AT115154B

AT115154B - Vibrationsschnellregler für gleichbleibenden Strom oder gleichbleibender Spannung von Generatoren.

Info

Publication number: AT115154B
Authority: AT
Original assignee: Bbc Ag Oesterr
Priority date: 1927-06-01
Filing date: 1928-05-25
Publication date: 1929-11-25

Description

Vibrationsschnellregler für gleichbleibenden Strom oder gleichbleibender Spannung von Generatoren.

Für Regelung auf gleichbleibende Spannung oder gleichbleibenden Strom bei Zugbeleuehtungs- generatoren werden sowohl Zitterregler als auch Kohlendruckregler verwendet. Beiden Reglerarten haften grosse Nachteile an, welche deren Verwendungsgebiet trotz der grossen mechanischen Einfachheit ziemlich eng begrenzen.

Beim Zitterregler besteht der Nachteil darin, dass die Zitterkontakte infolge zu grosser Beanspruchung einer raschen Zerstörung unterworfen sind. Das rührt davon her, weil beim Öffnen der Kontakte eine zu grosse Spannungsdifferenz zwischen den Kontakten vorherrscht. Diese Spannungsdifferenz ist bedingt durch den starren Widerstand, der parallel zu den Zitterkontakten geschaltet ist. Infolgedessen entsteht bei jeder Öffnung ein Lichtbogen, dessen Intensität von der Erregerstromstärke und dem Spannungsabfall in Abhängigkeit steht. Durch die Verwendung eines mehrstufigen Widerstandes wird die Funkenbildung durch die Kontakte zwar geschwächt, sie ist aber bei grösserem Erregerstrom immer noch viel zu gross, so dass auch in diesem Falle die Lebensdauer der Vibrationskontakte reichlich kurz bemessen ist.

Beim Kohlendruckregler machen sich die Nachteile in der Weise geltend, dass der Ohmsche Widerstand der Kohlensäule nicht gleichbleibend ist, sondern in der Zeitfolge je nach der Struktur der Kohle empfindlichen Änderungen unterworfen ist. Dies beeinträchtigt in störender Weise die feine Regulierung, so dass der Kohlendruckregler nur da Verwendung finden kann, wo keine genaue Regulierung vorgeschrieben ist.

Gegenstand der Erfindung ist nun ein Schnellregler, bei dem die Vorteile der mechanischen Einfachheit des Zitterreglers und des Kohlendruckreglers voll ausgenutzt, die elektrischen Nachteile derselben dagegen vermieden sind. Gemäss der Erfindung wird dem Vibrations-oder Zitterkontakt eines Reglers ein regelbarer, induktionsfreier Widerstand parallel geschaltet, der zwischen Null und einem Maximalwert einstellbar ist. Als regelbarer Widerstand dient zweckmässig ein Kohlendruckregler, der durch das Zusammenarbeiten mit dem Vibrationskontakt eine feinstufige Regulierung in gerader Abhängigkeit von der Erregung des Generators ermöglicht.

In der Zeichnung zeigen die Fig. 1 und 2 schematisch die Anordnung eines einfachen Reglers und eines Doppelreglers gemäss der Erfindung und Fig. 3 und 4 als Ausführungsbeispiel eine konstruktive Durchbildung des letzteren in Ansicht und Grundriss. Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform.

In der Fig. 1 bedeutet a den Anker der Zugbeleuchtungsdynamo und b deren Erregung. Der Regler wird gebildet aus den Vibrations-oder Zitterkontakten c, und dem den Kontakten parallel geschalteten Kohlendruckregler d. Der eigentliche Vibrationskontakt c und das den Druck auf die säulenartig geschichteten Platten des Kohlendruckreglers d ausübende Glied sitzen an einem gemeinsamen Hebel e, der in f angelenkt und als Anker eines Elektromagneten g ausgebildet ist. Der Elektromagnet g wird in Abhängigkeit von Strom oder Spannung der Dynamo a erregt und liegt beispielsweise an den Klemmen der Erregung b. h ist eine mit Vorspannung versehene Feder, die den Druck der Kohlenplatte des Reglers reguliert und damit den Widerstandswert des letzteren bestimmt. Die Feder h dient ausserdem dazu, die Vibrationskontakte geschlossen zu halten.

Die Spannung der Feder h wird so eingestellt, dass in der Ruhestellung des Reglers bei geschlossenen Vibrationskontakten c der Druck auf die Kohlenplatten am grössten und damit der Widerstandswert des Kohlendrurkreglers am geringsten, d. h. gleich Null ist. Nach

Öffnung der Kontakte c wird unter Spannung der Feder der Druck-auf die Kohlenplatte des Reglers vermindert und damit der Widerstandswert desselben mit zunehmender Entfernung der Kontakte voneinander bis auf einen Maximalwert erhöht.

