DE166603C

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Publication number: DE166603C
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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

- M 166603 KLASSE 21 c. - M 166603 CLASS 21 c.

Die Erfindung bezieht sich auf solche Schalter, durch die die Spannung eines Netzes feinstufig reguliert werden kann, obwohl die Unterteilung der Spannung der Stromquelle und in verhältnismäßig großen Stufen möglich ist. Sie ist anwendbar zur Regulierung beliebiger . elektromotorischer Kräfte, beispielsweise als Zellenschalter oder als Regulierschalter für Transformatoren. In den folgenden Darlegungen ist die Anwendung des Regulierschalters nach vorliegender Erfindung auf Zellenschalter auseinandergesetzt.The invention relates to such switches, through which the voltage of a network can be finely regulated, although the subdivision of the voltage of the power source and is possible in relatively large stages. It is applicable to regulation any. electromotive forces, for example as a cell switch or as a regulating switch for transformers. In the following explanations, the application of the Regulating switch according to the present invention set out on cell switches.

Die Unterteilung der Zellenschalter ist bedingt durch die Spannung der einzelnen Zelle, und da diese etwa 2 Volt beträgt, so muß man sich bei den in Lichtanlagen üblichen Gebrauchsspannungen begnügen, mit Rücksicht auf sonst zu erhebliche Schwankungen der Lichtstärke jedesmal nur eine Zelle zu- oder abzuschalten. Die Zellenschalter werden deshalb groß und kostspielig, die zahlreichen von den Schaltzellen zum Zellenschalter führenden Leitungen ebenfalls kostspielig, ■ sowohl durch ihr Material wie ihre Verlegung und das Ganze schwer . übersichtlich. Man hat deshalb nach Schaltungen gesucht, bei . denen immer mehrere hintereinander geschaltete Zellen ohne erhebliche Schwankungen der Gesamtspannung zu- oder abgeschaltet werden können. Eine der einfachsten solcher Schaltungen ist in der Elektrotechnischen Zeitschrift 1903, S. 809, 810 beschrieben. Dabei sind die in Reihe geschalteten Zellen in Gruppen zu je zweien eingeteilt, aber die eigentümliche Benutzungsweise einer einzelnen Hilfszelle läßt trotzdem in dem Verteilungsnetze nur Spannungsschwankungen von je einer Zelle entstehen. Soll nämlich beispielsweise die Spannung im Netze erhöht werden, und ist augenblicklich die Hilfszelle nicht in Tätigkeit, so wird diese hinzugeschaltet ; demnächst werden durch den Zellenschalter die zwei Zellen einer Gruppe hinzugeschaltet, gleichzeitig aber die Hilfszelle wieder abgeschaltet usf. Ähnlich kann auch ersichtlich beim Abschalten von Zellen verfahren werden, so zwar, daß immer nur die E. M. K. einer Zelle der Netzspannung hinzugefügt oder weggenommen wird. Diese Schaltweise ist nun auch ersichtlich ' nicht gerade an die Zellenzahlen 2 und 1 gebunden, wiewohl diese meist in Frage kommen werden. Die Schaltweise ergibt deshalb mindestens eine Verringerung der Zellenschalterkontakte und der Leitungen nach den Schaltzellen um die Hälfte.The division of the cell switches is due to the voltage of the individual cell, and since this is about 2 volts, you have to use the ones commonly used in lighting systems Usage voltages are sufficient, taking into account otherwise excessive fluctuations the light intensity only switch one cell on or off each time. The cell switches will therefore large and expensive, the numerous leading from the switching cells to the cell switch Cables are also expensive, ■ both because of their material and how they are laid and the whole thing difficult. clear. One has therefore looked for circuits at . which always have several cells connected in series without significant fluctuations the total voltage can be switched on or off. One of the simplest such circuits is in electrical engineering Zeitschrift 1903, pp. 809, 810. Here are those connected in series Cells divided into groups of two, but the peculiar way of using one single auxiliary cell still leaves only voltage fluctuations in the distribution network from one cell each. Namely, for example, the voltage in the network should be increased and if the auxiliary cell is not currently in use, it will be switched on ; soon the two cells of a group will be switched on by the cell switch, but at the same time the auxiliary cell switched off again etc. Similar can also be seen when switching off cells be proceeded so that only the E.M.K. of a cell of the mains voltage added or removed. This switching method is now also not apparent tied to the cell numbers 2 and 1, although these will mostly come into question. The switching method therefore results in at least a reduction in the number of cell switch contacts and the lines to the switching cells by half.

