DE20542C - Neuerungen im Verfahren und an den Apparaten zur Regulirung elektrischer Ströme - Google Patents

Description

KAISERLICHES

Diese Erfindung besteht zuvörderst in. einer Vorrichtung, durch welche vermittelst elektromagnetischer Kraft die Arbeit eines elektrischen Accumulators oder einer Volta'schen Primärbatterie selbstthätig regulirt wird, und zwar durch Vermehrung oder Verminderung der Anzahl der jeweilig arbeitenden Zellen (Elemente).

In der einen Ausführungsweise dieser Vorrichtung liefert sie eine constante Stromstärke, in der anderen eine constante elektromotorische Kraft.

Im ersteren Falle wird die dem gesammten durch einen kurzen, dicken Draht hindurchgehenden Strom entsprechende elektromagnetische Kraft benutzt; im letzteren Falle hingegen die elektromagnetische Kraft eines Zweigstromes, welcher durch eine Spirale langen, feinen und die arbeitenden Elektroden verbindenden Drahtes hindurchfliefst.

Um die elektromagnetische Kraft zur Erzeugung des beabsichtigten Effectes zu veranlassen, dient u. A. eine Metallrolle, welche über Contactstücke hinweggerollt wird, wobei diese Contactstücke mit den Zellen (Elementen) abwechselnd durch kurze, dicke Metallstäbe und durch Drähte oder Widerstandsrollen verbunden werden, welche letztere einen genügenden Widerstand bieten müssen, damit die Bildung ungeeignet grofser Ströme infolge momentaner kurzer Stromschlüsse der Zellen vermieden werde. Jede solche Widerstandsspirale besteht aus zwei über einanderliegenden und durch eine Isolirschicht oder einen Luftraum getrennten Theilen, eine Anordnung, vermöge welcher die der Trägheit ähnliche, durch Selbstinduction hervorgerufene elektrische Erscheinung auf ein Minimum reducirt wird.

Die Rolle selbst steht mittelst gleitenden Contactes oder eines ähnlichen (rollenden) Contactes in Verbindung mit dem Stromkreise, in welchem die Arbeitsverrichtung vor sich geht.

Die nämliche Vorrichtung findet auch nützliche Verwendung zur Regulirung der Ladung , einer Secundärbatterie, und zwar so, dafs auf! diejenigen Zellen, welche beim Gebrauch der' Batterie am meisten in Anspruch genommen; worden sind, der gröfste Theil des Ladungs-! stromes übertragen, und ermöglicht wird, dafs' die ganze Batterie wieder in den Zustand voller¹ Stärke noch vor Beendigung des Ladungspro-' cesses zurückversetzt werden kann. \

Fig. ι der beiliegenden Zeichnung veranschaulicht die vorstehend im allgemeinen gekennzeichnete Vorrichtung.

Hierin ist A die erste Platte der ersten Zelle und / die zweite Platte der letzten Zelle einer Batterie. B bezeichnet die zweite Platte der ersten Zelle und die damit verbundene erste Platte der zweiten Zelle. CDEFGH bedeuten in analoger Weise die anderen Platten der Batterie. Es deuten femer a¹ P P c² c¹ u. s. w. bis h* h¹ i³ i^x isolirte Contactstücke an. Von diesen sind a¹ bis h¹ mit den Platten A B C.. . bis H durch kurze, dicke Drähte verbunden. Die Stücke P bis P hingegen stehen mit denselben-; Platten durch Drähte von beträchtlichem Widerstandsvermögen in Verbindung, von denen jeder doppelt gelegt ist, um das elektromagnetische Beharrungsvermögen auf den denkbar kleinsten Betrag herabzudrücken.

Die Platte A ist mittelst Drahtes W mit der Arbeitsstromleitung verbunden, so lange die Batterie Arbeit verrichtet; dagegen mit der Ladungsstromleitung, wenn die Ladung bewirkt werden soll. R ist eine Rolle oder Walze, vermöge welcher die Verbindung zwischen einem der Stücke a¹ bis i^x (bezw. zwei derselben zu gewissen Zeiten) und dem Arbeite- oder dem Ladungsstromkreise-hergestellt wird, dies durch einen Draht W¹ hindurch. Der Einfachheit der Darstellung wegen ist dieser Draht W¹ als mit der Achse der Rolle R verbunden dargestellt worden. Diese Verbindung kann in sehr geeigneter Weise durch gleitenden Contact erfolgen, wobei ein passender Führungsrahmen anzuwenden ist, welcher die Rollenachse führt unter Aufrechterhaltung der nöthigen Freiheit der Bewegung derselben. Im allgemeinen aber dürfte räthlich sein, die Verbindung zwischen den Contactstücken a¹ P P u. s. w. einerseits und dem Draht W¹ andererseits in der Weise zu bewerkstelligen, dafs man die Rolle in einer V-förmigen Führungsnuth laufen läfst, deren eine Seite gebildet wird von der Summe der schräg abgeflachten Seiten aller Stücke a¹ P b^x u. s. w., während die andere Seite von einer ununterbrochenen, gerade verlaufenden Metallstange gebildet werden mag, an die sich der Draht W^ anschliefst.

