Solche Lastwähler sind aus der DE 38 33 126 C2 bereits bekannt.

Lastwähler dienen an Transformatoren dazu, die Anzapfungen der Regelwicklungen dieser Transformatoren unter Last umzuschalten und damit Spannungsänderungen gezielt auszugleichen.

Lastwähler lassen sich wegen des Verzichts auf die sonst übliche Trennung von Wähler und Lastumschalter weniger aufwendig herstellen und einsetzen.

Beim Umschaltvorgang treten im Lastwähler an verschiedenen Kontakten Lichtbögen auf.

Um dies zu vermeiden, ist in der o. g. DE 38 33 126 C2 ein Lastwähler vorgeschlagen, bei dem in jeder zu schaltenden Phase zwei gleichzeitig miteinander verschwenkbare bewegliche mechanische Schaltkontakte auf einem gemeinsamen Kontaktträger vorgesehen sind und wobei in Reihe zu jedem der beiden beweglichen mechanischen Schaltkontakte jeweils eine ebenfalls auf dem Kontaktträger angeordnete Vakuumschaltzelle vorgesehen ist.

Die von den verschwenkbaren mechanischen Schaltkontakten beschaltbaren festen Stufenkontakte des Lastwählers sind auf einem konzentrischen Kreis in der Wandung eines Isolierstoffzylinders angeordnet.

Die Vakuumschaltzellen sind waagerecht auf dem Kontaktträger liegend angeordnet und werden durch eine auf einem weiteren konzentrischen Kreis angeordnete Nockenbahn, die axial zwischen dem Kreis der festen Stufenkontakte und einem zusätzlichen Schleifring angeordnet ist, gesteuert bzw. betätigt.

Dieser bekannte Lastwähler weist mehrere Nachteile auf.

Zum einen ergibt sich durch die liegende Anordnung der Vakuumschaltzellen waagerecht auf dem gemeinsamen Kontaktträger ein unerwünscht großer Durchmesser des Isolierstoffzylinders und damit des Lastwählers.

Vakuumschaltzellen haben, abhängig von ihrer Schaltleistung, bestimmte Mindestabmessungen, insbesondere auch eine erhebliche Längsausdehnung. In Längsrichtung ragen zudem noch die Betätigungsstößel aus der Vakuumschaltzelle heraus. Es liegt daher auf der Hand, daß der gemeinsame Kontaktträger eine durch die Abmessungen der Vakuumschaltzelle und der Betätigungsmittel diktierte radiale Ausdehnung haben muß, die insgesamt den Durchmesser des Lastwählers festlegt.

Abgesehen von diesen allgemeinen Abmessungsproblemen besteht ein besonderer Nachteil beim waagerechten Einbau der Vakuumschaltzellen nach dem Stand der Technik darin, daß beim Befullen des Lastwählers mit Öl an den oberen Falten der Vakuumzellenbalge Luft verbleibt, die durch die Ölfüllung nicht vollständig verdrängt wird. Dies führt dazu, daß bei Betätigung der Vakuumschaltzelle eine ungleiche Belastung des entsprechenden Vakuumzellenbalges auftritt, wodurch die Gefahr besteht, daß dieser zerreißt.

Ein solches Verbleiben von Restluft im Bereich des Vakuumzellenbalges läßt sich bei liegender Anordnung nur durch Befüllung des Lastwählers unter Vakuum zuverlässig ausschließen ; eine solche Vakuumbefüllung ist jedoch vor Ort, z. B. nach durchgeführten Revisionen, nicht oder nur mit unvertretbar hohem Aufwand realisierbar.

Weiterhin ist zu berücksichtigen, daß Lastwähler insgesamt in der Regel eine große axiale Längsausdehnung, d. h. eine erhebliche Bauhöhe, aufweisen. Die festen Stufenkontakte der einzelnen zu schaltenden Phasen sind kreisförmig übereinander angeordnet, die Mittel zur Betätigung der drehbaren Schaltwelle im Inneren des Lastwählers, die die Kontaktträger jeder Phase trägt, im Kopf des Lastwählers sowie die Mittel zur Lagerung dieser Schaltwelle im Boden des Lastwählers benötigen ebenfalls Platz, so daß insgesamt, wie erläutert, der Lastwähler eine erhebliche Längsausdehnung aufweist. Dies hat zur Folge, daß die erwähnte Schaltwelle in seinem Inneren ebenfalls recht lang ist.

