DE588605C - Umlaufender Gleichrichter fuer Wechselstrom - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Gleichrichter für Wechselstrom mit einem zur Periodenzahl des Wechselstroms synchron umlaufenden Kraftfeld, das einen mit Kommutierungsvorrichtungen zusammenwirkenden Kontaktkörper bei synchroner Geschwindigkeit treibt, wobei die Kommutierungsvorrichtungen an die Phasen eines vom Wechselstrom erzeugten, ebenfalls synchron umlaufenden Stro-

xo mes ,angeschlossen sind. Bei Apparaten dieser Art war es bisher üblich, den Kontaktkörper während des Betriebes um seine eigene Achse unter Einwirkung des synchronen Kraftfeldes umlaufen zu lassen. Da das Kraftfeld aber dabei den Kontaktkörper von seiner Ruhelage infolge der Trägheit des Körpers, nicht unmittelbar in Umlauf setzen kann, war.es erforderlich, einen besonderen Anlaßmotor zu verwenden, der die Masse des Körpers anließ und bis auf eine zum umlaufenden Felde synchrone Geschwindigkeit beschleunigte, wonach das· Feld selbst den Kontaktkörper bei dieser synchronen Geschwindigkeit ohne Hilfe des Anlaßmotors weiterzutreiben vermag.

Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke besteht darin, den Kontaktkörper während der Anlaufperiode in einer spiralförmigen Bewegungsbahn aus einer zentralen Ruhelage in eine mit den Kommutierungsvorrichtüngen zusammenwirkende Lage durch Verwendung besonderer Führungsvorrichtungen, aber ohne Hilfe eines Anlaßmotors 'zu bewegen. Durch diese zwangsläufige Führung wird.dem Kontaktkörper während der Anlaufperiode unter Einwirkung des umlaufenden Feldes eine rollende Bewegung mitgeteilt, die in einer spiralförmigen, an der zentralen Ruhelage beginnenden und an der Kommutierungslage endenden Bahn verläuft. Da der Radius dieser rollenden Bewegungsbahn am Anfang, d. h. in der Ruhelage, Null oder annähernd Null ist, und -da also die zur Überwindung der Trägheit des Kontaktkörpers erforderliche Kraft sehr gering ist, kann das umlaufende Feld selbst den Kontaktkörper augenblicklich bei der synchronen Geschwindigkeit anlassen, wonach "der Körper durch die. zwangsläufige Führung in der spiralförmigen Bahn, immer noch unter dem Einfluß des umlaufenden Feldes, allmählich in die Kommutierungslage bewegt wird, in welcher der Kontaktkörper dauernd bei synchroner Geschwindigkeit weiterroilt, und dabei durch Zusammenwirken mit den Kommutatore'n den diesen Kommutatoren zugeführten umlaufenden Strom gleichrichtet.

In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsformen der Erfindung als Beispiele dargestellt. .

Fig. ι ist eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung der grundsätzlichen Anordnung des Gleichrichters.

Fig. 2'ist eine schaubildliche Ansicht eines im Gleichrichter vorgesehenen Feldmagnets.

Die Fig. 3 und 4 sind waagerechte bzw. senkrechte Schnitte durch eine Ausführüngsform eines Kontaktwerkes des Gleichrichters.

Fig. 5 ist ein senkrechter Schnitt durch eine Äbänderungsform des Kontaktwerkes.

Fig. 6 ist eine Seitenansicht einer Gleichrichteranlage mit einem Transformator und dem Kontaktwerke.

Der Gleichrichter nach Fig. ι besteht hauptsächlich aus zwei Teilen, und zwar einem Wechselstromtransformator A und einem mit dem Transformator elektrisch verbundenen ίο Kontaktwerk B. Der Transformator A kann als ein Zweiphasen- oder Mehrphasentransformator ausgebildet sein und dient zur Umwandlung des ankommenden Wechselstromes in einen umlaufenden Strom und außerdem zur Transformierung der Spannung auf einen höheren oder niedrigeren Wert, wenn dies erforderlich ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Transformator mit einem verhältnismäßig niedrigen, zylindrisehen Eisenkern ausgerüstet, der zweckmäßig aus einer Anzahl kreisförmiger, zu einem Kernpaket zusammengeschraubter Blechlamellen besteht. Etwa in der Mitte zwischen dem Umkreis und dem Mittelpunkte des Zylinders sind mehrere zur Durchführung der Transformatorwicklungen dienende Löcher oder Kanäle 10 vorgesehen, so daß Eisenmasse für das vom Wechselstrom erzeugte Kraftfeld sowohl außerhalb als auch innerhalb der Stromleiter vorhanden ist. Die Primär- oder Wechselstromwicklungen, die der Deutlichkeit wegen nicht dargestellt sind, können in Übereinstimmung mit den Ständerwicklungen eines Asynchronmotors für die betreffende Stromart und Spannung ausgeführt werden. Auch die von den Primärwicklungen isolierten Sekundärwicklungen 11 sind in den Löchern 10 eingebaut und können zweckmäßig als die Ankerspulen eines zweipoligen Gleichstrommotors bekannter Art geschaltet werden. Die Wicklungen 11 sind mit Anschlußpunkten 12 bis 19 versehen, deren Anzahl der Anzahl der im Kontaktwerke B befindlichen Kommutatorlamellen entspricht. Wenn die Sekundärwicklungen aus mehreren Wicklungen bestehen, können sie in Reihe oder parallel geschaltet werden.

