DE42151C - Neuerungen an Vorrichtungen zum Schliefsen des Stromkreises bei elektrischen Bremsund anderen Einrichtungen - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT

anderen Einrichtungen.

Vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Schlufsvorrichtung, mittelst welcher der elektrische Strom Bremsen oder sonstigen Vorrichtungen nach und nach und mit stets wachsender Stärke zugeführt wird, so dafs diese Vorrichtungen nicht mit einem Male der vollen Einwirkung des Stromes ausgesetzt sind, wie bei den bisherigen Apparaten gebräuchlich war. Ferner kann mit Hülfe dieser Erfindung der einer Bremse etc. zugeleitete Strom regulirt und controlirt werden, so dafs die Handhabung genannter Vorrichtungen jederzeit unter vollständiger Controle steht. Das Wesen vorliegender Erfindung besteht demnach hauptsächlich darin, ein einfaches, praktisches und wirksames Mittel zu liefern, um die Zuführung eines elektrischen Stromes von einer secundären Batterie, einer Dynamomaschine oder einer sonstigen Elektricitätsquelle nach irgend einer Vorrichtung in der Weise zu controliren, dafs diese Vorrichtungen und der mit ihnen verbundene Mechanismus gegen die Einwirkungen plötzlicher starker Ströme nach dem Schlufs der Leitung geschützt sind. Ferner soll vermittelst vorliegenden Apparates die möglichst vollkommene und wirksame Einwirkung des ganzen oder eines beliebigen Theiles des zur Verfügung stehenden Stromes auf jene Vorrichtungen erzielt werden, um so die Wirkung der letzteren controliren und ein Uebermafs ihrer Wirkung verhindern zu können. Ein derartiger Apparat ist bei der Uebertragung sehr starker Ströme auf solche Vorrichtungen sehr wesentlich, welche den mehr oder weniger häufigen Einwirkungen des Stromes ausgesetzt werden, wie es z. B. bei elektromagnetischen Bremsen, elektrischen Elevatoren, Elektromotoren und anderen elektrischen Maschinen der Fall ist.

Auf beiliegender Zeichnung stellen Fig. 1 und 3 den Apparat im Querschnitt, Fig. 2 im Längenschnitt, Fig. 5 in Vorderansicht dar. Fig. 4 und 7 zeigen Einzelheiten, während Fig. 6 den Anschlufs der Zellen einer secundären Batterie an den Apparat veranschaulicht. In isolirten Lagern b b der Vorder- und Hinterwand eines aus Gufseisen oder einem Isolirmaterial angefertigten Behälters A, Fig. 1 und 2, ruht eine Welle B, auf welcher ein Contacthebel C lose angebracht ist. An den beiden Enden hat dieser Hebel C Contactflächen cc¹, welche mit zwei von einander unabhängigen, in der Bahn desselben liegenden Reihen Contacte d d¹ in Verbindung treten können. Letztere sind entweder an einer Isolirplatte D angebracht oder direct auf der Rückseite des Behälters A befestigt, wenn dieser aus Isolirmaterial besteht. Von den einzelnen Contacten der oberen Reihe d geht je ein Draht nach Anschlufsklemmen b^l b² b^B . . ., welche auf der kreisförmig gebogenen Bedachung des Behälters angeordnet sind und die Verbindung der Co.ntacte mit einer secundären Batterie bewirken.

Damit nun dieser Apparat zum Modificiren und Controliren des von einer dynamoelektrischen Maschine oder einem anderen Elektricitätserzeuger hervorgebrachten Stromes verwendet werden kann, ist derselbe mit einem