Solche Schaltwellen werden üblicherweise aus GFK oder anderem Isoliermaterial hergestellt, allerdings sind auch schon metallische Schaltwellen vorgeschlagen worden.

Die Kontaktträger sind beim bekannten Lastwähler mittels Befestigungsschrauben an der Schaltwelle befestigt.

In der DE 44 14 941 Cl ist weitere feste Befestigung eines Kontaktträgers an der Schaltwelle mittels eines Klemmflansches beschrieben.

Durch Toleranzen, unterschiedliche Wärmeausdehnungen von Ölgefäß und Schaltersäule, Verbiegungen u. a. kann es bei den bekannten Lastwählem zu Problemen beim Zusammenspiel der auf den einzelnen Kontaktträgem angeordneten Bauelemente-besonders der Vakuumschaltzellen-mit den kreisförmig angeordneten Betätigungsmitteln kommen, besonders auch weil die Betätigungsstößel von Vakuumschaltzellen üblicherweise nur einen relativ geringen linearen Betätigungsweg aufweisen.

Aufgabe der Erfindung ist es diese Nachteile zu beseitigen und einen gattungsgemäßen Lastwähler anzugeben, der eine platzsparende Anordnung der Vakuumschaltzellen und deren sichere und zuverlässige Betätigung unter allen Betriebsverhältnissen gestattet.

Diese Aufgabe wird durch einen Lastwähler mit den Merkmalen des ersten Patentanspruches gelöst.

Die Unteransprüche betreffen besonders vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.

Beim erfindungsgemäßen Lastsvähler sind die Vakuumschaltzellen stehend auf den Kontaktträgern angeordnet. Die Kontaktträger weisen Schleifkontakte auf. sie werden durch Rollen in einem Ableitring exakt geführt. Durch Nocken in diesem Ableitring werden die Vakuumschaltröhren gesteuert.

Messerschleifkontakte, die im Kontaktträger gelagert sind, leiten den Strom über den Ableitring ab.

Weitere Messerschleifkontakte am Kontaktträger ermöglichen die Stromzuführung.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die Kontaktträger jeweils beweglich an der Schaltwelle angeordnet.

Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Lastwählers besteht neben den geringeren Abmessungen darin, daß sich sämtliche Kräfte für die Betätigung der Vakuumschaltzellen sowie die Kontaktkräfte über den Ableitring und die Festkontakte am stabilen Ölgefaß axial abstützen. Dadurch wird eine radiale Belastung der Schaltersäule, insbesondere deren Durchbiegung, und daraus resultiered eine Veränderung der Steuerzeiten der Vakuumschaltzellen und eine Reduzierung der Kontaktkräfte vermieden.

Durch den drehbar bzw. axial verschiebbar gelagerten Kontaktträger, der axial durch den Ableitring geführt wird, ist der Schaltablauf auch bei Höhenverschiebungen durch Toleranzen und unterschiedliche Wärmeausdehnung von Ölgefaß und Schaltersäule gewährleistet.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Zeichnungen beispielhaft noch näher erläutert werden.

Die Figuren zeigen : Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lastwählers in teilweiser seitlicher Schnittdarstellung Fig. 2 einen Teil des Kontaktträgers dieses Lastwählers in Schnittdarstellung von oben Fig. 3 eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lastwählers in teilweiser seitlicher Schnittdarstellung Fig. 4 eine schematische Darstellung der dem erfindungsgemäßen Lastwähler zugrundeliegenden Schaltung Fig. 5 eine modifizierte solche Schaltung Fig. 6 eine typische Schaltsequenz eines erfindungsgemäßen Lastwählers.

Der in Figur 1 dargestellte Lastwähler zeigt eine Ausführungsform der Erfindung mit einem drehbar an einer Schaltwelle 2 gelagerten Kontaktträger 3 und auf diesem stehend angeordneten Vakuumschaltzellen 27,28.

Zum konstruktiven Aufbau im einzelnen : Der Lastwähler besteht aus einem Isolierstoffzylinder l. indem zentrisch und sich längs durch den Isolierstoffzylinder 1 erstreckend, eine Schaltwelle 2. vorzugsweise aus Isolierstoff, angeordnet ist. Die Schaltwelle 2 ist auf bekannte Weise drehbar ; dazu dienen üblicherweise Malteserantriebe, die nicht dargestellt sind. Ebenso wenig dargestellt ist die Lagenmg der Schaltwelle 2 am Boden des Isolierstoffzylinders 1.

