DE258753C

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Publication number: DE258753C
Application number: DENDAT258753D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JVl 258753 -KLASSE 21 c. GRUPPE

in NEW YORK.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 2. April 1911 ab.

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Regelung und Begrenzung der Ladung von Batterien mittels vom Strom beeinflußten selbsttätigen Kohledruckplattenreglers und besteht in erster Linie darin, daß bei einer bestimmten Batteriegegenspannung eine Spannungswicklung des Reglers durch eine elektromagnetische, schnell schwingende Vorrichtung periodisch aus- und eingeschaltet wird, die den Regler auf Ladestromverminderung beeinflußt. In der Zeichnung ist die Erfindung in Anwendung bei einer Wagenbeleuchtungsanlage dargestellt. Fig. ι zeigt das Schema der Anlage. Fig. 2, 3 und 4 stellen verschiedene Schaltungen für eine Hilfswicklung dar. Fig. 5 ist eine Ansicht einer Ausführungsform der elektromagnetischen schwingenden Vorrichtung.

Der in dem Schema (Fig. 1) dargestellte Generator besitzt einen Anker 1 und eine Nebenschlußwicklung 2. Der äußere Stromkreis schließt die Sammlerbatterie 3 und den Lampenstromkreis 4 ein, der in parallelen Zweigen geschaltet ist. In den Nebenschlußstromkreis des Generators ist ein Regler geschaltet, der aus einer Anzahl sich berührender Kohleplatten 5 und aus einem diese zusammendrückenden Winkelhebel 6 besteht, der durch einen von einer Wicklung 8 beeinflußten Solenoidkern 7 betätigt wird. Die Wicklung 8 ist in den äußeren Stromkreis des Generators geschaltet und wird unter gewissen Bedingungen durch eine Spannungswicklung 9 beeinflußt, die an die Generatorpol klemmen geschaltet ist. Ein Dämpfer ist vorgesehen, um die Wirkung des Magneten 7 und der mit ihm zusammenarbeitenden Teile stoßfrei zu machen. Wenn der Generator stillsteht, ist der Widerstand des Schenkelstromkreises ein Minimum, da der Magnet 7 in der untersten Lage steht, so daß der Maximaldruck auf die Kohleplatten 5 ausgeübt wird. Dieser Druck kann erforderlichenfalls durch eine Feder vergrößert werden.

Die Spannungswicklung 9 wird für gewöhnlich durch eine elektromagnetische, schnell schwingende Vorrichtung 10, 21 kurzgeschlossen gehalten. Sie wird in dem Stromkreis geschaltet, wenn der Hebel 10 dieser Vorrichtung durch die Erregerwicklung 11 heruntergezogen wird, die im Nebenschluß zum äußeren Stromkreis geschaltet ist und diesen Hebel in Schwingungen versetzen kann, wie im folgenden näher beschrieben. Eine Hilfswicklung 12 kann verwendet werden, um den variierenden: Widerstand des Luftspalts zu kompensieren und dadurch die Empfindlichkeit diesel. schwingenden Vorrichtung zu vergrößern.

Um den äußeren Stromkreis des Generators nach der Sammlerbatterie und den Lampen zu schließen, wenn die Generatorspannung wächst und bis sie annähernd gleich der Batteriespannung ist, ist in bekannter Weise ein automatischer Schalter 13 vorgesehen. Dieser Schalter besitzt eine spannungsempfindliche, im Nebenschluß geschaltete Hubwicklung 14

und eine in Reihe geschaltete Auslösewicklung 15. Wenn der Schalter offen ist, ist ein Widerstand 16 durch einen Drehhebel 17 kurzgeschlossen. Wenn der Schalter geschlossen ist, ist der Widerstand 16 in Reihe geschaltet mit der Hubwicklung 14, um übermäßige Erhitzung und infolgedessen Anwachsen des Widerstandes in dieser Wicklung zu vermeiden. Der Widerstand vermindert auch die Stärke dieser Wicklung, so daß der Schalter schnell in die Offenstellung fällt, wenn sich die Batterie durch die Auslösewicklung 15 entlädt, wie weiter unten näher erörtert.

