DE102004057606A1 - Drehstromflüssigkeitsanlasser, Anlassverfahren, Isolierverfahren und Phasendurchführung - Google Patents

Drehstromflüssigkeitsanlasser, Anlassverfahren, Isolierverfahren und Phasendurchführung Download PDF

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Abstract

Flüssigkeitsanlasser herkömmlicher Bauart sind technisch und konstruktiv sehr aufwendig und dadurch insbesondere für kleine Leistungsbereiche zu teuer. DOLLAR A Die vorliegende Erfindung schlägt eine vorteilhafte Kurvenbahn zum Zusammenführen einer beweglichen und einer ortsfesten Elektrode vor. Außerdem schlägt sie eine gezielte Anordnung von Glasfasermaterial zum Isolieren und eine vorteilhafte Phasendurchführung durch eine Gehäusewand eines Drehstromflüssigkeitsanlassers vor.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Drehstromflüssigkeitsanlasser, ein Verfahren zum Anlassen einer Maschine mit einem Drehstromflüssigkeitsanlasser, ein Verfahren zum Isolieren zweier Elektroden in einem Drehstromflüssigkeitsanlasser und eine Phasendurchführung durch eine Gehäusewand eines Drehstromflüssigkeitsanlassers.
  • Drehstromflüssigkeitsanlasser werden zum Anlassen und Regeln von Drehstrom-Asynchronmotoren mit Schleifringläufer, beispielsweise mit Bemessungsleistungen von 50 bis 700 kW, eingesetzt.
  • Nach ihrer Definition sind Flüssigkeitsanlasser Geräte, bei welchen der Widerstand jedes Stromzweiges, also jeder Phase, durch die Flüssigkeitssäule eines Elektrolyts gebildet wird. Durch die Änderung der Länge und/oder des Querschnitts der Flüssigkeitssäule kann der Widerstand kontinuierlich oder sprunghaft geändert werden. Zumindest eine Elektrode der Stromzweige wird hierzu meist bewegt. Sobald ein minimaler Widerstand zwischen den Elektroden eines Stromzweiges erreicht ist, ist der Anlassvorgang beendet.
  • Für das Verstellen der Elektroden besitzen die Anlasser üblicherweise einen Motorstellantrieb und einen Hand-Notantrieb. Außerdem kann für eine schnelle Rückführung des Anlassers in die Anfangsstellung mit ma ximalem Widerstand zwischen den Elektroden ein Hilfsmagnet oder eine Feder vorgesehen sein.
  • Regelmäßige Anwendungsbereiche für Anlasser der hier betrachteten Art sind Zement- und Hammermühlen, Ventilatoren und Verdichter, Pumpen, Shredderanlagen, Walzwerkantriebe, Ilgner-Gruppen, Holzschleiferantriebe, Kesselwasserspeisepumpen, Anwurfmotoren für Gasturbinen und Prüfstände.
  • Im allgemeinen schaltet ein Endschalter beim Erreichen der Endstellung der bewegten Elektrode, also beim Erreichen des minimalen Widerstands, ein Schütz ein, das den Läuferkreis kurzschließt. Danach kann der Anlasser in seine Anfangsstellung mit maximalem Widerstand zurückgefahren werden. Alternativ hierzu kann der Anlasser auch erst nach dem Abschalten wieder zurückgefahren werden.
  • Das Kurzschlussschütz ist oft fest am Anlasser in einem Schutzgehäuse angebaut. Zum Einsatz können beispielsweise Luftschütze in Barrenausführung zum Schalten ohne Last kommen. Die Magnetspulenerregung kann in diesem Falle bevorzugt durch Gleichstrom erfolgen. Der notwendige Gleitrichter kann bereits im Kurzschlussschütz integriert sein. Bei Regelanlassern wird der Restwiderstand bei minimalem Widerstand als Schlupfwiderstand genutzt. Bei Flüssigkeitsanlassern ist dagegen systembedingt ein Kurzschlussschütz erforderlich, das den Restwiderstand im Anlasser überbrückt.
  • Die während des Anlassens entstehende Wärme wird im Elektrolyt gespeichert. Das Elektrolyt beginnt hierdurch zu zirkulieren. Anschließend wird die Abwärme über die Behälteroberfläche an die Raumluft abgeführt.
