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Elektrischer Stufenschnellregler. Bei Kammreglern wird das . unmittelbare
oder mittelbare Ein- und Aus: schalten bzw. Kurzschließen von Widerstandselementen
des Regulierwiderstandes durch die Zinken des Kammes bewirkt. Sie liegen ;senkrecht
oder etwas geneigt zur feststehenden Kontaktbahn und werden durch eine Triebkraft
verstellt, die in Abhängigkeit von der zu regelnden elektrischen Größe und der Stellung
des Reglerorganes steht. Aus gewissen Gründen gibt ;man diesen Reglern, j e nach
dem Zweck, den sie zu erfüllen haben, eine möglichst große Stufenzahl, unter Umständen
bis zu ioo Stufen. Der Kamm erhält dann im allgemeinen eine der Stufenzahl entsprechende
Zinkenzahl, ebenso die Kontaktbahn die entsprechende Lamellenzalil.
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Bei Schnellreglern ist nun der Hub des Reglerorgans im Vergleich zur
Kontaktbahnlänge verhältnismäßig klein, die Folge ist, daß beim Verstellen der freiliegenden
Kammzinken nicht ein Zinken nach .den andern in der Reihenfolge den Kontakt herstellt
bzw. unterbricht, .sondern wegen der Ungleichheit in der gegenseitigen Lage der
freiliegenden Zinken eine spru%-weise, unregelmäßige Kontaktherstellung stattfindet,
was große Nachteile zur Folge hat, wie Pendeln der regulierten Größe, Kontaktfeuer
an den Zinken und in den Lamellen der Kontaktbahn und vorzeitige Abnutzung dieser,
große Empfindlichkeit gegen Erschütterungen usw. Diese Nachteile zu beseitigen isst
der Zweck der vorliegenden Erfindung. Zwei beispielsweise Ausführungsformen der
Neuerungen sind in Fig. i, 2, 3 und q., 5 gezeichnet. Fig. i stellt die Vorderansicht
eines Kammreglers mit geschlossenen Kammzinken und mit im Schnitt gezeichneten Zugmagneten,
Fig. 2 die Seitenansicht und Fig.3 den Querschnitt durch die Kontaktbahn und den
Kamm dar. Mit den gleichen übereinstimmenden Bezeichnungen ist in der Fig. q. und
5 ein anderer-Kammregler mit beispielsweise offenen Kammzinken dargestellt In den
Fig. i, 2, 3 bezeichnet i die Kontaktbahn, die aus vielen voneinander isolierten
und fest zusammengespannten Kontaktlamellen besteht. Das Material der Kontaktlamellen
kann aus Kupferblech bestehen, das allenfalls auf der Kontaktbahnseite mit Silber
plattiert oder mit irgendeinem schwer oxydierbaren und harten Metall überzogen ist.
Von den Lamellen führen Verbindungsleitungen zu den Stufenwiderständen des Regulierwiderstandes.
Verbindungsleitungen und Stufenwiderstände, sind nicht eingezeichnet. Auf der Grundplatte
2 ist die Kontaktbahn mittels der Seitenböcke 3 und q. befestigt. Unterhalb der
Kontaktbahn befindet sich der an einem einarmigen Hebel 5 befestigte Kamm 6, der
gewöhnlich aus so vielen Zinken 7 hergestellt wird, als die Kontaktbahn Lamellen
hat. Die Zinken des Kammes bestehen aus Flachdraht
oder Runddraht
oder irgendeiner Querschnittsform. Der Draht ist federhart, gut leitend und schwer
oxydierbar. Als Material kommt vorzugsweise hartgezogener Silberdraht in Betracht
oder anderes Material mit ähnlichen Eigenschaften. Der Kamin kann. auch aus gewalztem
Blech bestehen, wobei die Zinken durch Schlitze zustandekom.men. Die Zinken können
die Form einer Ellipse oder irgendeine Form haben, um einerseits eine gute Federung
und anderseits einen guten Kontakt zu erzielen. Die Befestigung des Kammrückens
an dem einarmigen Hebel erfolgt mittels der Backe B. Auf der rechten Seite ist der
Hebel im Drehpunkt g drehbar gelagert und der einstellbare Lagerbock io an der Stütze
i i isoliert befestigt. Auf der linken Seite des Hebels befindet sich ein dreiteiliges
Gelenk. Der .mittlere Gelenkteil 12 ist vom Hebel isoliert und mit dein Hebel mechanisch
