allen Arbeitsbedingungen des Transformators gleich. Die Schalteranordnung gestattet, daß Abschnitte der Vielfachwicklungen wahlweise so miteinander verbunden werden können, daß ein zunehmender Übergang von einer reinen Reihenschaltung zu einer reinen Parallelschaltung erfolgt.
Während der Transformator mit einer solchen Serien-Parallel-Schaltungsanordnung der Wicklung über einen weiten Bereich von Spannungen eine gute Auswahl von Ausgangsspannungen liefert und Verluste im Kern und in der Wicklung gering bleiben, verlangt sein Aufbau notwendigerweise eine Anordnung verschiedener Wicklungen oder Abschnitte der primärseitigen Wicklung, bei der diese Wicklungen oder Abschnitte in gegenläufigen Richtungen um den Kern herumgeführt werden, um die gewünschte Symmetrie gegenüber der sekundärseitigen Wicklung zu erreichen. Dies ist notwendig, um die Leckimpedanz über die miteinander verbundenen Teile der beiden primärseitigen Wicklungen oder Abschnitte auf einem gleichen Wert zu halten.
Der erfindungsgemäße Transformator ist eine einstellbare Vorrichtung zum Transformieren hoher Spannungen, bei der die sekundärseitige und/oder primärseitige Wicklung des Transformators in Form von Paaren getrennter Wicklungen mit gleicher Windungszahl vorliegt, deren jede in eine gleiche Anzahl von Anzapfungsabschnitten in der Weise unterteilt ist, daß einzelne Abschnitte jedes Wicklungspaares innerhalb der sekundärseitigen und/oder primärseitigen Wicklung durch einen Vielfach-Tandemschalter besonderer Konstruktion angesteuert wird, um eine Verbindung und Wechselwirkung zu bewirken, die weite Änderungen des Transformationsverhältnisses bei minimaler Veränderung des Wicklungsverlustes und bei größerer Leistung und Kapazität innerhalb eines kleineren Körpervolumens gestattet, d.h. bei einer geringeren Masse des Kerns und des Leitungsmaterials. Wie bei dem bekannten Transformator werden gekreuzte Verbindungen zwischen entsprechenden Enden jeder der Vielfachwicklungen hergestellt, die für die sekundärseitige oder für die primärseitige Wicklung des Transformators bestimmend sind, so daß die miteinander verbundenen Wicklungen wahlweise und zunehmend von einer Verbindung mit einer reinen Reihenschaltung in eine Verbindung mit einer reinen Parallelschaltung übergehen.
Der erfindungsgemäße Transformator ist durch die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale gekennzeichnet.
Vorteilhafte Ausbildungen und Weiterentwicklungen des Transformators sind durch die Merkmale der Unteransprüche gekennzeichnet.
Der erfindungsgemäße Transformator ist gegenüber dem vorgenannten bekannten Transformator im Aufbau verbessert, denn die Vielfachwicklungen in der primärseitigen und/oder sekundärseitigen Wicklung sind gleichlaufend und gleichsinnig auf den Kern des Transformators und auf ein gemeinsames Isolierpapier gewickelt, das die Windungen der Wicklung und die verschiedenen Wicklungen voneinander trennt. Obgleich bei diesem Aufbau der Transformator nicht während aller Betriebsarten gleiche Leckreaktanz über entsprechende Abschnitte der Paare von Wicklungen besitzt, wie dies bei dem vorbekannten Transformator der Fall ist, wird der Betrieb des Transformators dadurch nicht signifikant beeinträchtigt. Der Wicklungsverlust und der Anstieg der Wicklungstemperatur, die sich daraus ergeben, sind nur ganz geringfügig größer als sie sein würden, wenn die durch die von den Wicklungsabschnitten gebildeten und durch den Tandemschalter so verbundenen parallelen Strompfade fließenden Ströme infolge der gleichen Reaktanz in den parallelgeschalteten Abschnitten exakt gleich wären.
Dadurch, daß der erfindungsgemäße Transformator so aufgebaut ist, daß seine sekundärseitigen oder primärseitigen Vielfachwicklungen gleichlaufend auf eine gemeinsame Bahn von Isolierpapier aufgebracht und in gleichlaufender Windungsrichtung um den Kern gewickelt werden, können gegenüber dem vorbekannten Transformator ganz erhebliche Arbeitskosten gespart werden und darüberhinaus, was von besonderer Bedeutung ist, die Kurzschlußfestigkeit des Transformators gegenüber dem bekannten Transformator vergrößert werden. Dies ergibt sich daraus, daß die die Vielfachwicklung der primärseitigen oder sekundärseitigen Wicklung des Transformators bildende Leitungswicklung auf gemeinsamem Isoliermaterial erfolgt, während bei dem vorbekannten Aufbau zwei getrennte Bahnen von Isoliermaterial in entgegengesetzten Richtungen zu verschiedenen Zeiten aufgewickelt werden.
Im weitesten Sinne besteht der erfindungsgemäße Transformator aus einem Kern, einer um den Kern gewickelten primärseitigen Wicklung und einer um den Kern gewickelten sekundärseitigen Wicklung. Die primärseitige oder die sekundärseitige Wicklung oder beide sind in ein oder mehrere Paare von Teilwicklungen unterteilt. Die Teilwicklungen innerhalb jedes Paares haben eine gleiche Windungszahl und ungefähr gleichen Widerstand. Sie sind körperlich voneinander getrennt und gleichsinnig um den Kern auf gemeinsames, körperlich aus einem Stück bestehendes Isoliermaterial gewickelt, das die Teilwicklungen innerhalb jedes Paares von Teilwicklungen körperlich miteinander verbindet und ihrer Trennung voneinander unter Kurzschlußkräften widersteht. Die Teilwicklungen innerhalb jedes Paares von Teilwicklungen haben eine gleiche Anzahl von Anzapfungsabschnitten.
Die Teilwicklungen innerhalb jedes Paares von Teilwicklungen sind über einen speziellen Tandemschalter miteinander so verbunden, daß bei Betätigung des Tandemschalters die Anzapfungsabschnitte innerhalb jeder Teilwicklung des betreffenden Paares wahlweise so verbunden werden können, daß eine äquivalente Zahl von Anzapfungsabschnitten in jeder der paarweisen Teilwicklungen parallelgeschaltet ist, wobei die übrigen Abschnitte innerhalb des die paarweisen Teilwicklungen enthaltenden Kreises in Reihe geschaltet sind. Der besondere Tandemschalter dient daher dazu, wahlweise die Anzapfungsabschnitte innerhalb der Teilwicklungen jedes Paares von Teilwicklungen miteinanderzu verbinden, um die jeweils gewünschte Wicklungsanordnung am Ausgangsanschluß zu erhalten, so daß alle Abschnitte innerhalb jedes Paares von Teilwicklungen eingeschaltet sind und in allen wählbaren Schalterstellungen im stromführenden Pfad liegen. Wegen der gleichsinnigen Wicklung der Teilwicklungen um den Transformatorkern innerhalb jedes Paares von Teilwicklungen in Verbindung mit der Art, in der mittels des speziellen Tandemschalters bestimmte Anzapfungsabschnitte der Teilwicklungen wahlweise parallel zueinander geschaltet werden können, sind die parallelgeschalteten Abschnitte der Teilwicklungen in den meisten gewählten Schalterstellungen asymmetrisch in Bezug auf die andere Wicklung oder die anderen Wicklungen (primärseitig oder sekundärseitig) des Transformators angeordnet, die verwendet werden, um in den Teilwicklungen Stromfluß zu induzieren, und die Leckreaktanz ist daher in den verschiedenen gepaarten Anzapfungsabschnitten solcher Teilwicklungen ungleich Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung führen die Leitungen von den Paaren sekundärseitiger Teilwicklungen zu einer besonderen Verbund-Tandemschaltanordnung aus einem Paar im Abstand angeordneter Tandem-Drehschalter, die auf Lücke oder gegeneinander versetzt an einem Stützteil angeordnet sind, um den Zugang zu jedem der Schalter und ihre Verbindung mit den von den Anzapfungsabschnitten der Teilwicklungen des Transformators ausgehenden Leitungen zu erleichtern. Jeder Tandem-Drehschalter enthält eine gemeinsame Bedienungswelle und einen Handgriff, der dazu dient, ein Paar von Kontaktgliedern gleichlaufend zwischen ausgewählten Leitungsanschlüssen der Teilwicklung, die an die Anzapfungsabschnitte jedes Paares von Teilwicklungen angeschlossen sind, fortzuschalten. Die mit den jeweiligen Leitungen von den Teilwicklungen verbundenen Schalteranschlüsse sind räumlich so ausgerichtet, daß die Überlappung und Überkreuzung zwischen den ankommenden Leitungen minimal ist, und sie sind in körperlichem Abstand voneinander angeordnet und stützen sich an einem minimalen Bauteil ab, das wirtschaftlich herstellbar ist.
Eine wichtige Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Transformator zu schaffen, der durch die Art, in der die Wicklungen des Transformators um den Kern angeordnet sind, leichter und wirtschaftlicher herstellbar ist und bei dem die wirtschaftliche Herstellung mit einer minimalen Zunahme der Wicklungs- und Kernverluste erreicht wird, ohne daß während des Betriebs die Temperatur zunimmt.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Transformator hoher Kurzschlußfestigkeit zu schaffen.
Eine andere Aufgabe der Erfindung besteht darin, bei einem Transformator eine verbesserte Schaltanordnung zur wahlweisen Ansteuerung der Eingangs- oder Ausgangsspannung über einen weiten Bereich von Transformationsverhältnissen anzugeben.
Eine andere Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Transformator mit einer im Vergleich zu seinem Umfang und seinem Gewicht erhöhten Leistungsfähigkeit zu schaffen.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Transformator mit einstellbarem Transformationsverhältnis zu schaffen, bei dem der Fluß im Kern im wesentlichen konstant ist, d.h. die Kernverluste im wesentlichen konstant sind.
Ferner ist eine Aufgabe der Erfindung die Schaffung eines einstellbaren Transformators, in dem alle Wicklungsteile in allen Ausgangs- und/oder Eingangs-Anzapfungsstellungen zur Einstellung des Transformationsverhältnisses verwendet werden.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen einstellbaren Tranformator zu schaffen, der im Vergleich zu vorbekannten Transformatoren bei im wesentlichen konstantem Volt-Ampere-Ausgang weite Spannungsänderungen geStattet und bei dem die Wicklungsverluste minimal und bei allen eingestellten Spannungen ungefähr gleich sind.
Eine weitere Aufgabe besteht schließlich in der Schaffung einer verbesserten Verbund-Tandemschalteranordnung für einen Transformator mit Vielfachpaaren von sekundärseitigen oder primärseitigen Teilwicklungen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Abbildungen dargestellt und werden nachfolgend anhand der Bezugs zeichen im einzelnen erläutert und beschrieben.
Fig. 1 ist eine schematische Ansicht eines nach der Erfindung ausgebildeten Transformators, bei welcher ein Teil des Transformatorgehäuses weggebrochen dargestellt ist, um die Bauteile innerhalb des Gehäuses zu zeigen.
Fig. 2 ist eine schematische Ansicht des Transformators außerhalb seines Gehäuses und zeigt bei herausgenommenem Kern die Art und Weise, wie die Primär- und Sekundärwicklungen des Transformators zueinander angeordnet sind.
Fig. 3 zeigt einen Schnitt längs der Linie 3-3 von Fig. 2.
Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch einen Teil der bei dem Transformator benutzten Primärwicklung.
Fig. 5 ist eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen einstellbaren Transformators.
Fig. 6 zeigt verschiedene Darstellungen von-paarweise einander zugeordneten Teilwicklungen, die in verschiedenen Schaltstellungen miteinander verbunden sind, zusammen mit ihren jeweiligen berechneten Verlusten für die Zustände gleicher Windungszahlen pro Wicklungsabschnitt.
Fig. 7 ist eine Seitenansicht und zeigt eine Art von mehrfachem Tandemdrehschalter, wie er bei dem Transformator nach der vorliegenden Erfindung benutzt wird.
Fig. 8 ist eine Vorderansicht des in Fig. 7 dargestellten Tandemdrehschalters.
Fig. 9 zeigt einen Schnitt längs der Linie 9-9 von Fig. 7.
Fig. 10 ist eine Rückseitenansicht des in den Figuren 7 bis 9 dargestellten Tandemdrehschalters.
Fig. 11 ist eine Seitenansicht einer anderen Ausführungsform eines Drehschalters, der bei dem erfindungsgemäßen Transformator anwendbar ist.
Fig. 12 zeigt einen Schnitt längs der Linie 12-12 von Fig. 11.
Fig. 13 ist eine Rückseitenansicht eines der beiden Tandemdrehschalter, die bei dem in Fig. 11 dargestellten mehrfachen Drehschalter verwendet sind.
Fig. 14 zeigt einen Schnitt längs der Linie 14-14 von Fig. 13.
Fig. 15 zeigt einen Schnitt längs der Linie 15-15 von Fig. 13.
Fig. 16 zeigt einen Schnitt längs der Linie 16-16 von Fig. 13.
Fig. 17 zeigt einen Schnitt längs der Linie 17-17 von Fig. 16.
Der in Fig. 1 dargestellte Transformator enthält ein Gehäuse 10 von zylindrischer Grundform, in welchem der Transformatorkern und die Trasformatorwicklung, die generell mit t2 bezeichnet sind, angeordnet sind. An der Außenseite des Gehäuses sind Paare von Sekundärklemmen vorgesehen. Bei dem dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung sind zwei Paare X1,X2,X3 und X4 von Sekundärklemmen vorgesehen, die den zwei Paaren von Sekundärteilwicklungen entsprechen, auf die unten eingegangen wird. An der Oberseite des Transformators ist ein Paar von isolierten Primärklemmen H1 und H2 vorgesehen.
Der innerhalb des Gehäuses 10 angeordnete Tranformator enthält einen Weicheisenkern 18 aus verlustarmem, kornorientiertem Siliziumstahl in einem Aufbau mit verteiltem Luftspalt. Die Wicklungen des Transformators sind um einen Schenkel des Weicheisenkerns 18 herumgelegt, der sich zentral durch diese hindurcherstreckt, und sind von einer Isolierpapierhülle 20 umschlossen. Eine Gruppe 22 von elektrischen Leitungen geht von einem Paar von Teilwicklungen aus, die einen Teil der Sekundärwicklung des Transformators bilden, und eine zweite Gruppe 24 von elektrischen Leitungen verläuft nach oben von einem Verbindungspunkt zu angezapften Abschnitten innerhalb eines zweiten Paares von Teilwicklungen, welche einen anderen Teil der Sekundärwicklung des Transformators darstellen. Die Gruppen 22 und 24 von Leitungen sind an ihren oberen Enden mit einem Paar von zusammengebauten Tandemdrehschaltern 26 und 28 verbunden, die wahlweise verschiedene, einander entsprechende Wicklungsabschnitte innerhalb der beiden Paare von Teilwicklungen der Sekundärwicklung miteinander verbinden, so daß eine einstellbare Transformation der Spannung von dem primärseitigen Eingang zu dem sekundärseitigen Ausgang erreicht wird. Auf der Außenseite des Gehäuses gegenüber der in Fig. 1 dargestellten Seite ist eine geeignete Schalteranordnung des Transformators angeordnet, durch welche ein Eingangswechselstrom an die Primärwicklung des Transformators anlegbar ist.
Die Figuren 2 bis 4 der Zeichnungen zeigen die Art und Weise, wie die Wicklungen des Transformators orientiert und aufgebaut sind. Der Weicheisenkern 18 ist aus den Wicklungen herausgezogen, um die Beschreibung des Wicklungsaufbaus zu erleichtern. In Fig. 2, die eine etwas schematische Darstellung ist, ist die zentrale öffnung, welche einen Schenkel des Kerns aufnimmt, mit 30 bezeichnet und von einem geeigneten, relativ steifen Isolierpapier 31 umgeben. In diese öffnung ist ein Wickelkern eingesetzt, um dort herum die Wicklungen zu bilden.