  • Flüssigkeitsanlasser der beschriebenen Art sind beispielsweise aus der Broschüre „BEA Flüssigkeitsanlasser" der BEA Technische Dienste Rheinland GmbH, 40568 Düsseldorf, bekannt. Die dort beschriebenen Flüssigkeitsanlasser bestehen aus einem starkwandigen Stahlblechbehälter, der die Widerstandsflüssigkeit – also das Elektrolyt – und das Elektrodensystem aufnimmt. Innen ist der Behälter nach metallisch blanker Strahlung mit einem dreifachen Anstrich aus Epoxydharzlack in einer Auftragsstärke von etwa 0,2 mm beschichtet. Da in der Praxis nahezu ausschließlich Drehstromflüssigkeitsanlasser vorkommen, sind drei feste und drei gemeinsam verstellbare Elektroden eingebaut. Je nach Widerstandsverhältnis und Strombelastbarkeit besteht jede Elektrode aus mehreren konzentrischen Stahlzylindern. Hierfür werden kohlenstoffarme Stahlbleche verwendet.
  • Die verstellbaren Elektroden sind an einer Tragbrücke befestigt, die bei der üblichen Sternschaltung der Elektrodensysteme den Stern des Anlassers bildet. Die festen Elektroden haben eine leitende Verbindung zu Anschlussstellen für Läuferkabel.
  • Um die Widerstandssäule und damit den Anfangswiderstand der drei Phasen so groß wie möglich zu halten, sind die Elektroden durch Gefäße aus Keramik voneinander isoliert. Beim Verstellen der Tragbrücke schie ben sich die beweglichen Elektroden in die festen Elektroden, ohne sich zu berühren. Die Elektroden liegen dann in einem gemeinsamen Überlappungsbereich. Dadurch wird die Widerstandssäule minimiert, und es ergibt sich ein kleinster Endwiderstand. Der Anlassvorgang ist damit abgeschlossen.
  • Im Boden der Isoliergefäße sind Löcher so angeordnet, dass durch den thermischen Auftrieb eine Kreislaufbewegung des Elektrolyten einsetzt, die für eine rasche Abführung der Wärme aus dem Elektrodenbereich sorgt.
  • Die Verstelleinrichtung für die beweglichen Elektroden wird durch ein Spindel-Antriebssystem bereitgestellt. Ein Motor treibt über ein Getriebe eine Spindel an, die die beweglichen Elektroden vertikal in das Elektrolyt hineinfährt, um den Anlassvorgang durchzuführen. Auf demselben Wege werden die beweglichen Elektroden wieder hinausgeführt, wenn der Anlassvorgang beendet ist.
  • Der Elektrolyt kann an den gewünschten Betriebszustand besonders einfach angepasst werden. Der Elektrolyt besteht aus Wasser, welchem Anlassersalz in Form technisch reinen Natriumcarbonats zugemischt wird. Die endgültige Elektrolytkonzentration wird bei Inbetriebnahme der Anlage den geforderten Betriebsbedingungen angepasst. Ist eine Verstärkung der Elektrolytkonzentration nötig, weil der Anlassstrom zu niedrig ist, wird gelöstes Anlassersalz in kleinen Mengen zugemischt, bis der gewünschte Wert erreicht ist. Ist die Konzentration zu groß, also der Anlasserstrom zu hoch oder der Hochlauf zu heftig, wird ein Teil des Elektrolyten abgelassen und Wasser nachgefüllt. Bei optimaler Auswahl der Elektroden, der Trenntopf-Kombination, der Motorcharakteristik und der Elektrolyt-Konzentration entsteht beim Einschalten des Kurzschlussschützes kein Momentenstoß.
  • Aus der Reichspatentschrift 345600 ist ein Flüssigkeitsanlasser bekannt, bei welchem eine bewegliche Elektrode an einer Welle befestigt ist und über einen Hebel in ein Elektrolytbecken hineingefahren werden kann, dessen eine Wand durch eine ortsfeste Elektrode gebildet wird. Die bewegliche Elektrode ist eine Scheibe. Sie kann in ihrer Ebene parallel zur Ebene der festen Elektrodenscheibe in den Elektrolyten hineingeschwenkt werden. Mit Eintauchen in den Elektrolyten liegt die bewegliche Elektrode in einer Überlappung mit der festen Elektrode. Die eingetauchte Fläche der beweglichen Elektrodenscheibe wird mit zunehmendem Einschwenken größer, so dass bei gleichbleibendem Widerstand der Gesamtstrom zunimmt. Um zusätzlich noch den Widerstand zu verringern, kann die bewegliche Elektrodenscheibe senkrecht zu ihrer Schwenkebene zur feststehenden Elektrode hin verfahren werden. In einer bevorzugten Ausführungsform schlägt die Druckschrift vor, dass die Schwenkbewegung und das Verfahren zum Verringern des Widerstands abhängig voneinander erfolgen sollen.
