DE1765471A1 - Fluessigkeitswiderstand - Google Patents

Description

BR. L WESSELY PATENTANWALT MÜNCHEN 19 „.. . , _οο „ . ,_rtCQ

MONTENSTRASSE9/1 München, den 22. Mai 1968

Juan Andres AREGHETA MOTA Bilbao, Spani en

Flüssigkeitswiderstand

Die mit den Erfahrungen über die Konstruktion flüssiger Rheostats oder Flüssigkeitswiderstände verbundene Forsohung hat zu einer wesentlichen Abänderung einiger Bauteile derartiger Rheostate bzw. zum Gegenstand der vor- ™ liegenden Patentanmeldung geführt, die sich auf wichtige Vervollkommnungen derartiger Vorrichtungen bezieht, wovon einige die Betätigungsmittel für die betreffenden Bauteile der Flüssigkeitswiderstände und andere die Verbesserung ihrer elektrischen Eigenschaften und ihre notwendige Erhaltung betreffen*

Diese

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Diese Verbesserungen, die nachfolgend beschrieben sind, werden bei allen Flüssigkeitswiderständen, die zum Anlassen elektrischer Motore oder zum gesteuerten schlupf derselben, sowie zur Betätigung der Statoren synchroner Maschinen oder zur Energieableitung verwendet und zwar immer dann, wenn diese Widerstände einige feststehende Elektroden und ein System oder eine Anordnung aus beweglichen Elektroden aufweisen, deren Abstand sich ändert, wenn sie in einen Elektrolyten eintauchen, der den elektrischen Widerstand bildet.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist zunächst die Schaffung einer verbesserten Vorrichtung zur Bewegung des ganzen beweglichen Systems in senkrechter Richtung.

Während das ursprüngliche System aus einem handbetätigten oder motorangetriebenen Antriebsritzel mit einer Welle besteht, das in einen Zahnkranz eingreift, der an einer drehbaren Schraubenmutter angebracht ist, in deren Inneren eine Schraubenspindel in senkrechter Richtung gleitbar und durch einen Sicherungsbolzen geführt ist, der die Schraubenspindel gegen Drehung sichert, bildet die Vervollkommnung der vorliegenden Erfindung ein mechanisch wesentlich verbessertes System, das Vorteile in bezug auf Arbeitsweise, Lebensdauer und Wirtschaftlichkeit der Konstruktion bietet.

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An erster stelle wird ein Gehäuse zur Bewegungsübertragung bzw. ein Getriebekasten nach Pig. 1 beschrieben, der aus einem geschlossenen Kurbelgehäuse besteht, das zusätzlich zu den mechanischen Bauelementen auch das zum Umspülen der letzteren erforderliche Öl enthält. Dieses geschlossene Kurbelgehäuse 1 weist eine"Verlängerung an seinem unteren Ende auf, die aus einem rechteckigen Rohr 2 gebildet ist.

An seinem oberen Ende weist das Kurbelgehäuse 1 eine freie

Öffnung auf, durch welche sich die Schraubenspindel 3 erweist streckt, die senkrecht verschiebbar ist ,und /eine Eingangs- oder Antriebswelle 4 au:8»g>&&fe, die von außen von Hand oder durch einen Motor betätigt werden kann. Dieses Kurbelgehäuse enthält ein Antriebsritzel 5, das durch Lager geführt ist und den Zahnkranz 6 betätigt, der mit der Schraubenmutter 7 verbunden ist — wobei sie ebenso durch Lager geführt sind — , in deren Inneren die Schraubenspindel 3 gleitbar angeordnet ist. Auf diese Weise wird eine Verminderung der Geschwindigkeit bzw. ein Untersetzungsver- " hältnis zwischen Zahnkranz und Antriebsritzel und somit eine langsame Bewegung der Schraubenspindel erzielt und gleichzeitig ein System gebildet, das unter der Wirkung einer der Schraubenspindel 3 auferlegten Last nicht umkehrbar ist. Die Schraubenspindel 3 weist an ihrem unteren Ende einen Sicherungsbolzen 8 auf, der genau über der

Diagonalen

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Diagonalen des rechteckigen Rohres 2 gleitbar angeordnet ist, das am Kurbelgehäuse 1 hermetisch befestigt ist.

