EP3022756A1

EP3022756A1 - Laststufenschalter

Info

Publication number: EP3022756A1
Application number: EP14736676.9A
Authority: EP
Inventors: Klaus HÖPFL; Silke Wrede; Dieter Dohnal; Christian Kotz
Original assignee: Maschinenfabrik Reinhausen GmbH; Maschinenfabrik Reinhausen Gebrueder Scheubeck GmbH and Co KG
Current assignee: Maschinenfabrik Reinhausen GmbH; Scheubeck GmbH and Co
Priority date: 2013-07-16
Filing date: 2014-06-24
Publication date: 2016-05-25
Anticipated expiration: 2034-06-24
Also published as: UA119043C2; TR201904811T4; DE102013107552A1; DE102013107552B4; JP2016524347A; US20160181025A1; EP3022756B1; CN105378874A; JP6461132B2; WO2015007473A1; US9640341B2; CN105378874B

Abstract

Es ist ein Laststufenschalter (1) offenbart. Der Laststufenschalter (1) umfasst einen Lastumschaltereinsatz (14) und ein um eine Achse (A) drehbares Schaltrohr (15), dem mindestens ein Schaltmodul (24) zugeordnet ist. Das Schaltmodul (24) umfasst mindestens ein am Schaltrohr (15) befestigtes Schaltsegment (25) und eine zugehörige Widerstandsanordnung (27). Dem Schaltmodul (24) ist an einer Innenwand (20) eines Ölgefäßes (18) eine Betätigungsanordnung (41) zugeordnet. Erfindungsgemäß weist die Widerstandsanordnung (27) mehrere Widerstandselemente (28) auf. Ferner umfasst die Betätigungsanordnung (41) mehrere baugleiche Betätigungselemente (50), die an der Innenwand (20) des Ölgefäßes (18) dem Schaltmodul (24) zugeordnet sind. In Abhängigkeit von der Anordnungdes mindestens einen baugleichen Schaltsegments (25), der baugleichen Widerstandsanordnung (27) und der Montage der mehreren baugleichen Betätigungselemente (50) an der Innenwand (20) des Ölgefäßes (18) ist der Laststufenschalter somit erfindungsgemäß entweder ein Lastwähler (1) oder ein Lastumschalter (1).

Description

Laststufenschalter

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Laststufenschalter. Der Laststufenschalter umfasst einen Lastumschaltereinsatz, ein um eine Achse drehbares Schaltrohr, dem mindestens ein Schaltmodul zugeordnet ist. Das Schaltmodul umfasst mindestens ein am Schaltrohr befestigtes Schaltsegment und eine Widerstandsanordnung. Dem Schaltmodul ist an einer Innenwand eines Ölgefäßes mindestens eine Betätigungsanordnung zugeordnet.

Laststufenschalter (im Englischen„on-load tap-changers", abgekürzt OLTC) sind im Stand der Technik allseits bekannt und gebräuchlich. Sie dienen zur unterbrechungslosen Umschaltung zwischen verschiedenen Wicklungsanzapfungen von Stufentransformatoren.

Solche Laststufenschalter werden in Lastwähler und Lastumschalter mit Wähler unterteilt. Bei einem Lastumschalter mit Wähler, wie beispielsweise in der deutschen Patentschrift DE 100 55 406 C1 offenbart, ist der Wähler, bestehend aus einem Feinwähler und eventuell einem Vorwähler, unterhalb des Lastumschalters angeordnet. Der Wähler dient zur leistungslosen Anwahl der jeweiligen neuen Wicklungsanzapfung des Stufentransformators, auf die umgeschaltet werden soll. Der Lastumschalter dient zur nachfolgenden schnellen und unterbrechungslosen Umschaltung von der beschalteten auf die neue, vorgewählte Wicklungsanzapfung, die zu beschälten ist.

Lastwähler, wie beispielsweise in der deutschen Patentschrift DE 28 33 126 C2 beschrieben, dienen ebenso wie der Lastumschalter mit Wähler dazu, die Anzapfungen der Regelwicklungen dieser Stufentransformatoren unter Last umzuschalten und damit Spannungsänderungen beim Verbraucher gezielt auszugleichen. Durch den Verzicht auf die Trennung des Lastumschalters vom Wähler lassen sich Lastwähler weniger aufwendig herstellen. Lastwähler haben nur einen begrenzten Einsatzbereich, wie z.B. durch die begrenzt mögliche Stufenzahl.