  • Weitere Flüssigkeitsanlasser sind der Patentschrift 140467 des Kaiserlichen Patentamts, den Patentschriften 319408, 352665, 354478, 388707, 413150, 417861, 529894, 533702 und 637079 des Reichspatentamts, den Auslegeschriften 1 133 796 und 1 142 652 des Deutschen Patentamts sowie den Offenlegungsschriften 2 038 849, DE 30 27 673 A1 , DE 44 06 481 A1 und DE 44 10 959 A1 des Deutschen Patentamts zu entnehmen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, kompakte und technisch kostengünstig herstellbare Drehstromflüssigkeitsanlasser bei guter Regelbarkeit mit guter Linearität der Anlass-Widerstandskurve zur Verfügung zu stellen.
  • Nach einem ersten Aspekt der Erfindung löst diese Aufgabe ein Drehstromflüssigkeitsanlasser mit einer ortsfesten Elektrode, einer beweglichen Elektrode und einer Verstelleinrichtung, welche die bewegliche Elektrode von einer entfernten Anfangsstellung zu einer der festen Elektrode nahen Endstellung fahren kann, wobei die Verstelleinrichtung die bewegliche Elektrode zwischen der Anfangsstellung und der Endstellung auf einer solchen Kurvenbahn fährt, dass sich diese weitgehend horizontal in einen Überlappungsbereich mit der festen Elektrode hinein bewegt.
  • Flüssigkeitsanlasser arbeiten naturgemäß immer mit einem mit Flüssigkeit gefüllten Behälter. Aus Gründen der einfachen Wartung und der Betriebssicherheit ist es von Vorteil, wenn die Verstelleinrichtung oberhalb des Flüssigkeitsbehälters und somit oberhalb des Flüssigkeitsspiegels des Elektrolyts ist. Üblicherweise werden die beweglichen Elektroden dabei vertikal von oben herab in den Elektrolyten geführt. Dies erfordert eine große Raumfreiheit oberhalb des Flüssigkeitsbehälters. Um dieses Erfordernis zu umgehen und somit eine geringere Bauhöhe zu ermöglichen, führt der vorgestellte Aspekt der Erfindung die bewegliche Elektrode in den Überlappungsbereich mit der ortsfesten Elektrode weitgehend horizontal hinein, also parallel zur Oberfläche des Elektrolyten und somit über eine lange Strecke unterhalb der Oberfläche des Elektrolyten.
  • Der vorgestellte Aspekt der Erfindung hat erkannt, dass sich hierfür insbesondere eine Kurvenbahn eignet. Das Heranführen der beweglichen Elektrode an die ortsfeste Elektrode ist bevorzugt schon vor dem Eintreten in den Überlappungsbereich mit einer starken horizontalen Komponente versehen. Auf diese Weise kann sich die bewegliche Elektrode schon eine längere Strecke unterhalb der Elektrolytoberfläche bewegen und dabei schlicht durch Verkürzen des Abstands zwischen den beiden Elektroden den elektrischen Widerstand innerhalb der verbleibenden Flüssigkeitssäule verkürzen.
  • Demgegenüber kann der Anlasser aus der Patentschrift 345600 des Reichspatentsamts den Widerstand nicht durch die einfache Schwenkbewegung der beweglichen Elektrode verkleinern. Der dortige Anlasser benötigt eine sekundäre Bewegung, um einen kleineren Widerstand herbeizuführen.
  • Begrifflich sei erläutert, dass unter einer „weitgehend horizontalen" Bewegung eine solche Bewegung verstanden wird, die einen Winkel von maximal 45° zur Horizontalen einnimmt. Insbesondere sind solche Rich tungen hierunter zu verstehen, die gegenüber der Horizontalen einen Winkel von höchstens 30°, vor allem von höchstens 20°, aufweisen. Die Horizontale bildet sich an der Oberfläche der Elektrolytflüssigkeit ab. Bei einem Flüssigkeitsanlasser, der nicht mit Elektrolytflüssigkeit befüllt ist, ist die Horizontale an der Ebene seiner Standfüße zu erkennen.