Auf diese Weise wird erzielt, daß die Drehung der Eingangsoder Antriebswelle 4 in eine senkrechte Bewegung der Schraubenspindel 3 umgewandelt wird, ohne daß sich diese drehen kann, wobei gleichzeitig eine geschlossene Einheit gebildet wird, die mit Schmieröl gefüllt ist, das sämtliche oben beschriebenen Bauteile umgibt bzw. umspült und die vom im Inneren des Rheostats vorhandenen Wasserdampf isoliert sind.

Dieser Getriebekasten bildet also eine Einheit, die gesondert hergestellt und unter dem Schwerpunkt des (durch die beweglichen Elektroden gebildeten) beweglichen Systems angebracht und eine für Rheostate verschiedener Größe und Bauart allgemein verwendbare Einheit sein kann.

Das Kurbelgehäuse 1 ist mit einem entsprechenden Stöpsel versehen und mit Öl gefüllt und kann zugleich einen Öl-3tandsmeßstab aufweisen.

Obwohl die oben beschriebenen Bauteile für sich allein schon bekannt sind, da sie häufig in beliebigen mechanischen Konstruktionen verwendet werden, wird geltend gemacht, daß die erfindungsgemäße Vervollkoirannung in der

Gesamtheit

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Gesamtheit bzw. Kombination aller dieser Einzelteile besteht und insbesondere in der zusätzlichen Anbringung bzw. Anfügung des oben erwähnten rechteckigen Rohres 2, das mit seiner Form zur Verhinderung der Drehung der Schraubenspindel 3 bzw. durch den Sicherungsbolzen 8 dient, der an der Schraubenspindel befestigt und im Inneren des rechteckigen Rohres entlang einer Diagonalebene ausgerichtet ist.

Das oben beschriebene Transmissions- oder Getriebegehäuse ist von einem Träger innerhalb des Rheostats getragen und in seinem oberen Teil daran befestigt.

Um Kondensation sowie den Eintritt von wasser und in manchen Fällen des Elektrolyten selbst zwischen dem oberen Teil des Kurbelgehäuses und dem Deckel des Rheostats zu vermeiden, ist ein Rohr 9 dazwischen angebracht, wodurch die Entlüftung des Gehäuses unmittelbar nach außen durch die entsprechende Öffnung des Deckels des Rheostats er- "

folgt.

Im allgemeinen ist die Bewegung des beweglichen Systems der Elektroden verhältnismäßig langsam im Vergleich zur wirtschaftlichen Geschwindigkeit, die bei Elektromotoren verwendet wird. Der Getriebekasten muß von außen her unmittelbar

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mittelbar durch einen Elektromotor oder aber über ein Untersetzungsgetriebe betätigt werden, also Vorrichtungen, die des leichten Zugangs und der Wartung wegen zweckmäßigerweise außen angeordnet sein sollen.

Um ein einfaches, leistungsfähiges und wirtschaftliches Getriebe zu schaffen, das gleichzeitig keine vollkommene Ausrichtung zwischen der Ausgangs- oder Abtriebswelle des Untersetzungsgetriebes und der Eingangs- oder Antriebswelle des Getriebekastens erfordert, wurde eine in Pig. 2 dargestellte Zwiechenwelle mit halbelastischer Anbringung vorgesehen.

Sie besteht im wesentlichen aus einem rechteckigen Rohr 10, einem gleichzeitig als Abstandshalter dienenden Füllstück 11 und den Teilen 12 und 13', die in die Enden des rechteckigen Rohres 10 vermittels ebenso rechteckig geformter Teile eingeführt und an der Ausgangs- oder Abtriebswelle des Untersetzungsgetriebes oder des Motors bzw. an der Eingangs- oder Antriebswelle des Getriebegehäuses angeordnet und befestigt sind.

Zwischen dem rechteckigen Kopf der Teile 12 und 13 und der Innenoberfläche des rechteckigen Rohres 10 befinden sich eine Anzahl Bauteile 14 aus elastischem Material, die in

Form

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Form dünner Platten oder Folien geschnitten sind, sowie die ebenso von dünnen Platten abgeschnittenen Anschläge 15 aus elastischem Material.

