DE318312C - - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 24. JANUAR 1920

KLASSE 21c GRUPPE

Bei den bekannten Regulatoren, bei denen der veränderliche Widerstand des Erreger-. Stromkreises aus einer Masse geschichteter leitender Körper, z. B. aus Kohlekörnern besteht, welche veränderlicher Pressung ausgesetzt werden, hat man bisher zur Bewegung der auf der Körnermasse drückenden Platte Elektromagnete angewendet, deren Anker durch einen veränderlichen Luftzwischenraum von der

ίο wirksamen Polfläche getrennt ist. Je stärker bei diesen Magneten der Anker angezogen wird, desto mehr verkleinert sich der Luftabstand, die Anzugskraft wächst daher mit der Verringerung des Luftabstandes, und zwar nach bekannten Gesetzen im umgekehrten Verhältnis zum Quadrat der Entfernung. Der Reguliervorgang erfordert aber, daß die Anziehungskraft des Ankers möglichst nur der elektrischen Erregung des Magneten proportional und nach Möglichkeit von anderen Ein-

.. flüssen unabhängig ist, denn nur so kann der Grad der Pressung auf die Körnerschicht genau den Änderungen der zu regelnden Größe folgen. Die Verschiedenheit des Luftab-Standes zwischen dem Anker xmd dem Polschuh hingegen bewirkt, daß bei ein und derselben Veränderung in der Größe der elektrischen Erregung verschieden große Anziehungskräfte ausgeübt werden. Ist also der Abstand zwischen Anker und Polschuh klein, so wird eine sehr kleine Steigerung der Erregung den Anker schon kräftig von den geschichteten Körpern abheben, und ist der Abstand groß, so wird der Anker nur bei sehr starker Änderung der Erregung sich bewegen. Der Empfindlichkeitsgrad der Regulierung ist daher, wenn im Beharrungszustand der Anker verschieden großen Abstand vom Polschuh hat, verschieden groß, wodurch der Reguliervorgang ungünstig beeinflußt wird. .

Die Bedingung, daß die Pressung auf die Körnermasse nach Möglichkeit nur von den Änderungen der zu regulierenden Größe abhängig sein soll, wird demnach bei den bisher angewendeten Elektromagneten nur dann erfüllt, wenn die Oberfläche der Körnermasse stets gleichen Abstand von der Polfläche des Magneten hat. Denn da die Druckfläche mit dem Anker starr verbunden ist, so ist nur in diesem Falle der Luftabstand zwischen ,Anker und Polfläche beim Beharrungszustand des Reglers stets gleich groß zu halten. Die Erfüllung dieser Forderung bietet aber Schwierigkeiten, denn die geschichteten Körper, insbesondere die Kohlekörner, trachten, infolge der Erschütterungen des Fahrzeuges oder infolge der Saugwirkungen des Ankers, wenn dieser bei plötzlicher Zunafime der regulierten Größe stark abgehoben wird, sich zu verlagern und einseitig zu schichten. Man hat zwar diesen Mangel durch Unterteilung der Körnermasse oder ähnliche Mittel zu behehen gesucht, aber diese Anordnungen haben den Nachteil, daß sie, ohne eine vollständige Abhilfe zu schaffen, die Einfachheit der Konstruktion des Reglers beeinträchtigen. .

Durch die vorliegende Erfindung wird der beschriebene Mangel in einwandfreier Weise beseitigt.

Erfindungsgemäß wird bei einer Regulier-

vorrichtung der oben gekennzeichneten Art.' die Körnermasse zu der die Pressung aus- ! übenden Platte so angeordnet, daß die letzten · trotz ihres verhältnismäßig großen Regelungs- j weges innerhalb der bekannten Grenzen konstanter Anziehung des mit ihr starr verbundenen Solenoidkernes sich doch in bezug auf die Masse der geschichteten Körper in beliebige Lagen einstellen kann, ohne daß dadurch die Anziehungskraft des Relais bei gleichbleibendem Erregungszustand desselben geändert wird, so daß eine der zu regelnden Größe möglichst proportionale Widerstandsänderung in der Körnermasse erzeugt wird.

Bekanntlich verlaufen die Anziehungskräfte, die ein solenoidartiger Elektromagnet auf den Anker (Kern) ausübt, bezogen auf die Entfernung des Kernes vom Solenoidmittelpunkt als Abzissen-Achse — nach einer Kurve, deren Werte von Null bis zu einem Höchstwert ansteigen und dann wieder auf Null zurückgehen. Diese Kurve hat demnach einen Scheitelteil, welchem über einer beträchtlichen Strecke der Abszissen-Achse gleichgroße Höchst .werte der Anziehungskraft angehören. Für eine beträchtliche Änderung des Abstandes zwischen der Auflagefläche des Druckorganes und zwischen dem feststehenden Solenoid bleibt also die Anziehungskraft nahezu konstant. Mag daher das Druckorgan innerhalb der Körnermasse unten in der Nähe des Gehäusebodens oder oben auf einer durch. Schichtung entstandenen Spitze stehen, immer ist die Anziehungskraft des Ankers und damit die Größe der Pressung mit praktisch genügender Genauigkeit proportional der Erregung des Solenoids. Erfindungsgemäß gruppiert und schichtet sich die Körnermasse um und unter der Druckplatte so, daß das Druckorgan von der Körnermasse gewissermaßen getragen wird; es schwimmt sozusagen in der Körnermasse. Für diesen Zweck kann die Druckplatte fördern, wenn sie sich in den von der Preßfläche abgewandten Abmessungen verjüngt, wofür die Form der Pyramide oder des Kegels besonders geeignet ist. Hierdurch wird nicht bloß der Vorteil erreicht, daß die Körnermasse gut herabrieseln kann und die Reibung der Körner ] an der Druckplatte verringert wird, sondern daß auch der Widerstand der Körnermasse niemals unendlich groß werden kann, denn infolge der Verjüngung bleiben Teile der Körnermasse auch bei vollständiger Aufhebung der Pressung, aber nicht völliger Trennung der Druckplatte und der Körnermasse auf der Mantelfläche der Druckplatte liegen, so daß die Leitung durch die Körnermasse nie ganz unterbrochen wird. Dieser Umstand trägt wesentlich zur Vermeidung sprunghafter Re- j

