DE2337657A1 - Zylindrischer lastumschalter mit segmentfoermig angeordneten haupt- und hilfskontakten - Google Patents

Description

Maschinenfabrik Reinhauser Regensburg, aen 11.Juli 1973 Gebrüder Scheubeck KG. 176;la/Fl

Zylindrischer Lastumschalter mit segmentförmig angeordneten_Hau^t-_und_Hilfskontakten

Die Erfindung bezieht sich auf einen zylindrischen Lastumschalter mit segmentförmig angeordneten Haupt- und Hilfskontakten, bei welchem die Bewegung der Kontakte mittels einer auf einer Antriebswelle sitzenden Kurvenscheibe,an deren Führungsflächen Antriebsgestänge für die Kontakte angreifen, erzeugt wird.

Bei derartigen Lastumschaltern kommt es darauf an, dai3 die verschiedenen Kontakte in bestimmter Reihenfolge mit entsprechenden Überlappungszeiten schalten, wobei sich auch über längere Zeit hinweg die Schaltzeiten, die Kontaktabstände und die Kontaktkräfte nicht verändern sollen, auch dann nicht, wenn z.B. an den einzelnen Kontakten unterschiedlicher Kontaktabbrand auftritt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Lastumschalter anzugeben, der diesen Anforderungen auf einfache Weise gerecht wird. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei dem Lastumschalter der eingangs genannten Art die Kurvenscheibe eine um die Antriebswelle herum verlaufende ringförmige Führungsfläche mit in Achsrichtung unterschiedlicher Höhe besitzt, an welcher ein mindestens zweiarmiger ortsfest gelagerter Hebel mit seinem· einen Arm geführt wird, während der andere Arm die Kontakte betätigt, und daß die Kurvenscheibe axial verschiebbar und mittels balliger Lagerflächen allseits begrenzt beweglich ist, wobei eine Feder die Kurvenscheibe ständig gegen die Hebel für die Kontaktbetätigung drückt. Dieser Lastumschalter kann zweckmäßiger Weise zusätzlich mit den in den Unteransprüchen angegebenen Merkmalen ausgerüstet werden.

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Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch die Gestaltung der Führungsfläche an der Kurvenscheibe jede beliebige Schaltfolge mit den gewünschten Überlappungszeiten der Kontakte erreicht werden kann, und daß sich die Kurvenscheiben den möglicherweise unterschiedlichen Kontaktabständen in den einzelnen Sektoren, die z.B. durch Toleranzen oder durch unterschiedlichen Kontaktabbrand auftreten können, anpaßt, so daß diese mittels der allseitigen Beweglichkeit der Kurvenscheibe ausgeglichen werden können.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht des ersten Ausführungsbeispieles im Schnitt,

Fig. 2 eine Draufsicht des gleichen Lastumschalters mit Kraftspeichereinrichtung,

Fig. 3 das zweite Ausführungsbeispiel ebenfalls in geschnittener Seitenansicht,

Fig. 4-7 die Schaltbilder mit einzelnen Schaltaugenblicken bei einem Umschaltvorgang,

Fig. 8-11 die schematische Darstellung der Kontakte und der Kurvenscheibe beim Umschaltvorgang, und zwar in den Schaltaugenblicken entsprechend den Fig. 4-7.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, ist beim ersten Ausführungsbeispiel in einem Schaltgerüst 1 eine Schaltwelle 2 mit Gleitpaßfeder 3 gelagert. Auf der Schaltwelle 2 sitzt die Kurvenscheibe 5, welche eine Nabe 6 mit balliger Gleitsitzbohrung 7 aufweist und begrenzt auf der Schaltwelle axial verschiebbar und allseitig bewegbar ist. Die Kurvenscheibe wird von einer Feder 8 nach unten gedrückt. Sie besitzt an ihrem Umfang eine Führungsnut 9, in welche Führungsrollen des Kniehebels 11 eingreifen, die kreisförmig am inneren Schaltgerüst entsprechend der Anordnung der Kontakte 40, 41, 40', 41' angeordnet und mittels Lager 12 ortsfest gelagert sind. Mit jedem Kniehebel 11 sind eine Gleitstange und eine Zugstange 14 gelenkig verbunden.

