DE27291C - Stromkreisregulator - Google Patents

Description

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21: Elektrische Apparate.

Stromkreisregulator.

Fatentirt im Deutschen Reiche vom 21. December 188a ab.

Vorliegende Erfindung hat die Herstellung eines einfachen und wirksamen Mittels zum Zweck, um einen Strom an Lampen, Motoren und andere Verwendungsstellen in einer mehr oder weniger verbreiteten Anlage zu vertheilen, in welcher sich die Lampen oder Motoren in getrennten Parallelschaltungsstromkreisen befinden, sowie einen hochgespannten Strom in den Hauptleitern zu verwenden, so dafs der Kupferverbrauch in diesen vermindert wird. Sind die Glühlicht- und Bogenlampen, Motoren und andere Verwendungsstellen in getrennten Parallelschaltungsstromkreisen angeordnet, so bedürfen sie eines Stromes mit relativ schwacher Spannung, die, wenn die Lampen, Motoren oder andere Verwendungsstellen direct durch eine oder mehrere dynamo- oder magneto-elektrische Maschinen einer ausgebreiteten, eine gewisse Häuseranzahl in sich schliefsenden Anlage in Gang gesetzt werden, die Anwendung grofser Hauptleiter nöthig macht, um den nicht unbeträchtlichen Verlust an Stromstärke in denselben zu vermeiden.

Um nun in den Hauptleitern einen hochgespannten Strom verwenden zu können, werden zwischen die Lampen und die Stromerzeugungsquelle secundäre Batterien angeordnet, die zunächst durch die genannte Quelle geladen und dann durch die Lampen, Motoren u. dergl. entladen werden.

In jedes Haus oder Gebäude kann eine secundäre Batterie eingesetzt werden, und werden diese insgesammt in Hintereinanderschaltung zu einem oder mehreren Hauptstromkreisen verbunden; auch können dieselben in Parallelschaltung angeordnet werden. Um den Verlust an Stromstärke zu vermeiden, kommt eine automatisch wirkende Anordnung zur Verwendung, durch welche der Ladungsstromkreis jeder secundären Batterie unterbrochen und gleichzeitig der nach den von dieser Batterie gespeisten Lampen gehende Stromkreis geschlossen wird, sobald die Secundärbatterie vollständig geladen ist, ohne dabei den Stromkreis, welcher die anderen secundären Batterien von denselben Hauptleitern aus ladet, zu unterbrechen. Dieselbe automatisch wirkende Anordnung unterbricht auch den Lampenstromkreis und schliefst den Ladungsstromkreis durch die secundäre Batterie, sobald diese bis zu einem bestimmten Punkt entladen worden ist. Diese automatisch wirkende Anordnung besteht in einem in seinem Centrum gelagerten oder aufgehängten AVippbalken oder Balancier, der an dem einen Ende ein Gewicht, an dem anderen die Elektrode einer elektrolytischen Zelle trägt, wozu sich amalgamirte, in eine Zinkvitriollösung getauchte Zinkelektroden am besten eignen.

Die Ladung der secundären Batterie bewirkt einen Niederschlag auf die aufgehängte Elektrode der Zelle, der nach vollständiger Ladung der Batterie das Gewicht ausgleicht und den Wippbalken zum Schwingen bringt, wodurch der Ladungsstromkreis der Batterie in den Quecksilbernäpfchen unterbrochen und sowohl der Lampenstromkreis in den anderen Quecksilbernäpfchen, wie auch ein Stromkreis durch einen Elektromagnet geschlossen wird, der einen Hebel verstellt und dadurch eine Nebenleitung um den Apparat schliefst. Durch die Entladung der secundären Batterie wird das Metall

an der aufgehängten Zellenelektrode aufgelöst, bis das Gegengewicht überwiegt und der Wippbalken schwingt, was die Unterbrechung des Lampenstromkreises, die Schliefsung des Ladungsstromkreises durch die Batterie und die Unterbrechung des Magnetstromkreises, die Schliefsung des Nebenstromkreises und diejenige des Stromkreises nach einem anderen Elektromagnet zur Folge hat, durch den der Nebenstromkreis geöffnet wird.

Man kann sich auch dieser Anordnung zur Messung des von einem jeden Consumenten verbrauchten Stromes bedienen, die man in geeigneter Weise dadurch erzielt, dafs man die Bewegungen der oben genannten automatisch wirkenden Anordnung vermittelst eines elektromagnetischen Apparates registrirt, durch den der Strom bei der einen Wippbalkenstellung geht, während der Elektromagnetstromkreis in der anderen Balkenstellung unterbrochen wird.

Man kann elektrische Glühlichtlampen mit einem hochgespannten Stromkreis, in dem Bogenlampen in Hintereinanderschaltung angeordnet sind, dadurch in Thätigkeit setzen, dafs man in den Bogenlichtstromkreis secundäre Batterien hinter einander schaltet, die man beim Nichtgebrauch der Bogenlampen, wie z. B. am Tage, ladet, wobei der Hauptstromkreis nach den secundären Batterien geschlossen, in der Nacht dagegen unterbrochen wird, während welcher dann die secundären Batterien zur Speisung der Glühlichtlampen dienen und von djese» entladen werden.

Zu diesem Zwecke wird jede secundäre Batterie in einen Nebenstromkreis um eine oder mehrere Bogenlampen eingeschaltet, wobei ein Unterbrechungscommutator zur Unterbrechung des Hauptstromkreises bei jeder Abzweigung und zum Schliefseri des Nebenstromkreis.es dergestalt zur Verwendung kommt, dafs beim Laden der secundären Batterien alle Bogenlampen aus dem Stromkreis ausgeschaltet sind. Zur Ausschaltung der secundären Batterien aus dem und zur Einschaltung der Bogenlampen in den Stromkreis empfiehlt es sich, einen Interruptor zu verwenden, wozu sich ein Commutator oder eine polarisirte Nadel eignet, indem die Bogenlampen durch einen Strom mit der einen Polarität, die geladenen secundären Batterien von einem Strom mit der entgegengesetzten Polarität in Thätigkeit gesetzt werden.

Zur Constanterhaltung der elektromotorischen Kraft in den Glühlichtlampenstromkreisen werden mit jeder secundären Batterie eine gewisse Anzahl secundärer Ergänzungszellen in den Stromkreis eingeschaltet, welche von der secundären Hauptbatterie geladen werden. Wird nun zunächst die secundäre Batterie mit den Glühlichtlampen in Verbindung gebracht, so werden die secundären Ergänzungszellen aus dem Stromkreis ausgeschaltet; nimmt aber die elektromotorische Kraft der secundären Hauptbatterie ab, so werden die Ergänzungszellen in denselben eingeschaltet, sobald dies nöthig wird, was durch einen elektromagnetischen Mechanismus geschehen kann, indem der Stromkreis nach letzterem durch einen in eine Parallelschaltung angeordneten Elektromagnet geschlossen und unterbrochen wird; der Magnet wird hierbei ebenso- wie eine Lampe erregt.

Man kann sich eines Interruptors bedienen, um den Stromkreis jeder Serie Glühlichtlampen zu unterbrechen, während die secundäre Batterie und die Ergänzungszellen geladen werden; auch kann nach Bedarf ein elektrischer Zählapparat in den Stromkreis jeder Lampenreihe eingeschaltet werden, um die durch die Lampen verbrauchte Stromstärke zu messen.

Fig. ι ist eine theilweise diagrammatische Ansicht zweier durch denselben Hauptstromkreis geladener securidärer Batterien in Hintereinanderschaltung, die sich durch getrennte Lampenstromkreise entladen. Fig. 2 ist eine ähnliche Ansicht einer secundären Batterie und ihrer Verbindungen in etwas gröfserem Mafsstabe.

A A sind secundäre, durch eine oder mehrere dynamo- oder magneto-elektrische, in den Hauptstromkreis i, 2 eingeschaltete Maschinen B geladene Batterien, welcher Stromkreis mit einem hochgespannten Strom gespeist wird. Jede secundäre Batterie besteht aus einer Gruppe von secundären Zellen oder Elementen, welche am besten in Hintereinanderschaltung verbunden sind. Die secundären Batterien speisen Lampenstromkreise 3, 4 und 5, 6, in welche elektrische Lampen (Glühlicht- oder Bogen- oder beide Arten von Lampen), Motoren oder andere Verwendungsstellen C in Parallelschaltung eingeschaltet sind.

Jede secundäre Batterie hat einen durch den Draht 7 direct mit dem Hauptstromkreis i, 2 verbundenen Pol«, während der andere Pol b mit diesem Stromkreis durch den automatischen Stromkreisregulirapparat und Stromzählapparat in Verbindung steht.
. Letzterer besteht, aus einem um sein Centrum drehbaren Wippbalken D, der an seinem vorderen Ende die Elektrode c einer elektrolytischen Zelle E trägt, deren andere Elektrode bei d sichtbar ist. Die Elektroden dieser Zelle bestehen aus amalgamirtem Zink, die in eine Zinkvitriollösung tauchen.

An seinem hinteren Ende trägt der Balken D ein Gegengewicht F, das zur Verhütung von Vibrationen am Balken in einer Fallcompensationsvorrichtung wirken kann. Die Contacte ef in den Quecksilbernäpfchen werden durch das Sinken des vorderen, die Contacte in den Näpfchen g h durch das Sinken des hinteren Waagebalkenendes hergestellt, während der die Elektrode c tragende Arm in permanentem

Quecksilbercontact mit einem Stift i steht; dieser Quecksilbercontact gestattet bei continuirlicher Aufrechterhaltung des Stromkreises an dieser Stelle eine leichte Verstellung.

Der Strom geht nun vom Hauptstromkreis durch den Draht 7 nach dem Pol α jeder secundären Batterie und vom Pol b derselben durch Draht 8 nach der elektrolytischen Zelle E, durch dieselbe zum Stift i, darauf durch Draht 9 zum Näpfchen g und von h durch Draht 10 zur Leitung zurück.

In der Zeichnung ist der Wippbalken D an seinem hinteren Ende gesenkt, wodurch der Stromkreis bei g und bei h geschlossen, bei e und / unterbrochen ist. Sobald die secundäre Batterie geladen ist, hat sich auf der Elektrode c ein bestimmter Niederschlag gebildet, der im genauen Verhältnifs zur Ladung der secundären Batterie steht. Hierdurch erhält diese Elektrode ein vermehrtes Gewicht, derart, dafs nach vollständiger Ladung der secundären Batterie die Elektrode das Gewicht F überwiegt und der Balken D sich nach vorn senkt, wodurch bei e und f Contact hergestellt und derjenige in g und h unterbrochen wird. Diese Bewegung hebt die Verbindung der secundären Batterie mit dem Haupt- oder Ladungsstromkreis auf und schliefst die Verbindung mit dem Lampenstromkreis.

Die secundäre Batterie entladet sich dann, vorausgesetzt, dafs der Nadel- oder vertheilende Commutator k des Lampenstromkreises geschlossen ist, indem der Strom von α nach 3 oder 5, durch die Lampen nach 4 oder 6, darauf durch e und f und durch den Draht 11 nach i und darauf durch die elektrolytische Zelle zum Pol b der secundären Batterie zurückkehrt. In der elektrolytischen Zelle hat während der Entladung der secundären Batterie eine Zersetzung stattgefunden, durch die sich das Metall von C so lange löst, bis das Gewicht F das Uebergewicht erlangt, wodurch der Balken D nach hinten sinkt, was die Unterbrechung des Lampenstromkreises und die Schliefsung des Ladungsstromkreises durch die secundäre Batterie zur Folge hat.

Diese Bewegung kann mit Vortheil dazu benutzt werden, einen Registrir- oder Zählapparat in Gang zu setzen, was durch Einschaltung eines Elektromagnetes an irgend einer Stelle des Stromkreises geschehen kann, wobei der Elektromagnet, wenn dieser Theil des Stromkreises geschlossen ist, erregt wird und einen Armaturhebel anzieht; nach Unterbrechung dieses Stromkreises wird dann der Hebel durch eine Feder zurückgezogen. Die Bewegung dieses Armaturhebels setzt dann einen Zählapparat mit einem oder mehreren Zifferblättern in Gang, wodurch, wie bei den Gasuhren die Cubikmeter Gas und deren Bruchtheile angezeigt werden, die Strommengen gezählt werden.