  • Es versteht sich, dass die Verstelleinrichtung auch dann eine sehr geringe Bauhöhe ermöglicht, wenn die bewegliche Elektrode auf einer geraden Bahn weitgehend horizontal an den Überlappungsbereich heran und/oder in den Überlappungsbereich hineingeführt wird. Eine Schwenkbewegung oder eine Kurvenbahn sind hierfür nicht vonnöten. In diesem Falle steigt jedoch das erforderliche horizontale Baumaß des Anlassers, so dass eine Kurvenbahn bevorzugt wird.
  • Begrifflich sei noch erläutert, dass unter einem Überlappungsbereich derjenige Bereich in der potentiellen Bewegungsfreiheit der beweglichen Elektrode verstanden wird, innerhalb dessen diese eine Überlappung mit der ortsfesten Elektrode einnimmt. Eine Überlappung zwischen zwei scheibenförmigen, zueinander parallelen Elektroden liegt dann vor, wenn sich bei einer Projektion beider Elektroden auf eine zu den beiden Elektroden parallele Ebene eine Überschneidung der beiden Projektionen der Elektroden ergibt.
  • Die Kurvenbahn der beweglichen Elektrode kann insbesondere eine kreisförmige Bahn sein. Es bietet sich hierfür an, die bewegliche Elektrode an einer Antriebswelle anzuordnen, welche im Betrieb des Anlassers oberhalb des Flüssigkeitsspiegels des Elektrolyten liegt.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform eines Anlassers nach dem vorgestellten Aspekt der Erfindung führt die bewegliche Elektrode eine Verschwenkung mit einem Schwenkwinkel zwischen 50 und 80°, insbesondere zwischen 60 und 70°, überwiegend oder bevorzugt komplett unterhalb der Oberfläche des Elektrolyten aus. Somit bleibt die Elektrodenkonfiguration im Bereich der linearen Anlass-Wiederstandskurve.
  • Ein Anlasser nach dem beschriebenen Aspekt der Erfindung weist eine besonders feine Regelbarkeit auf, wenn zumindest eine Elektrodenscheibe, bevorzugt jedoch sowohl die feststehende als auch die bewegliche Elektrode, eine asymmetrische Form aufweist. Eine einfache Form dieser Art kann beispielsweise in einer Rechteckform mit einer schrägen Ausnehmung bestehen.
  • Der vorgestellte Aspekt der Erfindung führt die bewegliche Elektrode nicht genau horizontal an den Überlappungsbereich heran und horizontal in diesen hinein, sondern fährt die bewegliche Elektrode über eine Kurvenbahn, die nur weitgehend horizontal ist. In dem Falle, dass die bewegliche Elektrode um eine Welle herum verschwenkt wird, die oberhalb des Elektrolyten verläuft, bewegt sich die bewegliche Elektrode demzufolge leicht von oben an den Überlappungsbereich heran. Eine Schräge an der feststehenden und/oder an der beweglichen Elektrode kann vorteilhaft zumindest in etwa senkrecht zur eigentlichen Annäherungsrichtung der E lektroden aneinander ausgerichtet werden. Auf diese Weise wird sicher vermieden, dass eine Ecke einer Elektrodenscheibe einen deutlich kürzeren Flüssigkeitssäulenweg hat als der Rest der Scheibe, was die Ecke über Gebühr mit elektrischem Strom belasten würde. Sobald die schräge Kante senkrecht zur effektiven Annäherungsrichtung ausgerichtet ist, verteilt sich der durch das Elektrolyt fließende Strom schon während der Annäherung und beim Eintauchen in den Überlappungsbereich zumindest auf die lange schräge Kante. Der Anlasser wird auf diese Weise deutlich langlebiger.
  • Die schrägen Kanten der beweglichen Elektrode und/oder der ortsfesten Elektrode sind sehr geeignet zueinander ausgerichtet, wenn sich beim Eintauchen der beweglichen Elektrodenscheiben in die feststehenden Elektrodenscheiben eine Ebene senkrecht zur Schwenkebene und senkrecht zu den Stirnkanten der Elektrodenscheiben ergibt, die genau durch alle Stirnkanten der Elektrodenscheiben verläuft. Üblicherweise sind an einer Elektrode mehrere Elektrodenscheiben angeordnet, beispielsweise jeweils sechs Scheiben an der beweglichen Elektrode und jeweils sieben Scheiben an der feststehenden Elektrode.
