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Drehschalter für Starkstrom Die Erfindung betrifft einen Drehschalter
für Starkstrom,insbesondereeinen,Sterndrefeck sehalter.
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Zur Aus-, und Umschaltung von Motoren oder anderen Drehstromverbrauchern
in Sterndreieckschaltweise werden Walzenschalter verwendet. Bei diesen Schaltern
sind auf einer Walze streifenartige Kontaktbrücken angebracht, die bei der Drehung
der Walze außen gegenüberstehende Zu- und Ab-
leitungskontakte,- in Stern-,
Dreieck- oder Aus-Schaltung miteinanderverbinden bzw. unterbrechen. Diese Schalter
haben den, Nachteil, daß. sie für starke Ströme eine erhebliche Walzenstärke haben
müssen und außerdem wegen der vielen Kontakte eine erhebliche Länge aufweisen. Es
ist daher nicht möglich, kleine handliche Schalter nach dieser Bauweise herzustellen.
Handelt es sich um größere Schaltleistungen-, so müssen die Schalter im Ölbad untergebracht
werden. Es sind auch Schalter mit Schaltscheiben gebaut worden, jedoch tritt bei
diesen der Nachteil auf, daß die Verbindung der drei Wicklungsenden am Sternpunkt
von einer Brücke erfolgen mußy die eine vollständigeUmdrehung der Schaltscheibe
nicht erlaubt, denn diese Brücke müßte auch die Zuleitungskontakte passieren und
würde diese dabei miteinander kurzschließen: Um dies zu verhindern, sind besondere
Vorkehrungen dafür erforderlich, daß die Brücke in einer anderen Ebene als- die
Schaltscheibe liegt. Es müsisen dann aber auch. für die Verbindung der Brücke mit
den Kontakten besondere Nebenkontakte geschaffen werden, die den Aufbau eines solchen
Schalters erheblich komplizieren.
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Bei dem Schalter nach der Erfindung sind diese Nachteile der bekannten
Bauweisen mit auf gemeinsamer Welle sitzenden, drehbaren Kontaktbrücken dadurch
behoben, daß diese als Messer ausgebildet
sind und die. zu je einer
Stromlaufgruppe zusammengefaßten'Speise- und Verbraucherkontakte,-z. B:. der Leitungen
RUZ, SVX öder TWY, in verschiedenen Normalebenen der Drehachse liegend: gegenüber
den in Drehrichtung vorhergehenden bzw. folgenden Stromlaufgruppen in der Höhe und
im Winkel versetzt angebracht sind. Durch die Anordnung der einzelnen eine Stromlaufgruppe
bildenden Kontakte in verschiedenen Normalebenen und durch die Versetzung der einander
benachbarten Stromlaufgruppen können die Kontaktbrücken beim Schälten an jenem Kontakten
vorbeieilen, deren Berührung vermieden werden muß. Es, werden nämlich die Zwischenräume
zwischen den einzelnen Kontakten dazu ausgenutzt, den Kontaktbrücken den Durchtritt
zu ermöglichen.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Kontaktbrücken messerartig
ausgebildet sind und beispielsweise von in Normalebenen-,der Achse liegenden Flachstreifen
gebildet werden. Durch die Möglichkeit, die Kontaktbrücken zwischen den Kontakten,
die sie nicht zu berühren haben, hindurchzuführen, ist es möglich, den Schalter
so auszubilden,.daß seine Welle um 36o° gedreht werden kann und bei o° die Aus-Stellung,
bei i2o° die Stern-Stellung, bei 24o° die Dreieck-Stellung und bei 36o° die Aus-Stellung
zu liegen kommt. Es, kann also der Schalter aus der Dreieck-Stellung sofort in die
Aus-Stellung gedreht werden.
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Die Anbringung der Kontaktbrücken erfolgt vorzugsweise an 1solierstofstreifen,
die an zwei auf der Welle sitzenden Abstandsstücken befestigt sind, wobei die Welle
vorn einem Isolierrohr umgeben sein kann. Die Kontakte werden bei Verwendung von
Kontaktmesisern als beidseitig beriihrende Blattfedern ausgebildet, dadurch werden
die Ausmaße des Schalters in axialer Richtung gering gehalten. Die elektrische Belastbarkeit
des Schalters, ist trotz der geringen Bauhöhe sehr beachtlich, da durch die beiderseitige
Berührung eine gute Kontaktgabe sichergestellt ist. Auch können die Messer, da sie
keiner einseitig wirkenden Kraft gegenüberstehen, aus dünnerem Werkstoff gebaut
sein. Die zur gleichen Stromlaufgruppe gehörenden Kontakte werden mit Vorteil parallel
zur Achse untereinander angebracht und an einem Gewindebolzen befestigt. Die Verwendung
eines Gewindebolzens ermöglicht nämlich. eine leichter Einstellung der -Höhenlage
der einzelnen Kontakte auch nach Fertigstellung des Schalters, beispielsweise bei
Auswechslung der Kontaktbrücken.