In dem angeführten Aufsatze wird die beschriebene Schaltweise durchgeführt mit Hilfe eines besonderen Schaltapparates,, dessen Bürstenbewegung abhängig ist von der Bürstenbewegung des Hauptzellenschalters. Es zeigt nun aber, daß man diesen besonderen Apparat vollständig entbehren und seine Aufgabe mit übertragen kann auf Hilfsapparate an Zellenschaltern zur Verlegung der Öffnungsfunken, im folgenden kurz Funkenschalter genannt, wie sie beispielsweise durch die Patentschriften 62229,In the cited article, the switching method described is carried out with the help of a special switching device, whose brush movement is dependent on the Brush movement of the main cell switch. But it now shows that you have this special Can completely dispense with the apparatus and transfer its task to Auxiliary devices on cell switches for relocating the opening sparks, in the following briefly called spark switches, as they are, for example, by the patent specifications 62229,

(2. Auflage,''ausgegeben am 7. Oktober igog.) (2nd edition, '' issued on October 7th igog.)

133860 der Kl. 21 u. a. bekannt geworden sind, wobei diese Hilfsapparate nur ganz geringe Umänderung zu erfahren brauchen.
Die neue Einrichtung wird zunächst zweckmäßig im Anschlüsse an die Patentschrift 62229 erläutert. Die dort in den Fig. 3 bis 9 dargestellte Schaltweise kann für den vorlie-133860 of class 21, among other things, have become known, with these auxiliary devices only needing to undergo very minor changes.
The new device is first expediently explained in connection with patent specification 62229. The switching method shown there in FIGS. 3 to 9 can be used for the present

. genden Zweck vorteilhaft ausgeführt gedacht werden durch einen schematisch in Fig. 1 dar-. lowing purpose are thought to be carried out advantageously by a schematically shown in Fig. 1

■10 gestellten Apparat.■ 10 set apparatus.

In der Figur bedeutet t die Batterie, ζ ζ . . . die angefügten Schaltzellen, die einzeln an die Kontaktstücke cc... des' Zellenschalters angeschlossen sind. Diese Kontaktstücke c sind wieder durch gleich breite Isolierstücke getrennt. Die fest, aber isoliert verbundenen Bürsten k_± und k„ von etwas geringerer Breite als die Kontaktstücke, berühren einerseits die Kontaktbahn, andererseits die Gleitschienen S₁ bezw. S₂. Zwei Kontaktstücke, durch α b'und O₁ b₁ bezeichnet (um tunlichst die Bezeichnungsweise der angezogenen Patentschrift zu benutzen), sind mit den Gleitschienen verbunden, und zwar die erste durch den Widerstand w, der, in gleicher Weise wie der Widerstand w der Patentschrift, das Kurzschließen einzelner Zellen bei der langsamen Bewegung der Bürsten verhindert.
Den Kontaktstücken α b und Ci₁ b₁ gegenüber liegt das Kontaktstück d und zwischen den drei Kontaktstücken schwingt um einen mittleren Punkt der Schalthebel h mit genügend breiten Bürsten, um gleichzeitig die beiden Kontaktstücke α b und U₁ b_t berühren zu können. Der Schalthebel ist in einer bestimmten Lage gezeichnet, die der augenblicklichen Stellung von /e, und k₂ entspricht. Die verschiedenen Stellungen, die der Hebel beim Schaltvorgange einnimmt, sind durch einfache Mittellinien bezeichnet, und am Ende dieser punktiert verlängerten Linien sind Zahlen eingeschrieben, die den Schaltstellungen nach Fig. 3 bis 9 der Patentschrift 62229 . entsprechen. Das bedeutet: Während die Hauptbürsten k_x k₂ um eine ganze Kontaktteilung des Zellenschalters verschoben werden, erfährt der mit den Bürsten kinematisch verbundene Schalthebel h solche Stellungsänderungen, daß den Schaltbedingungen nach Fig. 3 bis 9 der Patentschrift 62229 entsprochen wird, wie sich durch Verfolgen der zusammengehörenden Stellungen der Bürsten und des Schalthebels erweist. Die bisher besprochene Einrichtung bildet also nur eine besondere Form des Funkenschalters nach D. R. P. 62229.In the figure, t means the battery, ζ ζ. . . the attached switching cells, which are individually connected to the contact pieces cc ... of the 'cell switch. These contact pieces c are again separated by insulating pieces of equal width. The firmly but insulated connected brushes k _± and k " of slightly smaller width than the contact pieces, touch on the one hand the contact track, on the other hand the slide rails S _{1 and} / or. S ₂ . Two contact pieces, denoted by α b 'and O ₁ b ₁ (to use the designation of the cited patent as far as possible), are connected to the slide rails, namely the first through the resistance w, the, in the same way as the resistance w the Patent specification that prevents short-circuiting of individual cells when the brushes move slowly.
The contact pieces α b and Ci ₁ b _{1 is} opposite the contact piece d and between the three contact pieces swings around a central point of the switching lever h with sufficiently wide brushes to be able to touch the two contact pieces α b and U ₁ b _{t at the same time.} The shift lever is drawn in a certain position which corresponds to the current position of / e and k _2. The various positions which the lever assumes during the switching process are indicated by simple center lines, and numbers are inscribed at the end of these dotted lines which correspond to the switching positions according to FIGS. 3 to 9 of patent specification 62229. correspond. This means that while the main brushes k _x k ₂ are shifted by a whole contact division of the cell switch, the switching lever h kinematically connected to the brushes experiences such changes in position that the switching conditions according to FIGS. 3 to 9 of patent 62229 are met, as can be seen by tracking the related positions of the brushes and the control lever. The device discussed so far is only a special form of the spark switch according to DRP 62229.