Um die richtige anfängliche Erregung des Generators zu sichern, sind die Schenkel wicklungen 2 an die Batterie angeschlossen, unter Einschaltung des Widerstandes 18, um unnötigen Verlust von Batteriestrom zu vermeiden. Es kann ferner irgendein geeigneter Widerstand 19 für den Lampenstromkreis vorgesehen sein, um zu verhindern, daß den Lampen eine zu hohe Spannung aufgedrückt wird.

Falls die dargestellte Anlage z. B. etwa mit 60 Volt Spannung arbeitet und eine 32-Zellen-Batterie verwendet ist, so wird die Vorrichtung in folgender Weise wirken:

Die Generatorspannung wächst rasch mit steigender Geschwindigkeit der Umdrehung des Ankers, unterstützt durch den anfänglichen Batterie-Erregungsstrom. Wenn die Spannung etwas über 60 Volt beträgt, schließt die Hubwicklung 14 den automatischen Schalter 13. Die Auslösewicklung 15 unterstützt hierauf das Geschlossenhalten des Schalters. Der Regler 5, 6 reguliert jetzt den Generatorschenkelstromkreis, um die Stromabgabe des Generators genau konstant zu erhalten.

Wenn die Generatorspannung z. B. infolge der wachsenden elektromotorischen Gegenkraft der Batterie bis zu 80 Volt steigt, so führt der Hebel 10 rasche Schwingungen aus und schließt und unterbricht den Kurzschlußstromkreis der Spannungswicklung 9. Da der Hebel einen praktisch induktionsfreien Stromkreis schließt und unterbricht, so wird an den Kontakten nur eine geringe Funkenbildung verursacht. Daher werden die Kontakte nicht rasch abgenutzt. Der Hebel 10 schließt nur die Wicklung 9 kurz, aber nicht den in Reihe mit der Wicklung geschalteten Widerstand, daher ist ein Kurzschluß der Hauptleitungen vermieden.

Die elektromagnetische, schwingende Vorrichtung 10, 21 wirkt in folgender Weise. Wenn die Spannung über 8ö Volt steigt, wird der Hebel 10 herabgezogen, wodurch der Kurzschlußstromkreis unterbrochen und die Spannungswicklung 9 veranlaßt wird, die Wicklung 8 zu unterstützen und den Widerstand 5 des Reglers zu vergrößern, der wiederum die Feldstärke des Generators und infolgedessen die Generatorspannung zu vermindern sucht. Die Abnahme der Generatorspannung bewirkt, daß die Erregerwicklung 11 den Hebel

10 abfallen läßt, der infolgedessen zurückfedert und von neuem die Wicklung 9 kurzschließt, worauf der Widerstand 5 des Reglers geringer und dadurch die Feldstärke und die Spannung des Generators größer wird. Dieser Kreislauf wird sehr schnell wiederholt, und der Erfolg ist der, daß die Generatorspannung konstant erhalten wird. Eine sehr geringe Änderung der Generatorspannung genügt zum Anziehen oder Auslösen des Hebels 10.

Wenn die Spannungswicklung 9 wirksam wird, vermindert sich die Stromabgabe des Generators und infolgedessen der Batterieladestrom, wodurch die Ladung verringert wird. Während dieser Periode ist die Wirkung eine gemischte Strom- und Spannungsregulierung, wobei die Generatorspannung allmählich von etwa 80 auf 85 Volt steigt.

Die Verminderung des Batterieladestromes ist verhältnismäßig größer als das Anwachsen der elektromotorischen Gegenkraft der Batterie. Dies kann die Folge einer Änderung des Charakters der Vibration der Stange sein. Auf jeden Fall wird eine zusätzliche verstärkende Wirkung gesichert.

Um das Anziehen und Lösen des Hebels 10 zu erleichtern, kann die Hilfswicklung 12 in verschiedener Weise in den Stromkreis geschaltet werden. In Fig. 1 ist sie in einen parallelen Zweig mit der Spannungswicklung 9 geschaltet, und wenn sie erregt wird, wirkt sie der Erregerwicklung 11 entgegen, die den Hebel 10 herabzieht, wird aber kurzgeschlossen und unwirksam gemacht, sobald dieser Hebel Kontakt gemacht hat. In Fig. 2 ist die Hilfswicklung 12 so geschaltet, daß sie mit der Erregerwicklung