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Zur Sterndreieckschaltung bei Drehstrom sind drei Stromlaufgruppen
und fün£ Kontaktbrücken unterzubringen. Es ist besonders zweckmäßig, diese ` Gruppen
in zur Achse versetztem Winkel von je 6o° vorzusehen. Es ergibt sich dann für die
Kontaktbrücken, daß sie in fünf von der Schalterachse ausgehenden Ebenen um je 6o°
winkelversetzt auf der Schalterachse befestigt sind, während die sechste! Ebene
frei bleibt. Durch diese glückliche Aufteilung der einzelnen Sätze ist es möglich,
dem Schalter ein regelmäßiges Sechseck zugrunde zu legen und die Konrtaktbrücken
unch die Stromlaufgruppen in Eck-' punkte gleichachsiger, regelmäßiger Sechsecke
zu legen, so daß, sich der Schalter in einem kleinen Raum gut unterbringen läßt.
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In der Zeichnung ist ein Beispiel der Erfindung dargestellt. Es. zeigt
Fig. i einen Schalter nach A-B der Fig. a geschnitten, wobei der Schnitt zwecks
besserer Dartellung -des Versatzes der einzelnen Ebenen in der s s
-'Achse
des Schalters geknickt ist, Fig. 2 eine Draufsicht auf den Schalter nach Entfernung
der oberen Deckplatte und I Fig. 3 schematisch in. abgewickelter Darstellung die.
Gegenüberstellung der Kontakte und der Kontaktbrückenteile. Hierbei sind die feststehenden
Kontakte durch, Kreise bezeichnet, während die mit der Welle bewegten Kontaktbrücken
durch miteinander verbundene kleine Rechtecke dargestellt sind. Die Verbindungen
der. Rechtecke entsprechen den elektrischen Verbindungen.
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Auf der Schalterwelle i sitzen zwei Abstandsstücke 2, an denen Isolierstoffleisten
3 befestigt sind. Auf den Isolierstoffleisten 3 .sind die Kontaktbrükken 4.a, 4b,
4 c festgelegt: Die Kontaktbrücken. 4 a sind gegenüber den Kontaktbrücken 4 b in
der Höhe so versetzt, daß die ersteren ungefähr in der Mittelebene der letzteren
angebracht sind;. Den Kontaktbrücken stehen die Kontakte 5 a, 5 b, 5 c gegenüber.
Entsprechend den Kontaktbrücken liegen auch die Kontakte 5 a gegenüber den Kontaktern
5 b und 5 c in gegeneinander versetzten Ebenen. Dadurch wird erreicht, daßi beim
Drehen der Schalterwelle die Kontaktbrücken 4 b, 4 c sich an den Kontakten 5 a vorbei
bewegen lassen, ohne sie züberühren. Es kanti also eine Kontaktgabe zwischen Brücken
und Kontakten nur so erfolgen, daß die Kontaktbrücken 4a mit den Korntakten 5 a,
die Kontaktbrücken 4 b, q. c mit den Kontakten 5 b, 5 c in Berührung kommen. Die
Abstandsstücke 2 sind, wie besonders aus Fig. 2 hervorgeht, als Sechsecke ausgebildet.
Mit Ausnahme einer Seite befindet sich auf jeder Seite des regelmäßigen Sechsecks
eine Isolierstoffleiste 3. Die auf einer Iso-lierstoffleiste angebrachten. Kontaktbrücken
4a bzw. ¢b verbinden in einer Stromlaufgruppe die zueinander gehörenden Speise-
und Verbraucherkontakte.
