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Reguliereinrichtung, insbesondere für elektrische IVtaschinen. Es
ist bereits vorgeschlagen worden, Regulierungen, z. B. die Regelung der Tourenzahl
elektrischer Maschinen, unter Verwendung sogenannter Zitterkontakte vorzunehmen,
welche während eines gewissen Teiles einer Arbeitsperiode, z. B. einer elektrischen
Stromperiode oder einer Wellendrehung, den Schluß und während des übrigen Teiles
die Unterbrechung eines Regulierstromkreises vornehmen und durch das zeitliche Verhältnis
des Stromschluß- und des Stromunterbrechungsintervalls Art und Umfang des Reguliervorganges
beeinflussen. Beispielsweise hat man auf diese Weise Tourenzahlen bei elektrischen
Maschinen dadurch innerhalb sehr enger Grenzen zu halten versucht, daß man auf irgendeinen
umlaufenden Teil, z. B. eine Schwungscheibe, einen Zitterkontakt anbrachte, bestehend
aus einem festen Kontakt und einem federnden Gegenkontakt, der durch den gleichzeitigen
Einfluß der Schleuderkraft und der sich mit der Stellung des Zitterkontaktes gegen
die Umlaufachse ändernden Schwerkraft zu pulsierender Gesamtbewegung veranlaßt wird,
welche die Unterbrechung und Schließung des durch den Zitterkontakt gesteuerten
Regulierstromkreises bewirkt. Das Maß der tatsächlichen Bewegung des beweglichen
Kontaktteiles ist bei derartigen Regulierzitterkontakten äußerst klein, es beträgt
nur kleinste Bruchteile eines Millimeters, und es bedeutet deshalb eine große Herabsetzung
der Empfindlichkeit der bekannten Reguliereinrichtungen, daß bei den regelmäßigen
Kontaktunterbrechungen öffnungsfunken entstehen, welche die physikalische Beschaffenheit
der zusammen arbeitenden Kontaktflächen beeinträchtigen und die durch den Zitterkontakt
schaltbare Energie besonders stark begrenzen. Demgegenüber besteht das Wesen vorliegender
Erfindung darin, daß die Unterbrechung des Regulierstromkreises dem äußerst feinfühligen
Zitterkontakt entzogen und einem besonderen Schaltapparat zugewiesen wird, -welcher
gegen die Wirkungen des an sich praktisch unvermeidlichen öffnungsfunkens weniger
empfindlich ist. Wesentlich für die Erfindung ist also, daß nicht. wie bei anderen
bekannten Einrichtungen die Bildung des Öffnungsfunkens durch einen besonderen Schaltapparat
überhaupt unterdrückt werden soll, welcher bei einer schnellen Stromänderung unvermeidbar
ist, sondern daß der Öffnungsfunke, ohne daß im übrigen der charakteristische
Verlauf
des bekannten Schaltvorganges geändert wird, an eine andere Stelle und in einen
robusteren Hilfsschalter einfachster Bauart verlegt wird.
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Gemäß der Erfindung erfolgt die Regulierung demnach in der Weise,
daß ' der Regulierstrom etwa in der zeitlichen Mitte seiner eigentlichen Stromschlußperiode
durch den Schaltapparat unterbrochen wird, so daß an dem Zitterkontakt im Augenblick
seiner Kontaktunterbrechung ein öifnungsfunke nicht entstehen kann. Späterhin bewirkt
der Schaltapparat während des von der Unterbrechung des Regulierstromkreises durch
den Zitterkontakt bis zu seiner Wiederanschaltung durch diesen verlaufenden Zeitintervalles
den erneuten Schluß des Regulierstromkreises, so daß dieser durch den Zeitstromkreis
im gegebenen Augenblick wieder angeschaltet werden kann.