Beide Arten von Laststufenschaltern werden bei der Umschaltung von einem Motorantrieb betätigt. Durch den Motorantrieb wird eine Abtriebs- beziehungsweise Eintriebswelle bewegt, die einen Kraftspeicher aufzieht. Ist der Kraftspeicher vollständig aufgezogen, d. h. gespannt, wird er entklinkt, gibt seine Energie schlagartig frei und betätigt im Zeitraum von Millisekunden (ms) einen Lastumschaltereinsatz, der dabei einen spezifischen Schaltablauf während der Lastumschaltung vollführt. Dabei werden dann verschiedene Schaltkontakte und Widerstandskontakte in bestimmter zeitlicher Reihenfolge betätigt. Die Schaltkontakte dienen dabei zur direkten Verbindung der jeweiligen Wicklungsanzapfung mit der Lastableitung, die Widerstandskontakte zur kurzzeitigen Beschaltung, d. h. Überbrückung mittels eines oder mehrerer Überschaltwiderstände. Vorteilhafterweise werden Vakuumschaltröhren als Schaltelemente zur Lastumschaltung eingesetzt. Dies beruht darauf, dass die Verwendung von Vakuumschaltröhren zur Lastumschaltung eine Lichtbogenbildung im Öl und damit die Ölverschmutzung des Lastumschalteröles verhindert, wie beispielsweise in den deutschen Patentschriften DE 195 10 809 C1 und DE 40 1 1 019 C1 sowie den deutschen Offenlegungsschriften DE 42 31 353 A1 und DE 10 2007 004 530 A1 beschrieben.

Nachteilig an diesen Laststufenschaltern sind das mittig rotierende Getriebe und die Betätigungselemente sowie die feststehenden Kontakt und Widerstandsanordnungen. Dies beruht darauf, dass beispielsweise für die Schaltsegmente oder auch die Widerstandsanordnung komplexe Tragelemente notwendig sind und im Lastwähler diese Elemente anders angeordnet sein müssen Ferner sind flexible Kontakt- bzw. Stromverbindungen nötig. Hinzu kommt, dass einige Bauteile derart genau und verzugsfrei gefertigt werden müssen, dass sie in den Laststufenschalter eingebaut werden können. Sollten diese Bauteile mit einem Spritzgießverfahrens hergestellt werden, muss für jedes der unterschiedlichen Bauteile eine eigene Spritzgussform angefertigt werden, was die Kosten eines Laststufenschalters erhöht.

So offenbart die deutsche Auslegeschrift DE 1 231 805 B bereits einen Anzapfwähler für Stufenschalter von Regeltransformatoren, der vorzugsweise unterhalb eines Lastumschalters angeordnet ist und nach einem Baukastenprinzip aufgebaut ist, so dass der Anzapfwähler für verschiedene Stufenschalter einsatzfähig ist.

Aufgabe der Erfindung ist, einen einfachen und kostengünstigen Laststufenschalter zu schaffen, der eine große Anzahl von Gleichteilen im Hinblick auf Lastwähler oder Lastumschalter verwendet, so dass unterschiedliche Funktionalitäten des Laststufenschalters realisiert werden können.

Diese Aufgabe wird durch Laststufenschalter gelöst, der die Merkmale des Anspruchs 1 umfasst. Der erfindungsgemäße Laststufenschalter umfasst einen Lastumschaltereinsatz und ein um eine Achse drehbares Schaltrohr. Dem Schaltrohr ist mindestens ein Schaltmodul zugeordnet. Dabei umfasst das Schaltmodul des Laststufenschalters mindestens ein am Schaltrohr befestigtes Schaltsegment und eine Widerstandsanordnung. An einer Innenwand eines Ölgefäßes ist dem Schaltmodul ein Betätigungselement zugeordnet.

Erfindungsgemäß weist die mindestens eine Widerstandsanordnung mehrere einzelne und baugleiche Widerstandselemente auf. Ferner ist vorgesehen, dass die Betätigungsanordnung mehrere baugleiche Betätigungselemente umfasst, die an der Innenwand des Ölgefäßes dem Schaltmodul zugeordnet sind. Dabei ist in Abhängigkeit von der Anordnung des mindestens einen baugleichen Schaltsegments, der mindesten einen Widerstandsanordnung und der Montage der mehreren baugleichen Betätigungselemente an der Innenwand des Ölgefäßes der Laststufenschalter entweder ein Lastwähler oder ein Lastumschalter.