In Fig. 2 ist nun aber der Zellenschalter aus Fig. ι mit den Änderungen des Funkenschalters dargestellt, die. ihn befähigen, jedes- mal zwei Schaltzellen aus- oder einzuschalten ohne größere Spannungsänderungen im Netze, als die einer Zelle entsprechenden. Zu dem Ende sind an die Kontakte cc... Gruppen von je zwei hintereinander geschalteten Zellen gelegt, und bei dem Funkenschalter ist eine Hilfszelle S₁ angeordnet.In Fig. 2, however, the cell switch from Fig. Ι is shown with the changes to the spark switch, the. enable it to switch two switching cells off or on each time without greater voltage changes in the network than those corresponding to one cell. At the end of the contacts cc ... groups of two cells connected in series are placed, and an auxiliary cell S _{1 is} arranged at the spark switch.

Zwischen die beiden Kontaktstücke a b und (I₁ b₁ ist aber ein mittleres Kontaktstück m gelegt, und zwischen dieses und a_t Z)₁ der^Widerstand w geschaltet, der, wie ohne weiteres aus der Figur ersichtlich ist, sowohl das Kurzschließen der Hilfszelle S₁ wie der Schaltzellen s verhindert.Between the two contact pieces ab and (I ₁ b ₁ , however, a middle contact piece m is placed, and between this and a _t Z) ₁ the ^ resistor w is connected, which, as can be readily seen from the figure, both short-circuiting the auxiliary cell S ₁ as the switching cells s prevented.

Bei der gezeichneten Stellung des Schalthebels h und der Hauptbürsten k_t k₂ fließt beispielsweise der Strom von der Batterie t durch einen Teil der Schaltzellen über die Bürste Ii₁, das Kontaktstück α b, den Schalthebel h usw. in das Netz und von da in die Batterie zurück. Die Hilfszelle Z₁ ist dabei nicht in Tätigkeit. Hat sich das Bürstenpaar k₁ k„ um eine halbe Teilung nach links verschoben, so daß k₂ an die Stelle von k_x gerückt ist, so ist gleichzeitig h in seine entgegengesetzte Stellung gedreht, das Kontaktstück U₁ b₁ mit d verbindend. Damit ist aber eine Zelle, und zwar die Hilfszelle Z₁ zugeschaltet. Rücken nun Ji₁ k₂ wieder um eine halbe Teilung weiter, so daß k_t auf das nächste Kontaktstück c kommt, so dreht sich gleichzeitig h in die gezeichnete Stellung zurück. Es sind damit an der Kontaktbahn zwei Zellen zugeschaltet, die Hilfszelle aber wieder abgeschaltet, so daß tatsächlich die Spannung im Netze nur um die einer Zelle gewachsen ist usf. Die in den Verlängerungen der Mittellinien von h eingeschriebenen Zahlen entsprechen wieder den Fig. 3 bis 9 der Patentschrift 62229.In the drawn position of the shift lever h and the main brushes k _t k ₂ , for example, the current from the battery t flows through some of the switching cells via the brush Ii ₁ , the contact piece α b, the shift lever h , etc. into the network and from there in the battery back. The auxiliary cell Z ₁ is not in use. If the pair of brushes k ₁ k "has shifted by half a division to the left, so that k _{2 has moved} to the place of k _x , h is simultaneously turned into its opposite position, connecting the contact piece U ₁ b ₁ with d . But this means that one cell, namely the auxiliary cell Z _{1, is} switched on. If Ji ₁ k ₂ moves on again by half a division, so that k _t comes to the next contact piece c , then h simultaneously rotates back into the position shown. Two cells are connected to the contact path, but the auxiliary cell is switched off again, so that the voltage in the network has actually only increased by one cell, etc. The numbers written in the extensions of the center lines of h correspond again to FIGS. 3 to 9 the patent specification 62229.