entfernbaren Rahmen e versehen, welcher eine Reihe von Widerstandsspulen E enthält. Letztere sind derartig angebracht, dafs sie leicht mit der unteren Contactreihe d¹ in Verbindung gebracht werden können, wie in Fig. 3 angedeutet ist. Anstalt der Widerstandsspulen E kann man sich auch eines geeigneten anderen Widerstandes, wie z. B. der Kohle, bedienen, wenn Ströme von sehr hoher elektromotorischer Kraft zur Anwendung kommen. Ferner befindet sich in dem Behälter A ein gebogenes Solenoid F, dessen weicher Eisenkern / mit dem unteren Theil des Contacthebels C fest verbunden ist und gleichfalls eine gebogene Gestalt erhalten hat, Fig. 4, um in dem Innern des Solenoids hin- und herbewegt werden zu können. Letzterem gegenüber liegt ein Prelltopf G, welcher zur Herbeiführung eines ruhigen Gariges für den Eisenkern/ dient. Zu dem Zwecke ist der Topf G mit einer geeigneten Flüssigkeit, wie z. B. Glycerin, gefüllt und mit einem Kolben g versehen, dessen beide verschiedenen Querschnitt habende Ventile g·² und g³, Fig. 7, entgegengesetzt liegen und nach verschiedenen Richtungen hin öffnen. Wird nun der Kolben vermittelst des Solenoids nach vorwärts gezogen, so dringt die Flüssigkeit durch das kleinere Ventil nach dem hinteren Theil des Topfes. Die Oeffnung in diesem Ventil kann durch eine kegelförmige Stellschraube regulirt werden, und da die Zeit, innerhalb welcher das Solenoid den Kolben nach vorn hin zieht, durch die Geschwindigkeit, mit welcher die Flüssigkeit hinter den Kolben treten kann, bestimmt wird, so ergiebt sich nicht allein, dafs die Bewegung des Contacthebels C gleichmäfsig vor sich geht, sondern auch, dafs die Geschwindigkeit dieser Bewegung genau festgesetzt werden kann. Wenn dann die Wirkung des Solenoids auf den Kolben aufgehoben ist, so wird dieser in seine ursprüngliche Lage durch eine Schraubenfeder H zurückgezogen, und die Flüssigkeit des Topfes G fliefst durch das gröfsere Ventil wieder vor den Kolben. Eine Aenderung der gebogenen Gestalt des Prelltopfes G kann selbstverständlich das Wesen vorliegender Erfindung nicht beeinflussen, ebensowenig wie der Ersatz des Glycerins durch eine andere tropfbare oder eine gasförmige Flüssigkeit,

Nahe dem vorderen Ende ist auf der Welle B ein Umschaltungshebel / angeordnet, welcher einen nicht leitenden Handgriff J und eine in Einkerbungen k der bogenförmigen Behälterbedachung greifende Klinke K hat. Dieser Hebel I trägt einen Arm z, welcher nach dem hinteren Theil des Behälters A sich erstreckt, in der Bahn eines anderen, in dem Contacthebel C befestigten Armes c² liegt (Fig. 2) und dazu dient, die Vorwärtsbewegung des Hebels C in der Weise zu begrenzen, dafs dieser eine gröfsere Anzahl von Contacten, als durch die Stellung des Handgriffes J bedingt ist, nicht überschreiten kann. Mit dem Hebel C steht der Hebel / in elektrischer Verbindung durch die Welle B.

Wie aus den Fig. 5 und 6 zu ersehen, sind die Zellen 1 bis 9 einer secundären Batterie eine nach der anderen mit den bereits erwähnten Polklemmen b¹ b² b^s . . . verbunden, während ein von dem +-Pol der ersten Zelle ausgehender Draht nach den Klemmen L und Z der linken Seite des Behälters A und von dort weiter nach der zu betreibenden Vorrichtung geführt ist, deren anderer Leitungsdraht nach den auf der rechten Seite des Behälters A angebrachten Anschlufsklemmen Z¹ und L¹ geht. Letztere steht wieder mit einer gebogenen Platte M in Verbindung, mit welcher der Umschalthebel / in Contact tritt, wenn derselbe von einer ähnlichen, jedoch kleineren linksliegenden Platte m entfernt und nach der rechten Seite des Behälters A bewegt wird. Auf der Platte m liegt der Hebel I, wenn der Strom geöffnet ist. Mit den Anschlufsklemmen / und Z¹ wird schliefslich das Solenoid durch die Drähte f^l bezw. f² verbunden.

Die Wirkung des vorstehend beschriebenen Apparates ist beim Gebrauch folgende: Da der Contacthebel C in seiner normalen Position auf dem ersten Cpntactpunkte der Contactserie <f, wie in Fig. 1 dargestellt ist, ruht, so geht dadurch, dafs der Umschaltungshebel I nach der rechten Seite des Behälters A bewegt wird, von dem +-Pol der ersten Zelle ein Strom nach der Anschlufsklemme /; hier theilt sich derselbe; der gröfsere Theil geht durch den Draht η nach der zu betreibenden Vorrichtung und zurück nach der Anschlufsklemme V vermittelst des Drahtes w¹, während nach dem Solenoid F der kleinere Theil geleitet wird. Die Gröfse des letzteren richtet sich nach den Widerständen, welche dieser gegenüber den in der zu betreibenden Vorrichtung herrschenden zu überwinden hat. Der durch den Draht n¹ zurückkehrende Strom geht nach der Anschlufsklemme L\ der PlatteM, dem Umschalthebel J, durch die Welle B nach dem Contacthebel C, durch den ersten Contactpunkt und die Anschlufsklemme b\ nach

