DE163095C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die Anwendung von Wechselströmen zum Betriebe von elektromagnetischen Signalanlagen bietet bekanntlich gegenüber der Verwendung von konstanten bezw. Gleichströmen neben anderen auch die Vorteile, daß die der meistens geforderten Billigkeit halber oft nur in einfachster Weise isolierten Leitungen nicht durch elektrolytische Wirkungen der Betriebsströme beschädigt, und daß polarisierte

ιό Empfangs- oder Betriebsapparate, also auch Läutewerke ohne Kontakte sowie in vielen Fällen an Stelle von galvanischen Batterien auch Wechselstromerzeuger einfachster Art verwendet werden können.

Betrachtet man die bis jetzt als Signalapparate in genannten Anlagen zur Verwendung gekommenen elektromagnetischen Apparate aller Art, so findet man, daß dieselben ohne Ausnahme auf dem Prinzip der Verkleinerung einer oder mehrerer in den Verlauf des magnetischen Feldes derselben eingeschalteten Luftstrecken durch gegenseitige selbsttätige Näherung der die Kraftlinien leitenden Eisenteile bezw. auf Anziehung von Eisenankern durch Elektromagnete beruhen. Die Überbrückung dieser Luftstrecken erfordert bekanntlich einen mehrhundert- bis mehrtausendfachen Aufwand an magnetisierenden Kräften bezw. Amp.-Windungen pro Längeneinheit, als für gutes Eisen erforderlich sind, worunter der Nutzeffekt leidet. ·
Außerdem ist die Zeitkonstante solcher Apparate meistens störend groß und deren Arbeitsweise bei Wechselströmen vielfach eine vibrierende, so daß aus diesen und noch anderen Gründen die Anwendung von Wechselströmen hierfür nicht in ausgedehntem Maße durchdringen konnte, obwohl in vielen Fällen bereits zu zweckmäßiger Unterteilung des Feldeisens geschritten wurde.

Diese ■ Nachteile können nun dadurch größtenteils gehoben werden, daß als Ersatz für die jetzt angewendeten elektromagnetischen Signalapparate aller Art ein ruhender Wechselstromtransformator bekannter Art verwendet wird, bei welchem die durch eine oder mehrere Primärwickelungen geleiteten Betriebsströme nicht konstanter Art eine oder mehrere Sekundärwickelungen beeinflussen, welche in zweckentsprechender Weise beweglich angeordnet sind, also mechanische Arbeit leisten können, wie beispielsweise in Fig. 1 bis 11 dargestellt, wo pf fest angeordnete Primärwickelungen, s_b beweglich angeordnete Sekundärwickelungen und / die Eisenkörper bedeuten.

Zur Ergänzung der Wirkung können auch noch eine oder mehrere Sekundärwickelungen in geeigneter Weise fest angeordnet werden, wie beispielsweise die Wickelungen Sf in Fig. 2.

Die beweglichen Wickelungen s_b können mittels Federkraft, Gewichte, Magnete und beliebiger anderer Mittel entgegen der sich äußernden elektrischen Zugkraft in die Ruhe-

lage gebracht werden, oder es kann zwischen Null- und Endstellung labiles Gleichgewicht stattfinden und anderes mehr.

Der elektrische Arbeitsvorgang hierbei ist leicht aus dem Diagramm Fig. 3 ersichtlich; die z. B. beweglich angeordneten Sekundärströme haben gegen i8o° Phasennacheilung gegen die Phase der Primärströme und werden daher von diesen abgestoßen, von den annähernd in gleicher Phase verlaufenden, fest angeordneten Sekundärströmen dagegen angezogen.

An Stelle von Wechselströmen können natürlich auch pulsierende oder intermittierende Gleichströme, überhaupt nicht konstante Ströme aller Art angewendet werden. Ferner besitzen Apparate dieser Art folgende, für viele Fälle wichtige, bei den vorhandenen elektromagnetischen Apparaten nicht zutreffende Eigenschaften.

1. Neben den erregenden, wechselnden Strömen kann gleichzeitig durch dieselben oder aber durch besondere Wickelungen ein Gleichstrom durchgeführt werden, z. B. für Prüfzwecke, mehrfache Signalgebung u. dgl., und verursacht ein solcher keine dauernde Ablenkung.

2. Die auch mit feststehenden Sekundärwickelungen versehenen Apparate sprechen

z. B. sowohl bei Einschalten als auch bei Unterbrechen eines durch dieselben geleiteten Gleichstromes nur kurz an, kommen bei konstant werdendem Strom dagegen zur Ruhe.