Die hiermit gegebene Idee eines »rollenden Contactes«, unter Anwendung eines geeigneten Führungsrahmens fur die Rollenachse, findet sich genau mit dargestellt in den Fig. 2, 3 und 5, welche sich auf einen weiteren Bestandtheil dieser Erfindung beziehen.

Im übrigen steht Nichts im Wege, eine Rolle mit Kugeloberfläche zu benutzen; eine solche bedürfte weder einer Achse, noch eines Führungsrahmens, und läfst sich von Hand oder auf mechanischem Wege mittelst geeigneten Gabelstückes fortbewegen.

Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf eine verbesserte Methode, die Stärke eines elektrischen Stromes oder der elektromotorischen Kraft zwischen zwei Conductoren so nahe als möglich constant zu erhalten, währenddem Veränderungen in der vom Strom oder von den Strömen zwischen den beiden Conductoren verrichteten Arbeit vorkommen mögen. Dieses sind Fälle, in denen eine einfachere elektromagnetische Vorkehrung nicht die zur wirksamen Regulirung erforderliche Kraft zu besitzen pflegt.

Zu dem bezeichneten Zwecke wird eine kleine dynamo-elektrische oder magneto-elektrische Maschine angewendet, welche befähigt ist, die zum Betriebe der dynamo - elektrischen Haupt-Maschine erforderliche Dampfkraft zu vermindern, wenn der Strom oder die elektromotorische Kraft zu stark wird; oder aber die Geschwindigkeit der Maschine, oder ihrer elektrischen Wirkungsgröfse zu vermindern bezw. die Leistung der Batterie oder des Accumulators zu vermindern, sofern die letzteren zur Erzeugung und Unterhaltung des Stromes dienen. Zur An- und Abstellung der kleinen dynamo- oder magnetoelektrischen Maschine dient hierbei eine elektromagnetische Vorrichtung gewöhnlicher Art für Contactherstellung und -Unterbrechung. Doch findet auch der weiter unten erläuterte neue Apparat zur Herstellung und Unterbrechung des Contactes hier nützliche Verwendung.

Ist es die Stärke eines Stromes, welche regulirt werden soll, so läfst man die Elektroden der regulirenden Maschine einwirken auf Punkte des Hauptstromes an den beiden Seiten eines Contactes, welcher unterbrochen wird im Falle eines zu starken Stromes, und wieder hergestellt, sobald der Strom nicht mehr zu stark ist.

Ist es die elektromotorische Kraft, welche regulirt werden soll, so wird eine Elektrode der regulirenden Maschine in Verbindung gehalten mit einem der Hauptconductoren. Die andere dagegen wird mit dem anderen Hauptconductor verbunden, wenn die elektromotorische Kraft zu stark ist, und diese Verbindung wird sofort wieder unterbrochen, wenn die elektromotorische Kraft nicht mehr zu stark ist.

Jedenfalls hemmt die augenblickliche Hereinziehung der Drahtwindungen der regulirenden Maschine in den Stromkreis plötzlich die zu starke elektrische Wirkung. Im ersteren Falle geschieht dies durch. Vermehrung des Widerstandes im Hauptstromkreise, im letzteren durch Abzweigung eines Theiles des von der Elektricitätsquelle kommenden Stromes von dem äufseren Stromkreise, indem man ihn durch die Drahtspirale der regulirenden Maschine hindurchgehen läfst. In beiden Fällen reducirt die regulirende Maschine schrittweise die elektrische Kraft der Quelle, bis die regulirende Maschine wieder aus dem Stromkreise ausgeschaltet und ihr erlaubt wird, in diesem Zustande zu verbleiben, was durch den selbstthätigen Apparat zur Contactherstellung und -Unterbrechung vermittelt wird.

Tritt einmal der umgekehrte Fall ein, d. h. der Strom oder die elektromotorische Kraft wird zu schwach, so tritt eine entsprechende selbstthätige Vorrichtung in Wirksamkeit, welche einen elektromagnetischen Motor veranlafst, die erregende Kraft zu verstärken, was in einer der vorstehend beschriebenen, entgegengesetzten Weise bewirkt wird.

Ein und derselbe elektromagnetische Motor läfst sich sowohl für die Vermehrung als auch für die Verminderung der erregenden Kraft benutzen; hierzu ist nur erforderlich, eine Einrichtung zu treffen, welche ermöglicht, den Motor in einer Richtung umlaufen zu lassen, sofern der Strom oder die elektromotorische Kraft zu stark ist, und in der entgegengesetzten Rieh-

tung, wenn zu schwach. Die in Vorstehendem mehrerwähnte regulirende Maschine kann im allgemeinen ein elektromagnetischer Motor irgend welchen Systems sein. Besonderen Vortheil scheint jedoch ein solcher Motor zu bieten, in welchem ein permanenter Magnet benutzt wird, und welcher in der einen oder anderen ,Richtung getrieben wird, je nachdem der arbeitende Strom eine gewisse oder die entgegengesetzte Richtung hat.

Ist die erforderliche regulirende Bewegungsgröfse von kleinerem Betrage, so genügt eine regulirende Maschine ohne Commutator, welche ihre Arbeit verrichtet mittelst elektromagnetischer Wirkung eines kräftigen Stahlmagneten auf eine bewegliche Spirale, so wie dies der Fall ist bei dem weiter unten beschriebenen Instrument zur Contactherstellung und -Unterbrechung.

Die Art und Weise der Ausführung des in Vorstehendem gekennzeichneten Grundgedankens ergiebt sich aus Fig. 2 bis 4.

Darin ist E die bewegliche Spirale, W ein zu derselben gehöriges Gegengewicht und M der wirksame Stahlmagnet im regulirenden Motor, ew m bedeuten die analogen, kleiner ausgeführten Theile in dem Primärregulator (oder doppeltwirkendes Relais, wie ich ihn der Kürze halber nennen will). F ist eine Schale zur Aufnahme von Justirgewichten, wozu eine Notwendigkeit 2. B. dann vorliegt, wenn der regulirende Motor direct ohne Relais benutzt wird. K K und k k sind Schneiden, welche die beiden Waagebalken unterstützen. R, Fig. 2, 3 und 5, ist die Contactrolle. 55 sind die Contactstücke (analog denen Ci¹P... in Fig. 1), welche eine Seite einer V-förmigen Führungsnuth für die Rolle R bilden. Die andere Seite V dieser Nuth besteht aus einem nicht unterbrochenen Metallstück.

B¹ B H¹ H ist ein Führungswagen, in welchem die Rolle R bei J, Fig. 3 und 5, verzapft ist. Dieser Wagen trägt an seinen Enden Kügelchen (bei BB¹), welche Führung durch sechs Flächen erhalten, von denen nur je drei gleichzeitig von den Kugeln berührt werden können. Zwei dieser Flächen, bei G¹, stehen senkrecht und in einem gegenseitigen Abstande, welcher den Durchmesser der Kugel B¹ um ein Geringes übersteigt. Die anderen vier Flächen bilden die vier Seiten eines horizontalen, vierseitigen Kanales G, längs dessen sich die Kugel B bewegt. Der Kanal G ist um ein Geringes weiter als der Durchmesser der Kugel B grofs ist.

An einem langen, mit dem Waagebalken verbundenen Arm A ist mittelst Hülse eine Spitze P befestigt; indem dieselbe auf die eine oder die andere der beiden Stifte b b, welche am Wagen befestigt sind, andrückt, vermag sie den Wagen in der einen oder anderen Richtung, vorwärts zu bewegen bezw. ihn anzuhalten. Dies geschieht unter Vermittelung des Waagebalkens der regulirenden Maschine, und zwar nach Mafsgabe der elektromotorischen Wirkung, welcher die Spirale E durch den Einflufs des unteren Poles des Magneten M ausgesetzt ist.

In den Fig. 2 und 4 veranschaulichen Q und q die von dem doppeltwirkenden Relais beeinflufsten Contacttheile, welche den Lauf der Ströme in der einen oder der entgegengesetzten Richtung durch E, sowie e bedingen, je nachdem sich w auf- und abbewegt. Die Arme, welche, von w ausgehend, die platinisirten Contactstücke q tragen, Fig. 2 und 4, besitzen genügend grofse Federkraft, um zu bewirken, dafs auch eine geringe auf- und abwärtsstofsende Kraft im Stande ist, Contactschlufs herbeizuführen.

Fig. 5 verdeutlicht eine Widerstandsspirale im Schnitt durch C- C. Contactstücke 5 5 5 sind mittelst steifer Conductoren LLL mit gewissen Stellen des Drahtes erwähnter Spirale verbunden. Die Verbindungsstäbe je dreier auf einander folgender Stücke liegen in drei verschiedenen Ebenen aus dem Grunde, um die erforderlichen Verlöthungen zu ermöglichen, da anderenfalls kein Raum vorhanden sein würde für die Löthstellen der neben einander liegenden Conductoren L.

Vierzig Contactstücke 5, verbunden (an vierzig Punkten) mit jeder dritten Umwindung einer Widerstandsspirale von 120 Umwindungen eines starken eisernen Drahtes um einen mit Asbestüberzug bekleideten Eisenblechcylinder von etwa 150 mm Durchmesser, liefern nach Ansicht des Erfinders eine gute Vorrichtung zur Regulirung eines Stromes zur Bedienung von für Hausbedarf geeigneten Glühlichtlampen.

Diese Regulirvorrichtung würde in der Weise zu wirken haben, dafs sie mehr oder weniger Widerstände zwischen die einzelnen der zu den Lampen führenden Drähte und die entsprechende Hauptleitung einschaltet, je nachdem die Zahl der in Dienst zu stellenden Lampen eine geringere oder gröfsere ist.

