CH224050A - Kontaktgerät für Stromumformung. - Google Patents

Description

  Kontaktgerät für Stromumformung.    Bekanntlich kann man metallische Druck  kontakte bei Kontaktgeräten für Strom  umformung (Umformer, Stromrichter oder       dergl,.)    verwenden, wenn durch     .geeignete     Mittel, z. B. durch Ventile auf der Primär  seite der Umspanner oder durch Schalt  drosseln, die Kontakte während des     bffnens     und Schliessens von Strom und Spannung  weitgehend entlastet werden. Der Vorteil  dieser mechanischen Umformer oder Strom  richter ist unter anderem ihr grosser Wir  kungsgrad, welcher auch bei     kleinen    Span  nungen erhalten bleibt. Bei solchen kleinen  Spannungen sind bei gegebener Leistung die  Ströme besonders gross.

   Daher entsteht die  Aufgabe, Kontaktgeräte für sehr hohe Strom  stärken, beispielsweise 10 000 bis 20 000 A,  in einem     System    zu bauen. Da der Wirkungs  grad der mechanischen Stromrichter im Ge  gensatz zu     gewissen        Ventilstromrichtern    mit  wachsender Grösse des Stromes nicht ab  nimmt, sondern eher zunimmt, und da ausser-    dem die Geräte verhältnismässig klein und  leicht ausfallen, so steht der     Verwendung     sehr grosser Einheiten, welche die Anlagen  vereinfachen und verbilligen, grundsätzlich  kein Hindernis im Wege.  



  Die extrem grossen     Stromstärken    bringen,  aber eine Reihe von Aufgaben     beim    Bau des  Kontaktgerätes mit sich. So bedeutet der  Ausfall eines Gerätes grosser Stromstärke  für den Betrieb eine grosse Störung, und es  ist daher, besonders bei extrem grossen Um  formergeräten, notwendig, die Konstruktion  so zu wählen, dass alle der Gefahr der Be  schädigung ausgesetzten Teile in     kürzester          Zeit    auswechselbar sind. Gemäss der Erfin  dung wird dies dadurch     erreicht,    dass jeder  Kontakt mit seinem Antrieb eine von den  übrigen Kontakten getrennt auswechselbare  Einheit bildet.  



  Ein     Ausführungsbeispiel    der Erfindung  ist in     h'ig.    1 und 2 dargestellt. Ein Gehäuse  1 aus     Leichtmetall    ist an vier Stellen durch           verhältnismässig    grosse Deckel 13, 30, 31 und  32 zu öffnen. Daher ist sowohl der     Schienen-          als    auch der     Getrieberaum    gut zugänglich.  Die einzelnen Stromschienen 2...8 sind  nebeneinander und unabhängig voneinander  jede für sich im Gehäuse mittels der Stütz  schrauben 23 befestigt, so dass jede einzelne  ausgewechselt werden kann, ohne die übrigen  zu lösen.

   Damit die     ausgewechselte    Schiene  genau in die richtige Lage kommt, sind die  Schienen nach Lehren anzufertigen, oder es  ist eine     Schraubeinrichtung    vorzusehen. Die  je nach der     verwendeten    Schaltung notwen  digen elektrischen Querverbindungen 9     und     10 sind ausserhalb des Gehäuses angebracht.  Die     Kontakte    11 arbeiten auf dem frei  tragenden Kopfende 12 der Schienen. Da  durch werden sie nach Entfernen des Deckels  13 aus nächster Nähe zugänglich.

   Die festen  Kontaktstücke 14 sind mit einer einzigen       Schraubverbindung    oder einer Drucktatze     be-          festigt,    und zwar dient jedes Kontaktstück  gleichzeitig als Auflage für zwei benach  barte Kontaktstellen. Die einzelnen Teile des  Getriebes sind so zueinander angeordnet,     dassder    Getriebekasten 15 schmal     gehalten    wer  den kann und ein Knie mit dem Schienen  kasten bildet, so dass jede Stelle des Getrie  bes von beiden Seiten zugänglich ist. Die  Lager 16<B>...</B> 20 des Exzenters liegen (in der  Zeichenebene) auf einem Rechteck,     dessen     eine lange Seite die Verlängerung des Stössels  bildet. Jeder Kontakt wird durch einen  eigenen Exzenter, z. B. 28, angetrieben.