Die Schaltwelle 2 trägt in jeder Ebene der zu betätigenden festen Stufenkontakte 16, die weiter unten noch näher erläutert werden, einen Kontaktträger 3, der in einem Lagerbock 4 auf der Schaltwelle 2 drehbar gelagert ist. Der Lagerbock 4 ist mit Schrauben 4.1,4.2 an der Schaltwelle 2 befestigt.

Der Kontaktträger 3 besteht aus einem Lagerteil 5, einem Traggehäuse 6 und dem Kontaktgehäuse 7. Die einzelnen Bestandteile des Kontaktträgers 3 sind durch Schrauben 8,9 miteinander verbunden. Das Kontaktgehäuse 7 seinerseits besteht im gezeigten Ausführungsbeispiel wiederum aus einem oberen Kontaktgehäuseteil 10 und einem unteren Kontaktgehäuseteil 11 ; beide Teile sind durch weitere Schrauben 12 wiederum miteinander verbunden. Das Kontaktgehäuse 7 kann genauso gut einstückig ausgebildet sein.

Das Lagerteil 5 weist eine Lagerstelle 13 auf, in der ein Bolzen 14 geführt ist, der die Verbindung zum Lagerbock 4 herstellt und damit die Drehbewegung gestattet. Der Bolzen 14 ist durch einen Querstift 15 lagegesichert.

Insgesamt ist dadurch der gesamte Kontaktträger 3 als komplette Baugruppe um den Bolzen 14 und damit relativ zur feststehenden Schaltwelle 2 verschwenkbar.

In der Wand des Isolierstoffzylinders 1 sind-für jede zu schaltende Phase jeweils in einer separaten Ebene-feste Stufenkontakte 16 angeordnet, die mit den Anzapfungen der Regelwicklung des Stufentransformators, der beschaltet werden soll, elektrisch in Verbindung stehen. Die festen Stufenkontakte 16 sind durch korrespondierende Kontakte 17,18 beschaltbar. Diese Kontakte 17,18 sind auf dem Kontaktträger in horizontaler Richtung nebeneinander derart angeordnet, daß beim Verschwenken der Schaltwelle 2 und damit des Kontaktträgers 3 jeweils eine der Kontakte 17,18 den benachbarten neuen festen Stufenkontakt 16 erreicht, bevor der andere dieser Kontakte den bisherigen festen Stufenkontakt verläßt. Ein Kontakt 17 wirkt dabei als Schaltkontakt, der andere Kontakt 18 wirkt als Hilfskontakt.

In Figur 2 ist die Anordnung der beiden Kontakte 17,18 von oben nebeneinander auf dem Kontaktträger 3 und das Zusammenwirken mit dem jeweiligen festen Stufenkontakt 16 gezeigt. Bei der in Figur 2 dargestellten Ausführung ist der als Schaltkontakt wirkende Kontakt 17 aus Gründen einer möglichst hohen Stromtragfahigkeit doppelt, d. h. aus zwei elektrisch miteinander in Verbindung stehenden Teilen 17. a und 17. b bestehend, ausgeführt.

Jeder der Kontakte 17,18 besteht aus jeweils einem oberen Kontaktteil 17.1,18.1 sowie jeweils einem unteren Kontaktteil 17.2,18.2. Bei der in Figur 2 dargestellten besonderen Ausführung des Schaltkontaktes besteht dort der Kontakt 17 damit aus insgesamt vier Teilen, nämlich zwei oberen Kontaktteilen 17.1a und 17.1b sowie zwei unteren Kontaktteilen 17.2a und 17.2b. Diese doppelte Ausführung des als Schaltkontakt wirkenden Kontaktes 17 ist für verschiedene Ausführungen sinnvoll, gleichwohl für die Erfindung nicht erforderlich.

Sowohl die oberen Kontaktteile 17.1,18.1 als auch die unteren Kontaktteile 2 jedes der beiden Kontakte 17,18 sind jeweils um separate Drehpunkte 19,20,21,22 am Kontaktgehäuse 7 drehbar gelagert. Sie werden durch Federn 23,24,25,26 aufeinander zu, in Richtung des im beschalteten Zustand zwischen ihnen befindlichen festen Stufenkontaktes 16, gedrückt.

Mit anderen Worten : Das jeweils obere Kontaktteil 17.1,18.1 sowie das korrespondierende jeweils andere Kontaktteil 17.2,18.2 drücken mit definierter Kontaktkraft von beiden Seiten auf den jeweils beschalteten festen Stufenkontakt 16. Durch die beschriebene Lagerung um diese separaten Drehpunkte 19,20,21,22 ist ein Auflaufen auf die festen Stufenkontakte 16 möglich. In den Figuren 1 und 2 sind jeweils nur die in Blickrichtung vorn bzw. oben liegenden Kontaktteile, Drehpunkte und Federn zu sehen.

