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Elektrischer Anlasser.
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Anlasser, bei dem ein im Sehaltraum eines kippbaren Behälters angeordneter Widerstand beim Kippen des Behälters durch eine aus dessen Vorratsraum austretende leitende Flüssigkeit nach und nach kurzgeschlossen wird. Die Erfindung besteht darin, dass an dem festen Widerstandskörper oder in dem zweckmässig aus leitendem Material bestehenden Behälter Kanäle oder Führungen angebracht sind, durch welche beim Kippen die kurzschliessende Flüssigkeit aufsteigen bzw. abfliessen kann.
iuedurch wird gegenüber einem bekannten Vorschlag, bei dem die Flüssigkeit in dünnem Strahl entlang einer Widerstandsspirale von oben herabgegossen wird, der Vorteil erreicht, dass die von unten aufsteigende Flüssigkeit beim Kurzschliessen vorbestimmbare Stellen des Widerstandes in vorausberechenbarer Weise berühren und somit kurzschliessen wird und ein kontinuierliches stufenloses Kurzschliessen erfolgt, ohne dass Funkenbildungen und Ionisationen möglich sind. Bei der bekannten Vorrichtung müsste sich nämlich der Strahl in Tropfen auflösen, die dann von einer Windung des Widerstandes zur anderen herabtropften und einen Funkenregen zur Folge haben müssten. Hiedurch erfolgte ein unregelmässiges Einschalten.
Dies sind Nachteile, die bei der Erfindung nicht vorhanden sind.
In allen Fällen besteht der Vorteil, dass eine praktisch stufenlose Abschaltung der Einschaltoder Vorschaltwiderstände stattfindet, ohne jede Funkenbildung. Des weiteren ist man in der Lage, durch Wählen der Form des durch die leitende Flüssigkeit allmählich kurz geschlossenen Widerstandes auch eine beliebige Anlasscharakteristik durchzuführen. Man kann also einen Widerstandskörper gleichbleibenden oder sich nach irgendeinem Gesetz ändernden Querschnittes wählen, ebenso kann man die
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An Stelle derart den Kippanlasser selbst gemäss der Erfindung den jeweiligen elektrischen Frforder- nissen des Anlassens anzupassen, kann man auch den anderen Weg beschreiten, dass man die mechanische Kippbewegung selbst nach irgendeinem Gesetze ausführt, also beispielsweise derart, dass der Betätigungshebel unter Zwischenschaltung eines Daumens oder einer anderen geeigneten mechanischen Übertragungsvorrichtung trotz seiner gleichmässigen Schaltbewegung eine andersgeartete Kippbewegung des Anlassers herbeiführt.
An Stelle oder neben solchen mechanischen Übertragungselementen kann man auch irgendeine Bremsvorrichtlmg entweder für den Betätigungshebel oder, bei elastischer Verbindung des elektrischen Bestandteiles mit dem Schaltorgan beispielsweise durch eine Feder, Bremsvorrichtungen für eines dieser Elemente, Hemmwerke od. dgl. vorsehen, um wiederum ein bestimmtes Anlassgesetz durchzuführen oder eine bestimmte Einschaltgeschwindigkeit zu sichern.
Die Erfindung umfasst ausserdem noch zweckmässige Ausführungsformen eines derartigen Kippschalters zunächst in der Weise, dass die Widerstände, welche durch die leitende Flüssigkeit kurzgeschlossen werden sollen, in einem leitenden Gehäuse eingebaut sind derart, dass sie an einem Ende mit dem leitenden Gehäuse in Verbindung stehen, während sie am anderen Ende isolierte Herausführungen zu den Anschlusselementen (Klemmen) besitzen. Demnach wird also der Anlasser mit dem leitenden Gehäuse einerseits und den erwähnten Anschlussklemmen anderseits in den zu steuernden bzw. zu beeinflussenden Stromkreis eingeschaltet. Das leitende Gehäuse besitzt ferner einen Aufnahmeraum für die Kurzschlussflüssigkeit und Kanäle in der Umgebung der Widerstände, schliesslich auch Eintritts-und Rücktritts- öffnungen bzw.