Beim Wickeln der Wicklungen des Transformators werden anfänglich um die öffnung 30 ein Paar von im Abstand voneinander angeordneten Sekundärteilwicklungen in einer Mehrzahl von im wesentlichen konzentrischen Lagen herumgelegt, die nachstehend als S-A und S-B bezeichnet werden und auch in den Zeichnungen so bezeichnet sind. Jede der Sekundärteilwicklungen S-A und S-B besteht aus einer Mehrzahl von übereinanderliegenden Lagen eines flachen, langegestreckten dünnen Streifens aus Aluminium.
Ein solcher Streifen, wie er bei der Sekundärteilwicklung S-A benutzt wird, ist in Fig. 3 mit 32 bezeichnet. Der Streifen 32 aus Aluminium der Sekundärteilwicklung S-A bildet, wie schematisch dargestellt ist, konzentrische Lagen 32a, 32b, 32c, 32d und 32e. In der Praxis wird beim Aufbau des Transformators eine wesentlich größere Anzahl von konzentrischen Lagen von Streifen 32 aus Aluminium um die zentrale öffnung 30 herumgelegt, wenn der Transformator gefertigt wird.
Zwischen benachbarten Lagen des Streifens 32 befindet sich eine Mehrzahl von Schichten 36 aus einem starken Papier, welches elektrisch isolierte Eigenschaften besitzt. Jede Schicht des Isolierpapiers erstreckt sich vollständig über die axiale Dicke der Wicklungen des Transformators in der Richtung, die parallel zu den ebenen Flächen der leitenden Streifen aus Aluminium ist, wenn diese zu konzentrischen Windungen gewickelt werden. Die zwischengelegten Schichten 36 aus isolierendem Papier tragen auf beiden Seiten einen wärmehärtenden Klebstoff, so daß zwischen den aneinander anliegenden Kontaktflächen zwischen den Streifen aus Aluminium bei jeder Lage der Sekundärteilwicklungen und den durchgehenden Schichten von isolierendem Papier eine Verbindung hergestellt wird. Jede Lage des Streifens 32 aus Aluminium, die sich um die zentrale öffnung 30 herumerstreckt, kann für die nachfolgende Diskussion so angesehen werden, als wenn sie eine oder mehrere Windungen der Sekundärteilwicklung S-A enthält.
In ähnlicher Weise, wie die konzentrischen Windungen der Sekundärteilwicklung S-A um den Wickelkern herumgewickelt sind, sind auch die Lagen oder Windungen der Sekundärteilwicklung S-B konzentrisch um die -zentrale öffnung 30 herumgewickelt. Die-Sekundärteilwicklung S-B besteht auch aus einem langegestreckten Streifen von elektrisch leitendem Aluminium, der mit 38 bezeichnet ist. Die verschiedenen Lagen des Streifens 38 sind durch die Bezugszeichen 38a, 38b, 38c, 38d und 38e bezeichnet.
Wie im Fall der Sekundärteilwicklung S-A können die verschiedenen Lagen der Sekundärteilwicklung S-B als eine oder mehrere Windungen dieser Sekundärteilwicklung angesehen werden, die, wie unten erläutert wird, in ausgewählten Stufen anzapfbar ist.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, sind die übereinanderliegenden Lagen oder Windungen der Sekundärteilwicklung S-A in axialem Abstand von den übereinanderliegenden Lagen oder Windungen der Sekundärteilwicklung S-B angeordnet.
Bei der Herstellung des Transformators werden die Sekundärteilwicklungen S-A und S-B um die Öffnung 30 herumgewickelt, die beim Wickeln der Transformatorwicklungen einen umlaufenden Wickelkern aufnimmt. Das Wickeln beginnt dadurch, daß jeweils die Enden der Streifen 32 und 38 aus Aluminium einander gegenüber angeordnet werden, so daß das Wickeln dieser Streifen gleichzeitig und an der gleichen Stelle in Bezug auf die öffnung 30 erfolgt. Das Wickeln setzt sich dann fort, indem der Wickelkern umläuft, wobei gleichzeitig die langgestreckten Streifen aus Aluminiumblech den zu formenden Sekundärteilwicklungen zugeführt werden. Die Streifen aus Aluminiumblech sind auf eine Schicht 36 des Papiers aus isolierendem Material aufgezogen, so daß bei Fertigstellung jeder Lage die untereinanderliegenden Paare von seitlich versetzten Lagen der Sekundärteilwicklungen S-A und S-B durch eine Schicht 36 aus Isolierpapier abgedeckt und dadurch gegenüber der nächstfolgenden Lage oder Windung des Aluminium-Leiterstreifens isoliert sind. Dieses Verfahren wird fortgesetzt, bis die beiden Sekundärteilwicklungen S-A und S-B mit der Gesamtzahl von Windungen aufgebaut sind, die bei dem speziell hergestellten Transformator verlangt wird. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, ist die Lage dieser beiden Sekundär-Teilwicklungen der Sekundärwicklung so, daß sie zwischen der gestrichelten Linie 40 und der zentralen öffnung 30 liegen.
Wenn die Streifen 32 und 38 aus Aluminiumblech um die zentrale öffnung 30 gewickelt sind, so daß die verschiedenen Windungen der Sekundärteilwicklungen S-A und S-B erzeugt sind, wird die Wicklung zwischenzeitlich angehalten, und es werden elektrische Leitungen angebracht, die von diesen leitenden Streifen 32,38 an bestimmten, im Abstand längs deren Länge angeordneten Punkten ausgehen. So wird bei Beginn des Wickelns der Streifen 32 und 38 eine elektrische Leitung 101 an der flachen Oberfläche der Lage 32a des Streifens 32 befestigt und von einem flexiblen Rohr 44 aus elektrisch isolierendem Material umgeben. In ähnlicher Weise verläuft eine elektrische Leitung 110 in einem flexiblen, rohrförmigen Isolator 48 an der Lage 32a des Streifens 32 vorbei und ist an einem Ende mit der Lage 38a des Streifens 38 verbunden. In ähnlicher Weise ist eine Anzahl von weiteren elektrischen Leitungen mit jedem der Streifen 32 und 38 in Abständen längs derselben verbunden. Entsprechende Paare von Leitungen zu den beiden Streifen sind in gleichen Abständen längs der jeweiligen Streifen angeordnet, so daß zwischen im Abstand voneinander an jedem der Streifen angebrachten Leitungen gleiche Anzahlen von Windungen gebildet werden Es sei zur Erläuterung angenommen, daß neun solche Leitungen längs der Länge jedes der Streifen 32 und 38 im Abstand voneinander angeordnet sind und mit einer Endleitung 109 enden, die von der letzten Lage 32e des Streifens 32 nach außen geführt ist, und in einer Endleitung 118, die von der Endlage 38e des Streifens 38 nach außen geführt ist. Dazwischen sitzen in Abständen voneinander längs der Streifen zwischen den Endleitungen 109 und 118 am Ende der letzten, außen liegenden Lage des Streifens die Leitungen 102 bis 108, die an dem Streifen 32 befestigt sind, und die Leitungen 111 bis 117, die an dem Streifen 38 befestigt sind. Diese Anordnung ist schematisch in Fig. 5 dargestellt. Jede der Leitungen 101 bis 118 ist durch ein flexibles Rohr aus isolierendem Material isoliert, wie dies durch die Rohre 44 und 48 angedeutet ist.
Nachdem die Sekundärteilwicklungen S-A und S-B der Sekundärwicklung des Transformators um die zentrale öffnung 30 herum gewickelt worden sind, wird mit dem Wickeln der Primärwicklung B des Transformators begonnen. Die Primärwicklung P ist aus geeignetem Kupfer- oder Aluminiumdraht aufgebaut und wird unter die Sekundärteilwicklungen S-A und S-B der Sekundärwicklung in dem Raum gewickelt, der zwischen den gestrichelten Linien 40 und 50 in der schematischen Darstellung der»Transformatorwicklungen von Fig. 2 liegt. Die Primärwicklung liegt somit radial auswärts von den Sekundärteilwicklungen S-A und S-B, und die Windungen der Primärwicklungen sind weiter in radialer Richtung gegenüber den innersten Lagen oder Windungen 32a und 38a der Streifen 32 und 38 versetzt als von den äußersten Lagen oder Windungen 32e und 38e dieser Streifen. Diese asymmetrische Beziehung zwischen diesen zwei verallgemeinerten Anordnungen von Teilen der Sekundärteilwicklungen S-A und S-B der Sekundärwicklungen in Bezug auf die Primärwicklung ist wichtig, wenn die Wirkungsweise des Transformators weiter unten erläutert werden wird.
Der detaillierte Aufbau eines Teils einer geeigneten Primärwicklung ist in Fig. 4 dargestellt. Eine Mehrzahl von Windungen eines Kupfer- oder Aluminiumleiters 52 sind konzentrisch aufeinander und nebeneinander um die Sekundärteilwicklungen gewickelt. Der Kupfer- oder Aluminiumleiter 52 trägt ein isolierendes Folienmaterial, welches es gestattet, die Windungen beim Wickeln der Primärwicklung aneinander angrenzend nebeneinander zu legen. Nachdem eine Schicht über die Querabmessung des Transformators gewickelt worden ist, wird diese Schicht von aneinander angrenzend nebeneinander gewickelten Windungen der Primärwicklung mit einer Schicht 54 aus Papiermaterial abgedeckt. Zweite Schichten 56 aus isolierendem Papiermaterial sind dann über geeignete Abstandsblöcke 57 geführt. Die Abstandsblöcke 57 sind in unregelmäßigen Abständen um die unterste Schicht der Primärwicklung herum und zwischn dieser und darüberliegenden Schichten von aneinander angrenzenden Windungen des Leiters 52 angeordnet. Die Abstandsblöcke sind vorzugsweise aus einer Preßpappe von hoher Dichte aufgebaut und durch einen geeigneten Kleber mit der Papierschicht 56 verklebt. Die Abstandsblöcke haben die Aufgabe, unregelmäßig die benachbarten Schichten der Primärwicklung im Abstand voneinander zu halten und so eine Zirkulation von öl durch die Primärwicklung zu ermöglichen. Am Anfang und am Ende der Primärwicklung sind ein Paar von elektrischen Leitungen 58 und 60 an dem Leiter befestigt (siehe Fig. 5) und von dem Körper der Wicklungen in ähnlicher Weise nach oben geführt, wie die Gruppen 22 und 24 von Leitungen von den Sekundärteilwicklungen S-A und S-B innerhalb des Gehäuses 10 von der Sekundärwicklung nach oben geführt sind. Die Leitung 58 ist von einem Rohr oder einer Hülle 62 aus Isoliermaterial umgeben, wie in Fig. 4 dargestellt ist.
Auf der radial äußeren Seite der Primärwicklung und auf der den Sekundärteilwicklungen S-A und S-B der Sekundärwicklung entgegengesetzten Seite derselben sind ein weiteres Paar von Sekundärteilwicklungen S-C und S-D angeordnet. Diese Sekundärteilwicklungen S-C und S-D sind gleichsinnig um die Primärwicklung herumgewickelt, indem ein Paar von langgestreckten Streifen aus Aluminiumblech in genau der gleichen Weise aufgewickelt ist, in welcher die Sekundärteilwicklungen S-A und S-B gewickelt sind. Die Sekundärteilwicklungen S-C und S-D liegen natürlich außerhalb der Linie 50 in Fig. 2. An den die Sekundärteilwicklungen S-C und S-D bildenden Streifen aus Aluminiumblech ist eine Mehrzahl von elektrischen Leitungen befestigt, wobei die Befestigungsmethoden und die räumliche Anordnung dieser Leitungen im wesentlichen mit denen übereinstimmen, die im Zusammenhang mit den Leitungen 101 bis 118 beschrieben sind, welche an den Streifen 32 und 38 der Sekundärteilwicklungen S-A und S-B angebracht sind. Wie aus der nachfolgenden Diskussion und Betrachtung von Fig. 5 besser verständlich wird, sind die verschiedenen Leitungen, welche von der Sekundärteilwicklung S-C nach oben verlaufen, in fortlaufender Folge vom Anfang bis zum Ende dieser Sekundärteilwicklung, so wie sie im Abstand voneinander längs dieser angeordnet sind, mit Bezugszeichen 128 bis 136 bezeichnet, und die Leitungen, die in Abständen voneinander an der Sekundärteilwicklung S-D angebracht sind, durch Bezugszeichen 119 bis 127 bezeichnet.
Fig. 5 ist eine schematische Darstellung der Anordnung der Primär- und Sekundärwicklungen und zeigt die Leitungen von den verschiedenen Sekundärteilwicklungen und die Art und Weise, auf welche diese Leitungen mit dem Tandemdrehschalter verbunden sind, um eine Einstellung des Spannungstransformationsverhältnisses in der noch zu beschreibenden Weise zu bewirken.
Die Primärwicklung P ist, wie oben erläutert, an ihren gegenüberliegenden Enden mit Leitungen 58 und 60 verbunden, welche an geeigneten Eingangsklemmen H1 und H2 enden. Diese Eingangsklemmen sind, wie oben erwähnt, auf einer Außenseite des Gehäuses 10 des Transformators angebracht. Die Primärwicklung P kann eine angezapfte Primärwicklung sein, welche einen austauschbaren Serien-zu-parallel-Eingang enthält, oder die Primärwicklung kann aus verschiedenen Teilwicklungen in ähnlicher Weise aufgebaut sein, wie die Sekundärwicklungen aufgebaut sind.
Wenn hier die Ausdrücke "Draht" und "Verdrahtung" benutzt werden, so werden diese Ausdrücke im weitesten Sinne benutzt und schließen elektrische Leiter ein, die entweder einen runden oder einen anderen Querschnitt haben. Diese Ausdrücke sollen auch die Aluminiumblech-Leiter einschließen, die bei den Sekundärteilwicklungen verwendet werden.
Die sekundärseitige Schaltung enthält ein erstes Paar von Sekundärteilwicklungen S-A und S-B, die an einer Stelle radial innerhalb der Primärwicklung P des Transformators angeordnet sind, und ein zweites Paar von Sekundärteilwicklungen S-C und S-D, die an einer Stelle angeordnet sind, welche radial außerhalb der Primärwicklung liegt. Bei jedem Paar von Sekundärwicklungen stimmen die Sekundärteilwicklungen des Paares hinsichtlich des Wicklungsaufbaus, d.h. der Drahtparameter und der Windungszahl, überein. Bei der dargestellten Ausführungsform der Erfindung sind alle Drahtparameter und Windungszahlen bei allen vier Sekundärteilwicklungen einander gleich, obwohl bei anderen, nicht dargestellten, Ausführungsbeispielen die Windungszahlen der Sekundärwicklungen eines Paares von den Windungszahlen der Sekundärwicklungen eines anderen Paares verschieden sein können.
Jede der Sekundärteilwicklungen S-A, S-D ist durch Anzapfungen in Wicklungsabschnitte 60,62,64 und 66 von gleicher Windungszahl unterteilt. Die Leitungen 101 bis 136, die mit den verschiedenen Sekundärteilwicklungen S-A, S-D verbunden sind, stellen somit eine Mehrzahl von Anzapfleitungen dar, und diese Leitungen enden, wie in Fig. 5 dargestellt ist, in Klemmen, welche durch Schleifer von mehrfachen Tandemdrehschaltern kontaktierbar sind. Diese sind unten im einzelnen beschrieben.
Zum besseren Verständnis der nachfolgenden Diskussion ist zu bemerken, daß zwar vier Sekundärteilwicklungen hier dargestellt sind, daß aber jede Anzahl von Paaren solcher Teilwicklungen verwendet werden kann, so daß Sekundärwicklungen bis zu einer geraden Zahl n in dem Gerät vorgesehen werden können. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel enthält jede der Sekundärteilwicklungen eine gleiche Anzahl von Windungen und liefert daher gleiche Spannungsschritte. Es braucht aber nicht jede der Teilwicklungen S-A, S-D gleich allen anderen zu sein, da es nur erforderlich ist, daß die Gleichheit für die jeweiligen ersten bis n-ten Wicklungsabschnitte 60 bis 66 wie zwischen jeder Induktionswicklung gilt. Diese Flexibilität des Aufbaus wird besser verständlich, wenn die Erfindung unten im einzelnen erläutert wird.
Der erste mehrfache Tandemdrehschalter 26, mit welchem die Leitungen 22 von den Sekundärteilwicklungen S-A und S-B verbunden sind, enthält einen ersten Schalterteil 26a.
