DE133860C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ab- und Zuschalten von elektromotorischen Kräften bei geschlossenem Stromkreis, bei welcher die bekannten, zur Verlegung der Funken dienenden Hülfscontacte derart angeordnet sind, dafs sie nicht dauernd in dem Stromkreis eingeschaltet bleiben.

Schaltvorrichtungen zum Zu- und Abschalten von elektromotorischen Kräften sind seit langem in Verwendung bei Accumulatoren- Batterien in Form der sogen. Zellenschalter. Bei diesen wurde zunächst nur eine Zelle auf einmal ab- oder zugeschaltet. Neuerdings ist¹ man jedoch infolge der Verwendung höherer Netzspannungen dazu übergegangen, mehrere Zellen auf einmal ab- oder zuzuschalten. Ferner braucht man Schaltvorrichtungen, die den Zellenschaltern entsprechend construirt sind, bei Transformatoren, um einzelne Abschnitte der Wicklung des Transformators zum Zwecke der Spannungsänderung abzuschalten, ohne den Stromkreis zu unterbrechen und ohne die Abschnitte in sich kurzzuschliefsen. Es treten dadurch zwischen zwei Contacten des Schaltapparates erheblich höhere Spannungen auf, so dafs die ursprünglichen einfachen Vorrichtungen nicht mehr genügen. Auf jeden Fall wird die Abnutzung der Contacle sehr stark sein und bei noch höheren Spannungen werden sogar durch den Funken Kurzschlüsse veranlafst.

Diese Uebelstände werden durch die vorliegende Erfindung dadurch beseitigt, dafs man Hülfscontacte verwendet, welche nur während des Ueberschaltens von Contact zu Contact benutzt werden und so angeordnet sind, dafs die erforderliche Unterbrechung bezw. Schliefsung des Stromes an diesen Hülfscontacten voreilend bezw. nacheilend gegenüber den Hauptcontacten erfolgt. Infolge dessen kann eine Funkenbildung oder Erwärmung beim Oeffnen oder Schliefsen nur an diesen Hülfscontacten auftreten.

Die bei Widerstandsschaltern schon bekannt gewordene Anordnung, dafs der Schalter des Hülfsstrom-Schlufsstückes nur während der kurzen Schaltbewegung vom Strom durchflossen wird und in der Ruhestellung der Vorrichtung stromlos ist, läfst sich für das Zu- und Abschalten von elektromotorischen Kräften nicht benutzen. Das hat in der Hauptsache seinen Grund darin, dafs beim Schalten die Widerstandselemente kurzgeschlossen werden müssen, während die elektromotorischen Kräfte gerade umgekehrt nicht kurzgeschlossen werden dürfen, sondern vorübergehend auf einen Widerstand zu schalten sind.

Auf der beiliegenden Zeichnung ist die Schaltungsweise der neuen Vorrichtung in den Fig. ι bis 11 schematisch dargestellt.

Die Fig. 12 bis 18 zeigen eine besonders zweckmäfsige Ausführungsform der neuen Vorrichtung in verschiedenen Stellungen während des Umschaltens.

Den Figuren ist die übliche Anordnung eines Zellenschalters zu Grunde gelegt. Es bedeuten e¹ e² e³ u. s. w. Contacte, welche durch isolirende Zwischenstücke getrennt und mit den einzelnen Zellengruppen, an deren Stelle auch Wicklungsabschnitte eines Transformators treten können, verbunden sind, d ist die Stromzuführungsschiene. An sie ist die

Verbrauchsleitung angeschlossen, deren anderer Pol am freien Batterieende liegt, c ist der Hauptcontact, welcher z. B. e² und d gleichzeitig berührt und zum dauernden Stromübergang bestimmt ist. α und b sind Hülfscontacte, welche von c isolirt und durch eine besondere Schaltvorrichtung direct oder durch Zwischenschaltung eines Widerstandes mit c verbunden werden können.

Fig. ι zeigt die Nullstellung; die beiden HülfsbUrsten α und b sind ohne Verbindung. Wird jetzt der Schlitten in der Pfeilrichtung, d. h. im Sinne des Zuschaltens von Zellen,' bewegt, so wird die Stellung Fig. 2 erzeugt. Jetzt berührt α und c denselben Contact e² und b berührt den nächsten e³.

Damit beim Weiterschalten c von e² nicht heruntergleitet und so zwischen e² und c Stromunterbrechung eintritt, wird jetzt zwischen a und c Kurzschlufs hergestellt (Fig. 3). Nun kann c den Contact e² verlassen, wobei keine Unterbrechung des Stromes und mithin auch keine Funkenbildung eintreten kann. Es entsteht die Stellung Fig. 4.

Würde jetzt der Schlitten weitergeführt, bis c mit dem nächsten Contact e³ in Berührung kommt, während α noch auf e² steht, so würden die zwischen den beiden Contacten e² und e³ liegenden Zellen kurzgeschlossen (Fig. 5). Um dies zu vermeiden, ohne aber den Strom über e², a, c, d zu unterbrechen, wird in der Stellung Fig. 4 c mit b durch einen Widerstand w verbunden (Fig. 6). Es haben sich jetzt zwei Stromkreise gebildet: der Hauptstromkreis über e², a, c, d und der Stromkreis einer Zellengruppe über a, c, tp, b. Jetzt wird die Kurzschlufsverbindung zwischen α und c unterbrochen, so dafs der Hauptstrom über e ³, b, w, c, d geht. Der Stromkreis der einzelnen Zellengruppe ist dagegen unterbrochen (Fig- 7)·

Würde jetzt der Schlitten ohne Weiteres

abermals vorwärts bewegt (Fig. 8), so käme c auf denselben Contact wie b, nämlich auf e⁸. Der Strom würde dann also zum gröfsten Theile direct von c auf e^B übergehen, da zwischen b und c noch der Widerstand w liegt. Dabei würde im Anfang der Berührung zwischen c und e, wie zunächst natürlich nur in einer ganz kleinen Fläche erfolgen kann, eine starke Erwärmung entstehen, die bei langsamer Bewegung der Bürste c bis zum Verbrennen der geringen Berührungsflächen führen kann. Um dies zu vermeiden, wird in Stellung 7 c mit b kurzgeschlossen (Fig. 9). Nunmehr kann die Weiterbewegung erfolgen j bis c mit b zusammen auf demselben Contact steht (Fig. 10). In dieser Stellung endlich wird' b von c vollständig abgeschaltet, und die Bewegung wird fortgesetzt, bis eine der Fig. 1 analoge Stellung, nur um einen Contact vorgerückt, wieder eintritt (Fig. 11). Bei der Weiterbewegung der Bürsten a, b und c in derselben Richtung beginnt das Spiel von Neuem.

Bei der Rückwärtsbewegung zum Zwecke des Abschaltens von Zellengruppen erfolgen die vorstehend beschriebenen Schaltungen in umgekehrter Reihenfolge.

Die beschriebene Schaltungsweise unterscheidet sich von älteren Anordnungen, insbesondere '■ von der des D. R. P 62229, nicht hur dadurch, dafs sie_ den gleichen Zweck auf anderem Wege erreicht, sondern sie bedeutet jener Anordnung gegenüber eine principielle Verbesserung insofern, als die Hülfscontacte, an denen die Funkenbildung stattfindet, in der Ruhestellung keinen Strom führen, sondern dafs der Strom lediglich durch den vollständig unverletzt bleibenden Hauptcontact c hindurchgeht. Bei der Anordnung nach dem D. R. P. 62229 dagegen bleibt der Schalter, an welchem die Funkenbildung stattfindet, dauernd in den Nutzstromkreis eingeschaltet. Da die Funkenbildung natürlich mit Verschleifs des Schalters und Verschlechterung der Contactflächen verbunden ist, so folgt daraus, dafs in diesem Falle der Schalter sehr sorgfältig in Stand gehalten werden mufs, ganz abgesehen davon, dafs er für die volle Stromstärke bei Dauerbelastung bemessen sein mufs. Bei der vorliegenden Erfindung ist der Schalter dagegen nur während der kurzen Schaltbewegung von Strom durchflossen und kann deshalb sehr knapp dimensionirt werden. Ferner braucht er nicht besonders sorgfältig in Stand gehalten zu werden; es ist nur erforderlich, dafs derselbe ohne allzu grofsen ohmischen Widerstand einen Contact herstellt, eine Bedingung, welcher er selbst dann noch genügen wird, wenn die Contactflächen schon stark verbrannt sind. Gegenüber der älteren Anordnung hat die vorliegende Erfindung noch den Vortheil, dafs der Zwischenwiderstand nur während eines geringen Bruchtheiles der Zeit, welche zum Schalten um eine volle Stufe erforderlich ist, eingeschaltet bleibt und infolge dessen ebenfalls nur sehr knapp bemessen zu werden braucht. .

Bei der in den Fig. 12 bis 18 veranschaulichten Schaltvorrichtung, welche beispielsweise zeigt, wie die Herstellung der in den Fig. 1 bis 11 schematisch dargestellten Schaltung in Wirklichkeit in einfacher Weise erfolgen kann, wird ein rotirender Schalter verwendet, der sich" gleichlaufend mit den Bürsten abc bewegt.

Sein beweglicher Arm f macht eine volle Umdrehung, wenn sich die Bürsten a, b und c um eine Contacttheilung fortbewegen. Dieser Arm f schleift über drei Contactstücke g, h und z, welche mit den Bürsten a, c und b und dem Widerstand w in der aus der Zeichnung

ersichtlichen Weise in Verbindung stehen. Durch diesen Schalter werden nun genau die in den Fig. ι bis 11 dargestellten Schaltungen hervorgebracht. Es entsprechen sich folgende Figuren:

Fig. 12 der Fig. i,

Fig. 13 der Fig. 2,

Fig. 14 der Fig. 3,

Fig. 15 der Fig. 6,

Fig. 16 der Fig. 7,

Fig. 17 der Fig. 9,

Fig. 18 der Fig. 10.

Eine weitere Erklärung der Wirkungsweise erübrigt sich somit.

Es ist selbstverständlich, dafs die neue Schaltungsweise sich auch noch in anderer Weise erzielen läfst.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Vorrichtung zum Zu- und Abschalten von elektromotorischen Kräften ohne Unterbrechung des Betriebsstromkreises und ohne Kurzschliefsung der zu- und abzuschaltenden elektromotorischen Kräfte, mit Verlegung der bei jedem Zu- und Abschalten auftretenden Funken an eine und dieselbe in Abhängigkeit vom Schalter bewegte Unterbrechungsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dafs sämmtliche Contacte der Unterbrechungsvorrichtung nur während der Schaltbewegung vorübergehend in den Stromkreis eingeschaltet werden, in der Ruhestellung dagegen stromlos sind, also nicht für dauernden Stromübergang bemessen zu werden brauchen.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.