Die Wirkungsweise des Reglers ist folgende :
In der Anfahrstellung des mit der Zugbeleuchtungsdynamo ausgerüsteten Fahrzeuges bei kurzgeschlossenem Feld der Dynamomaschine fliesst Strom von der Erregung b über den Drehpunkt f des Hebels e und diesen selbst und weiter über die geschlossenen Vibrationskontakte e, sowie parallel dazu über den Kohlendruckregler cl zum Anker a der Dynamo. Bei steigender Dynamospannung spricht der Elektromagnet g an, der seinen Anker e anzieht und den eigentlichen Vibrationskontakt c von seinem festen Gegenkontakt abhebt. Im Moment des Öffnens der Kontakte bleibt noch der grösste Druck der Feder h auf die Platten des Kohlendruckreglers erhalten, so dass infolgedessen sein Widerstandswert Null bleibt.

Auf diese Weise wird die Spannungsdifferenz zwischen den Vibrationskontakten niedrig gehalten, und die Entstehung von die Kontakte zerstörenden Öffnungsfunken ist verhindert. Eine weitere Vermeidung der Funkenbildung lässt sich durch eine Unterteilung der Kontakte in mehrere Einzelkontakte erzielen. Vergrössert sich mit zunehmender Spannung der Luftspalt zwischen den Vibrationskontakten, dann nimmt gleichzeitig unter Spannung der Feder h der Druck auf die Kohlenplatten des Reglers ab und der Widerstandswert desselben nimmt in dem gleichen Verhältnis zu. Sinkt die Dynamospannung, dann werden die Vibrationskontakte wieder einander genähert, der Widerstandswert des Kohlendruekreglers nimmt ab und erreicht seinen Nullwert bei Schliessen der Vibrationskontakte.

Fig. 2 zeigt schematisch die Vereinigung von zwei Reglern gemäss Fig. 1 zu einem Doppelregler.

Der Anker e ist als doppelarmiger Hebel ausgebildet und ist so ausbalanciert, dass seine Lagerung zur Vermeidung von Reibungen in Spitzen erfolgen kann. Der Elektromagnet g ist U-förmig ausgebildet, so dass seine Pole zu beiden Seiten des zweiarmigen Ankers e liegen. Beide Regler sind symmetrisch zur Mittellinie des Ankers e angeordnet und ihre Vibrationskontakte sind parallel geschaltet, so dass sich der dem Regler zugeführte Strom auf beide Kontakte verteilt. Die Vibrationskontakte beider Regler können aber auch in Reihe geschaltet werden. Diese doppelte Ausbildung eines Reglers, dessen Kontakte synchron gesteuert werden, hat den besonderen Vorteil, dass bei Parallelschaltung der beiden Reglerhälften und bei Schadhaftwerden der Kontakte der einen Reglerhälfte trotzdem die zweite noch betriebsfähig ist.

Eine konstruktive Durchbildung eines derartigen Doppelreglers ist in den Fig. 3 und 4 in Ansieht
EMI2.1
Wirkungsweise ist die gleiche wie vorher beschrieben.-
Die den Anpressdruck der Kohlenplatten des Kohlendruckreglers regulierende Feder A wird erfindungsgemäss zweckmässig in das Innere des Kohlendruckreglers selbst verlegt. Zu dem Zweck werden die säulenförmig geschichteten Kohlenplatten mit einer Bohrung versehen und die Spiralfeder h wird in dem so entstehenden Kanal angeordnet. Das eine Ende der Feder ist einstellbar an der Reglerhülse i befestigt, während das andere Ende an dem auf den Kohlenscheiben aufliegenden Druckstüek k angreift. Der durch die Bohrungen der Platten gebildete Kanal dient gleichzeitig als Luftführung für die Kühlung des Reglers.

Die Verbindung des Druekstüekes k mit dem Elektromagnetanker e kann durch eine Stange oder Federn n, nl erfolgen, die entweder am Ende der Regelfeder A unmittelbar angreift, oder aber unter Zwischenschaltung von Übersetzungshebeln m, tKi, wie in Fig, 3 und 4 dargestellt. Bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel erfolgt die Regelung des Pressdruckes der Kohlenplatten p der Kohlendruckregler . in der Weise, dass die Federn h an am Reglergehäuse drehbar gelagerte Hebel m, in, befestigt sind, die durch die Spiralfedern n, ni mit den Enden des zweiarmigen Ankers e verbunden sind.

Die durch Verminderung des Pressdruckes der Platten erzeugte Erhöhung des Widerstandswertes des Kohlendruekreglers kann noch durch das Eigengewicht der Platten unterstützt werden, indem man die Regler so einbaut, dass das offene Ende des Reglergehäuses senkrecht nach unten gerichtet ist.

Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen wird der Vibrationskontakt und der Kohlendruckregler durch den Anker eines Elektromagneten gemeinsam gesteuert, es ist im Rahmen der Erfindung ohne weiteres möglich, beide getrennt voneinander elektromagnetisch zu betätigen.

Bei den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen ist der Vibrationsregler mit dem Kohlendruckregler mechanisch starr gekuppelt, so dass beide in Abhängigkeit von der Erregerstromstärke des Generators synchron gesteuert werden. Man kann nun auch unter Vermeidung der mechanischen Kupplung der beiden Regler den Kohlendruckregler in Abhängigkeit von dem über die Vibrationskontakte fliessenden Erregerstrom des Generators für sich elektromagnetisch steuern, so dass die metallischen Kontakte des Vibrationsreglers entlastet werden, wie in Fig. 5 dargestellt ist. a ist der Generator und b dessen Erregung.

