DE253367C - - Google Patents

Description

Qiitm. (Ejemptar

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 253367 .-. KLASSE 21 ^. GRUPPE

in PARIS.

arbeitenden Dynamomaschine.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 4. August 1911 ab.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum selbsttätigen Ein- und Ausschalten einer auf eine Sammelbatterie arbeitenden Dynamomaschine, deren längsverschiebbarer Anker mit der Antriebswelle durch eine eine schraubenförmige Verstellung zulassende Kupplung mechanisch verbunden ist. Hierbei hat die Verstellung des Ankers den Zweck, ihn mehr oder weniger aus dem Felde des

ίο Feldmagneten heraustreten zu lassen; es wird aber hierdurch weder die Stärke des Stromes, noch die Feldstärke geändert, und es ergibt sich weiterhin bei dieser Anordnung der Nachteil, daß eine starke Erhitzung des Ankers eintritt, die bis zu seiner Verbrennung führt. Anderseits hat man bereits die Anzahl der Windungen des Feldmagneten verändert; doch bleibt auch hier die Stärke des Erregerstromes konstant.

Unterschiedlich hiervon ist nun dieEinrich-' tung gemäß der Erfindung derart gestaltet, daß der bei Stillstand unsymmetrisch zur Feldebene liegende Anker schon bei geringer Drehkraft eine Längsverschiebung auf das Feld erfährt, durch welche die feststehenden Bürsten, und zwar sowohl die Hauptbürsten wie auch noch vorhandene Erregerbürsten von einem Isolierring auf den Stromwender geschoben werden, so daß nunmehr durch die zwischen dem stromführenden Anker und dem erregten Feldmagneten entstehende Anziehung Anker und Bürsten rasch in ihre normale Betriebslage gebracht werden, während die Abschal-40

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tung der Maschine durch Entladung der Sammelbatterie in den Anker erfolgt, indem dieser hierbei als Motor läuft' und durch Aufschrauben der Kupplung sich umgekehrt wie vorher so weit achsial verschiebt, daß er aus der Symmetrieebene des Feldmagneten kommt und dabei die Bürsten wieder vom Stromwender auf den Isolierring rückt. Hierbei kann weiter die Erregerbürste oder 'aber bei ihrem Fortfall die eine Hauptbürste so auf den Stromwender angeordnet sein, daß sie bei Längsverschiebung des Ankers nacheinander verschiedene. der . schrägen Stromwenderstege bestreicht und dadurch ihre Lage zur neutralen Linie' ändert, zum Zwecke, gleichzeitig mit der Verschiebung des Ankers bei wechselnder Belastung die Erregung' selbsttätig so zu ändern, daß die Ladestromstärke annähernd konstant bleibt.

Die Einrichtung wird sich daher vorteilhaft zum Laden von Akkumulatoren bei Kraftfahrzeugen u. dgl. eignen.

In der beiliegenden Zeichnung stellt

Fig. ι schematisch die selbsttätige Reglungsvorrichtung, welche die übliche Ein- und Ausschalteinrichtung ersetzt, dar, und zwar ausgeschaltet.

Fig. 2 veranschaulicht die Einschaltlage der Reglungsvorrichtung.

Fig. 3 zeigt in Ruhestellung mit ausgeschaltetem Haupt- und Erregerstromkreis die selbsttätige Reglungsvorrichtung zusammen mit dem Stromwender, durch welchen mittels Verände-

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rung der Erregung die Stromabgabe konstant erhalten wird.

Fig. 4 stellt die gleiche Anordnung mit eingeschalteten Stromkreisen dar, während
Fig. 5 die Schaltung bei der Anordnung gemäß Fig. 3 und 4 erkennen läßt.

Fig. 6 zeigt eine Abänderung der Schaltung, nach welcher eine der beiden Hauptbürsten auch zur Abnahme des Erregerstromes dient.

Die Welle A einer Dynamomaschine (beispielsweise einer zweipoligen Nebenschlußmaschine, Fig. ι und 2) dreht sich unverschieblich in Lagern B B¹ und trägt die Antriebsriemscheibe A¹. Quer durch diese Welle läuft ein Antriebsstift oder Zapfen C, der zu beiden Seiten der Welle A in schraubenförmige Rinnen oder in Kulissen E liegt, die in die Wand einer auf der Welle A frei beweglichen Hülse D eingeschnitten sind. Die Hülse D besitzt eine solche Länge, daß auf ihr fest der Anker JF der Dynamomaschine, der Stromwender G sowie ein Isolierring FI aufgebracht werden kann. Die Feldspulen und Polkörper der Dynamomaschine sind auf der Zeichnung mit I und I^a, die Bürsten mit K¹, K² und die zu ladende Akkumulatorenbatterie mit P bezeichnet worden.

Befindet sich die Antriebswelle A in Ruhe, so nehmen die Teile die in Fig. 1 dargestellte Lage ein.

Dreht sich die Antriebswelle A in der durch den Pfeil χ angedeuteten Richtung, so ergibt sich eine Verschiebung der beweglichen Hülse D gegenüber der unverschiebbaren Welle A (Fig. 2), und zwar derart, daß der Stromwender G in Kontakt mit den Bürsten kommt und hierdurch die Stromabführungsleitungen schließt, so daß ein Aufladen der Akkumulatoren P durch die Dynamomaschine eintritt. Die Ver-Schiebung der Hülse D geschieht zunächst mittels der durch den Mitnehmer C übermittelten Drehkraft der Welle A, wobei der Stift C keilförmig auf die Schraubennuten E drückt. Schließlich vollzieht sich die Ver-Schiebung der Hülse D unter dem Einfluß der Anziehung, die der Feldmagnet auf den Anker ausübt.

Begrenzt wird die Verschiebung der Hülse D durch einen Anschlag, beispielsweise einen Stift A² oder eine Feder, die mit der Antriebswelle A fest verbunden ist. Befindet sich die Dynamomaschine in ihrer Ladestellung (Fig. 2) und liegt ihre Leistung unterhalb der der Batterieladung, oder kommt die Dynamomaschine durch irgendwelche Umstände zum Stillstand, so entlädt sich der Batteriestrom in die Dynamomaschine; diese verwandelt sich hierdurch in einen Motor, wobei der Anker F die Hülse D mitnimmt und eine Längsver-Schiebung derselben gegenüber der Hauptwelle A bewirkt, während die Rinnen E gegenüber dem Mitnehmerstift D eine Schraubenbewegung ausführen. Hierdurch gelangt die Anordnung wieder in die in Fig. 1 dargestellte Lage, d. h. der Isolierring H legt sich zwisehen die Bürsten K¹ K² und den Stromwender und führt hierdurch die Stromunterbrechung herbei.

Um eine Reglung der Stromabgabe zu bewirken, wird die beschriebene Vorrichtung zweckmäßig in der in Fig. 3 bis 6 dargestellten Weise ergänzt.

Diese Anordnung unterscheidet sich von der in Fig. ι und 2 dargestellten nur dadurch, daß der Stromwender G über den Isolierring H durch ein Ansatzstück G¹ G² verlängert ist, das in besonderer Weise ausgebildet ist und in Kontakt mit der feststehenden Erregerbürste K^s kommt, die den Strom in die Feldwicklung schickt. ■ Die Stromwenderstege liegen auf den Teilen G G¹ und G² frei, während sie in den Isolierring, durch den sie hindurchgehen, eingelassen sind. Die Stege verlaufen auf den Teilen G und G² parallel zu einer Zylindererzeugenden, während sie in dem Teil G¹ schraubenförmig schräg verlaufen, derart, daß ein und derselbe Steg, beispielsweise g, an der Stelle G an einem bestimmten Punkt des Stromwenderumfanges zutage liegt, alsdann durch den Isolierring H hindurchgeht, und auf dem Teil G¹ des Stromwenders bei g¹ schräg verlaufend wieder erscheint, um auf dem Teil G² des Stromwenders an einer anderen Stelle des Umfanges in g² zu enden. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel liegt der Teil G² der Stege um 90⁰ gegenüber dem Teil G versetzt und steht mit diesem mittels des schräg verlaufenden Zwischenteiles G¹ in Verbindung.

Aus dieser Anordnung folgt, daß die Erregerbürste K³, und zwar infolge der Versetzung des äußeren Stromwenderteiles gegenüber dem inneren in der neutralen Linie liegt (Fig. 3). Trotzdem befindet sie sich in demselben Kommutationswinkel wie die Bürsten K¹ und K², die im Felde liegen.

Während des Stillstandes nehmen die Teile die in Fig. 3 dargestellte Lage ein, wobei der 'Isolierring H die Stromunterbrechung bewirkt. Die Erregerbürste K³ bleibt zwar in Kontakt mit dem Teil G² des Stromwenders, empfängt jedoch keinen Strom, Beim Anlauf der Welle A verschiebt sich die Hülse D und bringt hierdurch den Stromwender, und zwar dessen Teil G, in Kontakt mit den Stromabnahmebürsten K¹ und K². Zugleich erhält auch die Erregerbürste K³ auf dem Teil G² Strom zur Felderregung (Fig. 4). Wenn infolge Erhöhung der Umdrehungszahl der Dynamomaschine die Spannung, die Stromstärke und somit ihre Leistung wächst, so vergrößert sich auch der magnetische Widerstand (Reluktanz), wodurch

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der Anker zusammen mit seiner Hülse D gezwungen wird, sich längs des Mitnehmers C im Sinne eines weiteren Abschraubens zu bewegen. Durch diese Bewegung bleibt der Stromwender in seinem Teil G in Kontakt mit den Bürsten K¹ und K² sowie in seinem Teil G² mit der Erregerbürste K^z. Zugleich wird die Feder O, die sich an das Ende der Hülse D sowie an eine einstellbare Stützfläche O¹ anlegt, zusammengedrückt.

Die Anschlaghülse O¹ kann mittels Gewinde gegenüber der Welle A längs bewegt werden, um hierdurch die Spannkraft der Feder O zu regeln.

Solange der Strom der Maschine unterhalb eines bestimmten Wertes bleibt, kommt der Teil G¹ des Stromwenders, d. h. derjenige Teil, in welchem die Stege geneigt verlaufen, mit der Erregerstrombürste K³ nicht in Berührung.

Diese verbleibt vielmehr auf dem Teil G² des Stromwenders. Mit anderen Worten verbleibt der Kommutationswinkel für diese Bürste vom Anlassen der Maschine an der gleiche. Sobald jedoch die Stromstärke einen bestimmten, vorher festgelegten Wert überschreitet, bewirkt die weitere Längsverschiebung der Hülse D ein Zusammentreffen des die schrägen Stege tragenden Teiles G¹ des Stromwenders mit der Bürste K³ (Fig. 4). Hierdurch verlegt sich der Kommutationswinkel für diese Bürste bezüglich der neutralen Linie, wodurch eine entsprechende Verringerung der Spannung im Erregerstromkreis eintritt. Sobald die Stromstärke auf ihren normalen Wert oder noch darunter gesunken ist, kommt die Feder O zur Wirkung und stößt den Anker unter Aufschrauben der Hülse D auf den Mitnehmer C zurück, wodurch wiederum der Teil G² des Stromwenders mit der Büste K³ in Kontakt kommt, und so der Erregerstrom seinen normalen Wert annimmt. Auf diese Weise regelt sich die Erregung selbsttätig in Abhängigkeit von der Größe der Ankerrückwirkung, derart, daß die von diesem Anker erzeugte Stromstärke nie eine bestimmte Größe überschreitet. Dieselbe Wirkung kann man unter Fortlassung beispielsweise der dritten Bürste K³ dadurch erzielen, daß man die Bürste K² des Hauptstromes an ihre Stelle setzt (Fig. 6).

Die Erregerwicklung kann im Nebenschluß zu den Stromabnahmebürsten liegen, oder sie kann als Reihen- oder Kompoundwicklung . ausgebildet sein. Die Stromreglung am Kommutator würde alsdann nicht mehr durch die Veränderung der Erregung, wie vorher beschrieben, stattfinden, sondern durch Veränderung des Gesamtstromes mittels der Bürste K² durch Verschieben ihres Kommutationswinkels in der bezüglich der Bürste K³ beschriebenen Weise.

Natürlich kann die Anordnung in konstruktiver Hinsicht mehrfach abgeändert werden; beispielsweise könnte die Hülse D mit einem als Vollschraube ausgebildeten Teil an Stelle der Rinnen E versehen sein, der sich in einen genuteten Teil der Welle A hineinlegt, wodurch der Mitnehmerstift C in Wegfall kommt.

Claims (2)

Patent-Ansprüche:

1. Einrichtung zum selbsttätigen Ein- und Ausschalten einer auf eine Sammelbatterie arbeitenden Dynamomaschine, deren längsverschiebbarer Anker mit der Antriebswelle durch eine eine schraubenförmige Verstellung zulassende Kupplung mechanisch verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der bei Stillstand unsymmetrisch zur Feldebene liegende Anker schon bei geringer Drekkraft eine Längsverschiebung auf das Feld zu erfährt, · durch welche die feststehenden Bürsten (Hauptbürsten und etwa noch vorhandene Erregerbürste) von einem Isolierring auf den Stromwender geschoben werden, so s$ daß nunmehr durch die zwischen dem stromführenden Anker und dem erregten Feldmagneten entstehende Anziehung Anker und Bürsten rasch in ihre normale Betriebslage gebracht werden, während die _go Abschaltung der Maschine durch Entladung der Sammelbatterie in den Anker erfolgt, indem dieser hierbei als Motor läuft und durch Aufschrauben der Kupplung sich umgekehrt wie vorher so weit achsial verschiebt, daß er aus der Symmetrieebene des Feldmagneten kommt und dabei die Bürsten wieder vom Stromwender auf den Isolierring rückt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1 unter Benutzung einer Maschine mit gekröpften Stromwenderstegen, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerbürste oder, falls diese nicht vorhanden ist, die eine Hauptbürste so auf dem Stromwender angeordnet ist, daß sie bei Längsverschiebung des Ankers nacheinander verschiedene der schrägen Stromwenderstege bestreicht und dadurch ihre Lage zur neutralen Linie ändert, zum Zwecke, gleichzeitig mit der Verschiebung no des Ankers bei wechselnder Belastung die Erregung selbsttätig so zu" ändern, daß die Ladestromstärke annähernd konstant bleibt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.