DE751926C - Schalteinrichtung fuer nockenbetaetigte Einzelschalter, insbesondere zur stufenweisen Regelung der Motoren elektrischer Triebfahrzeuge - Google Patents

Description

• Schalteinrichtung fair nockenbetätigte Einzelschalter, insbesondere zur stufenweisen Regelung der Motoren elektrischer Triebfahrzeuge Zur Spannungsregelung für die Motoren von Wechselstromtriebfahrzeugen werden die Transformatoren üblicherweise mit Anzapfungen versehen, an denen unter Zwischenschaltung eines Stromteilers schrittweise entlanggeschaltet wird. Zur Vornahme dieser Schaltvorgänge dienten früher Schützen-oder Schlittensteuerungen, neuerdings aber häufig Einzelelemente mit oder ohne magnetische Blasung, die ähnlich, wie dies auch bei Straßenbahnfahrschaltern der Fall ist, gemeinsam durch eine mit Kurvenscheiben versehene Steuerungswelle betätigt werden. Der Antrieb erfolgt dann durch Drehmagnete oder motorisch, gegebenenfalls aber auch mit der Hand.
• Der einseitige Anschluß aller dieser Einzelelemente an -den gemeinsamen Stromteiler brachte es nun mit sich, daß die Kontakte aller Elemente in ausgeschaltetem Zustand so weit voneinander entfernt wurden, wie dies für die volle Spannungsdifferenz zwischen kleinster und größter Regelspannung erforderlich war. Dieser durch die auftretenden Differenzspannungen bedingte große Öffnungsabstand und der bei den heutigen Stromstärken erforderliche hohe Kontaktdruck bringen aber den Nachteil mit sich, daß sehr starke Kontaktfedern erforderlich sind und damit für die Betätigung der Schaltelemente ein verhältnismäßig größes Drehmoment an der Steuerungswelle aufgebracht werden muß. Da aber weiterhin die in den Federn aufgespeicherte Energie beim Schließen der Kontakte wieder frei wird, hat dies zur Folge, daß die Kontakte mit großem Schlag aufeinandertreffen,wobei dann aber häufig Prellungen auftreten, die ein kurzzeitiges Wiederöffnen der Kontakte zur Folge haben, was dann, abgesehen von den elektrischen Störungen, einen erheblichen Kontaktverschleiß zur Folge hat. Alle diese Nachteile «erden nach vorliegender Erfindung dadurch vermieden, daß die Schaltkontakte der Einzelschalter beim Öffnen zunächst nur so weit voneinander entfernt werden, daß ein Wiederzünden des Lichtbogens mit Sicherheit vermieden wird. Erst in den folgenden Schaltstufen werden die Kontakte allmählich auf einen Öffnungsabstand gebracht, wie er für den höchsten, zwischen den Kontakten herrschenden Spannungsunterschied erforderlich ist.
• In Abb. i und 2 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Hierbei zeigt Abb. i die Schaltanordnung, Abb. 2 Einzelschalter mit der zugehörigen Kurvenscheibe. In Abb. i bedeutet a den von der Fahrleitung b gespeisten Regeltransformator mit Anzapfungen. Jede dieser Anzapfungen führt zu einem der Nockenelemente U i bis U io, deren freier Kontakt abwechselnd mit der einen oder anderen Außenklemme des Stromteilers c verbunden ist, wobei letzterer auch als Feinregler ausgebildet sein kann. Von der Mittelanzapfung dieses Stromteilers geht dann der Strom über den Motor d zur Erde. Die Betätigung der Nockenelemente erfolgt durch die abgewickelt gezeichneten Kurvenscheibenwelle e. Letztere besteht, wie aus Abb.2 zu entnehmen ist, aus einer gemeinsamen Schaltwelle f, auf der die einzelnen Kurvenscheiben g verkeilt sind und in bekannter Weise auf die unter Federzug h stehenden Schaltelemente einwirken.