Da die einzelnen Bauteile der Schaltmodule sowohl bei einem Lastwähler als auch bei einem Lastumschalter verwendet werden können, schafft dieser Laststufenschalter eine große Anzahl von Gleichteilen. Diese können dann nach einem Baukastenprinzip, wie nachfolgend weiter beschrieben ist, zusammengebaut werden. Durch die Verwendung dieser Gleichteile lassen sich immense Herstellkosten einsparen, so dass ein kostengünstiger Laststufenschalter geschaffen ist. In einer ersten Ausführungsform der Erfindung sitzen die baugleichen Widerstandselemente jeweils in einem sektorförmigen Träger und bilden somit eine baugleiche Widerstandsanordnung, die im Lastwähler oder Lastumschalter entsprechen angeordnet wird, um die Funktionalität des Lastwählers oder Lastumschalters zu ermöglichen. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung haben die baugleichen Betätigungselemente zur Befestigung an der Innenwand des Ölgefäßes mehrere Bohrungen und mehrere Durchbrüche. Ferner haben die baugleichen Betätigungselemente eine obere Steuerkurve und eine untere Steuerkurve ausgeformt. Insbesondere kann jedes Schaltsegment zwei Vakuumschaltröhren umfassen, denen jeweils ein Betätigungshebel zugeordnet ist, und mehrere bewegliche Kontakte für den Ableitkontakt und mehrere bewegliche Kontakte für die Stufenkontakte beim Lastumschalter beziehungsweise für die Wählerkontakte beim Lastwähler. In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Laststufenschalters sind im Schaltmodul der sektorförmiger Träger der baugleichen Widerstandsanordnung, ein Schaltsegment und ein massereiches Element um die Achse des Schaltrohres herum angeordnet. Zudem sind an der Innenwand des Ölgefäßes entsprechend Betätigungselemente derart angebracht, dass der erfindungsgemäße Laststufenschalter in dieser Ausführungsform ein Lastwähler ist. Insbesondere kann bei dieser Ausführungsform des Laststufenschalters als ein Lastwähler das Schaltrohr eine Halterung tragen, die ein Schaltsegment, eine Widerstandsanordnung und das massereiche Element radial um die Achse des Schaltohres herum haltert.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Laststufenschalters sind im Schaltmodul die sektorförmigen Träger mehrerer baugleicher Widerstandsanordnungen derart um die Achse des Schaltrohres herum angeordnet, dass die resultierende Anordnung der Widerstandsanordnungen das Schaltrohr umschließt. In Richtung der Achse des Schaltrohres sind von der Anordnung Widerstandsanordnungen beabstandet drei Schaltsegmente um das Schaltrohr herum angebracht. Zudem sind an der Innenwand des Ölgefäßes entsprechende Betätigungselemente derart angebracht, dass der erfindungsgemäße Laststufenschalter ein Lastumschalter ist, der geeignet ist mit einem separaten Wähler zusammenzuwirken.

Insbesondere kann bei dieser Ausführungsform der Laststufenschalter als ein Lastumschalter das Schaltrohr eine erste Halteeinrichtung für die Widerstandsanordnungen tragen, so dass diese das Schaltrohr umschließen. Dabei trägt das Schaltrohr in axialer Richtung eine zweite Halteeinrichtung, die die drei zugehörigen Schaltsegmente um das Schaltrohr herum haltert. Ungeachtet dessen, ob der Laststufenschalter ein erfindungsgemäßer Lastwähler oder Lastumschalter mit Wähler ist, trägt jeder Betätigungshebel des Schaltsegments eine Rolle, die mit der oberen Steuerkurve beziehungsweise der unteren Steuerkurve der Betätigungselemente zusammenwirkt. Ebenso können an einer Innenfläche eines jeden Betätigungselements mindestens ein Ableitkontakt und mindestens ein Stufenkontakt oder der Wählerkontakt über jeweils ein Halteelement verbunden und an einer Außenwand des Ölgefäßes gehaltert sein. Dabei ist dann ein elektrisches Anschlusselement des jeweiligen Ableitkontakts oder Stufenkontakts durch eine Schirmkappe zur Außenwand des Ölgefäßes geführt.

In einer weiteren Ausführungsform ist der Ableitkontakt ein durchgehender Schleifring. Dies ergibt sich aufgrund der Anordnung zumindest der baugleichen Schaltsegmente und der baugleichen Widerstandsanordnungen, so dass der Laststufenschalter ein Lastwähler und der Ableitkontakt als ein durchgehender Ableitring bzw. Schleifring ausgebildet ist.

In einer weiteren Ausführungsform besteht der Ableitkontakt aus mindestens einem separaten Schleifringsegment. Dies ergibt sich aufgrund der Anordnung zumindest der baugleichen Schaltsegmente und der baugleichen Widerstandsanordnungen, so dass der Laststufenschalter ein Lastumschalter und der Ableitkontakt ein Ringsegment bzw. ein Schleifringsegment ist. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist eine Schwungmasse am Schaltrohr montiert. Vorzugsweise besteht die Schwungmasse aus einer ersten Teilschwungmasse und einer zweiten Teilschwungmasse. Dabei haltert das Schaltrohr die erste Teilschwungmasse und die zweite Teilschwungmasse. Die Aufteilung der Schwungmasse in die erste Teilschwungmasse und die zweite Teilschwungmasse erleichtert deren Montage am Schaltrohr. Ferner trägt die Schwungmasse das oben zum Lastwähler aufgeführte massereiche Element.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der Lastwähler drei am Schaltrohr entlang der Achse angeordnete Schaltmodule auf, so dass dieser ein dreiphasiger Lastwähler ist.

In einer anderen bevorzugten Ausführungsform weist der Lastumschalter drei am Schaltrohr radial um die Achse herum angeordnete Schaltmodule auf, so dass dieser ein dreiphasiger Lastumschalter ist. Auch hier haltert das Schaltrohr die Schwungmasse.

Die Schwungmasse, aus erster Teilschwungmasse und zweiter Teilschwungmasse, dient im Wesentlichen dazu, eine entsprechende Masse bereitzustellen, damit das vom Kraftspeicher auf das Schaltrohr übertragene Moment eine definierte Schwenkbewegung des Schaltrohres bewirkt. So kann gewährleistet werden, dass definierte Schaltstellungen des Laststufenschalters eingestellt werden.