gulierung bei. j

Die Zeichnung zeigt in der Fig. 1 das be- ; kannte Diagramm der Anziehungskräfte eines Solenoids, in den Fig. 2 und 3 Ausführungsformeri der Erfindung.

In der Fig. 1 bedeuten die Werte α der Abszissen-Achse die Entfernungen des SoIenoidkernschwerpunktes von dem magnetischen Mittelpunkte des Solenoids. Die Ordinaten bedeuten die zugehörigen Anziehungskräfte des Solenoids. Im magnetischen Mittelpunkt M des Solenoids ist die Anziehungskraft gleich Null. Desgleichen soll die Anziehungskraft wiederum gleich Null geworden sein, wenn der Kern sich sehr weit vom Solenoid entfernt hat und beispielsweise in die Stellung N-gelangt ist. Bewegt sich nun der Anker innerhalb der Strecke M, N, co steigen die Anziehungskräfte, wie die Kurve K₁ zeigt," zunächst bis zu einem Maximum, sodann fallen sie wieder auf Null. Das Maximum entspricht bekanntlich ungefähr der in Fig. 2 gezeichneten Ankerstellung. Man sieht, daß die Kurve im Scheitelteil sehr flach ist, so daß die Höchstwerte der Anziehungskräfte innerhalb der Strecke a_x der Ankerbewegung sich nur wenig ändern. Diese Strecke a_x wird daher für die Bewegungen des Ankers ausgenutzt. Ändert sich die Erregung der Elektromagnetspule, so ändert sich auch die Anziehungskraft und verläuft dann beispielsweise nach den Kurven K₂, K₃, K_it immer aber zeigt der Scheitelteil den flachen Verlauf, so daß die Strecke Ci₁ für die verschiedenen Ankerstellungen geeignet erscheint.

Die Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei welchem in bekannter Weise die Spannung der mit veränderlicher Tourenzahl angetriebenen Dynamomaschine auf konstanten Wert reguliert werden soll. Die Nebenschlußerregerwicklung b ist daher an die Druckplatte c angeschlossen. Die Druckplatte c wird durch. eine Feder d, welche sich auf der festen Fläche k stützt, auf die Körnermasse e gedrückt, welche sich im Gehäuse f befindet. Der Boden des Gehäuses f ist durch den Draht g an die eine Klemme der Dynamomaschine gelegt, während das andere Ende der Erregerwicklung an die Gegenklemme der Dynamomaschine geführt ist. Die Solenoidwicklung liegt an der Maschinenspannung. Mit der Druckplatte c ist durch eine Stange der Solenoidkern i verbunden. Die Stange ist so lang gewählt, daß der Solenoidkern in der Zone der größten Anziehungskraft des Solenoids liegt. Wenn die Druckplatte c sich nach oben bewegt, können die Körner an der Kegelfläche der Druckplatte herabrieseln, so daß stets eine Körnerschicht von genügender Dicke auf dem Gehäuseboden sich befindet.

Die Wirkung derartiger Regler ist allgemein bekannt und bedarf hier keiner Erklärung. Verlagert sich die Körnermasse in irgendeiner

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Stellung, εο geht der Anker, mit, ohne die Zone des Solenoids zu verlassen, in welcher bei gleicher Stärke der Erregung die Anziehungskraft praktisch gleich groß bleibt.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 ist das Solenoid durch einen solenoidartigen Elektromagneten ersetzt. Im Eisenkörper / liegt die Wicklung h und der Kern i erfährt seine größte Anziehungskraft ungefähr innerhalb der Strecke O₁, während in höherer oder tieferer Lage die Anziehungskraft sich stark ändert.

Claims (2)

1. P ATENT-Ansprüche:

   i. Selbsttätige. elektrische Regelungsvorrichtung, bei der ein in den Erregerstromkreis eingeschalteter Widerstand aus geschichteten leitenden Körpern durch, ein von der zu regelnden Größe beeinflußtes Relais veränderlicher Pressung ausgesetzt wird, dessen Kern innerhalb der Grenzen nahezu konstanter Anziehung bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Körner masse zu der mit dem Magnetkern (i) verbundenen Druckplatte (c) so angeordnet ist und sich für jede neue Lage der Druckplatte selbsttätig so umlagert, daß trotz des verhältnismäßig großen Regelweges der Druckplatte innerhalb der Körnermasse eine der zu regelnden Größe möglichst proportionale Widerstandsänderung in der Körnermasse erzeugt wird.
2. 2. Regelungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckplatte (c) in der von der Druckfläche nach dem Solenoid zu gerichteten Ausdehnung kegel- oder pyramidenförmig verjüngt ist, damit die oberhalb der Druckplatte befindliche Körnermasse ohne Unterbrechung an den Rändern hinab unter die Druckplatte rieseln kann.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.