DE296852C

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Publication number: DE296852C
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 296852 KLASSE 21 d. GRUPPE

FRANZ JOSEPH KOCH in DRESDEN.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 28. Dezember 1915 ab.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, das Übersetzungsverhältnis von Transformatoren ohne Unterbrechung des Stromflusses dadurch zu verändern, daß die sekundäre Spule drehbar gemacht wird und je nach dem jeweils verlangten Übersetzungsverhältnis Drahtwindungen ab- oder hinzugewickelt werden. Weil es aber gilt, die Entstehung eines Kurzschlußringes zu vermeiden und gleichwohl in jeder ίο möglichen Stellung der drehbaren Spule die Stromzuführung zur Spulenwicklung aufrechtzuerhalten, so ergeben sich Schwierigkeiten hinsichtlich des Anschlusses des Endes der Spulenbewicklung an die feste äußere Stromig leitung. Diese Schwierigkeiten sind besonders groß, wenn es sich um die Anwendung dieser Anordnung auf große Transformatoren mit erheblicher Leistung handelt.

Diese Schwierigkeiten werden durch die vorliegende Erfindung in der Weise überwunden, daß man das an der Spule festsitzende Ende der veränderlichen Wicklung mit einem Schleifkontakt über die Kanten der in bekannter Weise nebeneinandergestellten und gegeneinander isolierten Kernbleche schleifen läßt und diese Kernbleche außerhalb des magnetischen Kraftflusses leitend zusammenfaßt, um hier die feste äußere Stromzuleitung anzu-. schließen. So erreicht man einerseits die Stromzuführung zur Spulenwicklung für jede Stellung des Schleifkontaktes trotz der isolierenden Zwischenlagen und vermeidet man andererseits die Entstehung eines Kurzschlusses. Einer Mitdrehung des von der Spule umfaßten Schenkels des Magnetkernes bedarf es bei der neuen Anordnung der Stromzuführung nicht; die Spule kann sich vielmehr in an sich bekannter Weise als Hohlkörper um den feststehenden Schenkel drehen. Damit entfallen die offensichtlichen Nachteile des drehbaren Kernes in magnetischer und mechanischer Hinsicht.

Fig. ι stellt zunächst einen einschenklig gewickelten Transformator schaubildlich dar. Um den festen (undrehbareri) Schenkel α des rahmenförmigen Eisenkernes ist die Primärspule b gewickelt. Um diese dreht sich der Spulenkörper c der Sekundärspule, deren Bewicklung d ist. Das eine Ende dieser Bewicklung liegt am Spulenkörper fest und schließt sich an den Schleifkontakt e an, während das freie Ende der Bewicklung bei h zu einer nicht gezeichneten Trommel geführt ist, um je nach dem verlangten Übersetzungsverhältnis Draht von der Trommel ab- und auf die Sekundärspule c aufwickeln zu lassen und umgekehrt. Die Schleifbürste e schleift über die Lamellen des verbreiterten Joches f. Bei g — also außerhalb des Kraftlinienflusses — sind die im übrigen isolierten Lamellen /' durch einen querdurchgehenden leitenden Stab miteinander verbunden. Hier schließt sich der eine Leiter der sekundären Stromzuführung an, während der andere.Leiter mit dem von h kommenden Ende der Sekundärbewick- 6g lung auf 'der Aufnahmetrommel — etwa durch einen Schleifkontakt an der Trommelachse — verbünden ist.

Fig. 2 zeigt im Aufriß mit teihveisem Längsschnitt," und Fig. 3 im Grundriß einen zweischenklig bewickelten Transformator, bei welchem unter Erzielung einer Differentialwirkung der Draht der Sekundärspulenwicklung wechselweise von der einen Spule ab- und auf die andere Spule aufgewickelt wird. Die Kerne α α' haben kreuzförmigen Querschnitt und tragen die primären Wicklungen, von denen in Fig. 2 nur diejenige (b) des linken Schenkels ersichtlich ist. Um Schenkel und Primärwicklungen drehen sich wiederum die Sekundärspulenkörper c c'. Zum Behufe der Lagerung sind die Enden der Spulenkörper

*5 in isolierende Ringe ζ gefaßt, welche wiederum isolierende Kugellaufringe y enthalten. Diesen entsprechen die ebenfalls isolierenden festliegenden Kugellaufringe x. Die dazwischen liegenden Kugeln sind durch sogenannte Kugelkäfige der bei Kugellagerungen gebräuchlichen Gestaltung, aber ebenfalls aus isolierendem Stoff, voneinander gesondert. Die sekundäre Bewicklung d d'~ wird von einem einzigen Drahtstück gebildet, das mit seinen Enden an je einem ider beiden Spulenkörper derart befestigt ist, daß bei der gemeinsamen Drehung beider Spulen der Draht immer von der einen Spule ab- und auf die andere aufgewickelt wird. Diese gemeinsame Drehung kann z. B. in an sich bekannter Weise derart geschehen, daß zwei der Ringe ζ zu Zahnrädern gestaltet sind und mit einem gleichzeitig in beide eingreifenden Zahntrieb auf einer Achse mit Handkurbel kämmen.

