DE127213C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT

.- M 127213 KLASSE 21 d.' A^

Vorrichtungen zum Entnehmen von Gleichstrom aus einer Wechselstromquelle durch . einen unter dem Einflufs einer Spule im Nebenschlufs zur Wechselstromquelle synchron schwingenden, einen Contact im Hauptschlufs steuernden Unterbrecher (z. B. die Vorrichtung nach Patent 122728, Kl. 21 d) bedürfen einer Ueberwachung ihrer Thätigkeit. Es mufs die auf den Anker ein- und dem Magneten entgegenwirkende Feder stets derart ein- bezw. nachgestellt Averden, dafs der Stromschlufs bezw. die Unterbrechung in den Augenblicken erfolgt, in denen die Spannung des Ladestromes der beim Laden allmählich anwachsenden Klemmenspannung der Sammelbatterie gleichkommt. Der Zweck der vorliegenden Erfindung ist, durch Gegeneinanderschalten der Gleichstrom- und der Wechsel-Stromspannung die Vorrichtung in der Richtung zu vervollkommnen, dafs nach einmaliger Einstellung der Feder diese Regelung innerhalb gewisser Grenzen selbstthätig, und zwar durch die Spannung der mit der Vorrichtung verbundenen Sammelbatterie bewirkt wird. Zu diesem Zwecke läfst man auf den synchron schwingenden Anker die Spannung der Batterie derart einwirken, dais der Vermehrung der auf Anziehung des Ankers hinwirkenden Kraftlinien bei dem zur Ladung benutzten Stromimpuls entgegengearbeitet wird, so dafs der Stromschlufs nur durch den Spannungsüberschufs des Stromimpulses im Nebenschluis zu Stande kommt, und folglich der Contact im Hauptschlufs nur so lange besteht, als die Spannung des zur Ladung benutzten Stromimpulses über der Klemmenspannung der Sammelbatterie liegt. Hierbei ist zunächst angenommen, dafs der bei der Anziehung des Ankers herrschende Stromimpuls benutzt werden soll, und diese Annahme beherrscht auch die in Folgendem zu beschreibenden Ausführungsweisen der Erfindung. Man kann aber natürlich auch umgekehrt den Anker durch die Batteriespannung so beeinflussen, dafs der auf Abziehen bezw. auf Abstofsen hinwirkenden Vermehrung der Kraftlinien durch den entgegengesetzten Stromimpuls entgegengearbeitet wird, wenn nämlich dieser letztere Stromimpuls benutzt werden soll.

Eine gewisse Aehnlichkeit mit dem Erfindungsgegenstand zeigt die Einrichtung der Patentschrift 83215 zwar insofern, als auch dort durch einen von der Batteriespannung beeinfiufsten Apparat H dafür Sorge getragen ist, dafs der Ladestrom erst nach Erreichung einer der Klemmenspannung der Batterie gleichkommenden Spannung geschlossen wird. Allein zu dem hier behandelten 'Zweck ist der betreffende Apparat (ein an sich bekannter sogen. Spannungsautomat) schon deshalb nicht geeignet, weil er auch auf Strom geeigneter Spannung, aber falscher Richtung reagirt. Er würde deshalb auch im. vorliegen den Falle nur in der in der Patentschrift 83215 angegebenen Verbindung mit dem Hauptrelais C² angewendet werden können; dann aber wäre der mit ' zwei schwingenden Organen arbeitende Gesammtapparat, der übrigens für die Entnahme von Gleichstrom aus Wechselstrom-

netzen gar nicht bestimmt ist, im Hinblick auf den fortwährenden schnellen Wechsel der Stromrichtung sehr schwerfällig und mangelhaft. An ein wirklich synchrones, funkenloses und wirthschaftliches Arbeiten wäre gar nicht zu denken.

Die Erfindung kann in verschiedener Weise ausgeführt werden. Zunächst kann die Sammelbatterie in den über die Spule gehenden Nebenschiufsweg einbezogen werden.

In diesem Falle wirkt die Spannung der Batterie auf dem Wege über den Condensator nach Patent 122728 derat auf die Spule, dais sie von den Wechselstromimpulsen der einen Richtung nur denjenigen Theil zur Wirkung gelangen läfst, der die Batteriespannung übersteigt, während sich die Spannungen in der anderen Richtung addiren. Der Condensator kann hierbei in Bezug auf die Wechselströme ohne Weiteres als geschlossener Leiter angesehen werden, da er sich ja — abgesehen von seiner phasenverschiebenden Wirkung —· bei Strömen, deren Spannung und Richtung beständig wechselt, thatsächlich wie ein geschlossener Leiter mit constantem Widerstand verhält. Erst wenn die Spannung der ansteigenden Stromcurve so hoch geworden ist, dais sie diejenige des Sammlers überwindet, tritt eine Vermehrung der auf Anziehung hinwirkenden Kraftlinien und mit ihr der Contactschlufs des Hauptstromes ein, worauf der Strom des verbleibenden Stromcurvenabschnittes so lange in die Batterie fliefst, bis die abnehmende Spannung der fallenden Stromcurve sich der Klemmenspannung wieder nähert.