   Alle  Lagerschalen sind geteilt, so dass jeder Ge  triebeteil ohne Ausbau der übrigen     ausge-          wechselt    werden kann, d. h. auch die an der  Stelle 16 senkrecht     durchgehende        Hauptwelle     21 und die an der Stelle 19 senkrecht durch  gehende Steuerwelle 22. Die Wellen gehen  beiderseits durch das Gehäuse, um das Kon  taktgerät mit andern bequem kuppeln zu  können. Öl- und Wasserpumpe sind ausser  halb des Gerätes für sich der Wartung zu  gänglich     aufgestellt    und versorgen eventuell  gleichzeitig mehrere     Kontaktgeräte.     



  Die Schienen sind an ihrer     Oberseite    in  Höhe der Kontaktflächen an einer gemein-         samen        Grundplatte    33     befestigt,        so    dass       Wärmedehnungen    der Schienen .die Ober  kante der Schienen     und    damit die Kontakt  zeit nicht beeinflussen.

   Unter Umständen ist  es     notwendig,    die Befestigungsstellen sogar  über die     Kontaktebene    zu legen oder die  mit den     ,Stützschrauben    23 verbundenen  isolierenden     Distanzstücke        bezw.        beigelegte     Unterlagen aus einem Material     herzustellen,     welches     einen        vollkommenen    Ausgleich noch  vorhandener     Kontaktzeitänderungen    durch       Wärmedehnung    ermöglicht.

   Die Schienen  werden beispielsweise mit Hilfe von Flüssig  keiten gekühlt, für die die     Öffnungen    in  den     Schienen    2 . . : 8 vorgesehen sind.  Diese Öffnungen sind     zweckmässig    am  untern, der     Befestigung        entgegengesetzten     Teil der     Schiene        angebracht,    um möglichst  nur ein Temperaturgefälle quer zur Schienen  achse zu erhalten.

   Je nach der     Stromstärke     können Schienen verschiedener Höhe in ein  entsprechend hoch vorhandenes Gehäuse an  gebracht werden: Ihre     Breite    wählt     man,     um eine zuverlässige     Befestigung    allein auf  der Oberseite zu ermöglichen, zweckmässig  nicht unter 30 mm.  



  Bei sehr .grossem     'Strom    ist es notwendig,       Mehrfachkontakte    zu verwenden, welche von  einem entsprechend breiten     Stösselkopf    ge  meinsam betätigt werden.     Dieser    erfordert  eine sichere     Stösselführung    24, welche gege  benenfalls durch in der Zeichnung nicht     dar-          gestellte        Aussparungen    in den Schienen     bis     nahe an die     Kontaktstelle    geführt werden  kann.

   Auch     gegen        Verdrehungen    ist der  Stössel besonders sorgfältig, d. h. an einem  Hebelarm 27 von mindestens der zweifachen  Länge der     bewegten        Kontaktteller,    zu  sichern.

   Von seitlichem Druck ist die Stössel  führun.g entlastet,     indem    die Kraft mit .einer  in einem Nadellager 20 im     Exzenterhebel    25  gelagerten Rolle auf den     Stössel    übertragen       wird.    Die     Einstellung    der Kontaktzeiten er  folgt für alle     Kontakte    genfeinsam durch  Drehen 'der Welle 22; für jeden einzelnen  durch Verdrehen des     Hebels    26 auf der  Welle 22. Da 26     still'steht,    kann diese Ein  Stellung auch     während    des     Laufes    vorgenom-           men    werden.

   Wie aus     Fig.    2 zu entnehmen  ist, sind Antriebs- und     Verstellhebel    auf  einem Rechteck angeordnet, dessen eine  lange Seite angenähert die     Verlängerung    der       Stösselachse    bildet.  



