DE2936723A1

DE2936723A1 - Elektrode fuer einen fluessigkeitsrheostat und fluessigkeitsrheostat mit einer derartigen elektrode

Info

Publication number: DE2936723A1
Application number: DE19792936723
Authority: DE
Inventors: Michel Bensadoun
Original assignee: Individual
Current assignee: Metal Deploye SA
Priority date: 1978-09-13
Filing date: 1979-09-11
Publication date: 1980-03-20
Also published as: FR2436484B1; GB2030783A; ES484046A0; ES8101302A1; CA1147410A; BE878483A; DE2936723C2; US4325049A; FR2436484A1; GB2030783B

Description

Die Erfindung betrifft automatische Flüssigkeitsrheostate zum Anlassen beliebiger Motoren und insbesondere Flüssigkeitsrheostate mit veränderlichem Flüssigkeitsstand.

Ein derartiger Flussigkeitsrheostat, der beispielsweise in der FR-PS 1 216 101 beschrieben ist, besitzt einen Behälter, der Elektrolyt enthält, ein Anlaßgefäß, in dessen oberen Teil Elektroden angeordnet sind, und eine Verbindungsleitung, die einen gesteuerten Durchgang des Elektrolyts zwischen dem Behälter und dem Gefäß gestattet.

Handelt es sich beispielsweise um das Anlassen eines Motors mit Läuferanlasser, so sind die Elektroden eines derartigen Flussigkeitsrheostats mit dem Läufer eines solchen Motors verbunden und es sind Steuereinrichtungen vorgesehen, die beim Anlassen ein allmähliches Vollaufen des Anlaßgefäßes mit Elektrolyt bewirken, und zwar durch Zwangsumlauf des Elektrolyts von dem Behälter zu dem Anlaßgefäß über die Verbindungsleitung, die zu diesem Zweck .zwischen dem Gefäß und dem Behälter vorgesehen ist.

Beim Anlassen taucht hierbei ein zunehmend größer werdender Abschnitt der im oberen Teil des Anlaßgefäßes vorgesehenen Elektroden in den Elektrolyt ein und wird dadurch kurzgeschlossen und nur der herausragende Teil dieser Elektroden führt weiterhin einen Widerstand in die Schaltung ein, in der sich die Elektroden befinden.

Damit eine optimale Anlaßprogressivität erreicht wird, muß die Kontaktfläche zwischen den Elektroden und dem Elektrolyt in einem weiten Bereich sich ändern können, wobei diese Kontaktfläche zu Beginn des Anlassens minimal und am Ende des Anlassens maximal ist.

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ORIGINAL INSPECTED

Bei den bisher bekannten Flussigkeitsrheostaten sind die Elektroden entweder - wie im Fall der deutschen Patentanmeldung 14 65 596 - massiv oder sind wie im Fall der obengenannten FR-PS 1 216 101 hohl, wobei sie jedoch ein geschlossenes Volumen bilden. In' beiden Fällen kommt nur der Außenumfang der Elektroden für den Kontakt mit dem Elektrolyt in Betracht.

Die maximale Kontaktfläche einer derartigen Elektrode für den Elektrolyt ist also notwendigerweise begrenzt.

Ziel der Erfindung ist es insbesondere, eine Elektrode zu schaffen, die eine größere Kontaktfläche für den Elektrolyt besitzt, wobei die anderen Bedingungen gleich bleiben.

Die erfindungsgemäße Elektrode ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Folge von etwa ringförmigen Elementen besitzt, die jeweils paarweise elektrisch miteinander verbunden sind und in der Praxis progressiv abnehmende Größen besitzen.

Gemäß einer bevorzugten und wirtschaftlichen Ausführungsform .der Erfindung werden die etwa ringförmigen Elemente zusammen von einem durchgehenden, metallischen Strang gebildet, der schraubenförmig gerollt ist und dessen aufeinanderfolgenden Windungen die ringförmigen Elemente formen.

Diese ringförmigen Elemente bilden zusammen ein Rohr, bei dem nicht nur der Außenumfang, sondern auch der Innenumfang mit dem Elektrolyt in Kontakt treten kann.

Durch das Profil seines Querschnitts, der kreisförmig ist oder eine andere Form haben kann, bietet jedes etwa ringförmige Element der erfindungsgemäßen Elektrode einzeln eine maximale Kontaktfläche für den Elektrolyt.