fest verbunden. In die darunter greifende Gelenkgabel 13 ist die Achse 1.4 verschraubt,
auf welcher außerdem der Anker 15 eines Elektromagneten befestigt ist, während sich
an ihrem unteren Ende der Kolben 16 einer Luftdämpfung befindet. Der äußere Gelenkteil
17 ist mit der Stange 18 fest verschraubt. Die Gelenkteile 12, 13, 17 haben die
gemeinschaftliche Achse ig zum Drehpunkt. Am anderen Ende der Stange ist eine Einstellungsmutter
2o angebracht, mittels welcher die am Winkel 2i befestigte Blattfeder 22 entsprechend
gespannt werden kann. Zur Seitenführung der Achse 14 bzw. des Ankers 15 dient eine
am Gehäuse 23 des Elektromagneten befestigte Führungsgabel 24., die auch als Anschlag
für die Begrenzung des Hubes dient. Über den durchbohrten Magnetkern 25 ist eine
Spule 26 gesteckt. Sie kann eine Spannungsspule oder eine Stromspule oder eine Kombination
beider sein, je nachdem es der Regler verlangt. Die in den Figuren angegebene ebene
Fläche der Kontaktbahn kann auch eine andere zweckmäßige Forin haben, sie kann z.
B. konkav oder kreisrund sein. In dem Falle erhalten die Zinken eine kreisrunde
Form.
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Versuche haben nun ergeben, daß es bei Reglern nach Fig. i, 2 und
3 unmöglich ist, einen Kamm derart herzustellen, daß die Zinken in einer Flucht
zu liegen kommen, stets sind Unregelmäßigkeiten in: der Lage der Zinken zueinander
vorhanden, die eine Unregelmäßigkeit in der Kontaktgebung der Zinken bewirken. Diese
Ungleichheit in der Lage der aufeinanderfolgenden Zinken unter der Kontaktbahn,
@N#ird nun erfindungsgemäß durch eine über die Zinken verlegte, die Zinken zwangsläufig
verstellende Leitschiene 27 fast vollkommen beseitigt, gleichzeitig wird erreicht,
da.ß die an der Leitungsschiene aufliegenden Zinken durch Erschütterungen nicht
in Schwingung geraten können, wodurch die Empfindlichkeit dies sonst frei schwingbaren
Teiles gegen Erschütterungen genommen ist, und .daher vorzeitiges Schalten der Zinken
an ('er Kontaktbahn verhindert wird. Die Leitschiene- ist an beiden Enden des Kammes
durch Schrauben 28, Muttern 2g und Gegenmuttern 30 mit dem einarmigen Hebel
5 verbunden.
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Wie aus Fig. 3 ersichtlich, ist die Kontaktbahn i in der Längsrichtung
derart ausgespart, daß die Leitschiene genügend Spielraum in der Kontaktbahn hat.
Die Leitschiene hat beim. Regler vorstehender Anor=:-nung eine von der geraden abweichende
Form, und zwar ist die Auflagefläche der Leitschiene etwas bogenförmig durchgebildet,
wie dies aus Fig. i ersichtlich ist. Das hat den Zweck, so gut als möglich Proportionalität
zwischen Hub des Drehpunktes i9' und Gesamtbreite der die Kontaktbahn berührenden
Zinken (Kontaktstellung) herzustellen, was besonders für die linke Kontaktbahnseite
nötig ist.
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Wird der vorliegende Regler als Soannungsre-ler bei Strcmerzeugung
verwendet, so entspricht die gezeichnete Kontaktstellung des Kammes dem Leerlauf
der Maschine bei höchster Drehzahl, während bei vollem Hub alle Zinken an der Kontaktbahn
aufliegen, welche Kontaktstellung der Vollbelastung der :Maschine bei niedrigster
Drehzahl entspricht. Da iii (;er letzteren Kontalctstellung der Erregerstrom am
größten ist, bei gleichmäßigem Auflagedruck der Zinken an die Leitmaschine aber
der Kontaktdruck z. B: des linken letzten Zinkens am kleinsten ist, was eher jedoch
das Gegenteil sein sollte, so wird zur allmählichen Druckzunahme der linksseitig
befindlichen Zinken die Leitschiene auf der linken Seite entsprechend stärker niedergespannt
als auf der rechten Seite des Kammes, um einen vergrößerten Kontaktdruck an, den
elektrisch stärker beanspruchten Kontaktstellen zu erhalsten.
