DE26570C - Regulirungsvorrichtung für elektrisch16 Ströme mittelst Differentialschrauben und zug?" hörigem automatischen Unterbrecher - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21: Elektrische Apparate.

PERCY RUSKIN ALLEN in VICTORIA WORK (Belvedere Road, Lambeth, Surrey, England).

automatischen Unterbrecher.

Patentirt im Deutschen Reiche vom i. Juni 1883 ab.

Die den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildenden Neuerungen betreffen die Regulirung und Controlirung elektrischer Ströme mittelst variabler Widerstände und beziehen sich sowohl auf Handregulatoren, als auch auf Regulatoren, "welche automatisch wirken. Dieselben sind auf den beiliegenden Zeichnungen veranschaulicht. Es ist:

Fig. ι ein Längenschnitt und

Fig. 2 der Querschnitt eines nach Mafsgabe der Erfindung construirten Handregulators.

Fig. 3 und 4 zeigen bezw. in Seiten- und Endansicht einen Theil desselben Apparates in Verbindung mit einer Vorrichtung, um den Stromkreis nach Bedarf plötzlich unterbrechen und wieder schliefsen zu können.

Fig. 5 und 6 veranschaulichen einige Modificationen der Art und Weise, wie die Gröfse des Widerstandes oder der Compression der den Widerstand gebenden Kohlen indicirt und abgelesen werden kann.

Fig. 7 und 8 stellen im Längen- bezw. Querschnitt eine Modification des Handregulators dar.

Fig. 9 zeigt die zum Theil im Schnitt ausgeführte Ansicht eines automatisch wirkenden Widerstandsregulators und

Fig. 10 und 11 bilden zwei Modificationen von Einschaltern, welche in Combination mit den Regulatoren zur Anwendung kommen.

Fig. 12, 13, 14 und 15 endlich veranschaulichen in schematischer Ausführung einige Anwendungsformen der Erfindung.

Bei der Construction Fig. 1 und 2 bezeichnet A Kohlenstücke, welche so angeordnet sind, dafs sie auf oder zwischen Führungen B im Innern des Gehäuses C sich verschieben lassen. In dem Ende D des Gehäuses ist eine Nabe mit Muttergewinde für die hohle Schraube E vorgesehen, welche zu ihrer Drehung auf dem äufseren Ende ein Handrad F trägt. Die Schraube E hat sowohl Aufsen- wie Innengewinde. Das innere Gewinde hat eine geringere Steigung als das äufsere und bildet die Mutter für das schraubenförmige Ende G der Spindel H, welche ihrerseits longitudinal durch die Mitte des Apparates hindurchgeht und auf ihrem inneren Ende eine festsitzende Platte oder Scheibe J trägt, die von hinten gegen die Kohlen A drückt. Wenn beabsichtigt wird, den Widerstand zu vermindern, so werden die Kohlen durch Drehen des Handrades F, wodurch sich die Spindel H nach der Richtung des Pfeiles, Fig. 1, bewegt, zwischen der Scheibe J und dem Gehäuseende D zusammengeprefst. Hierbei wird infolge der Differenz in der Steigung der Schrauben E und G die Spindel H nur einen geringen Weg im Verhältnifs zur Drehung des Handrades F zurücklegen, d. h. wenn beispielsweise die Steigung des äufseren Gewindes von E 1,27 mm (Y₂₀ Zoll engl.) und diejenige von G 1,69 mm (Y₁₅ Zoll engl.) beträgt, so bewirkt eine ganze Umdrehung des Handrades nur eine Zusammenpressung der Kohlen um 0,25 mm (Ymo Zoll engl.).

Das innere Ende der Spindel H besitzt eine Verlängerung, bestehend in einer Stange K, welche durch das Gehäuseende D^x hindurchgeht und an ihrem äufseren Ende durch Zähne a mit einem Rädchen b in Eingriff steht. Letzteres sitzt fest auf der Welle eines Zeigers c, welcher, sobald die Spindel H nach der einen oder arideren Richtung bewegt wird, sich dreht und auf der Scala L den Betrag der Compression der Kohlen bezw. die Gröfse des Widerstandes anzeigt.