Diese Ausführungsform stellt das Schaltungsschema Fig. ι dar, in welchem α die Stromquelle, b die Batterie, c den Magneten, d den um e schwingenden Anker, f den Arbeitscontact, g die auf den Anker wirkende Feder und h einen Vorschaltwiderstand bezeichnet. Der Hauptpstromkreis führt durch Draht 1, Widerstand h, Draht 2, Contact f, Anker d und Draht 3 zur Batterie b, durch Draht 4 zur Stromquelle zurück. Der Nebenschiufsweg wird durch die Drähte 1 und 5> die Spule i, Draht 6, den Condensator k, die Drähte 7 und 3, Batterie b und Draht 4 gebildet. Feder g wird so eingestellt, dais sie die Anziehungskraft des Magneten c eben überwindet.

Die weiteren Ausführungsformen haben das Gemeinsame, dafs ein von den Batterieklemmen in besonderem Stromkreis entnommener Strom die Gegeninduction bewirkt.

In dem zunächst zu behandelnden Falle wird dieser Strom in einer zweiten Wickelung der Ankerspule wirksam (vergl. Fig. 2). Der Hauptstromkreis wird wiederum durch einen Draht 1, den Widerstand h, Draht 2, Arbeitscontact f, Anker d, Draht 3, Batterie b und Draht 4 gebildet, der Nebenschluisweg unter Umgehung der Batterie b durch Drähte 1 und 5, Spulenwickelung i, Draht 6, Condensator k und Drähte 7 und 4. Eine zweite Wickelung auf Spule i ist in den von den Drähten 8, 9 und 10 unter Einschlufs eines Regelungswiderstandes η gebildeten, von der einen Klemme des Sammlers zur anderen führenden Stromweg eingeschaltet. Die Schaltung ist derart angeordnet, dafs die Wickelung m den Anker d entgegengesetzt zur Wickelung i zu polarisiren strebt und demnach der Vermehrung der Kraftlinien entgegenarbeitet, welche durch die Wickelung" i bei dem auf' Anziehen des Ankers und Contactschlufs hinwirkenden Stromimpuls hervorgerufen wird. Statt der Feder g ist hier ein zweiter Stahlmagnet c vorgesehen, welcher dem Magneten c mit ungleichnamigen Polen gegenüberliegt.

In dem nunmehr zu beschreibenden dritten Ausführungsfalle (Fig. 3) wird der den Batterieklemmen entnommene Strom zur Erregung eines dem Magneten c mit ungleichnamigen Polen gegenüberliegenden Elektromagneten p benutzt, welcher den Anker d entgegengesetzt der Wickelung i zu polarisiren und demnach in Unterstützung der Feder g anzuziehen strebt, wodurch der Contact zwischen d und / geöffnet wird. Der Hauptstromweg i-h-2-f-d-2,-b-4 und der Nebenschluisweg 1-5-2-6-/5-7-4 bieten gegenüber dem vorherigen Falle nichts Neues. Dagegen führt der von der Sammelbatterie ausgehende bezw. dahin zurückführende, von den Drähten 8 und 9 gebildete Stromweg über die Spulen q des Elektromagneten p, welche derart geschaltet sind, dafs dem Nordpol des Magneten c ein Südpol und umgekehrt dem Südpol des ersteren ein Nordpol des Elektromagneten gegenüberliegt. Die Wirkung dieses letzteren kann durch Aenderung seiner Lage gegenüber dem Anker d mittels der Schraube r verändert werden.

In allen diesen Fällen kann der Magnet c durch einen von der Sammelbatterie gespeisten Elektromagneten ersetzt werden.