Weiterhin sind auf jedem Kontaktträger 3 zwei Vakuumschaltzellen 27,28, jeweils mittels oberer und unterer Befestigungsschellen 32 befestigt, derart, daß der Balg 33,34 sowie die Betätigungsstößel 35,36 der Vakuumschaltzellen 27,28 nach oben reichen. Auch von den soeben beschriebenen Bauteilen ist in der Figur 1 jeweils nur das in Blickrichtung vorn liegende zu sehen. Zur Betätigung der Betätigungsstößel 35,36 der Vakuumschaltzellen 27,28 dienen zwei Hebel 37,38, die jeweils an einem freien Ende einen Rollenbolzen 41,42 mit einer Steuerrolle 39,40 aufweisen. An ihrem jeweils anderen freien Ende wirken sie auf die bereits beschriebenen Betätigungsstößel 35,36. Beide Hebel 37,38 sind um Drehpunkte 43,44 drehbar gelagert ; es ist auch möglich, einen gemeinsamen Drehpunkt vorzusehen. Die Steuerrollen 39,40 beider Hebel 37,38 ihrerseits korrespondieren mit einem Steuerring 45, der eine obere Steuerkontur 46 sowie eine untere Steuerkontur 47 aufweist. Der Steuerring 45 ersrtreckt sich radial an der Innenwandung des Isolierstoffzylinders 1. Aus Figur l ist ersichtlich, daß die erste Steuerrolle 39 mit der unteren Steuerkontur 47 korrespondiert, d. h. auf ihr ablauft und auf eben solche Weise die zweite Steuerrolle 40 auf der oberen Steuerkurve 46 abläuft. Die beiden Steuerkurven 46,47 dienen damit zur Betätigung der Vakuumschaltkontakte 27,28, indem beim Auflaufen der entsprechenden Steuerrolle 39,40 auf einen Nocken der zugehörige Hebel 37,38 um seinen Drehpunkt 43,44 verschwenkt wird und damit den entsprechenden Betätigungsstößel 35,36 der Vakuumschaltzelle 27,28 betätigt.

Weiterhin befindet sich an der Innenseite des Isolierstoffzylinders 1 ein Ableitkontaktring 48, der ein nach außen führendes Anschlußelement 49 aufweist und zur Lastableitung dient. Auf besonders einfache Weise können Steuerring 45 und Ableitkontaktring 48 zu einem einzigen Bauteil aus leitendem Material vereinigt sein, wie dies in Figur 1 gezeigt ist. Der Ableitkontaktring 48 seinerseits wiederum korrespondiert mit einem mechanischen Ableitkontakt 50, der auf dem Kontaktträger 3 angeordnet ist und ganz ähnlich wie die bereits weiter oben beschriebenen Kontakte 17,18 wiederum aus einem oberen Ableitkontaktteil 50.1 und einem unteren Kontaktteil 50.2 besteht. Beide diese Ableitkontaktteile 50.1,50.2 sind ganz analog separat um weitere Drehpunkte 53,54 drehbar gelagert und werden durch weitere Federn 51,52 gegeneinander gedrückt, derart, daß sie den Ableitkontaktring 48 mit definiertem Kontaktdruck umgreifen.

Schließlich weist der Kontaktträger 3 noch zwei Rollen 55,56 auf, die beidseitig auf dem Ableitkontaktring 48 abrollen und damit den gesamten Kontaktträger 3 ftihren.

Durch die beschriebene Anordnung ist es möglich, Toleranzen jeder Art auszugleichen und insbesondere auch ein Durchbiegen der langen Schaltwelle zu kompensieren. Die um die Schaltwelle 2 verschwenkbar angeordneten Kontaktträger 3 werden auf jeden Fall durch den Ableitkontaktring 48 definiert geführt, so daß trotz der beschriebenen Toleranzen eine genaue Absteuerung der Steuerrollen 39,40 und damit Betätigung der Vakuumschaltzellen 27,28- trotz deren nur geringer Betätigungswege-gegeben ist.

In Figur 3 ist eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lastwählers dargestellt.

Hierbei ist, abweichend zum bisher erläuterten Beispiel, der Kontaktträger 103 nicht drehbar, sondern längs verschiebbar angeordnet.

Innerhalb eines Isolierstoffzylinders 101 befindet sich wiederum, zentrisch angeordnet, eine Schaltwelle 102, die einen längs verschiebbaren Kontaktträger 103 trägt. Die Längsverschiebbarkeit wird mittels einer Führung 104 realisiert. Auch in diesem Fall sind zwei Vakuumschaltzellen, von denen nur die vordere Vakuumschaltzelle 105 dargestellt ist, stehend angeordnet. In jeder Ebene befinden sich wiederum feste Stufenkontakte 106 kreisförmig in der Wand des Isolierstoffzylinders 101, diese werden wiederum durch einen Schaltkontakt sowie einen Hilfskontakt beschaltet, von dem in der Figur nur ein oberes Kontaktteil 107.1 und ein dazugehöriges unteres Kontaktteil 107.2 dargestellt sind. Auf ähnliche Weise befindet sich wiederum im Inneren des Isolierstoffzylinders 101 ein Ableitkontaktring 108, der von einem Ableitkontakt, der wiederum aus einem oberen Ableitkontaktteil 109.1 und einem unteren Ableitkontaktteil 109.2 besteht, umschlossen wird.

Die Führung des kompletten Kontaktträgers erfolgt in diesem Fall durch eine Rolle 110, die in der Kontur des Ableitkontaktringes 108 läuft. Die Steuerung der Vakuumschaltzellen erfolgt wiederum durch zwei Hebel 115,116, die an ihren freien Enden j eweils Steuerrollen 113,114 aufweisen, die wiederum auf einer unteren Steuerkontur 111 bzw. einer oberen Steuerkontur 112 ablaufen und derart die Betätigungsstößel der Vakuumschaltzellen, von denen nur der Betätigungsstößel 117 der in Blickrichtung vorderen Vakuumschaltzelle 105 dargestellt ist, betätigen.

In Figur 4 ist auf schematische Weise die Schaltung dargestellt, die durch den erfindungsgemäßen Lastwähler realisiert wird. Die elektrischen Verbindungen zwischen den Kontakten 17,18 zu den Vakuumschaltzellen 27,28 und von dort wiederum zum Ableitkontakt 50 und damit zum Ableitkontaktring 48 sind in der Figur 1, die dieser Darstellung entspricht, nicht dargestellt.

In Figur 5 ist eine Schaltung dargestellt, bei der, wie in Figur 2 gezeigt, der Schaltkontakt 17 aus zwei nebeneinander angeordneten Kontaktteilen 17a, 17b besteht. Auch in der dieser Darstellung entsprechenden Figur 2 sind die elektrischen Verbindungen nur angedeutet. Es ist ersichtlich, daß die prinzipielle Funktionsweise sich nicht unterscheidet, d. h., es ist sowohl durch die Schaltung nach Figur 4 als auch die nach Figur 5 der gleiche Schaltablauf erzielbar.

Ein solcher beispielhaft erzielbarer Schaltablauf ist in Figur 6 dargestellt.

Dabei ist ein Lastwähler mit unterschiedlichen Schaltschritten dargestellt. Ein solcher Lastwähler mit unterschiedlichen Schaltschritten ist prinzipiell aus der EP 0 160 125 bereits bekannt. Dabei ist der Mittenabstand zwischen dem an der Stammwicklung liegenden festen Stufenkontakt und den beiden diesem benachbarten festen Stufenkontakten größer als der Mittenabstand zwischen den übrigen festen Stufenkontakten. Dies ermöglicht einen Einsatz des Lastwählers auch an Transformatoren mit höheren Nennspannungen ; es kann dadurch eine höhere Stehstoßspannung erreicht werden. In dieser Schrift sind auch bereits für einen solchen Lastwähler geeignete feste Stufenkontakte offenbart, die unterschiedlich ausgebildet sind.

Unabhängig davon ist es besonders vorteilhaft, die festen Stufenkontakte 16 nicht, wie nach dem Stand der Technik üblich, gebogen, d. h. parallel zur Krümmung des Isolierzylinders l, auszuführen, sondern gerade, wie dies in Figur 2 gezeigt ist. Während nach dem Stand der Technik die jeweils oberen bzw. unteren Kontaktteile 1 ; 17.2,18.2 ständig auf derselben Bahn der festen Stufenkontakte 16 ablaufen, wird durch die gerade Ausführung erreicht, daß ständig andere Punkte der Oberfläche des festen Stufenkontaktes 16 überstrichen werden, was deren Verschleiß mindert.