Leitungen für die Kurzschlussflüssigkeit derart, dass diese beim Kippen zum Zwecke des Anlassens aus dem Aufnahmeraum in die Kanäle in der Umgebung der Widerstände eintreten und entlang dieser Widerstände in unmittelbarem Kontakt mit diesen aufsteigen kann, bis die Widerstände kurz geschlossen sind, während beim Kippen zum Zwecke des Ausschaltens wiederum die gleichen oder andere Öffnungen bzw. Kanäle vorgesehen sind, welche den Rückfluss der Kl1rzscblussflÜssigkeit in den Aufnahmeraum des leitenden Gehäuses aus den Kurzsohlusskanälen ermöglichen.
Die Erfindung sei nunmehr in einigen Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnung erläutert :
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zeigt einen lotrechten Schnitt durch eine Ausführungsform ohne Schaltröhre, Fig. 4 zeigt eine Seitenansicht eines Anlassers in der Ausbildung gemäss Fig. 3 mit angeschlossenem Schalthebel. Die Fig. 5, 6,7 zeigen in Rückansicht und teilweisem Schnitt bzw. in Draufsicht und teilweisem Schnitt bzw. in Längsschnitt eine Ausführungsform der Erfindung in der besonderen Anwendung als Anlasser für einen Induktionsmotor.
Der Anlasser besteht aus einem drehbaren Gehäuse 1, das mit einem Lagerzapfen 11, an dem ein
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Klemme 101 zum Anschluss der Netzleitumg verbunden, der Kontakt 105 ist mit einer anderen isolierten Klemme 102 verbunden, der Kontakt 104 ist mit einer leitenden Kappe 80 am Kopfe eines vorzugsweise keilförmigen Widerstandskörpers 2, insbesondere aus Kohle od. dgl. des eigentlichen Kippanlassers
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umschliesst den Widerstandskörper 2 unter Freilassung eines Zwischenraumes 12 und trägt eine Anschlussklemme 101. Die in der Zeichnung untere Spitze des Widerstandskörpers 2 ist zweckmässig mit einer Metallkappe 110 versehen.
Eine Rohrleitung 22 mündet nahe der tiefsten Stelle des Gehäuses 1 ein und führt zu einem durch die Wand 9 gebildeten Behälter 7, der auch eine unmittelbare Verbindungsöffnung 21 zum oberen Ende des Zwischenraumes zwischen Körper 2 und Gehäuse 1 besitzt. Vor dem Einschalten hat man sich den Schalter aus der gezeichneten Betriebsstellung in die etwa horizontale Ausschaltstellung in Richtung des eingezeichneten Pfeils 109 im Uhrzeigersinn gedreht zu denken. Die leitende Flüssigkeit befindet sich dann an einem Ende der Röhre 106 und bedeckt höchstens den Kontakt 103, während sie im Anlasser in dem Behälter 7 gesammelt ist.
Beim Kippen in einer dem Uhrzeigersinn entgegengesetzten Richtung, etwa um 900, nimmt die leitende Flüssigkeit in der Röhre 706 sogleich die eingezeichnete Stellung ein und überbrückt sogleich sämtliche Kontakte 103, 104, 105, verbindet also die Klemmen 101 einerseits mit dem Widerstandskörper 2 und anderseits mit der zweiten Klemme 102. Aus dem Vorrats- behälter 7 fliesst die leitende Flüssigkeit allmählich durch den Kanal 12 in den Zwischenraum 12, steigt in diesem Zwischenraum allmählich auf, bedeckt hiebei allmählich die Fläche des Widerstandskörpers 2 und schliesst diesen derart allmählich kurz.
Der Anlassstrom fliesst hiebei durch den noch nicht kurz geschlossenen Teil des Widerstandskörpers 2, die leitende Flüssigkeit zur Wand der Kammer 1 und von dieser zur Klemme 707. Sobald die leitende Flüssigkeit die Kappe 80 erreicht hat, ist der Widerstandskörper 2 vollständig kurzgeschlossen. Bei der Abschaltung werden die Kontakte 103, 104, 105 sogleich voneinander getrennt, während die leitende Flüssigkeit durch den Kanal 12 und durch die Übertritts- öffnung 21 in den Vorratsbehälter 7 zurücktritt.