Nachfolgend sind die Erfindung und ihre Vorteile unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlicher beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 eine Perspektivansicht eines erfindungsgemäßen Laststufenschalters in Form eines dreiphasigen Lastwählers; Fig. 2 eine Schnittansicht des erfindungsgemäßen Lastwählers nach Fig. 1 ;

Fig. 3 eine Draufsicht eines sektorförmigen Trägers, in dem die baugleichen

Widerstandselemente der Widerstandanordnung sitzen;

Fig. 4 eine Perspektivansicht eines einzelnen Betätigungselements für den erfindungsgemäßen Laststufenschalter;

Fig. 5 eine Schnittansicht eines Ausschnitts des Laststufenschalters mit

Betätigungselementen nach Fig. 4, die an einer Innenwand des Ölgefäßes befestigt sind;

Fig. 6 eine Schnittansicht des Lastwählers entlang der in Fig. 1 eingezeichneten

Schnittlinie A-A;

Fig. 7 eine Perspektivansicht eines Schaltsegments, das mit den entsprechenden

Steuerkurven des an der Innenwand des Ölgefäßes angeordneten Betätigungselements zusammenwirkt, wobei Teile der Wand des Schaltsegments weggelassen sind, um den inneren Aufbau zu verdeutlichen;

Fig. 8 eine Perspektivansicht des Lastumschaltereinsatzes des dreiphasigen

Lastwählers nach Fig. 1 , wobei die drei am Schaltrohr befestigten Schaltsegmente und das massereiche Element zu sehen sind und wobei das Schaltrohr eine erste Teilschwungmasse und eine zweite Teilschwungmasse einer Schwungmasse haltert;

Fig. 9 eine weitere Perspektivansicht des Lastumschaltereinsatzes des dreiphasigen

Lastwählers nach Fig. 1 , wobei die drei am Schaltrohr befestigten Widerstandsanordnungen und die beiden am Schaltrohr gehalterten Teilschwungmassen nach Fig. 8 dargestellt sind;

Fig. 10 zeigt eine perspektivische Schnittansicht zur Verdeutlichung des inneren

Aufbaus eines erfindungsgemäßen Laststufenschalters in Form eines dreiphasigen Lastumschalters; und

Fig. 1 1 eine Schnittansicht des Lastumschalters entlang der in Fig. 10 eingezeichneten Schnittlinie B-B. Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung werden identische Bezugszeichen verwendet. Ferner werden der Übersicht halber nur Bezugszeichen in den einzelnen Figuren dargestellt, die für die Beschreibung der jeweiligen Figur erforderlich sind. Die dargestellten Ausführungsformen stellen lediglich Beispiele dar, wie der erfindungsgemäße Laststufenschalter ausgestaltet sein kann und stellen somit keine abschließende Begrenzung der Erfindung dar.

Fig. 1 zeigt eine Perspektivansicht eines erfindungsgemäßen dreiphasigen Laststufenschalters beziehungsweise Lastwählers 1 . Der Lastwähler 1 weist einen Antrieb 3, wie beispielsweise einen Elektromotor, mit einem Getriebe 5 auf, der einen nicht dargestellten Kraftspeicher aufzieht. Ist der Kraftspeicher vollständig aufgezogen, d. h. gespannt, wird er entklinkt, gibt seine Energie schlagartig frei und betätigt ein Schaltrohr 15 eines Lastumschaltereinsatzes 14. Das rotierende Schaltrohr 15 ist dabei in einem Ölgefäß 18 gehaltert. Das Ölgefäß 18 ist nach oben hin mit einem Deckel 19 verschlossen und trägt ferner einen Boden 21 .

Der erfindungsgemäße Lastwähler 1 besitzt eine erste Phase L1 , eine zweite Phase L2 und eine dritte Phase L3, die übereinander im Ölgefäß 18 angeordnet sind. Über den drei Phasen L1 , L2, L3 sitzt ein Vorwähler 37. In der hier dargestellten Ansicht sind elektrische Anschlusselemente 38 für Vorwählerkontakte an der Ölgefäßwand 17 des Ölgefäßes 18 vorgesehen. Elektrische Anschlusselemente 39 für Stufenkontakte 392 (siehe Fig. 5 -7) der drei Phasen L1 , L2, L3 sind ebenfalls dabei derart am Lastwähler 1 angeordnet, dass sie durch die Ölgefäßwand 17 des Ölgefäßes 18 greifen.

Fig. 2 zeigt eine Schnittansicht des erfindungsgemäßen Lastwählers 1 mit Lastumschaltereinsatz 14 nach Figur 1 . Der Lastumschaltereinsatz 14 umfasst ein um eine Achse A drehbares Schaltrohr 15. Dem Schaltrohr 15 sind hier drei erfindungsgemäße Schaltmodule 24 zugeordnet, d. h. jede Phase L1 , L2, L3 weist ein Schaltmodul 24 auf. Dabei umfasst jedes Schaltmodul 24 eines Lastwählers 1 ein am Schaltrohr 15 befestigtes Schaltsegment 25 und mindestens eine baugleiche Widerstandsanordnung 27, die mehrere einzelne und baugleiche Widerstandselemente 28 umfasst. Diese baugleichen Widerstandselemente 28 sitzen, wie in Fig. 3 gezeigt, in einem sektorformigen Träger 29, der zusammen mit den Widerstandselemente 28 die baugleiche Widerstandsanordnung 27 bildet.