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Als Folge der vorzeitigen Unterbrechung des Regulierstromkreises durch
den Unterbrecher würde nun die zeitliche Länge der Stromschlußperiode des Zitterkontaktes
und damit das für den Reguliervorgang maßgebende Verhältnis von Stromschlußdauer
und Stromunterbrechungsdauer verändert werden. Deshalb wird in der weiteren Entwicklung
der Erfindung dafür Sorge getragen, daß jenes Verhältnis durch eine geradzahlige
Vervielfachung des Zitterkontaktes und seines Schaltapparates wiederhergestellt
wird, beispielsweise dadurch, daß statt eines Ziit.erkontaktes und eines Schaltapparates
je zwei gegenein, ander um i8o' versetzte Zitterkontakte und Schaltapparate in Parallelschaltung
angeordnet werden, mit der Wirkung, daß der eine Zitterkontakt den Regulierstromkreis
in dem Augenblick wieder schließt, w o ,er von dem anderen unterbrochen wird. Durch
diese Dop. pel- oder Mehrfachanordnung eines Zitterkontaktes erreicht man den weiteren
Vorteil, einer Verdoppelung der Regulierfrequenz und damit eine Verfeinerung der
ganzen Regst;-, lierung.
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In der Zeichnung ist in der Abb. i der an. sich bekannte Zitterkontakt
angedeutet, wie er beispielsweise zur Regulierung der Tourenzahl elektrischer Maschinen
verwendet wird. Es bedeutet ,a einen umlaufenden Teil, z. B. den Läufer einer Maschine,
ein Schwungrad o. dgl. In der Nähe des Umfanges ist .ein Zitterkontakt virgesehen,
welcher von einem festen Kontakt b und einem federnden, Gegenkontakt c gebildet
wird. Die beiden Kontakte sind durch Leitungen d und Schleifringe s und Bürsten
f in den Regulierstromkreis eingeschaltet. Wenn der Teil ,a umläuft, gelangt der
federnde Gegenkontakt c unter die Wirkung der Schleuderkraft und die zusätzliche
pulsierende Wirkung der Schwerkraft, welch letztere bei der Stellung des Zitterkontaktes
gemäß Abb. i der Schleuderkraft und damit dem Schluß des Kontaktes entgegenarbeitet,
bei der um i 8o° vers.etzten Tiefstellung dagegen sich zur Schleuderkraft addiert
und den Schluß des Zitterkontaktes herbeizuführen sucht.
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Das Wesen dieses Vorganges ist in Abb. 2 in verzerrtem Maßstab dargestellt.
Denkt man sich die Umlaufbewegung der verschiedenen Teile in einer laufenden geraden
Linie dargestellt, so bezeichnet die Linie A den an sich unveränderlichen Umlaufsweg
des Festkontaktes b, die Linie B den Umlaufsweg des federnden Gegenkontaktes
c, wenn man sich denselben als nicht unter der Wirkung von Zentrifugalkraft und
Schwere stehend vorstellt. Mit wachsender Tourenzahl des Teils verschiebt sich die
Linie B allmählich nach B', wenn man zunächst unterstellt, daß die Schwerkraft noch
immer nicht in 'Wirkung' getreten sei. Sofern, man aber die regelmäßig additive
bzw. subtraktive Wirkung der Schwere in Rechnung stellt, würde, wenn man sich'den
festen Kontakt b wegdenkt, für die Bewegung des federnden Gegenkontaktes c die sinusförmige
Pulsationslinie C entstehen. An den Punkten I, wo diese Kurve über die gerade Linie
A ansteigt, erfolgt der Schluß des Regulierstromkreises g, an den Punkten II, wo
die Kurve C die Linie A zu unterlaufen beginnt, seine Unterbrechung. Die Strecke
I-I' gibt also die Pulsationsbewegungskurve des federnden Gegenkontaktes c während
eines Umlaufes des Teiles ,a wieder, wobei die Strecke I-II die Dauer des Schlusses
und die Strecke II-I' die Dauer der Unterbrechung des Regulierstromkreises versinnbildlicht.
