DE269757C

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Publication number: DE269757C
Application number: DENDAT269757D
Authority: DE
Priority date: 1913-02-14
Also published as: DE260903C; DE268889C; DE269254C; FR457002A; GB191303882A

Description

KAISERLICHES'

PATENTAMT/

Nach dem Patent 260903 wird der beim Ausschalten eines Stromes entstehende Lichtbogen dadurch gelöscht, daß demselben, wenn er eine gewisse, geringe Länge erreicht hat, ein geladener Kondensator parallel geschaltet wird. Der dadurch entstehende, dem Lichtbogen übergelagerte Stromstoß bringt die Stromstärke desselben einen Augenblick lang auf Null, so daß der Bogen erlischt.

Nach der vorliegenden Erfindung wird dieser löschende Stromstoß erzeugt, bevor noch das öffnen des Schalters begonnen hat, d. h. der Stromstoß wird dem noch geschlossenen Schalter übergelagert und seine Stärke so bemessen, daß im. Augenblick des öffnens die resultierende Stromstärke im Schalter Null ist, so daß derselbe funkenlos geöffnet werden kann. Eine sehr einfache Ausführungsform der Schaltung zeigt Fig. 1. Der von den Speiseleitungen .+, gelieferte Strom durchfließt den auszuschaltenden Apparat α (z.B. Glühlampen,

. einen Motor, Primärspule eines Induktors) so lange, als der Schalthebel α das Segment p berührt. Zugleich lädt sich der Kondensator k

^a5 über den hohen Vorschaltwiderstand w auf die Netzspannung auf; dem Kondensator ist noch eine Selbstinduktion I vorgeschaltet, wofür auch die Zuleitungen genügen können. Um auszuschalten, bewegt man den Hebel s

in der Richtung des Pfeiles; sowie derselbe das Segment q berührt, entlädt sich der Kondensator durch den - nunmehr geschlossenen Kondensatorkreis k, q, s, p, I in Form einer Schwingung, deren Strom nach einer Viertelperiode das Maximum erreicht, welches durch passende Bemessung der Größen von k und I ebenso groß (eher größer) gemacht wird als der auszuschaltende Strom. In diesem Augenblick soll der Hebel s das jetzt stromlose Segment p verlassen, damit die Unterbrechung funkenlos vor sich geht. Tatsächlich ist eine vollkommene Genauigkeit nicht erforderlich. ' Statt oder außer der Selbstinduktion / kann^: den Kondensatorkreis auch ein Ohmscher

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Widerstand eingefügt werden.

Aus verschiedenen Gründen ist die Kapazität des Kondensators k beschränkt, und um eine genügende Entladungsstromstärke zu erhalten, muß die Entladungszeit desselben sehr kurz und die Geschwindigkeit des Schalters groß gewählt werden. Dies erreicht man leicht durch einen Schalter nach Fig. 2, bei welchem der Hebel q auf den gegen den festen Kontakt p federnden Hebel s schlägt. Eine solche Anordnung ist insbesondere für Hammerunterbrecher geeignet. Gleichzeitig ist in dieser Figur ein'zweites Mittel angegeben, um mit einem möglichst kleinen Kondensator k.,'

auszukommen. Derselbe wird nämlich mit Hilfe einer Zusatzspannung e auf eine höhere als die Netzspannung aufgeladen. \

Eine etwas andere Schaltungsanordnung zeigt Fig. 3. Der Schalters dreht sich im Sinne des Pfeiles und läßt beim Verlassen ■ des Segmentes q den Kondensator k geladen zurück. Wenn der Hebel beim Ausschalten von neuem q berührt, enilädt sich der Konto densator. Der Entladungsstrom hat aber zunächst im Schalter dieselbe Richtung wie der Hauptstrom und erst nach dreiviertel Welle entgegengesetzte. Im letzteren Augenblicke ■"'■,'. müßte daher im Idealfalle die Unterbrechung erfolgen; auch darf der Kondensatorkreis nicht aperiodisch sein.

Einen allgemeineren Fall zeigt Fig. 4. Der Kondensatorkreis erhält den Stromstoß durch induktive Kupplung mit einem zweiten Kreise, dessen Kondensator c durch den Umschalter w an der Stromquelle e aufgeladen und kurz vor öffnung des Schalters s über die Spule m entladen wird.

Statt durch Entladung eines Kondensators kann man den Stromstoß auch nach Fig. 5 durch plötzliches öffnen einer stromdurchfiossenen Selbstinduktionsspule i erzeugen und auf den Kondensatorkreis transformieren; doch ist dies Verfahren viel unbequemer.

Wenn die Betriebsspannung oder die Selbstinduktion des zu unterbrechenden Stromes hoch ist, muß der Schalter möglichst schnell bewegt werden, damit sein Elektrodenabstand .·■' groß genug geworden ist, wenn der Kondensator durch den Extrastromstoß auf eine erhöhte Spannung aufgeladen wird; auch können in diesem Falle statt eines Schalters s zwei oder mehrere in Reihe geschaltet werden.

Um starke Ströme auszuschalten, kann man die Einrichtung treffen, daß dem eigentlichen Schalter, dessen Gewicht man aus mechanischen Gründen möglichst zu verringern suchen '■■': wird, ein zweiter kräftigerer Schalter parallel· gelegt wird, den man kurz vor der Unterbrechung öffnet, so daß der Schalter s nur ' durch kurze Zeit den vollen Strom zu führen hat. Die Anwendung dieses Kunstgriffes auf einen rotierenden Unterbrecher für Funkeninduktoren zeigt Fig. 6. Der. Unterbrecher besteht aus zwei metallischen Scheiben s, denen durch die Welle Strom zugeführt wird, und in welche schwarz gezeichnete Isolierstücke

. eingelegt sind. Auf der größeren Scheibe schleifen die Bürsten r und b, auf der kleineren die der letzteren Bürste parallel. geschaltete kräftigere Bürste d. Dargestellt ist der Äugenblick der Unterbrechuug. Die Bürste d steht bereits auf dem Isolierstück, die Bürste r hat eben Kontakt gemacht und den Kondensator zur Entladung gebracht, und im nächsteri Augenblick erfolgt die eigentliche Unterbrechung an der Bürste b. Während der größten Zeit der Kontaktdauer übernimmt also die Bürste ä hauptsächlich die Stromleitung, so daß die Bürste b schwächer gehalten werden. kann, was wegen der feinen Einstellung auch erforderlich ist. Im übrigen entspricht die Schaltung genau jener der Fig. 1, die Scheibe s entspricht dem Hebel des Schalters s, die Bürsten b bzw. r entsprechen den Segmenten p bzw. q jener Figur.

Fig. 7 zeigt einen von der Batterie e betriebenen Wagnerschen Hammer m, der als Unterbrecher für den Funkeninduktor α wirkt. Der doppelarmige Anker ist um den Punkt ζ drehbar und trägt auf der unteren Seite den Kontakt für den Wagnerschen Hammer, während seine obere Hälfte q sowie der Hebel s und der Kontakt p ebenso angeordnet sind und ebenso wirken wie die gleichbezeichneten Teile in Fig. 2.

Andere Anwendungsgebiete für das Verfahren sind Starkstromrelais, Taster für drahtlose Telegraphie und mechanische Wechsel-Stromgleichrichter; auch läßt sich damit bei Dynamos für hochgespannten Gleichstrom das Feuern des Kollektors durch Anwendung einer Hilfsbürste unterdrücken.

Es ist nichts im Wege, den Schalter in bekannter Weise mit Vakuum, Druckluft, öl oder Leuchtgas zu umgeben und seine Elektroden in beliebiger Art, z. B. auch als Quecksilberstrahl, auszubilden.

Wird der Kondensator k durch eine Aluminiumzelle gebildet/so eignet sich das Verfahren zur gefahrlosen Ausschaltung von Feldmagneten, da ein solcher Kondensator Überspannungen durchläßt.

Durch Einfügung eines Ventils in den Kondensatorkreis oder durch Verwendung eines als Ventil wirkenden Kondensators (z. B. Aluminium gegen Neusilber in Sodalösung) kann verhindert werden, daß die auszuschaltende Selbstinduktion zusammen mit dem Kondensator k über das Netz ausschwingt.

Die Schaltung ist auch für Wechselstrom anwendbar, wenn für die richtigen Phasen-Verhältnisse gesorgt ist. Es muß dann z. B. gegebenenfalls der Widerstand w durch eine Drosselspule bzw. einen zweiten Kondensator ersetzt werden. Auch läßt sich dabei das Resonanzprinzip in Anwendung bringen.

Claims

Patent-Ansprüche: ¹¹S

i. Weitere Ausbildung des Verfahrens zur Löschung des an Schaltern auftretenden Unterbrechungs-Lichtbogens mit Hilfe eines Kondensators nach Patent 260903, iao ■ dadurch gekennzeichnet, daß kurz vor der ' Öffnung des Schalters (z. B. %p in Fjg. 1)

in einem parallel zu ihm liegenden Kondensatorenkreise (K₁ 9, 5, φ, I, k) ein Stromstoß erzeugt wird, der im Augenblick der öffnung oder möglichst bald danach einen dem zu unterbrechenden Strom gleichen Wert entgegengesetzten Vorzeichens erreicht. ■ , 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromstoß durchs die Entladung des vorher geladenen Kon-^ densators (z. B. k in Fig. i) des Nebenschlußkreises über den Schalter (s) hervorgerufen wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2 zur Unterbrechung stärkerer Ströme, dadurch gekennzeichnet, daß dem verhältnismäßig schwach gebauten Schalter (b in Fig. 6) ein zweiter kräftigerer Schalter (d) parallel gelegt wird, welcher kurz vor der Unterbrechung geöffnet wird.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.