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Gegenstand der Erfindung ist ferner ein FlüssigkeJtsrheostat, dessen Elektroden - oder mindestens eine von ihnen - eine derartige Folge von etwa ringförmigen Elementen besitzen, die zusammen ein Rohr bilden. °'

Diese Anordnung besitzt den Vorteil, daß ein derartiger Flüssigkeitsrheostat bei gleichbleibendem Volumen des Anlaßgefäßes eine mögliche Kontaktfläche zv/jschen Elektrode und Elektrolyt besitzt, die größer als bei den bisher bekannten vergleichbaren Flüssigkeitsrheostaten ist, so daß das Anlassen von stärkeren Motoren gesteuert werden kann.

Die etwa ringförmigen Elemente einer erfindungsgemäßen Elektrode können einen beliebigen Umriß haben. Vorzugsweise ist er jedoch kreisförmig, was eine Optimierung der Abstände zwischen Elektroden und der Abstände zwischen Elektroden und der Wand des Anlaßgefäßes gestattet. Dies ist insbesondere für die Betriebsbedingungen am Ende des Anlaßvorgangs von Bedeutung·

Das Rohr, das die etwa ringförmigen Elemente zusammen bilden, ist vorzugsweise im wesentlichen kegelstumpfförmig, wodurch man einerseits eine bessere Anlaßprogressivität erreicht und wodurch andererseits zu Beginn des Anlassens Lichtbogenüberschläge im leeren Zustand vermieden werden.

V/eitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, das in der beiliegenden Zeichnung dargestellt ist. In dieser Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Flussigkeitsrheostats mit erfindungsgemäßen Elektroden,

Fig. 2 ein Blockschaltbild, das die elektrische Schaltung dieses Flussigkeitsrheostats und seinen Anschluß an den Motor zeigt, dessen Anlassen er steuern soll,

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Fig. 3 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Elektrode für einen derartigen Rheostat,

Fig. 4- einen axialen Schnitt durch die Einzelheit IV von Fig. 1 in größerem Maßstab und

Fig. 5 einen Querschnitt nach der Linie V-V von Fig. 4.

Gemäß der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform besitzt der erfindungsgemäße Flussigkeitsrheostat einen Behälter 10, der Elektrolyt 11 enthält, ein Anlaßgefäß 12, das über dem Behälter 10 angeordnet ist und in dessen oberem Teil Elektroden 13 angeordnet sind, und eine Verbindungsleitung 14-, die zwischen dem Behälter 10 und dem Anlaßgefäß 12 vorgesehen ist und den gesteuerten Durchgang des Elektrolyts 11 zwischen dem Behälter und dem Gefäß gestattet.

In den Fig. 1 und 2 ist jede Elektrode 13 schematisch mit ihrem in unterbrochenen Linien gezeichneten Umriß dargestellt.

Eine erfindungsgemäße Elektrode 13 (vgl. insbesondere Fig.3) besteht aus einer Folge von etwa ringförmigen Elementen 15, die jeweils paarweise elektrisch miteinander verbunden sind und bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel progressiv abnehmende Größen besitzen. Hierbei befindet sich das Element mit der größten Größe im oberen Teil des Anlaßgefäßes 12, während sich das Element mit der kleinsten Größe im unteren Teil befindet.

Bei dem dargestellten praktischen Ausführungsbeispiel besteht die erfindungsgemäße Elektrode aus einer Folge von etwa ringförmigen Elementen 15, die zusammen von ein und demselben durchlaufenden metallischen Strang gebildet werden, der schraubenförmig gerollt ist und dessen aufeinanderfolgenden Windungen die ringförmigen Elemente bilden.

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Beispielsweise kann Jede erfindungsgemäße Elektrode aus einem metallischen Strang mit einer Länge von 7 m bestehen.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt dieser Strang einen kreisförmigen Querschnitt mit einem Durchmesser von beispielsweise 8 mm. Dieser Querschnitt kann jedoch auch eine andere, beispielsweise eine quadratische Form besitzen.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Gesamtumriß eines etwa ringförmigen Elements 15 kreisförmig, wobei dieser Umriß auch eine andere Form, beispielsweise eine quadratische Form haben kann.