Ferner ist, wie in Fig. 2 gezeigt, jedem Schaltmodul 24 an einer Innenwand 20 des Ölgefäßes 18 mindestens ein Betätigungselement 50 zugeordnet. Jede Betätigungsanordnung 41 umfasst dabei mehrere separate und baugleiche Betätigungselemente 50. Die Betätigungselemente 50 sind bevorzugt an die Kontur der Innenwand 20 des Ölgefäßes 18 angepasst und im Wesentlichen plattenförmig.

Ein einzelnes derartiges Betätigungselement 50 ist in einer Perspektivansicht in Fig. 4 gezeigt. Zur Befestigung des Betätigungselements 50 an der Innenwand 20 des Ölgefäßes 18, wie in der nachfolgenden Fig. 5 gezeigt, hat das Betätigungselement 50 mindestens eine Bohrung 60 für die Montage und die Durchführung der elektrischen Anschlusselemente 39 der Stufenkontakte 392 (siehe Fig. 5, 7) auf. Weiterhin weist jedes Betätigungselement 50 mindestens einen Durchbruch 62 auf. Die Durchbrüche 62 dienen der Durchführung mindestens zweier Halteelemente 31 für den Ableitring 391 (siehe Fig. 5, 7, 10) und in der ersten Phase L1 des Lastwählers zusätzlich zur Durchführung eines einzigen elektrischen Anschlusselementes (nicht dargestellt) für den Ableitring 391 . Zudem weist das Betätigungselement 50 eine obere Steuerkurve 51 und eine untere Steuerkurve 52 auf, die zur Betätigung der in Fig. 7 gezeigten Vakuumschaltröhren 33, 34 verwendet werden.

Fig. 5 zeigt eine Schnittansicht eines Ausschnitts des Lastwählers mit Betätigungselementen 50 nach Fig. 4. Die Betätigungselemente 50 sind an der Innenwand 20 des Ölgefäßes 18 befestigt. Hier ist das jeweilige Betätigungselement 50 über die mindestens zwei Bohrungen 60 (siehe Fig. 4) und den mindestens einen Durchbruch 62 (siehe Fig. 4) mit jeweils einem Halteelement 31 an der Innenwand 20 des Ölgefäßes 18 gehaltert. Die Halteelemente 31 sind derart angebracht, dass damit in der hier gezeigten Ausführungsform ein Ableitring 391 und zwei Stufenkontakte 392 an der Innenfläche 56 des jeweiligen Betätigungselements 50 gehaltert sind. Andere Ausführungsformen können auch andere Anordnungen des Ableitrings 391 beziehungsweise der Ableitkontakte 391 und der Stufenkontakte 392 vorsehen.

Jeder der Stufenkontakte 392 ist dabei jeweils mit einem elektrischen Anschlusselement 39 verbunden, das zur Außenwand 16 des Ölgefäßes 18 geführt ist. Insbesondere ist, wie hier dargestellt, der Ableitkontakt vorzugsweise ein Ableitring 391.

Fig. 6 zeigt eine Schnittansicht entlang der Schnittline A-A aus Fig. 1 des Lastwählers 1 , wobei eine Draufsicht auf die erste Phase L1 dargestellt ist. Wie hier gezeigt, sitzen an der Innenwand 20 des Ölgefäßes 18 für die erste Phase L1 die an die Kontur der Innenwand 20 des Ölgefäßes 18 angepassten Betätigungselemente 50, die die Betätigungsanordnung 41 darstellen. Die elektrischen Anschlusselemente 39 für die hier nicht dargestellten Stufenkontakte 392 und das elektrische Anschlusselement 68 für den hier nicht dargestellten Ableitring 391 greifen durch die entsprechenden Betätigungselemente 50 und durch die Ölgefäßwand 17 des Ölgefäßes 18 zu dessen Außenwand 16. Die Schirmkappen 30 an der Außenwand 16 des Ölgefäßes 18 halten die an der Innenwand 20 des Ölgefäßes 18 angeordneten Betätigungselemente 50. Hierzu wirken die elektrischen Anschlusselemente 39 für die Stufenkontakte 392 und das elektrische Anschlusselement 68 für den Ableitring 391 über die Halteelemente 31 (hier nicht dargestellt, siehe Fig. 5) mit den zugeordneten Schirmkappen 30 derart zusammen, dass die Betätigungselemente 50 an der Innenwand 20 des Ölgefäßes 18 gehaltert sind. Die Schirmkappen 30 liegen auf der Außenwand 16 des Ölgefäßes 18 auf. Jedes der Betätigungselemente 50 weist die obere Steuerkurve 51 und die untere Steuerkurve 52 (siehe hierzu Fig. 5) auf, um mit entsprechenden und mit Rollen 43 versehenen Betätigungshebeln 45 des Schaltsegments 25 der entsprechenden Phase L1 , L2, L3 zusammenzuwirken. Ferner trägt das Schaltrohr 15 in jeder Phase L1 , L2, L3 eine Halterung 40, an der neben der Widerstandsanordnung 27 und dem Schaltsegment 25 ein massereiches Element 36 radial um die Achse A des Schaltrohres 15 gehaltert sind. Das Schaltsegment 25 ist dabei derart mit seinen beweglichen Kontakten 29S für Stufenkontakte 392 und beweglichen Kontakten 29A für Ableitkontakte 391 montiert (siehe Fig. 7), dass die Rollen 43 der Betätigungshebel 45 mit den entsprechenden oberen beziehungsweise unteren Steuerkurven 51 , 52 der Betätigungselemente 50 zusammenwirken, um zwei Vakuumschaltöhren 33, 34 in jedem Schaltsegment 25 zu betätigen. Dies zeigt Fig. 7 in einer Perspektivansicht. Da alle weiteren hier dargestellten Bezugszeichen bereits in den vorherigen Beschreibungen zu den Figuren 1 bis 6 erläutert wurden, wird auf eine erneute Beschreibung an dieser Stellte verzichtet.