Ein der Primärwicklung des Transformators zugeführter Wechselstrom erzeugt durch Induktion in der Sekundärwicklung 11 einen umlaufenden Strom, der sich mit einer zur Periodenzahl des primären Wechselstromes synchronen Geschwindigkeit bewegt. Besitzt der Primärstrom eine Periodenzahl von beispielsweise 50 Perioden in der Sekunde, erhält der in der Wicklung 11 umlaufende Sekundärstrom eine Drehzahl von 3000 Umdrehungen in der Minute. Wenn also zwei gegen dieAnschlußpunkte 12 bis 19 schleifende Schleifkontakte bei einer mit diesem umlaufenden Strome synchronen Geschwindigkeit angetrieben werden, kann ein reiner Gleichstrom aus den Schleifkontakten geliefert werden. Dieser Gleichstrom erhält dabei seine größte Spannung, wenn die Schleifkontakte mit zwei diametral gegenüberliegenden Punkten der Wicklung 11, z. B. mit den Anschlußpunkten 12 und 16,-13 und 17 usw.. zusammenwirken, da der Spannungsunterschied des umlaufenden Stromes zwischen diesen Punkten seinen Höchstwert erreicht.

Das Kontaktwerk B, das eine solche synchrone Bewegung ermöglicht, enthält nach Fig. ι zwei an einem rahmenförmigen Gestell 20 fest angebrachte Magnetpaare, wobei die Magnete 21, 23 bzw. 22,24 jedes Paares einander diametral gegenüberliegen. Zur Erregung der Magnete dienen Wicklungen oder Spulen 2i^a, 22^a, 23** und 24", die mit Strom aus den Anschlußpunkten 12 bis 19 gespeist werden. Die Schaltung ist dabei derart gewählt, daß die Spulenpaare 2i^a, 23" bzw. 22^a, 24" mit je einem Paar diametral gegenüberliegender und um 90⁰ zueinander verschobener Anschlußpunkte der Sekundärwicklung 11 verbunden sind. Die Anschlußpunkte 14 und 18 können also beispielsweise an die Spulen 2i^a und 23" angeschlossen werden, während die Anschlußpunkte 12 und 16 in Verbindung mit den Spulen 24° und 22° stehen. Die von den betreffenden Anschlußpunkten der Sekundärwicklung 11 an die Feldspulen . des Kontaktwerkes führenden Leitungen sind auf der Zeichnung nicht dargestellt, sondern zur Vereinfachung der Zeichnung sind die Verbindungsklemmen 12°, i6°, 14°, i8° der Feldspulen 24°, 22°, 2i^a, 23" derart bezeichnet, daß die richtigen Verbindungen durch Anschließen der Verbindungsklemmen Ί 2", 16°, 14⁰, i8^a an die mit den entsprechenden j._Oo Bezeichnungen 12, 16 bzw. 14, 18 versehenen Anschlußpunkte der Sekundärwicklung 11 erhalten werden. Außerdem ist jedes Paar 2i°, 23" bzw. 22^a, 24° der Feldspulen durch Leitungen derart hintereinandergeschaltet, daß die oberen Enden jedes Magnetsystems

21, 23 bzw. 22, 24 in jedem Augenblick entgegengesetzte magnetische Polarität erhalten, d. h. wenn der Magnet 21 einen positiven Pol am oberen Ende besitzt, soll das entsprechende no Ende des Magnets 23 in demselben Augenblick einen negativen Pol haben.