Auf jeden Fall bilden die etwa ringförmigen Elemente 15 einer erfindungsgemäßen Elektrode 13 zusammen eine Art Rohr, bei dem nicht nur der Außenumfang, sondern auch der Innenumfang mit dem Elektrolyt 11 in Kontakt kommen kann. Infolge des kreisförmigen Umrisses dieser ringförmigen Elemente und ihrer progressiv abnehmenden Größen hat dieses Rohr die Form eines Kegelstumpfs.

Die etwa ringförmigen Elemente 15 einer erfindungsgemäßen Elektrode 13 können jeweils paarweise aneinander anliegen oder nicht. Wenn ein maximaler Anlaßwiderstand gewünscht wird, ist es vorzuziehen, daß diese nicht jeweils paarweise aneinander anliegen.

Gegebenenfalls können die ringförmigen Elemente 15 für eine bessere mechanische Festigkeit der Elektrode 13 jeweils paarweise in Querrichtung durch mindestens eine örtliche Verbindungsbrücke 18 (Fig. 3) verbunden sein. ^;

Eine derartige örtliche Verbindungsbrücke kann beispielsweise durch Verschweißung hergestellt werden.

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ORIGINAL INSPECTED

Die Elektrode 13 ist mit ihrem größten ringförmigen Element 15 an einem Deckel 19 aufgehängt, der das Anlaßgefäß 12 verschließt. Auf diesem Element ist zwischen zwei diametral einander entgegengesetzten Punkten in Querrichtung ein Steg 20 befestigt, der einen sich axial erstreckenden Gewindestift 21 trägt, der den Deckel 19 durchquert und außerhalb von diesem mit einer Haltemutter 22 zusammenwirkt.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel erstreckt sich der Strang, der die ringförmigen Elemente 15 einer erfindungsgemäßen Elektrode 13 bildet, über das Element mit der kleinsten Größe hinaus und bildet eine Kontaktspitze 23, die in Richtung auf den Boden des Anlaßgefäßes 12 axial hervorsteht.

Auf die Verbindungsleitung 14 wirken einerseits auf der Seite des Behälters 10 Pumpeinrichtungen 25 und andererseits auf der Seite des Anlaßgefäßes 12 ein Regulierungsventil 26 ein.

Die Pumpeinrichtungen 25 können beispielsweise aus einer Zentrifugalpumpe bestehen, deren Ansaugstutzen 27 direkt in den Behälter 10 eintaucht und deren Antriebswelle durch eine Muffe 28 geschützt ist und an der Austrittswelle eines Motors 29 befestigt ist.

Das Regulierungsventil 26 ist beispielsweise ein drehbares Ventil, das durch ein Gestänge 30 mit einem Handbetätigungsgriff 31 verbunden ist, der durch den Benutzer betätigt werden kann. Es kann sich hierbei jedoch auch beispielsweise um ein Schieberventil handeln.

Die Verbindungsleitung 14 besitzt bezüglich der Pumpeinrichtungen 25 hinter dem Regulierungsventil 26 eine Öffnung 32 (Fig. 4- und 5), die etwa pfeifenförmig ausgerichtet ist und deren äußere Kündung 33 sich auf der Seite des Regulierungsventils 26 und damit auf der Seite des Behälters 10 und deren innere Mündung 34- sich auf der Seite des Anlaßgefäßes 12 befindet.

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Beispielsweise besteht die Leitung 14 aus zwei Rohren 14A und 14B mit verschiedenen Durchmessern, die ineinandergesteckt sind. Die Öffnung 33 wird durch eine halbwellenförmige Längsverformung 36 des Rohrs 14B mit dem kleineren Durchmesser gebildet, die radial in das Innere dieses Rohrs hineinragt und an dem Ende des Rohrs mit kleinerem Durchmesser vorgesehen ist, das in das Rohr 14A mit dem größeren Durchmesser eingesteckt ist.

Die anderen Bestandteile des Rheostats, die bekannt sind und nicht zur Erfindung gehören, werden nicht im einzelnen beschrieben.

Es sei lediglich erwähnt, daß das Volumen des Behälters 10 erfindungsgemäß ein Vielfaches des Volumens des Anlaßgefäßes 12 beträgt, was im Betrieb einen langsameren Temperaturanstieg des in dem Behälter 10 enthaltenen Elektrolyts gestattet und dadurch ohne Gefahr und ohne Verwendung weiterer Kühleinrichtungen eine Vielzahl von in kurzen Abständen aufeinanderfolgenden Anlaßvorgängen ermöglicht.