Kontakte oder Klemmen an den Enden der Leitungen 101 bis 109 wirken mit einem Schleifer-Kontaktarm A zusammen. Ein zweiter Schalterteil 26b enthält einen Schleifer-Kontaktarm B, welcher die Klemmen an den Enden der Leitungen 110 bis 118 kontaktiert. Die Schleiferkontaktarme A und B sind mechanisch miteinander verbunden, wie durch die mechanische Verbindung 78 angedeutet ist, und bewegen sich gemeinsam, so daß eine Drehbewegung der Schleifer-Kontaktarme diese stets in der gleichen relativen Winkellage zueinander hält. Wenn somitder Schleiferkontaktarm A auf der Klemme der Leitung 104 steht, steht der Schleifer-Kontaktarm B auf der Klemme der Leitung 115.
Aus der beschriebenen Anordnung und dem Aufbau des mehrfachen Tandemdrehschalters 26 und seines Zusammenwirkens mit den Leitungen von den Sekundärteilwicklungen S-A und S-B ist erkennbar, daß die Leitungen von den verschiedenen Abschnitten gleicher Windungszahl der Sekundärteilwicklung S-A in fortlaufender Folge kontaktiert werden, ausgehend von der Klemme 101 bis zur Klemme 109, wenn der Schleifer-Kontaktarm A des Schalterteils 26a verdreht wird. Man sieht weiter, daß die Klemme der Leitung 109 über eine geeignete Leitung 80 mit dem Schleiferkontaktarm des Schalterteils 26b verbunden ist. Der Kontakt oder die Klemme am Ende der Leitung 101 ist über eine Leitung 82 mit der oben beschriebenen Ausgangsklemme X1 verbunden. In gleicher Weise, aber mit umgekehrter Orientierung werden aufeinanderfolgende Leitungen von der Sekundärteilwicklung S-B mit dem Schleiferkontaktarm B verbunden. Der Kontakt oder die Klemme 110 ist über eine Leitung 86 mit dem Schleifer-Kontaktarm A des Schalterteils 26a verbunden, und der Kontakt 118 ist durch eine Leitung 88 mit der Ausgangsklemme X2 verbunden.
Auf ähnliche Weise sind die Abschnitte von gleicher Windungszahl der Sekundärteilwicklungen S-C und S-D über die Gruppe 24 von Leitungen mit einem zweiten mehrfachen Tandemdrehschalter 28 verbunden,' der die gemeinsam beweglichen Schleiferkontaktarme C und D aufweist. Somit ist die Sekundärteilwicklung S-D und jeder ihrer Abschnitte von gleicher Windungszahl durch die oben beschriebenen Leitungen 119 bis 127 mit Kontakten oder Klemmen an den Enden dieser Leitungen verbunden, wobei der Kontakt am Ende der Leitung 127 durch eine Leitung 94 mit dem Schleiferkontaktarm C verbunden ist und der Kontakt oder die Klemme am Ende der Leitung 119 durch eine Leitung 96 mit einer Ausgangsklemme X3 verbunden ist. Der Schalterteil 28b ist in gleicher Weise verdrahtet wie der Schalterteil 26b, und der Schleiferkontaktarm C kontaktiert nacheinander die Klemmen an den Enden der Leitungen 128 bis 136, aber in entgegengesetzter Folge wie diejenigen, die mit dem Schalterteil 28a verbunden sind. Der Kontakt am Ende der Leitung 128 ist durch eine Leitung 97 mit dem Schleiferkontaktarm D verbunden, während der Endkontakt am Ende der Leitung 136 durch eine Leitung 98 mit einer Ausgangsklemme X4 verbunden ist. Bei dem mehrfachen Tandemdrehschalter 28 sind die Schleiferkontaktarme C und D in ähnlicher Weise durch eine mechanische Verbindung 100 mechanisch miteinander verbunden derart, daß sie synchron miteinander verdrehbar sind.
Im Betrieb ist der erfindungsgemäße Transformator besonders geeignet zur Hochspannungsversorgung von bestimmten Arten von Geräten, wie sie beispielsweise beim Betrieb im Bohrloch auf ölfeldern erforderlich ist. Häufig werden in der ölindustrie verschiedene Werte von elektrischen Betriebslasten verlangt, und es ist wünschenswert, einen Transformator zu besitzen, der, wie der erfindungsgemäße, benutzt werden kann, um jede der verschiedenen geforderten Spannungen zu liefern und einen schnellen Aufbau und Einsatz des Geräts zu ermöglichen. Somit brauchen keine Primäranzapfungen benutzt werden, um die Sekundärspannung zu ändern, obwohl die Veränderung von Anzapfungen der Primärwicklung immer noch eine Möglichkeit im Rahmen der vorliegenden Erfindung bleibt, um in manchen Fällen verschiedene Primärspannungen auf zunehmen. Unabhängig davon, welche Ausgangs spannung durch das Zusammenwirken der mehrfachen Tandemdrehschalter 26 und 28 gewählt wird, bleibt der Kraftfluß im Kern des Transformators im wesentlichen konstant. Das heißt, daß nach Wahl der gewünschten Ausgangsspannungen, welche die selektive Überbrückung von Ausgangsklemmen X1 bis X4 zwischen Serien- und Parallelbetrieb und anschließende Wahl mittels der mehrfachen Tandemdrehschalter 26 und 28 einschließt, alle Wicklungsabschnitte zwischen den verschiedenen Sekundärteilwicklungen S-A bis S-D ausgenutzt werden, um eine wirkungsvollere Ausnutzung des Sekundärteilwicklungraumes, eine Einsparung an Kern- und Packungsmaterialien und eine Verminderung der Kühlerfordernisse zu ermöglichen.
Es ist wesentlich, daß, wenn die verschiedenen Ausgangsklemmen der Sekundärwicklung parallelgeschaltet sind (d.h. X1-X3 und X2-X4), alle Schleiferkontaktarme A,B,C und D der Schalter 26 und 28 in der gleichen Winkelstellung sein müssen. Wenn die verschiedenen Ausgangsklemmen X1 bis X4 in Reihe gelegt sind, können die Tandemdrehschalter 26 und 28 gegeneinander winkelversetzt sein, d.h. die Stellung der Schleiferkontaktarme A und B kann von der Stellung der Schleiferkontaktarme C und D abweichen.
Unter Beibehaltung dieser Kriterien und unter der Annahme idealisierter Bedingungen bei dem Aufbau des Transformators und unter der Annahme, daß der Widerstand jeder Windung bei jedem Sekundärteilwicklungabschnitt äquivalent dem Widerstand in jeder anderen Windung in jedem Sekundärteilwicklungsabschnitt ist, bleiben die Transformatorverluste über den gesamten Einstellbereich mit großer Näherung konstant. Der Kernverlust und der Primärwicklungsverlust bleibt konstant für eine gewählte Spannung und eine gewählte Kilovoltampere (kVA)-Auslegung, und die Sekundärwicklungsverluste ändern sich von einem Minimum bei den äußersten Schalterstellungen bis zu einem Maximum in der vierten Stellung der Schleifer der Tandemdrehschalter, wobei dieses Maximum nur 12,4% höher als ein solches Minimum ist. Dieser Verlustfaktor wird berechnet unter der Annahme eines konstanten kVA-Ausgangs und von 8 gleichen Wicklungsabschnitten oder Schaltschritten und unter der Annahme gleicher Stromteilung durch parallele Strompfade, wie dies durch die schematische Darstellung in den Figuren 5 und 6 veranschaulicht ist.
Die Art und Weise, wie sich der Verlustfaktor ändert, ist in Fig. 6 dargestellt, die die verschiedenen Schaltverbindungen der Sekundärteilwicklungen S-A und S-B durch den jeweils zugeordneten Tandemdrehschalter 26 und dessen Schleiferkontaktarme A und B zeigt. In jedem Fall ist der berechnete Verlust angegeben.
Vor einer Diskussion von Fig. 6 ist zu bemerken, daß der Zweck der Darstellung der Veränderung des Verlustfaktors, wie sie in Fig. 6 gegeben ist, und die Annahme idealer Verhältnisse im Sinne equivalenten Widerstands und equivalenter Leckreaktanz in jeder parallelen Windung jeder Sekundärteilwicklung darin besteht, die Art und Weise zu zeigen, in welcher Transformatoren, die nach der vorliegenden Erfindung aufgebaut sind und eine Mehrzahl von wahlweise Serien-Parallel mineinander verbundenen Sekundärteilwicklungsabschnitten enthalten, Vorteile gegenüber üblichen Transformatoren erzielen, bei denen die wahlweise Zusammenschaltung von Abschnitten paarweise vorgesehener Sekundärteilwicklungen teilweise parallel und teilweise in Reihe nicht angewandt wird. Aus der anschließenden Diskussion wird verständlich, daß weder die Leckreaktanz noch der Widerstand im Falle jeder der Windungen innerhalb jeder Sekundärteilwicklung der Sekundärwicklung des erfindungsgemäßen Transformators genau äquivalent sind und daß daher eine solche ideale Behandlung des Transformators nicht streng auf den erfindungsgemäßen Transformator anwendbar ist. Nichtsdestoweniger zeigt die vorstehende und die nachfolgende Diskussion, die sich auf Fig. 6 bezieht, die Vorteile, welche die Transformatoren sowohl der erfindungsgemäßen Art als auch solche nach US-PS 3 083 331 kennzeichnen. Die Vorteile des erfindungsgemäßen Transformators gegenüber einem Transformator nach der US-PS 3 083 331 werden weiter unten erörtert.
In Fig. 6 zeigt das Schaltbild 140 die vollständige Parallelschaltung, wie sie in Fig. 5 dargestellt ist, d.h. der Schleifer-Kontaktarm A des Schalters 26 steht auf der Klemme oder dem Kontakt am Ende der Leitung 101, und der Schleiferkontaktarm B ist mit dem Kontakt oder der Klemme am Ende der Leitung 118 verbunden. Unter Annahme eines vernachlässigbaren Leitungswiderstandes hat somit jeder Wicklungsabschnitt jeder Sekundärteilwicklung S-A und S-B eine Nennspannung E und einen Widerstand R derart, daß ein Nennstrom durch eine Nennleistung (VA) ausgedrückt werden kann.
Für den Fall von angenommen 8 gleichen Wicklungsabschnitten ergibt sich somit I VA (1) 8E Da der Parallelwiderstand gleich 8R folgt 2 Das Diagramm 142 zeigt einen Zustand, bei welchem die Schleifer-Kontaktarme A und B im Uhrzeigersinn um eine Schaltstellung auf die Kontakte an den Enden der Leitungen 102 und 117 von den Sekundärteilwicklungen S-A bzw. S-B bewegt worden sind. Bei diesem Zustand wäre die Nennspannung 9E bei einem Widerstand von 72R +2R oder 11R, was einen Verlust von 2 2 ergibt. In ähnlicher Weise ist für die mittlere Schalterstellung, wie sie in Diagramm 144 gezeigt ist, bei welcher der Schleif-Kontaktarm A auf dem Kontakt am Ende der Leitung 105 und der Schleiferkontaktarm B auf dem Kontakt am Ende der Leitung 114 steht, die Nennspannung 12E bei einem Widerstand von 2R + 8R oder lOR, und der Verlust ergibt sich zu Die Verlustwerte können in ähnlicher Weise für jedes der restlichen Diagramme 146 und 148 berechnet werden, welche die Drehung der Schleifer-Kontaktarme A und B durch einen Zyklus zeigen, bis die Schaltstellung des Diagramms 148 erreicht wird, in welcher die Sekundärteilwicklungen S-A und S-B vollständig in Reihe liegen. Bei der Reihenschaltung ist der Verlustfaktor L wieder 1 und damit auf seinem niedrigsten Wert. Bei keiner Verdrehung des Tandemdrehschalters oder der fortschreitenden Reihen-Parallelanordnung steigt der Verlust um mehr als 12,4% über den Einheitswert L an. Es kann gezeigt werden, daß für jede Abgriffanordnung diese Zahl niemals über 12,5% ansteigt.
Das ist tatsächlich ein minimaler Faktor, insbesondere wenn man berücksichtigt, daß der Verlust in der Sekundärwicklung im allgemeinen weniger als 40% des Gesamtverlustes des Transformators beträgt.
Es ergibt sich aus Fig. 6, daß der in den Sekundärteilwicklungen S-A und S-B induzierte Strom natürlich in gleicher Richtung durch die miteinander verbundenen, parallelgeschalteten Abschnitte der jeweiligen Sekundärteilwicklungen strömen muß, wenn der Tandemdrehschalter 26 in die verschiedenen Schaltstellungen geschaltet wird, um äquivalente Abschnitte der Sekundärwicklungen mit verschiedenen Windungszahlen zueinander parallelzuschalten. Es gilt auch, daß der in den Sekundärteilwicklungen des Transformators fließende Strom in benachbarten Wicklungen in der gleichen Richtung um den Kern fließen muß und nicht in entgegengesetzten Richtungen, damit der magnetische Kraftfluß um jede der benachbarten Wicklungen nicht den magnetischen Kraftfluß in der anderen Wicklung auslöscht.
Bei jedem Transformator, bei welchem die Leckimpedanz der paarweise einander zugeordneten, parallelgeschalteten Abschnitte von durch Schalter miteinander verbundenen Teilwicklungen für alle Betriebszustände des Transformators gleich sein soll, müssen die parallelgeschalteten Teilwicklungsabschnitte symmetrisch in Bezug auf die andere Wicklung des Transformators angeordnet sein, die einen Stromfluß in solchen parallelgeschalteten Teilwicklungen magnetisch induziert. Wenn, anders gesagt, beispielsweise bei einem Transformator, bei welchem Abschnitte der Sekundärteilwicklungen wahlweise parallelgeschaltet werden wie bei der vorliegenden Erfindung, die angestrebte Wirkung gleicher Leckimpedanz für einen Stromfluß durch diese parallelen Abschnitte bei allen Betriebszuständen des Transformators erreicht werden soll, dann müssen die parallelgeschalteten Abschnitte der Sekundärteilwicklungen in gleichen Abständen und räumlich symmetrisch in ihrer Anordnung und Lage relativ zu der Primärwicklung des Transformators vorgesehen sein. Anderenfalls würde notwendigerweise eine unterschiedliche Leckreaktanzkomponente der Impedanz die beiden Sekundärteilwicklungen kennzeichnen.
Wenn man die beschriebenen notwendigen Eigenschaften des Stromflusses durch die Sekundärteilwicklungen des Transformators betrachtet, dann erkennt man, daß die Symmetriebedingung für gleiche Leckimpedanz nicht bei einem Transformatoraufbau erfüllt werden kann, bei welchem die Sekundärteilwicklungen nebeneinander in gleicher Richtung um einen zentralen Kernraum gewickelt sind. Wenn man beispielsweise Fig. 6 betrachtet, so erkennt man, daß in der durch das Diagramm 142 dargestellten Schalterstellung die Windungen des Streifens 32 aus Aluminiumblech, die zwischen den Leitungen 102 und 109 liegen, parallel zu den Windungen liegen, die zwischen den Leitungen 110 und 117 liegen, welche von dem die zweite Sekundärteilwicklung S-B bildenden Streifen 38 aus Aluminiumblech ausgehen. Man erkennt weiter, daß die erste Gruppe von parallelgeschalteten Windungen des Streifens 32 der Sekundärteilwicklung S-A gegenüber der Lage der Windungen in dem Teil der Sekundärteilwicklung S-B nach rechts versetzt sind, die dazu parallelgeschaltet sind.
Das veranschaulicht schematisch den räumlichen Versatz, der tatsächlich in dem Transformator, so wie er aufgebaut ist, besteht als Folge der Tatsache, daß die Windungen der Sekundärteilwicklung S-A, die zwischen den Leitungen 102 und 109 liegen, radial näher an der Primärwicklung liegen als die Windungen der Sekundärteilwicklung S-B, die zwischen den Leitungen 110 und 117 liegen. Bei Betrachtung des Diagramms 144 von Fig. 6 erkennt man, daß der Versatz der parallelgeschalteten Abschnitte der beiden Sekundärteilwicklungen S-A und S-B noch ausgeprägter wird. Das besagt, daß es erforderlich ist, weiter längs des Streifens 32 aus Aluminiumblech, der die Sekundärteilwicklung S-A bildet, zu dessen Ende hin und über eine größere Anzahl von Lagen um die zentrale öffnung fortzuschreiten, bevor die Leitung 105 erreicht ist und der parallelgeschaltete Abschnitt in die Schaltung eingeschaltet ist, als dies hinsichtlich des Teils der Sekundärteilwicklung S-B gilt, die dann infolge der zu diesem Zeitpunkt bestehenden Schaltstellung des Schalters parallelgeschaltet ist. Der letztere Abschnitt liegt relativ weiter in radialer Richtung von der sie umgebenden Primärwicklung ab als dies bei dem dazu parallelgeschalteten Abschnitt der Sekundärteilwicklung S-A der Fall ist, der zwischen den Leitungen 105 und 109 liegt. Somit kann bei diesem Zustand des Transformators, d.h. wenn die Schaltstellung so ist, daß die Abschnitte in der bei 144 in Fig. 6 dargestellten Weise parallelgeschaltet sind, keine Symmetrie existieren, und somit ergibt sich in diesem Zeitpunkt auch keine gleiche Leckimpedanz an den parallelgeschalteten Abschnitten. Die gleiche Asymmetrie und Ungleichheit der Impedanz gilt für alle erreichbaren Schaltstellungen außer denjenigen, die in den Diagrammen 140 und 148 von Fig. 6 dargestellt sind, bei denen die Sekundärteilwicklungen S-A und S-B vollständig parallelgeschaltet oder vollständig in Reihe geschaltet sind.
Bei einer Art von Transformatoraufbau ist es wünschenswert, gleiche Leckimpedanz an parallelgeschalteten Abschnitten zu erzielen, um den Wicklungsverlust und die Wicklungstemperatur-Charakteristik des Transformators zu vermindern. Um eine solche gleiche Leckimpedanz zu erreichen, ist es notwendig, die benutzten Teilwicklungen so symmetrisch in Bezug auf die Wicklung des Transformators anzuordnen, die dazu dient, den Stromfluß in einer solchen Teilwicklung zu induzieren, sei es, daß dies die Primär- oder die Sekundärwicklung ist. Wo die Primärwicklung eine Wicklung ist, die in ein Paar von Teilwicklungen unterteilt ist, wie das beispielsweise bei dem Transformator nach der US-PS 3 083 331 der Fall ist, müssen die beiden Teilwicklungen der Primärwicklung, die so vorgesehen sind, symmetrisch zu der Sekundärwicklung angeordnet sein. Es ist weiterhin notwendig, daß die parallelgeschalteten Abschnitte der Primärteilwicklungen, durch welche beim Betrieb des Transformators der aufgeteilte Strom fließt, auch zu allen Zeiten symmetrisch in Bezug auf die Sekundärwicklung angeordnet sind.
Diese Bedingung macht es notwendigerweise erforderlich, daß die Lagen der beiden Teilwicklungen in entgegengesetzten Richtungen um die zentrale öffnung für den Kern gewickelt sind. Das Wickeln der Lagen der Leiter in den beiden Teilwicklungen in entgegengesetzten Richtungen erfordert entweder eine sehr komplizierte und aufwendige Maschine und Ausrichtung, um die Leiter gleichzeitig in entgegengesetzten Richtungen um den Kern zu legen, oder es ist erforderlich, die Leiter der beiden Teilwicklungen zu verschiedenen Zeiten während der Herstellung des Transformators zu wickeln. In beiden Fällen sind die Kosten der Herstellung des Transformators relativ hoch.
Darüberhinaus macht die Anforderung, verschiedene Windungen der Teilwicklungen in entgegengesetzten Richtungen um den Kern herumzuwickeln, wenn bei einem Aufbau des Tranformators nach der USA-Patentschrift 3 083 331 durch die parallelgeschalteten Teilwicklungsabschnitte genau gleiche Leckimpedanz erreicht werden soll, notwendig, daß das zwischen den unmittelbar übereineinanderliegenden Windungen angeordnete Isoliermaterial getrennt für jede der beiden Teilwicklungen eingebracht werden muß. Wie vorher bereits erläutert wurde, kann bei dem erfindungsgemäßen Aufbau des Transformators die Bahn des Isolierpapiers unterhalb der axial im Abstand voneinander verwendeten Aluminiumblechleiter in jeder der beiden Teilwicklungen gleichlaufend mit der Wicklung der Teilwicklungen eingeführt werden, da sie gleichen Windungssinn besitzen.
Dadurch wird die Kurzschlußfestigkeit des Transformators sehr stark verbessert, denn den im Falle eines Kurzschlusses des Transformators auftretenden Kräften, die die Teilwicklungen voneinander zu trennen suchen und dadurch den Transformator beschädigen oder zerstören, steht die Bindungsfestigkeit der einzigen oder der einheitlichen Bahnen von Papier entgegen, die zwischen den im Abstand voneinander angeordneten Teilwicklungen verlaufen und an jede Windung der beiden Teilwicklungen gebunden sind.
Die in Bezug auf den Aufbau des Transformators nach der Erfindung beschriebenen Vorteile hinsichtlich der Herstellungskosten und der höheren Kurzschlußfestigkeit in dem fertigen Transformator kompensieren nicht nur die etwas geringeren Leistungsverluste, die man erhalten kann, wenn die Teilwicklungen des Transformators gegenläufig und symmetrisch in Bezug auf die strominduzierende Wicklung gewickelt sind. So sind beispielsweise Vergleichsrechnungen für den Leistungsverlust in den Sekundär-Teilwicklungen des erfindungsgemäßen Tranformators entwickelt und mit denen eines ähnlichen Tranformators verglichen-wörden, der entsprechend dem USA-Patent 3 083 331 aufgebaut war. Die Rechnungen wurden für einen Schaltzustand durchgeführt, in dem zwei Teilwicklungen der Sekundärwicklung bei beiden Tranformatoren so miteinander verbunden sind, daß die Anzahl der parallelen Teilwicklungsabschnitte in der Teilwicklung S-A und der Teilwicklung S-B mit einer äquivalenten Anzahl parallelgeschalteter Wicklungsabschnitte in einem Transformator des anderen Typs (mit Gegenwicklung) verglichen wurden.
Es wurden gleiche Bedingungen für den Stromfluß an den Ausgangsanschlüssen für beide Transformatoren angenommen, und in den Rechnungen war als notwendige Bedingung gegeben, daß sich der Stromfluß bei dem Transformator nach dem USA-Patent 3 083 331 gleichmäßig zwischen den parallelgeschalteten Abschnitten der sekundärseitigen Teilwicklung aufteilt. Es kann gezeigt werden, daß die Gegenwicklung äquivalenter Leiter jeder Teilwicklung nicht nur gleiche Leckreaktanz der parallelgeschalteten Abschnitte ergibt, sondern auch einen gleichen Widerstand der parallelgeschalteten Abschnitte. Diese Tatsache wurde in die Rechnung eingeführt. Es kann weiter gezeigt werden, daß die Impedanzcharakteristik eines Abschnittes einer Teilwicklung unabhängig von seiner Wicklungsrichtung um den Kern ist. Das heißt, daß Abschnitte der Teilwicklungen an einander entsprechenden radialen Orten identische Impedanzwerte haben, unabhängig davon, ob die Wicklung um den Kern gleichsinnig erfolgt ist, wie nach der Erfindung, oder gegensinnig, wie in dem Trans ormator nach dem USA-Patent 3 083 3310 Zur Berechnung des relativen Leistungsverlustes in einem Paar sekundärseitiger Teilwicklungen wurde ein 50 kVA-Tranformator nach der Erfindung geprüft, wobei unter Anwendung üblicher Prüfmethoden die Impedanzcharakteristik (Widerstand und Leckreaktanzi jedes einzelnen Abschnittes jeder Teilwicklung bestimmt w-js-.
Bei dem gepruften Tranformator nach der Erfindung variierten die Impedanzdaten der parallelgeschalteten Abschnitte vom Zustand gleichen Widerstands und gleicher Leckreaktanz bei völlig parallelliegenden Teilwicklungen (d.h., daß alle Abschnitte einer Teilwicklung parallel zu allen Abschnitten der zweiten Teilwicklung lagen) bis zu einem Zustand, bei dem der Unterschied in den Widerständen ca. 10% und in der Leckreaktanz ca. 46% betrug, in dem nur ein Abschnitt jeder Teilwicklung parallel zu einem einzigen Abschnitt der anderen Teilwicklung lag.

Unter Verwendung der nach der üblichen Prüftechnik erhaltenen Meßergebnisse wurde dann der Leistungsverlust der Sekundärwicklung für eine Reihe verschiedener Serien-Parallel-Serien-Verbindungsanordnungen sowohl bei einem gleichsinnig gewickelten sekundärseitigen Paar (nach der Erfindung) und einem gegensinnig gewickelten sekundärseitigen Paar berechnet. Eine Zusammenstellung der auf Grund der Impedanzmessungen berechneten Leistungsverluste ist in der folgenden Tabelle gegeben

Abschnittsverbindungen Berechneter Leistungsverlust in W
Fig. 6
1 erfindungsgemäßer
Erfindungsgemäßer Gegensinnig gewickel-
Reihe Parallel Reihe Nr. Transformator ter Transformator
1 7 1 142 160.1 157.9
2 6 2 - 164.9 162.0
3 5 3 - 165.6 162.5
4 4 4 144 163.7 160.9
6 2 6 - 156.3 154.8 -
7 1 ? 7 146 151.9 zu . 151.1

Es ergibt sich aus den Werten der Tabelle für die Leistungsverluste, daß der Leistungsverlust in den paarweise angeordneten sekundärseitigen Teilwicklungen des Transformators nach der Erfindung maximal nur um 3,1 W höher ist als im Fall ähnlich miteinander in Serie und parallel verbundener Abschnitte der Teilwicklungen eines gegensinnig gewickelten Transformators.

Dieser maximale Leistungsverlust tritt auf, wenn fünf Abschnitte in jeder Teilwicklung parallel zueinander liegen, wobei drei Abschnitte jeder Teilwicklung zu den parallelliegenden Abschnitten in Reihe verbunden sind. Dieser geringfügig größere Leistungsverlust in der Sekundärwicklung ist vernachlässigbar im Vergleich zu dem gesamten Leistungsverlust, der beim Betrieb eines Transformators auftritt und bei Transformatoren des hier diskutierten Typs insgesamt ca. 800 W beträgt. Darüberhinaus wird dieser geringfügig höhere Leistungsverlust in dem Transformator nach der Erfindung im Vergleich zu einem Transformator mit paarweise geschaltete, gegensinnig gewickelten Teilwicklungen durch die größere Wirtschaftlichkeit im Aufbau und die größere Kurzschlußfestigkeit bei dem Transformator nach der Erfindung mehr als kompensiert.
Fig. 7 bis 10 zeigen eine Ausführung von Tandem-Zweifachdrehschaltern 26,28 bei dem Transformator nach der Erfindung.
Die Schalter 26,28 sind auf einem F-förmigen Stützrahmen 154 angebracht, der einen Träger 156 mit einem Querträger 158, der sich senkrecht zu dessen einem Ende erstreckt, und einem etwas kürzeren Zwischenträger 160 enthält, der senkrecht von dessen Mittelteil vorsteht.
Der Schalter 26 enthält eine Anschlußplatte 162, die mit Hilfe eines Winkels 164 am Außenende des Querträgers 158 befestigt ist. Die Anschlußplatte 162 besteht aus einem geeigneten, elektrisch isolierenden Material. An der Anschlußplatte 162 sind in kreisförmiger Anordnung eine Mehrzahl von Anschlußstellen umfangsmäßig im Abstand zueinander angeordnet. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird jede solche Anschlußstelle von einem durch die Anschlußplatte 162 hindurchverlaufenden Gewindebolzen gebildet, auf dessen Schaft an der dem Bolzenkopf gegenüberliegenden Seite der Anschlußplatte 162 eine Mutter aufgeschraubt ist. Man erkennt, daß die Anschlüsse 101 bis 109 halbkreisförmig die obere Hälfte der Anschlußplatte 162 durchdringen und die Schäfte nach außen und von dem Träger 156 des Stützrahmens 154 weggerichtet sind, während die Anschlüsse 110 bis 118 im unteren Teil der Anschlußplatte 162 so angeordnet sind, daß ihre Gewindeschäfte zu dem Träger 156 des Stützrahmens 154 hin gerichtet sind.
Eine Schalterwelle 170 aus elektrisch nichtleitendem Material erstreckt sich durch geeignete Lagerungen des Trägers 156 an dem Stützrahmen 154 und in der Mitte der Anschlußplatte 162.
Das Außenende der Schalterwelle 170 ist in seiner die Anschlußplatte 162 durchdringenden Lage mittels eines Splints 172 gehaltert, der die Schalterwelle 170 durchsetzt und sich an einer Unterlegscheibe 174 abstützt, wie in Fig. 10 gezeigt ist. Die Unterlegscheibe 174 wiederum liegt der drehbaren Kontaktarmplatte B flach auf. Die drehbare Kontaktarmplatte B besteht aus Kupfer oder anderem geeigneten, elektrisch leitenden Material und ist mit der Schalterwelle 170 verkeilt, so daß sie mit dieser drehbar ist. Man erkennt, daß das Außenende der Kontaktarmplatte B mit einer öffnung 175 versehen und so angeordnet ist, daß sie wahlweise mit dem abgerundeten Kopf eines der Bolzen in Kontakt gebracht werden kann, die, wie vorher beschrieben, die Anschlüsse 110 bis 117 bilden, welche umfangsmäßig im Abstand zueinander halbkreisförmig an der Anschlußplatte 162 angeordnet sind. Die drehbare Kontaktarmplatte B liegt einem feststehenden, gemeinsamen Leitungsglied 176 flach auf, das nicht mit der Schalterwelle 170 drehbar ist, sich nach außen erstreckt und mittels einer Mutter 178 an dem Gewindeschaft des Bolzens befestigt ist, der den Anschluß 109 in der oberen halbkreisförmigen Anordnung bildet.
Dieser Bolzen fungiert daher gleichzeitig als gemeinsamer Anschluß und als Anzapfungspunkt, der entsprechend der nachfolgenden Beschreibung von der drehbaren Kontaktarmplatte A kontaktiert wird.
An der Gegenseite der Anschlußplatte 162 verläuft ein Splint 180 durch die Schalterwelle 170, und eine Schraubendruckfeder 182 ist zwischen dem Splint 180 und einer Unteriegscheibe 184 angeordnet, die gegen die drehbare Kontaktarmplatte A liegt.
Die drehbare Kontaktarmplatte A ist mit der Schalterwelle 170 verkeilt und mit dieser drehbar, jedoch auf der Schalterwelle 170 in axialer Richtung beweglich, so daß sie ständig axial entlang der Schalterwelle 170 durch den Federdruck der Schraubenfeder 182 vorgespannt ist. Die drehbare Kontaktarmplatte A ist an ihrem mit Durchbrüchen versehenen Außenende so ausgebildet, daß sie wahlweise mit den abgerundeten Köpfen der auf einem Halbkreis angeordneten Anschlußbolzen 101 bis 109 in Kontakt gebracht werden kann und auf der Seite der Anschlußplatte 162 angeordnet ist, die dem Träger 156 des Stützrahmens 154 zugekehrt ist. Die drehbare Kontaktarmplatte A stützt sich in Kontakt an einem elektrisch leitenden, gemeinsamen Leitungsglied 188 ab, das an seinem Außenende an einem der den Anschluß 110 bildenden Bolzen befestigt ist und mit diesem in elektrischem Kontakt ist.
Das von der der Anschlußplatte 162 gegenüberliegenden Seite des Trägers 156 vorstehende Endteil der Schalterwelle 170 ist in einer Nabe 190 gelagert, die mit dem Träger 156 des Stützrahmens 154 verbunden ist und eine mit Durchbrüchen versehene Stellungsanzeigescheibe 192 trägt. Im Zusammenhang mit Fig. 8 erkennt man, daß die mit Durchbrüchen versehene Stellungsanzeigescheibe 192 eine Mehrzahl von halbkreisförmig angeordneten Durchbrüchen trägt und an diesen Durchbrüchen eine Mehrzahl von Anzeigeziffern angeordnet sind, die von 1 bis 9 gehen.