Wie in weiteren Perspektivansichten des erfindungsgemäßen Lastwählers 1 in Fig. 8 und 9 gezeigt, weist dieser in einer bevorzugten Ausführungsform eine Schwungmasse 35 auf. Diese besteht vorzugsweise aus einer ersten Teilschwungmasse 351 und einer zweiten Teilschwungmasse 352 und trägt zudem das massereiche Element 36. Dieses massereiche Element 36 und die Schwungmasse 35 werden zur Unterstützung des zeitlichen Bewegungsablaufs des Schaltvorgangs benötigt, damit die eine Drehung des Schaltrohres 15 bewirkende Auslösung des Kraftspeichers eine definierte Schaltung beziehungsweise definierte Einstellung der einzelnen Schaltzustände des Lastwählers vollzieht. Aus den Fig. 8 und 9 ist ersichtlich, dass der Lastumschaltereinsatz 14 aus drei gleichen Schaltmodulen 24 besteht. Jedes Schaltmodul 24 hat am Schaltrohr 15 das Schaltsegment 25 und die Widerstandsanordnung 27 montiert. Fig. 10 zeigt eine Schnittansicht zur Verdeutlichung des inneren Aufbaus eines erfindungsgemäßen Laststufenschalters in Form eines dreiphasigen Lastumschalters 1. Der Lastumschalter 1 umfasst ebenfalls ein um eine Achse A drehbares Schaltrohr 15. Auch hier sind die Schaltsegmente 25 und die einzelnen in baugleiche Widerstandsanordnungen 27 zusammengefassten baugleichen Widerstandselemente 28 als Schaltmodul 24 anzusehen, die ebenfalls, wie bei dem zu den vorherigen Fig. 1 bis 9 beschriebenen Lastwähler, am Schaltrohr 15 befestigt sind. Jede Widerstandordnung 27 weist die mehreren und gleichen Widerstandselemente 28 auf, die auch hier in einem sektorformigen Träger 29 (siehe Fig. 3) sitzen.

Bei der hier dargestellten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Lastumschalters 1 sind pro Schaltmodul 24 drei baugleiche Widerstandsanordnungen 27, mit sektorförm-igem Träger 29 und den baugleichen Widerstandselementen 28, derart um die Achse A des Schaltrohres 15 herum angeordnet, dass die Anordnung der baugleichen Widerstandsanordnungen 27 das Schaltrohr 15 umschließt. Die Anordnung der baugleichen Widerstandsanordnungen 27 ist in Richtung der Achse A des Schaltrohres 15 von den drei Schaltsegmenten 25 beabstandet, die ebenfalls um das Schaltrohr 15 herum angebracht sind. Wie beim Lastwähler sind auch hier beim Lastumschalter 1 mehrere Betätigungselemente 50 an der Innenwand 20 des Ölgefäßes 18 des Lastumschalters 1 gemäß der bereits in Fig. 4 beschriebenen Art und Weise angebracht.

Jedes der Schaltsegmente 25 besitzt mehrere bewegliche Kontakte 29S zur elektrischen Kontaktierung der Wählerkontakte 84, die baugleich mit den Stufen kontakten 392 des Lastwählers aus Fig. 7 sind. Ebenso trägt das Schaltsegment 25 mehrere bewegliche Kontakte 29A für den Ableitkontakt 391 , der in dieser Ausführungsform ein Ringsegment des Ableitrings ist. Der Ableitkontakt 391 fungiert auch als Führungssegment. Hierzu sind am Schaltsegment 25 Führungsrollen 47 vorgesehen, die oberhalb und unterhalb des Führungssegments angreifen und so die Schaltsegmente 25 bei der Drehung des Schaltrohres 15 führen.

Das Schaltrohr 15 des erfindungsgemäßen Lastumschalters 1 trägt eine erste Halteeinrichtung 81 für die Widerstandselemente 28, so dass die resultierende Widerstandsanordnung 27 das Schaltrohr 15 umschließt. Zudem trägt hier in axialer Richtung das Schaltrohr 15 eine zweite Halteeinrichtung 82, die die drei Schaltsegmente 25 um das Schaltrohr 15 herum haltert. Fig. 1 1 zeigt eine Schnittansicht des Lastumschalters 1 entlang der in Fig. 10 eingezeichneten Schnittlinie B-B. Um das Schaltrohr 15 sind drei baugleiche Schaltsegmente 25 angeordnet, von denen jedes mit einem zugeordneten Betätigungselement 50 an der Innenwand 20 des Ölgefäßes 18 zusammenwirkt. Die drei Betätigungselemente 50 bilden die Betätigungsanordnung 41. Wie in der Beschreibung zu Fig. 4 erläutert hat jedes Betätigungselement 50 eine obere Steuerkurve 51 und eine untere Steuerkurve 52. Jedes der Schaltsegmente 25 umfasst zwei, hier nicht dargestellte, Vakuumröhren, von denen jede mit einem Betätigungshebel 45 zusammenwirkt, der eine Rolle 43 trägt. Die Rollen 43 wirken mit der oberen Steuerkurve 51 beziehungsweise der unteren Steuerkurve 52 zusammen. Das Schaltmodul 24 umfasst in der ersten Phase L1 , der zweiten Phase L2 und der dritten Phase L3 jeweils ein Schaltsegment 25 und eine darunter angeordnete Widerstandsanordnung 27. In jeder der Phasen L1 , L2 oder L3 ist je ein Betätigungselement 50 vorgesehen, das die in Fig.4 dargestellte Form besitzt und ebenfalls bei dem in Fig. 6 dargestellten Lastwähler 1 verwendet wird. Die elektrischen Anschlusselemente 85, 86 für die Wählerkontakte 84 (siehe Fig. 10) und die elektrischen Anschlusselemente 68 für den Ableitkontakt 391 greifen durch die Betätigungselemente 50 und durch die Ölgefäßwand 17 des Ölgefäßes 18 zu dessen Außenwand 16. Das elektrische Anschlusselement 68 des jeweiligen Ableitkontakts 391 und das elektrische Anschlusselement 39 des jeweiligen Stufen kontakts 392 werden ferner durch die jeweiligen Schirmkappen 30 hindurch zur Außenwand 16 des Ölgefäßes 18 geführt.

Bezugszeichenliste

1 Laststufenschalter, Lastumschalter, Lastwähler

3 Antrieb

5 Getriebe

14 Lastumschaltereinsatz

15 Schaltrohr

16 Außenwand des Ölgefäßes

17 Ölgefäßwand

18 Ölgefäß

19 Deckel

20 Innenwand des Ölgefäßes

21 Boden

24 Schaltmodul

25 Schaltsegment

27 Widerstandsanordnung

28 Widerstandselemente

29 sektorförmiger Träger

29A beweglicher Kontakt für Ableitkontakt

29S beweglicher Kontakt für Stufenkontakt

30 Schirmkappe

31 Halteelement

33 Vakuumschaltröhre

34 Vakuumschaltröhre

35 Schwungmasse

351 erste Teilschwungmasse

352 zweite Teilschwungmasse

36 massereiches Element

37 Vorwähler

38 elektrisches Anschlusselement für Vorwählerkontakt

39 elektrisches Anschlusselement für Stufenkontakt

391 Ableitkontakt, Ableitring, Führungsring, Ringsegment

392 Stufen kontakt

40 Halterung

41 Betätigungsanordnung

43 Rolle 45 Betätigungshebel

47 Führungsrolle

50 Betätigungselement

51 obere Steuerkurve

52 untere Steuerkurve

56 Innenfläche des Betätigungselements

60 Bohrung

62 Durchbruch

68 elektrisches Anschlusselement für Ableitkontakt/Ableitring

81 erste Halteeinrichtung

82 zweite Halteeinrichtung

84 Wählerkontakt

85 elektrisches Anschlusselement für Wählerkontakt

86 elektrisches Anschlusselement für Wählerkontakt

A Achse

A-A Schnittlinie

B-B Schnittlinie

L1 erste Phase

L2 zweite Phase

L3 dritte Phase

Claims

Patentansprüche

1 . Laststufenschalter (1 ), mit einem Lastumschaltereinsatz (14)

mit einem um eine Achse (A) drehbaren Schaltrohr (15), dem mindestens ein Schaltmodul (24) zugeordnet ist, wobei das Schaltmodul (24) mindestens ein am Schaltrohr (15) befestigtes Schaltsegment (25) und eine Widerstandsanordnung (27) umfasst und dem Schaltmodul (24) an einer Innenwand (20) eines Ölgefäßes (18) eine Betätigungsanordnung (41 ) zugeordnet ist,

dadurch gekennzeichnet, dass

die mindestens eine Widerstandsanordnung (27) mehrere einzelne und baugleiche Widerstandselemente (28) aufweist,

die Betätigungsanordnung (41 ) mehrere baugleiche Betätigungselemente (50) umfasst, die an der Innenwand (20) des Ölgefäßes (18) dem Schaltmodul (24) zugeordnet sind, und

in Abhängigkeit von der Anordnung des mindestens einen baugleichen Schaltsegments (25), der Widerstandsanordnung (27) und der Montage der mehreren baugleichen Betätigungselemente (50) an der Innenwand (20) des Ölgefäßes (18) der Laststufenschalter ein Lastwähler (1 ) oder ein Lastumschalter (1 ) ist.

2. Laststufenschalter (1 ) nach Anspruch 1 , wobei die baugleichen Widerstandselemente (28) in einem sektorförmigen Träger (29) sitzen und somit eine baugleiche Widerstandsanordnung (27) bilden.

3. Laststufenschalter (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei jedes der baugleichen Betätigungselemente (50) zur Befestigung an der Innenwand (20) des Ölgefäßes (18) mehrere Bohrungen (60) und mehrere Durchbrüche (62) besitzt und eine obere Steuerkurve (51 ) und eine untere Steuerkurve (52) ausgeformt hat.

4. Laststufenschalter (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei jedes Schaltsegment (25) zwei Vakuumschaltröhren (33, 34), denen jeweils ein Betätigungshebel (45) zugeordnet ist, und mehrere bewegliche Kontakte (29A) für einen Ableitkontakt (391 ) und mehrere bewegliche Kontakte (29S) für Stufenkontakte (392) oder Wählerkontakte (84) umfasst. Laststufenschalter (1 ) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei

im Schaltmodul (24) der sektorförmige Träger (29) der baugleichen

Widerstandsanordnungen (27), ein Schaltsegment (25) und ein massereiches Element

(36) um die Achse (A) des Schaltrohres (15) herum angeordnet sind, und

an der Innenwand (20) des Ölgefäßes (18) entsprechend Betätigungselemente (50) derart angebracht sind, dass der Laststufenschalter ein Lastwähler (1 ) ist.

Laststufenschalter (1 ) nach Anspruch 5, wobei das Schaltrohr (15) eine Halterung (40) trägt, die ein Schaltsegment (25), eine Widerstandsanordnung (27) und das massereiche Element (36) radial um die Achse (A) des Schaltohres (15) herum haltert.

Laststufenschalter (1 ) nach Anspruch 5 oder 6, wobei der Lastwähler (1 ) drei am Schaltrohr (15) entlang der Achse (A) angeordnete Schaltmodule (24) aufweist.

Laststufenschalter (1 ) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei

im Schaltmodul (24) drei der sektorförmigen Träger (29) der baugleichen Widerstandsanordnungen (27) derart um die Achse (A) des Schaltrohres (15) herum angeordnet sind,

dass diese das Schaltrohr (15) umschließen,

dass in Richtung der Achse (A) des Schaltrohres (15) und von den Widerstandsanordnung (27) beabstandet drei Schaltsegmente (25) um das Schaltrohr (15) herum angebracht sind, und

dass an der Innenwand (20) des Ölgefäßes (18) entsprechende Betätigungselemente (50) derart angebracht sind, dass der Laststufenschalter ein Lastumschalter (1 ) ist.

Laststufenschalter (1 ) nach Anspruch 8,

wobei das Schaltrohr (15) eine erste Halteeinrichtung (81 ) für die baugleichen Widerstandsanordnungen (27) trägt, so dass diese das Schaltrohr (15) umschließen, und

wobei das Schaltrohr (15) in axialer Richtung eine zweite Halteeinrichtung (82) trägt, die die drei Schaltsegmente (25) um das Schaltrohr (15) herum haltert.

Laststufenschalter (1 ) nach Anspruch 8 oder 9, wobei der Lastumschalter (1 ) drei am Schaltrohr (15) radial um die Achse (A) herum angeordnete Schaltsegmente (25) aufweist.

1 1 . Laststufenschalter (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei jeder Betätigungshebel (45) des Schaltsegments (25) eine Rolle (43) trägt, die mit der oberen Steuerkurve (51 ) beziehungsweise der unteren Steuerkurve (52) der Betätigungselemente (50) zusammenwirkt.

12. Laststufenschalter (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche,

wobei an einer Innenfläche (56) eines jeden Betätigungselements (50) mindestens ein Ableitkontakt (391 ) und mindestens ein Stufenkontakt (392) oder ein Wählerkontakt (84) über jeweils ein Halteelement (31 ) verbunden und an einer Außenwand (16) des

Ölgefäßes (18) gehaltert sind und

wobei ein elektrisches Anschlusselement (68) des jeweiligen Ableitkontakts (391 ) oder ein elektrisches Anschlusselement (39, 85, 86) des jeweiligen Stufenkontakts (392) oder jeweiligen Wählerkontakts (84) durch eine Schirmkappe (30) zur Außenwand (16) des Ölgefäßes (18) geführt ist.

13. Laststufenschalter (1 ) nach Anspruch 12, wobei aufgrund der Anordnung zumindest der baugleichen Schaltsegmente (25) und der baugleichen Widerstandsanordnungen (27) der Laststufenschalter (1 ) ein Lastwähler ist und der Ableitkontakt als ein durchgehender Ableitring (391 ) ausgebildet ist.

14. Laststufenschalter (1 ) nach Anspruch 12, wobei aufgrund der Anordnung zumindest der baugleichen Schaltsegmente (25) und der baugleichen Widerstandsanordnungen (27) der Laststufenschalter (1 ) ein Lastumschalter ist und der Ableitkontakt (391 ) ein Ringsegment ist.

15. Laststufenschalter (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine Schwungmasse (35) am Schaltrohr (15) montiert ist.