  • Entsprechend der Anwendung ist es regelmäßig von Vorteil, wenn ein Anlasser jeweils drei feste und drei bewegliche Elektroden aufweist. Sämtliche beweglichen Elektroden können an einer gemeinsamen Antriebswelle befestigt sein.
  • Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung löst die gestellte Aufgabe ein Anlasser, bei welchem die Verstelleinrichtung die bewegliche Elektro de zwischen der Anfangsstellung und der Endstellung auf einer Kurvenbahn permanent in der Kurvenebene auf die feste Elektrode hin bewegt, bis sie gegen Ende der Verstellstrecke in einen Überlappungsbereich tritt.
  • Alternativ und kumulativ zum Vorgenannten löst die Aufgabe auch ein Drehstromflüssigkeitsanlasser, bei welchem zwischen zwei festen Elektroden eine Isolationswand vorgesehen ist, die ein Glasfasermaterial aufweist, während der Flüssigkeitsbehälter metallen ist.
  • Bei bislang bekannten Anlassern ist die Isolationsauskleidung des Flüssigkeitsbehälters und der Trennkammer aus einem Gummiwerkstoff oder aus Keramik. Vereinzelt gibt es auch Flüssigkeitsbehälter, die vollständig aus Glasfasermaterial hergestellt sind.
  • Der vorgestellte Aspekt der Erfindung erkennt demgegenüber, dass die hervorragende Isolierungswirkung des Glasfasermaterials zwar zwischen den ortsfesten Elektroden eingesetzt werden sollte, dass jedoch auch bei den gewaltigen Spannungen in einem Anlasser der betrachteten Art sämtliche übrige Isolierung anders aufgeführt sein kann.
  • In einer bevorzugten Ausführungsvarianten ist der Flüssigkeitsbehälter an sich außerdem mit Glasfasermaterial ausgekleidet. Das Metall des Flüssigkeitsbehälters macht diesen robust, gut transportierbar und kostengünstig. Gleichzeitig wird das Glasfasermaterial gezielt nur zum Isolieren eingesetzt.
  • Zum Isolieren der ortsfesten Elektroden gegeneinander und/oder zum Isolieren des Gehäuses wird vorgeschlagen, dass die Innenseiten des Flüssigkeitsbehälters zunächst mit einer Epoxyd-Farbe grundiert werden. Auf der Trockengrundierung können anschließend Glasfasermatten aufgebracht und mit wasserfestem, hochspannungsfestem Harz durchtränkt werden. Die Dicke der dadurch entstehenden Isolationsschicht beträgt bevorzugt etwa 2 mm.
  • Aus den gleichen Glasfasermatten und Harz können auch die Trennwände einzeln angefertigt werden, welche den Innenraum des Flüssigkeitsbehälters in beispielsweise drei gleiche Kammern aufteilen.
  • Die Trennwände haben bevorzugt horizontal weit von den feststehenden Elektroden entfernt liegende Zirkulationslöcher, die eine Elektrolytbewegung zwischen den einzelnen Kammern zulassen. Dies sorgt für eine gleichmäßige Temperaturverteilung und Elektrolytkonzentration innerhalb des Flüssigkeitsbehälters. Versuche der Erfinder haben ergeben, dass ein Durchmesser von etwa 20 mm für die Zirkulationslöcher sehr geeignet ist.
  • Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung löst die gestellte Aufgabe eine Phasendurchführung zu einer ortsfesten Elektrode durch eine Gehäusewand eines Drehstromflüssigkeitsanlassers, wobei zwei axial ineinander greifende Hülsen zum Isolieren einer Zuleitung gegen die Gehäusewand verwendet werden.
  • Die Zuleitung kann auf diese Weise durch eine Achse aus Metall gebildet werden, an welcher auf der Behälterinnenseite Kupferlaschen als Verbindung zu den festen Elektroden vorgesehen sind. Gleichzeitig können auf der Behälteraußenseite Laschen zum Anschluss zum Kurzschlussschütz vorgesehen sein. Im Bereich der Durchführung durch die Gehäusewand sind die beiden Hülsen als Isolatoren vorgesehen. Dadurch, dass die Hülsen ein Stück ineinander gesteckt sind, wird auf einfache Art und Weise eine ausreichende Isolation erzielt.