3. Die nicht mit feststehenden Sekundär-Wickelungen versehenen Apparate dagegen sprechen nur auf Einschalten eines Gleichstromes kurz an, nicht aber auf Ausschalten desselben.

4. In geeigneter Weise in Gleichstromanlagen eingeschaltete derartige Apparate können daher z. B. zur Kontrolle jeder Schwankung, Änderung oder Unterbrechung der Ströme dienen, so z. B. um anzuzeigen, ob eine elektrische Glocke auch wirklich unterbricht und läutet und der Strom nicht etwa nur durch einen Kurzschluß oder Nebenschluß verläuft. In diesem Falle zeigt die kurze, gleich wieder in die Ruhelage zurückführende Bewegung des Apparates an, daß Strom fließt, aber keine Unterbrechungen stattfinden.

Selbstredend lassen sich alle möglichen Formen von Transformatoren bezw. Wickelungen hierfür anwenden. So z. B. zeigen Fig. 4 und 11 Apparate mit einer größeren Anzahl abwechselnd angeordneter Primär- und Sekundärwickelung'en, wobei die beweglich angeordneten Wickelungen einzeln oder gemeinsam mechanisch wirken können; ebenso können z. B. alle Primärwickelungen von ein und denselben oder aber von einer entsprechenden Zahl gesonderter Betriebsströme erregt werden.

Die Eigenschaft der vorstehend beschriebenen Apparate, als Transformatoren zu wirken, bildet gleichzeitig ein geeignetes Mittel, um die denselben durch die Primärwickelungen zugeführten Betriebsströme mittels Sekundärwickelungen, welche auf den Apparaten in geeigneter Weise angebracht werden, auch in Nebenapparate behufs Signalgebung, Kontrolle oder Arbeitsleistung induktiv zu übertragen. Hierbei ist eine direkte Verbindung der Nebenapparate mit den Primärwickelungen der Hauptapparate und deren Betriebsstromleitungen nicht notwendig. Es können daher die in letzteren auftretenden konstanten Ströme in die Nebenapparate nicht übertreten.

Diese zum Betrieb der Nebenapparate dienenden Induktionsströme können anstatt aus besonderen Sekundärwickelungen der Hauptapparate aus den auf diesen bereits vorhandenen, beweglichen oder feststehenden Sekundärwickelungen entnommen werden. Auch kann ein Teil der Primärwickelungen der Hauptapparate durch Abzweigung als Sekundärwickelung, welche zu vorgenannten Zwecken dienen soll, verwendet werden, so daß besondere Sekundärwickelungen unnötig werden.

In den meisten Fällen wird der Eisenkörper von solchen Apparaten zweckmäßig ganz ge- g₀ schlossen ausgeführt, gegebenenfalls ohne Stoßfugen und ununterbrochen, wobei der. zur Überwindung des Widerstandes von Stoßfugen bei solch kurzen Eisenstrecken verhältnismäßig" größe Mehraufwand an Erreger-Amp.-Windungen vermieden wird.

In solchen Fällen können die Wickelungen auf zweiteilige, um die Eisenkerne drehbare Spulen gewickelt werden.

In anderen Fällen wieder können dagegen eine oder mehrere, nach Bedarf auch regelbare Luftstrecken im Kraftlinienweg angebracht werden {1,1 in Fig. 2).

Die einen Sekundärwickelungen können auch derart um eine Achse , beweglich angeordnet sein, daß deren Wickeluhgsebenen in der Ruhelage gewisse Winkel zu denjenigen der Primär- bezw. festen Sekundärwickelungen einnehmen, welche Winkel sich bei Erregung der Primärwickelungen in bezug auf die festen Sekundärwickelungen auf o° zu verringern suchen (Fig. 5).

Fig. 6 zeigt die Wickelungen auch in langer Form, und zwar die bewegliche Sekundärspule innerhalb der festen Primär- und Sekundär-Wickelungen, jedoch könnte auch das Umgekehrte der Fall sein.

Daß sich auch die Primärwickelungen beweglich anordnen lassen, versteht sich von selbst, jedoch würde dies umständliche, bewegliehe oder schleifende Stromzuführungen erfordern.

Fig. 7 und 8 zeigen Anordnungen für größere Drehungswinkel, und zwar Fig. 7 mit einfacher, Fig. 8 mit doppelter Spulenanordnung.

