DE24451C - Automatischer Strommanipulator und zugehöriger Hilfsapparat - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21: Elektrische Apparate.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 25. Juli 1882 ab.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich avif Apparate, welche in Verbindung mit secundären Elementen in Anwendung kommen und vermittelst welcher eine Anzahl secundärer Elemente unter einander verbunden und wie ein automatisches System in Thätigkeit gesetzt werden können.

Um die Uebersicht der Beschreibung zu erleichtern, ist dieselbe in einzelne Abtheilungen getheilt, welche durch einzelne Buchstaben von einander unterschieden sind.

A. Die Abtheilung A betrifft Apparate und Vorrichtungen, um die zum Laden der secundären Elemente dienende Leitung automatisch ein- und auszuschalten.

Diese Apparate sind so beschaffen, dafs, wenn kein Strom in der für die Ladung bestimmten Leitung vorhanden ist, die mit letzterer verbundenen Elemente ausgeschaltet werden, so weit als dies die Ladungsleitung betrifft und letztere neben jedem Element oder jeder Leitung kurz geschlossen wird, während ferner, wenn der Ladungsstrom in der Leitung wieder hergestellt ist, die Nebenleitung unterbrochen und das Element in die Leitung eingeschaltet ■wird. Wird der Ladungsstrom dann wieder unterbrochen, so wird wieder jedes Element ausgeschaltet und die Nebenleitung, wie zuerst beschrieben, geschlossen.

Diese automatischen Operationen verhüten die falsche Entladung der Elemente durch die Ladungsleitung, wenn der Ladungsstrom unterbrochen wird, eine Umkehrung der Polarität in der dynamoelektrischen Maschine, wenn solche zur Ladung verwendet wird, und lassen immer eine geschlossene Leitung für den Ladungsstrom, der sich selbst wieder schliefsen kann, wenn die Ladung der Elemente von neuem beginnen oder fortgesetzt werden soll. Auch kann man, wenn es wünschenswerth erscheint, an Stelle der Nebenleitung einen geeigneten passiven Widerstand einschalten, zum Zweck, dem Ladungsstrom einen normalen oder annähernd normalen Widerstand zu bieten, welchen der Strom sich selbst schafft, bevor der automatische Apparat die Batterie in die Leitung einschaltet.

Dieser Widerstand verringert auch den Funken, der sich bildet, wenn die Nebenleitung geöffnet und die Batterie in die Ladungsleitung eingeschaltet wird.

Auf den beiliegenden Zeichnungen veranschaulicht Fig. ι die erwähnte automatische Einrichtung, und zwar ist hier die Nebenleitung nicht mit einem Widerstand versehen, während in Fig. 2 ein Widerstand in der Nebenleitung eingeschaltet ist. Fig. 3 veranschaulicht ein System von drei secundären Elementen oder Batterien, welche durch denselben Strom geladen werden und hinter einander geschaltet sind, während jede Batterie mit dem automatischen Apparat versehen ist. Fig. 4 veranschaulicht ein System von drei Elementen der Batterien, welche durch denselben Strom geladen werden und parallel geschaltet sind, während jede Batterie mit dem automatischen Apparat versehen ist. Fig. 5 stellt ein System von vier hinter einander geschalteten Batterien oder Elementen dar, welche durch denselben Strom geladen werden, während ein einziger automatischer Apparat alle vier Batterien controlirt. In Fig. 6 endlich werden die drei parallel ge-

schalteten Batterien durch einen einzigen automatischen Apparat controlirt.

In Fig. ι veranschaulicht A den Stromregulator, der aus einer dynamoelektrischen Maschine, einem thermoelektrischen oder anderen Elektromotor bestehen kann.

B ist die zu ladende secundäre Batterie, welche mit dem Generator A durch die Leitung α α¹ α² a^s verbunden ist. In diese Leitung ist der Elektromagnet C eingeschaltet. Mit D sind elektrische Lampen oder andere Elektricität consumirende Einrichtungen bezeichnet. Der um b drehbare Hebel E ist mit einem Anker c versehen, welcher dem Pol oder den Polen des Elektromagnetes C gegenüber angeordnet ist. Auch kann der Hebel E aus Eisen bestehen und der Anker c dann fortgelassen werden. Ferner kann der Hebel E mit einem verstellbaren Gewicht d versehen sein. Das freie Ende des Hebels ist mit zwei Contactspitzen e und / ausgestattet, welche von einander isolirt sind.

Der Contactspitze / gegenüber ist ein fester Contact g angeordnet, gegen den sich der Contact / stützt, wenn der Hebel E unter dem Einflufs der anziehenden Wirkung des Elektromagnetes C seine höchste Stellung einnimmt. Der Contact g ist mit der Leitung α verbunden und in gleicher Weise steht der Contact e durch einen nachgiebigen Draht mit dieser Leitung in Verbindung.

Der Contact / ist ferner durch einen nachgiebigen Draht mit der Leitung a¹ verbunden. Dem Contact e gegenüber ist der feste Contact h angeordnet, welcher als Anschlag für den Contact e des Hebels E dient, wenn letzterer sich senkt.

Dieser Contact h steht durch einen Conductor F von geringem Widerstand mit der Leitung α² in Verbindung.

Es kann ferner ein Conductor H aus leicht schmelzbarem Metall eingeschaltet werden, zu dem Zweck, die nach der Batterie B führende Leitung durch Abschmelzen zu unterbrechen, wenn beim Laden oder Entladen der Strom ausnahmsweise an Quantität abnorm zunehmen sollte.

Das dargestellte Diagramm zeigt den Hebel E in jener Lage, welche derselbe einnimmt, wenn der Generator A die Batterie B ladet. Der Strom gelangt vom Generator durch Leitung a, Contacted und/, Leitung β¹ und Conductor H nach der Batterie B und fliefst von hier über Leitung a², Elektromagnet C und Leitung a³ zurück nach dem Generator A.

Wird der Ladungsstrom aus irgend einem Grunde unterbrochen oder bedeutend geschwächt, so ist der Elektromagnet nicht länger mehr im Stande, den Hebel E festzuhalten, der letztere fällt ab, die Contacte g und f trennen sich von einander, während zwischen e und h Contact entsteht.

Auf diese Weise ist die Batterie bei H aus der Leitung α ausgeschaltet und der Strom wird nunmehr seinen Weg von dem Generator A durch Leitung a, Contacte e h, Conductor F, Leitung «², Magnet C und Leitung a" nehmen.

Erhält der Ladungsstrom wieder seine gehörige Stärke, so wird der Magnet C den Hebel E wieder in die gezeichnete Lage bringen und die Ladung der Batterie wird wieder aufgenommen.

Die Elektricität consumirenden Apparate D, welche hier, wie dargestellt, parallel geschaltet sind, werden durch Entladen der Batterie B betrieben, wenn der vom Generator kommende Ladungsstrom nicht in Thätigkeit ist.

Bleiben dieselben während der Thätigkeit des Ladungsstromes eingeschaltet, so können sie als ganz oder theilweise durch den Ladungsstrom direct betrieben angesehen werden. Brauchen sie weniger Elektricität, als vom Ladungsstrom geliefert wird, so wird der Ueberschufs durch die Batterie B gehen und deren Ladung erhöhen. Brauchen sie mehr Elektricität, als vom Ladungsstrom geliefert wird, so wird der letztere durch Entladung der Batterie ergänzt.

In Fig. 2 ist der Conductor F, Fig. i, durch einen Widerstand G ersetzt, der auch regulirbar sein kann. Hier ist vorausgesetzt, dafs die Elektricität consumirenden Apparate Bogenlampen, Glühlichter und Elektromotoren sind, welche theilweise parallel, theilweise hinter einander geschaltet sind.

In den Fig. 3 bis 6 ist veranschaulicht, wie die Generatoren A, die Leitungen a a, die automatischen Stromcontrolapparate K, die secundären Batterien B und die Elektricität consumirenden Apparate D in der verschiedensten Art und Weise mit einander combinirt werden können, analog wie dies vorhin auseinandergesetzt wurde.

Die Contactspitzen efg h, Fig. 1, werden zweckmäfsig aus Kohle hergestellt, wie solche in der elektrischen Beleuchtung zur Anwendung kommen. Hierdurch erzielt man, dafs die Leitungsfähigkeit der Oberflächen der Spitzen nicht durch die überspringenden Funken beeinträchtigt wird. -

Es ist klar, dafs der Elektromagnet auch mit beweglichem Kern versehen sein kann, anstatt des in Fig. 1 vorausgesetzten festen Kernes.

Wenn der Hebel E, Fig. 1, sich hebt, so entsteht zwischen den Punkten e und h ein Funke oder Lichtbogen, während die Hebung stattfindet und bis zwischen f und g Contact gebildet ist.

Der äufserste Abstand zwischen e und h ist nur so regulirt, dafs der Widerstand für den

Uebergang des Stromes zwischen diesen beiden Contacten bedeutend ist, jedenfalls gröfser als der Widerstand in der Batterie B, so dafs, wenn / und g Contact bilden, der Uebergang des Stromes zwischen e und h aufhört. Wird ein Widerstand G, Fig. 2, an Stelle der Nebenleitung F, Fig. i, eingeschaltet, so können die Spitzen e h einander näher gerückt werden und der Funken oder Bogen zwischen ihnen kann bedeutend kleiner werden, da der Widerstand G mehr oder weniger denjenigen ersetzt, der vorher durch den Abstand oder den Funken zwischen e und h gebildet wurde.

B. Die Abtheilung »B« der vorliegenden Erfindung betrifft eine Einrichtung, welche den Zweck hat, den zum Laden der secundären Batterien dienenden Strom automatisch zu handhaben. Die zu diesem Zweck benutzten Einrichtungen sind derart beschaffen, dafs erstens, wenn kein Strom in der Ladungsleitung vorhanden ist, eine oder mehrere mit derselben verbundenen Batterien ausgeschaltet werden, soweit dies den Ladungsstrom betrifft, während der letztere neben jeder Batterie kurz geschlossen wird; wenn zweitens der Ladungsstrom wieder seine volle Stärke in der Ladungsleitung angenommen hat, so wird die neben jeder Batterie angeordnete Nebenleitung geöffnet, so dafs die Batterie wieder in die Ladungsleitung eingeschaltet ist; drittens, wenn jede Batterie völlig geladen ist, so wird sie unabhängig von irgend einer anderen in die Ladungsstromleitung eingeschalteten Batterie ausgeschaltet, während eine neben der betreffenden Batterie angeordnete Nebenleitung eingeschaltet wird; hört der Ladungsstrom auf oder wird derselbe bedeutend geschwächt, so wird jede Batterie, mag dieselbe völlig geladen sein oder nicht, ausgeschaltet und die Nebenleitung geschlossen; endlich kann viertens jede Batterie, während der Ladungsstrom in Thätigkeit ist, mag sie entweder völlig geladen sein oder nicht, automatisch von ihrer Arbeits- oder Entladungsleitung getrennt werden.

Diese automatischen Einrichtungen verhindern die falsche Entladung der Batterien durch die Ladungsleitung, wenn der Ladungsstrom unterbrochen wird, sie verhüten, ferner die Umkehrung der Polarität der dynamoelektrischen Maschine , wenn eine . derartige Maschine zum Laden benutzt wird; sie lassen endlich eine geschlossene Leitung für den Ladungsstrom, so dafs derselbe sich ,automatisch wieder herstellt, wenn eine Neuladung oder Fortsetzung der Ladung gewünscht wird; schliefslich wird ein Verlust an Stromenergie vermieden, indem der durch eine Batterie gehende Strom angehalten wird, sobald die letztere genügend geladen ist.

Aufserdem sind noch andere Vortheile mit der Anwendung dieses automatischen Apparates verbunden, wie dies später im Verlaufe dieser Abtheilung der Beschreibung auseinandergesetzt werden wird.

Obschon der automatische Apparat sehr gut geeignet ist, die Ladung einer einzelnen Batterie zu controliren, so ist er doch vor allem dazu bestimmt, die Ladung mehrerer Batterien durch eine einzelne Stromquelle zu reguliren.

Jede Batterie kann aus einer beliebigen Anzahl von Elementen oder Zellen bestehen, ohne Rücksicht auf die Anzahl der Elemente in irgend einer anderen Batterie.

Die einzelnen Batterien können parallel, hinter oder zugleich parallel und hinter einander geschaltet werden.

Am vortheilhaftesten ist es, die Batterien einfach hinter einander zu schalten, und soll diese Schaltung speciell später beschrieben werden; damit alle Vortheile gewahrt werden, welche mit dieser Abtheilung der Erfindung verbunden sind, mufs in jedem Falle jede Batterie mit einer Stromcontroleinrichtung versehen werden.

Es war vorhin erwähnt, dafs, wenn eine Batterie völlig geladen ist, dieselbe aus der Leitung ausgeschaltet und die letztere durch eine Nebenleitung geschlossen wird.

Dieses kann und wird im allgemeinen eintreten, während der Ladungsstrom seine volle Kraft besitzt. Bei der Ausführung dieser Operation wird es nun gewifs nicht zweckmäfsig sein, die Nebenleitung zu schliefsen, bevor die Batterie aus der Leitung ausgeschaltet ist, weil alsdann die Batterie sofort beginnen würde, sich selbst mit grofser Energie durch die kurze Nebenleitung zu entladen, und die hierauf folgende Ausschaltung der Batterie aus der Leitung würde die Zerstörung der Contactstellen durch den entstehenden Oeffnungsfunken herbeiführen.

Andererseits könnte die Batterie auch gänzlich aus der Ladungsleitimg ausgeschaltet werden, bevor die Nebenleitung geschlossen ist, denn dies würde ja eine Unterbrechung des Stromes in dem ganzen System der zu ladenden Batterien herbeiführen. Eine theilweise Unterbrechung kann nun dadurch hervorgebracht werden, dafs man an einem Ende der Batterie einen Bogen herstellt, welcher lang genug ist, um eine Entladung der Batterie über die Unterbrechungsstelle hinweg zu verhüten, während die Nebenleitung geschlossen wird. Dies würde aber sehr verwerflich sein, nicht nur wegen der Verbrennung der Contactstellen, wo die Unterbrechung eintritt, sondern weil auch durch den Bogen ein besonderer Widerstand in die Ladungsleitung eingeführt wird. Natürlich werden ähnliche Schwierigkeiten beim Einschalten einer Batterie in den Ladungsstrom auftreten.

Diese Schwierigkeiten umgeht der Erfinder durch Anwendung eines Widerstandes, während das Ein- und Ausschalten einer Batterie in die

Ladungsstromleitung aus einer Reihe von Operationen in folgender Weise sich zusammensetzt :

Soll eine Batterie aus der Leitung ausgeschaltet werden, so wird zunächst ein Widerstand parallel mit der Batterie eingeführt, so dafs der Ladungsstrom gleichzeitig durch den Widerstand und die Batterie fliefst und sich also entsprechend theilt. Dieser Widerstand wird nun aber so klein gewählt, dafs im wesentlichen der ganze Ladungsstrom durch ihn fliefst, während gleichzeitig der Widerstand aber grofs genug ist, eine Entladung der Batterie zu verhindern, während der betreffende Theil des Ladungsstromes ihn noch durchfliefst.

Jetzt erfolgt erst die gänzliche Ausschaltung der Batterie aus der Linie, so dafs der ganze Ladungsstrom durch den Widerstand fliefst. Die dritte Operation besteht nun darin, dafs der Widerstand durch eine kurze Nebenleitung ersetzt wird, worauf das Ausschalten beendet ist.

Auf diese Weise kann man eine Batterie aus der Ladungsstromleitung ausschalten, ohne dafs der Ladungsstrom eine Störung erleidet, und ohne dafs irgend ein Funken entsteht, vorausgesetzt, dafs der Widerstand sorgfältig regulirt war. Selbst wenn der Widerstand nur annähernd regulirt ist, wird der Funken klein und vollständig unschädlich sein. Beim Einschalten der Batterie wird die Reihenfolge dieser Operationen umgekehrt. Zunächst wird die Nebenleitung geöffnet, so dafs der Widerstand eingeschaltet wird. Hierbei wird natürlich ein Funken auftreten, der aber verhältnifsmäfsig klein und unschädlich ist. Man kann diesen Funken in eine Anzahl kleiner Funken zerlegen, wenn man nach und nach wachsende Widerstände einschaltet; aber dies ist eigentlich völlig überflüssig, und es soll in folgendem weiter kein Bezug hierauf genommen werden. Es genügt, anzuführen, dafs man nicht nöthig hat, sich auf die einfache Einschaltung eines Widerstandes zu beschränken, sondern auch die complicirte Methode anwenden kann.

Nach Einschaltung des Widerstandes in die Leitung wird auch die Batterie parallel dem Widerstand in die Leitung eingeschaltet, und nun schaltet man den Widerstand aus, so dafs der ganze Ladungsstrom durch die Batterie allein fliefst.

Auch die Ausschaltung des Widerstandes wird von einem Funken begleitet sein, der aber noch schwächer als der erste Funken und deshalb völlig unerheblich ist.

Wird der Ladungsstrom angehalten oder vermindert sich derselbe während des Anhaltens oder in anderer Weise, so wird jede Batterie, welche noch nicht völlig geladen war und sich aus der Ladungsstromleitung ausgeschaltet hatte, durch dieselbe Reihenfolge der Operationen ausgeschaltet, welche eintreten würde, wenn die betreffende Batterie völlig fertig geladen gewesen wäre.

Bei der Herstellung und Regulirung des automatischen Mechanismus wird derselbe am besten so angeordnet, dafs die Function des Einschaltens der Batcerie in den Ladungsstrom, was eintritt, wenn der letztere wieder hergestellt ist, nicht eher vor sich geht, als bis der Ladungsstrom seine normale Stärke erreicht hat. Durch diese Vorsichtsmafsregeln erzielt man einen sehr wesentlichen Vortheil, wenn eine grofse Anzahl von Batterien geladen werden müssen.

Es bleibt noch zu erwähnen, dafs unter diese Abtheilung der Erfindung eine Einrichtung fallt, welche den ungleichmäfsigen Gebrauch der einzelnen Batterien eines Systems während der Ladungsperiode verhindert. Es mag ferner noch hinzugefügt werden, dafs es nicht nothwendig ist, die einzelnen Batterien des Systems an einer Stelle anzuordnen, vielmehr können dieselben an vielen, weit von einander entfernten Punkten aufgestellt werden, so dafs die Batterien unabhängig von einander in verschiedenen Gebäuden oder Räumlichkeiten zur Erzeugung von Licht oder für andere Zwecke benutzt werden können, während sämmtliche Batterien mit der einen Ladungsstromlinie verbunden sind. Setzen wir nun voraus, es seien hundert oder mehr Batterien mit einer Ladungsstromlinie verbunden, während die-zur Ladung benutzte dynamoelektrische Maschine im Stande ist, gleichzeitig nur eine geringe Anzahl, z. B. 20 Batterien, zu «laden. Nehmen wir ferner an, dafs die 100 Batterien seit der letzten Ladung ungleichmäfsig entladen sind. Da es nun unmöglich wäre, den zu den einzelnen Batterien gehörigen automatischen Apparat so zu justiren, dafs die Batterien sämmtlich bei gleicher Stärke des Ladungsstromes in die Leitung eingeschaltet werden, so ist klar, dafs, wenn die ladende Maschine in Thätigkeit gesetzt ist und der Ladungsstrom allmälig seine normale Stärke erreicht, zuerst eine Batterie, und zwar diejenige, deren Stromregulireinrichtung dem geringsten Strom entspricht, in die Leitung eingeschaltet wird, dann wird eine zweite folgen u. s. w., bis ein weiteres Anwachsen des Stromes durch die entgegenwirkende elektromotorische Kraft der bereits eingeschalteten Batterien verhindert wird. Sind nun beispielsweise 20 Batterien eingeschaltet, so werden dieselben fortwährend geladen, bis eine oder mehrere Batterien, und zwar diejenigen, welche seit der früheren Ladung am wenigsten entladen gewesen waren, völlig geladen sind, worauf dieselben aus der Leitung ausgeschaltet werden, indem die letztere sich parallel zu ihnen kurz schliefst.