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Die Kontaktbrücken bestehen an. ihren, Endeng aus Messein
6, die die -Kontaktgabe herbeiführen. Während die Messer der Kontaktbrücken
4 a bzw. 4 b untereinanderliegend miteinander verbunden werden, haben; die den Sternpunkt
bildenden Messer 4c durch das schraubenartig verlaufende Verbindungsstück 14 miteinander
Kontakt.
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Die Kontakte bestehen aus zwei gegeneinanderfedernden Metallstreifen
7 und 8, zwischen die die Kontaktmesser 6 bei der Kontaktgabe zu liegen kommen.
Die Befestigung der Kontakte erfolgt an Isolierstoffstreifen 9, die an Schraubbolzen
ro mittels Muttern ii festgelegt sind. Die Klemmen 1ß dienen dem elektrischen Anschlu3.
Während bei den Messern der Kontaktbrücken 4 a und 4 b die Messerverbindung achsparallel-
verläuft, windet sich die Messerverbindung.bei derKontaktbrücke 4c schraubenartig
um die 1solierstoffleis.ten 3.
Die Kontaktgruppen sind an den Platten
15 und 1 5 a befestigt, in der auch die Welle i gelagert ist. Die Bedienung
des Schalters erfolgt mittels des Handgriffs 16. Die auch bei dem Schalter nach
der Erfindung vorgesehene E,inrastvorrichtung ist der besseren Übersicht halber
fortgelassen.
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In Fig. a und 3 sind zwecks besseren Verständnisses des Schaltschemas
nach Fig. 3 die an jeder Isolierstoffleiste 3 sitzenden Kontaktbrücken 4a, bzw.
q.b bzw. 4.c, als Sammelbezeichnung Brückengruppe genannt, mit den Zahlen I bis
VI bezeichnet, wobei der Bereich II frei bleibt, da an dieser Stelle keine Kontaktmesser
anzubringen sind. Die Verbraucher- und Speisekontakte sind mit den in der Elektrotechnik
üblichen Leitungsbezeichnungen R-Z versehen. Es liegen die Kontakte RUZ, S'hX, TWY
untereinander.
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Während die in Fig. 3 durch Kreise dargestellten Kontakte R-Z feststehen,
sind die als kleine Rechtecke dargestellten Kontaktbrücken den Kontakten gegenüber
drehbeweglich. So befindet sich die B;rükkengruppe I beii Aus-Stellung des Schalters
über der Kontaktgruppe R-UZ. Da der Speisekontakt R nicht berührt wird, bleibt die
StromlaufgruppeRUZ ohne Strom.. Der Kontaktgruppe STIX steht die Brückengruppe II
gegenüber. Diese ist ohne Messer, so daß auch in der Stromlaufgruppe SL'X kein Strom
fließt. Auch in der Stromlaufgruppe TWY ist der Stromfluß unterbrochen,, denn dort
steht dem Kontakt T zwar eine Brücke III ge-enüber, aber -diese führt nach oben
zu einem in dieser Schalterstellung nicht mit Kontakten besetzten Raum. Eine Verbindung
mit den Kontakten WY besteht jedoch nicht.
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In der Stern-Schaltung sind die Brücken mit den Kontakten so verbunden,
wie es die Fig. 3 zeigt. In der Dreieck-Schaltung befindet sich die Kontaktbrückengruppe
h über RUZ und verbindet alle miteinander. Das gleiche geschieht von der Kontaktbrückengruppe
VI hirnsichtlich der Kontakte SVX und von der Kontaktbrückengruppe I hinsichtlich
der Kontakte TWY.
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Bei Verwendung höherer Spannungen kann es vorteilhaft sein, die Welle
i mit einem Isolierstoffrohr 17 zu umgeben. Auch kann der Schalter in ein Ölbad
gesetzt werden.
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Eiirr, wesentlicher Vorteil des Schalters ist seine hohe Isolation,
die durch die langen Kriechwege und seine freie Bauweise erreicht wird. Durch den
leichten Zutritt der Luft und die in reichlichem Abstand von der Achse erfolgende
Loslösung der Kontaktmessec 6 von den Kontakten 5 a, 5 b, 5 c ist wegen der schnellen
Trennung der stromführenden Teile, die noch dadurch erhöht wird, daß immer zwei
Trennstellen im Stromlauf hintereinanderliegen, eine gute Lichtbogenlöschung erzielbar.
Der Schalter ist daher besonders geeignet für hohe Schaltleistung wie sie bei induktiver
Last, z. B. Transformatoren, Motoren u. ä., zu schalten sind.