Der Kontaktkörper des Kontaktwerkes besteht aus einem polarisierten Anker und einem oder mehreren mit geeigneten Kommu- n₅ tatoren zusammenwirkenden Kontaktgliedern. Der in der Mitte zwischen den Magneten 21,

22, 23 und 24 angebrachte Anker 25 ist von einem feststehenden, zweckmäßig am Gestell befestigten Solenoid 20 umgeben. Die Verbindungsklemmen 27, 28 des Solenoids 26 werden mit Gleichstrom gespeist, der beim

Anlassen des Gleichrichters aus einer Batterie oder einer anderen äußeren Stromquelle geliefert werden kann, während der vom Gleichrichter gleichgerichtete Strom zweckmäßig während des Betriebes selbst die Erregung des Solenoids besorgt. Durch Einwirkung des vom Solenoid 26 herrührenden Kraftflusses erhält der Anker 25 eine bestimmte und unveränderliche magnetische Polarität.

to Der Anker sitzt auf einer Welle 29, die zwei an der Welle drehbar, aber isoliert gelagerte Kontaktrollen 30, 31 trägt. Die Rollen 30, 31 sind mit kegelförmigen Verlängerungsstücken 32,33 ausgerüstet, die sich abwärts verjungen und zur Zusammenwirkung mit entsprechenden, trichterförmigen, in Trägern am Gestell 20 ausgebildeten Sitzen 34, 35 dienen. In der Betriebsstellung rollen die Kontaktrollen 30, 31 gegen die inneren Kontaktflächen der Kommutatoren 36, 37, die am Gestell 20 befestigt sind und aus acht schräg angeordiieten und voneinander isolierten Lamellen 12⁶ bis I9^& zusammengesetzt sind. Durch nicht dargestellte Stromleiter sind die Lamellenmit je einem der Anschlußpunkte 12 bis 19 des Transformators A derart verbunden, daß Lamelle 12* an den Anschlußpunkt 12, Lamelle I3^& an den Anschlußpunkt 13 usw. ge-schaltet ist. Außerdem steht jede Lamelle des oberen Kommutators 36 in Verbindung mit demselben Punkte der Sekundärwicklung 11 des Transformators wie die diametral gegenüberliegende Lamelle des unteren Kommutators 37. Die oberen Lamellen sind also gegen die unteren Lamellen um i8o° versetzt. In der Ruhelage des Apparates ruhen die kegelförmigen Verlängerungsstücke 32, 33 in den trichterförmigen Sitzen 34, 35. 'Der Anker 25 ist zweckmäßig derart ausgebildet, daß sein Mittelpunkt in dieser Lage unterhalb einer waagerechten Ebene durch die Mittelpunkte der Magnete 21 bis 24 liegt. Das Solenoid 26 besitzt in der Mitte eine Öffnung, die eine freie Bewegung des Ankers 25 innerhalb bestimmter Grenzen gestattet. Ein entsprechender Luftschlitz ist zwischen den inneren Kontaktflächen der Kommutatoren 36, 37 und den Kontaktrollen 30, 31 vorgesehen. Beim Anlassen des Apparates wird Wechselstrom der Primärwicklung des Transformators A zugeführt, wodurch ein umlaufender Strom in der Sekundärwicklung 11 infolge der im Eisenkern erzeugten Induktion entsteht. Der in der Sekundärwicklung erzeugte umlaufende Strom fließt von den Anschlußpunkten 12 bis 19 zu den entsprechenden Anschlußklemmen I2^a bis i8^a der Feldspulen und zu den Lamellen 12* bis 19* des Kontaktwerkes B. Gleichzeitig wird gewöhnlicher Gleichstrom den Klemmen 27, 28 des Solenoids 26 zugeführt. Der den Feldspulen 2i^a bis 24° aus dem Transformator A zugeführte umlaufende Strom erzeugt ein umlaufendes Kraftfeld, welches den vom Solenoid 26 polarisierten Anker 25 in einer rollenden Bewegung anzutreiben strebt. Da der Mittelpunkt des Ankers unterhalb der Mittelpunkte der Magnete liegt, hat der Anker die Neigung, sich unter der Einwirkung des KraftfLusses zu beben, und gleichzeitig· strebt der Schwerpunkt des Ankers, sich in einer kreisförmigen Bahn mit einer zur Geschwindigkeit des umlaufenden Stromes synchronen Geschwindigkeit, z. B. bei 3000 Umdrehungen in der Minute, zu bewegen. Durch die hebenden und kreisenden Bewegungen des Ankers werden die kegelförmigen Verlängerungsstücke 32,33 zum Rollen gegen die inneren trichterförmigen Flächen der Sitze 34, 35 gebracht. Der Druck gegen diese'trichterförmigen Flächen erzeugt eine senkrechte Teilkraft, die den Anker 25 noch weiter hebt, so daß der durch die trichterförmigen Sitze 34, 35 zwangsläufig geführte Anker sich in einer Bahn mit allmählich zunehmendem Radius bewegt. Es ergibt sich, daß der Schwerpunkt des Ankers also synchron zum umlaufenden Kraftfeld in einer spiralförmigen Bahn getrieben wird, in welcher der Radius von Null bis auf einen bestimmten Wert allmählich zunimmt, und gleichzeitig wird der Anker von den zusammenwirkenden senkrechten Teilkräften des Kegeldruckes und des Kraftfeldes etwas hochgehoben. Wenn der Radius der Bewegungsbahn des Ankers 25 eine genügende Länge erreicht, stoßen die Kontaktrollen 30, 31 gegen die inneren Kontaktflächen der Kommutatoren 36, 37, in welchen sie bei einer zum Wechselstrom in der Primärleitung des Transformators A synchronen Geschwindigkeit dauernd rollen. Durch die beschriebene Vorrichtung wird also erzielt, daß das umlaufende Kraftfeld ohne Hilfe eines Anwurfmotors den Kontaktkörper anzulassen und bei der synchronen Geschwindigkeit weiterzutreiben vermag.