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Damit nun bei II, d. h. wenn der Zitterkontakt selbst den Regulierstromkreis
unterbricht, ein Öffnungsfunke nicht auftreten kann, bildet man erfindungsgemäß
entsprechend der Abb. 3 den einen Schleifring als Halbring e1 aus und ergänzt ihn
durch einen isolierten Halbring e2 zum vollen Kreisring, so daß er bei seinem Umlauf
einen Stromschluß- und Unterbrechungsapparat von konstanter Phase der Wirkung mit
Bezug auf den Zitterkontakt bildet. Auf dem Umfang des so gebildeten Ringes -läuft
wie sonst eine Schleifbürste f, von der die Leitung d abgeht. Die Schleifbürste
f ist vorzugsweise in der Umfangsrichtung einstellbar angeordnet, so daß der zeitlich
günstigste Unterbrechungsaugenblick eingestellt werden kann.
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Es ergibt sich ohne weiteres, daß mit einer derartigen Einrichtung
die Länge der Stromschlußperiode des Regulierstromkreises sich von der Strecke I-II
(Abb. 2) auf die Strecke I-III, also auf die Hälfte, verringert, weil der Regulierstromkreis
dadurch unterbrochen wird, daß der metallische Teil e1 des Unterbrechers
an
der Bürste f vorbeigeht, bevor noch die Kontakte b, c unter der Einwirkung der Schwerkraft
bei 1I Stromunterbrechung veranlaßt haben.. Wenn deshalb die K@onitakte Fr,
c sich in ihre Stromunterbrechungs-Stellung begeben, kann dort ein öffnungsfunke
nicht entstehen, da bei 1I der Regulierstromkreis bereits unterbrochen ist. Der
öffnungsfunke schlug schon früher zwischen dem Segment e1 und der Büste f über,
wo er vollständig ungefährlich ist. Es versteht sich ferner, daß durch den Unterbrecher
der Stromkreis d bereits im Punkte IV, d. h. in der Mitte des Pulsationskurventales
11-I', geschlossen wird, also bereits wieder arbeiten. kann, wenn er demnächst durch
die Konr takte b.; c bei I' geschlossen ist.
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Aus der vorstehenden Darstellung und der Betrachtung der Abb. 2 und
3 ergibt sich fernerhin, daß die Kontaktdauer III-II von der Stromschlußperiode
des Regulierstromkreises nicht ausgenutzt werden würde. Um nun den Reguliervorgang
zu erhalten, wie er durch Abb.2 versinnbildlicht wird, benutzt man die in Abb. q.
dargestellte Doppeleinrichtung, d. h. man ordnet je zwei einander gegenüberliegende
Zitterkontakte l-, c und zwei gleichfalls um i8o" gegeneinander versetzte Halbringsegmente
ei an, bildet also den Schleifring aus zwei bei e° voneinander isolierten Ringhälften
ei aus. Es entstehen infolgedessen gemäß Abb. 5 statt der in Abb.2 dargestellten
einzigen Pulsationsbewegungskurve C die Kurven C1 und C-' mit der Wirkung, daß das.
Verhältnis von Ein- und Ausschaltzeit gemäß Abb. 2 wiederhergestellt wird. Als Vorteil
ergibt sich dabei noch eine Verdoppelung der Regulierfrequenz.
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Es versteht sich, daß die Erfindung keineswegs auf Einrichtungen beschränkt-ist,
deren Zitterkontakt durch die Einwirkung von Schleuderkraft und Schwerkraft zu seinen
Pulsationsbewegungen veranlaßt wird. Jedes Mittel, welches zur Erzeugung der Kontaktpulsationen
geeignet ist, kann statt dessen verwendet werden; beispielsweise kann man die Kontaktpulsationen
durch Wechselströme erzeugen, wobei der Schaltapparat ein von Wechselströmen gesteuerter
Unterbrecher sein muß, der mit 9o" Phasenverschiebung zum Zitterkontakt arbeitet.
Die neue Reguliereinrichtung kann überall da verwendet werden, wo es sich um eine
Konstanthaltung von Größen, wie Tourenzälil, Spannung usw., handelt.