WO2011157317A1 - Stufenschalter - Google Patents

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WO2011157317A1
WO2011157317A1 PCT/EP2011/002122 EP2011002122W WO2011157317A1 WO 2011157317 A1 WO2011157317 A1 WO 2011157317A1 EP 2011002122 W EP2011002122 W EP 2011002122W WO 2011157317 A1 WO2011157317 A1 WO 2011157317A1
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WO
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switching
ttf
mechanical
ttv
msv
Prior art date
Application number
PCT/EP2011/002122
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Dieter Dohnal
Original Assignee
Maschinenfabrik Reinhausen Gmbh
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 filed Critical Maschinenfabrik Reinhausen Gmbh
Priority to CN201190000221.9U priority Critical patent/CN202855567U/zh
Publication of WO2011157317A1 publication Critical patent/WO2011157317A1/de

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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
    • H01H9/0038—Tap change devices making use of vacuum switches
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F29/00—Variable transformers or inductances not covered by group H01F21/00
    • H01F29/02—Variable transformers or inductances not covered by group H01F21/00 with tappings on coil or winding; with provision for rearrangement or interconnection of windings
    • H01F29/04—Variable transformers or inductances not covered by group H01F21/00 with tappings on coil or winding; with provision for rearrangement or interconnection of windings having provision for tap-changing without interrupting the load current

Definitions

  • the present invention relates to a tap changer for uninterrupted switching between at least two winding taps of a tapped transformer with the features of the independent claim.
  • each of the two existing load branches are each a vacuum interrupter as the main contact and each one more
  • Vacuum interrupter in series with a switching resistance, as
  • Winding tap n on a new, preselected winding tap n + 1 the main contact of the turn-off side is first opened, after which the resistance contact of the receiving side is closed, so that flows between the two stages n and n + 1 a limited by the switching resistors compensation current. After the previously closed resistive contact of the disconnecting side has opened, the main contact of the receiving side closes, so that the entire load current from the new winding tap n + 1 leads to the load discharge, whereby the switching is completed.
  • the encapsulated, hermetically sealed contacts also can not lead to the fouling and contamination of the surrounding insulating oil in the tap-changer by contact erosion or arcing. Furthermore are
  • Vacuum interrupters are now available as very compact components; they have a small footprint and require only relatively low actuation forces.
  • vacuum interrupters for regulating power transformers is a high surge voltage resistance of preferably up to voltages of 100 kV and more clearly beyond that required.
  • Such unwanted surge voltages are, on the one hand, lightning impulse voltages that are caused by the
  • An object of the present invention is to propose a tap changer of the type mentioned above with high surge voltage resistance, also referred to as aO strength.
  • a load branch is provided with at least two parallel paths.
  • Each of these paths comprises a series arrangement of at least one vacuum interrupter and at least one mechanical switching element, which in the present context can also be referred to as a variably adjustable or switchable switching contact.
  • One of the at least two paths is associated with a resistor arranged in series with the respective vacuum interrupter and the mechanical switching element. In this way, the at least two
  • the total of at least two vacuum interrupters and at least two mechanical switching elements with a defined time offset to each other in each case in different switching directions can be switched together.
  • at least one of the mechanical switching elements has a relation to the other switching elements or vacuum interrupters and independent of the switching direction temporally vorverlagerten switching or trip time, whereby certain switching states can be realized in a simple, reliable and exactly reproducible manner by mechanical means.
  • the forward shift or trip time a defined time interval to the other switching or trip times of the other
  • Switching element in front of all other switching elements and vacuum interrupters, i. these temporally upstream.
  • a preferred embodiment of the tap changer according to the invention provides a rotatable switching shaft, the actuating elements for each actuation phase for the mechanical switching elements or vacuum interrupters are assigned, wherein the actuating elements are each assigned to the switching shaft rotatable, concentric cams with frontal contours. These front contours can
  • the switching times triggered by the at least one cam plate corresponding to the mechanical shifting element which has been shifted temporally in advance are shifted in time independently of its direction of rotation or of the direction of rotation of the switching shaft relative to the rotational movements of the other cam disks or of the other actuation elements.
  • an additional permanent main contact may be provided on the tap changer and / or coupled thereto.
  • a mechanical contact which leads to a continuous current, can additionally be present on the disconnecting and / or connecting side.
  • Permanent main contact switch preferably opens on the disconnecting side before Switching element MSV, while the further mechanical contact MC on the aufrismden side after the switching element MSV closes.
  • the switching or triggering of the at least one mechanical switching element, which is displaced in each switching direction, can be realized in the case of the tap changer by inputting to the at least one switching means and to the cam associated therewith
  • Gear element is assigned to the phase shift of the switching time depending on the direction of rotation of the switching shaft.
  • This transmission element can in particular by a
  • Be formed planetary stage which is located between the shift shaft and concentric with this arranged cam.
  • the cam can be connected to a ring gear or formed as such, which has an internal toothing, which is in meshing engagement with a plurality of planet gears, which in turn in a
  • the invention is based on the general idea of being able to realize the desired surge voltage resistance or aO strength by respectively shifting a mechanical switching element one of several load branches independently of the respective switching direction. In this way, any occurring burden
  • Fig. 1 shows a flowchart for illustrating the switching sequences of a
  • Embodiment of a tap changer according to the invention during a switching cycle in each case different switching directions.
  • Fig. 2 shows in several circuit diagrams, the individual, successive
  • FIG. 3 shows in several circuit diagrams, the individual, successive
  • FIG. 4 shows, by means of a further circuit diagram, a variant of a tap changer supplemented by two additional permanent main contacts.
  • Fig. 5 shows a schematic perspective view of a tap changer, consisting of a switching shaft arranged thereon with actuating elements and switching elements coupled thereto.
  • FIG. 1 The embodiment described below is not intended to be limiting, but serves to explain the function and the switching options of a tap changer according to the invention.
  • the illustration of FIG. 1 is intended in a
  • FIG. 1 Flowchart illustrate the switching sequences of an embodiment of a tap changer according to the invention during a switching cycle in each case different switching directions.
  • the upper diagram illustrates the switching sequence of a four switch elements consisting of a total of four individual switching units in a first switching direction, characterized by a drive direction in the diagram from left to right, while the lower diagram shows the switching sequence in the opposite direction,
  • FIG. 2 The schematic representations of FIG. 2 (FIGS. 2 a to 2 g) show, in a total of seven circuit diagrams, the individual, successive switching states of
  • the tap changer 10 shown in Fig. 2 with reference to a circuit diagram used for uninterrupted switching between two winding taps 12 and 14 of a tapped transformer 6.
  • the tap changer 0 forms a load branch with two parallel paths 18 and 20.