11 zum Öffnen des Kontaktes 21 gleichsinnig wirkt, nach dem Herabziehen des Hebels 10 dagegen ausgeschaltet und unwirksam gemacht wird. Die Hilfswicklung ist also hier während der Erregung der Spannungswicklung unwirksam und umgekehrt. In Fig. 3 ist sie mit der Spannungswicklung 9 in Reihe geschaltet und wird erregt, wenn der Hebel 10 herabgezogen wird, derart, daß sie der Erregerwicklung 11 entgegenwirkt und eine rasche Rückkehr des Hebels ermöglicht. In Fig. 4 wirkt die Hilfswicklung mit der Erregerwicklung gleichsinnig, wird aber in der Erregung geschwächt, wenn der Hebel 10 herabgezogen wird, indem sie erst dann in""_ Reihe mit der Spannungswicklung 9 geschaltet wird. Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform der elektromagnetischen, schnell schwingenden Vorrichtung. Der Magnet 20 ist verstellbar, so daß die Breite des Luftspalts geändert werden kann. Der ortsfeste Kontakt 21 ist ebenfalls verstellbar zwecks Regelung der Schwingungen des Hebels 10. Durch diese Verstellbarkeit kann der Charakter der Schwin-

gungen so geändert werden, daß die gewünschten Erfolge erreicht werden.

Während die Wicklung 8 in der Zeichnung als zwischen den Generator und die Sammlerbatterie geschaltet dargestellt ist, kann sie natürlich auch in den Batteriezweig des äußeren Stromkreises geschaltet werden. In dieser Lage wird sie den Regler derart beeinflussen, daß er konstanten Strom an die Batterie abgibt

ίο und den gewünschten zusätzlichen Strom für den Lampenstromkreis.

Da der Wagen, an dem der Generator montiert ist, in jeder Richtung laufen kann, muß natürlich in bekannter Weise irgendeine Polwende-Vorrichtung vorgesehen werden, um die richtige Polarität des vom Generator ausgehenden Stromkreises zu sichern, so daß die Batterie in der richtigen Richtung geladen wird. Die Polwendevorrichtung ist nicht dargestellt und kann beliebiger Bauart sein.

Die verschiedenen, zum Regler gehörigen Vorrichtungen werden zweckmäßig alle auf einer Platte montiert, die in einem geeigneten Teil des Wagens untergebracht wird. Infolge der beschriebenen Merkmale der Erfindung wird die gute Wirkung des Reglers durch die Erschütterungen und Vibrationen, denen er naturgemäß ausgesetzt ist, nicht beeinflußt.

Claims

Patent-Ansprüche:

i. Einrichtung zur Regelung und Begrenzung der Ladung von Batterien mittels vom Strom beeinflußten selbsttätigen Kohledruckplattenreglers, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer bestimmten Batteriegegenspannung eine Spannungswicklung (9) des Reglers durch eine elektromagnetische, schnell schwingende Vorrichtung (10,21) periodisch aus- und eingeschaltet wird, die den Regler (5, 6) auf Ladestrom Verminderung beeinflußt.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromagnetische schwingende Vorrichtung die an der Netzspannung liegende Spannungswicklung (9) unterhalb der bestimmten Batteriegegenspannung unter Zwischenschaltung eines Widerstandes kurzgeschlossen hält.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch die elektromagnetische, schwingende Vorrichtung (10, 21) zugleich mit der Spannungswicklung (9) eine Hilfswicklung (12) geschaltet wird, welche die Schwingungen der Vorrichtung (10, 21) beschleunigt.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfswicklung (12) der Erregerwicklung (11) der elektromagnetischen, schwingenden Vorrichtung entgegenwirkt und zugleich mit der Spannungswicklung (9) kurzgeschlossen wird.
5. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfswicklung (12) mit der Erregerwicklung (11) der elektromagnetischen Vorrichtung gleichsinnig wirkt und bei der Erregung der Spannungswicklung (9) ausgeschaltet wird.
6. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfswicklung (12) in Reihe mit der Spannungswicklung (9) geschaltet ist.
7. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfswicklung (12) mit der Erregerwicklung (11) der elektromagnetischen, schwingenden Vorrichtung gleichsinnig wirkt und beim Kurzschluß der Spannungswicklung (9) voll erregt ist, nach öffnung dieses Kurzschlusses aber in Reihe mit der Spannungswicklung geschaltet wird und dadurch in der Erregung geschwächt wird. .

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.