Bei Verwendung des Kippschalters zum Anlassen eines Nebenschlussmotors wird die Klemme 101 mit dem Netz, der Kontakt 102 mit der Feldwicklung und die Klemme 107 mit dem Anker des Motors verbunden. Beim Einschalten wird die Feldwicklung sogleich an volle Spannung gelegt, während der Ankerstrom allmählich anwächst.
Bei Drehstrommotoren wird die Statorwicklung durch gewöhnliche Messersehalter unmittelbar ans Netz gelegt und es kann deshalb die Schaltröhre 106 (Fig. 1) beim Anlasser wegfallen. Sonst müssten drei getrennte Schaltröhren 106 für jede Phase der Statorwicklung vorgesehen werden. Die Rotorwicklung ist im Stern geschaltet und das freie Ende einer jeden Wicklungsphase mit der Klemme 107 je eines von drei Kippa)) lasser gemäss der Erfindung verbunden, während die Widerstandskörper dieser drei Anlasser durch eine Kurzschlussleitung miteinander verbunden sind. Zweckmässig sind die drei Anlasser auf gemeinsamer Achse 11 befestigt und werden gleichzeitig mit dem Motorhauptsehalter betätigt. Beim Kippen derselben findet ein allmähliches Kurzschliessen der Rotorwicklung statt.
Vorteilhaft werden die den einzelnen Rotorphasen zugeordneten Widersstandskörper samt ihren Kanälen in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet und mit diesen gekippt.
Bei der Ausführungsform der Fig. 3 ist der Kanal 22 unmittelbar im Gehäuse 1 ausgebildet, unten durchgebohrt und durch einen Stöpsel 24 geschlossen. 23 ist eine Verbindungsöffnung zwischen dem Kanal 22 und den Zwischenräumen 12. Das Isolierstück 20 tritt an Stelle des Isolierstückes 108 der Fig. 1 und enthält einen Überleitungskanal 17 für die leitende Flüssigkeit aus dem Zwischenraume 12, durch die Übertrittsöffnung 21 in den Behälter 7. Die Kappe 80 am Widerstandskörper 2 ist unmittelbar mit einer Anschlussklemme 6 verbunden, welche durch den abnehmbaren Deckel 19 isoliert herausgeführt ist. 82 ist ein Zwischenstück aus Isoliermaterial.
Zwischen dem unteren Ende des Widerstandskörpers 2 und der Wandung 1 ist ein Distanzstück 18 aus Isoliermaterial angebracht, welches Bohrungen enthält, die den Übertritt der leitenden Flüssigkeit aus dem linken Zwi schenraum. 72 in den rechten Zwischen- raum 12 gestatten. Der Behälter ist mit dem Verbrauchsapparat oder dem Netz verbunden. In der gezeichneten Einschaltstellung hat die leitende Flüssigkeit ungefähr das obere Niveau 81.
Gemäss den Fig. 4,5, 6 sind (jedes für sich) die drei Gehäuse 1 mit ihren Achsen 11 drehbar auf leitenden Tragarmen 51 gelagert, welche zu Klemmen 50 geführt sind, welche als Anschlussklemmen für den Läufer des anzulassenden Drehstrommotors dienen. Die Widerstände 2 usw. (Fig. 6) sind isoliert
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verbunden sind. Zur Herbeiführung der Kippbewegung sind sämtliche drei Gehäuse 1 durch eine starre Brücke 42 aus Isoliermaterial mechanisch miteinander verbunden. An dieser Brücke 42 greift nun ein Arm 43 an, der auf der Achse 44 des eigentlichen Betätigungsorganes 45 befestigt ist. Auf der Achse 44 ist ferner eine Hülse 45 drehbar gelagert und wird durch eine Spiralfeder 54 mit der Achse 44 verbunden.
Diese Hülse 45 trägt eine Scheibe 46 aus Isoliermaterial, auf welcher an beiden Seiten federnde Kontakt'3 35 angebracht sind, von denen je zwei gegenüberliegende leitend miteinander verbunden sind.