Einen ferneren wesentlichen Bestandtheil dieser Erfindung bildet der selbsttätige Contacthersteller und -Unterbrecher, auf welchen weiter oben schon hingewiesen wurde. Durch diesen kann, sofern Vorkehrungen zur Ladung eines Accumulators getroffen worden sind, die Ladungsstromleitung ein- oder ausgeschaltet werden, je nachdem die zur Ergänzung der Accumulatorladung nöthige elektromotorische Kraft solches erheischt.

Eine der Ausführungsweisen dieses Contactherstellers und -Unterbrechers findet nähere Erläuterung durch die Fig. 6 (Aufrifs) und Fig. 7 (Grundrifs und Schnitt).

Die nach Art eines Waagebalkens functionirende starre Stange A A¹ trägt an ihrem

einen Ende eine Spirale I, welche aus einem feinen isoÜrten Kupferdrahte von grofser Länge besteht, und auf dem anderen Ende einen dicken einmal gebogenen oder in wenigen Windungen aufgerollten Kupferdraht Q. Die Mittelebenen dieser Drahtwindungen /und Q gehen durch die Drehachse des Balanciere A A¹ bezw. durch die Auflagerschneiden, sofern solche (wie in der Zeichnung angenommen) vorhanden sind, hindurch.

Die Enden der Spirale / stehen durch feine, geeignet gelegte Drähte (so dafs die freie Bewegung des Waagebalkens AA¹ in keiner Weise gehemmt werde) in Verbindung mit zwei Quecksilbernäpfchen .S F. Die Enden des Drahtes Q hingegen sind mittelst dicker Kupferdrähte mit Stücken starken Platin- oder Kupferdrahtes verbunden, welche in das Quecksilber der Näpfchen .S und F eintauchen. Diese Näpfchen sind so angeordnet, dafs, wenn der Waagebalken die Windungen Q emporhebt, eines der Platinenden oder beide aus dem Quecksilber "heraustreten.

Napf »S steht in Verbindung mit dem einen Pol der Elektricitätsquelle durch den dicken Draht S¹, während der Napf F durch den dicken Draht F^l an den correspondirenden Pol des Accumulators angeschlossen ist. Die Drähte S¹ und F¹ tauchen in das Quecksilber der betreffenden Näpfchen ein.

Der zweite Pol der Elektricitätsquelle ist mittelst dicken Drahtes dauernd mit dem zweiten Pol des Accumulators in Verbindung gebracht.

In unmittelbarer Nähe der Windungen / und Q befinden sich feste Stahlmagnete Λ/Μ¹ in solcher Weise angeordnet, dafs sie den Balken AA ^l veranlassen können, niederwärts zu schwingen, wenn ein Strom in der geeigneten Richtung durch / hindurchgeht. Infolge dieser Bewegung des Balkens wird dann ein Strom durch die Quecksilbernäpfe und die Windung Q veranlafst und so die Niederhaltung des linken Endes A vermöge des Quecksilbercontactschlusses bezw. des Stromes durch Q bewirkt.

Der Waagebalken A A¹ ist so balancirt, dafs, falls der Ladungsstrom zu irgend einer Zeit aufhören sollte, das Ende des Balkens bei Q emporsteigt und so' einer der Quecksilbercontacte oder beide unterbrochen werden. Sollte der Strom sehr plötzlich umgekehrt werden, etwa durch unvorhergesehenes Anhalten oder Langsamgehen der die Ladung bewirkenden dynamo-elektrischen Maschine, oder durch irgend welchen Zufall, so veranlassen die Magnete, indem sie auf Q einwirken, eine Beschleunigung der Bewegung des Balkens AA¹.

Länge und Feinheit des Drahtes von / müssen so bemessen sein, dafs der durch ihn zurückfliefsende Strom, falls die elektromotorische Kraft der Quelle hinter derjenigen des Accumulators zurückbleibt, nicht eine solche Gröfse erreicht, dafs etwa der Accumulator einen beträchtlichen Verlust erlitte oder die Elektricitätsquelle eine Beschädigung irgend welcher Art erführe. Um übrigens die Elektricitätsquelle vor möglichen Schaden zu schützen, welcher veranlafst werden kann durch zufälliges Versagen des selbsttätigen Contactherstellers und -Unterbrechers, oder dadurch, dafs derselbe beim Eintritt eines plötzlichen Ausbleibens oder einer Schwächung der elektromotorischen Kraft der Quelle nicht schnell genug wirkt, oder durch zufälligen kurzen Stromschlufs im Accumulator, führt der Erfinder in gewissen Fällen bei einer der Elektroden zwischen Quelle und Accumulator ein kurzes Stück Draht von solcher Feinheit ein, dafs ein Schmelzen desselben eintritt, noch bevor eine Beschädigung seitens irgend eines Stromes in irgend welcher Richtung ausgeübt werden kann.

Der nämliche Zweck läfst sich auch in der Weise erreichen, dafs man einen zweiten elektromagnetischen Contacthersteller und -Unterbrecher vorsieht, welcher mit einer einfachen beweglichen Spirale ausgerüstet ist, die ebenso wirkt wie die Windung Q, doch in der Weise ausbalancirt ist, dafs sie fähig ist, emporzugehen und die Leitung zu unterbrechen, wenn der Strom eine gewisse Grenze überschreitet, dagegen den Stromkreislauf wieder herzustellen, wenn die Stromstärke genügend weit abgenommen hat. Diese Justirung wird in einem nach der Darstellung Fig. 2 bis 4 gestalteten Regulator durch Auflegen von Gewichtsstücken auf das eine oder andere Waagenbalkenende bezw. durch Abnehmen solcher bewirkt.

Anstatt der Quecksilbernäpfchen S und F mögen nach Belieben auch platinisirte oder andere feste Contacte angewendet werden.

In der Zeichnung sind zwei Paar Klemmschrauben TTT¹ T¹ vorgesehen, um zu erreichen, dafs das Instrument auch in Fällen benutzt werden könne, in denen nur eine der beiden Spiralen erforderlich erscheint, oder in Fällen, wo eine anderweite Veränderung der Verbindungsweise wünschenswerth erscheint.

Der letzte Bestandteil dieser Erfindung setzt sich zusammen aus Vorrichtungen, welche in gewisser Weise vermittelnd zwischen dem Accumulator und der Elektricitätsquelle wirken sollen, z. B. wenn eine Neuladung des ersteren erforderlich wird, wenn der Accumulator oder Theile desselben zur Arbeitsverrichtung fertig ist u. s. w.

Ist die Elektricitätsquelle eine dynamo-elektrische Maschine gewöhnlich vorkommender Beschaffenheit, d. h. eine solche, bei welcher die Elektromagnete und die sich, bewegenden Spiralen in directem Zusammenhange mit dem äufseren Arbeitsstromkreise stehen (so dafs also die Stärke des Stromes durch die Magnetumwindungen vermindert wird infolge Ver-

mehrung des Widerstandes im äufseren Stromkreise), so wird die Umkehrung des Stromes durch die Magnetumwindungen, für den Fall, dafs die Accumulatorstromstärke diejenige der dynamo-elektrischen Maschine übertrifft, verhindert durch den automatischen Contacthersteller und -Unterbrecher.

In vielen Fällen jedoch giebt der Erfinder folgender Anordnung den Vorzug: Er trennt den Accumulator in zwei Theile und verbindet einen derselben leitend mit den sich bewegenden Spiralen, den anderen dagegen vollständig getrennt hiervon mit den Magnetumwindungen, stellt also keinen gemeinschaftlichen Stromkreis durch die bewegten Spiralen und die den Magnet umgebenden Spiralen her.

Hieraus folgt, dafs diejenige Arbeit, welche in den Magnetumwindungen geleistet werden mufs, von einem Theil des Accumulators verrichtet wird, währenddem der Resttheil des Accumulators geladen werden kann. Der in solcher Weise arbeitverrichtende Theil des Accumulators mufs entweder von dem Wärter oder selbstthätig in geeigneter Weise so oft mit dem Ladungsstrom in Verbindung gesetzt werden, als zur hinreichenden Wiederladung erforderlich erscheint, währenddem inzwischen ein anderer Theil des Accumulators zur Arbeitsleistung herangezogen wird.

Falls die dynamo-elektrische Maschine dem von Siemens in einer Mittheilung an die Royal Society beschriebenen (s. die Verhandlungen dieser Gesellschaft für 1880) Typus angehört, bedarf es einer Trennung des Accumulators in einzelne Theile für den hier in Rede stehenden Zweck nicht. In diesem Falle unterstützt der Accumulator den Elektromagnet und kann niemals den Strom in falscher Richtung durch die Windungen schicken, in Fällen, wo die dynamo-elektrische Maschine plötzlich anhält oder wo die elektromotorische Kraft hinter derjenigen des Accumulators infolge irgend welchen Zufalles oder wegen zu geringer Geschwindigkeit der Maschine zurückbleibt. Immerhin aber bleibt auch hier der selbstthätige Contacthersteller und -Unterbrecher noch nützlich, indem er unnöthigen Elektricitätsabgang aus dem Accumulator verhindert, sowie den Durchgang eines zu starken Stromes durch irgend eine der Drahtspiralen der dynamo-elektrischen Maschine verhütet.

Soll der Accumulator zur Erzeugung elektrischen Lichtes verwendet werden oder für andere Zwecke, in denen ein Strom von gröfserer Constanz, als er direct von einer dynamo-elektrischen Maschine erzielt werden kann, verlangt werden mufs, oder wenn es wünschenswerth erscheint, mit einer elektromotorischen Kraft zu arbeiten, welche nicht gerade mit der direct von, einer dynamo-elektrischen Maschine gelieferten übereinstimmt, so theilt der Erfinder den Accumulator in Theile, zieht einen dieser Theile zur Erzeugung elektrischen Lichtes oder zur Verrichtung irgend einer anderen verlangten Arbeit heran und ladet inzwischen den übrigbleibenden Theil des Accumulators mittelst der dynamo-elektrischen Maschine. Hierbei wird so verfahren, dafs regelmäfsig einige Zellen (Elemente) oder Gruppen solcher aus dem arbeitsverrichtenden Theile des Accumulators ausgeschaltet und ebenso regelmäfsig ersetzt werden durch Theile, welche eben wieder frisch geladen worden sind; sowie dafs, soweit thunlich, gleichzeitig die aus dem arbeitsverrichtenden Accumulatortheile ausgeschiedenen Elemente in den Ladungsstromkreis behufs Wiederladung eingeschaltet werden. Dies kann selbstthätig oder von Hand geschehen. Im ersteren Falle werden, wie Fig. 8 veranschaulicht, zwei Stromkreise A, B C... Z und A¹ B¹ C¹ . . . Z¹ etwa in Gestalt zweier concentrischer Kreise angeordnet. Der erste Kreis soll an jedem beliebigen der Punkte AB C. . .Z (es seien deren beispielsweise 32 vorhanden) unterbrochen werden können, der zweite an jedem entsprechenden Punkte A¹ B¹ . . . Z\

Der erste dieser Stromkreise ist permanent unterbrochen bei einer Stelle K, welche zwischen zweien der Verbindungspunkte ABC etc., an denen Contactschlufs und -Bruch stattfindet, gelegen ist. Die beiden Elektroden der ladenden Maschine liegen an den so getrennten Contactstücken an. Analog dem ist der zweite Stromkreis permanent an einer Stelle K} unterbrochen und die nach dem Orte der zu verrichtenden Arbeit hinführenden Elektroden liegen an die entsprechenden getrennten Contactstücke an.

Der aus z. B. 3 2 Zellen abc. .. ζ bestehende Accumulator ist nach Art der Volta'schen Batterie und ganz in der Nähe der oben erwähnten Kreise angeordnet.

Es werde angenommen, die Kraft der dynamoelektrischen Maschine und bezw. die mit Hülfe des Accumulators zu verrichtende Arbeit sei derart, dafs es genügt, immer 28 Zellen in den Ladungsstromkreis eingeschaltet zu erhalten und vier Zellen in den Arbeitsstromkreis. Achtundzwanzig der Verbindungen, z. B. A B C. . . UV sind dann unterbrochen und die Elektroden von 28 Zellen α b c ... uv zwischengeschaltet; es sind weiter vier Verbindungen (z. B. W¹ X¹ Y¹ Z¹) des zweiten Kreises gelöst und die Elektroden von den entsprechenden Zellen zwischengeschaltet. Von Zeit zu Zeit wird eine Zelle nach der anderen aus dem einen Stromkreise entfernt und in den anderen eingeschaltet, wie weiter oben auseinandergesetzt.

Vorausgesetzt z. B., zu irgend einer Zeit ständen die zu ladenden Zellen, wie Fig. 8 verdeutlicht, in Verbindung mit AB... TUV und die arbeitenden Zellen mit W¹ X¹ Y¹ Z\ Hat dieser Stand der Dinge eine Zeit lang hin-

durch angehalten, so wird die Zelle w von W¹ weggebracht und mit W verbunden; es wird ferner, möglichst gleichzeitig, die Zelle α aufser Verbindung mit A gesetzt und dafür mit A¹ in Contact gebracht. Nach Verlauf einer weiteren Zeit wird die Verbindung der Zelle χ mit X¹ unterbrochen und dafür diejenige mit X hergestellt, sowie die Verbindung von b mit B aufgehoben und mit B¹ hergestellt. Derselbe Wechsel tritt weiterhin bezüglich der Zelle y ein (man verbindet sie mit F) und der Zelle c, (sie tritt in Verbindung mit C¹) . . . u. s. w.

Um dieses Aus- und Einschalten der Zellen, (welches direct von Hand sich vornehmen läfst) selbstthätig geschehen zu lassen, bedient sich der Erfinder z. B. einer langsam umlaufenden Welle, welche von der dynamo - elektrischen Maschine oder deren Betriebsmaschine angetrieben werden kann. Erwähnte Welle trägt ein Gewicht, welches mittelst geeigneter Vorsprünge auf die diesbezüglichen Contactstücke direct oder unter Vermittelung eines Hebelwerkes einzuwirken im Stande ist. Das Gewicht dreht sich mit der Welle, wird periodisch emporgehoben und plötzlich niederfallen gelassen, um die erforderlichen Veränderungen im Contacte der Stromkreise mit den Zellenelektroden hinreichend schnell vollführen zu können, so dafs eine sich aus diesem Wechsel ergebende etwa störende Einwirkung auf den arbeitsverrichtenden Strom kaum wahrnehmbar wird. Eine geeignete Vorrichtung zurHerbeiführung des mit genügender Schnelligkeit vorzunehmenden Contactwechsels wird sich übrigens in jedem einzelnen Falle, den Verhältnissen entsprechend, leicht construiren lassen.

Die vorstehend mit Bezugnahme auf Fig. 8 erläuterte Einrichtung eignet sich für Fälle namentlich, in denen die durchgehenden Elektricitätsmengen im ladenden und im arbeitenden Stromkreise nahezu gleich sind.

Sind hingegen diese Elektricitätsmengen sehr verschieden, so ändert man die bei der Umschaltung aus dem ladenden in den arbeitenden Stromkreis erforderliche Umstellung der Batterie aus der Kettenanordnung in die parallele Anordnung. Eine Art und Weise, dies auszuführen, ist in Fig. 9 veranschaulicht.. Hier ist ein Theil einer grofsen Anzahl ;von im Kreise aufzustellender Zellen nach Art der Volta'schen Batterie nebst den zugehörigen wechselseitigen Verbindungen dargestellt. Es sind W W¹ lange Metallstangen oder Schienen, welche mit den Elektroden des arbeitenden Stromkreises in Verbindung stehen. χ möge eine einfache Zelle oder eine Kette solcher andeuten; ebenso mögeny ζ α b c ... η op dergleichen einfache Zellen oder je eine Kette von gleichen Anzahlen von Zellen darstellen. Ferner sind x¹y¹ ^¹... ?n^l η^Λ ο^λ isolirte Metallcontactstücke. Auch x² x^% sind isolirte Stücke, welche mit demjenigen x^l durch einen kurzen, dicken Draht und durch einen anderen Draht, welcher einen beträchtlichen Widerstand zu bieten vermag, in Verbindung stehen, aus Gründen, die weiter oben angegeben sind und mit Beziehung auf Fig. 1 Erläuterungen fanden. In ähnlicher Weise ist eine Verbindung hergestellt zwischen y²y³ und y¹, z¹ z³ und z¹ u. s. w.

Auf dem oberen Contactstück ruhen Contactrollen C C¹, welche durch Elektroden D D¹ in leitender Verbindung mit der ladenden dynamoelektrischen Maschine stehen. Diese Contactrollen laufen in einem Führungswagen aus Holz oder anderem isolirenden Stoffe und werden durch den Wagen gleichmäfsig über die Reihe der im Kreise angeordneten Contactstücke x² x³ y²y³ z'¹Z³ «² a³ P b³ . . . P k³ I² P m² m³ n² n³ <?² o³ u. s. w. hinweggeführt. Erwähnter Wagen trägt einen abgeschrägten Daumen, vermöge dessen Gontactzungen oder Federn in gleichmäfsiger Weise von den Stücken »z¹ #' <Λ u. s. w. weg nach den Stäben WW¹ hinbewegt werden, und zwar unmittelbar bevor die Contactwalze C¹ die entsprechenden Stücke m² m³ n? n³ o² o³u. s.w. erreicht.

Derselbe Wagen trägt noch einen zweiten ähnlichen Daumen, welcher die Contactzungen oder -Federn von den Stangen WW¹ weg-und wieder zurück zu den Stücken a¹ P u. s. w. drängt, unmittelbar bevor die zweite Contactwalze C die correspondirenden Stücke a? a³ P P u. s. w. erreicht.

Hierbei ist festzuhalten, dafs Fig. 9 nur ein Diagramm darstellt, in welchem mit Rücksicht auf thünlichste Klarheit der Auseinandersetzung nicht diejenige kleine Bewegungsgröfse der Contactzungen oder -Federn angenommen worden ist, welche in Wirklichkeit statthat. Bei der praktischen Ausführung stehen die Stangen W W¹ so nahe an den Contactstücken oder Platten a¹ P ... z¹, dafs nur eine sehr kleine Bewegung der obenerwähnten Contactzungen oder -Federn vorgenommen zu werden braucht, um den Contact mit den Stangen zu unterbrechen und diejenigen mit den Contactstücken herzustellen, und umgekehrt.

Ohne weitere graphische Darstellung oder eingehende Beschreibung ist leicht verständlich, wie die beiden an dem die Contactrollen C C führenden Wagen angebrachten Daumen oder schrägen Flächen beschaffen sein müssen, damit der eine von ihnen die mehrerwähnten Contactzungen abhebe bezw. sie mit a¹ b¹ . . . in Berührung bringe, und der andere das Niederdrücken der correspondirenden Contactstreifen zu bewerkstelligen habe.

Die Contactzungen oder -Federn bringen somit die beiden Pole jeder Zelle oder Zellengruppe abwechselnd und in regelmäfsiger Folge mit den Stücken a^l b¹ u. s. w. und mit den Stäben oder Schienen W \¥^Λ in Verbindung.

Um ein Beispiel über das gegenseitige Verhältnifs der Theile zu geben, möge die ganze Anzahl der Zellen abc... oder der Gruppen von Zellen etwa zweihundert betragen und von b bis m inclusive hundert Zellen oder Zellengruppen vorhanden stein; so wurden also hundert Zellen oder Elemente in Parallelschaltung mit den Elektroden des arbeitenden Stromkreises stehen, während hundert in Kettenanordnung neue Ladung von der dynamo-elektrischen Maschine empfangen. Sind z. B. χ y ζ u. s. w. Gruppen von je vierzig Elementen (z. B. Planters oder F a u r e ' s oder einer anderen Secundärbatterie), so würde diese Annahme etwa der Einrichtung von elektrischer Beleuchtung für eine kleine Stadt entsprechen. Dabei möge die durch eine entfernt gelegene dynamo-elektrische Maschine entwickelte Leistung ein mäfsig starker Strom mit einem Potentiale von ungefähr 9000 Volts sein. Damit eine Secundärbatterie von kleiner Capacität und genügend kleinem Widerstände für den gegebenen Zweck nutzbar gemacht werden könne, läfst man den Führungswagen der Contactrollen C C¹ sehr schnell laufen, so dafs er z. B. in 2 Minuten den ganzen Umkreis zurücklegt; in diesem Falle würde jede Gruppe nur ι Minute lang für Arbeitsverrichtung in Anspruch genommen werden und in der darauffolgenden Minute neu geladen werden können. Selbst bei Benutzung einer Secundärbatterie von grofser Capacität würde eine ähnliche rasche Bewegung der Contactrollen möglicherweise die Umsetzung der Energie der Batterie mit weniger Kraftverlust bewirken lassen, als bei langsamer Bewegung.

Claims (6)

1. Patent-Ansprüche:

   ι . Die Verbindung isolirter Contactstücke gegenseitig durch kurze, starke Metallstäbe und durch Drähte oder Widerstandsspiralen, Fig. 1 und 9, um zu ermöglichen, dafs eine Zelle (Element) nach der anderen in den Stromkreis ein- oder davon ausgeschaltet werden könne, ohne dafs dabei eine Unterbrechung des Stromes stattfinde, und ohne dafs ungeeignet starke Ströme, herrührend von momentanen kurzen Stromschlüssen von Zellen oder Gruppen solcher, auftreten.
2. 2. Die Anwendung von Contactrollen, laufend in einer V- förmigen Rinne, deren eine Seite von einer ununterbrochenen Me,tallschiene gebildet wird, während die andere Seite sich zusammensetzt aus . einzelnen nicht zusammenhängenden Metallcontactstücken zum Zwecke der Variirung der Schlüsse in einem elektrischen Stromkreise, wie im besonderen erläutert bezüglich der Rolle i? und der aus der Platte V und den Stücken S, Fig, 2, 3 und 5, zusammengesetzten Rinne.
3. 3. Die Zusammenstellung einer Contactrolle zur Variirung elektrischer Stromschlüsse und einer elektromagnetischen Vorrichtung zur fortgesetzten Hin- und Herbewegung der Rolle nach Mafsgabe des gröfseren oder geringeren Gehaltes eines den Apparat durchströmenden elektrischen Stromes zum Zweck der Regulirung einer Differenz des Potentiales oder eines elektrischen Stromes, wie beschrieben.
4. 4. Die Anwendung des in vorhergehendem Anspruch gekennzeichneten elektromagnetischen Systems in Verbindung mit einer empfindlichen elektromagnetischen Vorkehrung nach Art eines doppeltwirkenden Relais, womit bezweckt wird, die Contactrolle nach einer Richtung hin zu bewegen zu jeder Zeit, wo der zu regulirende Strom oder das Potential eine gewisse Grenze überschreitet, dieselbe Rolle aber nach der anderen Richtung hin zu bewegen, sobald der Strom oder das Potential hinter einer gewissen Grenze zurückbleibt.
5. 5. Die Zusammenstellung eines festen Stahlmagneten, in dessen Nähe sich eine bewegliche Drahtspirale befindet, mit Contactstücken, welche durch die Spirale in der Weise bewegt werden, dafs sie rechtzeitige Contactherstellung und Contactunterbrechung bewirken, zum Zwecke der Regulirung des elektrischen Potentiales oder der Stärke elektrischer Ströme. ^
6. 6. Das Verfahren, eine Secundärbatterie zu^N laden und Arbeit verrichten zu lassen, bestehend in der Trennung dieser Batterie in j Theile, so zwar, dafs an einem Ende einer Reihe nach und nach Zellen (Elemente) hinzugefügt, am anderen Ende derselben Reihe aber weggenommen werden, und durch Ver- ! bindung der ausgeschalteten Theile in Ketten- | anordnung bezw. in Parallelschaltung, so ■ dafs zu derselben Zeit, wo einige Theile mit \ frischer Ladung versehen werden, die übrigen I Elemente Arbeit irgend welcher Art ver- i richten, wie mit Beziehung auf Fig. 8 und 9 S erläutert wurde. . j

   Hierzu 3 Blatt Zeichnungen.