An ihrem äußeren Ende trägt die Schalterwelle 170 eine Handbedienungseinrichtung 194 aus einem länglichen Handgriff 196, der mit der Schalterwelle 170 so verkeilt ist, daß eine Verdrehung des Handgriffs 196 eine Drehung der Schalterwelle 170 bewirkt. Der Handgriff 196 trägt einen mit Gewinde versehenen Verriegelungsbolzen 198, der den Handgriff 196 nahe einem Ende gegenüber der Stellungsanzeigescheibe 192 durchsetzt, so daß der Verriegelungsbolzen 198 bei Verdrehung des Handgriffs 196 nacheinander jeweils mit einem der mit 1 bis 9 bezeichneten Durchbrüche in der Stellungsanzeigescheibe 192 ausgerichtet ist. An der gegenüberliegenden Seite der Verbindungsstelle zwischen dem Handgriff 196 und der Schalterwelle 170 in Bezug auf das den Verriegelungsbolzen 198 tragende Ende des Handgriffs 196 trägt dieser einen Anschlagstift 200. Der Anschlagstift 200 ist so angeordnet, daß er eine der unteren Kanten der Stellungsanzeigescheibe 192 berührt, wenn der Handgriff 196 auf der Schalterwelle 170 bis zu einer solchen Kontaktstelle verdreht wird. Durch diese Begrenzung in dem Ausmaß der Verdrehung des Handgriffs 196 wird sichergestellt, daß die drehbare Kontaktarmplatte A nicht bei einer Verdrehung des Handgriffs 196 bis zu einem Punkt verdreht werden kann, der jenseits der außenliegenden Anschlüsse 101 und 109 der halbkreisförmigen Anordnung von Klemmen an der Oberseite der Anschlußplatte 162 liegt. Die begrenzende Wirkung des Anschlagstiftes 200 erstreckt sich in ähnlicher Weise auch auf die drehbare Kontaktarmplatte B in Bezug auf deren Bewegung über die Bolzenköpfe hinweg, die Teile der Anschlüsse 110 bis 118 bilden, welche halbkreisförmig am unteren Teil der Anschlußplatte 162 angeordnet sind.
Der Tandem-Drehschalter 28 ist ähnlich dem Schalter 26 aufgebaut. Dementsprechend enthält er eine Anschlußplatte 202, die mit einem Winkel 204 an dem Zwischenträger 160 eines F-förmigen Stützrahmens 154 befestigt ist. Die Anschlußplatte 202 besteht aus einem geeigneten, elektrisch nichtleitenden Material. Eine Reihe von Bolzen mit Gewindeschaft bildet Kontakte oder Anschlüsse, und eine halbkreisförmige Anordnung im Abstand zueinander angeordneter Bolzen steht durch den oberen Teil der Anschlußplatte 202 hindurch vor und bildet Anschlüsse 119 bis 127 wie vorstehend beschrieben wurde.
Entgegengesetzt vorstehende Bolzen erstrecken sich durch den unteren Teil der Anschlußplatte 202 in halbkreisförmiger Anordnung und bilden, wie vorstehend beschrieben, Anschlüsse 128 bis 137.
Eine Schalterwelle 206 aus elektrisch nichtleitendem Material ist durch geeignete Lagerungen am Träger 156 des Stützrahmens 154 und mittig durch die Anschlußplatte 202 hindurchgeführt.
Das Außenende der Welle 206 ist in seiner durch die Anschlußplatte 202 hindurchgeführten Lage durch einen Splint 208 festgehalten, der sich durch die Welle 206 hindurcherstreckt und an einer Unterlegscheibe 210 abstützt, wie in Fig. 10 gezeigt ist. Die Unterlegscheibe 210 wiederum liegt flach einer drehbaren Kontaktarmplatte C auf, die aus Kupfer oder einem anderen geeigneten, elektrisch leitenden Material besteht und an der Welle 206 damit verdrehbar befestigt ist. Man erkennt, daß das mit Durchbrüchen versehene Außenende der Kontaktarmplatte C so ausgebildet und angeordnet ist, daß wahlweise mit dem abgerundeten Kopf eines der Bolzen Kontakt hergestellt werden kann, die die Anschlüsse 128 bis 136 bilden, welche halbkreisförmig im Abstand zueinander am unteren Teil der Anschlußplatte 202 angeordnet sind. Die drehbare Kontaktarmplatte C liegt einem feststehenden, gemeinsamen Leitungsglied 212 flach auf, das nicht mit der Welle 2ä6 verdrehbar ist, sich nach außen erstreckt und an seinem Außenende mittels einer Mutter 214 an dem Gewindebolzen befestigt ist, der den Anschluß 127 in der oberen halbkreisförmigen Anschlußanordnung bildet. Das gemeinsame Leitungsglied 212 besteht natürlich aus elektrisch leitendem Material.
An der gegenüberliegenden Seite der Anschlußplatte 202 verläuft ein Splint 216 durch die Welle 206, und eine Schraubendruckfeder 218 befindet sich zwischen dem Splint 216 und einer Unterlegscheibe 220, die sich an einer drehbaren Kontaktarmplatte D abstützt. Die drehbare Kontaktarmplatte D ist an der Welle 206 damit verdrehbar befestigt, aber auf der Welle 106 axial beweglich, so daß sie durch den Federdruck der Druckfeder 218 entlang der Welle 206 ständig federnd gegen die Anschlußlatte 202 vorgespannt ist. Die drehbare Kontaktarmplatte D ist an ihrem Außenende so ausgebildet, daß sie wahlweise einzeln mit den abgerundeten Köpfen der Anschlußbolzen 119 bis 127 in Kontakt gebracht werden kann, die auf einem Halbkreis auf der Seite der Anschlußplatte 202 angeordnet sind, die dem Träger 156 des Stützrahmens 154 zugekehrt ist.
Die drehbare Kontaktarmplatte D liegt auf und ist in Kontakt mit einem gemeinsamen elektrisch leitenden Leitungsglied 222, das an seinem Außenende an einem der Bolzen, die den Anschluß 128 bilden, befestigt und damit in elektrischem Kontakt ist.
Das Ende der Welle 206, das auf der der Anschlußplatte 202 gegenüberliegenden Seite von dem Träger 156 vorsteht, ist in einer Nabe 224 gelagert, die mit dem Träger 156 des Stützrahmens 154 verbunden ist und eine mit Durchbrüchen versehene Stellungsanzeigescheibe 226 trägt. Man erkennt im Zusammenhang mit Fig. 8, daß die mit Durchbrüchen versehene Stellungsanzeigescheibe 226 eine Mehrzahl von halbkreisförmig angeordneten, eine Stellung anzeigenden Durchbrüchen trägt und neben diesen Durchbrüchen eine Mehrzahl von Anzeigeziffern von 1 bis 9 angeordnet ist.
An ihrem Außenende trägt die Welle 206 eine allgemein mit 228 bezeichnete Handbedienungseinrichtung. Die Handbedienungseinrichtung 228 enthält einen mit der Welle 206 verkeilten länglichen Handgriff 230, so daß eine Verdrehung des Handgriffs 230 eine Verdrehung der Welle 206 bewirkt. Der Handgriff 230 trägt einen mit Gewinde versehenen Verriegelungsbolzen 232, der mit Gewinde durch den Handgriff 230 an dem Ende hindurchgeführt ist, das der Stellungsanzeigescheibe 226 gegenüberliegt. Der Verriegelungsbolzen 232 wird bei einer Verdrehung des Handgriffs 230 nacheinander wahlweise zu einem der mit 1 bis 9 bezeichneten Durchbrüche in der Stellungsanzeigescheibe 226 ausgerichtet.
Die aus den Tandem-Drehschaltern 26 und 28 bestehende Schaltvorrichtung wird am Gehäuse 10 des Transformators so angebracht, daß die Schalterhandgriffe 196 und 230 an der Außenseite des Gehäuses 10 zugänglich sind, wie in Fig. 1 gezeigt ist. Die von den sekundärseitigen Teilwicklungen S-A und S-B ausgehenden Leitungen 101 bis 118 (die in der allgemein mit 22 bezeichneten Gruppe von Leitungen enthalten sind) werden von den aufgewickelten Teilwicklungen bis zu den Stellen herausgeführt, an denen sich die die Anschlüsse 101 bis 118 an der Anschlußplatte 162 bildenden Bolzen befinden. Hier werden die Enden dieser Leitungen mit den Anschlußbolzen mittels der Muttern verbunden, die auf dem Gewindeschaft dieser Bolzen angeordnet sind. Man erkennt im Zusammenhang mit der Art des Aufbaus des Schalters 26, daß die Leitungen 110 bis 118 auf einer Seite der Anschlußplatte 162 heraufgeführt und mit ihren Enden befestigt sind, während die Leitungen 101 bis 109 in dem Gehäuse 10 heraufgeführt werden und an der gegenüberliegenden Seite dieser Anschlußplatte 162 befestigt sind. Dementsprechend sind die Leichtigkeit des Einbaus und der Verbindung der Leitungen, sowie der leichte Zugang zu diesen Leitungen unter eindeutiger Identifizierung für den Schalteraufbau und die Art seines Gebrauchs in dem Transformator charakteristisch.
In ähnlicher Weise sind die Leitungen von der Teilwicklung S-C innerhalb des Gehäuses 10 nach oben geführt und ihre Enden an den Bolzen befestigt, die die Anschlüsse 128 bis 136 bilden, welche halbkreisförmig am unteren Teil der Anschlußplatte 202 angeordnet sind. Die Leitungen 119 bis 127 sind nach oben geführt und an den Bolzen 119 bis 127 befestigt, die die Anschlüsse an der gegenüberliegenden und oberen Seite der Anschlußplatte 202 bilden.
Es ist vorher im Zusammenhang mit dem Betrieb des erfindungsgemäßen Tranformators in der Ausführung, die zwei Paare von sekundärseitigen Teilwicklungen S-A und S-B, sowie S-C und S-D enthält, erläutert worden, daß der Tandem-Drehschalter 26 in der Weise arbeitet, daß die Kontaktarme A,B synchron verdreht werden, so daß entsprechende Anschlüsse oder Kontakte an den verschiedenen Leitungen in jeder Dreheinstellung des Schalters kontaktiert werden. Bei der Schalterausführung nach Fig. 7 bis 10 wird dies dadurch erreicht, daß der Schalterhandgriff 194 bis zu einem Punkt verdreht wird, an dem sich der Verriegelungsbolzen 198 gegenüber einem der mit 1 bis 9 bezeichneten Durchbrüche in der Stellungsanzeigescheibe 192 befindet. Man erkennt, daß die durch diese neun Durchbrüche bestimmten neun Stellungen den neun möglichen Einstellungen der Kontaktarme A und B des Schalters 26 in Fig. 5 entsprechen. Dementsprechend liegen an den Klemmen X1 und X2 unterschiedliche, ausgewählte sekundärseitige Ausgangsspannungen an, je nachdem, in welche der mit 1 bis 9 bezeichneten Stellungen der Handgriff 194 verdreht worden ist. Der Verriegelungsbolzen 198 kann dann weiter durch das Gewinde des Handgriffs 194 hindurchgedreht und in den jeweils gewählten, dazu ausgerichteten, mit einem der mit Ziffern 1 bis 9 bezeichneten Durchbrüche in der Stellung anzeigescheibe 192 hineingedreht werden. Geeignete Daten können auf einer (nicht gezeigten) Datenplatte angebracht werden, die an der Außenseite des Transformators 10 befestigt ist und gestattet, daß die Bedienungskraft die Stellung bestimmen kann, in die der Handgriff 194 bewegt werden muß, um eine bestimmte Spannung an den Klemmen Xl und X2 durch eine ausgewählte Zwischenverbindung von Abschnitten der Teilwicklungen S-A und S-B in der bereits vorher beschriebenen und in Fig. 6 gezeigten Weise zu erhalten.
Es ist erkennbar, daß bei der vorstehend beschriebenen Art der Verbindung der Leitungen 101 bis 118 von den Teilwicklungen S-A und S-B die Leitung 86 zwischen dem Kontaktarm A und dem Anschluß 110, wie schematisch in Fig. 5 erläutert ist, dem unbeweglichen, gemeinsamen Leitungsglied 188 entspricht.
Andererseits fungiert das feststehende, gemeinsame Leitungsglied 176 als ständige Verbindung der Kontaktarmplatte B mit dem Anschluß 109. Die Welle 170, mit der die beweglichen Kontaktarmplatten A und B zu gleichlaufender Verdrehung verbunden sind, entspricht der schematisch in Fig. 5 der Abbildungen dargestellten mechanischen Verbindung 78.
Es wird angenommen, daß die vorstehende Beschreibung der Art, in der der Tandem-Drehschalter 26 betätigt wird und aufgebaut ist, hinreichend die Art erläutert, in der der Tandem- Drehschalter 28 aufgebaut ist und arbeitet. Die Kontaktarmplatten C und D werden gleichlaufend in entsprechend ausgewählte Kontaktstellungen mit ausgewählten Anschlüssen der Anschlüsse 119 bis 136 bewegt, und auch dieser Schalter zeichnet sich durch feststehende, gemeinsame Leitungsglieder 222 und 212 aus, die die Kontaktarmplatten D und C mit den Anschlüssen 128 und 127 entsprechend den in Fig. 5 schematisch dargestellten Leitungen 97 bzw. 94 verbinden.
Es wird ferner hervorgehoben, daß die Leitungen 82,88, die von den Anschlüssen 101 und 118 zu den sekundärseitigen Ausgangsklemmen X1 und X2 führen, im oberen Teil des Gehäuses lo des Transformators angeordnet sind und sich von den von der Anschlußplatte 162 getragenen Anschlüssen 101 und 118 nach oben bis zu ihrem Befestigungspunkt an den Teilen der Klemmen X1 und X2 erstrecken, die an der Innenseite des Gehäuses 10 angeordnet sind. Die gleiche Anordnung besteht für die Leitungen 96,98, die von den Klemmen X3 und X4 an der Oberseite des Gehäuses 10 des Transformators ausgehen. Es ist erkennbar, daß das Vorspringen der sekundärseitigen Ausgangsklemmen X1 bis X4 von der Außenseite des Gehäuses 10 des Transformators eine äußere Reihen- oder Parallelverbindung zwischen den paarweisen Teilwicklungen S-A, S-B und S-C, S-D gestattet, falls dies gewünscht wird, um die Ausgangsspannung des Transformators weiter zu variieren oder um ein Paar oder beide Paare der sekundärseitigen Teilwicklungen wahlweise miteinander zu verbinden und auszunutzen.
Die gesamte Tandem-Drehschalteranordnung in Fig. 7 bis 10 der Abbildungen ergibt einen eindeutigen Vorteil durch den kompakten Aufbau, in dem die mit den verschiedenen, von den sekundärseitigen Teilwicklungen ausgehenden Leitungen verbundenen Anschlüsse gemeinsam an den Anschlußplatten angeordnet und darauf so ausgerichtet sind, daß die Leitungen zu den Verbindungspunkten mit den Anschlüssen geführt werden können, ohne sich gegenseitig zu stören, und so, daß sie rasch und eindeutig identifiziert werden können. Die Kontaktarme der beiden Tandem-Drehschalter befinden sich an einer nichtleitenden Welle zwecks gleichlaufender, synchroner Bewegung, und die Schalteranordnung ist in einer solchen Weise aufgebaut, daß bestimmte, gemeinsame Leitungsglieder mit einem nach Art eines Bolzens ausgebildeten Anschluß verbunden werden können, der daher sowohl als Verankerungspunkt für das gemeinsame Leitungsglied, als auch als Anzapfungspunkt für den beweglichen Kontaktarm dient, der auf der gegenüberliegenden Seite der Anschlußplatte angeordnet ist.