Die Schleifbürsten β bzw. e' schleifen auf den Jochen f bzw. /', welche zu diesem Zweck durch die Scheiben w bzw. w' verbreitert sind. Diese Scheiben sind zur Vermeidung des Kurzschlusses derart ausgeschnitten und angefügt, daß sie nur die für den Kraftlinienfluß nicht in Betracht kommenden Deckbleche des Joches berühren, durch diese und die Ouerstäbe bei g und g' aber einen Anschluß für die sekundären Außenleitungen bilden.

Des weiteren sind die beiden Schenkel α und a' gegen das untere Joch /' durch Zwischenlagen wie / (Fig. 2) nicht zwar hinsichtlich des magnetischen Kraftlinienflusses, wohl aber hinsichtlich des elektrischen Stromdurchgan-So' ges isoliert. Schließlich ist noch der von der Stange ν mittels der Arme u federnd getragenen Spannwalze t zu gedenken, welche von dem zwischen den beiden Spulen hin und her laufenden Draht überlaufen wird, dessen Ausdehnung durch die Joulesche Wärme ausgleicht und das richtige Einlegen des Drahtes in ;die Schraubennut der jeweils aufnehmenden Spule sichert.

Die Bewicklung des Transformators ist in an sich bekannter Weise eine solche, daß die beiden Sekundärspulen an und für sich auf entgegengesetzte Spannung induziert werden, mithin bei Einstellung der Bewicklung auf gleiche Windungszahl bei beiden Kernen eine resultierende Spannung gleich Null ergeben. 6g In dem Maße aber, als von der einen Spule Draht ab- und auf die zweite aufgewickelt wird, erlangt diese das Übergewicht, so daß also die Differenz der Windungszahlen für die Induktionswirkung bestimmend ist. Da- y₀ bei bedeutet eine Umdrehung eine Differenz von zwei Windungen, weil ja doch nicht nur die zweite Spule um eine Windung verstärkt, sondern gleichzeitig auch die erste Spule aim eine entgegengesetzt wirkende Windung geschwächt wird.

Die Veränderung der Bewicklung macht sich nur beim Durchgang der Schleifkontakte durch den Kraftlinienfluß, also durch die Rahmenöffnung (das »Fenster«) des Trans-' formators bemerkbar. Deshalb bedeutet gleichförmige Drehung der Spulen durchaus nicht gleichförmige Veränderung des Übersetzungsverhältnisses ; vielmehr bleibt das Übersetzungsverhältnis für den großen Zentriwinkel der Schleifbürstendrehung außerhalb des Fensters unverändert. Um das Verhältnis zwischen Spulendrehung und Spannungsänderimg gleichmäßiger zu gestalten, sind deshalb die beiden Schleifbürsten e und e' derart unsymmetrisch angeordnet, daß immer die eine das Fenster durchläuft, während sich die andere im äußeren Bereich des Umlaufweges befindet.

Claims

95 Patent-Ansprüche:

i. Transformator, bei welchem durch Ab- oder Zuwickeln von Draht bei der drehbaren Spule das Übersetzungsverhältnis verändert wird, dadurch gekennzeichnet, daß das an der Spule festliegende Drahtende mit einem Schleifkontakt (e) über die Kanten der in bekannter Weise gegeneinander isolierten Kernbleche (f) des Transformators schleift, welche Bleche außerhalb des magnetischen Kraftflusses zum Behufe des Anschlusses (g) der äußeren Stromzuführung für die Spulenwicklung miteinander leitend verbunden no sind.

.2. Zweischenklig bewickelter Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden auf entgegengesetzte Spannung induzierten Sekundär- ng spulen (Cc') derart mit einer einheitlichen, mit je einem Ende an den Spulen festliegenden und an einen Schleifkontakt angeschlossenen Drahtlänge bewickelt sind, daß sich beim Drehen der Spulen der Draht von der einen ab- und auf die andere in an sich bekannter Weise derart auf-

wickelt, daß die sekundäre Wirkung vermöge der Differenz zwischen den Windungszahlen beider Spulen zustande kommt.

3. Transformator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schleifkontakte (e e') derart unsymmetrisch angebracht sind, daß immer der eine das Fenster des Transformators durchläuft, während sich der andere im äußeren Teil des Umlaufweges befindet. 4. Transformator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht beim Übergang von der einen Spule zur andern eine federnd angedrückte Spannwalze (i) überläuft.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.