Die Angabe der Gröfse des Widerstandes läfst sich auch in der aus Fig. 5 ersichtlichen Weise erzielen, wo die Schraube G (oder ein anderer beweglicher Theil des Apparates) auf den kurzen Arm eines Hebels wirkt, dessen langer Arm den Zeiger c bildet und sich mit seiner Spitze über die Scala d bewegt.

In Fig. 6 kann der von dem Handrade F longitudinal zurückgelegte Weg von der Scala d und der Betrag der Drehung des Handrades (Ton der Schneide der Scala d oder von einem anderen festen Punkt aus gerechnet) von der Scala e abgelesen werden.

Bei allen diesen Constructionen wird selbst die geringste Aenderung der Compression der Kohlen A auf einer solchen Scala angezeigt, so dafs das Ablesen des jeweiligen Widerstandes keine Schwierigkeit verursacht.

Bei dem in Fig. 7 und 8 in modificirter Form vorgeführten Handregulator sind Vorkehrungen getroffen, um die Differentialschrauben gleichzeitig drehen und somit eine schnellere Wirkung erzielen zu können, wenn solche erforderlich. A sind wieder die Kohlen, B deren Führungen und C ist das Gehäuse. Die innere Schraubenspindel H ist aber in diesem Falle nicht fest mit der Platte J verbunden. Ihr hinteres Ende U¹ geht durch das Gehäuse hindurch und enthält eine Längsnuth g zur Aufnahme der Feder h, Fig. 8, welche in der Hülse i angeordnet ist, und zwar so, dafs die Spindel H sich wohl longitudinal in dieser Hülse verschieben, nicht aber sich darin drehen kann.

Soll der Widerstand reducirt werden, so wird das Handrad F der hohlen Schraube E derart gedreht, dafs sich die Spindel H vermöge des Gewindes G nach der Richtung des in Fig. 7 angegebenen Pfeiles bewegt und eine Compression der Kohlen A zwischen J und D bewerkstelligt. Die Schraube G ist gegen Theilnahme an der Drehung der Schraube E durch die Klemmvorrichtung k geschützt, welche durch die Schraube / um die Hülse k zusammengezogen ist. Wird jedoch eine schnelle longitudinale Bewegung der Spindel H gewünscht, so giebt man die Hülse i durch Lösen der Schraube / frei, so dafs sie sich in k frei drehen kann, und dreht nun das Handrad F¹. Es bewegt sich dann einmal die Spindel H in der äufseren Schraube E und aufserdem auch infolge der vom Gewinde G verursachten Reibung die Schraube E in der Nabe von D; wodurch eine äufserst schnelle Wirkung erzielt wird. ' : ■■■

Mit jedem der vorstehend beschriebenen Regulatoren wird vortheilhaft eine Vorrichtung combinirt, welche, wenn die Kohlen bis zum vollen Betrage losgelassen werden, die Entstehung von Lichtbogen zwischen denselben verhütet. Diese Vorrichtung besteht in einem Hebel M, Fig. 3 und 4, welcher bei m auf dein Ende D des Gehäuses C drehbar ist und dessen Arm η in und aufser Contact mit dem Knopf p gebracht werden kann, q ist ein von der Schraube E getragener Stift, Fig. 1, 3 und 4, welcher, wenn , diese Schraube eine gewisse Strecke zurückgelegt hat, mit einem Ansatz r des Hebels M in Contact geräth und dadurch eine Entfernung des Armes von dem Knopf p, d. h. die Unterbrechung des Stromes bewerkstelligt. Die Schraube E aber ist dann durch eine Nase s des Hebels M an weiterer Drehung verhindert, so dafs die Kohlen nicht zusammengeprefst werden können, bevor der Stromkreis wieder geschlossen bezw. bis der Hebel M von Hand in seine ursprüngliche Position in Contact mit p zurückgebracht ist. Während der Hebelarm η aufser Berührung mit p ist, liegt er an dem Stift ν an und wird in dieser Lage durch die Feder u festgehalten, t ist ein am Hebel M befindlicher Griff, welcher die Schliessung des Stromkreises erleichert.

Man kann auch die Einrichtung treffen, dafs der Stift q den Contact automatisch wieder herstellt. Zu dem Ende läfst man ihn, wenn er durch seine Wirkung auf r die Unterbrechung des Stromes herbeigeführt hat, mit einem in Fig. 4 punktirt angegebenen Schwanz r^x des Hebels M in Berührung kommen, wodurch der Arm 11 wieder in seine ursprüngliche Lage in Contact mit/ zurück mufs und den Stromkreis schliefst.

