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Gleichrichter mit schwingendem Umschalter.
Ein Wechselstrom kann dadurch in einen Gleichstrom verwandelt werden, dass jedesmal nach Ablauf einer halben Periode die Pole umgeschaltet werden.. Es ist bekannt, zur Betätigung des Umschalters einen hin und her schwingenden Anker zu verwenden, der selbst magnetisch ist und von einem Wechsel- strommagneten abwechselnd angezogen und abgestossen wird. Die bekannten Ausführungen dieser Art leiden jedoch unter dem Übelstand, dass das Gewicht der hin und her gehenden Teile nicht unerheblich ist und daher störende Besohleunigungs-und Verzogerungskräfte auftreten. Ausserdem verschleissen infolge der grossen Zahl der Umschaltungen, die bei der üblichen Frequenz der Wechselströme erforderlich sind, die Kontakte sehr schnell, um so mehr, als Unterbreehungsfunken selten ganz vermieden werden können.
Beim Gegenstande der Erfindung sind die daraus entstehenden Nachteile beseitigt. Gemäss der Erfindung besteht nämlich der Umschalter aus Kontakten, die sämtlich von dem schwingenden Magneten getragen werden. Während der eine federnd auf dem Magneten befestigt ist, sind ein oder mehrere Gegenkontakte starr mit ihm verbunden. Stimmt die Eigenschwingungszahl des federnden Kontaktes mit der Periodenzahl des Wechselstromes ungefähr überein, so schwingt der federnde Kontakt mit grossen Amplituden auch dann, wenn der Magnet selbst nur sehr kurze Wege zurücklegt. Die schwingenden Teile brauchen also, soweit sie ein nennenswertes Gewicht haben, nur kleine Bewegungen zu machen, während der federnde Kontakt, der die erforderlichen Schaltwege zurücklegen muss, sehr leicht sein kann.
Besonders wichtig aber ist der Vorteil, dass der federnde Kontakt mit seinen Gegenkontakten zusammen luftdicht abgeschlossen und zu einem einzigen leicht auswechselbaren Einzelteil zusammengebaut werden kann.
Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt. Eine Wechselstromquelle 1 speist die beiden Elektromagnete 2. Vor diesen liegt der eine Pol eines permanenten Magneten 3, der von einer Feder 4 getragen wird. Diese ist in dem Ständer 5 befestigt. Die federnde Kontaktzunge 6 ist in einem Glasballon 9 eingeschmolzen. Sie trägt ein Kontaktstück 10, beispielsweise aus Wolfram und arbeitet mit den Gegenkontakten 7 und 8 zusammen, die in dem Innern des Glasballons 9 befestigt sind. Ihre Zuleitungen 11 und 12 sind ebenso wie die federnde Zunge 6 im Fuss des Glasballons eingeschmolzen.
Dieser ist ähnlich wie eine Glühlampe von einem Sockel-M aus Isoliermaterial umgeben. Der Sockel trägt drei Kontaktmesser 14, 15, 16, an welche die Zuleitungen 11 und 12 und die federnde Zunge 6 angeschlossen sind. Die Kontaktmesser 14 und 15 sind in entsprechende, auf dem Magneten 3 isoliert befestigte Gabeln 17 und 18 eingeklemmt. Ebenso das Kontaktmesser 16, dessen Kontaktgabel jedoch hinter dem Sockel-M liegt und daher in der Zeichnung nicht zu sehen ist. Die Gabeln 17 und 18 sind mit den beiden Polen der Sekundärwicklung 22 eines Transformators verbunden, dessen Primärwicklung 2, 3 an der Wechselstromquelle 1 liegt.
Der Nullpunkt der Sekundärwicklung 22 führt zu dem einen Pol des Gleichstromverbrauchers, während dessen zweiter Pol durch die Leitung 24 zu der Gabel des Kontaktmessers 16 geführt ist.
Der Glasballon 9 kann nach oben abgehoben werden, wobei die Kontaktmesser aus ihren Gabeln herausgezogen werden, und in einfachster Weise durch einen andern ersetzt werden. Er kann ebenso wie die Glühlampe ein Gegenstand der Massenfabrikation sein, so dass nach Verschleiss der Kontakte 7, 8, 10 wohlfeiler Ersatz sofort zur Hand ist. Der Glasballon 9 kann luftleer gemacht werden, um Oxydation der Kontakte zu vermeiden, er kann aber auch mit irgendeinem indifferenten Gase, z. B. Stickstoff
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gefüllt sein. Statt Wolfram ist für die Kontakte auch irgend ein anderes Metall mit hohem Schmelzpunkt und niedrigem Dampfdruck verwendbar.
Die den Kontakt 10 tragende Feder 6 ist mit der Frequenz des schwingenden Magneten j'in Resonanz und legt daher entsprechend ihrer geringen Masse grosse Schaltwege zuruck, auch wenn die Amplituden des Magneten 3 sehr klein sind.
Entscheidend für die Erhaltung der Kontakte 7, 8, 10 ist es, dass die Unterbrechungen in dem Augenblicke stattfinden, in dem der Strom durch den Nullwert hindurchgeht. Um die Bewegungen so einregeln zu können, muss die Phase der Schwingungen der federnden Zunge 6 gegenüber der Phase des Wechselstromes richtig gewählt sein. Damit kleine Änderungen in der Frequenz des Wechselstromes keinen störenden Einfluss auf die Phase haben, genügt es, dem schwingenden System eine hinreichend grosse Dämpfung zu geben.
Statt des Magneten 3 lässt sich auch eine Kondensatorplatte verwenden, die durch elektrostatische Kräfte in Bewegung gehalten wird.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Gleichrichter mit schwingendem Umschalter, dadurch gekennzeichnet, dass auf einem von dem Wechselstrom in Schwingungen versetzten Magneten (3) der eine Kontakt (10) federnd, der Gegenkontakt (7, 8) starr befestigt ist.