Diese Anordnung bildet ein zuverlässiges Element zur übertragung des Drehmoments, dessen Stöße von den elastischen Teilen 14 gedämpft werden. Das Rohr bleibt zwischen den Kopfteilen der Teile 12 und 13 axial unbeweglich, und die Teile 15 erleichtern den Ein- bzw. Zusammenbau, indem die Einheit gegenüber den als Abstandshalter dienenden Teil 11 eingestellt wird.

Diese Vorrichtung gestattet darüber hinaus eine große Fehlausrichtung zwischen der Eingangs- und der Ausgangswelle, und zwar in ihrer Winkel-, Parallel- oder Exzenterstellung, was schließlich die Bewegung auf sehr wirtschaftliche Weise ohne Verstellungoder mechanische Vorrichtungen ermöglicht.

Werden die Flüssigkeitswiderstände zum Anlassen elektrischer Maschinen verwendet, ist es wünschenswert, die Betätigung zu beenden, indem die Eingangsleiter in direkten Kurzschluß gebracht werden. Dies ist viel wirtschaftlicher und einfacher als die Anbringung irgendeiner außen befindlichen Vorrichtung zur Bewerkstelligung des Kurzschlusses.

Die

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Die bisher verwendeten Elementarkontakte, die unter dem Leitkreuzkopf angeordnet waren und den Kurzschluß über andere, in den Leitstäben jeder Phase herstellten, nutzten sich/schnell ab, da die Geschwindigkeit der Kontakherstellung gering war, weil sie von der Geschwindigkeit der Verschiebung des beweglichen Systems, kurz von der für den Rheostat vorgesehenen Betätigungszeit abhängig ist; dieser Nachteil der bisherigen Anordnungen hat zu der erfirdungsgemäßen neuen Verbesserung Anlaß gegeben.

Fig. 3 zeigt den Leitstern oder -kreuzkopf 16, der die beweglichen Elektroden stützt und elektrisch verbindet, sowie einen männlichen oder inneren runden Leiter 17, der bei seiner Abwärtsbewegung am Hubende in einen feststehenden weiblichen oder äußeren Kontakt 18 eintritt, der tulpenförmig und am oberen Ende der Leitschraubenmutter 19 befestigt ist, die auf die Leitstange 20 geschraubt ist, welche den Strom zur unteren Elektrode leitet, wodurch die Eingangsstromleiter 21 über den Stäben 16 unmittelbar in Kurzschluß stehen.

Die feststehenden Kontakte 18 sind ferner in einem elektrisch isolierenden Gehäuse angeordnet, das einen ölspiegel 22 aufweist, das in der Kapsel 25 enthalten ist, die durch die Klammer 24 am mit der Schraubenmutter 19 verschweißten metallischen Teil befestigt ist.

Wie

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Wie aus Fig. 3 ersichtlich, weist die Kapsel 23 an ihrem oberen Ende einen verengten Hals auf, der sich bis zur Aus-3enseite des Deckels des Rheostats erstreckt um zu verhindern, daß die Wasserniederschläge aus dem Elektrolyt in sein Inneres eintreten, wobei gleichzeitig auch der Eintritt fremder Körper von außen auf ein Minimum herabgesetzt ist.

Das Material, aus welchem die Kapsel 23 gebildet ist, ist elektrisch isolierend, wobei zur Vergrößerung der elektrischen Abstände die ebenso aus Isoliermaterial bestehenden Unterlegscheiben 26 vorgesehen sind.

Während oben eine erfindungsgemäße Ausführungsform beschrieben wurde, sind auch verschiedene Abwandlungen möglich. Es wird jedoch hervorgehoben, daß das Y/esen der erfindungsgemäßen Verbesserung in der Verwendung elastischer tulpenförmiger Kontakte besteht, die sich im Inneren eines Isolierbehälters befinden, der zweckmäßigerweise Isolieröl enthält, das die wesentlichen Punkte der Kontakte bedeckt.

In der allgemeinen Anordnung nach Fig. 4, in welcher der Behälter 27 dargestellt ist, der den Rheostat enthält und die Isoliertröge 28 aufweist, die die Elemente jeder Phase enthalten, und in welcher auch das mittlere Rohr 29 dargestellt ist, wurde eine weitere Verbesserung eingeführt, nämlich

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lieh durch die Anordnung der Isolierrippen 30, die den elektrischen Strompfad vergrößern, der die feststehenden Elektroden im unteren Teil der Tröge verbindet. Dadurch kann der Innenwiderstand des Rheostats am Beginn seiner Tätigkeit auf einfache Weise vergrößert werden.

Darüber hinaus wird erfindungsgemäß eine Verbesserung des Kurzschlußsystems der zum Anlassen der Rotore asynchroner Motore bestimmten flüssigen Rheostate erzielt, die im wesentlichen in der abrupten und automatischen Betätigung der besagten Kontakte besteht, um die vollkommene Erhaltung derselben zu erzielen. Diese Anordnung besteht in einer neuen Gesamtheit oder Einheit der männlichen oder inneren Kurzschlußteile und des entsprechenden Leitsterns, die auf einem Verlängerungsstück gleiten könri^" das den Kurzschlußstern der beweglichen Elektroden stützt, wobei die Bewegung dieses zv/eiten, die männlichen oder inneren Teile tragenden Sterns von der Bewegung des ersten Elektrodenträgers unabhängig wird. Die besagte Einheit des Endkurzschlußsterns wird vermittels einer Feder abrupt betätigt, die über ihm angeordnet ist und durch die Verschiebung eines Druck- oder Schubstückes zusammengedrückt wird, das wiederum mit dem in der beweglichen Einheit vorgesehenen Verlängerungsstück aus einem Stück besteht. Der Endkurzschlußstern wird durch die Sperrwirkung eines Bolzens festgehalten, bevor er in Kontakt

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takt kommt, wobei dieser Sperrbolzen die Gestelle der beiden Sterne durchkreuzt und bei seinem Abstieg eine regelbare Stutze auf dem Deckel des eigentlichen Rheostats hat, um die Bewegung dieses Sterns aufzuhalten, währenddessen das Herabsinken des Elektrodensterns fortdauert, bis ein am oberen Teil des besagten Bolzens vorgesehener regelbarer Kegel durch das Stück verschoben wird, das am Ende der Verlängerung der beweglichen Rheostateinheit befestigt ist. Dies v/ird durch das Einklinken einer Stelle verringerten Durchmessers des oben erwähnten Bolzens in das Gestell des die männlichen oder inneren Kurz3chlußstücke tragenden Sterns erreicht. Nach dem Ausklinken des Bolzens gleitet der Kurzschlußstern unter der Federwirkung abrupt und somit treten die männlichen oder inneren KontsJcte in ihre entsprechenden tulpenfö'rmigen Gegenstücke abrupt ein, wodurch eine vollkommene Erhaltung beider Kontakte erzielt wird. Das System ist an sich selbsttätig, da sich nach dem Ausschalten des Motors der bewegliche Teil des Rheostats erhebt und das Gewicht des Sperrbolzens bewirkt, daß er fällt und in seine Ausgangsstellung zurückkehrt, wobei er auch von einer zweiten, kleinen Feder geschoben wird, so daß die Gesamtvorricht«ng in Bereitstellung zum Herbeiführen eines neuen Anlassens verbleibt. Dieses absolut neuartige System erfordert keine neuen Isolierungen. Die beiden oben erwähnten Sterne sind elektrisch miteinander verbunden. Wenn die Ro-

torspannung

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torspannung etliche tausend Volt ie Augenblick dee Startbeginns erreichen kann, sind die KurzschluSkontakte sehr weit voneinander entfernt· Wenn eich diese Kontakte annähern, beträgt die Rotorspannung nur einige wenig» Volt, pie abrupte Zündung führt also zum abrupten Euraechluf· Dabei
sind beide Kurzschlußsterae mit der Einheit der Masse des Rheostats elektrisch verbunden, so daß jegliche zusätzliche Isolierung, Betätigungssolenoide oder mechanische vorrichtungen mit selbständigem Antrieb usw. entfallen. Auf diese Weise wurde erfindungsgemäß eine einfache selbsttätige Vorrichtung zur abrupten Herstellung des Kurzschlusses zwecks Erhaltung der ihn erzeugenden Kontakte geschaffen.