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Die Gleitstangen 13 sind in Gleitsitzbohrungen 15 der Zwischenplatte 72 des Schaltgerüstes 1 gelagert und stehen mit Rollenbrücken 16 in fester Verbindung. Am Aufsatz 17 dieser Rollenbrücken sind die Kontaktbrücken 18 schwenkbar gelagert. Mit 19 ist eine Abbrandausgleichseinrichtung bezeichnet. Die Gegenkontakte 20, 21 bzw. 20', 21' sind federnd im Gerüst 1 gelagert. Der Durchbruch 22 mit Zwischensteg 23 dient zur Steuerung der Ölströmung und zur Ableitung der Gasblasen, die infolge der Lichtbogeneinwirkung im öl entstehen. In den Nuten 24 und 25 laufen die Rollen 26 und 27 der Rollenbrücken 16. Durch die oberen Nuten 25 können die Gasblasen der oberen Kontakte 20, 20' entweichen. Zur Einregulierung der Schaltgeschwindigkeit sind an der Schaltwelle 2 zwei verstellbare Flügel 28 angebracht, die je nach ihrer Stellung beim Drehen der Schaltwelle einen mehr oder weniger großen Widerstand im Öl hervorrufen. Die Schaltwelle ist mit einer Kraftspeichereinrichtung 30 gekoppelt. Die zugehörige Rastenscheibe 31 ist mit der Schaltwelle 2 fest verbunden, wogegen die Schaltgabel 32 mit dem Rastenhebel 33 in bekannter Weise zusammenarbeitet. Die Kraftspeicherfeder besitzt zusätzliche Stoßdämpfer 35. Eine Zugfeder 36 zieht den Rastenhebel 33 ständig in Richtung Rastenscheibe 31. Die gestrichelt eingezeichnete Lage der Flügel 37 zeigt die Flügelstellung mit geringstem Widerstand, während die ebenfalls gestrichelt eingezeichnete Lage der Flügel 38 die Einstellung mit größerem Widerstand wiedergibt.

Das in Fig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel basiert auf dem gleichen Schaltprinzip wie das eben beschriebene, jedoch sind hier zwei getrennt arbeitende Kurvenscheiben 51 und mit den Naben 53 und 54 vorgesehen. Mehrere Druckfedern 55 drücken die beiden Kurvenscheiben auseinander. Diese Kraft überträgt sich über die Rollen 56, 57 und über je zwei in den Lagernaben 58, 59 parallel gelagerte Schwenkhebel 60, 61 auf die Kontaktstücke 62, 63, so daß diese je nach Lage der Führungsfläche an ihren Gegenschaltstücken, die ebenfalls abgefedert sind, zur Anlage kommen. Die Schwenkhebel 60, 61 werden mittels Federn 68, soweit die Kurvenflächen

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der Kurvenscheiben J1. 52 dies zulassen,in die geöffnete Lage gebracht. Die beweglichen Eontaktstücke 62, 63 sind paarweise zusammengefaßt und mittels je einer flexiblen Leitung 69 miteinander verbunden. Zur Gasblasenableitung sind auch hier Öffnungen 70, 7¹ und Führungsstege 2 3 im bzw. am Schaltgerüst vorgesehen.