Das Blockschaltbild von Fig. 2 zeigt als Beispiel die Anwendung des oben beschriebenen Flüssigkeitsrheostats auf einen Motor 37 niit Läuferanlasser.

Auf an sich bekannte Weise sind die Elektroden 13 an den Läufer 38 dieses Motors angeschlossen, während an den Ständer die Phasenleiter P einer beliebigen Speiseleitung angeschlossen sind. Zwischen einem von diesen und dem entsprechenden neutralen Leiter N sind ein Einschaltrelais 40, das in den Phasenleitern P vorgesehene Kontakte steuert, der Motor 29 und ein Kurzschlußrelais 41 vorgesehen, das einerseits Kurzschlußkontakte 41a, die zu den Elektroden 13 parallel geschaltet sind, und andererseits einen Kontakt 41b steuert^ der sich

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ORIGINAL INSPECTED

in der Speisung des Motors 29 befindet.

Das Kurzschlußrelais 41 steuert außerdem einen selbsthaltenden Kontakt 41c und in seine Speisung ist ein Kontakt 42 eingesetzt, das bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel durch einen Schwimmer 43 gesteuert wird, der im oberen Teil des Füllgefäßes 12 vorgesehen ist.

Die Verbindungsleitung 18 steht am Boden des Füllgefäßes etwas hervor, so daß in diesem Gefäß in Wartephasen immer ein Mindestvolumen an Elektrolyt vorhanden ist (vgl. Fig.1).

In einer V/artephase ist also nur die Spitze 23 der Elektroden 13 mit Elektrolyt in Berührung.

Ferner ist der Kontakt 41b, der die Speisung des Motors 29 steuert, in einer V/artephase geschlossen.

Beim Anlassen wird also dieser Motor unmittelbar in Gang gesetzt: Die Pumpe 25, die von ihm angetrieben wird, pumpt nun Elektrolyt 11 zu dem Füllgefäß 12, das sich nun progressiv füllt, so daß ein progressiv zunehmender Teil der Elektroden 13 in den Elektrolyt eintaucht, wodurch die gewünschte Anlaßprogressivität des Motors 37 erreicht wird.

Das Ventil 26 gestattet die Regulierung des Durchsatzes der Pumpe 25·

Der auf diese V/eise von der Pumpe abgegebene Elektrolytfluß wird aber durch den induzierten Fluß vermehrt, der über die gerichtete Öffnung 32 direkt von dem Behälter 1Ö in die Verbindungsleitung 14 gesaugt wird.

Wenn der. Elektrolytstand in dem Füllgefäß 12 den Schwimmer 43 erreicht, schließt dieser den Kontakt 42, so daß das Kurzschlußrelais 41 in Tätigkeit tritt. Durch den Kontakt 41a

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werden nun die Elektroden 13 ausgeschaltet und durch den Kontakt 41b wird die Speisung des Motors 29 unterbrochen.

Der in dem Füllgefäß 12 befindliche Elektrolyt fließt nun über die Leitung 18 zu dem Behälter 10 zurück.

Der größte Teil dieses Rückflusses durchquert die Pumpe 25, die hierbei als Turbine arbeitet.

Ein bestimmter Teil dieses Rückflusses gelangt Jedoch über die Öffnung 32 der Verbindungsleitung 14 direkt in den Behälter 10, so daß eine schnelle Entleerung des Füllgefäßes 12 gewährleistet wird, und zwar trotz einer gegebenenfalls durch das Regulierungsventil 26 verursachte Drosselung in der Verbindungsleitung 14.

Gleichzeitig bleibt das Kurzschlußrelais 41 durch seinen selbsthaltenden Kontakt 41c in Tätigkeit.

Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene und dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern läßt Abwandlungen zu, und zwar insbesondere hinsichtlich der Anzahl, des Umrisses und des Querschnitts der ringförmigen Elemente 15 einer Elektrode 13, hinsichtlich der Länge des Stranges, dessen aufeinanderfolgenden Windungen die ringförmigen Elemente bilden, oder hinsichtlich der Gesantform des Rohrs, das die ringförmigen Elemente erfindungsgemäß zusammen bilden.