• Wie. man nun aus der Abwicklung der Steuerungswalze e in Abb. i ohne weiteres entnehmen kann, sind, abgesehen von der Nullstellung, jeweils nur zwei Schaltelemente geschlossen, alle übrigen Schaltelemente sind zu diesem Zeitpunkt geöffnet. Es herrscht nun jeweils an den Kontakten der einzelnen Schaltelemente eine Spannungsdifferenz, die um so größer ist, je weiter die Transformatorarizapfung des geöffneten Schaltelementes von derjenigen der geschlossenen Elemente entfernt ist, d. h. also, wenn, wie für Stellung i gezeichnet, die Schaltelemente U i und U:2 geschlossen sind, herrscht an den Kontakten des Elements U i o eine Spannungsdifferenz, die der gesamten Regelspannung zwischen U io und U 2 entspricht, während an dem Nockenelement L% 3 eine Öffnungsspannung herrscht, die lediglich so groß ist wie die Differenz einer einzigen Spannungsstufe. Wird dagegen auf die Stufe 8 geschaltet, so hat das Schütz U io die geringste Kontaktspannung, während die Kontakte L% i und U:2 die höchste Spannung aufweisen. Die Spannungsdifferenz zwischen den Schaltkontakten wandert also gesetzmäßig von Schaltelement zu Schaltelement, je nachdem auf welcher Stufe sich die Schaltwalze gerade befindet.
• Aus dieser Erkenntnis ergibt sich nun, daß es nicht erforderlich ist, die Kontakte der Schaltelemente beim Öffnen sofort auf den größten Öffnungsabstand zu bringen, sondern daß das Öffnen und Schließen allmählich erfolgen kann. Zu diesem Zweck werden die Kurvenscheiben, wie aus Abb.2 ersichtlich, so ausgebildet, daß die Kontakte zunächst nur so weit geöffnet werden, daß ein W iederzünden des Lichtbogens mit Sicherheit vermieden wird, wozu bei der zunächst herrschenden geringen Wechselstromspannung nur wenige Millimeter genügen. Anschließend wird dann der Kontakt entsprechend der anwachsenden Spannung von Stufe zu Stufe immer weiter geöffnet, bis er auf vollen Öffnungszustand gebracht ist. Ir. der Praxis wird es allerdings meistens nicht erforderlich sein, das Öffnen und Schließen der Kontakte auf viele Stufen zu verteilen, sondern das gewünschte Ergebnis kann auch schon dadurch erzielt werden, 3-i3 die Vorgänge auf nur zwei Stufen verteilt sind.
• Die Erfindüng hat den Vorteil, daß ein Prellen der Kontakte auch bei raschem Schalten mit Sicherheit vermieden wird. Als besonderer Vorteil ist aber anzusehen, daß durch die getroffene Anordnung die Betätigungskräfte wesentlich herabgesetzt «erden, ;weil sich die Energieaufnahme bzw. -abgabe der Schaltfedern immer auf mehrere Schaltstufen verteilt. Die Erfindung eignet sich in gleicher Weise für Schaltelemente mit oder ohne magnetischer Blasung.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Schalteinrichtung für nockenbetätigte Einzelschalter, insbesondere zur stufenweisen Regelung der Motoren elektrischer Triebfahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltkontakte der Einzelschalter beim Öffnen zunächst nur so weit voneinander entfernt werden, daß ein Wiederzünden des Lichtbogens mit Sicherheit vermieden wird und erst in den folgenden Schaltstufen allmählich auf einen Öffnungsabstand gebracht werden, wie er für den höchsten zwischen den Kontakten herrschenden Spannungsunterschied erforderlich ist.
2. 2. Schalteinrichtung nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß die. Änderung des Kontaktabstandes auf nur zwei Schaltstufen verteilt wird.
3. 3. Schalteinrichtung nach den Ansprüchen a und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schließen der Kontakte in umgekehrt gleicher Weise wie das Öffnen erfolgt. Angezogene Druckschriften: Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschriften Nr. 641677, 666 I2o.