Patentansprüche

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Claims (1)

1. "-■-·■ 176^71

   - 13 Patentansprüche

   1. !Flüssigkeitswiderstand, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Elektrodensystem vermittels eines Getriebe- bzw. Ohtersetzungsgetriebekastens betätigt ist, der in einem geschlossenen und mit Öl gefüllten Behälter (1) ein von außen bewegbares und einen an einer Schraubenmutter (7) angebrachten Zahnkranz (6) betätigendes Antriebsritzel (5) enthält, wobei im Inneren der Schraubenmutter (7) eine Schraubenspindel (3) gleitbar angeordnet ist, die an ihrem unteren Ende mit einem Sicherheitsbolzen (8) versehen ist, der sich entlang der Diagonale in einem rechteckigen Rohr(ty befindet, das an der Unterseite des Behälters angebracht ist, so daß durch diesen Getriebekasten die Drehbewegung der Primärwelle in eine senkrechte Translationsbewegung der Schraubenspindel (3) umgewandelt wird, wobei die Schraubenspindel (3) gegen Verdrehung durch den Sicherheitsbolzen (8) und das rechteckige Rohr (2) gesichert und ein nicht umkehrbares system gebildet ist, das am oberen Teil durch ein Rohr (9) geschützt ist, das am Deckel des Rheostats befestigt ist, so daß die Lüftung nach außen durch dieses Rohrf9| über die entsprechende öffnung im Deckel des Rheostats erfolgt.

   2. Flüssigkeitswiderstand nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein vereinfachtes Getriebe mit einer Zwischenwelle für den

   durch

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   durch einen Motor oder ein Untersetzungsgetriebe betätigbaren Getriebekasten, wobei das vereinfachte Getriebe im wesentlichen aus zwei Teilen (12 und 15) mit rechteckigem Köpf besteht, die in die Enden eines rechteckigen Rohres (10) eingeführt sind, wobei dünne Platten (14) aus elastischem Material zwischen den rechteckigen Kopfteilen der Teile (12 und 15) und der Innenoberfläche des rechteckigen Rohres (10) vorgesehen sind und ein Füllstück (11) im Rohr (10) als Abstandshalter für die anderen Stücke aus elastischem Material angeordnet ist, so daß eine Drehbewegung von der einen auf die andere Welle übertragen werden kann, ohne daß eine genaue gegenseitige Ausrichtung erforderlich ist.

   Flüssigkeitswiderstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Anordnung von Kurzschlußkontakten, 4ie männliche oder innere Kontakte (I7) aufweist, die am Kreuzkopf oder Stern (16) des Rheostats befestigt sind, sowie feststehende weibliche oder äußere Kontakte (18), die am oberen Teil der Leitstäbe (20,21) der feststehenden Elektroden jeder Phase befestigt sind, wobei die Kontakte (18) in einem dichten Isolierbehälter (2j5) eingeschlossen sind, der auch isolierendes Öl enthält und an seinem oberen Teil einen verengten Hals aufweist, der sich durch den Deckel des Rheostats erstreckt.

   4. Flüssigkeitswiderstand

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   - 15 -.

   4. Flüssigkeitswiderstand nach einem der vorhergehenden Ansprü-

   ZO ehe, gekennzeichnet durch Isolierrippen (3Θ-), die am Boden des Behälters (27) des Rheostats senkrecht und in Radialrichtung angeordnet sind, wodurch die Strecke, die vom Stroa - vom unteren Teil der feststehenden Elektroden durch die Verengung der keramischen Tröge (28) hindurch zurückgelegt ist, vergrößert wird.

   5. Flüssigkeitswiderstand zur Verwendung zum Anlassen der Rotore asynchroner Motore, gekennzeichnet durch ein Kurzschlußsystem, wobei die Kontakte abrupt und selbsttätig bewegt werden, damit ihre vollkommene Erhaltung bei ihrem Einbau in eine besondere Vorrichtung erzielt wird.