An Stelle des schwingenden Hebels h wird zur wirklichen Ausführung der Schaltung ein Schaltapparat mit Drehbewegung in nur einer Richtung zweckmäßig sein, wie auch in der Patentschrift 62229 dargelegt wurde. Die Schaltung kann beispielsweise durch einen Drehschalter nach Fig. 3 ausgeführt werden, wobei, wieder die Bezeichnungen denen der Fig. 2 entsprechend gewählt'sind.Instead of the oscillating lever h , a switching device with a rotary movement in only one direction will be useful for the actual execution of the circuit, as was also explained in patent specification 62229. The circuit can be carried out, for example, by a rotary switch according to FIG. 3, the designations again being chosen to correspond to those of FIG.

Die Achse χ des Drehschalters trägt die volle Schleifscheibe ν und den Quadranten q. Die hier als Bürsten ausgebildeten Kontaktstücke α b und O₁ b₁ liegen auf entgegengesetzten Seiten der Achse x; der Mittelkontakt m ist in zwei gleichwertige, unter sich verbundene geteilt, deren Mittellinie senkrecht zu der von α b und a_t b_± steht. Die kinematische Verbindung des Drehschalters mit den Hauptbürsten k_± k₂ ist so bemessen, daß er eine ganze Umdrehung macht, wenn k_± k₂ um eine ganze Teilung", d. h. um den Abstand der Mitten zweier Kontaktstücke c verschoben wird. Die gezeichnete Stellung der Teile inThe axis χ of the rotary switch carries the full grinding wheel ν and the quadrant q. The contact pieces α b and O ₁ b ₁ , designed here as brushes, lie on opposite sides of the axis x; the center contact m is divided into two equivalent, interconnected, whose center line is perpendicular to that of α b and a _t b _± . The kinematic connection of the rotary switch with the main brushes k _± k ₂ is dimensioned so that it makes a complete revolution when k _± k ₂ is shifted by a whole division ", ie by the distance between the centers of two contact pieces c . The position shown in the Parts in

Fig. 3 entspricht der in Fig. 2, und die den Mittellinien der Kontakte angeschriebenen Zahlen entsprechen wieder den Schaltstellungen der Patentschrift 62229. Im übrigen kann selbstverständlich die besondere Anordnung des dem Doppelzwecke genügenden Drehschalters sehr verschieden ausfallen.Fig. 3 corresponds to that in Fig. 2, and the center lines of the contacts are inscribed Numbers again correspond to the switch positions of patent specification 62229. Otherwise, can of course the special arrangement of the rotary switch, which is sufficient for the dual purpose turn out very different.

Die vorstehend in Anwendung auf das D. R. P. 62229 beschriebene Einrichtung kann nun aber ebenso auf einen Zellenschalter mit Funkenschalter nach D. R. P. 133860 angewendet werden, denn die Folge der einzelnen Schaltungen muß selbstverständlich in beiden Fällen dieselbe sein und kann immer durch besondere Ausgestaltung des Funkenschalters erfüllt werden. .The device described above in application to the D.R.P. 62229 can but now also applied to a cell switch with spark switch according to D. R. P. 133860 because the sequence of the individual circuits must of course be in both Cases be the same and can always be due to the special design of the spark switch to be met. .

Wie im Eingange schon angedeutet, ist die Einteilung der Schaltzellen in Gruppen von je zweien und die Anwendung einer einzelnen Hilfszelle nicht Bedingung für die Wirkung der beschriebenen Einrichtung. Dem Sinne der Darlegungen wird vielmehr immer genügt, wenn die E. M. K. der Hilfszelle Z₁ oder unter Umständen der Hilfszellen einen Teil der E. M. K. jeder Gruppe der Schaltzellen 2 beträgt.As already indicated at the beginning, the division of the switching cells into groups of two and the use of a single auxiliary cell is not a condition for the effectiveness of the described device. Rather, for the purposes of the explanations, it is always sufficient if the EMF of the auxiliary cell Z ₁ or, under certain circumstances, of the auxiliary cells is part of the EMF of each group of the switching cells 2 .

Claims

Patent claim:

Regulating switch for fine-level switching of electromotive forces when in use of auxiliary voltages, which are only ■ part of the step-by-step switching Main stresses are indicated by the connection of the auxiliary voltage switch with the spark switch moved by the main voltage switching device.

1 sheet of drawings.