  • Each of these paths 18 and 20 each comprises a series arrangement a vacuum interrupter MSV, TTV and a mechanical switching element MTF, TTF, in the present context as a variably adjustable or switchable
  • the first path 18 is formed by the series-connected first vacuum interrupter MSV and the first mechanical switching element MTF.
  • the second path 20 is through a series circuit of the second vacuum interrupter TTV, the second mechanical switching element TTF and a resistor R formed.
  • the two vacuum interrupters MSV and TTV and the two mechanical switching elements MTF and TTF are shown in FIG. 1 with a defined time offset to each other in different switching directions (n -> n + 1 or n + 1 -> n) jointly switchable.
  • the second mechanical switching elements MTF and TTF are shown in FIG. 1 with a defined time offset to each other in different switching directions (n -> n + 1 or n + 1 -> n) jointly switchable.
  • the second mechanical switching elements MTF and TTF are shown in FIG. 1 with a defined time offset to each other in different switching directions (n -> n + 1 or n + 1 -> n) jointly switchable.
  • the second mechanical switching directions n -> n + 1 or n + 1 -> n
  • Switching element TTF a relation to the first switching element MTF and the two vacuum interrupters MSV and TTV and independent of the switching direction temporally advanced switching or tripping time on.
  • the second mechanical switching element TTF thus switches independently of the selected switching direction before all others
  • Switching states can be realized in a simple, reliable and exactly reproducible manner by means of mechanical means.
  • the second mechanical switching element TTF which has a temporally shifted switching or triggering time, switches in front of all other switching elements and vacuum tubes.
  • the diagram of Fig. 1 shows the operations in a complete switching operation, starting from the time zero, above for a drive direction from left to right (n -> n + 1), i. ending at a definable time (see Fig. 2) and below for a
  • Switching element MTF and the closed first vacuum interrupter MSV can flow to the load discharge LA.
  • the second mechanical switching element TTF is switched very early, which is already indicated in Fig. 2a by the switching arrow.
  • the second mechanical Switching element TTF a connection from the first winding tap 12 to the second vacuum interrupter TTV, the switching contact, however, is still open at this time, so that over this no additional or parallel current to the load lead LA can flow.
  • Winding tap is switched 14 (see FIG.. 2b) takes place after a short time, a closing of the switching contact of the second vacuum interrupter TTV, so that when still closed first vacuum switch tube MSV a loop current l c in the right circuit flows as shown in Fig. 2c by the ring arrow is indicated around the load lead LA.
  • the first vacuum interrupter MSV is opened (see Fig. 2c). This open switching position in a relatively short time after the start of switching is illustrated in Fig. 2d. In this
  • the first mechanical switching element MTF is switched over (Fig. 2d, Fig. 2e), whereby the closing of the first vacuum interrupter MSV (Fig. 2e, Fig. 2f) and the subsequent opening of the second vacuum interrupter TTV (Fig. 2f, Fig. 2g) is prepared.
  • the load current I L flows in the manner shown in Fig. 2g of the second winding tap 14 of the tapped transformer 16 through the correspondingly connected first mechanical switching element MTF and the closed first vacuum interrupter MSV for load dissipation LA.
  • the second mechanical switching element TTF is no longer switched to the first winding tap 12, but in the position to
  • FIG. 3 show in several circuit diagrams the individual, successive switching states of the various components of the tap changer in a second switching direction.
  • the lower diagram of FIG. 1 shows the operations in a complete downshift, for a drive direction from right to left (n + 1 -> n), i. starting at a time corresponding to the lower scale in the right area and ending at the very left at zero.
  • the switching position of the tap changer 10 for the start of switching within a first period is illustrated in Fig. 3a.
  • Vacuum interrupter MSV is closed while the switching contact of the second vacuum interrupter TTV is open.
  • the first mechanical switching element MTF is in its second switching position, in which the load current I L from the second
  • the illustrated embodiment of the invention provides in this case that the second mechanical switching element TTF is already switched to a very early date, which is indicated by the curved switching arrow in the region of the switch TTF.
  • the priority switching of the second mechanical switching element TTF is carried out according to the present invention in both switching directions, which in the downshifting process according to FIG. 3 is to be realized in particular in that the switching movement of the second mechanical switching element TTF at least partially decoupled from the switching movements of the other switching elements or vacuum interrupters is, for example by means of the transmission element corresponding to FIG. 5th
  • the second vacuum interrupter TTV is closed after a definable time (FIG. 3b, FIG. 3c), after which the first vacuum interrupter MSV is opened (see FIGS. 3c and 3d).
  • This opening of the first vacuum interrupter MSV takes place within a definable Period after the start of switching, as shown in Fig. 3c (open) and in Fig. 3d (MSV open) is illustrated.
  • the first mechanical switching element MTF is switched over (FIG. 3d, FIG. 3e), whereby the closing of the first vacuum interrupter MSV (FIGS. 3e, 3f) and the subsequent opening of the second
  • Vacuum stop tube TTV (Fig. 3f, Fig. 3g) is prepared.
  • the load current I L thus flows again in the manner shown in Fig. 3g of the first winding tap 12 of the
  • Stepped transformer 16 through the appropriately switched first mechanical
  • the illustrated switching times of the second mechanical switching element TTF form an implementation of the general idea of the invention, by respectively shifting the mechanical switching element TTF in one of two load branches
  • FIG. 4 shows, with reference to a further circuit diagram, a variant of a tap changer 10 supplemented by two additional switches or permanent main contacts MC (MC1 and MC2).
  • MC1 and MC2 additional switches or permanent main contacts MC
  • FIG Step switch 10 are additionally on the off and aufcampusden side each mechanical contacts MC, ie MC1 or MC2, provided.
  • These so-called permanent main contacts MC or additional switches each carry a continuous current.
  • they are preferably switched so that the contact MC1 on the turn-off side before all the rest
  • Switching elements opens and closes the contact MC2 on the upstream side after all other switching elements.
  • FIG. 5 shows an embodiment of a tap changer 10, comprising a switching shaft 22 arranged thereon
  • the pre-displaced switching or trip time of the second mechanical switching element TTF has a defined time interval to the other switching or trip times of the first mechanical switching element MTF and the two vacuum interrupters MSV and TTV on.
  • the temporally shifted switching or triggering time having mechanical switching element TTF switches in time before all other switching elements and vacuum interrupters, regardless of the switching direction, i. from the direction of rotation of the switching shaft 22nd
  • Activation phase for the mechanical switching elements 26 and vacuum interrupters are assigned, wherein the actuating elements 24 each by rotatable by the switching shaft 22, concentric cams 28 with peripheral contours or
  • Projections 30 are formed. Optionally, such contours and / or projections could also be arranged on the front side of the cams. These projections 30 trigger the respective switching elements 26 and vacuum interrupters via cam discs, not shown here.