   6. Flüssigkeitswiderstand nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine neuartige Einheit der männlichen oder inneren Kurzschlußstücke mit dem entsprechenden Leitstern, der auf einem Verlängerungsstück gleiten kann, das auf einem Tragteil angebracht ist, welches den anderen Kurzschlußstern der beweglichen Elektroden stützt, so daß die Bewegung des zweiten, die männlichen Stücke tragenden Sterns unabhängig von der Bewegung des ersten Elektrodenträgers ist.

   7. Flüssigkeitswiderstand nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet , daß die besagte Einheit des Endkurzschlußsterns

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   sterns vermittels einer Feder abrupt oder brüsk betätigt ist, die über dem Stern angeordnet ist und durch die Verschiebung eines Schubstückes zusammengedrückt ist, das mit dem Verlängerungsstück aus einem Stück besteht, welches an der beweglichen Einheit vorgesehen ist, wobei der Endkurzschlußstern, bevor er in Kontakt kommt, durch die Sperrwirkung einer sperrklinke oder eines Sperrbolzens festgehalten wird, und wobei diese Sperrklinke die Gestelle der beiden Sterne durchkreuzt und bei ihrem Abstieg eine regelbare Stütze auf dem Deckel des eigentlichen Rheostats hat, damit die Bewegung dieses Sterns aufgehalten wird, während das Herabsinken des Elektrodensterns fortgesetzt wird, bis ein am oberen Teil der Sperrklinke vorgesehener regelbarer Kegel durch das stück verschoben wird, das am Ende des Verlängerungsstückes der beweglichen Einheit des Rheostats befestigt ist.

   8. Flüssigkeitswiderstand nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die in diesen Ansprüchen beschriebene Funktion infolge des Einklinkens der besagten Sperrklinke vermittels eines Abschnittes verminderten Durchmessers der Sperrklinke in das Gestell des Sterns, der die männlichen Kurzschlußstücke trägt, und infolge der Tatsache, daß nach dem Ausklinken der Sperrklinke der Kurzachlußstern unter der Federwirkung brüsk verschoben wird und somit die männlichen

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   - 17 oder inneren Kontakt3tücke in ihre tulpenförmigen Gegenstücke brüsk eintreten,/wodurch eine perfekte Erhaltung der beiden Kontakte erzielt wird.

   9. Flüssigkeitswiderstand nach Anspruch 5, 6, 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß das so erhaltene System selbsttätig ist, da sich beim stillstehenden Motor der bewegliche Teil des Rheostats erhebt und das Gewicht des eigentlichen Sperrbolzens bewirkt, daß er fällt und in seine ursprüngliche

   er
   Lage zurückkehrt, wobei adxsc auch durch eine zweite, kleine Feder geschoben wird, so daß die Gesamtvorrichtung in dem Zustand verbleibt, in welchem sie bereit ist, ein neues Anlassen zu bewirken und somit mit diesem System erreicht wird, daß neue Isolierungen entfallen.

   10. Flüssigkeitswiderstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sterne elektrisch miteinander verbunden sind.

   11, Flüssigkeitswiderstand nach den Ansprüchen 5 - 10, dadurch gekennzeichnet, daß beim Erreichen mehrerer tausend Volt der Rotorspannung im Augenblick des Beginnes des Anlassens die Kurzsohlußkontakte sehr weit entfernt voneinander sind, während beim Annähern dieser Kontakte die Rotorspannung nur einige wenige Volt aufweist, und daß die brüske Zündung den brüsken Kurzschluß bewirkt.

   12, Flüssigkeitawideratand

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   12. Flüssigkeitswiderstand nach den Ansprüchen 5 ^- 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurzschlußsterne mit der Einheit der Masse des Rheostats elektrisch verbunden sind, wobei jegliche zusätzliche Isolierungen, Betätigungssolenoide oder mechanische Vorrichtungen mit selbständigem Antrieb entfallen und somit eine einfache selbsttätige Vorrichtung mit brüsker Kurzschlußherstellung zwecks Erhaltung der den Kurzschluß erzeugenden Kontakte erzielt wird.

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