Bei dem automatischen Widerstandsregulator, Fig. 9, bezeichnen α α die den variablen Widerstand bildenden Kohlen. Diese Kohlen lassen sich mehr oder weniger mittelst der Schraube b zusammendrücken, welche durch ein Schneckenrad ί>' gedreht wird. Das Schneckenrad b^l erhält seine Bewegung von einer Schnecke auf einer Welle, welche das konische Rad b" trägt. Letzteres steht mit zwei kleineren konischen Rädern «' in Eingriff, welche lose auf der Welle d sitzen, jedoch abwechselnd durch die Zahnkupplungsmuffe e mit ihr gekuppelt werden können. Der Einrückhebel e^l der Muffe e trägt an seinem äufseren Ende einen Anker f, welcher zwischen den Polen der beiden Magnete g g¹ spielt. Die Welle d wird durch eine Schnur oder dergleichen von der Welle der Dynamomaschine aus oder von der als

Motor dienenden Maschine etc. in Umdrehung erhalten. So lange die Maschine normal arbeitet, bleibt die Muffe in ihrer centralen Position also aufser Eingriff mit einem der Räder cc¹. Nimmt aber die magnetische Kraft in einem zu dem Ende vorgesehenen Einschalter zu, so stellt sich ein Contact nach dem einen der Magnete gg\ her, so dafs der Anker / angezogen wird und durch Einrückung der Kupplung e die Drehung der Schraube b bewerkstelligt, wodurch die Kohlen α gelöst werden und die Vermehrung des Widerstandes im Stromkreis vermitteln. Ist aber die magnetische Kraft auf ihren normalen Betrag gesunken, so findet sich der Strom nach dem Magnet g oder g^l wieder unterbrochen und der Anker / kehrt in seine centrale Stellung zurück, bei welcher die Schraube b keinerlei Drehung erleidet. Fällt indessen die magnetische Kraft, so geht eine entgegengesetzte Bewegung des Ankers f und infolge dessen der Schraube b vor sich, wodurch die Kohlen zusammengedrückt werden und den Widerstand verringern.

Der Einschalter kann die in Fig. io veranschaulichte Construction erhalten. Hier ist der Anziehung eines Solenoids h auf einen Eisenkern /2¹ die Wirkung einer Feder h* entgegengesetzt, deren Spannung sich durch eine leicht zugängliche Schraube oder dergleichen reguliren läfst. i bezeichnet einen Contacthebel, welcher zwischen den beiden Contacten i¹ und P spielt Und dessen Gewicht zugleich mit demjenigen des Kernes h' durch ein Gegengewicht j äusbalancirt ist. So lange kein Strom vorhanden, bleibt der Hebel i in horizontaler Lage zwischen P und P. Wenn aber die Maschine in Gang gesetzt ist, so wird die Spiralfeder Λ² derart regulirt, dafs sie der gewünschten magnetischen Kraft das Gleichgewicht hält. Es wird daher, wenn diese Kraft zunimmt, der Hebel i vom Solenoid abwärts bis zum Contact mit P gezogen und bleibt hier, bis der Regulator, Fig. 9, in der bereits beschriebenen Weise den Widerstand im Stromkreise vermehrt hat. Nach Herstellung des normalen Zustandes kehrt der Hebel i in seine mittlere Position zurück, in Bereitschaft für eine neue Thätigkeit. Nimmt die elektromagnetische Kraft ab, so zieht die Feder ä² den Hebel i mit P in Contact und ,veranlafst dadurch eine entgegengesetzte Wirkung des Regulators, Fig. 9.

Die.vorteilhafteste Form für den Contact am Hebel i ist eine lose und drehbar im Ende dieses Hebels angeordnete Walze oder Rolle aus Kohle, und die beiden Contacte 2'¹ und P bestehen aus Kohlenstiften, welche etwas aufserhalb der gemeinschaftlichen Verticalachse stehen, so dafs in dem Augenblick, wo der Contactschlufs erfolgt, die Walze eine kleine Drehbewegung macht, und also ein einseitiges Anfressen der Fläche durch die überspringenden Funken nicht stattfinden kann. Selbstverständlich sind aber auch gewöhnliche Contacte, wie z. B. Platinplättchen oder in Quecksilber oder angesäuertes AVasser tauchende Drahtenden, verwendbar. ·. ■,- _l .