Der mit Zitterspule versehene Regler ist mit r bezeichnet. c sind die im Erregerstromkreis liegenden Vibrationskontakte. Parallel zu den Vibrationskontakten liegt der Kohlendruekregler d, dessen Widerstandswert durch den Druck des unter Wirkung des Elektromagneten s stehenden Ankers t geregelt wird.

Wenn also der gesamte Erregerstrom über die Vibrationskontakte fliessen würde, so wird dadurch der Elektromagnet s stark erregt und der Anker t übt einen grossen Druck auf die Kohlensäule des Kohlendruckreglers aus, dessen Widerstandswert infolgedessen vermindert wird. Die Klemmenspannung am Generator würde demzufolge ansteigen. Der Vibrationsregler stellt aber sofort einen grösseren Licht-

bogenwiderstand ein, so dass durch entsprechende Verringerung der Anzugskraft des Elektromagneten der Druck des Ankers t auf die Kohlensäule vermindert und somit der Widerstandswert des Kohlendruckreglers erhöht wird.

Dieses Spiel wiederholt sich in Abhängigkeit von dem über die Vibrationskontakte fliessenden Erregerstrom automatisch, so dass die Vibrationskontakte durch den parallel geschalteten Kohlendruckregler entlastet werden.

PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Vibrationssehnellregler für gleichbleibenden Strom oder Spannung von Generatoren mit einem dem Vibrations-oder Zitterkontakt parallel geschalteten induktionsfreien Widerstand, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Widerstandswert des induktionsfreien Widerstandes (d) in Abhängigkeit vom Abstand der Vibrations-oder Zitterkontakte (e) periodisch von Null auf einen Maximalwert ändert.

Claims

2. Sehnellregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Vibrations-oder Zitter- kontakt (e) ein Kohlendruckregler (d) parallel geschaltet ist (Fig. 1).

3. Schnellregler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein im Schwerpunkt gestützter, frei schwingender Anker (e) eines Elektromagneten (g) die Vibrationskontakte (e, Cl) und den Kohlendruckregler (d, dl) gemeinsam in Abhängigkeit von der Generatorklemmenspannung steuert (Fig. 2).

4. Schnellregler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass an den Elektromagnetanker (e) ein mit einer Übersetzung versehenes Übertragungsgestänge (m, n) für die Änderung des Widerstandswertes des Kohlendruckreglers angelenkt ist (Fig. 3).

5. Sehnellregler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Änderung des Widerstandswertes des Kohlendruckreglers durch Veränderung seines Plattendruckes derart erfolgt, dass bei geschlossenem Vibrationskontakt der Druck hoch und infolgedessen der Widerstandswert gering ist, während nach Öffnen des Kontaktes der Widerstandswert in Abhängigkeit von der Abnahme des Druckes zunimmt.

6. Sehnellregler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die durch Verminderung des Druckes der Kohlenplatten erzeugte Erhöhung des Widerstandswertes des Kohlendruckreglers durch das Eigengewicht der Platten unterstützt wird.

7. Sehnellregler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Plattendruck des Kohlendruckreglers (d) durch eine mit Vorspannung versehene Feder (h) erzeugt wird.

8. Schnellregler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zentral in Bohrungen der Platten (p) des Kohlendruekreglers (d) geführte Vorspannungsfeder (h) einstellbar ist.

9. Schnellregler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der durch die zentrale Bohrung EMI3.1 10. Schnellregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vibrationskontakt des Reglers mehrfach unterteilt ist.

11. Sehnellregler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass er als Doppelregler ausgebildet ist, wobei jedem Vibrationskontakt (c und cj ein Kohlendruckregler (d bzw. dl) parallel geschaltet ist (Fig. 3 und 4).

12. Sehnellregler nach den Ansprüchen 4 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Vibrationskontakte (c und Cl) beider Regler und die den Widerstandswert der Kohlendruckregler (d, dl) ver- ändernden Übertragungsmittel (m, ml und n, Mj symmetrisch an einem doppelarmigen Hebel (e) EMI3.2 13. Schnellregler nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Vibrationskontakte beider Regler parallel geschaltet sind.

14. Schnellregler nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Vibrationskontakte beider Regler in Reihe geschaltet sind.

15. Schnellregler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der den Vibrationskontakten (e) eines Reglers mit Zitterspule (r) parallel geschaltete Kohlendruckregler (d) in Abhängigkeit von dem über die Vibrationskontakte fliessenden Erregerstrom des Generators für sich elektromagnetisch gesteuert wird (Fig. 5).

16. Schnellregler nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass in Reihe mit den Vibrationskontakten (e) ein Elektromagnet (s) geschaltet ist, dessen Anker (t) den Druck auf die Kohlensäule (d) des Kohlendruckreglers reguliert.