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Selbsttätiger Spannungsregler, bei welchem die Zu-und Abschaltung von Widerstand durch einen in Quecksilber tauchenden Solenoidkern erfolgt.
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Jede der aus Eisenblech bestehenden Kontaktscheibon 5 ist mit Bezug auf ihre aus einer der Öffnungen hervortretenden Ableitungszunge 8 gegen die vorhergehende um 900 versetzt (Fig. 2), so dass jedes vierte Kontaktblock aus derselben Öffnung hervorragt. Die Enden der Ableitungszungen sind zu Ösen zusammengebogen, an welchen die zu den entsprechenden Punkten des Regelungswiderstandes führenden Ableitungskabel befestigt werden.
Dur ins Kontaktgefäss und zum Teile in das Solenoid 2 hineinragende, weiche Eisenkern 9 trägt am unteren Ende eine Hülse 10 aus Isoliermatorial und ebenso ist auch das von den Eisenscheiben 5 gebildete Quecksilbergefl1ss vom Gehäuse 4 isoliert. Zur Führung
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der oberen Seite mit einer Mutter 12 luftdicht abgeschlossen ist. Am oberen Teile des Solenoidkernes ist ein mit Rillen versehener Dämpferkolben 13 befestigt, welcher als Vorrichtung zum Dämpfen der Bewegungen des Kernes dient.
Da das Gewicht des beweglichen Solenoidkernos grösser ist als die Gegenkraft des Auftriebes, so steigt die Quecksilbersäule bis zur ÜberlaufsteIle 14, wobei eventuell überschüssiges Quecksilber aus dieser Ausflussfr"lidung abniesson kann. Bei stromloser Spule 2 sitzt somit der bewegliche Kern am Gefässboden auf und es werden in dieser Lage des Kernes durch die Quecksilbersäule a) ie Kontaktscheiben kurzgeschlossen Wird jedoch der Solenoidkern vermöge der stromdurchflossenen Spule 2 in die Höhe gezogen, so sinkt dieOberfläche der Quecksilbersäule, wodurch in den Erregerstromkreis der Dynamomaschine Widerstand eingeschaltet wird.
Damit der Regler auf konstante Ampèrewindungszahl der Spule oder, was gleich bedeutend ist, auf konstante Spannung arbeitet, müssen die in Betracht gelangenden Grössen als : die magnetische Zugkraft Z des Solenoides auf den Eisenkern, der Auftrieb Q des Quecksilbe)'s auf den Eisenkern und das Gewicht G desselben in jeder Lage des Eisenkernes einander das Gleichgewicht halten.
Da die Kraft G abwärts und die Kräfte Q und Z aufwärts wirken und der Eisenkern sich in jeder Lage im Gleichgewichte befinden soll, so muss die Bedingung erfüllt sein G=Q+Z.
Um die Abhängigkeit dieser Kräfte voneinander beurteilen zu können, muss der Verlauf der Veränderungen, welche die Kräfte beim Auf-und Abwärtsgange des Eisenkernes erfahren, bekannt sein, was in einfachster Weise durch das Diagramm (Fig. i) dargestellt ist.
In demselben bezeichnet die Abszisse ; den ganzen Weg, welchen der Eisenkern von der tiefsten Lage zur höchsten zurücklegt, während das abwärtswirkende Gewicht seines beweglichen Teiles durch die Ordinate G dargestellt ist.
Dieses Gewicht des Eisenkernes mit Dämpferkolben und Isolierhülse bleibt natürlich
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die Ordinate stets gleich G.
Die aufwärts gerichtete, durch den Auftrieb hervorgerufene Kraft Q ist in jeder Lage des Kernes gleich dem Gewichte des von der Isolierhülse verdrängten Quecksilbers.
Beim tiefsten Stande des Eisenkernes, bei Abszisse Null, ist der Auftrieb am grössten, und diese Kraft ist durch die Ordinate Q dargestellt ; im Gegensatze zum österreichischen Patente Nr. 4443 ist die Kraft des Auftriebes in der untersten Lage des Solenoidkernes jedoch kleiner, als das nach abwärts wirkende Gewicht des Solenoidkornes G ; hat der Eisenkern seine höchste Lage erreicht, so hat Q seinen kleinsten Wert angenommen, und da der Auftrieb im direkten Verhältnisse zum jeweilig eintauchenden Kernstücke steht, d. h. eine lineare Funktion des Weges des Kernes ist, so wird dessen Verlauf durch die . on Q nach Q5 gezogene Gerade dargestellt.
Die magnetische Zugkraft Z bei konstanter Ampèrewindungszahl der Spule ist ebenfalls eine veränderliche Grösse ; in der tiefsten Lage des Eisenkernes ist dieselbe am kleinsten, in der höchsten Lage des Eisenkernes ist dieselbe am grössten. Trägt man nun, da nach der Gleichung G = Q + Z eine Summierung der Werte Z und Q stattfinden muss, die durch Experimente gefundenen, den verschiedenen Wegabszissen W1 bis W5 entsprechenden Werte von Zu bis Z5 von der Linie Q bis Q5 aufwärts auf, so erhält man die Gerade Z"Z, welche für jeden Wert von W den entsprechenden Wert von Ergibt.
Die Lösung der Aufgabe, einen geradlinigen Verlauf der magnetischen Zugkraft Z zu erzielen, so dass die Summe der Kräfte Z+ Q-G wird, war nun mit Rücksicht auf den erforderlichen Empnndiichkeitsgrad des Regulators mit besonders grossen Schwierig- keiten verknüpft.
Der Empnndlichkeitsgrad des Regulators muss, um Lichtschwankungen bei Glühlampen-
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des Regulierwiderstandes bezw. eine grosse Zahl von Kontaktscheiben des Kontaktgefässes notwendig. Da ferner die Quecksilbersäule selbst zur Fortleitung des Erregerstromes einen gewissen nicht unterschreitbaren Querschnitt und endlich die Kontaktoherfläche der Kontaktbleche eine entsprechende Grösse besitzen muss, so resultiert aus diesen Bedingungen ein verhältnismässig langor Weg, der vom Solenoidkern fUr den ganzen Regulierbereich zurückzulegen ist und auf welchem Weg der Regulator den vorgeschriebenen Empfindlichkeitsgrad einzuhalten hat.
Längere Untersuchungen haben ergeben, dass der Regulator nur dann die Anforderungen erfüllen kann, wenn das Solenoid mit einer Wicklung versehen ist, die stromdurchflossen, eine nach der entgegengesetzten Seite des Kontaktgefässes zunehmende Ampèrewindungszahl aufweist. Zur Unterstützung der magnetischen Zugkraft im letzten Teile des Weges, sowie auch zur Reduzierung des Wattverlustes der Wicklung kann ein Eisenriick- schluss 15 in Verwendung gelangen.