dem Pol der ersten Zelle der secundären

Batterie, so dafs also in dem ersten Augenblick des Stromschlusses nur eine Zelle in Thätigkeit tritt. Da jedoch das Solenoid durch den Strom bis zu einem gewissen Grade erregt ist, so findet nun die Anziehung des Eisenkerns f statt, so dafs der Contacthebel nach dem zweiten Contactpunkt bewegt und die zweite Zelle in Mitwirkung gezogen wird. Dieser Procefs wiederholt sich von Contactpunkt zu Contactpunkt, und da jede in den Strom neu eingeführte Zelle auch die Kraft,

mit welcher der Eisenkern in das Solenoid getrieben wird, vermehrt, der Eisenkern jedoch nicht schneller in letzteres eintreten kann, als der Prelltopf erlaubt, so geht die Bewegung des Contacthebels über die Contactreihe d durchaus gleichmäfsig vor sich und eine Zelle nach der anderen wird mit vollkommener Regelmäfsigkeit dem Strom hinzugefügt. Soll indessen die Batterie nicht mit ihrer ganzen Stärke auf die zu betreibende Vorrichtung einwirken, so hat man nur nöthig, die Klinke K des Umschaltungshebels / in eine der auf der Bedachung des Behälters A angeordneten Einkerbungen k einzustellen, wie in Fig. 5 veranschaulicht ist. In diesem Falle wird der Hebel C, nachdem derselbe bis zum Umschaltungshebel gelangt ist, durch den Arm i des letzteren festgehalten und so das Solenoid aufser Thätigkeit gesetzt. Auf diese Weise kann die Stärke des zu benutzenden Stromes genau controlirt werden.

Man kann die Accumulatoren auch in anderer, als in der durch Fig. 6 veranschaulichten Weise verbinden, um dieselben für die zu leistende Arbeit geeigneter zu machen; auch kann die Verbindung mit dem den Strom überführenden Apparat derartig gemacht werden, dafs die Accumulatoren zu einer Reihe von anderen Zwecken benutzt werden können.

Es sei hier ferner bemerkt, dafs man vermittelst des Apparates auch die Stärke des von einer primären Batterie ausgehenden Stromes zu reguliren vermag, mögen die Zellen der Elemente dieser Batterien mit den Anschlufsklemmen b^x b² b^s in Serien, in vielfachen Serien, in vielfachen Bogen oder auf irgend eine andere Art verbunden sein: die Wirkungsweise des Apparates bleibt in diesem Falle dieselbe, als wie bei einer secundären Batterie. Wenn indessen ein verhältnifsmäfsig schwacher Strom zur Anwendung kommt, so bringt man das Solenoid vorzugsweise in directe oder . in serienweise Stromleitung mit der zu betreibenden Vorrichtung. Es soll jetzt aus einander gesetzt werden, durch welche Mittel der vorliegende Apparat zur Uebertragung eines vermittelst entfernt liegender dynamoelektrischer Generatoren erzeugten Stromes zu dem mehrfach erwähnten Zwecke geeignet gemacht wird. Wenn ein Strom von einer Iocalen Erregungsquelle, wie z. B. von einer Batterie, welche aus einzelnen bezw. einer Gruppe von Elementen besteht oder von einer'dynamoelektrischen Maschine ausgeht, kann die Stärke derselben in der benöthigten Höhe leicht erhalten werden. Wenn indessen die Erregerquelle in grofser Entfernung von der zu betreibenden Vorrichtung liegt und die für letztere zu benutzende Elektricität von einem Hauptstrom abgezweigt wird, so müssen künstliche Widerstände eingeschaltet werden, um die Stromstärke bei der Uebertragung auf die zu betreibende Vorrichtung zu erhöhen oder zu vermindern.