  • the switching or triggering of the second mechanical switching element TTF (FIGS. 2 and 3), which is denoted by the reference numeral 32 in each switching direction, is realized in the illustrated tap changer 10 in that the respective switching means or actuating element 24 and associated with this
  • an additional permanent main contact may be provided on the tap changer and / or coupled thereto.
  • a modified tap changer can in addition on the off and / or aufcampus side each have a mechanical contact (MC), which carries a continuous current.
  • MC mechanical contact
  • the contact of such a permanent main contact switch opens preferably on the shutdown page in front of the MSV, while the contact on the upstream side closes after the MSV.

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  • High-Tension Arc-Extinguishing Switches Without Spraying Means (AREA)

Abstract

Die Erfindung offenbart einen Stufenschalter (10) zur unterbrechungslosen Umschaltung zwischen wenigstens zwei Wicklungsanzapfungen (12, 14) eines Stufentransformators (16). Der Stufenschalter (10) weist einen Lastzweig mit wenigstens zwei parallelen Pfaden (18, 20), umfassend jeweils eine Serienanordnung aus wenigstens einer Vakuumschaltröhre (MSV; TTV) und wenigstens einem mechanischen Schaltelement (MTF; TTF, 32), auf, wobei wenigstens einem Pfad (18, 20) ein in Serie mit der jeweiligen Vakuumschaltröhre (TTV) und dem mechanischen Schaltelement (TTF) angeordneter Widerstand (R) zugeordnet ist. Die wenigstens zwei Wicklungsanzapfungen (12, 14) sind variabel miteinander koppelbar und/oder mit einer Lastableitung (LA) beaufschlagbar. Zudem sind die insgesamt wenigstens zwei Vakuumschaltröhren (MSV, TTV) und wenigstens zwei mechanischen Schaltelemente (MTF, TTF) mit definiertem zeitlichem Versatz zueinander in jeweils unterschiedliche Schaltrichtungen gemeinsam schaltbar. Wenigstens eines der mechanischen Schaltelemente (TTF) weist einen gegenüber den übrigen Schaltelementen (MTF) bzw. Vakuumschaltröhren (MSV, TTV) und von der Schaltrichtung unabhängigen zeitlich vorverlagerten Schalt- bzw. Auslösezeitpunkt auf.

Description

S t u fe n s c h a l te r
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stufenschalter zur unterbrechungslosen Umschaltung zwischen wenigstens zwei Wicklungsanzapfungen eines Stufentransformators mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs.
Aus der DE 20 21 575 ist ein Stufenschalter bekannt, der insgesamt vier
Vakuumschaltröhren pro Phase aufweist. In jedem der beiden vorhandenen Lastzweige sind jeweils eine Vakuumschaltröhre als Hauptkontakt und jeweils eine weitere
Vakuumschaltröhre, in Reihenschaltung mit einem Überschaltwiderstand, als
Widerstandskontakt vorgesehen.
Bei einer unterbrechungslosen Lastumschaltung von der bisherigen
Wicklungsanzapfung n auf eine neue, vorgewählte Wicklungsanzapfung n+1 wird zunächst der Hauptkontakt der abschaltenden Seite geöffnet, wonach der Widerstandskontakt der übernehmenden Seite geschlossen wird, so dass zwischen den beiden Stufen n und n+1 ein durch die Überschaltwiderstände begrenzter Ausgleichsstrom fließt. Nachdem der bisher geschlossene Widerstandskontakt der abschaltenden Seite geöffnet hat, schließt der Hauptkontakt der übernehmenden Seite, so dass der gesamte Laststrom von der neuen Wicklungsanzapfung n+1 zur Lastableitung führt, womit die Umschaltung beendet ist.
Die bei diesem bekannten Stufenschalter und zahlreichen ähnlichen bekannten Ausführungsformen verwendeten Vakuumschaltröhren, die anstelle von herkömmlichen mechanischen Kontakten zur Lastumschaltung verwendet werden, besitzen eine Reihe von Vorteilen. Da die Kontakte selbst im Vakuum gekapselt sind, lassen sich hohe
Schaltleistungen realisieren. Die gekapselten, hermetisch abgeschlossenen Kontakte können außerdem nicht zur Verrußung und Verschmutzung des sie umgebenden Isolieröls im Stufenschalter durch Kontaktabbrand oder Lichtbögen führen. Weiterhin sind
Vakuumschaltröhren inzwischen als sehr kompakte Bauteile verfügbar; sie weisen einen geringen Platzbedarf auf und erfordern nur relativ geringe Betätigungskräfte.
Bei verschiedenen Anwendungsfällen solcher bekannter Stufenschalter mit
Vakuumschaltröhren zur Regelung von Leistungstransformatoren ist jedoch eine hohe Stoßspannungsfestigkeit von vorzugsweise bis zu Spannungen von 100 kV und deutlicher darüber hinaus erforderlich. Solche unerwünschte Stoßspannungen, deren Höhe wesentlich durch den Aufbau des Stufentransformators und der Wicklungsteile zwischen den einzelnen Anzapfstufen bedingt ist, sind zum einen Blitzstoßspannungen, die sich durch das
Einschlagen von Blitzen im Netz ergeben. Zum anderen können auch
Schaltstoßspannungen auftreten, die durch nicht vorhersehbare Schaltstöße im zu regelnden Netz verursacht sind. Bei nicht ausreichender Stoßspannungsfestigkeit des Stufenschalters kann es zu kurzzeitigem Stufenkurzschluss bzw. unerwünschtem Durchschlag an der Keramik bzw. dem Dampfschirm betroffener Vakuumschaltröhren im nicht den Laststrom führenden Lastzweig kommen, was nicht nur deren Langzeitschädigung verursachen kann, sondern generell unerwünscht ist.
Aus der DE 23 57 209 A und der DE 26 04 344 A ist es bereits bekannt, zur
Bekämpfung zu hoher Stoßspannungsbeanspruchungen zwischen den Lastzweigen
Schutzfunkenstrecken oder auch spannungsabhängige Widerstände oder auch beides vorzusehen; diese Mittel sind jedoch in verschiedenen Fällen unzureichend und können schädliche Stoßspannungsbeanspruchungen in ihrer Wirkung nicht oder nicht vollständig ausschließen.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Stufenschalter der eingangs genannten Art mit hoher Stoßspannungsfestigkeit, auch als aO-Festigkeit bezeichnet, vorzuschlagen.
Dieses Ziel der Erfindung wird mit dem Gegenstand des unabhängigen
Patentanspruchs erreicht. Merkmale vorteilhafter Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. Zur Erreichung des Ziels der Erfindung wird ein Stufenschalter zur unterbrechungslosen Umschaltung zwischen wenigstens zwei
Wicklungsanzapfungen eines Stufentransformators mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 vorgeschlagen. Bei diesem Stufenschalter ist ein Lastzweig mit wenigstens zwei parallelen Pfaden vorgesehen. Jeder dieser Pfade umfasst eine Serienanordnung aus wenigstens einer Vakuumschaltröhre und wenigstens einem mechanischen Schaltelement, der im vorliegenden Zusammenhang auch als variabel einstellbarer oder umschaltbarer Schaltkontakt bezeichnet werden kann. Einem der wenigstens zwei Pfade ist ein in Serie mit der jeweiligen Vakuumschaltröhre und dem mechanischen Schaltelement angeordneter Widerstand zugeordnet. Auf diese Weise können die wenigstens zwei
Wicklungsanzapfungen variabel miteinander gekoppelt und/oder mit einer Lastableitung beaufschlagt werden. Gemäß der vorliegenden Erfindung sind die insgesamt wenigstens zwei Vakuumschaltröhren und wenigstens zwei mechanischen Schaltelemente mit definiertem zeitlichem Versatz zueinander in jeweils unterschiedliche Schaltrichtungen gemeinsam schaltbar. Zudem weist wenigstens eines der mechanischen Schaltelemente einen gegenüber den übrigen Schaltelementen bzw. Vakuumschaltröhren und von der Schaltrichtung unabhängigen zeitlich vorverlagerten Schalt- bzw. Auslösezeitpunkt auf, wodurch bestimmte Schaltzustände auf einfache, zuverlässige und exakt reproduzierbare Weise mit Hilfe mechanischer Mittel realisiert werden können.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen
Stufenschalters weist der vorverlagerte Schalt- bzw. Auslösezeitpunkt einen definierten zeitlichen Abstand zu den übrigen Schalt- bzw. Auslösezeitpunkten der weiteren
mechanischen Schaltelemente und Vakuumschaltröhren auf. Zudem schaltet das einen zeitlich vorverlagerten Schalt- bzw. Auslösezeitpunkt aufweisende mechanische
Schaltelement vor allen übrigen Schaltelementen und Vakuumschaltröhren, d.h. diesen zeitlich vorgeordnet.
Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stufenschalters sieht eine drehbare Schaltwelle vor, der Betätigungselemente für jede Betätigungsphase für die mechanischen Schaltelemente bzw. Vakuumschaltröhren zugeordnet sind, wobei die Betätigungselemente jeweils von der Schaltwelle drehbaren, konzentrischen Kurvenscheiben mit stirnseitigen Konturen zugeordnet sind. Diese stirnseitigen Konturen können
insbesondere durch Vorsprünge, Nocken o. dgl. gebildet sein, die zur Betätigung der Schalteiemente und/oder Vakuumschaltröhren geeignet sind. Zudem sind die von der wenigstens einen mit dem zeitlich vorverlagert zu schaltenden mechanischen Schaltelement korrespondierenden Kurvenscheibe ausgelösten Schaltzeitpunkte unabhängig von ihrer Drehrichtung bzw. von der Drehrichtung der Schaltwelle gegenüber den Drehbewegungen der übrigen Kurvenscheiben bzw. der übrigen Betätigungselemente zeitlich vorverlagert.
Weiterhin kann ein zusätzlicher Dauerhauptkontakt am Stufenschalter vorgesehen und/oder mit diesem gekoppelt sein. Bei einem solchen Stufenschalter kann zusätzlich auf der ab- und/oder aufschaltenden Seite jeweils ein mechanischer Kontakt (MC) vorhanden sein, der einen Dauerstrom führt. Der mechanische Kontakt MC eines solchen
Dauerhauptkontaktschalters öffnet vorzugsweise auf der abschaltenden Seite vor dem Schaltelement MSV, während der weitere mechanische Kontakt MC auf der aufschaltenden Seite nach dem Schaltelement MSV schließt.
Das in jeder Schaltrichtung vorverlagerte Schalten bzw. Auslösen des wenigstens einen mechanischen Schaltelements kann bei dem Stufenschalter dadurch realisiert sein, dass dem wenigstens einen Schaltmittel und der diesem zugeordneten Kurvenscheibe ein
Getriebeelement zur Phasenverschiebung des Schaltzeitpunkts je nach Drehrichtung der Schaltwelle zugeordnet ist. Dieses Getriebeelement kann insbesondere durch eine
Planetenstufe gebildet sein, die sich zwischen der Schaltwelle und der konzentrisch zu dieser angeordneten Kurvenscheibe befindet. Die Kurvenscheibe kann dabei mit einem Hohlrad verbunden oder als solches ausgebildet sein, das eine Innenverzahnung aufweist, die in Verzahnungseingriff mit mehreren Planetenrädern steht, die wiederum in einem
Verzahnungseingriff mit einem zentralen Sonnenrad stehen, das drehfest mit der Schaltwelle verbunden oder auf dieser befestigt ist. Bei einer Drehbewegung der Schaltwelle wird mittels der Übersetzungsstufe des Planetengetriebes eine beschleunigte oder definiert zeitlich vorverlagerte Drehbewegung der entsprechend gekoppelten Kurvenscheibe ausgelöst, unabhängig von der gewählten Schaltrichtung.
Der Erfindung liegt die allgemeine Idee zu Grunde, durch jeweils vorverlagertes Schalten eines mechanischen Schaltelements eines von mehreren Lastzweigen unabhängig von der jeweiligen Schaltrichtung die gewünschte Stoßspannungsfestigkeit bzw. aO- Festigkeit realisieren zu können. Auf diese Weise belasten eventuell auftretende
Stoßspannungen die Vakuumschaltröhren im jeweils nicht den Laststrom führenden
Lastzweig nicht und bleiben damit für die Vakuumschaltröhren unschädlich.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter
Verwendung der nachfolgend beschriebenen Zeichnungen näher erläutert.
Fig. 1 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Verdeutlichung der Schaltabläufe eines
Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Stufenschalters während eines Schaltzyklus in jeweils unterschiedliche Schaltrichtungen.
Fig. 2 zeigt in mehreren Schaltbildern die einzelnen, aufeinander folgenden
Schaltzustände der verschiedenen Komponenten des Stufenschalters in einer ersten Schaltrichtung. Fig. 3 zeigt in mehreren Schaltbildern die einzelnen, aufeinander folgenden
Schaltzustände der verschiedenen Komponenten des Stufenschalters in einer zweiten Schaltrichtung.
Fig. 4 zeigt anhand eines weiteren Schaltbildes eine Variante eines um zwei zusätzliche Dauerhauptkontakte ergänzten Stufenschalters.
Fig. 5 zeigt eine schematische Perspektivdarstellung eines Stufenschalters, bestehend aus einer Schaltwelle mit daran angeordneten Betätigungselementen und damit gekoppelten Schaltelementen.
Das nachfolgend beschriebene Ausführungsbeispiel ist nicht einschränkend zu verstehen, sondern dient zur Erläuterung der Funktion und der Schaltmöglichkeiten eines erfindungsgemäßen Stufenschalters. Die Darstellung der Fig. 1 soll in einem
Ablaufdiagramm die Schaltabläufe eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Stufenschalters während eines Schaltzyklus in jeweils unterschiedlichen Schaltrichtungen verdeutlichen. Das obere Diagramm verdeutlicht die Schaltfolge eines aus insgesamt vier einzelnen Schalteinheiten bestehenden Stufenschalters in eine erste Schaltrichtung, gekennzeichnet durch eine Antriebsrichtung im Diagramm von links nach rechts, während das untere Diagramm die Schaltfolge in entgegen gesetzte Schaltrichtung zeigt,
gekennzeichnet durch eine Antriebsrichtung im Diagramm von rechts nach links.
Die schematischen Darstellungen der Fig. 2 (Figuren 2a bis 2g) zeigen in insgesamt sieben Schaltbildern die einzelnen, aufeinander folgenden Schaltzustände der
verschiedenen Komponenten des Stufenschalters in einer ersten Schaltrichtung, was in Fig. 2a gekennzeichnet ist durch die Schaltrichtung n - n+1.
Der in Fig. 2 anhand eines Prinzipschaltbildes dargestellte Stufenschalter 10 dient zur unterbrechungslosen Umschaltung zwischen zwei Wicklungsanzapfungen 12 und 14 eines Stufentransformators 6. Der Stufenschalter 0 bildet einen Lastzweig mit zwei parallelen Pfaden 18 und 20. Jeder dieser Pfade 18 und 20 umfasst jeweils eine Serienanordnung aus einer Vakuumschaltröhre MSV, TTV und einem mechanischen Schaltelement MTF, TTF, der im vorliegenden Zusammenhang auch als variabel einstellbarer oder umschaltbarer
Schaltkontakt bezeichnet werden kann. Der erste Pfad 18 ist durch die in Serie geschaltete erste Vakuumschaltröhre MSV und das erste mechanische Schaltelement MTF gebildet. Der zweite Pfad 20 ist durch eine Serienschaltung aus der zweiten Vakuumschaltröhre TTV, dem zweiten mechanischen Schaltelement TTF sowie einem Widerstand R gebildet. Durch Umschalten der beiden mechanischen Schaltelemente MTF und TTF und durch Öffnen und Schließen der beiden Vakuumschaltröhren können die beiden Wicklungsanzapfungen 12 und 14 des Stufentransformators 16 variabel miteinander gekoppelt und/oder mit einer Lastableitung LA beaufschlagt werden.
Die beiden Vakuumschaltröhren MSV und TTV und die beiden mechanischen Schaltelemente MTF und TTF sind gemäß Fig. 1 mit definiertem zeitlichem Versatz zueinander in jeweils unterschiedliche Schaltrichtungen (n -> n+1 oder n+1 -> n) gemeinsam schaltbar. Wie anhand der Fig. 1 zu erkennen ist, weist das zweite mechanische
Schaltelement TTF einen gegenüber dem ersten Schaltelement MTF und den beiden Vakuumschaltröhren MSV und TTV sowie von der Schaltrichtung unabhängigen zeitlich vorverlagerten Schalt- bzw. Auslösezeitpunkt auf. Das zweite mechanische Schaltelement TTF schaltet somit unabhängig von der gewählten Schaltrichtung vor allen anderen
Schaltelementen MTF bzw. Vakuumschaltröhren MSV und TTV, wodurch bestimmte
Schaltzustände auf einfache, zuverlässige und exakt reproduzierbare Weise mit Hilfe mechanischer Mittel realisiert werden können. Wie in Fig. 1 deutlich zu erkennen ist, schaltet das einen zeitlich vorverlagerten Schalt- bzw. Auslösezeitpunkt aufweisende zweite mechanische Schaltelement TTF allen übrigen Schaltelementen und Vakuumröhren vorgeordnet. Das Diagramm der Fig. 1 zeigt die Abläufe bei einem kompletten Schaltvorgang, beginnend vom Zeitpunkt Null, oben für eine Antriebsrichtung von links nach rechts (n -> n+1 ), d.h. endend zu einem definierbaren Zeitpunkt (vgl. Fig. 2) und unten für eine
Antriebsrichtung von rechts nach links (n+1 - n), d.h. beginnend bei einem definierbaren Zeitpunkt entsprechend der unteren Skala und endend ganz links bei Null. Die Schaltstellung des Stufenschalters 10 zum Schaltbeginn ist in Fig. 2a verdeutlicht. Die erste
Vakuumschaltröhre MSV ist hierbei geschlossen, während der Schaltkontakt der zweiten Vakuumschaltröhre TTV geöffnet ist. Das erste mechanische Schaltelement MTF befindet sich in einer ersten Schaltstellung, bei welcher der Laststrom lL von der ersten
Wicklungsanzapfung 12 des Stufentransformators 16 über das erste mechanische
Schaltelement MTF und die geschlossene erste Vakuumschaltröhre MSV zur Lastableitung LA fließen kann. Entsprechend dem Schaltbild der Fig. 1 wird das zweite mechanische Schaltelement TTF sehr früh umgeschaltet, was bereits in Fig. 2a durch den Umschaltpfeil angedeutet ist. In der in Fig. 2a noch geschalteten Stellung bildet das zweite mechanische Schaltelement TTF eine Verbindung von der ersten Wicklungsanzapfung 12 zur zweiten Vakuumschaltröhre TTV, deren Schaltkontakt jedoch zu diesem Zeitpunkt noch geöffnet ist, so dass hierüber kein zusätzlicher oder paralleler Strom zur Lastableitung LA fließen kann.