Bei der angenommenen dreiphasigen Anordnung sind drei solche Kontaktpaare angeordnet, zweckmässig um 1200 gegeneinander versetzt. In geeigneten Schildern zu beiden Seiten der Scheibe 46 sind nun die festen Gegenkontakte 49 für die federnden Kontakte 35 gelagert und führen einerseits zu den
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Klemmen 36, anderseits zu den Klemmen 37. Eine Feder 47 mit einstellbarer Spannung sucht den Schalter in die Einschaltstellung nach Überschreiten einer Totpunktlage zu bringen oder, vor einer Totpunktlage, in der Ausschaltstellung zu fixieren. Ein die beiden Schilder zu beiden Seiten der Scheibe 46 isoliert durchsetzender und mit ihnen verschraubter Bolzen ? geht durch eine Aussparung der Scheibe 46 hindurch und dient als Bewegungsbegrenzung der Scheibe.
An die Klemmen 36 ist die Ständerwicklung angeschlossen, die Klemmen 27 sind mit dem Netz verbunden.
Die Einrichtung-wirkt in folgender Weise : Wird das Schaltorgan, 4j aus der Ausschaltstellung in die Einschaltstellung bewegt, so wird zuerst die Scheibe 4fJ. mitgenommen und hiedurch der Ständer über die Klemmen 37, 36 und die Schaltkontakte 35 an Spannung gelegt. Bei fortschreitender Drehung werden die Gehäuse 1 durch den Arm 43 mit Hilfe der Brücke 42 gekippt, bis die Widerstände vollständig kurzgeschlossen sind. Beim Ausschalten findet der umgekehrte Vorgang statt.
Die Feder 54 ist einerseits mit der Achse 44 und anderseits mit der Hülse 45 als Widerlager verbunden und hat die Wirkung, dass je nach ihrer Vorspannung der Schalter 35 nach Art eines Momentschalters herausgeworfen wird, bevor die Widerstände 2 im Gehäuse 1 vollständig ausgeschaltet sind, und beim Ausschalten erst dann hinreichend gespannt ist, um die Schalter 35 herauszuziehen, wenn die Widerstände in den Gehäusen 1 wiederum vollständig eingeschaltet sind.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 7 ist das Überlaufrohr 56 abgebogen, so dass auch bei schneller Schaltung ein ungewünschtes Überströmen der Kontaktflüssigkeit in den'Kanälen 12 durch die Off' nung 21 verhindert wird. 55 ist ein Schutzgehäuse für den ganzen Schalter, das infolge einer Blockierung nur bei ausgeschaltetem Anlasser und offenen Kontakten 35,49 abgenommen werden kann, so dass die Herstellung der Gehäuse j ! ads leitendem Material völlig ungefährlich ist.
Der feste Widerstand kann aus jedem geeigneten Material bestehen, das durch die Kontakt-bzw.
Kurzschlussflüssigkeit nicht angegriffen wird. Als besonders vorteilhaft hat sich Kohle herausgestellt.
Als leitende Flüssigkeit kann ausser Quecksilber jede andere benutzt werden, die nicht am Widerstandsmaterial haften bleibt, insbesondere auch Wasser mit einem leitenden Zusatz, z. B. Salz od. dgl.
Wenn das Gehäuse 1 aus nicht leitendem Material hergestellt ist, so muss natürlich irgendeine Einführungselektrode für den Strom vorgesehen werden, gleichfalls aus Material, das nicht durch die leitende Flüssigkeit angegriffen wird.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Elektrischer Anlasser, bei welchem ein im Schaltraum eines kippbaren Behälters angeordneter Widerstand beim Kippen des Behälters durch eine aus dessen Vorratsraum austretende leitende Flüssigkeit nach und nach kurzgeschlossen wird, dadurch gekennzeichnet, dass an dem festen Widerstandskörper (2) oder an dem zweckmässig aus leitendem Material bestehenden Behälter (1) Kanäle (12) angebracht sind, durch welche beim Kippen die kurzschliessende Flüssigkeit aufsteigen bzw. abfliessen kann.