Ferner kann anstelle des Schwimmers 43 ein Druckregler vorgesehen sein, der mit einer Kompressionskammer in dem Anlaßgefäß verbunden ist. ^:

Obwohl es für eine bessere Anlaßprogressivität zweckmäßig ist, daß die ringförmigen Elemente einer erfindungsgemäßen Elektrode progressiv abnehmende Größen besitzen und ein kegelstumpfförmiges Rohr bilden, ist die Erfindung nicht auf diese Anordnung beschränkt.

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Außerdem ist die Anwendung der Erfindung nicht auf Motoren mit Läuferanlassung beschränkt, sondern erstreckt sich auch auf Motoren mit Standeranlassung, beispielsweise auf Motoren mit Käfigwicklung. In diesem Fall sind die Elektroden des Bheostats lediglich an dem Sternpunkt des Ständers dieses Motors vorzusehen.

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4«.

Leerseite

Claims

Patentanwälte

Manitz, Finsterwald & Grämkow
München 22, Robert-Koch-Straße 1

I'.ichel BEN3AD0UN ' München, den 11.9.1979

13, Avenue de Limoges Erb/Sv-B 2136

F-87270 COUZEIX, Frankreich

Elektrode für einen Flüssigkeitsrheostat und Flüssigkeitsrheostat mit einer derartigen Elektrode

Patentansprüche:

Γ 1 .\ Elektrode für Flüssigkeitsrheostat, dadurch g e k e η η — zeichnet , daß sie aus einer Folge von etwa ringförmigen Elementen besteht, die jeweils paarweise elektrisch miteinander verbunden sind.
2. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die etwa ringförmigen Elemente progressiv abnehmende Größen besitzen.
3. Elektrode nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die etwa ringförmigen Elemente zusammen von einem durchgehenden, metallischen Strang gebildet werden, der schraubenförmig gerollt ist und dessen aufeinanderfolgende Windungen die ringförmigen Elemente formen.

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4. Elektrode nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die etwa ringförmigen Elemente nacheinander jeweils paarweise aneinander anliegen.
5. Elektrode nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die etwa ringförmigen Elemente jeweils paarweise in Querrichtung durch mindestens eine örtliche Verbindungsbrücke miteinander verbunden sind, die beispielsweise durch eine Schweißung gebildet wird.
6. Elektrode nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die etwa ringförmigen Elemente zusammen ein allgemein kegelstumpfförmiges Rohr bilden.
7. Flussigkeitsrheostat mit einem Behälter, der einen Elektrolyt enthält, einem Anlaßgefäß, in dessen oberen Teil Elektroden angeordnet sind, und einer Verbindungsleitung, die einen gesteuerten Durchgang des Elektrolyts zwischen dem Behälter und dem Gefäß gestattet, dadurch gekennzeichnet , daß mindestens eine der Elektroden gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.
8. Flussigkeitsrheostat nach Anspruch 7» dessen Anlaßgefäß über dem Behälter angeordnet ist und auf dessen Verbindungsleitung einerseits auf der Seite des Behälters Pumpeinrichtungen und andererseits auf der Seite des Anlaßgefäßes ein Regulierungsventil einwirkt, dadurch gekennzeichnet , daß die Verbindungsleitung bezüglich der Pumpeinrichtungen hinter dem Regulierungsventil eine etwa pfeifenförmig ausgerichtete Öffnung besitzt, deren äußere Kündung sich auf der Seite des Behälters und deren innere Mündung sich auf der Seite des Anlaßgefäßes befindet.

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-ar -
9. Flüssigkeitsrheostat nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Verbindungsleitung aus zwei Rohren mit verschiedenen Durchmessern besteht, die ineinandergesteckt sind, und daß die Öffnung aus einer Längsverforinung besteht, die an dem in das Rohr mit dem größeren Durchmesser eingesteckten Ende des Rohrs mit dem kleineren Durchmesser vorgesehen ist und radial in das Innere des Rohrs mit dem kleineren Durchmesser hineinragt.
10. Flüssigkeitsrheostat nach einem der Ansprüche 7 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß seine Elektroden an dem Sternpunkt des Ständers eines Motors mit Ständeranlsser angeschlossen sind.
11. Flüssigkeitsrheostat nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet , daß das Volumen seines Behälters ein Vielfaches des Volumens seines Anlaßgefäßes beträgt.

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