Nachdem das zweite mechanische Schaltelement TTF auf die zweite
Wicklungsanzapfung 14 umgeschaltet ist, erfolgt nach einer kurzen Zeit eine Schließung des Schaltkontaktes der zweiten Vakuumschaltröhre TTV (vgl. Fig. 2b), so dass bei noch geschlossener erster Vakuumschaltröhre MSV ein Kreisstrom lc im rechten Kreis fließt, wie dies in Fig. 2c durch den Ringpfeil um die Lastableitung LA angedeutet ist. Kurz danach wird die erste Vakuumschaltröhre MSV geöffnet (vgl. Fig. 2c). Diese geöffnete Schaltstellung in relativ kurzer Zeit nach dem Schaltbeginn ist in Fig. 2d verdeutlicht. Bei diesem
Schaltzustand des Stufenschalters 0 mit der geöffneten ersten Vakuumschaltröhre MSV und der geschlossenen zweiten Vakuumschaltröhre TTV und bei der in den Figuren 2b bis 2g gezeigten ersten Schaltstellung des zweiten mechanischen Schaltelements TTF fließt der Laststom lL in der in den Figuren 2d und 2e gezeigten Weise von der zweiten
Wicklungsanzapfung 14 des Stufentransformators 16 durch den zweiten Lastzweig bzw. zweiten Pfad 20, der auch als Widerstandszweig bzw. R-Zweig bezeichnet werden kann, zur Lastableitung LA.
Nach einer weiteren kurzen Zeit wird das erste mechanische Schaltelement MTF umgeschaltet (Fig. 2d, Fig. 2e), womit das Schließen der ersten Vakuumschaltröhre MSV (Fig. 2e, Fig. 2f) und das anschließend erfolgende Öffnen der zweiten Vakuumschaltröhre TTV (Fig. 2f, Fig. 2g) vorbereitet wird. Der Laststrom lL fließt in der in Fig. 2g gezeigten Weise von der zweiten Wicklungsanzapfung 14 des Stufentransformators 16 durch das entsprechend geschaltete erste mechanische Schaltelement MTF und die geschlossene erste Vakuumschaltröhre MSV zur Lastableitung LA. Es sei darauf hingewiesen, dass bei diesem gezeigten Schaltzyklus das zweite mechanische Schaltelement TTF nicht mehr auf die erste Wicklungsanzapfung 12 umgeschaltet wird, sondern in der Stellung zur
aufgeschalteten Seite (Wicklungsanzapfung 14) verbleibt.
Anhand der Darstellung der einzelnen Schaltvorgänge des in Fig. 2 dargestellten Schaltzyklus (n - n+1 ; Fig. 1 oben) wird deutlich, dass das zweite mechanische
Schaltelement TTF in der erwähnten Weise zuerst umgeschaltet und dann im Laufe des Schaltzyklus nicht mehr zurückgeschaltet wird. Da dies gemäß der vorliegenden Erfindung auch bei der entgegen gesetzten Schaltrichtung der Fall sein soll, sind geeignete Vorkehrungen zu treffen, um das zweite mechanische Schaltelement TTF bei ansonsten in umgekehrter Reihenfolge schaltenden übrigen Komponenten MTF, SV und TTV wiederum zuerst schalten zu lassen. Dies kann gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung bspw. mittels eines Getriebeelements gewährleistet werden, wie dies anhand der Fig. 5 beispielhaft verdeutlicht werden soll.
Die Darstellungen der Fig. 3 zeigen in mehreren Schaltbildern die einzelnen, aufeinander folgenden Schaltzustände der verschiedenen Komponenten des Stufenschalters in einer zweiten Schaltrichtung. So zeigt das untere Diagramm der Fig. 1 die Abläufe bei einem kompletten Rückschaltvorgang, für eine Antriebsrichtung von rechts nach links (n+1 -> n), d.h. beginnend bei einem Zeitpunkt entsprechend der unteren Skala im rechten Bereich und endend ganz links bei Null. Die Schaltstellung des Stufenschalters 10 zum Schaltbeginn innerhalb eines ersten Zeitraums ist in Fig. 3a verdeutlicht. Die erste
Vakuumschaltröhre MSV ist hierbei geschlossen, während der Schaltkontakt der zweiten Vakuumschaltröhre TTV geöffnet ist. Das erste mechanische Schaltelement MTF befindet sich in seiner zweiten Schaltstellung, bei welcher der Laststrom lL von der zweiten
Wicklungsanzapfung 14 des Stufentransformators 16 über das erste mechanische
Schaltelement MTF und die geschlossene erste Vakuumschaltröhre MSV zur Lastableitung LA fließen kann. Dies ist gleichzeitig die Schaltstellung entsprechend Fig. 2g, mit welcher der erste Schaltzyklus entsprechend dem oberen Diagramm der Fig. 1 beendigt wurde.
Das dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung sieht hierbei vor, dass das zweite mechanische Schaltelement TTF bereits zu einem sehr frühen Zeitpunkt umgeschaltet wird, was durch den gekrümmten Schaltpfeil im Bereich des Schalters TTF angedeutet ist. Das vorrangige Schalten des zweiten mechanischen Schaltelements TTF erfolgt gemäß der vorliegenden Erfindung bei beiden Schaltrichtungen, was beim Rückschaltvorgang entsprechend Fig. 3 insbesondere dadurch zu realisieren ist, dass die Schaltbewegung des zweiten mechanischen Schaltelements TTF zumindest teilweise von den Schaltbewegungen der übrigen Schaltelemente bzw. Vakuumschaltröhren entkoppelt wird, beispielsweise mittels des Getriebeelements entsprechend der Fig. 5.
Nach der erfolgten frühen Umschaltung des zweiten mechanischen Schaltelements TTF wird nach einer definierbaren Zeit die zweite Vakuumschaltröhre TTV geschlossen (Fig. 3b; Fig. 3c), wonach die erste Vakuumschaltröhre MSV geöffnet wird (vgl. Fig. 3c und Fig. 3d). Dieses Öffnen der ersten Vakuumschaltröhre MSV erfolgt innerhalb eines definierbaren Zeitraums nach dem Schaltbeginn, was in Fig. 3c (Öffnen) und in Fig. 3d (MSV geöffnet) verdeutlicht ist. Bei diesem Schaltzustand des Stufenschalters 10 mit der geöffneten ersten Vakuumschaltröhre MSV und der geschlossenen zweiten Vakuumschaltröhre TTV und bei der in den Figuren 3b bis 3g gezeigten zweiten Schaltstellung des zweiten mechanischen Schaltelements TTF fließt der Laststom lL in der in den Figuren 3c und 3d gezeigten Weise von der ersten Wicklungsanzapfung 12 des Stufentransformators 16 durch den zweiten Lastzweig bzw. zweiten Pfad 20, der auch als Widerstandszweig bzw. R-Zweig bezeichnet werden kann, zur Lastableitung LA (vgl. bspw. Fig. 3d). Zuvor fließt der Laststom lL in der in den Figuren 3a bis 3c dargestellten Weise von der zweiten Wicklungsanzapfung 14 des Stufentransformators 16 durch den ersten Lastzweig bzw. ersten Pfad 18 zur Lastableitung LA (vgl. bspw. Fig. 3a oder Fig. 3b).