An jeder Welle der beiden Schalter ist ein einziges Druckglied oder eine Feder verwendet, um beide Kontaktarme in einem ständig vorgespannten Zustand zu halten, in welchem beide in Kontakt mit den gemeinsamen Leitungsgliedern an gegenüberliegenden Seiten der Anschlußplatte und in der Weise federbelastet sind, daß während einer Verdrehung nacheinander Kontakt'mit jedem der abgerundeten Bolzenköpfe sichergestellt werden kann, die die Anschlüsse bilden. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß die Durchbrüche in den Enden der Kontaktarme A bis D der Bedienungskraft der Schaltanordnung eine erfaßbare Anzeige liefern, wenn Kontakt zwischen dem Kontaktarm und dem Anschluß hergestellt ist, indem der Durchbruch über die abgerundeten Köpfe der die Bolzen bildenden Anschlüsse gleitet und mit diesen in Eingriff kommt. Die beiden mit den Schaltern 26,28 verbundenen Wellen verlaufen durch einen gemeinsamen Rahmen und stellen dadurch sicher, daß die Verdrehung der mit diesen Wellen verbundenen Handgriffe keine Verdrehung oder Bewegung einer der Anschlußplatten und der damit verbundenen Anschlüsse und Kontaktarme bewirkt, die den restlichen Teil des mit den beiden Wellen verbundenen Schalters bilden.
Eine andere Ausführung der Tandem-Drehschalteranordnung, die als Teil des erfindungsgemäßen Transformators verwendet wird, ist in Fig. 11 bis 16 dargestellt. Diese Anordnung wird allgemein mit 240 bezeichnet und ist in ihrer Anordnung innerhalb eines Teils der Wandung des Gehäuses 10 des Transformators gezeigt. Die Schalteranordnung 240 enthält eine einzige, längliche Anzeigescheibe 242, die die beiden Stellungsanzeigescheiben 192 und 226 in der Ausführung der Schalteranordnung nach Fig. 7 bis 10 ersetzt und, wie vorbeschrieben, zwei Sätze von mit 1 und 9 bezeichneten Durchbrüchen in bestimmten Stellungen enthält.
Wellen 248,250 erstrecken sich durch geeignete, an dem Gehäuse 10 befestigte Lagernaben 244 bzw. 246 und bilden Teile der jeweiligen Tandem-Drehschalter 26,28. Die Welle 248 ist mit ihrem an der Außenseite des Gehäuses 10 befindlichen Ende an einem Handgriff 252 befestigt, und die Welle 250 ist in ähnlicher Weise mit einem Handgriff 254 verbunden, der sich ebenfalls an der Außenseite des Gehäuses 10 befindet. Wie früher im Zusammenhang mit der Schalteranordnung nach Fig. 7 bis 10 beschrieben wurde, trägt jeder Handgriff 252,254 einen mit Gewinde versehenen Verriegelungsbolzen 256; der bei Verdrehung der Handgriffe 252,254 in bestimmte Schaltstellungen in Ausrichtung zu den Durchbrüchen in der Stellungsanzeigescheibe 242 gebracht werden kann.
An der der Stellungsanzeigescheibe 242 gegenüberliegenden Seite der Wandung des Gehäuses 10 ist die Welle 250 nach dem Durchtritt durch das Nabenlager 246 mit einer Nabe 258 verkeilt. Die Nabe 248 ist durch vier radiale Speichen oder Rippen 260 mit einer Stützplatte 264 für einen großen Kontaktring verbunden. Die Nabe 258, die Speichen 260 und die Stützplatte 264 sind aus elektrisch nichtleitendem Material und vorzugsweise aus einem Stück geformt. An ihrer der Nabe 250 gegenüberliegenden Seite trägt die Stützplatte 264 einen Ringflansch 266, der senkrecht zur Ebene der Stützplatte 264 verläuft. Der Ringflansch 266 ist mit einer Vielzahl von Ansätzen 268 versehen, die zusammen damit dazu dienen, ein Paar von allgemein halbkreisförmigen Kontaktringen 270,271 aus elektrisch leitendem Material in einer Umfangslage an der Außenkante an einer Seite der Stützplatte 264 zu haltern.
Jeweils ein Ende 270a bzw. 271a der Kontaktringe 270,271 stößt gegen einen Anschlagflansch 272, wenn das Endteil des betreffenden Kontaktrings 270 bzw. 271 nach oben durch eine Ausnehmung in der Stützplatte 264 an dieser Stelle gedreht wird (siehe Fig. 12).
Ein dem Ende 270a gegenüberliegendes Ende 270b des Kontaktrings 270 ist unter einem Winkel radial nach innen abgebogen und tritt durch einen entsprechenden Durchbruch in dem Ringflansch 266; es hat ein Kontakt-Endteil 270c, das radial nach innen in Richtung auf die Innenkante der Stützplatte 264 vorsteht und dort zwischen einem Paar vorn Ansätzen 276 gehaltert ist, die sich an der von der Nabe 258 abgewandten Seite der Stützplatte 264 befinden.
Es sei an dieser Stelle der Erörterung bemerkt, daß die halbkreisförmigen Kontaktringe 270,271 den Kontaktarmen C und D des Schalters 28 entsprechen. Diese Entsprechung wird nach der anschließenden Diskussion der gesamten Schaltanordnung 240 besser verständlich. Es sei auch im Zusammenhang mit Fig. 13 darauf hingewiesen, daß die jeweiligen Kontaktringenden 270a,271b,270b und 271a durch die Anschlagflansche 272 elektrisch gegeneinander isoliert sind.
Der Tandem-Drehschalter 28 enthält ferner einen elektrisch nichtleitenden, allgemein mit 280 bezeichneten Anschlußring aus Kunststoff. Der Anschlußring 280 enthält ein kreisförmiges Verankerungsband 282 von kreisförmigem Querschnitt mit einem Durchmesser, der etwas größer ist als der Innendurchmesser der Stützplatte 264, so daß er sich unter die Enden 270c und 271c der Kontaktringe 270,271 erstreckt. Eine Reihe von im Winkelabstand zueinander angeordneten, radialen, isolierenden Rippen 284 stehen von einer die Welle aufnehmenden Mittelnabe 286 radial nach außen vor. Die Mittelnabe 286 ist um die Welle 250 drehbar an der der Nabe 258 gegenüberliegenden Seite der Stützplatte 264 angeordnet. "r>rzugsweise sind der Anschlußring 280, die Rippen 284 und die Nabe 286 aus einem Teil geformt und werden durch eine Druckfeder 287, die an der Nabe 286 angreift, und einen Haltekeil 288, der durch die Welle 250 hindurch verläuft, federnd gegen die Stützplatte 264 vorgespannt.
Jede der radialen Isolierrippen 284 ist nahe ihren Außenenden an dem Verankerungsband 282 in der am besten in Fig. 11,13 und 14 dargestellten Weise befestigt. Man erkennt im Zusammenhang mit Fig. 14, daß jede radiale Isolierrippe 284 an einer Stelle mit dem Verankerungsring 282 verbunden ist, an der der Verankerungsring 282 mit einem Nocken 290 versehen ist, der mit einer abgerundeten Fläche der Seite der Stützplatte 264 gegenüberliegt, die die halbkreisförmigen Kontaktringe 270 und 271 trägt.
Zwei Paare von im Winkelabstand zueinander angeordneten, gemeinsamen Leiter-Isolierflügeln gehen radial nach außen von der Mittelnabe 286 aus und enthalten das Flügelpaar 292, 294 und 296,298. An ihren radialen Außenenden tragen die Isolierflügel 292,294 einen Halter 300, der senkrecht zur Ebene der Stützplatte 264 vorsteht und sich, wie in Fig. 11 und 16 gezeigt ist, über den Außenumfang der Stützplatte 264 hinweg erstreckt. Ein identisch ausgebildeter Halter 302 befindet sich an den radialen Außenenden der Isolierflügel 296,298. Jeder Halter 300,302 hat einen hohlen Innenraum, in dem sich eine Schraubendruckfeder 304 befindet (siehe Fig. 16). Die Druckfeder 304 in den hohlen Haltern 300,302 ist unmittelbar gegenüber einem der halbkreisförmigen Kontaktringe 270 oder 271 angeordnet.
Wie in Fig. 17 dargestellt ist, wird jeder hohle Halter 300, 302 durch im wesentlichen parallele Wände 306,308 begrenzt, die nach innen vorstehende Vorsprünge 310 bzw. 312 tragen. An einer ihrer Seiten sind die Wände 306,308 mit dem jeweiligen Paar von gemeinsamen Leiter-Isolierflügeln 292, 294 oder 296,298 (siehe Fig. 17) verbunden. Dieser Aufbau gestattet, daß jeder hohle Halter 300,302 im Spritzgußverfahren aus einem Stück mit dem jeweiligen gemeinsamen Paar von Leiter-Isolierflügeln gebildet werden kann.
Ein Verriegelungsvorsprung 320 ist aus einem Stück mit einem Paar der von dem'Anschlußring 280 ausgehenden radialen Isolierrippen 284 gebildet und steht in radialer Richtung von den Außenenden der Isolierrippen 284 vor. Der Verriegelungsvorsprung 320 trägt an einem Außenende eine Nabe 322 mit einer Bohrung, die in Längsrichtung im wesentlichen parallel zu den Achsen der Wellen 248,250 verläuft, um einen Flansch einer weiter unten beschriebenen Abstandshalterung und Verriegelung aufzunehmen.
Der Tandem-Drehschalter 26, der zum Teil vorstehend beschrieben wurde, ist im wesentlichen identisch mit dem Tandem-Drehschalter 28 aufgebaut, was die Stützplatte, die halbkreisförmigen Kontaktringe und den Anschlußring aus Kunststoff betrifft.
Darüber erstreckt sich die Identität auch auf die Anwendung einer identischen Druckfeder um eine Welle 248, die mittels einer identisch ausgebildeten Halterung in Vorspannstellung gehalten wird wie bei dem Schalter 26. Aus den vorstehenden Gründen sind solche identischen Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen, da es sich um identische Bauteile der Schalter 26,28 handelt.
Die Anschlußringe 280 der beiden Schalter 26,28 aus Kunststoff werden durch eine Verriegelung und Abstandshalterung, die allgemein mit 328 bezeichnet ist, an einer Verdrehung bei Verdrehung der Wellen 248 und 250 gehindert. Diese Einrichtung 328 enthält eine Winkelplatte 330 mit einem abgebogenen, geschlitzten oder gegabelten Endteil 332. Das Endteil 332 enthält Teile, die sich zu beiden Seiten eines Schlitzes befinden und um die Welle 248 herum verlaufen oder auf dieser aufsitzen. Die Winkelplatte 330 liegt an der dem Gehäuse 10 abgewandten Seite der Nabe 244 an, und ein heruntergebogenes Ende 334 der Einrichtung 328 liegt gegen die Nabe 258 des Schalters 26. Am Mittelteil der Winkelplatte 330 ist ein Verriegelungsflansch 336 befestigt und geht von diesem aus; er dient dazu, die durchbohrten Naben 322 der Verriegelungsvorsprünge 320 an jedem der Schalter 26 und 28 miteinander in der Weise zu verriegeln, daß die Schalter in ihrer gegenseitigen Einstellung festgehalten sind. Dabei sind auch deren Anschlußringe 280 aus Kunststoff gegen eine Verdrehung mit einer der Wellen 248 oder 250 der Schalter 26,28 gegeneinander verriegelt, wenn diese Schalter durch Verdrehung der Handgriffe 252 bzw. 254 betätigt werden. Das untere Ende der Winkelplatte 330 ist ebenfalls geschlitzt, so daß es über die Welle 250 greifen und einer Seite der Nabe 246 anliegen kann.
Wenn die gesamte Tandem-Drehschalteranordnung 240 im Gehäuse 10 des Transformators in der in Fig. 11 dargestellten Weise angeordnet ist, können die von den verschiedenen Anzapfungspunkten an den beiden Paaren der sekundärseitigen Teilwicklungen ausgehenden Leitungen nach oben geführt und mit den jeweiligen Punkten der Schalteranordnung verbunden werden. Dafür werden die feststehenden Anschlußringe 280 aus Kunststoff verwendet.
Da die Art der Verbindung der Leitungen 101 bis 136 an die Anschlußringe 280 der beiden Schalter 26,28 im wesentlichen identisch ist, wird die Art der Verbindung lediglich im Zusammenhang mit dem Schalter 28 dargestellt.
Wie bereits erläutert wurde, steuert der Schalter 28 die Art, in der die verschiedenen Anzapfungsabschnitte innerhalb der Teilwicklungen S-C und S-D über ausgewählt abgemessene, parallelgeschaltete Abschnitte miteinander verbunden sind. Die von den Anzapfungsabschnitten innerhalb der Teilwicklungen ausgehenden Leitungen sind mit 119 bis 136 bezeichnet. Einige dieser Verbindungen sind in Fig. 12 bis 16 gezeigt. Es sei jedoch zunächst bemerkt, daß bei der Verbindung der Leitungen 101 bis 136 mit den Anschlußringen 280 der Schalter 26,28 vorzugsweise ein Flachkupferleiter die von der jeweiligen Teilwicklung S-A bis S-D ausgehende Leitung bildet und dieser zu der bestimmten Stelle an dem jeweiligen Anschlußring heraufgeführt wird und um einen Abschnitt des Verankerungsbandes 282 herumgelegt wird, das sich zwischen einem benachbarten Paar von divergierenden, im Winkelabstand zueinander angeordneten radialen Isolierrippen 284 befindet. Diese Anordnung ist in Fig. 13 bis 15 der Abbildungen dargestellt.
0 Nachdem der Flachleiter um einen Winkel von 180 oder mehr umgebogen ist und so in das Verankerungsband 282 eingehängt ist, kann das übrige Ende abgeschnitten werden, so daß nur der über das Verankerungsband 282 greifende Haken verbleibt. Eine hinreichend große Anzahl von im Winkelabstand angeordneten, radialen Isolierrippen 284 ist vorgesehen, um alle von den jeweiligen Abschnitten der Teilwicklungen S-C und S-D ausgehenden Leitungen auf zunehmen, und eine äquivalente Anzahl radialer Isolierrippen ist an dem Anschlußring 280 des Schalters 26 vorgesehen, um die Leitungen 101 bis 118 von den Teilwicklungen S-A und S-B aufzunehmen.
In Fig. 12 und 13 der Abbildungen, die einander gegenüberliegende Ansichten eines Teils des Schalters 28 zeigen, erkennt man, daß die Leitungen 134,135,120 und 121 am Verankerungsband 282 des Anschlußrings 280 angebracht sind. Die Befestigung dieser Leitungen an dem Verankerungsband ist typisch für die Art, in der alle übrigen Leitungen daran befestigt sind, wenn alle Leitungen mit dem Anschlußring verbunden sind. Die Verbindung der Leitungen 112 und 113 mit dem Verankerungsband 282 des Anschlußrings 280 von dem Schalter 26 ist in Fig. 11 gezeigt.
Für die Leitungen 127 und 128 zeigt die schematische Darstellung in Fig. 5 der Abbildungen, daß diese Leitungen über ihre jeweiligen Anzapfungspu'rte und die gemeinsamen Leitungen 94 bzw. 97 mit den Kontaktarmen C bzw. D verbunden sind. Bei dem gerade beschriebenen Schalter aufbau wird ein einziges Flachkupfer-Leitungselement als elektrische Leitung verwendet, die vom Anzapfungspunkt der beiden Teilwicklungen S-D und S-C, mit denen die Leitungen 127 und 128 verbunden sind, über die Anschlußpunkte am Schalter 28, die von dem beweglichen Kontaktringen 270,271 kontaktiert werden, zu dem Punkt verläuft, an dem sie als gemeinsames Leitungsglied zur ständigen Verbindung der Anschlüsse 127 und 128 mit Stellen an den jeweiligen Kontaktringen liegt. Im Speziellen ist so im Zusammenhang mit Fig. 16 darauf hinzuweisen, daß die Leitung 127 von der Teilwicklung S-C zum Verankerungsband 282 des Anschlußrings 280 heraufgeführt wird, dann um das Verankerungsband 282 herumgebogen wird und dann wiederum in umgekehrter Richtung um einen ziemlich großen Winkel gebogen wird, wodurch sich der Kupferleiter durch einen Schlitz 350 erstrecken kann, der an einer Seite des Halters 302 zwischen den Isolierflügeln 296,298 vorgesehen ist. Von dieser Stelle aus wird der Leiter um den Halter 302 herumgeführt und zurück nach innen in den Halter in eine Stellung, in der ein Ende des Flachkupferleiters durch die Druckfeder 304 in Gleitkontakt mit dem halbkreisförmigen Kontaktring 271 vorgespannt wird. Wenn der Kontaktring 271 mit der Stützplatte 264 verdreht wird, so wird daher der Kontakt zwischen dem Kontaktring 271 und dem gemeinsamen elektrischen Leitungsglied, das von dem Flachkupferleiter gebildet wird, welcher gleichzeitig auch als Leitung 127 dient, ständig aufrechterhalten.