Hierdurch wird der Ladungsstrom infolge Abnahme des Widerstandes in der Leitung etwas wachsen, und es wird eine oder mehrere Batterien in die Leitung eingeschaltet werden, bis eine fernere Zunahme des Stromes, wie vorhin, nicht mehr möglich ist.

Auf diese Weise werden mit der Zeit sämmtliche ι oo Batterien geladen werden. Ein an der dynamoelektrischen Maschine angebrachter automatischer Stromregulator verhütet eine ungebührliche Stromzunahme, wenn die letzten 20 Batterien nach und nach ausgeschaltet werden.

Wenn letzteres eintrifft, was man sofort an der Thätigkeit des Stromregulators in der Maschine wahrnimmt, so kann eine andere Linie mit entladenen oder theilweise entladenen Batterien in den Strom eingeschaltet werden und, wenn die letzten Batterien der ersten Linie fertig geladen sind, so kann diese Linie ausgeschaltet werden. Auf diese Weise kann man somit mit einer Ladungsmaschine eine unbegrenzte Anzahl secundärer Batterien laden, da die Anzahl derselben nur von der ursprünglichen Capacität der Maschine, der Zeit, seitdem sie in Thätigkeit ist, und der für die Ladung der Batterien erforderlichen Strommenge abhängig ist. Ferner können die verschiedenen Batterien eines ausgedehnten Systems wenig oder viel benutzt werden, mag ein schwacher oder starker Strom continuirlich oder in unregelmäfsigen Intervallen entladen werden, während das Wiederladen unter vollkommener automatischer Controle erfolgt und keine Energie durch Ueberladen irgend einer Batterie verloren gehen kann.

Auf den Zeichnungen ^ veranschaulicht Fig. 7 eine passende Anordnung dieses automatischen Apparates.

Fig. 8 zeigt eine Modification der in Fig. 7 dargestellten Einrichtung; hier werden beide Enden der Batterie von der Ladungsstromleitung getrennt, wenn die Batterie geladen oder der Ladungsstrom unterbrochen wird.

Fig. 9 zeigt eine Hülfseinrichtung für den in Fig. 7 dargestellten Apparat, mittelst welcher Einrichtung eine Batterie von der zugehörigen Arbeits- oder Entladungsleitung getrennt werden kann, wenn der Ladungsstrom in der Ladungsleitung in Thätigkeit ist.

Fig. 10 stellt ein System secundärer Batterien dar, welche alle von einer Linie geladen werden, von denen aber jede mit einem Strommanipulator versehen ist.

Fig. 11 zeigt eine Combination oder com· binirte Anordnung der Magnete O und H von Fig. 7.

Der Stromgenerator A, Fig. 7, kann aus einer dynamo- oder magnetelektrischen Maschine oder einem anderen Apparat bestehen, der einen geeigneten Strom zu liefern im Stande ist. Die sekundäre Batterie B ist mit dem Generator A durch die Leitung a a¹ a² a³ a⁴ verbunden, in welche Leitung der Elektromagnet C eingeschaltet ist. Die Batterie B ist bestimmt, eine Anzahl elektrischer Lampen, Motoren oder andere Elektricität consumirende Apparate D zu speisen.

Der um b drehbare Hebel E, welcher mit einem verstellbaren Gewicht, d versehen sein kann, besitzt an seinem freien Ende eine Contactspitze e, welche durch einen biegsamen Draht oder in anderer Weise mit der Ladungslinie a¹ verbunden ist. Ein zweiter, um / drehbarer Hebel G ist im Bereich des Elektromagnetes C angeordnet und mit einem den Polen des letzteren gegenüber angebrachten Anker c versehen, wenn nicht der Hebel selbst aus Eisen besteht, in welchem Falle der Anker c fortfallen kann. Auch dieser Hebel G kann mit einem verstellbaren Gewicht m versehen sein. Sein Ausschlag nach unten wird durch einen regulirbaren Anschlag η begrenzt. Vom Hebel E geht ein Arm ο aus, der mittelst eines geeigten Ansatzes oder Hakens den Hebel G erfafst, derart, dafs, wenn letzterer sich infolge der Anziehung des Magnetes C hebt, der Hebel E ebenfalls gehoben wird.

Unterhalb E ist ein dritter, um p drehbarer Hebel / angeordnet, der mittelst Haken q oder in äquivalenter Weise durch Gelenkstangen mit dem Hebel E derart verbunden ist, dafs der Hebel / vom Hebel E gehoben wird, wenn letzterer sich hebt, während E unabhängig von / sich senken kann.

Der Hebel / ist mit Contactspitzen f und 2 versehen, welche von einander isolirt sind. Er besitzt ferner ein Gegengewicht r, welches hinreichend schwer ist, das andere, die Contacte tragende Ende des Hebels zu heben.

Die Contactspitze f ist durch einen biegsamen Draht mit der Linie a^l verbunden, während der Doppelcontact i nachgiebig mit dem einen Ende des Widerstandes L verbunden ist, dessen anderes Ende mit der Linie a^% zusammenhängt. Dieser Widerstand kann auch justirbar sein. Das mit der Leitung a² verbundene feste Contactstück g ist dem Contact/" gegenüber angeordnet und bildet eine Begrenzung der Aufwärtsbewegung des Hebels / und somit auch der Hebel E und G infolge der Haken und Arme q und o.

Ein zweiter, fester Contact h ist durch den Conductor F direct mit der Leitung a^% verbunden und bildet eine Begrenzung für die Abwärtsbewegung des Hebels / und somit auch direct vermöge des Doppelcontactes i für diejenige des Hebels E.

In die Leitung.««¹ ist ein kleiner Elektromagnet O eingeschaltet, dessen Anker an einem um ί drehbaren Hebel P angebracht ist. Der Hebel P könnte auch ganz aus Eisen bestehen

und der Anker alsdann fortgelassen werden. Wird der Hebel P von dem Magnet O angezogen, so bildet er Contact mit dem Anschlag /, fällt der Hebel ab, so ruht er auf dem Anschlag u.

Der Magnet R von hohem Widerstand ist in eine Nebenleitung eingeschaltet, welche durch den Conductor ν, den Hebel P, den Anschlag /, den Conductor ν¹, die ganze Batterie B oder einen Theil derselben und die Leitungen «³ und v² gebildet wird. Der Magnet R ist mit dem um w drehbaren Anker .S versehen, welcher, wenn er durch den Magnet gehoben wird, mit dem eventuell justirbaren Contact χ in Berührung kommt. Dieser Contact χ steht mit der Leitung aⁱ in Verbindung, während ein justirbarer Anschlag^ die Abwärtsbewegung des Hebels S begrenzt.

Das Diagramm veranschaulicht die einzelnen beweglichen Theile des Apparates in denjenigen Stellungen, welche der Ladung der Batterie B durch den Generator A entsprechen. Der Strom gelangt vom Generator A durch die Leitung a, den Magnet O, die Leitung a\ den Contact/£·, die Leitung ä² nach der Batterie B und fliefst von hier durch die Leitung a^s, den Magnet C und die Leitung a⁴ durch irgend einen anderen in die Leitung eingeschalteten Apparat nach dem Generator A zurück. Die Magnete O und C werden durch den Strom erregt und halten ihre Anker in gezeichneter Lage.

Während die Batterie B geladen wird, verbleibt die Differenz der Potentiale ihrer Enden oder zwischen irgend zwei Punkten der Batterie nahezu constant. Wird jedoch die Ladung der Batterie völlig beendet, so entwickeln sich freie Gase aus ihren Elementen und die Differenz der elektrischen Potentiale zwischen zwei Punkten der Batterie nimmt gleichzeitig bedeutend zu.

Die Anzahl der Elemente der Batterie B, welche den parallel geschalteten Magnet R zu erregen haben, sowie der Abstand des Ankers ^ von den Polen dieses Magnetes ist nun so geregelt, dafs, während die Batterie B geladen wird, der Magnet R nicht hinreichend erregt wird, um den Anker .S anziehen zu können; steigt aber das Potential der Batterie B bei Beendigung der Ladung, so wird der hierdurch in die Nebenleitung und nach dem Magnet R abgeleitete Strom im Stande sein, den Magnet R so weit zu erregen, dafs derselbe seinen Anker 5 anzieht. Diese Regulirung kann auch durch ein nicht gezeichnetes, am Hebel >S oder dessen Anker angebrachtes verstellbares Gewicht bewirkt werden. Wird der Anker S gehoben, so kommt er mit dem Contact χ in Berührung. Der Magnet C wird hierdurch ausgeschaltet, da der Strom nunmehr aus der Leitung a³ über den Hebel S, den Anschlag χ nach der Leitung «⁴ gelangen kann. Demgemäfs wird der Magnet hinreichend geschwächt, so dafs er den Hebel G fallen läfst, an welcher Bewegung auch der Hebel E theilnimmt, so dafs dessen Contact e mit dem Doppelcontact i i des Hebels / - in Berührung kommt. Auf diese Weise wird der ganze Ladungsstrom oder ein Theil desselben von der Leitung a¹ abgezweigt und durch den Widerstand L geleitet. Infolge der continuirlichen Senkung des Hebels E bewegt sich der Hebel / nach abwärts, wodurch der Contact zwischen den Spitzen f und g unterbrochen und dadurch die Batterie B von der Leitung a^l getrennt wird, so dafs der ganze Ladungsstrom durch den Widerstand L fliefst.

Endlich wird der Doppelcontact ti mit dem Contactstück h in Berührung kommen und auf diese Weise den Widerstand L ausschalten, so dafs nunmehr der Strom a¹ durch den Conductor F nach der Leitung a³ gelangen kann. Hiermit ist die Ausschaltung der Batterie aus der Ladungsstromleitung beendet und die letztere parallel der Batterie kurz geschlossen.

Wenn eine secundäre Batterie ihren Strom durch einen Widerstand entladet, der genügt, um eine zu plötzliche Entladung zu verhindern, so bleibt die elektromotorische Kraft nahezu constant, bis die Ladung beinahe erschöpft ist, worauf eine sehr schnelle Abnahme der elektromotorischen Kraft eintritt. Bei passender Regulirung des Minimalabstandes des Ankers S von dessen Magnet mittelst des justirbaren Contactanschlages χ wird der Anker 6¹ abfallen, wenn die elektromotorische Kraft der Batterie gegen das Ende der Entladung abnimmt. Hierdurch wird aber der Magnet C wieder in die Ladungsstromleitung eingeschaltet, derselbe wird erregt, der Ankerhebel G gegehoben und der Bewegung des letzteren werden die Hebel E und / folgen, so dafs die Batterie B wieder in die Ladungsstromleitung eingeschaltet wird.

Ist kein Strom in der letzteren vorhanden, so ist der Magnet C bereit, sofort zu wirken, wenn der Ladiingsstrom wieder hergestellt wird. Es ist jedoch mit vielen Uebelständen verbunden, die Batterie nahezu oder ganz ungeladen zu lassen, bevor sie von neuem geladen wird; unter Anderem wird die Batterie zeitweise werthlos, wenn sie erschöpft werden sollte, während in der Ladungsstromleitung kein Strom herrscht. Um diese Uebelstände zu umgehen, ist der Elektromagnet O angeordnet, mittelst welches die den Elektromagnet R enthaltende Nebenleitung geschlossen wird, wenn der genannte Magnet O durch den Ladungsstrom erregt wird. Wird hingegen der Ladiingsstrom unterbrochen, so fällt der Ankerhebel P ab, die Nebenleitung des Magnetes R wird geöffnet, der Ankerhebel S fällt ab, die den Magnet C

umgehende Nebenleitung wird geöfifnet und der Ladungsstrom kann seine Thätigkeit beginnen, wenn er überhaupt wieder hergestellt ist. Alles dies tritt ein, ohne dafs eine besondere Beschaffenheit der Batterie erforderlich wäre.

Durch das Oeffnen der Nebenleitung während der Unthätigkeit des Ladungsstromes wird jeder unnöthige Stromverlust durch die Nebenleitung verhindert.

Wenn nun der Ladungsstrom wieder anfängt, in Thätigkeit zu treten, während die Hebel G E und / ihre niedrigste Lage einnehmen, so wird folgendes vorgehen:

Es mag vorausgesetzt werden, dafs die Theile mittelst des stellbaren Gewichtes m oder des Anschlages η oder auch gleichzeitig mittelst des Gewichtes und des Anschlages so justirt sind, dafs der Hebel G durch die anziehende Kraft des Magnetes C nicht bewegt wird, bis der Ladungsstrom, welcher den Magnet erregt, eine gewisse Stärke angenommen hat, welche annähernd seiner normalen Stärke entspricht. Bevor aber dieser Punkt erreicht ist, mag der Strom einige Zeit lang andere Batterien geladen haben, wie vorhin auseinandergesetzt wurde. Wird die geeignete Stromstärke nun erreicht, so fängt der Hebel G an, sich zu heben und nimmt durch den Arm ο den Hebel E mit. Während dieser Zeit hat sich der Anker c dem Magnet weiter genähert und ist nun dessen anziehende Kraft genügend geworden, nicht nur den Hebel G, sondern auch den Hebel E zu heben, welche Bewegung schliefslich dadurch angehalten wird, dafs die Contacte f g mit einander in Berührung kommen.

Es mag besonders bemerkt werden, dafs das Gewicht des Hebels E genügt, um einen guten Contact zwischen e und ζ sowie i und h herzustellen, bis zur vorgeschriebenen Trennung dieser Contacte. Der Grund, weshalb der unabhängige Hebel G nöthig ist, wird nun einleuchtend sein.

. Würde der Elektromagnet C direct auf den Hebel E wirken, so würden die Contacte e Hh für eine längere Periode fast ganz infolge des Gewichtes des Hebels abgehoben sein, so dafs die Contacte sehr dem Zerstören durch Verbrennen ausgesetzt sein würden.

Wenn der Hebel E sich zu heben beginnt, so folgt das Contactende des Hebels / der Wirkung des Gegengewichtes r. Auf diese Weise bleibt der Contact zwischen e und i bestehen, während die Berührung von i und h unterbrochen wird, so dafs der Widerstand L in den Ladungsstrom eingeschaltet wird. Unmittelbar daraufkommen die Contacte f und g mit einander in Berührung, bringen den Hebel / zur Ruhe und bewirken die Einschaltung der Batterie in den Ladungsstrom. Der Hebel E fährt fort, sich zu heben, die beiden Contacte i und e trennen sich von einander, der Widerstand L wird ausgeschaltet und der ganze Ladungsstrom gelangt zur Batterie B.

Endlich wird auch die Aufwärtsbewegung des Hebels E durch den Haken q angehalten und die continuirliche Anziehung des Ankerhebels G bewirkt schliefslich eine innige Berührung der Contacte f g, durch welche nunmehr der ganze Ladungsstrom fiiefst.

In Fig. 8 ist der den Conductor F der Fig. 7 ersetzende Hebel F um den Punkt ι drehbar, an einem Ende mit einem Contact b und am anderen Ende mit einer Contactspitze 2 versehen, welche nachgiebig mit der Leitung a^l verbunden ist. Durch den Hebel F ist zwischen h und 2 eine leitende Verbindung hergestellt.

Ein weiterer Contact 3 verbindet in Gemeinschaft mit Contact 2 die Batterie B mit der Leitung a³. Der Hebel F ist mit einem Gegengewicht 4 versehen, zu dem Zweck, den Contact zwischen 2 und 3 zu sichern, wenn die Contacte h und i von einander getrennt sind. Mittelst dieser Einrichtung werden beide Enden der Batterie an der Ladungsleitung getrennt, wenn der Hebel / fällt, da die Contacte 2 und 3 sowohl wie / und g alsdann sich von einander trennen.

In Fig. 9 wird die von der Batterie B nach den Elektricität consumirenden Apparaten D gehende Leitung an zwei Stellen durch die beiden Contactstückenpaare 5 und 6 sowie 7 und 8 unterbrochen. Die Contactstücke 6 und 8 sind an einem Block 9 angebracht und von einander isolirt, aber nachgiebig mit den Enden der Batterie, wie dargestellt, verbunden.

Die Contactstücke 5 und 7 sind mit den beiden Leitungen verbunden, welche nach den Elektricität consumirenden Apparaten D führen. Der Block 9 steht durch eine Stange oder einen Draht 10 mit dem freien Ende des Ankerhebels P in Verbindung. Wenn in der Ladungsstromleitung α α^λ «² etc. ein Strom vorhanden ist, so wird der Magnet O erregt und der Anker P gehoben, wie bereits bei Fig. 7 beschrieben wurde. Der Anker P hebt nun mittelst Stange 10 den Block 9, bewirkt eine Trennung der Contacte -5, 6 und 7, 8 und löst somit die Verbindung der Elektricität aufnehmenden Apparate D mit der Batterie B und der Ladungsstromleitung α² α³. Wenn der Ladungsstrom aufhört, so läfst der Magnet O seinen Anker fallen, die Contacte 5, 6 und 7, 8 kommen mit einander in Berührung und die Elektricität consumirenden Apparate D werden mit der Batterie B wieder verbunden.

Auf diese Weise werden somit die Elektricität consumirenden Apparate aus der Ladungsstromleitung ausgeschaltet, wenn in letzterer Strom vorhanden ist, und wird diese Vorrichtung nur dann nöthig, wenn eine derartige

Trennung der Elektricität consumirenden Apparate von der Batterie wünschenswerth erscheint, z. B. wenn eine grofse Anzahl Batterien durch eine Leitung mittelst eines Stromes von grofser elektromotorischer Kraft geladen wird. In solchem Falle liegt die Gefahr nahe, dafs der Strom an zwei Punkten in der Leitung mangels schlechter Isolation zwischen den Elektricität consumirenden Apparaten und den verschiedenen Erdverbindungen, welche in allen Gebäuden vorhanden sind, nach dem Erdboden abgeleitet wird. Die Contactstücke efg h etc. werden vorteilhaft aus Kohle hergestellt, wie solche zu Beleuchtungszwecken Verwendung findet.

Fig. ίο der Zeichnungen veranschaulicht ein System, bei welchem ein Stromgenerator A, eine Ladungsleitüng a a, die automatischen Stromcontrolirapparate K, die secundäre Batterie B und die Elektricität consumirenden Apparate D mit einander verbunden und combinirt werden, wie dies vorher beschrieben wurde.

Fig. 11 zeigt eine combinirte Anordnung der beiden Magnete O und R, Fig. 7. Hier sind die Verbindungen beider Elektromagnete mit einander combinirt und besitzen beide Magnete einen gemeinschaftlichen Kern.

Die elektrischen Verbindungen sind so hergestellt, dafs der Haupt- oder Ladungsstrom und der Nebenstrom in derselben Richtung um den gemeinschaftlichen Kern fliefsen und deshalb gemeinschaftlich den letzteren magnetisiren und die Anziehung des Ankerhebels .S bewirken. Bleibt der Hauptstrom constant, so wird eine Zunahme des Nebenstromes infolge Vergröfserung des Potentials in der Batterie gegen Beendigung der Ladung den Magnet derart erregen, dafs er seinen Anker anzieht und die bereits bei Fig. 7 beschriebenen Resultate hervorbringt.

Wenn aber der Ladungsstrom aufhört, so wird der Magnet R geschwächt, so dafs er seinen Anker in derselben Weise fallen läfst, als wenn die Nebenleitung durch das Abfallen des Ankers P geöffnet wäre, Fig. 7.

Claims (2)

Patent-Ansprüche:

1. Der mit Bezug auf die in Fig. 7 und 8 unter Abtheilung »B« beschriebene automatische Strommanipulator, gebildet durch die Combination des in die Hauptleitung eingeschalteten Elektromagnetes C₁ der Hebel G E und / des Widerstandes L, der Leitung F, Fig. 7, oder des Interruptorhebels F, Fig. 8, mit dem in eine von der Batterie B kommenden Nebenleitung eingeschalteten Elektromagnet R, des Ankerhebels S, welcher die Linienleitung neben dem Elektromagnet C zu schliefsen vermag, sowie die Anordnung des Elektromagnetes O zur Unterbrechung der Nebenleitung mittelst Ankerhebels P bei eintretender Stromschwächung, welche Elektromagnete O und R auch mit einander combinirt werden können, wie Fig. 10 veranschaulicht.

2. Die in Fig. 9 dargestellte Einrichtung zur Ausschaltung der die Elektricität consumirenden Apparate aus der Ladungsleitung mittelst Elektromagnetes O.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.