EP2569786A1 - Schaltanordnung - Google Patents

Schaltanordnung

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Publication number
EP2569786A1
EP2569786A1 EP11706753A EP11706753A EP2569786A1 EP 2569786 A1 EP2569786 A1 EP 2569786A1 EP 11706753 A EP11706753 A EP 11706753A EP 11706753 A EP11706753 A EP 11706753A EP 2569786 A1 EP2569786 A1 EP 2569786A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
contact
switching
longitudinal axis
arrangement according
mla
Prior art date
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Granted
Application number
EP11706753A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2569786B1 (de
Inventor
Thomas Schuster
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Maschinenfabrik Reinhausen GmbH
Scheubeck GmbH and Co
Original Assignee
Maschinenfabrik Reinhausen GmbH
Maschinenfabrik Reinhausen Gebrueder Scheubeck GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Maschinenfabrik Reinhausen GmbH, Maschinenfabrik Reinhausen Gebrueder Scheubeck GmbH and Co KG filed Critical Maschinenfabrik Reinhausen GmbH
Publication of EP2569786A1 publication Critical patent/EP2569786A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2569786B1 publication Critical patent/EP2569786B1/de
Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/0005—Tap change devices
    • H01H9/0016—Contact arrangements for tap changers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00—Contacts
    • H01H1/12—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage
    • H01H1/36—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage by sliding
    • H01H1/365—Bridging contacts

Definitions

  • the invention relates to a switching arrangement according to the preamble of patent claim 1.
  • Such a switching arrangement consists essentially of a plurality of circularly arranged around a central central longitudinal axis of contact bars and a central, rotatably mounted switching shaft to which a contact arrangement is attached.
  • the contact arrangement serves for the electrical contacting of two mutually, preferably adjacent, contact bars, thereby to effect a defined transformation ratio of the transformer connected to the switching arrangement.
  • roller contacts that is to say the contact elements which are in contact with the contact bars are in the form of rollers or cylinders and are mounted rotatably in the contact arrangement.
  • a rotational movement of the roller contacts is effected by the friction of the roller contacts relative to the contact rods, so that the roller contacts roll circumferentially on the contact rods.
  • a disadvantage of such roller contacts that due to the rolling of the roller contacts on the fixed contact bars there residues, such as carbonaceous residues or separating layers that are electrically poor or non-conductive, are pressed by the rolling motion on the contact bars and the roller contacts and thus the electrical contact increasingly worsen.
  • the increased contact resistance leads to an increasing heating of the contact surface and thus to a reduction of the contact life or to a reduction in the life of the entire switching arrangement.
  • the contact surface of the contact elements has at least one central region and adjoining edge regions on both sides, which are shaped such that the radial distance of the contact surface to the central longitudinal axis in the central region of the contact elements is smaller than the radial distance of the contact surface to the central longitudinal axis in the border areas. Due to the reduced radial distance of the contact surface to the pivot point of the contact arrangement, namely the central longitudinal axis, a recess is specifically provided in the region between the contact points. By means of the recess according to the invention arranged between the contact points, an intermediate switching position is made possible in which the recess comes to lie radially opposite a contact rod and the contact elements do not make contact with the adjacent contact rods.
  • the switching shaft is axially insertable together with the contact arrangement in the intermediate space between the circularly arranged contact bars.
  • the shift shaft including contact arrangement is possible.
  • the aforesaid and subsequently hereafter bulge data always refer to the central longitudinal axis about which the switching shaft carrying the contact arrangement is rotatably mounted.
  • the convexly curved intermediate regions have a curvature maximum, the distance to the central longitudinal axis is greater than the distance of the contact surface in the central region to the central longitudinal axis, so that the central region is bounded laterally by the Völbungsmaxima the adjacent intermediate regions.
  • each of the intermediate regions is adjoined outwardly by first edge region sections, which are curved flat or concave relative to the central longitudinal axis.
  • the first edge portion sections are formed in a circular arc.
  • a contact rod rests against these first edge region sections in the switching position.
  • the curvature maxima of the intermediate regions are at least partially in the intermediate space between the electrically contacted contact rods.
  • a friction is generated by the grinding movement of the contact surfaces of the contact elements on the contact rods when unscrewing the contact assembly from the respective switching position, which leads to a self-cleaning of the contact surfaces of the contact elements. ment or the outer surface areas of the contact rods operatively connected to these contact surfaces.
  • a second convexly curved edge region section adjoins the first edge region section.
  • This second edge region section can likewise have a curvature maximum which, together with the curvature maximum of the intermediate region, laterally delimits the first edge region section.
  • rotatably mounted rollers can be provided on the second edge region sections, which protrude circumferentially with respect to the second edge region sections.
  • the contact elements of the contact arrangement are realized as a contact plate set and individually resiliently displaceable relative to the housing.
  • springs are provided, which are designed as compression springs and effect a radially outwardly acting contact pressure of the contact elements to the contact rods. Due to the individual displaceability of the contact elements, an electrical contact can be ensured even with increased surface roughness of the contact bars or the contact elements, for example by wear, since the individual contact elements can adapt to the surface structure. It is always ensures that each contact element always rests with at least two contact points against the respective contact bars.
  • the contact elements each have at least two elongated holes for displaceable attachment of the contact elements in the housing, wherein a shift range for the contact elements is defined by the elongated holes.
  • the contact elements When taking a switching position for electrical contacting of two adjacent contact bars, the contact elements are at least partially pushed back into the housing.
  • the contact elements When positioning the contact arrangement in the Eisenschalt- position, wherein the central region is opposite to a contact rod, the contact elements are maximally pushed out of the housing and held by the elongated holes limited distance to the contact rod.
  • the contact elements are designed as grinding contact elements or sliding contact blades.
  • These sliding contact elements are characterized in particular by a continuous course of the contact surfaces, so that when turning the contact arrangement relative to the contact bars, the contact elements perform a grinding movement on the contact bars and thus a cleaning of the contact surfaces is effected.
  • FIG. 2 by way of example a first embodiment of an inventive
  • FIG. 3 shows an example of the switching arrangement according to the invention according to Figure 2 in a
  • Fig. 4 shows by way of example a second embodiment of an inventive
  • FIG. 5 shows an example of a sectional view of a contact arrangement of the switching arrangement according to the invention in a side view
  • FIG. 6 shows an example of a sectional view of the contact arrangement of FIG. 5 along the section line A-A.
  • FIG. 7 by way of example a third embodiment of an inventive
  • Fig. 8 shows an example of a switching arrangement according to the invention with rollers arranged on the edge side in a plan view.
  • the reference numeral 1 a switching arrangement according to the invention is shown.
  • the switching arrangement 1 can be used in particular in a diverter for changing the transformation ratio of a transformer.