Nach einem weiteren kurzen Zeitraum wird das erste mechanische Schaltelement MTF umgeschaltet (Fig. 3d, Fig. 3e), womit das Schließen der ersten Vakuumschaltröhre MSV (Fig. 3e, Fig. 3f) und das anschließend erfolgende Öffnen der zweiten
Vakuumschaltröhre TTV (Fig. 3f, Fig. 3g) vorbereitet wird. Der Laststrom lL fließt damit wieder in der in Fig. 3g gezeigten Weise von der ersten Wicklungsanzapfung 12 des
Stufentransformators 16 durch das entsprechend geschaltete erste mechanische
Schaltelement MTF und die geschlossene erste Vakuumschaltröhre MSV zur Lastableitung LA, womit der Schaltzyklus beendet ist. Auf diese Weise wird anhand der Darstellung der einzelnen Schaltvorgänge des in Fig. 3 dargestellten Schaltzyklus (n+1 -> n; Fig. 1 unten) wiederum deutlich, dass das zweite mechanische Schaltelement TTF in der erwähnten Weise zuerst umgeschaltet wird.
Die dargestellten Schaltzeitpunkte des zweiten mechanischen Schaltelements TTF bilden eine Umsetzung der allgemeinen Idee der Erfindung, durch jeweils vorverlagertes Schalten des mechanischen Schaltelements TTF in einem von zwei Lastzweigen
unabhängig von der jeweiligen Schaltrichtung die gewünschte Stoßspannungsfestigkeit bzw. aO-Festigkeit realisieren zu können. Auf diese Weise belasten eventuell auftretende
Stoßspannungen die Vakuumschaltröhren MSV und TTV im jeweils nicht den Laststrom führenden Lastzweig nicht und bleiben damit für die Vakuumschaltröhren unschädlich.
Die Darstellung der Fig. 4 zeigt anhand eines weiteren Schaltbildes eine Variante eines um zwei zusätzliche Schalter bzw. Dauerhauptkontakte MC (MC1 und MC2) ergänzten Stufenschalters 10. Bei dieser alternativen bzw. optional ergänzbaren Variante des Stufenschalters 10 sind zusätzlich auf der ab- und aufschaltenden Seite jeweils mechanische Kontakte MC, d.h. MC1 bzw. MC2, vorgesehen. Diese sog. Dauerhauptkontakte MC bzw. zusätzlichen Schalter führen jeweils einen Dauerstrom. Zudem sind sie vorzugsweise so geschaltet, dass der Kontakt MC1 auf der abschaltenden Seite vor allen übrigen
Schaltelementen (MSV, TTV, MTF, TTF) öffnet und der Kontakt MC2 auf der aufschaltenden Seite nach allen übrigen Schaltelementen schließt.
Die schematische Perspektivdarstellung der Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Stufenschalters 10, umfassend eine Schaltwelle 22 mit daran angeordneten
Betätigungselementen 24 und damit gekoppelten Schaltelementen 26. Wie anhand der Figuren 1 bis 3 bereits erläutert wurde, weist der vorverlagerte Schalt- bzw. Auslösezeitpunkt des zweiten mechanischen Schaltelements TTF einen definierten zeitlichen Abstand zu den übrigen Schalt- bzw. Auslösezeitpunkten des ersten mechanischen Schaltelements MTF und der beiden Vakuumschaltröhren MSV und TTV auf. Zudem schaltet das einen zeitlich vorverlagerten Schalt- bzw. Auslösezeitpunkt aufweisende mechanische Schaltelement TTF zeitlich vor allen übrigen Schaltelementen und Vakuumschaltröhren, unabhängig von der Schaltrichtung, d.h. von der Drehrichtung der Schaltwelle 22.
Die in der Fig. 5 gezeigte Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen
Stufenschalters 10 sieht eine um ihre Achse in beide Richtungen drehbare Schaltwelle 22 vor, der vier parallel angeordnete, scheibenförmige Betätigungselemente 24 für jede
Betätigungsphase für die mechanischen Schaltelemente 26 bzw. Vakuumschaltröhren zugeordnet sind, wobei die Betätigungselemente 24 jeweils durch von der Schaltwelle 22 drehbaren, konzentrischen Kurvenscheiben 28 mit umfangsseitigen Konturen bzw.
Vorsprüngen 30 gebildet sind. Wahlweise könnten solche Konturen und/oder Vorsprünge auch stirnseitig an den Kurvenscheiben angeordnet sein. Diese Vorsprünge 30 lösen die jeweiligen Schaltelemente 26 bzw. Vakuumschaltröhren über hier nicht dargestellten Nockenscheiben aus.
Wie in der Fig. 5 erkennbar, kann jede der vier vorhandenen Kurvenscheiben 28 an ihrem Außenumfang jeweils mehrere gleichmäßig voneinander beabstandete Vorsprünge bzw. Nocken 30 aufweisen, so dass für einen vollständigen Schaltzyklus des Stufenschalters 10 keine vollständige Drehung der Schaltwelle 22 um 360 Grad erforderlich ist, sondern dass bspw. bereits eine 120°-Drehung hierfür ausreichen kann. Zudem ermöglichen es die Außenkonturen der Vorsprünge bzw. Nocken 30 der Kurvenscheiben 28 und ein zwischen der Schaltwelle 22 und der untersten Kurvenscheibe 28 angeordnetes Getriebeelement 34, dass die von der wenigstens einen mit dem zeitlich vorverlagert zu schaltenden
mechanischen Schaltelement TTF korrespondierenden Kurvenscheibe 28 ausgelösten Schaltzeitpunkte unabhängig von ihrer Drehrichtung bzw. von der Drehrichtung der
Schaltwelle 22 gegenüber den Drehbewegungen der übrigen Kurvenscheiben 28 bzw. der übrigen Betätigungselemente 24 zeitlich vorverlagert sind.
Das in jeder Schaltrichtung vorverlagerte Schalten bzw. Auslösen des zweiten mechanischen Schaltelements TTF (Figuren 2 und 3), in der Fig. 5 mit der Bezugsziffer 32 bezeichnet, ist bei dem dargestellten Stufenschalter 10 dadurch realisiert, dass dem betreffenden Schaltmittel bzw. Betätigungselement 24 und der diesem zugeordneten
Kurvenscheibe 28 ein Getriebeelement 34 zur Phasenverschiebung. des Schaltzeitpunkts je nach Drehrichtung der Schaltwelle 22 zugeordnet ist. Dieses Getriebeelement 34 ist als kompaktes, flach bauendes Planetengetriebe 36 ausgebildet, dessen Sonnenrad 38 drehfest mit der Schaltwelle 22 verbunden ist. Das Sonnenrad 38 befindet sich im
Verzahnungseingriff mit drei kleinen Planetenrädern 40, die wiederum im
Verzahnungseingriff mit einem Hohlrad 42 mit Innenverzahnung 44 stehen, das drehfest mit der entsprechend dem zweiten mechanischen Schaltelement TTF zugeordneten
Kurvenscheibe 28 verbunden ist. Diese zusammenwirkenden Verzahnungselemente definieren durch ihre Übersetzungen und Anordnungen die Schaltzeiten des Schaltelements TTF, d.h., die Schaltverschiebung, die in jeder Drehrichtung der Schaltwelle 22 einen exakt gleichgroßen zeitlichen Abstand zum Schaltbeginn aufweist. Somit wird nochmals durch die Fig. 5 die allgemeine Idee der Erfindung anschaulich verdeutlicht, durch jeweils
vorverlagertes Schalten des mechanischen Schaltelements TTF bzw. 32 einen von mehreren Lastzweigen unabhängig von der jeweiligen Schaltrichtung der Schaltwelle 22 eine gewünschte Stoßspannungsfestigkeit bzw. aO-Festigkeit zu gewährleisten. Auf diese Weise belasten eventuell auftretende Stoßspannungen die Vakuumschaltröhren im jeweils nicht den Laststrom führenden Lastzweig nicht und bleiben damit für die Vakuumschaltröhren unschädlich.
Weiterhin kann ein - hier nicht dargestellter - zusätzlicher Dauerhauptkontakt am Stufenschalter vorgesehen und/oder mit diesem gekoppelt sein. Bei einem solcherart modifizierten Stufenschalter kann zusätzlich auf der ab- und/oder aufschaltenden Seite jeweils ein mechanischer Kontakt (MC) vorhanden sein, der einen Dauerstrom führt. Der Kontakt eines solchen Dauerhauptkontaktschalters öffnet vorzugsweise auf der abschaltenden Seite vor der MSV, während der Kontakt auf der aufschaltenden Seite nach der MSV schließt.

Claims

A n s p r ü c h e
1. Stufenschalter (10) zur unterbrechungslosen Umschaltung zwischen wenigstens zwei Wicklungsanzapfungen (12, 14) eines Stufentransformators (16), wobei ein Lastzweig mit wenigstens zwei parallelen Pfaden (18, 20), umfassend jeweils eine
Serienanordnung aus wenigstens einer Vakuumschaltröhre (MSV; TTV) und wenigstens einem mechanischen Schaltelement (MTF; TTF, 32), vorgesehen ist, wobei wenigstens einem Pfad (18, 20) ein in Serie mit der jeweiligen
Vakuumschaltröhre (TTV) und dem mechanischen Schaltelement (TTF) angeordneter Widerstand (R) zugeordnet ist, wobei die wenigstens zwei Wicklungsanzapfungen (12, 14) variabel miteinander koppelbar und/oder mit einer Lastableitung (LA) beaufschlagbar sind, wobei die insgesamt wenigstens zwei Vakuumschaltröhren (MSV, TTV) und wenigstens zwei mechanischen Schaltelemente (MTF, TTF) mit definiertem zeitlichem Versatz zueinander in jeweils unterschiedliche
Schaltrichtungen gemeinsam schaltbar sind, und wobei wenigstens eines der mechanischen Schaltelemente (TTF) einen gegenüber den übrigen Schaltelementen (MTF) bzw. Vakuumschaltröhren (MSV, TTV) und von der Schaltrichtung
unabhängigen zeitlich vorverlagerten Schalt- bzw. Auslösezeitpunkt aufweist.
2. Stufenschalter nach Anspruch 1 , bei dem der vorverlagerte Schalt- bzw.
Auslösezeitpunkt einen definierten zeitlichen Abstand zu den übrigen Schalt- bzw. Auslösezeitpunkten der weiteren mechanischen Schaltelemente (MTF) und
Vakuumschaltröhren (MSV, TTV) aufweist.
3. Stufenschalter nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das einen zeitlich vorverlagerten Schalt- bzw. Auslösezeitpunkt aufweisende mechanische Schaltelement (TTF) allen übrigen Schaltelementen (MTF) und Vakuumschaltröhren (MSV, TTV) vorgeordnet schaltet.
4. Stufenschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, der eine drehbare Schaltwelle (22) aufweist, der Betätigungselemente (24) für jede Betätigungsphase für die
mechanischen Schaltelemente (MTF, TTF) bzw. Vakuumschaltröhren (MSV, TTV) zugeordnet sind, wobei die Betätigungselemente (24) jeweils von der Schaltwelle (22) drehbaren, konzentrischen Kurvenscheiben (28) mit stirnseitigen oder
umfangsseitigen Konturen, Vorsprüngen, Nocken (30) o. dgl. zugeordnet sind, und wobei die von wenigstens einer Kurvenscheibe (28) ausgelösten Schaltzeitpunkte unabhängig von der Drehrichtung der Schaltwelle (22) gegenüber den
Drehbewegungen der übrigen Kurvenscheiben (28) bzw. der übrigen
Betätigungselemente (24) zeitlich vorverlagert sind.
5. Stufenschalter nach Anspruch 4, bei dem wenigstens einem der Schaltmittel bzw.
Betätigungselemente (24) und der diesem zugeordneten Kurvenscheibe (28) ein Getriebeelement (34) zur Phasenverschiebung des Schaltzeitpunkts je nach
Drehrichtung der Schaltwelle (22) zugeordnet ist.
6. Stufenschalter nach Anspruch 4 oder 5, bei dem das Getriebeelement (34)
wenigstens eine Planetenstufe (36) umfasst, die zwischen der Schaltwelle (22) und der konzentrisch zu dieser angeordneten Kurvenscheibe (28) angeordnet ist.
7. Stufenschalter nach Anspruch 6, bei dem ein Sonnenrad (38) der Planetenstufe (36) mit der Schaltwelle (22) drehfest verbunden ist, und bei dem ein, über Planetenräder (40) mit dem Sonnenrad (38) in Verzahnungseingriff stehendes Hohlrad (42) mit Innenverzahnung (44) mit der dem zweiten mechanischen Schaltelement (TTF) zugeordneten Kurvenscheibe (28) drehfest verbunden ist.
8. Stufenschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem zusätzlich auf der ab- und aufschaltenden Seite jeweils ein mechanischer Kontakt (MC) vorhanden ist, der einen Dauerstrom führt, von denen der Kontakt auf der abschaltenden Seite vor allen übrigen Schaltelementen (MSV, TTV, MTF, TTF) öffnet und der Kontakt auf der aufschaltenden Seite nach allen übrigen Schaltelementen schließt.
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