  • Die Leitungsdurchführung kann insbesondere an einer Seitenwand des Gehäuses, dort bevorzugt oberhalb des Elektrolytspiegels, angebracht sein. Auf diese Weise wird die Problematik einer möglichen Undichtigkeit im Behälter umgangen.
  • Die vorgeschlagene Konstruktion und Anordnung der Leitungsdurchführungen erlaubt nach Untersuchungen der Erfinder bei einem kupfernen Anschlussbolzen eine überraschend hohe Spannungsfestigkeit (6000 V – 1 min). Außerdem benötigt eine kupferne Stromschiene zu der feststehenden Elektrode keine zusätzliche mechanische Abstützung mehr. Vielmehr kann sie unmittelbar an der Leitungsdurchführung angeschlossen sein. Die Hülsenkonstruktion und/oder das an der Außenseite des Behälters angeschlossene Kurzschlussschütz sorgen für eine ausreichende Stabilität auch im Inneren des Behälters.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt die einzige Figur einen Drehstromflüssigkeitsanlasser mit einer schwenkbaren, beweglichen Elektrode in einem schematischen Schnitt in der Schwenkebene der beweglichen Elektrode.
  • Der Drehstromflüssigkeitsanlasser 1 in der Figur dient zum Anfahren von Drehstrom-Asynchronmotoren mit Schleifringläufer mit Bemessungsleistungen von 50 bis 700 kW. Er besteht im Wesentlichen aus einem Flüssigkeitsbehälter 2, welcher in einem Innenraum 3 mit einem Elektrolyt 4 bis zu einer Spiegelhöhe 5 gefüllt ist.
  • Oberhalb des Elektrolytspiegels 5 ist eine Antriebswelle 6 senkrecht zur Schnittebene vorgesehen. An die Welle 6 ist die bewegliche Elektrode 7 momentenfest angeschlossen. Die bewegliche Elektrode 7 besteht aus einem Hebelarm 8 und fünf zueinander und zur Schnittebene parallelen Wirkflächenscheiben 9. Der Arm 8 bildet gemeinsam mit identisch aufgebauten, weiteren beweglichen Elektroden (nicht dargestellt), die hinter der Schnittebene in weiteren Phasentrennkammern liegen, eine Sternbrücke aus Kupfer. Die beweglichen Elektroden sind auf die Welle 6 mit gleichen Abständen montiert. Die hierfür benötigten Bohrungen in der Welle, in der Kupfersternbrücke und in den Elektrodenanschlusslaschen haben den gleichen Durchmesser, so dass die Baugruppe mit neun gleichen Befestigungsschrauben komplett montiert werden kann.
  • Jede bewegliche Elektrode 7 hat sechs Wirkflächenscheiben 9. Diese sind jeweils drei Millimeter dick und haben einen gegenseitigen Abstand von je 57 mm. Die einzelnen Wirkflächenscheiben 9 haben eine schräge Stirnkante 10, so dass sich eine kurze obere Flanke und eine längere untere Flanke 12 an der Wirkflächenscheibe 9 ergeben. Im konkreten Beispiel hat die kurze obere Flanke 11 eine Länge von 150 mm, während die längere untere Flanke eine Länge von 200 mm hat. Die schräge Stirnkante 10 hat eine Länge von etwa 255 mm.
  • Zwischen der – dargestellten – Ausgangsstellung und der – strichpunktiert dargestellten – Endstellung liegt ein Winkel von 65°. Während der gesamten Schwenkstrecke liegen die Wirkflächenscheiben 9 unterhalb des Elektrolytspiegels 5.
  • Innerhalb der Phasentrennkammer 3 ist eine feste Elektrode 13 angeordnet. Die ortsfeste Elektrode 13 hat sieben Wirkflächenlamellen 14. Die Lamellen 14 haben eine gleiche Materialstärke und gleiche Abstände wie die Wirkflächenscheiben 9 der beweglichen Elektrode 7. Sie sind entlang der Längsachse 6 so in Bezug auf die bewegliche Elektrode 7 abgestimmt, dass in der Endposition 15 exakt einheitliche Abstände zwischen den Scheiben 7 und den Lamellen 14 vorliegen. Die Abstände sind so berechnet, dass bei dem Überlappen der Scheiben 9 und der Lamellen 14 im Überlappungsbereich 16 keine elektrischen Überschläge stattfinden.
  • Die Lamellen 14 sind mit einer Höhe von 300 mm um 50 mm höher als die Lamellen 9, sodass die Lamellen 9 in den Überlappungsbereich vollständig eintreten können.
  • Die ortsfeste Elektrode 13 stützt sich rückwärtig über zwei Isolatoren 17, 18 gegen eine Gehäusewand 19 ab. Über eine stromleitende Kupferverbindung 20 ist die feste Elektrode 13 unmittelbar an einer Leitungsdurchführung 21 aufgehängt. Die Leitungsdurchführung 21 durch die Behälterwand 19 ist seitlich oberhalb des Elektrolytspiegels 5 angebracht. Somit besteht keine Gefahr einer Undichtigkeit an der Stelle der Leitungsdurchführung 21.
  • Innerhalb der Leitungsdurchführung 21 durchläuft ein Kupferbolzen 22 eine Hülse aus einem ersten Hülsensteckteil 23 und einem zweiten Hülsensteckteil 24, wobei das zweite Hülsensteckteil 24 mit einer Klemmpassung in das Hülsensteckteil 23 eingesteckt ist.
  • Die stromführende Kupferlasche 20 ist direkt an die feststehende Elektrode 13 angeschraubt. Die Elektrodenanschlüsse und Befestigungen sind somit zugänglich, wodurch Service und Wartungsarbeiten sehr einfach durchführbar sind.
  • Außerhalb des Behälters 2 führt von der Leitungsdurchführung 21 ein Motorkabelanschluss 25 zum Motor (nicht dargestellt). Gleichzeitig führt eine kupferne Stromverbindung 26 zu einem Kurzschlussschütz 27.
  • Zum Starten des Anlassers 1 wird die bewegliche Elektrode 7 um die Welle 6 herum entlang einer Schwenkrichtung 28 auf die ortsfeste Elektrode 13 zu geschwenkt. Während der Schwenkbewegung reduziert sich der Abstand zwischen den beiden Elektroden und somit die Flüssigkeitssäule des Elektrolyts zwischen den beiden Elektroden. Dementsprechend nimmt der Widerstand ab, so dass ein höherer Strom zwischen den beiden Elektroden fließt. Der Strom nimmt zu, je weiter die bewegliche Elektrode 7 zu der festen Elektrode 13 hin geschwenkt wird. Sobald die schräge Stirnkante 10 der beweglichen Elektrode 7 die schräge Stirnkante 29 der festen Elektrode erreicht, taucht die bewegliche Elektrode 7 in den Überlappungsbereich 16 ein. In der Endstellung 15 ist der Überlappungsbereich 16 größtmöglich. Der Restwiderstand ist minimal. Folgerichtig ist die Stromstärke maximal. Beim Erreichen der Endstellung 15 schaltet ein Endschalter (nicht dargestellt) das Kurzschlussschütz 27 zu. Der verbleibende Restwiderstand wird somit eliminiert.
  • Die einzelnen Phasenendkammern sind an derjenigen Seitenwand 19', die der ortsfesten Elektrode 13 gegenüber liegt, durch Zirkulationslöcher 30 verbunden. Durch diese Zirkulationslöcher wälzt sich das Elektrolyt 4 um, wenn es infolge des Zusammenfahrens der Elektroden 7 und 13 in deren Zwischenraum erwärmt wird.
  • Im Verlaufe der Schwenkbewegung entlang der Schwenkrichtung 28 nimmt die bewegliche Elektrode 7 nach etwa 15° Schwenkwinkel um die Welle 6 – ausgehend vom Ausgangszustand, der in der Figur dargestellt ist – eine Bewegungsrichtung ein, die nahezu horizontal verläuft. Eine Tangente an die Verlaufsstrecke der beweglichen Scheibe 9 weist im gesamten Verlauf der Schwenkbewegung 28 bis hin zur Endstellung 15 nie einen Winkel 31 auf, der 30° zu einer Horizontalen 32 überschreitet. Während des Verlaufs und etwa beim Eintauchen in den Überlappungsbereich 16 nimmt die Tangente sogar einen Winkel 33 von 0° ein. Beim Eintauchen in den Überlappungsbereich bewegt sich die bewegliche Elektrode 7 nahezu exakt horizontal. Beim Erreichen der Endstellung 15 hat ihre Bewegung ebenfalls nur eine Abweichung von etwa 15° zur Horizontalen 32. Die Horizontale 32 ist parallel zur Oberfläche 5 des Elektrolyts und zu einem Standsockel 34 des Anlassers 1.