Die Funktion des Ausführungsbeispieles nach Fig.1 ist folgende: Während der vom Kraftspeicher 34 ausgelösten sprunghaften Drehbewegung der Kurvenscheibe 5 werden über die Kniehebel sowie über die Zugstangen 14 und die Gleitstangen 13 die Kontaktbrücken 18 mit den Kontaktstücken 40, 41 bzw. 40', 41' nacheinander in Richtung auf ihre Gegenkontakte 20, 21 bzw. 20', 21' gedrückt. Der Bewegungsablauf ist in seinen einzelnen Phasen in den Fig.8 bis 11, in welchen die Führungsnut in der Abwicklung dargestellt ist, veranschaulicht. Die Führung der Kontaktbrücken wird hierbei von in den Nuten 24, 2 5 laufenden Rollen 26, 27 sowie von den Gleitstangen 13, die in den Bohrungen 15 gleiten, übernommen. Um unterbrechungsfrei von Stufe zu Stufe umschalten zu können, ist die Überbrückung besonders während des in Fig. 6 bzw. 10 dargestellten Schaltaugenblickes erforderlich, wobei die Kontakte IV und III oder umgekehrt III und IV gleichzeitig eingeschaltet sein müssen. Diese Funktion wird auf einfache Weise durch die entsprechende Ausbildung der Führungsnut 9 erreicht. Der nötige Kontaktdruck wird durch eine entsprechend stark ausgelegte Feder 8, welche die Kurvenscheibe 5 belastet, bereitgestellt. Die Gegenfedern 39 der Kontakte 20, 21, 20·, 21' sollen eine weiche und prellarme Schaltung gewährleiten. Die Kurvenscheibe 5 wird von den jeweils in Dreiecksform angeordneten Kontaktgruppen der drei Phasen theoretisch zwar gleichmäßig bzw., symmetrisch belastet, jedoch können ungenaue Montage, Toleranzen in den einzelnen Teilen, ungleicher Kontaktabbrand und ähnliches zu einer ungleichmäßigen Belastung der Kurvenscheibe führen, weshalb diese allseitige Beweglichkeit aufweist. Hierzu besitzt die Kurvenscheibe eine Nabenbohrung mit ballig ausgeführten Lagerflächen 7.

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BAD ORIGINAL

Die Feder 8. sorgt nicht nur für den nötigen Kontaktdruck, sie schiebt andererseits die Kurvenscheibe ,jeweils ¹^ die Abbrandhöhe nach, so daß die Kontaktabstände a und b stets gleich bleiben, und zwar unabhängig davon, ob überhaupt ein Kontaktabbrand vorliegt und unabhängig davon,ob dieser an den einzelnen Schaltstücken gleichmäßig ist oder nicht. Somit ist auch bei gleicher Viskosität des Öles bei Jeder Schaltung eine gleichbleibende'Schaltzeit erreichbar. In Fig.8 zeigt die gestrichelte Darstellung den Zustand bei völlig abgebrannten Kontakten 42, 43, 44, 45 mit dem Kontaktabstand b und der nachgedrückten Kurvenscheibe 5. Der Kontaktabstand b ist hierbei gegenüber dem Kontaktabstand a bei nicht abgenutzten Kontakten gleichgeblieben. Die Schaltzeit ist jedoch nicht nur von den zurückzulegenden Schaltwegen, also von den Kontaktabständen abhängig, sondern auch von der Viskosität des Öles und somit insbesondere von den jeweils herrschenden Temperaturen im öl. Unabhängig von der jeweiligen Öltemperatur soll die Schaltzeit konstant bleiben, und zwar ohne da3 Änderungen am Kraftspeicher oder im Schalter selbst vorgenommen werden müssen. Hierzu dienen die Flügel 28, deren Stellung ohne weiteres entsprechend der herrschenden Außentemperatur an die Viskosität des Öles angepaßt werden kann. Das Aufladen der Kraftspeicherfeder 34 erfolgt in bekannter Weise durch Drehen der Ringscheibe 46 im oder entgegen dem Uhrzeigersinn, wobei die Rolle 47 der Zugstange 48 soweit mitgenommen wird, bis diese die feststehende Nut 49 erreicht hat und in dieser wieder in die Ausgangslage zurückschnellt. Gleichzeitig wird von der Zugstange 48 die Gabel 32 mit dem Sperriegel 33 soweit gedreht und der Kraftspeicher gespannt, bis die Nase 50 in die Rastenscheibe 31 einklinkt und im gegebenen Moment die Welle 2 um die Schaltwinkelstrecke "Oi." sprunghaft bewegt. Der Schaltablauf ist in den Fig.4 bis 11 dargestellt. Um die Schalterhöhe möglichst niedrig zu halten, sind die demzufolge nahe beieinander liegenden Kontakte 20 und 21 durch einen Zwischensteg 23 räumlich getrennt, so daß die während des Abhebens der Kontakte entstehenden Gasblasen abgelenkt und durch die Öffnung 22

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entweichen können, um damit einen Strom-Überschlag zwischen den Kontakten 20 und 21 zu vermeiden.

