DE146181C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

M 146181 KLASSE 21 c.

Bei elektrischen und maschinellen Anlagen ist es vielfach erforderlich, selbsttätige Vorrichtungen anzuordnen, welche Schalter, Hähne, Regler oder dergl. mit genügender Genauigkeit und Zuverlässigkeit in Tätigkeit setzen. Für diese Zwecke verwendet man zumeist Elektromagnete, deren Wicklungen an eine Stromquelle angeschlossen sind. Es ist dann möglich, derartige Vorrichtungen so einzustellen, daß sie bei Erreichung einer bestimmten Spannung an der Stromquelle die gewünschte Bewegung ausführen.

Wenn aber die Wicklung des Elektromagneten aus einer reinen Spannungsspule besteht, so ist im allgemeinen die Empfindlichkeit und Verstellkraft des Apparates nicht genügend groß, weil die Spannungszunahme der Stromquelle eine verhältnismäßig geringe ist.

Wenn man beispielsweise die Spannungsspule eines Elektromagneten an die Klemmen einer Sammlerbatterie legt, zu dem Zwecke, um bei Erreichung einer gewissen Zellenspannung die Ladung zu unterbrechen, so

muß die Empfindlichkeit des Apparates eine so große sein, daß er beispielsweise bei einer Spannung von 40 Volt noch in seiner Ruhelage verharrt, bei 42 Volt aber sicher zu arbeiten beginnt.

Die vorliegende Erfindung gibt ein Mittel an die Hand, die Empfindlichkeit derartiger Vorrichtungen auf einfache Weise beträchtlich zu erhöhen. Die Anordnung stützt sich auf die Verbindung eines Elektromagneten mit einem Hülfswiderstande aus Stoffen, welche bei einer bestimmten kritischen Belastung eine besonders hohe, sprungweise Widerstandszunahme aufweisen. Diese Erscheinung kann z. B. an einem Widerstand aus Eisen beobachtet werden. Wenn man durch einen solchen Widerstand den Strom zu einer Verbrauchsstelle führt, welche einen nahezu konstanten Strom aufnimmt, wie es bei einer Gruppe von Glühlampen der Fall ist, so wird in dem Widerstand ein Spannungsabfall entstehen, der nach Erreichung der kritischen Beanspruchung sehr rasch ansteigt.

Die Fig. ι zeigt den Verlauf des Spannungsabfalles in einem Eisenwiderstand als Funktion der Stromstärke. Zwischen den Punkten m und η ist ein plötzliches Anwachsen des Spannungsabfalles ersichtlich, während der Abfall in einem gewöhnlichen Widerstandsdrahte an dieser Stelle nur proportional zur Stromstärke nach der strichpunktierten Geraden zunehmen würde.

Zur Ausführung dieser Erfindung wird vor eine Verbrauchsstelle ein Eisenwiderstand oder dergl. geschaltet und die Wicklung des Elektromagneten an die Enden dieses Widerstandes gelegt. Wenn die Spannung der Stromquelle so weit gestiegen ist, daß die kritische Beanspruchung des Widerstandes erreicht wurde, dann wächst der Spannungsabfall in ihm so rasch an, daß unter der Einwirkung der Spule h in dem Magneten i (Fig. 2) eine

starke Zunahme des magnetischen Feldes eintreten muß.

Als Gegenkraft verwendet man bei derartigen Vorrichtungen Federn, die Schwerkraft oder andere Mittel. Durch die beschriebene Anordnung wird nun der große Vorteil erzielt, daß die Verstellkraft der Vorrichtung bei einer bestimmten, für die Praxis hauptsächlich in Betracht kommenden Spannung sehr groß ist und daß die Bewegungen des Apparates mit hoher Genauigkeit ausgelöst werden.

Ein spezielles Anwendungsgebiet für derartige Vorrichtungen bildet die elektrische Beleuchtung von Eisenbahnwagen oder geschlossenen Zügen, auf welche sich die Fig. 2 der beiliegenden Zeichnung bezieht.

Die dort als Beispiel dargestellte Einrichtung besteht aus einer Dynamomaschine a mit Nebenschlußwicklung b, aus einer Batterie c, den Glühlampen d mit vorgeschalteten Einzelwiderständen e, die beispielsweise aus Eisen bestehen können, ferner aus der Lampengruppe f mit einem gemeinsamen Vorschaltwiderstand g, welcher die vorhin erwähnte Eigenschaft einer plötzlichen Widerstandszunahme bei einer bestimmten Belastung besitzt. Die elektromagnetische Vorrichtung ist dargestellt als eine Spule h, welche von den Klemmen des Widerstandes g abgezweigt wird und zur Anziehung eines Kernes i dient. Der Kern i ist mit einer Kontaktbürste j und einem biegsamen Kabel k verbunden. Schließlich ist noch ein Vorschaltwiderstand / in den Stromkreis des Nebenschlusses b geschaltet. Solange die Ladespannung an der Batterie c eine bestimmte Höhe nicht erreicht hat, verbleibt der Kern in seiner unteren Lage und schließt durch die Bürste j und das Kabei k den Vorschaltwiderstand kurz; infolgedessen kann die Dynamomaschine ihre volle Leistung abgeben. Sobald aber die zulässige Ladespannung von beispielsweise 2,7 Volt pro Zelle überschritten wird, wächst auch die Stromstärke in der Lampengruppe f und im Widerstand g um einen entsprechenden Betrag. In demselben Augenblick kommt aber auch die Eigenschaft dieses Widerstandes in der Weise zur Geltung, daß in ihm ein starker Spannungsabfall eintritt, weshalb auch in der Spule h die Stromstärke bezw. die Zahl der Amperewindungen sehr stark zunimmt, die Gegenkraft, welche auf den Anker wirkt, überwunden und der Anker in seine Arbeitslage gebracht wird; dadurch wird aber auch die Bürste j von ihrem Kontakt abgehoben und vor den Nebenschluß der Dynamomaschine der Widerstand / geschaltet, so daß die Dynamomaschine nunmehr mit nur verringerter Stromstärke die Ladung fortsetzen kann und die gesamte Spannung im Netz auf das zulässige Maß herabgedrückt wird. Die Empfindlichkeit der Anordnung kann noch dadurch gesteigert werden, daß der Lampengruppe f eine Sammlerbatterie m parallel geschaltet wird, welche beim Überschreiten der bestimmten Spannung Strom aufnimmt.

. Man kann dieselbe Anordnung auch zum Umschalten zweier Batteriegruppen, zum Abschalten der Dynamomaschine, sowie zur Beeinflussung irgendwelcher elektrischen oder mechanischen Kontroll- bezw. Regelungsvorrichtungen verwenden.

Claims (1)

1. 75 Patent-Anspruch :

   Vorrichtung zur selbsttätigen Beeinflussung elektromagnetischer Schalter und Regelungsvorrichtungen beim Eintritt einer bestimmten Spannung, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Erhöhung der Verstellkraft die Spule des Elektromagneten von einem vor eine Stromverbrauchsstelle geschalteten Widerstand abgezweigt ist, der aus Eisen oder anderen Stoffen besteht, die bei einer kritischen Beanspruchung sprungweise Widerstandsänderungen aufweisen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.