  • the switching arrangement 1 consists essentially of a plurality of mutually parallel, spaced and circularly arranged about a central longitudinal axis MLA contact bars 2, which are passed through two spaced-apart cage rings 8 and are held over these in predetermined positions. Also held and guided by the cage rings 8 is a switching shaft 3, which extends along the central longitudinal axis MLA and is rotatably mounted thereon, preferably in at least one of the cage rings 8. In the area between the two cage rings 8, a contact arrangement 4 is provided with a plurality of contact elements 5, which is connected to the switching shaft 3 rotatably mounted about the central longitudinal axis MLA.
  • the contact elements 5 are displaceable in the radial direction with respect to the switching shaft 3 and designed for the electrical contacting of two mutually adjacent contact bars 2.
  • the contact elements 5 are in particular spring-loaded displaceable and are held by compression springs in a relation to the central longitudinal axis MLA radially outwardly advanced position in the direction of the contact rods 2 pressed.
  • the contact arrangement 4 can thus assume six different switching positions by rotating the switching shaft 3 about the central longitudinal axis MLA, whereby different transformation ratios of a transformer connected to the switching arrangement 1 can be set by the different switching positions of the switching arrangement 1 ,
  • the contact surface 6 of the contact elements 5 facing the contact bars 2 is shaped such that the radial distance d 1 of the contact surface 6 to the central longitudinal axis MLA in the middle area 6.1 of the contact elements 5 is smaller than the radial distance d 3 , d 4 in the middle area 6.1 adjoining edge areas 6.3, 6.3 ', 6.4, 6.4'.
  • between the central area 6.1 and the edge areas 6.3, 6.3 ', 6.4, 6.4' still an intermediate areas 6.2, 6.2 'is provided, which forms the transition between said areas.
  • FIGS. 2 and 3 each show a contact arrangement 4 rotatable by means of the switching shaft 3 in a first exemplary embodiment, FIG. 2 showing the contact arrangement 4 positioned in a switching position in which two contact rods 2 are connected to one another in an electrically conductive manner via the contact arrangement 4 and FIG. 3 shows an intermediate switching position between two possible switching positions. Position shows, in which the contact assembly 4 is released from the contact bars 2, that is, the contact surfaces 6 of the contact elements 5 are not applied to one or more contact bars 2.
  • the contact arrangement 4 is constructed symmetrically with respect to an axis of symmetry SA, preferably in mirror symmetry.
  • the axis of symmetry SA in this case runs through the central longitudinal axis MLA and the central region 6.1.
  • the contact arrangement 4 In the switching position, i. the adjacent contact bars 2 are electrically connected to each other by the contact arrangement 4, dividing the axis of symmetry SA approximately the gap 9 between two contact bars 2 in approximately two equal halves.
  • the central axis 6.1 enclosing the axis of symmetry SA of the contact surface 6 is concavely curved in a preferred embodiment.
  • This curvature specification relates, as well as all other curvature information, to the central longitudinal axis MLA of the switching arrangement 1.
  • a recess in the minimum of a radial distance di between the central longitudinal axis Ml_A and the contact surface 6 of the contact element 5 is present, which is smaller than the radial distance d2 between each of the two adjacent to the central region 6.1 intermediate areas 6.2, 6.2 'and the radial distances d3, d4 between the first and second edge portions 6.3, 6.3', 6.4, 6.4 '.
  • the radial distances di, d2, dß, d are variable due to the displaceability of the contact elements 5 relative to the switching shaft 3 extending along the central longitudinal axis MLA.
  • the individual displacement of the individual contact elements 5 relative to the switching shaft 3 causes a change in each of all distances di, d 2 , d3, d 4 of a contact element 5, so that the size ratio of the distances dj, d 2 , dz, d 4 is always maintained ,
  • the radial distance di of the central region 6.1 to the central longitudinal axis MLA is selected such that the contact arrangement 4 occupy an intermediate switching position lying between two switching positions relative to the contact rods 2 can, in which the axis of symmetry SA of the contact assembly 4 extends through a contact rod 2.
  • the radial distance di of the contact surface 6 in the center region to the central longitudinal axis MLA assumes a maximum value.
  • this maximum value of the distance di is smaller than the radial distance ds of the outer surfaces of the contact rods 2 to the central longitudinal axis MLA, ie the contact surface 6 in the central region 6.1 has a sufficient distance from the opposite contact rod 2.
  • the switching shaft 3 can be inserted with the contact assembly 4 contactless in the circular arrangement of the contact rods 2, so that a simple assembly and disassembly of the switching device 1 is ensured.
  • the distance d 2 to the central longitudinal axis MLA is greater than the distance di.
  • the radial increase in distance between the central region 6.1 and the intermediate region 6.2 takes place continuously, with the concave curvature of the middle region 6.1 in the intermediate region 6.2, 6.2 'merging into a convex curvature and reaching the radial distance d 2 to the central longitudinal axis MLA in the curvature maximum.
  • the angular distance ⁇ of the arching maxima of the two intermediate regions 6.2, 6.2 ' is selected such that the arching maxima of the convexly curved intermediate regions 6.2, 6.2' at least partially come to rest within the intermediate space 9 or partially project into it.
  • the first edge area sections 6.3, 6.3 'of the contact surface 6 are thus at least partially against the contact bars 2 in the switching position.
  • the radial distance d3 of the first edge region section 6.3, 6.3' to the central longitudinal axis MLA decreases in the direction of the second edge region section 6.4, 6.4 ', wherein the radial distance dß is always smaller than the radial distance d2 between the intermediate region 6.2, 6.2 'and the central longitudinal axis MLA.
  • This geometrical dimensioning prevents unwanted twisting of the contact arrangement 4 out of the switching position, since, depending on the direction of rotation, an intermediate region 6.2, 6.2 'reaches its curvature maximum when unscrewing the contact arrangement 4 from the switching position relative to the contact rod 2 and thereby passes through the Inserting the contact elements 5 in the direction of the switching shaft 3, an increased clamping is achieved, which counteracts an unwanted switching.
  • each case adjoins the first edge portion 6.3, 6.3 'of the second edge portion 6.4, 6.4', which is preferably convex - with respect to the central longitudinal axis MLA - curved.
  • These second edge region sections 6.4, 6.4 ' form a lateral rounding of the contact elements 5, so that when rotating the contact assembly 4 about the central longitudinal axis MLA the contact elements 5 with the second edge portion 6.4, 6.4' on the contact rod 2 and grind the contact assembly 4 with radial insertion the contact elements 5 can be moved in the direction of the central longitudinal axis MLA with little effort in the switching position.
  • FIG. 4 shows a further embodiment of the contact surface 6 of the contact elements 5.
  • the essential difference from the contact surface shape shown in FIG. 2 and FIG. 3 is that, on the one hand, the first edge area deviation Section 6.3, 6.3 'each slightly concave curved with respect to the central longitudinal axis MLA is formed.