Auch bei der Ausführungsform nach Fig. 4 und 5 wird ein von den Batterieklemmen entnommener, die Gegeninduction bewirkender Strom in einer zweiten Wicklung wirksam. Die Verbundwicklung ist aber nicht auf einer den Anker umschliefsendeii Spule, sondern auf den Schenkeln eines polarisirten Wechselstrommagneten angebracht, zwischen dessen Polen der Anker schwingt, i ist ein Stahlmagnet, mit dessen Nordpol N das hufeisenförmige Weicheisenstück t verbunden ist; ersteres zeigt folglich in beiden Schenkeln Nordmagnetismus. Mit dem Südpol S ist bei e der

Anker d verbunden, welcher folglich Südmagnetismus zeigt und, da er von beiden Schenkeln gleich stark angezogen wird, ohne anderweitige Beeinflussung eine Mittellage einzunehmen strebt. Die Schenkel von t werden von den Inductionsspulen u umfafst, welche auf einem die Sammelbatterie umgehenden Nebenstromwege mit Wechselstrom gespeist werden. Diesen Weg bilden die Drähte i, 5, der Condensator k, Draht 6, erste Spule u, zweite Spule u, Drähte 8 und 4. Die Spulenwicklungen sind derart geschaltet, dafs bei dem nutzbar zu machenden Stromimpuls der Nordmagnetismus des mit dem Arbeitscon-, tact / versehenen Schenkels verstärkt, dagegen der Nordmagnetismus des zweiten Schenkels geschwächt, aufgehoben oder sogar in Südmagnetismus umgewandelt wird. So kommt der Stromschlufs bei / und damit des Hauptstromweges zu Stande, welcher vom Draht 1, dem Regelungswiderstand h, Draht 2, Schwingungsachse e, Anker d, Contact /, Draht 3, Batterie b und Draht 4 gebildet wird. Der Augenblick des Contactschlusses und die Annahme der vollständigen Umpolarisirung des zweiten Magnetschenkels ist der Darstellung in Fig. 4 zu Grunde gelegt. Die der Gegeninduction dienenden Wicklungen w werden auf dem von den Drähten 3 und 9, der ersten Wicklung tv, dem Draht 10, der zweiten Wicklung w, dem Draht 11, dem Regelungswiderstand ν und den Drähten 12 und 4 gebildeten Wege mit dem Gleichstrom der Sammelbatterie b gespeist. Die Schaltung der Wicklungen ist natürlich eine solche, dafs die von ihnen ausgeübte Induction derjenigen der Wicklungen u entgegenwirkt.

Bisher war nur von einem Anker d die Rede. Es können jedoch, wie aus Fig. 5 hervorgeht, zwei oder mehrere, in ihrer Drehung von einander unabhängige Anker mit demselben Magneten und besonderen Contacten zusammenwirken. Dasselbe ist natürlich auch bei den anderen Ausführungsformen möglich. Dadurch wird nicht allein die specifische Belastung der Contactflächen vermindert, sondern auch in zweckmäfsiger Weise die verhältnifsmäfsig grofse, träge Masse des einen Ankers in mehrere kleinere Massen aufgelöst.

Claims (5)

Patent-Ansprüche:

1. Vorrichtung zum Entnehmen von Gleichstrom aus einer Wechselstromquelle durch einen unter dem Einflufs einer Spule im Nebenschlufs zur Wechselstromquelle synchron schwingenden, einen Contact im Hauptschlufs steuernden Unterbrecher, dadurch gekennzeichnet, dafs auf den synchron schwingenden Anker (d) die Spannung der mit der Vorrichtung verbundenen Sammelbatterie (b) derart einwirkt, dafs sie der Vermehrung der auf Stromschlufs im Hauptstromkreis hinwirkenden Kraftlinien bei dem zur Ladung benutzten Stromstois entgegenwirkt, so dafs der Stromschlufs nur durch den Spannungsüberschufs des Stromstofses zu Stande kommt.

2. Ausführung der Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, dafs das dem Spannungsüberschufs des Stromstofses entsprechende, die Schliefsung des Ankers bewirkende magnetische Feld in einem zu den äufseren Klemmen der hinter einander geschalteten Gleich- und Wechselstromquelle gelegten Nebenschlüsse entwickelt wird.

3. Ausführung der Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, dafs das wirksame magnetische Feld in zwei getrennten Stromkreisen erzeugt wird, die einerseits von den Klemmen des Sammlers, andererseits von den Klemmen der Wechselstrommaschine abgezweigt sind.

4. Abänderung der Ausführungsform nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dafs der von den Klemmen des Sammlers ausgehende Stromkreis gleichzeitig zur Erregung eines die Wirkung der Abreifsfeder verstärkenden Elektromagneten dient.

5. Abänderung der Ausführungsform nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dafs die beiden Stromkreise auf den Schenkeln eines polarisirten Wechselstrommagneten, zwischen dessen Polen der Anker schwingt, derart angebracht sind, dafs das wirksame magnetische Feld den Magnetismus des einen Schenkels verstärkt, dagegen den des anderen aufhebt bezw. umkehrt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.