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Die von den Zinken auf den Hebel ausgeübten Kräfte ergeben, auf den
Drehpunkt ig bezogen, eine bestimmte, nach abwärts gerichtete Kraft. In der gleichen
Richtung und auf den Drehpunkt ig wirkt eine fast konstante Kraft, die vom Gewichte
des beweglichen Systems herrührt, wenn der Regler lotrecht aufgestellt wird. In
der Richtung nach aLViärts wirkt außerdeim die Triebkraft des Elektromagneten. Diesen
Summenkräften wirkt die Kraft der Spannfeder 22 entgegen. Die Kräfte sollen derart
untereinander abgestimmt sein, daß bei gegebener Statik des Reglers für jede Kontaktstellung
die Stimme aller nach abwärts gerichteten Kräfte gleich ist den nach aufwärts gerichteten,
wodurch
die Kräfte in jeder Kontaktstellung sich dass Gleichgewicht
erhalten.
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Ein anderer Kammregler mit beispielsweise offenen Kammzinken ist in
beispielsweiser Ausführungsform in der Fig. 4 in der Vorderansicht und in der Fig.5
im Querschnitt durch die Kontaktbahn .dargestellt, wobei der zwecks Einstelljung
der Federspannung der Zinken einstellbar gemachte Kammrücken 31 an dem von der Grundplatte
2 isolierten Doppelwinkel 32 befestigt ist, während die Zinken allein von der elektrisch
zu regelnden Größe vc.r stellt werden. Die Federkraft der Zinken wirkt im Gegensatz
zum Regler der Fig. i, 2, 3 nach aufwärts, derart, daß bei vollem Hub des Reglerorganes
alle Kammzinken mit entsprechend bemessenem Druck auf die Kontaktbahn drücken. Der
eine Teil der Zinken liegt an der Leitschiene, der andere Teil an der Kontaktbahn,
.der Kontaktstellung entsprechend, mit Federspannung auf, wodurch zwangläufig ein
aufeinanderfolgendes Schalten der Zinken bei Verstellung der Leitschiene bewirkt
wird. Die aus den früher angegebener Gründen bogenförmig hergestellte Leitschiene
27 selbst ist als einarmiger Hebel durchgebildet mit dem festliegenden Drehpunkt
9 und dem beweglichen Drehpunkt i9. Die .am Gelenkpunkt i9 nach abwärts wirkende
Triebkraft kann entweder, wie gezeichnet, von einem Elektromagneten oder von einem
Drehspulengeräte, oder sie kann durch ElektromagnetundMetallscheibe nachFerrarischem
Prinzip oder auch auf katorischemWege zustande gebracht sein. Stets müssen im Beharrunuszu.stande
des Reglers für die gegebene Statik alle vorhandenen Kräfte einander das Gleichgewicht
halten.
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Alus dem Kräftediagramm, das aus - den gegebenen Dimensionen des Reglers
leicht bestimmt werden kann, geht hervor, daß der Regler nach Fig. 4, 5 im Vergleich
zum Regler nach Fig. i, 2, 3 wesentliche Vorteile hat, weil die beiden Haiuptkräfte
als Triebkraft einerseits und Gegenkraft anderseits ähnlichen Verlauf haben, wodurch
die Abstimmung der Hauptkräfte durch Kompensationskräfte für eine gegebene Statik
wesentlich erleichtert wird. Beim Kammregler nach Fi-. 4 und 5 stehen gleich wie
beim Regler nach Fig. i, 2 und 3 .alle Zinken unter Federspannung. Deshalb sind
auch bei diesem Regler die Nachteile beseitigt, die der Kammregler mit freiliegend;;n
Zinken hat. Die Mechanik des Reglers kann auch derart sein, daß die Leitschiene
senkrecht zur Kontaktbahn bewegt wird. I:i ziem Falle wird 'die Auflageschiene der
Leitschiene 27 eine gerade, um bei gradliniger Kantaktbahn Proportionalität zwischen
Hub-und Kontaktstellung zu erhalten.