Claims (16)

  1. Drehstromflüssigkeitsanlasser (1) mit einer ortsfesten Elektrode (13), einer beweglichen Elektrode (7) und einer Verstelleinrichtung (6), welche die bewegliche Elektrode (7) von einer entfernten Anfangsstellung zu einer der festen Elektrode (13) nahen Endstellung (15) fahren kann, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung (6) die bewegliche Elektrode (7) zwischen der Anfangsstellung und der Endstellung (15) auf einer solchen Kurvenbahn (28) fährt, dass sich diese weitgehend horizontal (32) in einen Überlappungsbereich (16) mit der festen Elektrode (13) hinein bewegt.
  2. Drehstromflüssigkeitsanlasser (1), insbesondere nach Anspruch 1, mit einer ortsfesten Elektrode (7), einer beweglichen Elektrode (13) und einer Verstelleinrichtung (6), welche die bewegliche Elektrode (7) von einer entfernten Anfangsstellung zu einer der festen Elektrode (13 ) nahen Endstellung (15 ) fahren kann, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung (6) die bewegliche Elektrode (7) zwischen der Anfangsstellung und der Endstellung (15) auf einer Kurvenbahn (28) stetig in der Kurvenebene auf die feste Elektrode (13) hin bewegt, bis sie gegen Ende (15) der Verstellstrecke in einen Übergangsbereich (16) tritt.
  3. Anlasser nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Schwenkwinkel zwischen 50 und 80°, bevorzugt zwischen 60 und 70°, welchen die bewegliche Elektrode zur Endstellung hin vollständig unterhalb eines Flüssigkeitsspiegels eines Elektrolyts zurücklegt.
  4. Anlasser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beide Elektroden eine asymmetrische Form aufweisen.
  5. Anlasser nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die asymmetrische Form eine Rechteckform mit einer durch eine schräge Ausnehmung erzeugten Stirnkante umfasst.
  6. Anlasser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die bewegliche Elektrode an einer Antriebswelle montiert ist.
  7. Anlasser nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine weitere bewegliche Elektrode, welche an derselben Antriebswelle montiert ist.
  8. Anlasser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch jeweils drei feste und drei bewegliche Elektroden.
  9. Drehstromflüssigkeitsanlasser (1), insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer ersten und einer zweiten ortsfesten Elektrode (13), mit einer ersten und einer zweiten beweglichen Elektrode (7) und mit einem Flüssigkeitsbehälter (2) für ein Elektrolyt (4), innerhalb dessen die ortsfesten Elektroden (13) ange ordnet sind, wobei die erste bewegliche Elektrode (7) zu einer Endstellung (15) nahe der ersten festen Elektrode (13) und die zweite bewegliche Elektrode (7) zu einer Endstellung (15) nahe der zweiten festen Elektrode (13) gefahren werden können und wobei zwischen der ersten und der zweiten festen Elektrode (13) eine Isolationswand vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolationswand ein Glasfasermaterial aufweist, während der Flüssigkeitsbehälter (2) metallen ist.
  10. Anlasser nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeitsbehälter mit Glasfasermaterial ausgekleidet ist.
  11. Anlasser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein horizontal weit von den ortsfesten Elektroden entferntes Zirkulationsloch durch eine Isolationswand.
  12. Verfahren zum Isolieren zweier ortsfester Elektroden (13) gegeneinander in einem Drehstromflüssigkeitsanlasser (1) mit ortsfesten (13) und beweglichen (7) Elektroden mittels einer Isolationswand in einem Flüssigkeitsbehälter (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Isolationswand aus oder mit Glasfasermaterial gefertigt wird.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeitsbehälter mit Glasfasermaterial ausgekleidet wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass zum Herstellen der Isolationswand und/oder der Auskleidung eine Glasfasermatte mit einem wasserfesten, hochspannungsfesten Harz durchtränkt wird.
  15. Phasendurchführung (21) zu einer ortsfesten Elektrode (13) durch eine Gehäusewand (19) eines Drehstromflüssigkeitsanlassers (1), insbesondere eines Anlassers nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch zwei axial ineinander greifende Hülsen (23, 24) zum Isolieren einer Zuleitung (22) gegen die Gehäusewand (19).
  16. Phasendurchführung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchführung an einer Seitenwand des Gehäuses angeordnet ist.
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