  • This concave curvature has a curvature minimum, in which the first edge region section 6.3, 6.3 'has a radial distance d 3 to the central longitudinal axis MLA.
  • the concave curvature forms a recess in which the respective contact rod 2 comes into abutment in a switching position and thereby undergoes a defined locking.
  • This radial distance d 4 is greater than the radial distance d 3 , so that at least the curvature maximum with respect to the first edge portion 6.3, 6.3 'projecting radially.
  • the first edge region section 6.3, 6.3 ' is bounded laterally on the one hand by the curvature maximum of the intermediate region 6.2, 6.2', on the other hand by the curvature maximum of the second edge region section 6.4, 6.4 '.
  • FIG. 5 shows a lateral longitudinal section through the contact arrangement 4 of a switching arrangement 1 according to the invention.
  • the contact arrangement 4 consists essentially of a housing 7 with a first housing section 7.1 which has a semicircular recess 7.3 for at least partially receiving the switching shaft 3 and a second housing section 7.2 a recess 7.4, within which a plurality of contact elements 5 spaced apart from each other are received.
  • the contact elements 5 are preferably realized as contact blades, in particular sliding contact blades
  • the contact elements 5 are each arranged resiliently relative to the housing 7 and via springs 10 which are formed for example as compression springs. to displaceable fixation of the contact elements 5 relative to the housing 7 are anchored in the webs 7.5, 7.5 ', which laterally bound the recess 7.4 anchoring elements 7.6 which extend in the transverse direction parallel to the switching shaft 3 through the recess 7.4 and by means of a slot 5.1 through the contact elements. 5 passed through. Due to the parallel arrangement of a plurality of individually radially displaceable contact elements 5, a defined contacting of the contact bars 2 by the contact arrangement 4 can be achieved.
  • FIG. 6 shows a section through the contact arrangement 4 arranged on the switching shaft 3 along the section line A-A.
  • the contact elements 5 are spring-loaded displaceable relative to the housing 7, between a predetermined by the slots 5.1 pushed back or advanced extreme position.
  • the contact elements 5 are preferably each positioned in an intermediate position located between these extreme positions. Thus they are spring-loaded pressed against the contact rods 2, so that an optimal electrical contact is achieved.
  • the convex curvatures of the intermediate region 6.2 or of the second edge region section 6.4 must be overcome.
  • the contact elements 5 are pushed back in the direction of the switching shaft 3 until the convex curvature areas can pass the contact bars 2 and the contact arrangement 4 via an intermediate switch position in which the contact elements 5 are pushed out of the housing 7 spring loaded, in the adjacent Switching position can be transferred.
  • FIG. 7 shows a third embodiment of the contact surface 6 of the contact elements 5.
  • the central region 6.1 is formed flat, wherein the plane spanned preferably perpendicular to the axis of symmetry SA.
  • both the first edge region sections 6.3, 6.3 'and the second edge region sections 6.4, 6.4' are preferably circular-arc-shaped, the radii and center points of the respective circular arcs of the first and second edge region sections 6.3, 6.3 ', 6.4, 6.4' being different.
  • FIG 8 shows a switching arrangement according to the invention according to the embodiment of Figure 7, wherein in each of the edge region sections 6.4, 6.4 'rollers 11 are arranged, which are rotatably mounted relative to the contact assembly 4 and project slightly with their peripheral sides relative to the contact elements 5. Through these rollers 11, a reduction of the torque to be expended when turning the contact assembly 4 relative to the contact rods 2 is achieved. When taking a switching position in which two adjacent contact bars 2 are electrically connected to each other, the rollers 11 do not come into contact with the contact bars 2, so that the first edge portion 6.3, 6.3 'continue to rub as sliding contacts on the contact bars 2, thereby self-cleaning the Contact surface is effected.

Landscapes

  • Rotary Switch, Piano Key Switch, And Lever Switch (AREA)
  • Contacts (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltanordnung für einen Transformator bestehend aus mehreren zueinander parallelen, beabstandeten und kreisförmig um eine Mittellängsachse (MLA) angeordneten Kontaktstäben (2), einer entlang der Mittellängsachse (MLA) verlaufenden Schaltwelle (3) und einer an der Schaltwelle (3) befestigten Kontaktanordnung (4) mit mehreren Kontaktelementen (5), die zumindest radial verschiebbar gegenüber der Schaltwelle (3) angeordnet sind, wobei die den Kontaktstäben (2) zugewandte Kontaktfläche (6) der Kontaktelemente (5) derart geformt ist, dass der Abstand (d1) der Kontaktfläche (6) zur Mittellängsachse (MLA) im Mittelbereich (6.1) der Kontaktelemente (5) kleiner ist als in den beiderseits an den Mittelbereich (6.1) anschließenden Zwischenbereichen (6.2) und/oder Randbereichsabschnitten (6.3, 6.4).

Description

„Schaltanordnung"
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Gattungsgemäße Schaltanordnungen sind aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt. Sie finden in Umstellern von Transformatoren, insbesondere von Stufentransformatoren Anwendung und dienen dem leistungslosen, d.h. spannungs- bzw. stromlosen Umschalten zwischen verschiedenen Wicklungsanzapfungen des am Umsteller angeschlossenen Transformators.
Eine derartige Schaltanordnung besteht im Wesentlichen aus mehreren kreisförmig um eine zentrale Mittellängsachse angeordneten Kontaktstäben und einer zentralen, drehbar gelagerten Schaltwelle, an der eine Kontaktanordnung befestigt ist. Die Kontaktanordnung dient der elektrischen Kontaktierung von zwei zueinander, vorzugsweise benachbarten, Kontaktstäben, um dadurch ein definiertes Transformationsverhältnis des mit der Schaltanordnung verbundenen Transformators zu bewirken.
Die aus dem Stand der Technik bekannten Kontaktanordnungen weisen Rollerkontakte auf, d.h. die mit den Kontaktstäben in Verbindung stehenden Kontaktelemente sind rollen- oder walzenförmig ausgebildet und drehbar in der Kontaktanordnung gelagert. Beim Umstellen der Schaltanordnung aus einer ersten Schaltstellung in eine zweite Schaltstellung wird durch die Reibung der Rollerkontakte gegenüber den Kontaktstäben eine Drehbewegung der Rollerkontakte bewirkt, so dass sich die Rollerkontakte umfangsseitig an den Kontaktstäben abrollen. Nachteilig an derartigen Rollerkontakten ist, dass durch das Abrollen der Rollerkontakte an den festen Kontaktstäben dort entstandene Rückstände, beispielsweise kohlenartige Rückstände bzw. Trennschichten, die elektrisch schlecht oder nicht leitend sind, durch die Abrollbewegung auf den Kontaktstäben bzw. den Rollerkontakten festgedrückt werden und damit den elektrischen Kontakt zunehmend verschlechtern. Der erhöhte Kontaktwiderstand führt zu einer zunehmenden Erwärmung der Kontaktfläche und damit zu einer Verringerung der Kontaktlebensdauer bzw. zu einer Verringerung der Lebensdauer der gesamten Schaltanordnung.
Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der Erfindung, ein Kontaktsystem aufzuzeigen, das beim Umschaltvorgang eine Selbstreinigung der Kontakte bewirkt und einfach zu montieren ist. Die Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff des Patentanspruchs 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst.
Der wesentliche Aspekt der Erfindung besteht darin, dass die Kontaktfläche der Kontaktelemente zumindest einen Mittelbereich und beidseitig daran anschließende Randbereiche aufweist, die derart geformt sind, dass der radiale Abstand der Kontaktfläche zur Mittellängsachse im Mittelbereich der Kontaktelemente kleiner ist als der radiale Abstand der Kontaktfläche zur Mittellängsachse in den Randbereichen. Durch den reduzierten radialen Abstand der Kontaktfläche zum Drehpunkt der Kontaktanordnung, und zwar der Mittellängsachse, wird im Bereich zwischen den Kontaktstellen gezielt eine Ausnehmung vorgesehen. Mittels der erfindungsgemäßen zwischen den Kontaktstellen angeordneten Ausnehmung wird eine Zwischenschaltstellung ermöglicht, bei der die Ausnehmung einem Kontaktstab radial gegenüber zu liegen kommt und die Kontaktelemente keinen Kontakt zu den benachbarten Kontaktstäben herstellen. In dieser Zwischenschaltstellung ist die Schaltwelle zusammen mit der Kontaktanordnung in den Zwischenraum zwischen den kreisförmig angeordneten Kontaktstäben axial einbringbar. Dadurch wird eine leichte Montage und Entnahme der Schaltwelle samt Kontaktanordnung möglich. Vorzugsweise schließt sich an die Ausnehmung des Mittelbereichs, die vorzugsweise konkav gewölbt oder eben ausgebildet ist, zu beiden Seiten hin jeweils ein Zwischenbereich an, der konvex nach außen gewölbt ist. Vorgenannte und im Weiteren folgende Wölbungsangaben beziehen sich stets auf die Mittellängsachse, um welche die die Kontaktanordnung tragende Schaltwelle drehbar gelagert ist. Die konvex gewölbten Zwischenbereiche weisen ein Wölbungsmaximum auf, dessen Abstand zur Mittellängsachse größer ist als der Abstand der Kontaktfläche im Mittelbereich zur Mittellängsachse, sodass der Mittelbereich seitlich durch die Wölbungsmaxima der angrenzenden Zwischenbereiche begrenzt wird.
Vorzugsweise schließen sich jeweils an die Zwischenbereiche nach außen hin erste Randbereichsabschnitte an, die eben oder konkav bezogen auf die Mittellängsachse gewölbt sind. Vorzugsweise sind die ersten Randbereichsabschnitte kreisbogenförmig ausgebildet. An diesen ersten Randbereichsabschnitten liegt in der Schaltstellung jeweils ein Kontaktstab an. In der Schaltstellung befinden sich die Wölbungsmaxima der Zwischenbereiche zumindest teilweise im Zwischenraum zwischen den elektrisch kontaktierten Kontaktstäben. Bei Herausdrehen der Kontaktanordnung aus der Schaltstellung ist ein Gleiten der Kontaktfläche des Kontaktstabes über das Wölbungsmaximum des Zwischenbereichs in Drehrichtung erforderlich. Dies führt zu einer verbesserten Klemmung der Kontaktanordnung in Bezug auf den Kontaktstab, sodass erst nach Drücken der federnd radial verschiebbar gegenüber der Schaltwelle angeordneten Kontaktelemente in Richtung der Mittellängsachse der Kontaktstab am Wölbungsmaximum des Zwischenbereichs vorbei gleiten kann und damit die Schaltstellung verlassen werden kann. Somit wird durch die in den Zwischenraum zwischen die elektrisch kontaktierten Kontaktstäbe hineinragenden Wölbungsmaxima der Zwischenbereiche zum einen ein ungewolltes Verdrehen der Kontaktanordnung aus der Schaltstellung verhindert, zum anderen wird eine Selbstjustierung der Kontaktanordnung in der jeweiligen Schaltstellung erreicht. Des Weiteren wird durch die Schleifbewegung der Kontaktflächen der Kontaktelemente an den Kontaktstäben beim Herausdrehen der Kontaktanordnung aus der jeweiligen Schaltstellung eine Reibung erzeugt, die zu einer Selbstreinigung der Kontaktflächen der Kontaktele- mente bzw. der mit diesen Kontaktflächen in Wirkverbindung stehenden Außenflächenbereiche der Kontaktstäbe führt.
Vorzugsweise schließt sich an den ersten Randbereichsabschnitt ein zweiter konvex gewölbter Randbereichsabschnitt an. Dieser zweite Randbereichsabschnitt kann ebenfalls ein Wölbungsmaximum aufweisen, das zusammen mit dem Wölbungsmaximum des Zwischenbereichs den ersten Randbereichsabschnitt seitlich begrenzt. Insbesondere bei konkav ausgebildetem erstem Randbereichsabschnitt bildet sich dort eine Ausnehmung zwischen dem Zwischenbereich und dem zweiten Randbereichsabschnitt aus, die einem ungewollten Herausdrehen der Kontaktanordnung aus der jeweiligen Schaltstellung entgegenwirkt.
Weiterhin bevorzugt können an den zweiten Randbereichsabschnitten drehbar gelagerte Rollen vorgesehen sein, die umfangsseitig gegenüber den zweiten Randbereichsabschnitten vorstehen. Durch diese Rollen wird beim Hineindrehen bzw. Herausdrehen der Kontaktanordnung in eine bzw. aus einer Schaltstellung eine Verringerung des aufzuwendenden Drehmoments erreicht, da nach einer Schleifbewegung der ersten Randbereichsabschnitte an den Kontaktstäben die Rollen gegenüber diesen zur Anlage gelangen und mittels dieser an den Kontaktstäben abrollen.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist ein mit der Schaltwelle verbundenes Gehäuse angeordnet, in dem die Kontaktanordnung zumindest teilweise aufgenommen ist. Die Kontaktelemente der Kontaktanordnung sind als Kontaktlamellenpaket realisiert und einzeln federnd gegenüber dem Gehäuse verschiebbar. Vorzugsweise sind Federn vorgesehen, die als Druckfedern ausgebildet sind und einen radial nach außen wirkenden Anpressdruck der Kontaktelemente an die Kontaktstäbe bewirken. Durch die einzelne Verschiebbarkeit der Kontaktelemente kann auch bei erhöhter Oberflächenrauhigkeit der Kontaktstäbe bzw. der Kontaktelemente, beispielsweise durch Abnutzung ein elektrisches Kontaktieren sichergestellt werden, da sich die einzelnen Kontaktelemente an die Oberflächenstruktur anpassen können. Dabei ist stets sichergestellt, dass jedes Kontaktelement stets mit mindestens zwei Kontaktpunkten gegenüber den jeweiligen Kontaktstäben anliegt.
Vorzugsweise weisen die Kontaktelemente jeweils zumindest zwei Langlöcher zur verschiebbaren Befestigung der Kontaktelemente im Gehäuse auf, wobei durch die Langlöcher ein Verschiebungsbereich für die Kontaktelemente definiert wird. Bei Einnehmen einer Schaltstellung zur elektrischen Kontaktierung von zwei benachbarten Kontaktstäben sind die Kontaktelemente zumindest teilweise in das Gehäuse zurückgeschoben. Bei Positionierung der Kontaktanordnung in der Zwischenschalt- stellung, bei der der Mittelbereich einem Kontaktstab gegenüberliegt, werden die Kontaktelemente maximal aus dem Gehäuse herausgeschoben und von den Langlöchern begrenzt beabstandet zum Kontaktstab gehalten.
Besonders bevorzugt sind die Kontaktelemente als Schleif kontaktelemente bzw. Schleifkontaktlamellen ausgebildet. Diese Schleifkontaktelemente zeichnen sich insbesondere durch einen stetigen Verlauf der Kontaktflächen aus, sodass beim Drehen der Kontaktanordnung gegenüber den Kontaktstäben die Kontaktelemente eine Schleifbewegung an den Kontaktstäben vollziehen und damit eine Reinigung der Kontaktflächen bewirkt wird.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit den Figuren näher erläutert werden. Zudem ergeben sich Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung auch aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele und aus den Figuren. Dabei sind alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination grundsätzlich Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. Auch wird der Inhalt der Ansprüche zu einem Bestandteil der Beschreibung gemacht.
Es wird aber ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die Erfindung keinesfalls auf die angegebenen Beispiele beschränkt sein soll. Es zeigen: Fig. 1 beispielhaft eine gattungsgemäße Schaltanordnung in einer schematischen Seitenansicht;
Fig. 2 beispielhaft ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Schaltanordnung in einer Draufsicht;
Fig. 3 beispielhaft die erfindungsgemäßen Schaltanordnung gemäß Fig.2 in einer
Zwischenschaltstellung;
Fig. 4 beispielhaft ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Schaltanordnung in einer Draufsicht;
Fig. 5 beispielhaft eine Schnittdarstellung einer Kontaktanordnung der erfindungsgemäßen Schaltanordnung in einer Seitenansicht und
Fig. 6 beispielhaft eine Schnittdarstellung der Kontaktanordnung aus Fig. 5 entlang der Schnittlinie A-A.
Fig. 7 beispielhaft ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Schaltanordnung in einer Draufsicht;
Fig. 8 beispielhaft eine erfindungsgemäße Schaltanordnung mit randseitig angeordneten Rollen in einer Draufsicht.
In Figur 1 ist mit dem Bezugszeichen 1 eine erfindungsgemäße Schaltanordnung gezeigt. Die Schaltanordnung 1 kann insbesondere in einem Umsteller zur Veränderung des Transformationsverhältnisses eines Transformators Verwendung finden.
Die Schaltanordnung 1 besteht im Wesentlichen aus mehreren zueinander parallelen, beabstandeten und kreisförmig um eine Mittellängsachse MLA angeordneten Kontaktstäben 2, die durch zwei zueinander beabstandete Käfigringe 8 hindurchgeführt sind und über diese in vorgegebenen Positionen gehalten werden. Ebenfalls durch die Käfigringe 8 gehalten bzw. geführt ist eine Schaltwelle 3, die entlang der Mittellängsachse MLA verläuft und drehbar um diese gelagert ist, vorzugsweise in zumindest einem der Käfigringe 8. Im Bereich zwischen den beiden Käfigringen 8 ist eine Kontaktanordnung 4 mit mehreren Kontaktelementen 5 vorgesehen, die mit der um die Mittellängsachse MLA drehbar gelagerten Schaltwelle 3 verbunden ist. Die Kontaktelemente 5 sind in radialer Richtung gegenüber der Schaltwelle 3 verschiebbar und zur elektrischen Kontak- tierung von zwei zueinander benachbarten Kontaktstäben 2 ausgebildet. Die Kontaktelemente 5 sind insbesondere federbelastet verschiebbar und werden durch Druckfedern in einer bezogen auf die Mittellängsachse MLA radial nach außen vorgeschobenen Position in Richtung der Kontaktstäbe 2 gedrückt gehalten.
Die im Ausführungsbeispiel gezeigte Schaltanordnung 1 besteht aus sechs Kontaktstäben 2. Die Kontaktanordnung 4 kann somit durch Drehen der Schaltwelle 3 um die Mittellängsachse MLA sechs unterschiedliche Schaltstellungen annehmen, wobei durch die verschiedenen Schaltstellungen der Schaltanordnung 1 unterschiedliche Transformationsverhältnisse eines mit der Schaltanordnung 1 verbundenen Transformators einstellbar sind.
Erfindungsgemäß ist die den Kontaktstäben 2 zugewandte Kontaktfläche 6 der Kontaktelemente 5 derart geformt, dass der radiale Abstand di der Kontaktfläche 6 zur Mittellängsachse MLA im Mittelbereich 6.1 der Kontaktelemente 5 kleiner ist als der radiale Abstand d3, d4 in den beiderseitig an den Mittelbereich 6.1 anschließenden Randbereichen 6.3, 6.3', 6.4, 6.4'. In einer bevorzugten Ausführungsform ist zwischen dem Mittelbereich 6.1 und den Randbereichen 6.3, 6.3', 6.4, 6.4' noch ein Zwischenbereichen 6.2, 6.2' vorgesehen, der den Übergang zwischen genannten Bereichen bildet.
In den Figuren 2 und 3 ist jeweils eine mittels der Schaltwelle 3 drehbare Kontaktanordnung 4 in einem ersten Ausführungsbeispiel gezeigt, wobei die Figur 2 die Kontaktanordnung 4 in einer Schaltstellung positioniert zeigt, bei der zwei Kontaktstäbe 2 elektrisch leitend über die Kontaktanordnung 4 miteinander verbunden sind und die Figur 3 eine zwischen zwei, möglichen Schaltstellungen befindliche Zwischenschalt- Stellung zeigt, bei der die Kontaktanordnung 4 gegenüber den Kontaktstäben 2 freigeschaltet ist, d.h. die Kontaktflächen 6 der Kontaktelemente 5 nicht an einem oder mehreren Kontaktstäben 2 anliegen.
Die Kontaktanordnung 4 ist symmetrisch zu einer Symmetrieachse SA aufgebaut, und zwar vorzugsweise spiegelsymmetrisch. Die Symmetrieachse SA verläuft hierbei durch die Mittellängsachse MLA sowie den Mittelbereich 6.1 . In der Schaltstellung, d.h. die benachbarten Kontaktstäbe 2 sind durch die Kontaktanordnung 4 elektrisch miteinander verbunden, teilt die Symmetrieachse SA näherungsweise den Zwischenraum 9 zwischen zwei Kontaktstäben 2 in näherungsweise zwei gleiche Hälften auf.
Der die Symmetrieachse SA einschließende Mittelbereich 6.1 der Kontaktfläche 6 ist in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel konkav gewölbt. Diese Wölbungsangabe bezieht sich, wie auch sämtliche weitere Wölbungsangaben, auf die Mittellängsachse MLA der Schaltanordnung 1 . Durch diese konkave Wölbung bildet sich im Mittelbereich 6.1 eine Ausnehmung aus, in deren Minimum ein radialer Abstand di zwischen Mittellängsachse Ml_A und der Kontaktfläche 6 des Kontaktelements 5 vorliegt, der kleiner ist als der radiale Abstand d2 zwischen den jeweils beidseitig an den Mittelbereich 6.1 anschließenden Zwischenbereichen 6.2, 6.2' sowie die radialen Abstände d3, d4 zwischen den ersten bzw. zweiten Randbereichen 6.3, 6.3', 6.4, 6.4'.
Die radialen Abstände di , d2, dß, d sind aufgrund der Verschiebbarkeit der Kontaktelemente 5 gegenüber der entlang der Mittellängsachse MLA verlaufenden Schaltwelle 3 variabel. Jedoch bedingt die individuelle Verschiebung der einzelnen Kontaktelemente 5 gegenüber der Schaltwelle 3 eine Veränderung jeweils sämtlicher Abstände di , d2, d3, d4 eines Kontaktelementes 5, so dass das Größenverhältnis der Abstände d-j , d2, dz, d4 zueinander stets erhalten bleibt.
Vorzugsweise ist der radiale Abstand di des Mittelbereichs 6.1 zur Mittellängsachse MLA derart gewählt, dass die Kontaktanordnung 4 eine zwischen zwei Schaltstellungen liegende Zwischenschaltstellung gegenüber den Kontaktstäben 2 einnehmen kann, bei der die Symmetrieachse SA der Kontaktanordnung 4 durch einen Kontaktstab 2 verläuft. In dieser Zwischenschaltstellung nimmt der radiale Abstand di der Kontaktfläche 6 im Mittelbereich zur Mittellängsachse MLA einen Maximalwert an. Dieser Maximalwert des Abstands di ist jedoch kleiner als der radiale Abstand ds der Außenflächen der Kontaktstäbe 2 zur Mittellängsachse MLA, d.h. die Kontaktfläche 6 im Mittelbereich 6.1 einen ausreichenden Abstand zum gegenüberliegenden Kontaktstab 2 aufweist. Durch diese Dimensionierung kann die Schaltwelle 3 mit der Kontaktanordnung 4 berührungslos in die kreisförmige Anordnung der Kontaktstäbe 2 eingeschoben werden, so dass eine einfache Montage und Demontage der Schaltanordnung 1 gewährleistet ist.
An den Mittelbereich 6.1 schließen sich zu beiden Seiten hin symmetrisch zur Symmetrieachse SA jeweils ein Zwischenbereich 6.2 an, deren Abstand d2 zur Mittellängsachse MLA hin größer ist als der Abstand di . Die radiale Abstandsvergrößerung zwischen dem Mittelbereich 6.1 und dem Zwischenbereich 6.2 vollzieht sich stetig, wobei die konkave Wölbung des Mittelbereichs 6.1 im Zwischenbereich 6.2, 6.2' in eine konvexe Wölbung übergeht und im Wölbungsmaximum den radialen Abstand d2 zur Mittellängsachse MLA erreicht. Der Winkelabstand α der Wölbungsmaxima der beiden Zwischenbereiche 6.2, 6.2' ist derart gewählt, dass die Wölbungsmaxima der konvex gewölbten Zwischenbereiche 6.2, 6.2' zumindest teilweise innerhalb des Zwischenraums 9 zu liegen kommen bzw. teilweise in diesen hineinragen.
Durch die symmetrische Anordnung der Wölbungsmaxima wird eine Selbstjustierung der Kontaktanordnung 4 in der Schaltstellung erreicht, da eine Verdrehung der Kontaktanordnung 4 zu einem Einschieben der Kontaktelemente 5 führen würde. Durch dieses Einschieben werden Rückstellkräfte bewirkt, die zu einem RückStellen der Kontaktanordnung 4 in die Position führen, in der die Symmetrieachse SA mittig durch den Zwischenraum 9 zwischen den elektrisch verbundenen Kontaktstäben 2 führt. An den Zwischenbereich 6.2, 6.2' schließen sich jeweils nach außen hin erste und zweite Randbereichsabschnitte 6.3, 6.4, 6.3', 6.4' an, wobei die ersten Randbereichsabschnitte 6.3, 6.3' im Ausführungsbeispiel nach den Figuren 2 und 3 eben oder im Wesentlichen eben ausgebildet sind. Die ersten Randbereichsabschnitte 6.3, 6.3' der Kontaktfläche 6 liegen damit in der Schaltstellung zumindest teilweise an den Kontaktstäben 2 an. Durch die ebene oder im Wesentlichen ebene Ausbildung der ersten Randbereichsabschnitte 6.3, 6.3' verringert sich der radiale Abstand d3 des ersten Randbereichsabschnitts 6.3, 6.3' zur Mittellängsachse MLA in Richtung des zweiten Randbereichsabschnitts 6.4, 6.4', wobei der radiale Abstand dß stets kleiner ist als der radiale Abstand d2 zwischen dem Zwischenbereich 6.2, 6.2' und der Mittellängsachse MLA. Durch diese geometrische Dimensionierung wird ein ungewolltes Verdrehen der Kontaktanordnung 4 aus der Schaltstellung heraus verhindert, da abhängig von der Drehrichtung ein Zwischenbereich 6.2, 6.2' mit seinem Wölbungsmaximum beim Herausdrehen der Kontaktanordnung 4 aus der Schaltstellung zur Anlage gegenüber dem Kontaktstab 2 gelangt und dabei durch das Einschieben der Kontaktelemente 5 in Richtung der Schaltwelle 3 eine erhöhte Klemmung erzielt wird, die einem ungewollten Umschalten entgegenwirkt.
Nach außen hin schließt sich jeweils an den ersten Randbereichsabschnitt 6.3, 6.3' der zweite Randbereichsabschnitt 6.4, 6.4' an, der vorzugsweise konvex - bezogen auf die Mittellängsachse MLA - gewölbt ist. Diese zweiten Randbereichsabschnitte 6.4, 6.4' bilden eine seitliche Abrundung der Kontaktelemente 5, so dass beim Drehen der Kontaktanordnung 4 um die Mittellängsachse MLA die Kontaktelemente 5 mit dem zweiten Randbereichsabschnitt 6.4, 6.4' an dem Kontaktstab 2 entlang schleifen und die Kontaktanordnung 4 unter radialem Einschieben der Kontaktelemente 5 in Richtung der Mittellängsachse MLA mit geringem Kraftaufwand in die Schaltstellung bewegt werden können.
In Figur 4 ist in eine weitere Ausführungsform der Kontaktfläche 6 der Kontaktelemente 5 gezeigt. Der wesentliche Unterschied zu der in Figur 2 und Figur 3 gezeigten Kontaktflächenform besteht darin, dass zum einen der erste Randbereichsab- schnitt 6.3, 6.3' jeweils leicht konkav gewölbt gegenüber der Mittellängsachse MLA ausgebildet ist. Diese konkave Wölbung weist ein Wölbungsminimum auf, in dem der erste Randbereichsabschnitt 6.3, 6.3' einen radialen Abstand d3 zum Mittellängsachse MLA aufweist. Durch die konkave Wölbung bildet sich eine Ausnehmung, in der in einer Schaltstellung der jeweilige Kontaktstab 2 zur Anlage kommt und dadurch eine definierte Arretierung erfährt.
Des Weiteren weisen die konvex bezüglich der Mittellängsachse MLA gewölbten zweiten Randbereichsabschnitte 6.4, 6.4' jeweils ein Wölbungsmaximum auf, in denen sie zur Mittellängsachse MLA einen radialen Abstand d4 haben. Dieser radiale Abstand d4 ist größer als der radiale Abstand d3, sodass zumindest das Wölbungsmaximum gegenüber dem ersten Randbereichsabschnitt 6.3, 6.3' radial vorsteht. Somit wird der erste Randbereichsabschnitt 6.3, 6.3' seitlich zum einen durch das Wölbungsmaximum des Zwischenbereichs 6.2, 6.2', zum anderen durch das Wölbungsmaximum des zweiten Randbereichsabschnitts 6.4, 6.4' begrenzt. Beim Ausdrehen der Kontaktanordnung 4 aus der Schaltstellung müssen diese Wölbungsma- xima überwunden werden, was zum einen einer ungewollten Umschaltung der Schaltanordnung 1 entgegenwirkt, zum anderen eine Selbstjustierung der Kontaktanordnung 4 in der Schaltstellung bewirkt.
Figur 5 zeigt einen seitlichen Längsschnitt durch die Kontaktanordnung 4 einer erfindungsgemäßen Schaltanordnung 1. Die Kontaktanordnung 4 besteht im Wesentlichen aus einem Gehäuse 7 mit einem ersten Gehäuseabschnitt 7.1 , der eine halbrunde Ausnehmung 7.3 zur zumindest teilweisen Aufnahme der Schaltwelle 3 aufweist und einem zweiten Gehäuseabschnitt 7.2 mit einer Ausnehmung 7.4, innerhalb der eine Vielzahl von Kontaktelementen 5 beabstandet zueinander aufgenommen sind. Die Kontaktelemente 5 sind vorzugsweise als Kontaktlamellen, insbesondere Schleifkontaktlamellen realisiert
Die Kontaktelemente 5 sind jeweils federnd gegenüber dem Gehäuse 7 angeordnet und zwar über Federn 10, die beispielsweise als Druckfedern ausgebildet sind. Zur verschiebbaren Fixierung der Kontaktelemente 5 gegenüber dem Gehäuse 7 sind in den Stegen 7.5, 7.5', die die Ausnehmung 7.4 seitlich begrenzen, Fixierelemente 7.6 verankert, die in Querrichtung parallel zur Schaltwelle 3 durch die Ausnehmung 7.4 verlaufen und mittels eines Langlochs 5.1 durch die Kontaktelemente 5 hindurchgeführt sind. Durch die parallele Anordnung von mehreren, einzeln radial verschiebbaren Kontaktelementen 5 kann eine definierte Kontaktierung der Kontaktstäbe 2 durch die die Kontaktanordnung 4 erreicht werden.
Figur 6 zeigt einen Schnitt durch die an der Schaltwelle 3 angeordnete Kontaktanordnung 4 entlang der Schnittlinie A-A. Die Kontaktelemente 5 sind federbelastet verschiebbar gegenüber dem Gehäuse 7, und zwar zwischen einer durch die Langlöcher 5.1 vorgegebenen zurückgeschobenen bzw. vorgeschobenen Extremstellung. Bei Einnahme der Schaltstellung durch die Kontaktanordnung 4 sind die Kontaktelemente 5 vorzugsweise jeweils in eine zwischen diesen Extremstellungen befindliche Zwischenstellung positioniert. Damit werden sie federbelastet gegen die Kontaktstäbe 2 gedrückt, sodass eine optimale elektrische Kontaktierung erreicht wird. Bei Herausdrehen der Kontaktanordnung 4 aus einer Schaltstellung müssen die konvexen Wölbungen des Zwischenbereichs 6.2 bzw. des zweiten Randbereichsabschnitts 6.4 überwunden werden. Dabei werden die Kontaktelemente 5 in Richtung der Schaltwelle 3 soweit zurückgeschoben, bis die konvexen Wölbungsbereiche an den Kontaktstäben 2 vorbeischleifen können und die Kontaktanordnung 4 über eine Zwi- schenschaltstellung, bei der die Kontaktelemente 5 federbelastet maximal aus dem Gehäuse 7 herausgeschoben sind, in die benachbarte Schaltstellung überführt werden können.
Bei diesem Verdrehen der Schaltwelle 3 und damit der Kontaktanordnung 4 gegenüber den Kontaktstäben 2 um die Mittellängsachse MLA erfolgt eine Schleifbewegung der Kontaktflächen 6 der Kontaktelemente 5 an den Außenseiten der Kontaktstäbe 2, sodass beispielsweise durch Kontaktverkokung entstehende Fremdschichten an den Kontaktstäben 2 oder den Kontaktelementen 5 durch die Schleifbewegung entfernt und dadurch eine Selbstreinigung der Kontakte beim Umschaltvorgang erfolgt. Figur 7 zeigt eine dritte Ausführungsform der Kontaktfläche 6 der Kontaktelemente 5. Im Unterschied zu den vorherigen Ausführungsbeispielen ist der Mittelbereich 6.1 eben ausgebildet, wobei die aufgespannte Ebene vorzugsweise senkrecht zur Symmetrieachse SA verläuft. Des Weiteren sind sowohl die ersten Randbereichsabschnitte 6.3, 6.3' als auch die zweiten Randbereichsabschnitte 6.4, 6.4' vorzugsweise kreisbogenförmig ausgebildet, wobei die Radien und Mittelpunkte der jeweiligen Kreisbögen der ersten und zweiten Randbereichsabschnitte 6.3, 6.3', 6.4, 6.4' unterschiedlich sind.
Figur 8 zeigt eine erfindungsgemäße Schaltanordnung gemäß der Ausführungsform nach Figur 7, wobei jeweils in den Randbereichsabschnitten 6.4, 6.4' Rollen 11 angeordnet sind, die drehbar gegenüber der Kontaktanordnung 4 gelagert sind und mit ihren Umfangsseiten geringfügig gegenüber den Kontaktelementen 5 vorstehen. Durch diese Rollen 11 wird eine Verringerung des aufzuwendenden Drehmoments beim Verdrehen der Kontaktanordnung 4 gegenüber den Kontaktstäben 2 erreicht. Bei Einnahme einer Schaltstellung, bei der zwei benachbarte Kontaktstäbe 2 miteinander elektrisch verbunden sind, gelangen die Rollen 11 nicht zur Anlage gegenüber den Kontaktstäben 2, so dass die ersten Randbereichsabschnitte 6.3, 6.3' weiterhin als Schleifkontakte an den Kontaktstäben 2 reiben und dadurch eine Selbstreinigung der Kontaktfläche bewirkt wird.
Die Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben. Es versteht sich, dass zahlreiche Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne dass dadurch der der Erfindung zugrunde liegende Erfindungsgedanke verlassen wird. Bezugszeichenliste
Schaltanordnung
Kontaktstab
Schaltwelle
Kontaktanordnung
Kontaktelement
.1 Langloch
Kontaktfläche
.1 , 6.1 ' Mittelbereich
.2, 6.2" Zwischenbereich
.3, 6.3' erster Randbereichsabschnitt .4, 6.4' zweiter Randbereichsabschnitt
Gehäuse
.1 erster Gehäuseabschnitt
.2 zweiter Gehäuseabschnitt .3 Ausnehmung
.4 Ausnehmung
7.5, 7.5' Steg
7.6 Fixierelement
8 Käfig ring
9 Zwischenraum
10 Feder
11 Rolle
α Winkelabstand
di Abstand
d2 Abstand
d3 Abstand
d4 Abstand
d5 Abstand
MLA Mittellängsachse SA Symmetrieachse

Claims

Patentansprüche
Schaltanordnung für einen Transformator umfassend mehrere zueinander parallele, beabstandete und kreisförmig um eine Mittellängsachse (MLA) angeordnete Kontaktstäbe (2), eine entlang der Mittellängsachse (MLA) verlaufende und drehbar um diese gelagerte Schaltwelle (3) und eine an der Schaltwelle (3) befestigten Kontaktanordnung (4) mit mehreren Kontaktelementen (5), die zumindest radial verschiebbar gegenüber der Schaltwelle (3) angeordnet sind und die zumindest eine den Kontaktstäben (2) zugewandte Kontaktfläche (6) umfassen, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfläche (6) der Kontaktelemente (5) zumindest einen Mittelbereich (6.1) und beidseitig daran anschließende Randbereiche (6.3, 6.4, 6.3', 6.4') aufweist, die derart geformt sind, dass der radiale Abstand (d^ der Kontaktfläche (6) zur Mittellängsachse (MLA) im Mittelbereich (6.1 ) kleiner ist als der radiale Abstand (d3, d4) der Kontaktfläche (6) zur Mittellängsachse (MLA) in den Randbereichen (6.3, 6.4, 6.3', 6.4').
Schaltanordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktelemente (5) im Mittelbereich (6.1) eine konkave Wölbung aufweisen oder eben ausgebildet sind.
Schaltanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktelemente (5) zwischen dem Mittelbereich (6.1) und den anschließenden Randbereiche (6.3, 6.4, 6.3', 6.4') jeweils einen konvex ausgebildeten Zwischenbereich (6.2, 6.
2') umfassen.
Schaltanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Randbereiche (6.3, 6.4, 6.3', 6.4') zumindest einen ersten Randbereichabschnitt (6.3, 6.
3') und einen zweiten Randbereichab- schnitt (6.4, 6.
4') aufweisen, wobei der erste Randbereichsabschnitt (6.3, 6.3') eben oder konkav gewölbt ausgebildet ist.
5. Schaltanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der sich jeweils an den ersten Randbereichsabschnitt (6.3, 6.3') anschließende zweite Randbereichsabschnitt (6.4, 6.4') konvex gewölbt ausgebildet ist.
6. Schaltanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Randbereiche (6.3, 6.4, 6.3', 6.4') jeweils kreisbogenförmig ausgebildet sind.
7. Schaltanordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenbereich (6.2) und/oder der zweite Randbereichsabschnitt (6.4) zumindest teilweise einen radialen Abstand (d2, d4) zur Mittellängsachse (MLA) aufweisen, der größer ist als der radiale Abstand (dz) des ersten Randbereichsabschnitts (6.3) zur Mittellängsachse (MLA).
8. Schaltanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an den zweiten Randbereichsabschnitten (6.4, 6.4') drehbar gelagerte Rollen (1 1 ) vorgesehen sind.
9. Schaltanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur zumindest teilweisen Aufnahme der Kontaktanordnung (4) ein Gehäuse (7) vorgesehen ist, welches mit der Schaltwelle (3) verbunden ist.
10. Schaltanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktelemente (5) in Form einer Kontaktlamelle, insbesondere einer Schleifkontaktlamelle realisiert sind.
11. Schaltanordnung nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktanordnung (4) mehrere, parallel zueinander angeordnete Kontaktlamellen umfasst, die ein Kontaktlamellenpaket bilden, wobei die Kontaktlamellen (5) einzeln federnd gegenüber dem Gehäuse (7) verschiebbar sind.
12. Schaltanordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktelemente (5) jeweils zumindest zwei Langlöcher (5.1) zur verschiebbaren Befestigung der Kontaktelemente im Gehäuse (7) aufweisen.
13. Schaltanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der radiale Abstand (di) der Kontaktfläche (6) zur Mittellängsachse (MLA) im Mittelbereich (6.1) der Kontaktelemente (5) derart gewählt ist, dass die Kontaktanordnung (4) in einer zwischen zwei Schaltstellungen liegenden Zwischenschaltstellung gegenüber den Kontaktstäben (2) freiliegt.
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