Dies geschieht nun mit Hülfe der in dem Behälter A angeordneten Widerstandsspulen E und der unteren Contactreihe rf¹, von welcher jeder Contactpunkt mit einer Widerstandspule verbunden ist, wie bereits oben angegeben und aus Fig. 3 zu ersehen. Das Solenoid F ist, wie vorhin beschrieben, durch den Draht/¹ mit Anscblufsklemme Z verbunden, während dagegen der Draht f²· die Verbindung mit der ersten Anschlufsklemme e¹ des Widerstandes E herstellt. Das Solenoid wird auf diese Weise in Stromleitung mit den Widerstandsspulen und mit dem Strom der zu betreibenden Vorrichtungen gebracht. Bei Strömen von hoher elektromotorischer Kraft jedoch ist es vorzuziehen, das Solenoid in Nebenschlufs zu bringen, so dafs nur ein kleiner Theil des ganzen Stromes das Solenoid beeinflufst. In diesem Falle wird der Leitungsdraht/² des Solenoids^ mit der Anschlufsklemme Z¹, die erste Klemme e¹ der Widerstandsspulen dagegen mit der Anschlufsklemme Z verbunden, wie in Fig. 3 punktirt angedeutet ist, während der Draht f¹ die vorhin angegebene Lage behält. Wenn dann die Drähte nn^l mit den Anschlufsklemmen Z und Z¹ in Verbindung gebracht sind und der Strom vermittelst des bis zu einem beliebigen Punkte der Platte M bewegten Umschaltungshebels / geschlossen ist, so geht der gröfsere Theil dieses Stromes von der Anschlufsklemme Z¹ nach der Klemme L¹, der Platte M, durch den Umschaltungshebel /, die Welle jB, den unteren Arm des Hebels C nach der Contactfläche c¹ durch die Widerstandsspulen E, die Anschlufsklemme Z und Draht η nach der zu betreibenden Vorrichtung, während ein Theil des Stromes von der Anschlufsklemme Z¹ nach der Klemme Z durch das Solenoid F geleitet wird, um vermittelst des letzteren den Contacthebel C über die untere Contactreihe rf¹ zu bewegen.

Da man für gewöhnlich nicht beide Contactreihen zu gleicher Zeit gebraucht, so bedarf man keiner speciellen Isolirung der Contactflächen c und c'; denn wenn die Batterie angewendet wird, so ist die Widerstandsspule entweder aufser Anschlufs, wie in Fig. 1 veranschaulicht, oder der Stromkreis, von welchem dieselbe einen Theil bildet, wird mit Hülfe eines geeigneten Umschaltungshebels geöffnet, welcher eigens zu diesem Zwecke angebracht ist.

Während die Contactfläche c mit der oberen Contactreihe d von links nach rechts in Verbindung tritt, geht seitens der Contactfläche c^l die Berührung mit der unteren Contactreihe d¹ in umgekehrter Richtung vor sich. Daher ist die normale Lage der Contactfläche c¹ beim

Schlufs des Stromkreises auf der rechten Seite des Apparates. Infolge dieser Anordnung braucht man die Anschlüsse nicht zu wechseln, wenn man aus irgend welchem Grunde den Apparat zu den beiden oben beschriebenen Zwecken verwenden, d. h. also, sowohl einerseits die Stomstärke nach und nach erhöhen, als auch andererseits die Widerstände des Stromes vermehren oder vermindern will. Diese Anordnung des links- und rechtsseitigen Contactes macht den Apparat zu beiden Verwendungen geeignet, ohne dafs man gezwungen ist, die Bewegung der wirksamen Theile zu ändern. Denn die Wirkungsweise des Apparates ist beim Gebrauch der Widerstandsspulen zur Regulirung der Stromstärke derartig, dafs nach erfolgtem Stromschlufs vermittelst des Umschal-. tungshebels / sämmtliche Widerstandsspulen eingeschaltet sind, so dafs in das Solenoid und die zu betreibende Vorrichtung nur ein schwacher Strom treten kann, dessen Stärke jedoch wächst, wenn eine Widerstandsspule nach der anderen. vermittelst des Contacthebels C aus dem Stromkreis gebracht wird, bis in diesem die letzte dieser Spulen bleibt oder der Umscbaltungshebel / die Bewegung des Contacthebels C unterbricht. Aus vorstehendem ergiebt sich, dafs die Anwendung des vorliegenden Apparates auf bestimmte Stromarten ebenso wenig beschränkt ist, wie auf eine bestimmte Arbeitsleistung des letzteren. Denn der Apparat ist nicht allein geeignet, den Strom in Bezug auf Stärke zu reguliren und seine Uebertragung in allmälig wachsender Stärke auf solche Vorrichtungen zu bewirken, welche eine mechanische Arbeit leisten sollen, wie z. B. auf Elektromagnete, Solenoide, elektrodynamische Motoren u. dergl., sondern derselbe kann auch für sonstige elektrische Zwecke verwendet werden. Besonders bei Glühlampen ist sehr wesentlich, wenn denselben der elektrische Strom nicht mit einem Male in voller Stärke zugeführt wird, da sonst leicht eine Zerstörung der Kohlefäden eintritt. Auch kann die Intensität des elektrischen Lichtes auf eine einfache und praktische Weise vermittelst des Apparates geregelt werden. Denn man kann durch diesen nicht allein den Strom verstärken, sondern auch verringern. Dies geschieht in der Weise, dafs man den Handgriff J nach links hin bewegt. Hierdurch wird der Umschaltungshebel / und mit diesem der Contacthebel C über die Contactreihe nach der Platte m hin geschoben und zu gleicher Zeit die Stärke des Stromes vermindert. Kommt dann der Umschaltungshebel / auf die Platte m zu liegen, so ist der Strom unterbrochen. Die Rückwärtsbewegung des Hebels C findet demnach gleichfalls von Hand statt und wird dieselbe auf die oben beschriebene Weise durch den Prelltopf G regulirt.

Wenn der Apparat die Zuführung des Stromes zu einer Anzahl von einander unabhängiger Leitungen reguliren soll, so versieht man denselben mit einem Hülfsumschaltungshebel .0, Fig. 5, welcher mit einem ähnlichen, innerhalb des Behälters liegenden Hebel ο verbunden ist. Letzterer kann über eine Anzahl von Doppelcontacten bewegt werden, welche, durch punktirte Linien in Fig. 5 angedeutet, die Pole ihrer zugehörigen Stromkreise repräsentiren und auf der Aufsenseite des Behälters A angebrachten Zahlen 1, 2, 3,4, 5 entsprechen. Stellt man nun den Hülfsumschaltungshebel O auf eine dieser Zahlen, so wird durch den Hebel ο der entsprechende Stromkreis geschlossen und der Apparat bewirkt nun die Controle dieses Strome kreises, wenn der Schlufs durch den Umschaltungshebel hergestellt ist. Die Anordnung der Stromkreise erfolgt in bekannter Weise und ist aus diesem Grunde in der beiliegenden Zeichnung nicht dargestellt. Die zu den verschiedenen Stromkreisen gehörenden Drähte werden vorzugsweise nach Anschlufsklemmen geführt, welche in geeigneter Weise an dem einschliefsenden Behälter angebracht sind, während man die äulseren Stromkreise, falls solche anderweitig verwendet werden sollen, mit Hülfe von Umschaltern j?¹^²^³^⁴^⁵ schliefst, wenn der regulirende Apparat nicht in deren Stromleitung eingeschlossen zu sein braucht.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Eine Vorrichtung zum allmäligen Einschalten einzelner Elemente bezw. zum Ein- und Ausschalten künstlicher Widerstände in den Stromkreis bezw. aus dem Stromkreis eines zu betreibenden Apparates, dadurch gekennzeichnet, dafs ein auf einer Welle frei schwingender und von einem Solenoid beeinflufster Contacthebel (C) über einer Reihe von Contactpunkten (d bezw. d^[) angeordnet ist, von welchen die Punkte d mit den Zellen einer Batterie nach und nach verbunden werden, während ein von dem + -Pol der ersten Zelle ausgehender Draht nach dem zu betreibenden Apparat und von dort nach einer Umschaltungsplatte M geführt wird, die Punkte d¹ dagegen je mit einem der Widerstände in Verbindung gebracht sind, wobei im ersteren Falle das Solenoid in Nebenschlufs zu dem Stromkreis liegt und durch einen auf der Welle des Contacthebels C angebrachten und beim Gebrauch des zu betreibenden Apparates auf genannter Umschaltungsplatte M ruhenden Umschaltungshebel / zuerst der Strom der ersten Zelle nach dem zu betreibenden Apparat geschickt, jedoch durch die Thätigkeit des Solenoids eine Zelle nach der anderen in den Stromkreis des Apparates gezogen wird, im letzteren Falle jedoch das Solenoid mit den Widerständen und dem Stromkreis in Stromleitung oder in Neben-

   schlufs gebracht ist und der durch den Umschaltungshebel / nach dem Contacthebel C geleitete Strom zuerst durch sämmtliche Widerstände, hierauf jedoch, da durch die nun eingetretene Thätigkeit des Solenoids die Bewegung des Contacthebels C über die Contactpunkte und so eine Ausschaltung eines Widerstandes nach dem anderen erfolgt, durch eine immer geringer werdende Anzahl von Widerständen nach dem zu betreibenden Apparat geleitet wird, bei welcher Vorrichtung die Anordnung zum allmäligen Einschalten einzelner Elemente in den Stromkreis und diejenige zum Aus- und Einschalten künstlicher Widerstände entweder jede für sich allein oder beide zusammen in Anwendung kommen können.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.