  Die grosse     Stromstärke    erfordert Kontakt  drücke von 50 bis 100 kg oder mehr. Um die       Beanspruchung    von Getriebe- und Gehäuse  teilen durch diese Kräfte     möglichst    klein zu  halten, ist der     Kraftschluss    der Kontakt  federn auf     kleinstem    Wege vorgenommen,  nämlich bei     geschlossenem    Kontakt auf dem  Wege<I>a, b,</I>     e,   <I>d,</I> bei geöffnetem Kontakt auf  dem Wege<I>a, b', c', d.</I> Der Winkelträger 34  ist für jeden einzelnen Kontakt getrennt an  der     Grundplatte    33 befestigt.

   Der Rück  s,chluss der Kraft auf dem Wege c', d erfolgt  unmittelbar neben dem Stössel und wird  durch Rippen des Gehäuses direkt über  tragen. Auf diese Weise werden auch Ge  häuseschwingungen vermieden, welche das  Geräusch des Kontaktgerätes im Lauf ver  stärken würden. Eine weitere Geräusch  dämpfung lässt sich durch     Verrippun,g    des  übrigen Gehäuses und der Deckel erzielen.  Dem gleichen Zweck ist es dienlich, die  Lager der Hauptwellen nicht in den Aussen  wänden,     sondern,    innerhalb des Getriebe  gehäuses     anzubringen    und nach Möglichkeit  Gleitlager an Stelle von Wälzlagern zu ver  wenden.  



  In     Fig.    3 ist gezeigt, wie man bei grossen  Strömen, besonders bei     Umformern        .mit     Schaltdrosseln und kleiner     Nennspannung,     die     Induktivität    der Stromschienen klein  halten kann. Zu diesem Zweck werden sie so  nahe wie möglich zusammengelegt und zwi  schen den     Drehstromschienen        -au,        v,        w    jeweils  nur eine Gleichstromschiene     -f-        bezw.    - an  geordnet, so     dass    zwischen je zwei Schienen  ein Stössel C arbeitet.

   Da alle Stössel in einer  Reihe nebeneinander angeordnet sind,     stützt     sich auf jede Schiene je eine Seite von zwei       benachbarten    Kontaktstücken     11.    Durch  Ausfüllen des Raumes zwischen den     Schienen     mit leitendem aber     unmabmnetischem    Material  lässt sich die     Induktivität    weiter verringern.

    Die     Drehstromschienen    können, falls es die         Schaltung    erfordert, in zwei voneinander iso  lierte, aber konstruktiv miteinander fest ver  bundene Hälften<I>A</I> und<I>B</I>     aufgeteilt    wenden,  welche bei einer     Beschädigung        gemeinsam          ausgewechselt    werden.  



  Durch Anwendung der     beschriebenen          Mittel    gelingt es, Kontaktgeräte für sehr  grosse Ströme bis zu 20 000 A und mehr in  einer Einheit herzustellen. Diese können für       Umformer    und Stromrichter aller     Art,    z. B.  in Reihe oder parallel zu Ventilen oder mit       Schaltdrosseln,    mit wesentlichen Vorteilen  gegenüber Anlagen mit kleineren Einheiten  Verwendung finden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Kontaktgerät für Stromumformung, ins besondere für sehr grosse Stromstärken, da durch gekennzeichnet, dass jeder Kontakt mit seinem. Antrieb eine von den übrigen Kon takten getrennt auswechselbare Einheit bildet. UNTERANSPRÜCHE: 1. Gerät nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontakte in einer Reihe nebeneinander am freitragenden Ende .der Stromschienen befestigt sind. 2.

   Gerät nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftschluss -der Federkräfte in geöffnetem und -geschlossenem Zustand des Kontaktes auf kürzestem Wege und im wesentlichen für jeden Kontakt in einer Ebene erfolgt. 3. Gerät nach Patentanspruch, dadurch. gekennzeichnet, dass jeder Kontakt durch einen eigenen Exzenter (28) angetrieben und die Antriebs- und Verstellhebel auf einem Rechteck angeordnet sind, dessen eine lange Seite angenähert die Verlängerung der Stösselachse bildet. 4.

   Gerät nach Patentanspruch und U n- teranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Getriebekasten auf beiden Längsseiten des Rechteckes zu öffnen ist. 5. Gerät nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass Schienenkasten und Ge triebekasten miteinander ein rechtwinkliges Knie bilden. 6. Gerät nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Schienen unabhängig voneinander im Gehäuse be festigt sind. 7. Gerät nach Patentanspruch und Un teranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Schienen nach dem Einbau in ihrer Höhenlage genau einstellbar sind. B.

   Gerät nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die je nach der elek trischen Schaltung notwendigen Querverbin dungen zwischen den Schienen ausserhalb des Gehäusekastens angebracht sind. 9. Gerät nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerschalen der Ge triebeteile geteilt sind. 10. Gerät nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass Antriebs- und Steuer wrllen zwecks Kupplung mit andern Geräten auf beiden Seiten aus dem Gehäuse heraus geführt sind. 11. Gerät nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass Pumpen und Kühler für Schmieröl und Kühlmittel ausserhalb des Ge triebekastens angebracht und für mehrere Geräte gemeinsam benutzt werden. 12.

   Gerät nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Schienen einzeln an einer über ihnen liegenden Grundplatte iso liert befestigt sind. 13. Gerät nach Patentanspruch und Un teranspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktflächen in Höhe der Befesti gungsebene liegen. 14. Gerät nach Patentanspruch und Un- teranspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsebene über der Ebene der Kontakte liegt. 15. Crerät nach Patentanspruch und Un teranspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass zur Befestigung ein Material verwendet wird, welches die Wärmedehnungen so kompen siert, dass keine Änderungen der Kontakt zeiten auftreten. 16.

   Gerät nach Patentanspruch und Un teranspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlung mittels Flüssigkeiten am untern, der Befestigungsebene 'entgegengesetzten Teil der Schiene erfolgt: 17: Gerät nach Patentanspruch und Un- teranspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse Platz für Schienen verschiedener Höhe vorgesehen ist. 18.

   Gerät nach Patentanspruch und Un- teran8pruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Schienen grösser als 30 mm ist: 19. Gerät nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, da.ss auf einem Stössel meh- rege Kontakte in Richtung der Schienenachse nebeneinander angeordnet sind. 20.

   Gerät nach Patentarpruch und Un- teranspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Stösselführung durch Aussparungen in den Schienen bis nahe an den Kontakt ge- f ührt ist. 21.

   Gerät nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass als Verdrehungssiche- rung für den Stössel ein mit ihm fest verbun denen Hebel von mindestens der zweifachen Länge der bewegten Kontaktteller verwendet wird. 22. Gerät nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Stössel durch eine im Ezzenterhebel befestigte Rolle angetrie ben wird.

   23. Gerät nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, daB ,die gemeinsame Verstel lung der Kontaktzeiten durch Drehen einer Welle erzeugt wird. 24.

   Gerät nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzeleinstellung der Kontaktzeiten .an einen während des Laufes stillstehenden Getriebeteil vorgenom men wird. 25. Gerät nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Lager für die Haupt welle nicht in der Gehäusewand, sondern im Innern des Gehäusekastens angebracht sind.

   26. Gerät nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen je zwei Wech- selstromsehienen eine Gleichstromschiene von abwech -And positiver und negativer Polari tät angebracht ist. 27. Gerät nach Patentanspruch und Un- teranspruch <B>26,</B> dadurch gekennzeichnet, dass die Gleichstromanschlüsse in gleicher Ebene mit den Drehstromanschlüssen und rechts und links von ihnen angeordnet sind. 28.

   Gerät nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verringerung der Induktivität der Stromschienen Kurzschluss kreise aus unmagnetischem Material in ihrer Umgebung angebracht sind. 29. Gerät nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass je ein feststehendes Kontaktstück für zwei benachbarte Kontakte benutzt wird. 30.

   Gerät nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, da.ss jede Drehstromschiene in zwei voneinander isolierte, jedoch kon struktiv fest miteinander verbundene Teile g o etrennt ist. 31. Gerät nach Patentanspruch, dadurch glekenuzeichnet, dass ein verripptes Gehäuse aus Leichtmetall verwendet wird. 32.

   Gerät nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass auch die Stösselführung zwecks Erleichterung des Auswechselns der Stössel geteilt ausgeführt ist. 33. Gerät nach Patentanspruch und Un teranspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen je zwei Schienen ein Stössel ange ordnet ist.