Die gleiche Art der Verbindung besteht für den Flachkupferleiter, der als Leitung 128 dient, eine Kontaktstelle am Schalter 28 in Kontakt mit dem beweglichen, halbkreisförmigen Kontaktring 271 bildet und ebenfalls das Äquivalent zu dem gemeinsamen Leitungsglied 97 darstellt, das sich in Fig. 5 zu dem Kontaktarm D erstreckt.
Es ergibt sich aus der vorstehenden Diskussion, daß im Aufbau des hier besprochenen Schalters die halbkreisförmigen Kontaktringe 270,271 in ihrer Arbeitsweise den beweglichen Kontaktarmen D und C der Schalter scheibe 28a und 28b in der schematischen Darstellung von Fig. 5 entsprechen. Es ergibt sich daraus auch, daß die Welle 250, wenn sie eine Verdrehung der Stützplatte 264 bewirkt, mit dieser eine Verdrehung der halbkreisförmigen Kontaktringe 270,271 bewirkt und so das Äquivalent der schematisch in Fig. 5 gezeigten mechanischen Verbindung 100 bildet.
Um die Anschlüsse 119 bis 127 und 128 bis 136 an den Enden der entsprechenden Leitungen nacheinander zu kontaktieren, sind das Kontaktende 270c des Kontaktringes 270 und das Kontaktende 271c des Kontaktringes 271 so angeordnet, daß sie nacheinander in Kontakt mit den umgebogenen Endteilen der von den Flachleitern gebildeten Leitungen 119 bis 127 und 128 bis 136 kommen. Diese Beziehung ist in Fig. 13 und 14 der Abbildungen dargestellt. In Fig. 13 ist die Leitung 123 vom Verankerungsband 282 entfernt worden, um die Art zu zeigen, in der das Kontaktende 270c des Kontaktringes 270 nach innen über das Verankerungsband 282 hinaus verläuft. In Fig. 14 ist jedoch der die Leitung 123 bildende Flachkupferleiter in Andeutung dargestellt, und es ist dieser Figur der Abbildungen entnehmbar, daß das umgebogene Endteil dieser Leitung, das zwischen den im Abstand angeordneten, radialen Isolierrippen 284 um das Verankerungsband 282 herumgeführt ist, hinreichend weit vorsteht, um den Kontakt zu dem Kontaktende 270c des Kontaktringes 270 herzustellen und diesem anzuliegen.
Man erkennt, daß das Kontaktende 270c in dem Maße, in dem die Stützplatte 264 mit der Welle 250 in Richtung des Pfeils in Fig. 14 verdreht wird, nacheinander von dem Flachkupferleiter 123 weg, über den Nocken 290 hinweg und dann wieder herunter in Kontakt mit dem nächsten, benachbarten Flachkupferleiter bewegt wird, der den Anschluß der nächsten Leitung in der Folge von mit der Teilwicklung S-D verbundenen Leitungen bildet.
Gleichzeitig mit der Bewegung des Kontaktringes 270 und der gleichlaufenden Bewegung seines Kontaktendes 270c von einem Leitungsanschluß zum nächsten wird dem Kontaktring 271, der ebenfalls von der Stützplatte 264 getragen ist, die gleiche Bewegung erteilt. Es werden daher die Kontaktringe 270,271 synchron bewegt und haben die gleiche Funktion wie sie vorher den Kontaktarmen C und D des Schalters 28 zugeschrieben wurde.
Zu jeder Zeit sind die gemeinsamen Leitungsglieder, die von den Flachkupferleitern gebildet werden, welche auch die Leitungen 127 und 128 bilden, ständig in Kontakt mit den Kontaktringen, was sich aus der in Fig. 16 gezeigten und vorstehend erläuterten Anordnung ergibt.
Der Schalter 28, der in der in Fig. 11 gezeigten Verbund-Tandemdrehschalteranordnung 240 den obersten Schalter darstellt, ist in gleicher Weise aufgebaut und arbeitet in gleicher Weise.
Die in Fig. 11 bis 17 dargestellte Verbund-Tandemdrehschalteranordnung 240 stellt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Schaltanordnung für den erfindungsgemäßen Transformator dar. Es läßt sich der vorstehenden Beschreibung der Art, in der die Leitungen von den sekundärseitigen Teilwicklungen mit der Schalteranordnung verbunden sind, um selbstbildende Anschlüsse und Anzapfungspunkte daran zu bilden, entnehmen, daß diese Schaltanordnung die Notwendigkeit der Verwendung von Messingbolzen und Muttern für die Anschlüsse beseitigt, wie dies bei der in Fig. 7 bis 10 gezeigten Ausführung der Fall ist. Der elektrische Kontakt und die gegenseitige Verbindung ist dadurch gegenüber der Notwendigkeit zur Herstellung des Kontaktes über Messingglieder verbessert. Dadurch werden auch die Herstellungskosten für die Schalteranordnung wesentlich verringert.
Weiterhin gestattet die Art, in der die Enden der Flachkupferleiter, die die von den sekundärseitigen Teilwicklungen ausgehenden Leitungen bilden, mit dem Verankerungsband 282 verbunden sind, ein sehr rasches Einhaken und eine zwangsschlüssige Verbindung der Anschlüsse mit dem innen innerhalb des Gehäuses 10 des Transformators angeordneten Schalter. In dieser Hinsicht wird durch den Aufbau des Schalters beträchtliche Arbeit eingespart. Es wird auch bemerkt, daß ein einzigartiger Aspekt der Schalteranordnung, die die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung bildet, darin liegt, daß eine einzige elektrische Leitung sowohl direkt von den Teilwicklungen des Transformators zu den Außenanschlüssen in den Teilen des Schalters führt, die mit den beiden beweglichen Kontaktarmen oder Kontaktringen verbunden sind, als auch das gemeinsame Leitungsglied bildet, das diese Anschlüsse elektrisch mit den beiden synchron betätigten Kontaktringen verbindet.
Ein Vorteil bietet sich auch durch die Art, in der der Anschlußring 280 aus Kunststoff, der eine größere Baukomponente der Verbund-Tandemdrehschalteranordnung bildet, durch eine einzige Druckfeder, die auf eine mittig angeordnete Nabe dieses Anschlußrings einwirkt, ständig vorgespannt wird. Die Wirkung dieser von der Feder entwickelten federnden Vorspannung besteht darin, eine konstante Kraft auszuüben, die letztlich an den beiden Kontaktstellen zur Wirkung kommt, an der die Kontaktenden 270c und 271c des Kontaktrings in Kontakt mit zwei Anschlüssen sind, die von den Enden der beiden Leitungen gebildet werden, die zu jeder Zeit durch den Tandemschalter ineinander verbunden werden. Die Federvorspannung wirkt somit an zwei Punkten des Anschlußrings 280 aus Kunststoff, die um 1800 voneinander entfernt sind und zusammen mit der Nabe 286 drei im Abstand zueinander angeordnete Punkte bilden, die in kraftflüssigem Kontakt stehen, wodurch die mechanischen Kräfte, durch die der Anschlußring und der Stützring gegeneinander gedrückt werden, über eine große Fläche gut verteilt werden und trotzdem auf die Stützplatten für den Kontaktring nur eine minimale Reibungsverzögerung ausgeübt wird.
Ein anderer Aspekt der Verbund-Schalteranordnung liegt darin, daß dadurch, daß die radialen Isolierrippen 284 ziemlich große axiale Abmessungen haben, d< rohrförmigen Isolierhülsen, die sich von den Anzapfungsabschnitten der Teilwicklungen um die Leitungen nach oben erstrecken, über die ganze Länge entlang den Leitungen nach oben bis an einen Punkt geführt werden können, an dem sie zwischen im Abstand zueinander angeordneten, benachbarten Isolierrippen enden, zwischen die sich die jeweilige Leitung mit der Isolierhülse erstreckt. Dadurch wird eine vollständige und wirksame Isolierung aller Leitungen gegeneinander gesichert.
Die gemeinsamen Leitungsglieder sind an dem Punkt, an dem sie um die Halter 300,302 herum und zurück an eine mit dem Kontaktringen 270,271 in Berührung stehende Stelle gebogen sind, jeweils unabhängig und ständig federnd in vorgespannter Anlage mit den jeweiligen Kontaktringen gehalten, wodurch eine lange Betriebszeit der Schalteranordnung ohne Kontaktausfall zwischen den Kontaktringen und den gemeinsamen Leitungsgliedern sichergestellt wird. Die Art der Ausbildung der Hohlräume der Halter 300,302 zur Aufnahme der Druckfedern 304 stellt sicher, daß diese Hohlräume im Spritzgußverfahren zugleich mit dem Rest der die Anschlußringe 280 bildende Kunststoffstruktur hergestellt werden können.
Man sieht ebenfalls, daß die Anwesenheit von Nocken 290 zwischen benachbarten Leitungsanschlüssen an der Stelle, an der die Leitungen um das Verankerungsband 282 herumgebogen sind, sicherstellt, daß für die Bedienungskraft des Schalters der Zeitpunkt erkennbar ist, zu dem die Einstellung des Kontaktringes geändert und sich von einem Anzapfungspunkt zu einem anderen bewegt wird. Es ergibt sich so durch den Einbau der Nocken 290 in den Stellweg der Kontaktenden der Kontaktringe, daß die schrittweise Verstellung der verschiedenen Kontaktringe unter Einschnappen erfolgt. Die Anwesenheit der Nocken 290 bwirkt ebenfalls, daß der Schalter in der Weise arbeitet, daß der Kontakt zwischen dem Kontaktende des jeweiligen Kontaktrings und dem Leitungsanschluß vollständig unterbrochen wird, bevor das Kontaktende dieses Kontaktrings die Leitung am nächsten Anzapfungspunkt berühren kann.
Ein wichtiger Aspekt und Vorteil der in Fig. 11 bis 17 dargestellten Schalteranordnung 240 liegt schließlich darin, daß keine Notwendigkeit besteht, Anschlagfinger oder ähnliche Anschlagelemente nach Art des Anschlagstiftes 200 in Fig. 7 vorzusehen. Dies deshalb, weil sogar bei einer Verdrehung der Handgriffe 252,254 der Schalter 28 und 26 über eine Stellung hinaus, in der ihre jeweiligen Verriegelungsbolzen 256 zu einem der neun zugeordneten Durchbrüche in der Stellungsanzeigescheibe 242 ausgerichtet sind, lediglich die komplementären Kontaktringe 270,271 an der Stützplatte 262 in Kontakt mit der nächsten, benachbarten Reihe von Kontaktanschlüssen an dem Verankerungsband 282 des Anschlußrings 280 bringt. Mit anderen Worten, der Transformator bleibt angeschlossen und trotz der überdrehung wird eine Ausgangsspannung abgegeben, im Gegensatz zu einem Transformator mit einer Ausführung der Schalteranordnung nach Figuren 7 bis 10, die durch die Uberdrehung abgeschaltet, beschädigt oder abgebrochen wird.
Der erfindungsgemäße Transformator ist für Arbeiten in ölfeldern besonders brauchbar und sehr anpassungsfähig an die Erfordernisse in Situationen, in denen weit variierende Sekundärspannungen verlangt werden. Der in Fig. 1 dargestellte Transformator kann beispielsweise bei einer bestimmten Eingangsspannung eine Ausgangsspannung von 480 bis 1920 V in gleichen, kontinuierlichen Schritten von jeweils 60 V erzeugen.
Diese Werte gelten für eine bestimmte Eingangsspannung, jedoch kann durch entsprechende Veränderung im Aufbau ein ähnlicher Bereich für jeden ausgewählten Spannungswert erreicht werden.
Es kann auch, je nach den Spannungsanforderungen, die Spannung heruntertransformiert werden, wobei die Klemmen X1 bis X4 die Eingangsspannung erhalten und an den Anschlüssen H1 und H2 die Ausgangsspannung anliegt.
Obgleich bestimmte, bevorzugte Ausführungen des erfindungsgemäßen Transformators vorstehend beschrieben und in den Abbildungen dargestellt sind, versteht sich, daß in dem dargestellten und beschriebenen Aufbau verschiedene Änderungen und Neuerungen vorgenommen werden können, ohne von dem der Erfindung zugrundeliegenden Prinzip abzuweichen.

Claims

Patentansprüche t 1.; Transformator, dadurch gekennzeichnet, daß daß eine erste Wicklung vorgesehen ist, daß zwei körperlich im Abstand zueinander angeordnete induktive Teilwicklungen mit gleichen Windungszahlen vorgesehen sind, deren jede eine Mehrzahl von ersten bis n+1-ten damit verbundenen Abschnittsausgängen aufweist, von denen jedes aufeinanderfolgende Paar von Ausgängen erste bis n-te Wicklungsabschnitte mit einer vorgegebenen Windungszahl innerhalb des betreffenden Wicklungsabschnittes bestimmt, daß die erste Wicklung induktiv mit den beiden induktiven Teilwicklungen gekoppelt ist, daß ein Tandemschalter mit zwei synchron arbeitenden Kontaktglieder vorgesehen ist, deren jedes mit einer Mehrzahl von ersten bis n+1-ten wahlweise verbindbaren Kontakten zusammenwirkt, die jeweils an einen der ersten bis n+I-ten Abschnittsausgänge einer Teilwicklung angeschlossen sind, und daß die Kontakte mit Ausgangsanschlüssen verbunden sind, wobei in einer ersten synchronen Einstellung der Kontaktglieder zu den wahlweise verbindbaren Kontakten die beiden induktiven Wicklungen insgesamt parallel liegen, in einer n+1-ten synchronen Einstellung der Kontaktglieder zu den wahlweise verbindbaren Kontakten die beiden induktiven Wicklungen insgesamt in Reihe liegen und in Zwischenstellungen der Kontaktglieder zu den wahlweise verbindbaren Kontakten die beiden induktiven Wicklungen in einer Reihen-Parallel-Reihen-Anordnung liegen, in der die parallelliegenden Abschnitte asymmetrisch gegenüber der ersten elektrischen Wicklung angeordnet sind.
2. Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Paare von induktiven Teilwicklungen jeweils-induktiv mit der ersten Wicklung gekoppelt sind und jeweils eine Vielzahl von ersten bis n+1-ten Abschnittsausgängen haben, daß erste und zweite Tandemschalter vorgesehen sind, die jeweils mit einem zugehörigen Paar von induktiven Teilwicklungen zusammenwirken, und daß die Kontaktarme des ersten Tandemschalters über wahlweise verbindbare Kontakte, die mit den Abschnittsausgängen eines Paares der Teilwicklungen verbunden sind, mit einem Paar von Ausgangsanschlüssen verbunden sind und die Kontaktarme des zweiten Tandemschälters über wahlweise verbindbare Kontakte, die mit den Abschnittsausgängen des anderen Paares von Teilwicklungen verbunden sind, mit einem zweiten Paar von Ausgangsanschlüssen in der Weise verbunden sind, daß das erste und zweite Paar von Ausgangsanschlüssen wahlweise in Reihe und parallel verbindbar sind.
3. Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils ausgewählten ersten bis n-ten Wicklungsabschnitte jeder Teilwicklung im wesentlichen gleiche Nennspannung haben.
4. Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils ausgewählten ersten bis n-ten Wicklungsabschnitte jeder Teilwicklung im wesentlichen gleiche Windungszahlen haben.
5. Regeltransformator, gekennzeichnet durch einen zentralen Kern, eine in vielfachen Windungen den Kern umgebende erste Wicklung, zwei körperlich getrennte induktive Teilwicklungen, die induktiv mit der ersten Wicklung gekoppelt sind und in einer Vielzahl konzentrischer Windungen in gleicher Richtung um den Kern verlaufen, wobei verschiedene Windungen in unterschiedlichen Abständen von der ersten Wicklung verlaufen, von jeder der Teilwicklungen in gleichen Längsabständen ausgehende Leitungen für längs jeder Teilwicklung im Abstand zueinander angeordnete Anzapfungsabschnitte, und einstellbare, mit den Leitungen zusammenwirkende Schalter zur Parallelverbindung einer äquivalenten Anzahl von Abschnitten jeder Teilwicklung für einen gleichsinnigen Stromfluß um den Kern und zur gleichlaufenden Reihenschaltung gegebenenfalls verbliebener übriger, nicht parallel geschalteter Abschnitte zwischen den an ein Ende der beiden Teilwicklungen angeschlossenen Ausgangsanschlüssen.