Zu diesem Zweck ist der Elektromagnet G in den Draht 9 eingeschaltet und stellt H den durch den Armaturhebel / bewegten Registrir- oder Zählapparat dar.

U.m die elektrolytische Zelle kann eine Nebenleitung 12, 13 mitbestimmtem Widerstände dergestalt angeordnet werden, dafs nur ein bestimmter Theil des nach der secundären Batterie gehenden Stromes durch die elektrolytische Zelle geht.

Es empfiehlt sich, die secundären Batterien in Hintereinanderschaltung zu laden, und wird dabei 'ein hochgespannter Strom in dem Hauptstromkreis verwendet.

Um eine constante Unterbrechung des Hauptstromkreises durch die automatische Stromkreisregulirvorrichtung einer secundären Batterie und dadurch die Ableitung des Stromes nach anderen secundären Batterien während des Ladens zu verhindern, benutzt man eine Anordnung, einestheils zur Schliefsung einer Nebenleitung, um die secundäre Batterie und des mit. ihr verbundenen Mechanismus, wenn der Stromkreisregulator den Ladungsstromkreis nach der secundären Batterie unterbricht, anderentheils zur Unterbrechung dieser Nebenleitung, wenn der Ladungsstromkreis mit der secundären Batterie geschlossen ist. Zu diesem Zweck ist der Balken D mit einer Feder m versehen, welche zwischen einem vorderen Contact η und einem hinteren 0 spielt. Von diesen Contacten aus gehen die¹ Stromkreisdrähte 14 und 15 nach den beiden Elektromagneten IK, von denen eine mit dem Pol α der secundären Batterie gemeinsame Stromkreisverbindung 16 abzweigt. Der Leiter 4 oder 6 ist durch Draht 17 mit dem den Balken D tragenden Ständer verbunden. Zwischen den Elektromagneten /und K steht ein Armaturhebel p, der, durch / angezogen, an einen Hebel q schlägt und diesen von dem Contact r wegschiebt. . Eine Feder ί dient dazu, den Armaturhebel p an- den Grenzen seiner Bewegung zu halten. Der Hauptstromkreis ist mit / und q verbunden, während der Stromkreis der secundären Batterie durch Draht 10 mit dem Contact r und auf der anderen Seite des Hebels p durch Draht 7 mit dem Hauptstromkreis verbunden ist. Schwingt also der Balken D nach vorn, wodurch der Ladungsstromkreis bei g h unterbrochen und der Lampenstromkreis bei ef geschlossen wird, so stellt die Feder m den Contact mit η her und schliefst dabei den Stromkreis durch den Elektromagnet /. Dieser Magnet zieht p an, entfernt q von r, unterbricht dadurch die Verbindung der secundären Batterie mit dem Hauptstromkreis und schliefst durch den Contact von p mit q den Hauptstromkreis. Schwingt dagegen der Balken D nach hinten, wobei der Stromkreis in g und h geschlossen und in e und /

unterbrochen wird, so kömmt die Feder m mit ο in Contact, wodurch der Stromkreis durch K geschlossen wird. Hebel p wird durch K angezogen, wobei der Contact mit q unterbrochen wird, während q den Ladungsstromkreis durch die secundäre Batterie bei r schliefst.

Claims (1)

1. Patent-Anspeuch:

   Ein automatisch wirkender jätromkreisregulator, durch welchen secundäre Batterien, nachdem sie mittelst eines hochgespannten Stromes geladen worden sind, aus letzterem ausgeschaltet und mit einem Verbrauchsstromkreis zur Abgabe eines schwächer gespannten Stromes verbunden werden können, im wesentlichen bestehend aus dem Wippbalken D, der Elektrode C, der elektrolytischen Zelle E, dem Compensationsgewicht F, den Contacten icfg h m η ο p q r, dem Zählwerk GlH und den dargestellten elektrischen Verbindungen, Fig. ι und 2.

   Hierzu I Blatt Zeichnungen.