DE711201C

DE711201C - Umschaltvorrichtung fuer Widerstaende oder Wicklungen elektrischer Geraete, insbesondere fuer die Primaerwicklungen von Stromwandlern

Info

Publication number: DE711201C
Application number: DEK157336D
Authority: DE
Inventors: Friedrich Raupach
Original assignee: Koch and Sterzel AG
Current assignee: Koch and Sterzel AG
Priority date: 1940-04-14
Filing date: 1940-04-14
Publication date: 1941-09-27

Description

Umschaltvorrichtung für Widerstände oder Wicklungen elektrischer Geräte, insbesondere für die Primärwicklungen von Stromwandlern Zur Umschaltung von Widerständen, Transformatorwicklungen oder irgendwelchen anderen Wicklungsteilen, insbesondere zur Umschaltung der Primärwicklungen eines Stromwandlers zwecks Einstellung eines anderen Meß;bereiches, sind bereits Walzenschalter und Schiebeschalter bekannt. Die Walzenschalter haben den Nachteil, daß die Kontaktgabe auch bei Verwendung teurer Kontaktbürsten Schwierigkeiten bereitet. Bei Verwendung von Schiebeschaltern mit einem Schieber wird dieser zu lang und unhandlich. Wefden mehrere Schieber benutzt, so besteht die Gefahr des Verlustes der jeweils nicht benutzten Schieber. Ist die Anordnung so getroffen, daß sämtliche Schieber stets gleichzeitig benutzt werden, so muß beim Unischäften von einer Schaltung zur anderen auf die richtige Stellung sämtlicher Schalter geachtet werden, so daß die Gefahr von Fehlschaltungen vergrößert wird. Weiterhin ist eine Umschaltv orrichtung bekannt, bei der ein Isolierwürfel mit leitenden Kontaktstücken je nach der Stellung zweier einander paralleler Würfelflächen in einer von drei aufeinander senkrecht stehenden Ebenen drei verschieden Schaltungen herstellt. Zur Umschaltung muß man den Würfel aus der Vorrichtung herausnehmen und nach entsprechender Verdrehung wieder hineinsetzen. Alle diese bekannten Umschaltvorrichtungen haben im übrigen den Nachteil, daß die Umschaltungen im spannungslosen Zustand erfolgen müssen: Besonders bei primärseitig umschaltbaren Stromwandlern ist dies unangenehm, weil während der Umschaltung die die Primärwicklung des

Stromwandlers enthaltende Leitung unter- tun- einäß der Erfindung ausgerüstet sind,

brocken werden tnuß. w` il (l=triri das mitunter mehr Zeit als die

Die Erfindung betrifft eine Umschaltvor- eigentliche Prüfung erfordernde Umklemmen

richtung für Widerstände oder Wicklungen I fier @@- icklungsanschlüsse fortfällt.

elektrischer Geräte, insbesondere für die P@i- In c1c@n Abbildungen ist ein Ausführungs-

inärwicklungen von Stromwandlern, die sich, !, bispiel für eine Umschaltvorrichtung gemäß

vor dcri bekannten Umschaltvorrichtungen. .oder Erfindung dargestellt. Abb. > zeigt einen

durch eine besonders in ihrer Herstellung und Längsschnitt, Abb. 2 einen Ouerschnitt durch

ihrer Bedienung einfache und betriebssichere die beispielsweise auf dem Kopf eines Strom-

Bauart auszeichnet und die auch eine Uin- vandlersbefestigte Umschaltvorrichtung.Der

Schaltung während des Betriebes, also ohne Stromwandler selbst ist nicht gezeichnet. Mit

Abschaltung des umzuschaltenden Gerätes, i r bis i-1 sind die aus dem Stromwandler-

Z, gehäuse kommenden, mit den Enden der bei-

Lrmöglicht. Erfin:junsgemä@ wird lies da-

durch erreicht, daß die mit den Enden der den Stroniz@-andlerprimärwicl;lungen i j und

Widerstände oder Wicklungen verbundenen 16 (siehe das in Abb. 3 dargestellte Schalt-

Kontakte samt dem sie voneinander trennen- Bild) verbundenen feststehenden Kontakte

den Isolierwerkstoff einen Rotationskörper, (Kontaktklötze) der Umschaltvorrichtung be-

vorzugsweise einen zvlindrisclien Körper, I eichnet, die mit dem sie voneinander tren-

bilden, un? den über zwischengefügte Rollei i senden Isolierwerkstoff i7, der im Quer-

oder Kugeln aus leitendem Werkstoff- ein schnitt die Gestalt eines Kreuzes hat, einen

innen mit einer Anzahl Kontakten versebener zylindrischen Körper bilden. Um diesen ist

Isolierring derart drehbar ist, daß die Rollen ein 1lohlring 18 drehbar, der mit sechs Kos-

oder Kugeln sich auf den Kontaktbahnen des takten i o bis 2d. versehen ist. Die Kontakte

feststehenden Rotationskörpers und drehbaren ic) und 2o bzw. 21 und 22 sind durch je eine

Schaltringes abwiilzen und je nach der Stel Schiene 25 bzw. 26 leitend miteinander vor-

hing des Ringes und der Rollen oder Kugeln ( bun@Iei?. Die bciden diametral einander gegen-

die feststehenden Kontakte über die Rollen überliegenden restlichen zwei Kontakte 23

oder Kugeln und die Kontakte des Isolier- und 2-@. sind durch eine in den Abbildungen

ringes im Sinne einer Parallelschaltung oder nicht sichtbare, h?nerhaIb (Ier :Ion Isolierring

Reihenschaltung _: er Wickhingen o#ler Wider ' oben abschließenden Kappe 27 befindlichen

stände verbunden werden. Handelt es sich Schieile ebenfalls leitend miteinander verbun-

um die wohl am häufigsten auftretende Auf- den. Zwischen dem Isolierring 18 und dem

gabe, zwei Widerstände oder Wicklungen t,lindrisclien Körper sind sechs Rollen 28 bis

Saus leitendem Werkstoff, z. B. Kupfer, an-

entweder parallel oder in Reihe zu schalten, 11

So wird die Anordnung vorzugsweise so ge- .<beordnet, die einmal die elektrischen Verbin-

troferi, daß der zylindrische Körper vier Jungen vermitteln, zum anderen wie die

gleichmäßig auf dein Zylinderumfang vor- F:ollert eines Rollenlagers eine leichte Ver-

teilte Kontakte, der Isolierring dagegen sechs Stellung des Isolierringes 18 gegenüber dem

Kontakte aufweist, von denen vier gleich- zylindrischen Körper ermöglichen. Die Rol-

mäliig auf den Umfang verteilt und paarweise l en 2 bis 33 sind in eirein aus den beiden

miteinander leitend verbunden sind, während Ringschl 3-l, 35 gebildete- Käfig geführt,

die rcstlicheil 7%C-ei ebenfalls leiiLnd mitei,n- , der dieselle Aufgabe hat, wie der Käfig ei:ies

.c n l@r v@i-liun@lencn Kontakte diametral :iii- Rollen- oder Kugellagers. Statt der Rollen

andt@r gegenüberliegend zwischen den beiden kann nian übrigens auch Kugeln aus leiten-

hcntaktpaaren angeordnet sind, und daß zwi- :lein Z%-erl;stnft benutzen. Die Rollen 28, 30,

scheu dein zylindrischen Körper und dem 31 und 33 sind gleichmäßig auf den Umfang

Isolierring mindestens sechs leitende Rollen des Kreises, auf dem sie sich bei einer @'er-

oder kugeln vorgesehen sind. Die Kontakte stLllung des Isolierringes bewegen, verteilt.

(los Isolierringes und des zylindrischen Kör- Die 1,Jden übrigen Rollen 29 und 32 liegen

Iiers können so ausgebildet sein, daß beim einander diametral gegenüber auf eirein

#1)Li-gaiig von der einen Schaltstellung in die Durchmesser, der finit dein durch dieRollen 30

andere die Wicklungen und Widerstände vor- und 33 hindurchgehenden Durchmesser einen

;lic-.-l,-hencl kurzgeschlossen sind. Dies ist Winkel von 2.2,5 Grad bildet. Die Kontakte

hescnders bei der Unischalfung der Primär- 1i bis iq sind gegenüber dem Isolierkreuz 17

@t-ickltingen eines Stromwandlers von Vorteil, etwas beweglich, gegebenenfalls etwas federnd

dann nämlich die Stromlieferung auf der angeordnet; zwischen ihnen und von ihnen

den Stromwandler enthaltenden Leitung nicht isoliert sitzen starke Federn 36 bis 39 mit ge--

unterbroclitn wird. Auch die Prüfung von fingern Hub, welche die Kontakte radial nach

umschaltbaren Stromwandlern ist wesentlich außen drucken, so daß ein gutes Anliegen

einfacher und schneller durchführbar, wenn sämtlicher Rollen sowohl an dem 7vlindri-

die Stromwandler finit einer Umschaltvorrich- schon Körper als auch an dein Isolierring ge-

währleistet ist. Man kann dies aber auch auf andere Weise erreichen, indem nämlich die Kontakte i i bis 14 fest mit dem Isolierkreuz 17 verbunden werden, der Isolierring einen Schlitz erhält und um ihn ein geschlitztes, nach Art eines Federringes wirkendes Stahlband herumgelegt wird, welches den Isolierring zusammendrückt. Zur Erzielung eines möglichst gleichmäßig auf dem gesamten Umfang radial wirkenden Druckes empfiehlt sich in diesem Fall, um das geschlitzte Stahlband noch ein zweites ebensolches zu legen, dessen Schlitz gegenüber dem Schlitz des ersten versetzt ist. Es ist übrigens sowohl bei dieser Ausführungsform wie auch bei der in den Abbildungen dargestellten vorteilhaft, noch zwei Rollen zusätzlich, also acht Rollen insgesamt, anzuordnen; man kann die Rollen dann paarweise gleichmäßig auf den Umfang verteilen. Die zusätzlichen Rollen, die in den Abbildungen gestrichelt eingezeichnet sind, dienen dabei zur gleichmäßigen Verteilung des Kontaktdruckes, üben aber keine Schaltfunktionen aus.

In der in Abb. 2 gezeichneten Stellung des Isolierringes 18 sind die Kontakte il und 13 über die Rollen 28 und 33 und die Kontakte 21 und 22 nebst Schiene 26 miteinander verbunden; desgleichen die Kontakte 12 und 14 über die Rollen 30 und 31 und die Kontakte i9 und 2o nebst Schiene 25. Das bedeutet, daß die beiden Stromwandlerprimärwicklungen 15, 16 parallel geschaltet sind,-wie Abb. 3 ohne weiteres erkennen läßt. Dreht man nun den Isolierring 18 im Uhrzeigersinne um einen Winkel von 45°, so ergibt sich die in Abb.4 gezeichnete Stellung. Die Abb.4 zeigt übrigens eine Aufsicht auf die Umschaltvorrichtung mit weggeschnittener Kappe 27 und fortgelassener Ringscheibe 34. Die Rollen haben sich bei dieser Verdrehung des Isolierringes um einen Winkel von 22,5° im Uhrzeigersinne gedreht. In dieser Stellung sind lediglich die Kontakte 12 und 13 über die Rollen 29 und 32 und die über eine Schiene leitend miteinander in Verbindung stehenden Kontakte z3 und 24 miteinander verbunden. Jetzt sind die Stromwandlerprimärwicklungen 15, 16 in Reihe geschaltet. Wie die Abb. 3 zeigt, sind die primären Anschlußklemmen 40, 41 mit den Kontakten i i und 14 zu verbinden oder müssen sie von an diesen beiden Kontaktklötzen i z und 14 angebrachten Anschlußfahnen gebildet werden.
Beim 1_Tbergang von der in Abb. 2 gezeichneten Stellung in die in Abb.4 gezeichnete werden, wie man an Hand der Abbildungen leicht verfolgen kann, -di e Kontakte i i bis I4 vorübergehend sämtlich miteinander verbunden, d. h. die Wicklungen 15 und 16 vorübergehend überbrückt. Die Umschaltung von der Parallel- auf die Reihenschaltung und umgekehrt erfolgt also ahne Unterbrechung der den Stromwandler enthaltenden Leitung. Man kann die Anordnung, wenn erwünscht, aber auch so treffen, daß während des Umschaltvorganges die Verbindungen unterbrochen werden, indem die Kontakte des Isolierringes entsprechend schmaler gemacht werden. Auch die Kontakte i i bis 14 kann man dann außen schmaler machen.
Einkerbungen 42 bzw. 43 an den Kontakten i i bis 14 und denen des Isolierringes sowie an den entsprechenden Stellen des Isolierringes und des Isolierkreuzes dienen als Rasten, in die die Rollen in den beiden Schaltstellungen hineingleiten. Sie verhindern ein unbeabsichtiges Verdrehen des Isolierringes. Durch zwei Anschläge kann man dafür sorgen, daß der Isolierring nur um einen Winkel von 45° gedreht und somit nur in die in den Abb. 2 und 4 gezeichneten Stellungen gebracht werden kann. Verzichtet man auf solche Anschläge und dreht man den Isolierring jeweils um 45° weiter, so werden; falls auch die in den Abbildungen gestrichelt eingezeichneten Rollen vorhanden sind, in der auf Abb.4 folgenden Stellung die Kontakte 13 und 14 miteinander verbunden, desgleichen die Kontakte i i und 12. Nach einer weiteren Drehung um 45° werden .die Kontakte ii und 14 miteinander verbunden, d. h. die Anschlußklemmen 40 und 41 werden überbrückt. Dreht man den Isolierring nochmals um 45° weiter, so gelangt man wieder in die in Abb.2 dargestellte Schaltstellung, in der die Kontakte i i und 13 miteinander verbunden sind, desgleichen die Kontakte 12 und 14. Der Isolierring hat dabei insgesamt eine Drehung um i8o° vollführt, während die Rollen nur eine Drehung um 9o° gemacht haben.
Die Verstellung des Isolierringes kann von Hand erfolgen. Handelt es sich um einen in einer Hochspannungsleitung liegenden Stromwandler, wird man den Isolierring elektromagnetisch oder mechanisch z. B. mittels einer oder zwei Isolierstangen, die an der Kappe 27 angreifen könnten, fernsteuern. Gegebenenfalls kann durch Anordnung eines an sich bekannten 'Sprungwerkes zwischen dem Isolierring und seinem Antrieb dafür gesorgt werden, daß der Umschaltvorgang sehr rasch sprungweise erfolgt.

Claims

PATENTnwsruilcü1:: i. Umschaltvorrichtung für Widerstände oder Wicklungen elektrischer Geräte, insbesondere für die Primärwicklungen von Stromwandlern, dadurch gekennzeichnet, daß die mit den Enden der Widerstände oder Wicklungen verbundenen Kontakte samt dem sie voneinander trennenden Isolierwerkstoff einen zylindrischen oder sonstigen Rotationskörper bilden, um den lose zwischengefügte, sich abwälzende Rollen oder Kugeln aus leitendem Werkstoff ein innen mit einer Anzahl Kontakte versehener Isolierring derart drehbar ist, daß je nach der Stellung des Ringes und der sich auf dem Rotationskörper und Ring abwälzenden Rollen oder Kugeln die feststehenden Kontakte über die Rollen oder Kugeln und die Kontakte des Isolierringes im Sinne einer Parallel- oder Reihenschaltung der Wicklungen oder Widerstände verbunden werden.
2. Umschaltvorrichtung nach Anspruch i zur wahlweisen Reihen- oder Parallelschaltung zweier Widerstände oder Wicklungen, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Körper vier gleichmäßig auf dem Zylinderumfang verteilte Kontakte, der Isolierring dagegen sechs Kontakte aufweist, von denen vier gleichmäßig auf den Umfang verteilt und paarweise miteinander leitend verbunden sind, während die restlichen zwei ebenfalls leitend miteinander verbundenen Kontakte diametral einander gegenüberliegend zwischen den beiden Kontaktpaaren angeordnet sind, und daß zwischen dem zylindrischen Körper und dem Isolierring mindestens sechs leitende Rollen oder Kugeln vorgesehen sind.
3. Umschaltvorrichtung nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den in geringem Maße beweglichen Kontakten des Rotationskörpers von diesen isoliert starke Federn mit geringem Hub angeordnet sind, welche die Kontakte radial nach außen drücken. q..
Umschaltvorrichtung nach 'Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierring mit einem Schlitz versehen und von einem oder mehreren geschlitzten, nach Art von Federringen wirkenden Stahlbändern umgeben ist, die den Isolierring zusammenpressen.
5. Umschaltvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Isolierring und dem zylindrischen Körper insgesamt acht Rollen oder Kugeln vorgesehen sind, die paarweise gleichmäßig auf den Umfang verteilt sind, wobei zwei dieser Rollen oder Kugeln lediglich zur gleichmäßigen Verteilung des Kontaktdruckes dienen, aber keine Schaltfunktionen ausüben.
6. Umschaltvorrichtung nach Anspruch-, oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte des Isolierringes so - angeordnet sind, daß beim Übergang von der einen Schaltstellung in die andere die Wicklungen oder Widerstände vorübergehend kurzgeschlossen sind. Umschaltvorrichtung nach Anspruch i oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierring elektromagnetisch oder mechanisch z. B. mittels vorzugsweise aus Isolierwerkstoff bestehender Stangen fernsteuerbar ist. S. Umschaltvorrichtung nach Anspruch i oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen oder Kugeln in einem Käfig geführt sind.