Mittels eines Parallelogrammes von Hebeln oder anderer geeigneter mechanischer Anordnungen bezw. Lagerungen der beweglichen Wickelungen kann auch ein großer geradliniger Hub erzielt werden, überhaupt jede beliebige Bewegung.

Ein Apparat nach Fig. 7 z. B. kann ohne weiteres als Kippklappe für Signalzwecke verwendet werden, ebenso ergibt sich die Anwendung für alle Zwecke an Stelle von jetzt gebräuchlichen elektromagnetischen Signalapparaten aller Art von selbst.

Durch geeignete Parallel- oder Reihenschaltung von Widerständen, Kapazitäten oder Selbstinduktionen zu einer oder mehreren Primär- oder Sekundärwickelungen von Apparaten beschriebener Art lassen sich die Zeitkonstanten von deren Wickelungen und die Phasen der in denselben auftretenden Ströme fast in beliebiger Weise verändern bezw. auf verschiedenen Zwecken angepaßte Werte bringen.

Bei Anwendung von wechselnden Strömen genügender Frequenz lassen sich mittels derartiger Signalapparate telegraphische Zeichen aller Art sowohl bei Ruhe- als auch bei Arbeitsstrombetrieb übertragen, und gewährleistet die durch die erwähnten Mittel leicht auf ein Minimum zu bringende kleine Zeitkonstante der Empfangswickelung ein möglichst rasches Arbeiten auch auf langen Leitungen und Kabeln.

In manchen Fällen wird es zweckmäßig sein, statt die beweglichen Wickelungen durch Federkräfte, Gewichte und andere genannte Mittel in die Ruhelage bringen zu lassen, dieselben durch mehrere geeignet angeordnete Primärwickelungen beeinflussen zu lassen, die nacheinander erregt werden und entgegengesetzte Wirkungen auf die be\veglichen Sekundärwickelungen ausüben, diese also zum Pendeln bringen (Fig. 9). Hierbei können ebenfalls gleichzeitig noch feste Sekundärwickelungen angeordnet sein, welche in entsprechender Weise abwechselnd geöffnet und geschlossen sein müssen, wie z. B. Wickelungen Sf (Fig. 10).

Auch genügen eine Primärwickelung und zwei abwechselnd zu schließende, entgegengesetzt wirkende Sekundärwickelungen.

Ferner können zwei Primärwickelungen in Reihe geschaltet sein und abwechselnd kurzgeschlossen werden, dermaßen also abwechselnd gleichzeitig als Sekundärwickelungen dienen.

Das abwechselnde Erregen der Primär-Wickelungen sowie öffnen und Schließen der Sekundärwickelungen kann durch geeignete Schaltvorrichtungen nach Bedarf selbsttätig geschehen.

Claims (4)

Patent-Ansprüche:

1. Elektrischer auf Induktionswirkung beruhender Signalapparat für Wechselströme oder für pulsierende bezw. intermittierende Gleichströme, dadurch gekennzeichnet, daß als treibende Kraft die zwischen festen und innerhalb gewisser Grenzen frei beweglich angeordneten Primär- oder Sekundär Wickelungen eines sogenannten ruhenden Transformators auftretenden elektrodynamischen Kräfte benutzt werden.

2. Ausführungsform des in Anspruch 1 gekennzeichneten Signalapparates, bei welcher eine oder mehrere -Sekundärwickelungen direkt oder durch Fernleitungen mit einem oder mehreren anderen Signalapparaten beliebiger Art in Verbindung sind, zwecks induktiverÜbertragungvon Strömen in letztere behufs Signalgebung, Kontrolle oder Arbeitsleistung, ohne daß eine direkte Verbindung mit den übrigen Wickelungen notwendig ist.

3. Ausführungsform des in Anspruch 1 gekennzeichneten Signalapparates, bei weleher dieser in für andere Zwecke, z. B. elektrische Beleuchtung, Kraftübertragung, Signalgebung usw. bestimmte Gleichstromleitungen eingestellt ist und dazu dient, das Auftreten, Verändern und Verschwinden der Gleichströme bemerkbar zu machen.

4. Ausfühungsform des in Anspruch 1 gekennzeichneten Signalapparates, bei welcher zwei oder mehrere Primär- oder Sekundärwickelungen angeordnet sind, welche bei abwechselnder Erregung bezw. Schließung entgegengesetzte Bewegungskräfte hervorrufen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.