DE241676C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JVl 241676 -KLASSE 21 g. GRUPPE

Verfahren zum Gleichrichten elektrischer Wechselströme.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 15. Oktober 1908 ab.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gleichrichtung von Wechselstrom mittels Funkenstrecken, die in bekannter Weise von einer höheren Spannung für den Durchgang des Wechselstroms angeregt werden. Die Erfindung besteht darin, daß bei einem solchen Verfahren die höhere Spannung mit Hilfe einer mit dem gleichzurichtenden Wechselstrom synchron arbeitenden Vorrichtung an die Funkenstrecke angelegt wird, wenn die Spannung" des gleichzurichtenden Wechselstroms den Betrag erreicht, der den Stromfluß in der Funkenstrecke für den Rest der Stromwelle aufrechterhalten kann.
Auf der Zeichnung ist

Fig. ι eine Vorderansicht einer Vorrichtung zur Ausführung der neuen Methode,

Fig. 2 eine teilweise Seitenansicht der Vorrichtung,
Fig. 3 eine Einzelheit,

Fig. 4 eine Rückansicht,

Fig. 5 eine Einzelheit,

Fig. 6 eine Draufsicht auf die Vorrichtung in vergrößertem Maßstabe,
Fig. 7 eine Seitenansicht zu Fig. 6,

Fig. 8 ein Schnitt nach 8-8 und

Fig. 9 ein Schnitt nach 9-9 in Fig. 4, beide in vergrößertem Maßstabe.

Fig. 10, 11 und 12 sind Einzelheiten.
Fig. 13 ist ein Schema, die elektrischen Verbindungen zeigend.

Der gleichzurichtende, von einer Stromquelle 203 (Fig. 13) entnommene Strom, welcher in dem gezeigten Ausführungsbeispiel zum Laden einer Batterie 210 benutzt wird, geht durch den Anker 51 eines Synchronmotors 47 (Fig. 9), durch die Kontakte 76 (Fig. 6) und die Ringe 55, so daß sich der Anker 51 im Einklang mit der Wechselzahl des Stromes bewegt.

Auf der Welle 52 des Ankers 51 (Fig. 9) ist ein aus Isoliermaterial bestehender Zylinder 58 befestigt, in welchem eine als Leiter dienende Stange 60 angeordnet ist (Fig. 10), die bei der Drehung des Zylinders 58 nahe an Elektroden 61, 62 vorbeigeht, die in Hülsen 63 gelagert sind. Die Hülsen werden von Blöcken 64 getragen, welche an einem Zahnrad 46 befestigt sind, das durch eine Stellschraube 71 an einem an seinem Umfang mit Vertiefungen 70 versehenen Ringflansch 68 eingestellt werden kann.

Das Zahnrad 46 kann zwecks Änderung der Stellung der Elektroden 61, 62 hinsichtlich des Umfangs des Zylinders 58 durch Drehung eines an einer Schalttafel 1 (Fig. 1) befindlichen Knopfes 7 verstellt werden. Der Knopf 7 sitzt nämlich an einer in der Tafel 1 drehbar gelagerten Spindel , 39, die mittels einer Stange 40 mit einem mit dem Zahnrad 46 in Eingriff stehenden kleineren Zahnrad 42 so verbunden ist, daß letzteres durch Drehung des Knopfes 7 ebenfalls gedreht wird. Auf der Spindel 39, hinter der Tafel 1, sitzt ebenfalls eine mit Sperrzähnen 34 versehene Scheibe 35, mit deren Zähnen die Zähne 33 eines unter der Wirkung einer Feder 36 stehenden Riegels 5 in Eingriff stehen, wodurch die Scheibe 35 in jeder ihrer Stellungen verriegelt wird. Durch Ziehen an dem Rie-

gel 5 wird die Scheibe 35 zeitweise freigegeben, so daß der Knopf 7 gedreht und dadurch das Zahnrad 46 verstellt werden kann.

In der Tafel 1 ist ferner die Spindel 13 einer Handkurbel 11 gelagert (Fig. 1), welche, wie Fig. 6 zeigt, mit einem aus den Zahn rädern 81, 82, 83, 84, 85 und 86 bestehenden, in einem Aluminiumgehäuse 79, 80 eingeschlossenen Vorgelege gekuppelt werden kann.