Der in Fig. 11 in modificirter Anordnung dargestellte Einschalter hat ganz dieselbe Wirkungsweise wie der vorige; aber die Schwankungen in der elektromotorischen Kraft kommen dadurch zur Wirkung, dafs der Contacthebel zwischen zwei Spulen Z Z¹ vibrirt, von denen die mit Z¹ bezeichnete sich frei auf einer Achse drehen kann. Die Contactstifte befinden sich diesmal je einem der Enden des Contacthebels gegenüber angeordnet. Wenn die elektromotorische Kraft normal ist, so bleibt der Contacthebel in horizontaler Position, ohne einen der Contactstifte zu berühren. Als Contacte können wieder Kohlen benutzt werden.

Diese Modification läfst sich sehr leicht dort anwenden, wo es sich darum handelt, die Quantität constant zu erhalten und die elektromotorische Kraft zu variiren. Es würden dann die Spulen aus dickerem Draht gewickelt und in den Hauptstromkreis geschaltet, während der Widerstandsregulator als Nebenschlufs zu dem Schliefsungskreise der Magnete angeordnet würde.

Es können mit den beschriebenen Regulatoren auch metallene Leitungen verbunden werden, welche kurzen Schlufs des Kohlenwiderstandes herbeiführen, wenn die Kohlen bis zur äufsersten Grenze zusammengeprefst werden. Im automatischen Regulator wird indessen beispielsweise einer ungehörigen Compression der Kohlen durch die Federn w, Fig. 9, vorgebeugt, welche, wenn der Druck einen gewissen Betrag überschreitet, so viel zurücktreten, um die vom Einschalter nach dem die Kupplungsmuffe e beeinflussenden Magnet führende Leitung zu unterbrechen und somit eine Beschädigung des Regulators zu verhindern.

Fig. 12 \^reranschaulicht die Combination des Einschalters N und des automatischen Widerstandsregulators O mit einer Anzahl Dynamomaschinen J³, deren erregende Magnete in einem Nebenschlufs zum Hauptstrom liegen. Die Richtung des Stromes ist durch Pfeile markirt.

Fig. 13 zeigt den Einschalter und den automatischen Widerstandsregulator mit einer Maschine für höher gespannte Ströme, für getheiltes Bogenlicht combinirt, während Fig. 14 dieselben in "Verbindung mit einer Maschine für Incandescenzbeleuchtung darstellt. Diese Figur bietet auch insofern eine Abweichung, als der Regulator durch eine separate Maschine Q, die ihren Strom vom Hauptstromkreis entnimmt, betrieben wird.

Auch in Fig. 15 erhält der Widerstandsregulator seine Bewegung durch einen Elektromotor Q. Aber in diesem Falle ist die Kupplungsvorrichtung etc., Fig. 9, umgangen und

der Einschaltet· so angeordnet, dafs er nach Bedarf die Bewegung des Motors umkehrt. Die Wirkungsweise bleibt dieselbe, wie leicht aus der Figur verständlich.

Claims (2)

Patent-AnSprüche:

1. Bei Apparaten zur Regulirung und Controlirung elektrischer Ströme die Anordnung von Differentialschrauben, um die Compression bezw. die Lösung des Kohlenwiderstandes zu bewirken, Fig. ι und 2.

2. Bei Widerstandsregulatoren, bei welchen die Compression und Lösung der Kohlen mittelst Differentialschrauben bewerkstelligt wird, die Anordnung einer Nuth g in der Schraubenspindel H in Combination mit der Feder h, der Hülse i und Klemmvorrichtung k, so dafs, je nachdem die Klemmvorrichtung angezogen oder gelöst ist, eine langsame oder schnelle Bewegung erzielt werden kann.
Bei Apparaten zur Regulirung und Controlirung elektrischer Ströme die Combination der Differentialschrauben mit einer automatischen oder theilweise automatischen Vorrichtung q r η p u r¹ oder s, Fig. 3 und 4, behufs Schliefsung und Unterbrechung des Stromkreises zum Zwecke der Verhinderung des Entstehens von zerstörend wirkenden Lichtbogen zwischen den Kohlen.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen.