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Vorrichtung zur Regelung elektrischer Stromstärken proportional einer
Tourenzahl. Gegenstand derErfindungist eine Vorrichtung, die imstande ist, die Stärke
eines elektrischen Stromes proportional einer Tourenzahl einzustellen. Dies wird
erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß man eine an sich bekannte kraftschlüssige
Kupplung, z; B. einen elektrisch leitenden Zylinder in einem umlaufenden Kraftfeld,
zusammenbaut mit einer Bremse, deren Bremskraft von dem zu regelnden Strom erzeugt
wird, wobei das Bremsmoment durch die Vorrichtung selbst gleich dem Drehmoment der
Kupplung gemacht wird. . Sobald .dies erreicht ist, ist der das Bremsmoment liefernde
elektrische Strom proportional der Winkelgeschwindigkeit des auf der Kupplungsseite
u_m-_. laufenden Kraftfeldes.
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Bei einer Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes befindet sich
z. B. auf der Kupplungsseite ein metallischer Zylinder innerhalb eines umlaufenden
Magnetfeldes. Dieser metallische Zylinder wird dann durch die Wirbelströme, die
das Magnetfeld erzeugt, mitgenommen und ist starr verbunden mit einer Spule innerhalb
eines Magnetfeldes, dessen Stärke in fester Beziehung zu der Stärke des rotierenden
Feldes steht. Die Spule wird von einem Strom durchflossen, der durch einen selbsttätigen
Regler so abgestimmt wird, daß das Drehmoment, das die Wirbelströme im Metallzylinder
erzeugen, aufgehoben wird durch das Drehmoment, das der Strom in der mitgenommenen
Spule im ruhenden Magnetfeld erzeugt.
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Auf der Zeichnung ist in Abb. i eine Vorrichtung nach der Erfindung
in ihrem Hauptteil schematisch schaubildlich im Schnitt dargestellt.
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Abb.2 zeigt wiederum schematischdenWendeschalter, der die Stromstärke
in der Bremsspule selbsttätig regelt.
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Zn der Abbildung i wird das Magnetsystem i auf der Welle 2 von irgendeiner
Kraftquelle mit einer beliebigen Umlaufzahl angetrieben. Auf einer zweiten Welle
3 sitzt ein Metallzylinder 4, der von einer ruhenden Hülle 5 umschlossen ist. Die
Hülle 5 soll verhüten, daß die bewegte Luft das auf den Zylinder 4 wirkende Drehmoment
verändert. Ferner sitzt auf der Welle 3 eine Spule 6 innerhalb eines ruhendes Magnetfeldes
7. Die Spule 6 ist also mit dem Zylinder ¢ starr verbunden.
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Am Ende .der Welle 3 befindet sich das Schaltgetriebe S, das die Magnete
8 und g eines Wendeschalters Wsteuert. Der Wendeschalter W treibt einen Stromregler
R und dieser wiederum regelt die Stromstärke in der Spule 6. Im einzelnen sind die
Vorrichtungen S, W und R folgenderinaße, z.usaxngesetzt Am -Ende der IvVelle 3 sitzt
auch eine Kurbel io, die in eine Gabel ii eingreift. ,Je nach dem Drehsinn der SpuJe
6 liegt ,,v.1so die Kurbel io am rechten oder linken Gabelzinken an. Leitungen 12,
13 und 14 sind so mit den Ma--gneten 8 und g und mit einer Stromquelle verbunden,
daß je nach der Anlage der Kurbel io am einen oder anderen Gabelzinken ein Strom
bestimmter Richtung durch den Magneten 8 oder g fließt. Fest verbunden mit der Gabel
ir ist ein Arm 15 mit einem Kontakträdchen 16, das auf zwei- voneinander getrennten
ruhenden Kontaktstücken 17 und 18 läuft. Wiederum sind Leitungen ig, 2o und 21 vorhanden,
die jzüi den Magneten 8 und g führen. Dabei ist die Einrichtung so getroffen, daß,
wenn die Spule aus der Ruhelage nach außenschwingt, sich die Ströme, die von den
Einzelschaltern io, ii und i6, 17, 18 in die Magnete geschickt werden, addieren,
während sich beim Rückgang des Rädchens 16 in die mittlere Ruhelage die Ströme auf
beide Magnete verteilen, so daß ihre Anziehungskräfte sich aufheben, Die Magnete
8, g steuern, wie das für Wendeschalter allgemein bekannt ist, ein mechanisches
Wendegetriebe, z. B. ein Kegelräderwendegetriebe 22, und dieses wiederum dreht einen
Schaltarm 23 über ein Kontaktsegment 24 und einen Regelungswiderstand 25. Leitungen
26 und 27 führen von hier zur Spule 6 über eine Stromquelle.
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Die beschriebene Vorrichtung wirkt in folgender Weise Angenommen,
das Magnetsystem i laufe vom Magnetsystem 7 aus gesehen im Uhrzeigersinn um, dann
schwingt die Spule 6 im gleichen Sinne aus und die Kurbel io geht aus ihrer senkrechten
Lage nach rückwärts, kommt also am rückwärtigen Zinken der Gabel ii zur Anlage und
bringt das Kontakträdchen 16 zur
Anlage mit dem ruhenden Kontakt
=7. Im Augenblick, wo die Kurbel io am rechten Gabelzinken ii zur Anlage kommt,
geht Strom durch den Magneten 8, so daß der Arm 23 in Pfeilrichtung bewegt wird
und in die Spule 6 Strom gelangt. Sobald das Kontakträdchen 16 auf den Kontakt 17
kommt, wird der Strom im Magneten 8 durch den zweiten Strom verstärkt. Er hält also
das Wendegetriebe nur noch fester in seiner einmal eingestellten Lage und der Arm
23 läuft weiter im selben Sinne. Das geschieht solange, bis der Strom in der Spule
6°so weit angewachsen ist, daß das rückdrehende Moment der Spule 6 das vordrehende
Moment des Zylinders q. übersteigt. In diesem Augenblick wechselt die Kurbel io
in der Gabel ri die Anlage und schaltet ihren Stromzweig um auf den Magneten g.
Damit geht die Anziehungskraft des Magneten 8 auf die Hälfte zurück und wird nunmehr
durch die gleiche Anziehungskraft des Magneten g aufgehoben, so daß das Wendegetriebe
W in die Mittellage tritt. Der Arm 23 bleibt also stehen.
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Während des Umschaltens der Kurbel io in der Gabel ii ist aber der
Strom in der Spule 6 noch etwas angestiegen, so daß das rückdrehende Moment einen
gewissen Überschuß erlangt hat. Solange nun das Wendegetriebe W ausgeschaltet ist
und der Arm 23 stehenbleibt, läuft die Spule 6 mit dem Kontakträdchen 16 in die
Mittellage zurück. In dem Augenblick, wo der Übertritt auf das Kontaktstückchen
18 erfolgt, wird der Magnet 8 stromlos und ist nur noch der Magnet g, und zwar jetzt
doppelt erregt. Das Wendegetriebe schaltet sofort um und der Arm 23 läuft solange
zurück, bis wieder das Drehmoment des Zylinders q. die Oberhand gewonnen hat und
abermals die Magneten umschaltet. Es wird also die Schwingung des Kontakträdchens
16 stark gedämpft und in kurzer Zeit der Strom in der Spule 6 durch den Arm 23
SO eingestellt, daß das Drehmoment der Spule 6 dem Drehmoment des Metallzylinders
q. die Wage hält. Dann aber ist auch die Stärke des Stromes in der Spule 6 dem Drehmoment
am Zylinder q. proportional. Letzteres wiederum hängt nur von der Winkelgeschwindigkeit
des Magnetsystems i ab, und zwar um so mehr, je kleiner der Temperaturkoeffizient
des Metalles des Zylinders q. ist. Also ist letzten Endes die Stärke des Stromes
in der Spule 6 proportional der Winkelgeschwindigkeit des Magnetsystems i.
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Die Anwendungsfähigkeit der beschriebenen Vorrichtung ist überall
da gegeben, wo es sich darum handelt, eine Stromstärke einem Drehmoment anzupassen.
Z. B. könnte man die Vorrichtung für Meßgeräte verwenden, um am dritten Ort ein
Drehmoment zu erzeugen, welches irgendeiner Tourenzahl entspricht. Zu diesem Zweck
-ist in den Stromkreis 26, 27 in Reihe mit Spule 6 noch das Instrument zuschalten,
welches am entfernten Orte die Drehzahl anzeigen soll. Man kann sowohl unmittelbar
Geschwindigkeiten messen, wie Fernanzeigen erreichen u. dgl. m.