An dem inneren Ende der Kurbelspindel 13 befindet sich nämlich eine Klauenscheibe 94, welche bei Verschiebung der Spindel 13 nach innen entgegen der Wirkung einer Feder 96 mit einer an dem Zahnrad 86 befestigten Klauenscheibe 93 in Eingriff gebracht werden kann. Die Zahnräder 84, 85 sitzen auf einer in Lagern 102 und 103 gelagerten Welle 101, auf welcher auch ein Kettenrad 104 sitzt, das durch eine Kette 105 (Fig. 4 und 8) mit einem auf Welle 100 sitzenden Kettenrad 106 verbunden ist. Auf der Nabe 107 desselben sitzen zwei andere Kettenräder 110, in. Auf Welle 100 sind ferner zwei Räder 117 befestigt, welche je aus einer gußeisernen Radscheibe 122 und einem darauf befestigten Ring 118 bzw. 119 bestehen, der aus Kohle hergestellt ist. Die Kettenräder 104, 106, 110 und in sind aus Vulkanfiber gemacht. Die Kettenräder 110, in sind durch Ketten 127 (Fig. 4) mit ebenfalls aus Vulkanfiber gemachten Kettenrädern 128 und 129 verbunden (Fig. 4 und 9). Diese sind durch eine Achse 132 bzw. 133 mit je einer gemeinsamen Radscheibe 137 verbunden, auf welchen Stahlringe 134 bzw. 135 aufgeschrumpft sind. Die Achsen 132, 133 sind in Hängearmen 141 gelagert, welche an Winkelträgern 143 mittels Zapfen 142 beweglich aufgehängt sind und durch mit ihnen gelenkig verbundene Spindein, deren freie Enden durch je eine in einem Bügel 150 auf gezapf te Hülse 151 hindurchgehen, eingestellt werden können. Auf den mit Gewinde versehenen Spindeln sitzen zu beiden Seiten der Hülsen 151 Muttern 148,

149. Die Kettenräder 128, 129 sind etwas größer als die Kettenräder 110, in. Die Räder 118, 119, 134 und 135 bilden die Elektroden, zwischen welchen durch den gleichzurichtenden Strom die Funkenbogen erzeugt werden (Fig. 13).

In Fig. 4 ist ein Kasten 155 gezeigt, welcher zur Aufnahme eines Transformators dient. Derselbe ist mit Drosselspulen 160, 161, 162 und Kondensatoren 163,164 versehen.

Er besteht aus den Sekundärspulen 165 und den Primärspulen 166, welche auf den aus-Lamellen gebildeten Kernen 167 sitzen, die mit den Querankern 168 den magnetischen Stromkreis vervollständigen, wenn der Primär-Stromkreis geschlossen ist. Die magnetische Strömung wird durch ein aus Lamellen gebildetes Querstück 169 abgezweigt, wenn der Primärstromkreis kurzgeschlossen wird, was bei der Zunahme der Selbstinduktion des Primärstromkreises eintritt. Dadurch wird der Strom des Primärstromkreises geregelt.

Manchmal entstehen Nebenströme, so daß, wenn die eine Seite der Vorrichtung in der nachstehend beschriebenen Weise in Betrieb ist, ein kleiner hochgespannter Strom die Elektroden der anderen Seite überbrückt. Diese Nebenströme werden dadurch verhindert, daß die Elektroden 118, 119, 134, 135 mittels Stangen 173, 173 von sehr hohem Widerstände in einen Nebenschluß eingeschlossen sind. Die Stangen 173 werden von Ringen 174 getragen (Fig. 8 und 9).

Auf der Welle 101 (Fig. 6) sitzt ein in Fig. 11 gezeigter selbsttätiger Stromöffner 176. Derselbe besteht aus einer Scheibe, an welcher durch Zapfen 182, 183 zwei Arme 177, 178 schwingend angebracht sind. Sie sind auf der Rückseite der Scheibe durch einen Metallstreifen 181 (Fig. 12) miteinander elek- ' trisch verbunden. Außerdem sind sie mit den auf der Welle 101 sitzenden Kontaktringen 184, 185 und mit den Bürsten 187, 188 elektrisch verbunden. Wenn zum Anlassen des Motors die Welle 101 durch Drehen der Handkurbel 11 gedreht wird, werden die Arme 177, 178 nach außen schwingen, wobei sie mit auf der Scheibe 176 befestigten, als Anschläge dienenden Kontakten 179, 180 in Berührung treten. Solange ein Strom durch den Anker 51 des Synchronmotors 47 hindurchgeht, wird die Welle 101 gedreht und der Schalter 176 in der Schließstellung gehalten werden.

Zum Ein- und Ausschalten des von der Stromquelle 203 erzeugten Stromes dient ein aus drei Messern bestehender Messerschalter 212 (Fig. 13). Die äußeren Messer sind mit den Spulen 17 eines Sicherheitsstromausschalters 31 verbunden, welcher aus einem Elektromagneten besteht, an dessen Anker 18 ein Block 24 aus Isoliermaterial befestigt ist (Fig. 2). Über den Block greift ein von einer Feder 26 und einem Anschlag 27 beeinflußter Haken 25, der durch einen Druck auf einen Knopf 201 ausgelöst werden kann, welcher durch eine Stange 202 mit dem Haken 25 verbunden ist. Das^mittlere Messer des Schalters 212 ist mit der Rückleitung verbunden. Die Spulen 17 des zweiten, dem Ausschalter 31 ähnlichen Ausschalters 32 sind mit der Batterie 210 im Nebenschluß geschaltet. Die Spulen 17 des Stromausschalters 31 sind ferner mit den Stahlelektroden 134, 135 verbunden. Der Stromkreis wird durch, die Elektroden 118, 119, die Rückleitung und die in dieser eingeschlossene Batterie 210 vervollständigt.

Wie Fig. 13 zeigt, ist der eine Pol der Batterie 210, welche von dem von der Stromquelle

2O3 erzeugten Strom geladen werden soll, mit der Stromquelle 203 verbunden. Dieser Stromkreis wird auch von den beiden Stromausschaltern 31 und 32 beeinflußt, die in einem Falle von dem zu den sich drehenden Elektroden gehenden Strom und im anderen Falle von der Batteriespannung betätigt werden. Mit 166 ist die Quelle zur Erzeugung des hochgespannten Kondensatorstromes bezeichnet, durch welchen der Funkenbogen zwischen den Elektroden 118 und 134 bzw. 119 und 135 zunächst hervorgebracht wird, der dann durch den niedriger gespannten Strom der Stromquelle 203 später aufrechterhalten wird. Die Sekundärspule 165 ist durch die Drosselspulen 160, 161, 162 mit den Kondensatoren 163, 164 verbunden (Fig. 13), die geladen werden, bis eine hohe Spannung erzeugt ist. Der Anker 51 des Synchronmotors 47 steht mit der Stromquelle 203 durch die Stromausschalter 31, 32, den Schalter 4 und den oben beschriebenen Zentrifugalschalter 176 in Verbindung. Die Wirkungsweise ist folgende:
Die Schalter 212, 3 und 4 sind geschlossen.

Durch Drehung der Handkurbel 11 wird der Anker 51 des Synchronmotors eingestellt, während der Zentrifugalschalter 176 durch die Drehung der Ankerwelle, geschlossen wird. Die Kondensatoren 163, 164 werden von dem hochgespannten Strom von der Sekundärspule 165 aus geladen, nachdem die Elektroden 61, 62 mit Bezug zu dem Leiter 60 in dem Zylinder 58 in der beschriebenen Weise durch Drehung des Zahnrades 46 mittels des Knopfes 7 eingestellt worden sind. Die Kondensatoren 163, 164 werden durch die Elektrodenpaare 118, 134 und 119, 135 an bestimmten Stellen in der Phase des Wechselstromes entladen, und z\var wird die erwähnte Einstellung so gewählt, daß die Funken zwischen den Elektroden 118, 134 und 119, 135 überspringen, wenn die Spannung des Wechselstromes, indem sie von Null bis zum Maximum ansteigt, den Punkt erreicht, wo sie die Gegenspannung des Funkenbogens und der Batterie 210 überwindet. Wenn einmal durch die Entladungen des hochgespannten Kondensatorstromes der hohe Widerstand der offenen Strecken zwischen den Elektrodenpaaren 118, 134 und 119, 135 überwunden ist, so wird der zwischen diesen gebildete Funkenbogen von dem Wechselstrom aufrechterhalten, bis dessen Spannungunter die Gegenspannung des Bogens und der Batterie herabgeht. Die eine Seite der Stromquelle 203 ist mit der einen und die andere Seite der Stromquelle mit der anderen Hälfte des Transformators verbunden, während die Mittelleitung den Strom stets dem Transformator zuführt, so daß also die Batterie 210 durch einen stets in derselben Richtung gehenden Strom geladen wird.

Wenn der durch die Elektroden und die Batterie gehende Strom zu stark wird, so wird der Stromkreis durch die Kontakte 30 der Stromausschalter 31,32 geöffnet, wobei die Haken 25 den Stromkreis geöffnet halten. Dasselbe ist der Fall, wenn die Spannung" der Batterie zu stark wird. Ehe der Motor wieder angelassen wird, müssen durch einen Druck auf die Knöpfe 201 die Anker 18 wieder freigegeben werden, worauf erst die Schalter 212, 3 und 4 geschlossen werden.

Die durch die beschriebene Vorrichtung verursachte Drehung der Elektroden veranlaßt die sofortige Unterbrechung des Funkenbogens, wenn die Spannung unter den Punkt fällt, in welchem der Funkenbogen aufrechterhalten werden kann.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch :

   Verfahren zur Gleichrichtung von Wechselstrom mittels Funkenstrecken, die von einer höheren Spannung für den Durchgang des Wechselstromes angeregt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die höhere Spannung mit Hilfe einer mit dem gleichzurichtenden Wechselstrom synchron arbeitenden Vorrichtung an die Funkenstrecke angelegt wird, wenn die Spannung des gleichzurichtenden Wechselstromes den Betrag erreicht, der den Stromfluß in der Funkenstrecke für den Rest der Strom-· \velle aufrechterhalten kann.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.