6. Regeltransformator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine die beiden Teilwicklungen körperlich trennende und bei einem Transformatorkurzschluß in ihrer gegenseitigen Lage festhaltende Isolierung vorgesehen ist.
7. Regeltransformator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierung aus miteinander verbundenen, kontinuierlichen Windungen aus Papier besteht, das nacheinander zwischen die aufeinanderfolgenden Windungen jeder Teilwicklung eingelegt und an jede der Windungen gebunden ist.
8. Regeltransformator nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der einstellbare Schalter wahlweise mit den Teilwicklungen verbindbar ist, um alle Abschnitte jeder Teilwicklung zwischen den Ausgangsanschlüssen elektrisch in Reihe zu schalten.
9. Regeltransformator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter ein Paar von drehbaren Schaltern mit beweglichen Kontaktarmen aufweist, die wahlweise mit einer ausgewählten, von einer Teilwicklung ausgehenden Leitung verbindbar sind, und daß die Kontaktarme synchron gekoppelt sind.
10. Vorrichtung zum Transformieren einer Wechselspannung, gekennzeichnet durch ein Paar von im Abstand zueinander angeordneten, elektrisch leitenden und in gleicher Richtung in konzentrischen Windungen gelegten Teilwicklungen mit gleich vielen Anzapfungsabschnitten, eine flexible Isolierung zwischen allen Paaren aufeinanderfolgender Windungen jeder Teilwicklung, welche Isolierung an wenigstens eine der Windungen, die der Isolierung unmittelbar benachbart sind, gebunden ist, sich durch den Raum zwischen den Teilwicklungen erstreckt und diese im Abstand voneinander hält, eine radial im Abstand von den Teilwicklungen angeordnete und damit induktiv gekoppelte Wicklung, und eine an die Teilwicklungen angeschlossene Schalteinrichtung, die wahlweise zur Verbindung der Anzapfungsabschnitte der beiden Teilwicklungen schaltbar ist zwecks Herstellung einer ausgewählten Schaltung, in der alle Anzapfungsabschnitte zu jeder Zeit im Strompfad liegen und verschiedene, ausgewählte Anzapfungsabschnitte jeder Teilwicklung in verschiedenen Einstellungen der Schalteinrichtung parallel geschaltet sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Schaltern mit einem schrittweise verstellbaren Glied vorgesehen ist, das wahlweise mit einem Anzapfungspunkt einer Teilwicklung verbindbar ist, und daß die verstellbaren Glieder in gleichen Stellschritten gleichlaufend verstellbar sind.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Schalter eine Vielzahl von im Abstand zueinander angeordneten Anschlüssen aufweist, die der um eins vermehrten Zahl von Anzapfungsabschnitten in einer der Teilwicklungen gleichwertig ist, und daß die Anschlüsse so zueinander angeordnet sind, daß die von den Anzapfungspunkten an den Teilwicklungen ausgehenden Leitungen kreuzungsfrei und parallel zu den Anschlüssen geführt sind.
13. Verbund-Tandemdrehschalter zur wahlweisen, gleichlaufenden Verbindung mehrerer Abschnitte von zwei Paaren angezapfter elektrischer Leiter mit Leitungen, die von gegenüberliegenden Enden der Abschnitte jedes Leiters ausgehen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Paar von anschlußtragenden Untereinheiten vorgesehen ist, deren jede im Abstand voneinander angeordnete Verbindungsstellen zur körperlichen Verbindung mit einer Mehrzahl von Leitungen aufweist, die von jedem elektrischen Leiter des Paares von Leitern ausgehen, und die Leitungen eines Paares von Leitern mit einer anschlußtragenden Untereinheit und die Leitungen des anderen Paares von Leitern mit der anderen anschlußtragenden Untereinheit verbunden sind, daß die Untereinheiten gegeneinander elektrisch isolierte Verbindungsstellen haben, daß Halter für ein Paar gemeinsamer elektrischer Leitungsglieder in zueinander im Abstand befindlichen Stellungen angeordnet sind, in denen jedes der gemeinsamen elektrischen Leitungsglieder zwischen einer der Verbindungsstellen und einer davon entfernten Kontaktstellung verläuft, daß ein Paar von elektrisch leitenden, verstellbaren Kontaktgliedern neben jeder anschlußtragenden Untereinheit vorgesehen ist, von denen ein Teil an einer der Kontaktstellen zur Kontaktierung mit einem gemeinsamen elektrischen Leitungsglied angeordnet ist, daß die elektrisch leitenden, verstellbaren Kontaktglieder jedes Paares dieser Kontaktglieder gegeneinander elektrisch isoliert sind, daß die elektrisch leitenden, verstellbaren Kontaktglieder jedes Paares dieser Kontaktglieder gleichlaufend nacheinander zwischen den Verbindungsstellen der jeweiligen anschlußtragenden Untereinheit verstellbar sind, die dem jeweiligen Paar elektrisch leitender, verstellbarer Kontaktglieder zugeordnet ist, und daß die anschlußtragenden Untereinheiten miteinander körperlich verbunden und die Verbindungsstellen jeder solchen Untereinheit dadurch so angeordnet und ausgerichtet sind, daß die vonjdem angezapften elektrischen Leiter an gegenüberliegenden Enden jedes seiner mehreren Abschnitte ausgehenden Leitungen im wesentlichen parallel zu und im Abstand von den von jedem anderen elektrischen Leiter an entsprechenden gegenüberliegenden Enden seiner mehreren Abschnitte ausgehenden Leitungen verläuft, wenn die Leitungen mit den Verbindungsstellen der anschlußtragenden Untereinheiten verbunden sind.
14. Verbund-Tandemdrehschalter nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die anschlußtragenden Untereinheiten einen Anschlußring aus elektrisch nichtleitendem Material mit einem Verankerungsband, mit einer zentralen Nabe im Mittelpunkt des Verankerungsbandes und mit einer Vielzahl von im Winkelabstand zueinander angeordneten, radial divergierenden Isolierrippen aufweist, die von der Nabe zum Verankerungsband verlaufen, mit dem Verankerungsband die im Abstand voneinander angeordneten Verbindungsstellen bestimmen und Isoliermittel zur gegenseitigen Isolierung der Verbindungsstellen bilden.
15. Verbund-Tandemdrehschalter nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstellen einen Gewindebolzen mit aufgeschraubter Mutter aufweisen.
16. Verbund-Tandemdrehschalter nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß Verriegelungsglieder zur Verriegelung der gleichlaufend verstellbaren Kontaktglieder in einer ausgewählten Stellung zur wahlweisen Anordnung der Kontaktglieder an gewählten Verbindungsstellen in Kontakt mit den an diese gewählten Verbindungsstellen angeschlossenen Leitungen vorgesehen sind.
17. Verbund-Tandemdrehschalter nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß jede der anschlußtragenden Untereinheiten eine Anschlußplatte aus elektrisch nichtleitendem Material mit Verbindungsstellen zur Verbindung der von einem angezapften elektrischen Leiter eines Paares dieser Leiter ausgehenden Leitungen auf einer Seite der Anschlußplatte und mit Verbindungsstellen zur Verbindung der von dem anderen angezapften elektrischen Leiter des genannten Paares ausgehenden Leitungen auf der anderen Seite der Anschlußplatte aufweist.
18. Verbund-Tandemdrehschalter nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste gemeinsame Leiterplatte von einer Verbindungsstelle zu einer Kontaktstelle an einer Seite der Anschlußplatte und eine zweite gemeinsame Leiterplatte von einer zweiten Verbindungsstelle zu einer Kontaktstelle an der der ersten Leiterplatte gegenüberliegenden Seite der Anschlußplatte verläuft.
19. Verbund-Tandemdrehschalter nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Paar von Kontaktgliedern eine erste drehbare Kontaktscheibe, die die erste gemeinsame Leiterplatte kontaktiert und an der einen Seite der Anschlußplatte gegenüber dieser verstellbar angeordnet ist, und eine zweite drehbare Kontaktscheibe aufweist, die die zweite gemeinsame Leiterplatte kontaktiert und an der gegenüberliegenden Seite der Anschlußplatte gegenüber dieser verstellbar angeordnet ist.
20. Verbund-Tandemdrehschalter nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die anschlußtragenden Untereinheiten durch Abstandsglieder im Abstand voneinander und die Verbindungsstellen an den Untereinheiten zur Verbindung der Leitungen von wenigstens einem der elektrischen Leiter in zueinander im Abstand befindlichen, parallelen Ebenen angeordnet sind.
21. Verbund-Tandemdrehschalter nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß sich eine elektrisch nichtleitende Welle drehbar durch die Anschlußplatten erstreckt und drehbar mit einer der drehbaren Kontaktscheiben verbunden ist und durch eine der gemeinsamen Leiterplatten verläuft und die mit der Welle drehbaren Kontaktglieder jeweils durch eine um die Welle verlaufende Feder ständig federnd in Kontakt mit der jeweiligen von der Welle durchsetzten gemeinsamen Leiterplatte gespannt sind.
22. Verbund-Tandemdrehschalter nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Verankerungsbänder jeweils mit einer Vielzahl von im Abstand zueinander angeordneten Nocken an einer Stelle versehen sind, an der eine Isolierrippe das Verankerungsband durchsetzt.
23. Verbund-Tandemdrehschalter nach Anspruch 14 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß den anschlußtragenden Untereinheiten jeweils ein erstes gemeinsames Leitungsglied, das aus einem Stück mit einer Leitung in Form eines einheitlichen Bauelementes gebildet ist und von einem angezapften Leiter eines Paares der angezapften elektrischen Leiter zu einer Verbindungsstelle und von dieser zu einer Kontaktstelle verläuft, und ein zweites gemeinsames Leitungsglied zugeordnet ist, das aus einem Stück mit einer anderen Leitung in Form eines einheitlichen Bauelementes gebildet ist und von dem anderen angezapften Leiter des genannten Paares zu einer anderen Verbindungsstelle und von dieser zu einer anderen Kontaktstelle verläuft.
24. Verbund-Tandemdrehschalter nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das zweite gemeinsame Leitungsglied federnd in Kontakt mit verschiedenen verstellbaren Kontaktgliedern vorgespannt sind.
25. Verbund-Tandemdrehschalter nach Anspruch 13 oder 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Paar von Kontaktgliedern ein Paar halbkreisförmiger im Abstand voneinander angeordneter, elektrisch leitender Kontaktringe aufweist und daß die Kontaktringe gegeneinander elektrisch isoliert und im Abstand zueinander im wesentlichen koplanar auf einer elektrisch nichtleitenden Stützplatte angeordnet sind.
26. Verbund-Tandemdrehschalter nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß eine durch die Stützplatte und den Anschlußring verlaufende und mit der Stützplatte verkeilte Welle zur gleichlaufenden Verstellung der elektrischen Kontaktglieder vorgesehen ist.
27. Drehschalter, gekennzeichnet durch einen Anschlußträger für eine erste Mehrzahl von halbkreisförmig an ersten Anschlußstellen angeordneten Anschlüssen und für eine zweite Mehrzahl von komplementär zu der ersten Mehrzahl und im wesentlichen in gleichen radialen Abständen in Bezug auf eine gemeinsame Mittelachse halbkreisförmig an zweiten Anschlußstellen angeordneten Anschlüssen, eine entlang der gemeinsamen Mittelachse durch den Anschlußträger verlaufende Welle, ein erstes mit der Welle verbundenes und drehbares Kontaktglied mit einem zum Schnittpunkt mit dem Bogen der halbkreisförmigen Anordnung der ersten Anschlußstelle vorstehenden Vorsprung zur einzelnen, aufeinander folgenden Kontaktierung mit den Anschlüssen in der erstgenannten halbkreisförmigen Anordnung bei Verdrehung der Welle und des ersten Kontaktgliedes, ein zweites, mit der Welle verbundenes und drehbares Kontaktglied im Abstand von dem ersten Kontaktglied mit einem zum Schnittpunkt mit dem Bogen der halbkreisförmigen Anordnung der zweiten Anschlußstellen vorstehenden Vorsprung zur einzelnen, aufeinanderfolgenden Kontaktierung mit den Anschlüssen in der zweitgenannten halbkreisförmigen Anordnung bei Verdrehung der Welle und des ersten Kontaktgliedes, ein erstes feststehendes, gemeinsames elektrisches Leitungsglied an dem Anschlußträger, das von dem ersten Kontaktglied zu einer Anschlußstelle in der zweitgenannten halbkreisförmigen Anordnung verläuft, und ein zweites feststehendes, gemeinsames elektrisches Leitungsglied an dem Anschlußträger, das von dem zweiten Kontaktglied zu einer Anschlußstelle in der erstgenannten halbkreisförmigen Anordnung verläuft.
28. Drehschalter nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die an einer gemeinsamen elektrisch nichtleitenden Stützplatte angebrachten Kontaktglieder über die Stützplatte mit der Welle verbunden sind.
29. Drehschalter nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Kontaktglieder zusammen ein Paar bogenförmiger, in einer im wesentlichen gemeinsamen Ebene gegeneinander elektrisch isolierter Leiter bilden.
30. Drehschalter nach einem der Ansprüche 27 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußträger ein ringförmiges Verankerungsband, eine im Mittelpunkt des Verankerungsbandes angeordnete und die Welle umgebende Mittelnabe, die frei gegenüber der Welle beweglich ist, und eine Vielzahl von Isolierrippen aufweist, die sich von der Nabe zum Verankerungsband erstrecken und mit dem Verankerungsband die ersten und zweiten Anschlußstellen bestimmen.
31. Drehschalter nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß das ringförmige Verankerungsband entlang der Welle in axialer Richtung gegen die Stützplatte vorgespannt ist, wodurch die ersten und zweiten Kontaktglieder ständig in einer zu den Anschluß stellen benachbarten Einstellung gehaltert sind.
32. Drehschalter, gekennzeichnet durch einen elektrisch nichtleitenden Anschlußträger mit einer ersten Vielzahl von bestimmten Anschlußstellen und mit einer zweiten Vielzahl von bestimmten Anschlußstellen im Abstand von und im wesentlichen in der gleichen Ebene mit der ersten Vielzahl von Anschlußstellen, eine drehbar durch den Anschlußträger verlaufende Welle, ein erstes elektrisch leitendes, mit der Welle um deren Achse drehbares Kontaktglied mit einem ersten, gegen eine Stelle vorstehenden Vorsprung, an der der erste Vorsprung in Anlage an jede Anschlußstelle der ersten Vielzahl von Anschlußstellen kommt, wenn die Welle um ihre Achse verdreht wird und die mit dem Anschlußträger verbundenen Anschlüsse mit den verschiedenen Anschlußstellen der ersten Vielzahl von Anschlußstellen einzeln nacheinander kontaktiert, ein zweites elektrisch leitendes, mit der Welle um deren Achse drehbares Kontaktglied mit einem ersten, gegen eine Stelle vorstehenden Vorsprung, an der der erste Vorsprung des zweiten Kontaktgliedes in Anlage an jede Anschlußstelle der zweiten Vielzahl von Anschlußstellen kommt, wenn die Welle um ihre Achse verdreht wird und die mit dem Anschlußträger verbundenen Anschlüsse mit den verschiedenen Anschluß stellen der zweiten Vielzahl von Anschlußstellen einzeln nacheinander kontaktiert, ein erstes gemeinsames, elektrisches Leitungsglied an dem Anschlußträger, das von einer Kontaktstelle mit dem ersten Kontaktglied zu einer Anschlußstelle der zweiten Vielzahl von Anschlußstellen verläuft, und ein zweites gemeinsames, elektrisches Leitungsglied an dem Anschlußträger, das von einer Kontaktstelle mit dem zweiten Kontaktglied zu einer Anschlußstelle der ersten Vielzahl von Anschlußstellen verläuft.