Im Prinzip arbeitet der Schalter des Ausführungsbeispiels nach Fig.3 wie der zuvor beschriebene. Die beiden Kurvenscheiben 51 und 52 werden von den Druckfedern 55 einerseits für den erforderlichen Kontaktdruck und andererseits zwecks Nachschieben bei Kontaktabbrand auseinandergedrückt. Die beiden Naben 53 und 5^ sind zwecks allseitigem Druckausgleich ebenfalls mit einer balligen Bohrung versehen. Abweichend von dem Beispiel nach Fig.1 ist hier jedoch keine Führungsnut vorgesehen, sondern die Kurvenscheiben besitzen einfache Führungsflächen auf denen die Rollen 56 und 57 abrollen. Die damit gewonnene Hubstrecke wird direkt auf die beweglichen Kontakte 62, 63 übertragen, wobei die Rollen und die Kontakte mittels der ortsfest gelagerten Schwenkhebel 60, 61 geführt werden. Mittels der Federn 68 werden dabei die Schwenkhebel stets gegen die Kurvenscheibe gedrückt.

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Claims (5)

1. Patentansprüche

   ί 1J Zylindrischer Lastumschalter mit segmentförmig angeordneten Haupt- und Hilfskontakten, bei welchem die Bewegung der Kontakte mittels einer auf einer Antriebswelle sitzenden Kurvenscheibe, an deren Führungsflächen Antriebsgestänge für die Kontakte angreifen, erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvenscheibe (5> 51, 52) eine um die Antriebswelle (2) herum verlaufende ringförmige Führungsfläche (9) mit in Achsrichtung unterschiedlicher Höhe besitzt, an welcher ein mindestens zweiarmiger ortsfest gelagerter Hebel (11, 60, 61) mit seinem einen Arm geführt wird, während der andere Arm die Kontakte (40, 40·, 41, 41·, 62, 63) betätigt, und daß die Kurvenscheibe begrenzt axial verschiebbar und mittels balliger Lagerflächen (6) allseitig begrenzt beweglich ist, wobei eine Feder (8, 55) die Kurvenscheibe ständig gegen die Hebel für die Kontaktbetätigung drückt.
2. 2.Lastumschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsfläche durch eine ringförmige Nut (9), in welche die Hebel (11) eingreifen, gebildet ist.
3. 3. Lastumschalter nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein Umlenkgestänge (13, 14), welches die von der Führun,gsfläche erzeugte axiale Bewegung in eine geradlinige radiale Bewegung der Kontakte umlenkt.
4. 4. Lastumschalter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine direkte Übertragung des axialen, von der Kurvenscheibe abgegriffenen Hubes auf die ebenfalls axial beweglichen Kontakte.
5. 5. Lastumschalter nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch zwei sich auf der Antriebswelle gegenüberliegende Kurvenscheiben (51, 52), sowie Je einem darüber und darunter angeordnetem Kontaktsystem, wobei die die Kurvenscheiben belastenden Feder (55) zwischen den beiden Kurvenscheiben sitzen.

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   Lastumschalter nach Anspruch 1 bis 5» gekennzeichnet durch oberhalb der Kontakte angeordneten Strömungsstege (23), sowie durch oberhalb der Kontakte angeordnete Strömungsöffnungen (22, 25, 70, 71) im Schaltergehäuse.

   Lastumschalter nach Anspruch 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine mit der Antriebswelle verbundene einstellbare Flügelanordnung (23) zur Regulierung der Schaltgeschwindigkeit .

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