Die in elektrischer Verbindung mit den Kontaktrollen 30, 31 stehenden kegelförmigen Verlängerungsstücke 32, 33 sind an Stromabnehmer 38, 39 angeschlossen. Im Betriebszustande rollen die Kontaktrollen 30, 31 synchron zum Strom in der Sekundärwicklung 11 des Transformators A, und gleichzeitig schleifen sie gegen die mit ausgewählten Anschlußpunkten der Sekundärwicklung verbundenen Lamellen 12* bis 19*. Da die Polarität des oberen Abnehmers 38 stets zur Polarität des unteren Abnehmers 39 entgegengesetzt ist, weil jede Lamelle des oberen Kommutators 36 um i8o° zur entsprechenden Lamelle des unteren Kommutators 37 gedreht ist, liefern die Stromabnehmer 38, 39 offen-

sichtlich während des Betriebes einen reinen und ununterbrochenen Gleichstrom.

Infolge des verhältnismäßig hohen Druckes zwischen den Kontaktrollen und den Kontaktflächen der Kommutatoren erfolgt die Stromwendung annähernd funkenfrei, auch bei beträchtlichen Stromstärken, und gleichzeitig wird die Abnutzung der Lamellen auf ein Minimum vermindert, da das Zusammenwirken mit den Kontaktrollen durch rollende Reibung und nicht durch schleifende Reibung erfolgt. Die mechanischen Verluste des Apparates sind sehr niedrig, weil der Anker keine mechanische Stütze während des Betriebes hat, sondern nur von den senkrechten Teilkräften des Kegeldruckes und des Feldes getragen wird. Durch diese Merkmale wird der Wirkungsgrad des Gleichrichters sehr hoch im Verhältnis zu bekannten Gleichrichtern. Ein weiterer Vorteil ist auch, daß die Abmessungen des Apparates sehr klein sind. In der Betriebslage des Ankers ist es wichtig, daß die Verlängerungsstücke 32, 33 die Kanten der trichterförmigen Sitze nicht berühren, da der Druck der Kontaktrollen gegen die Kontaktflächen dabei mehr oder weniger ungleichmäßig werden würde, so daß eine funkende Kommutierung leicht entstehen könnte.

Um eine solche ungewünschte Berührung zwischen den Verlängerungsstücken 32, 33 und den Kanten der Sitze zu verhindern, sind die Feldmagnete des Kontaktwerkes zweckmäßig derart ausgebildet, daß die Achse des Ankers eine zur Bewegungsrichtung der Kontaktrollen entgegengesetzte Neigung erhält.

Fig. 2 stellt eine besondere Ausbildung der Magnete 21 bis 24 zur Erzielung dieses Zwekkes dar. Nach der Zeichnung ist die obere rechte Kante 40 des lameliierten Polschuhes abgeschrägt, so daß die Feldstärke bei dieser Kante schwächer als bei der linken Kante 41 wird. Diese Formänderung des Feldes verursacht, daß das obere Ende des Ankers sich nach dem unteren Ende etwas verzögert, vorausgesetzt, daß der Anker nach rechts rollt. Die Achse des Ankers nimmt hierdurch eine nach links neigende Lage ein. Zufolge dieser neigenden Lage wird das Bestreben der kegelförmigen Verlängerungsstücke gegen die Kanten der Sitze während des Betriebes zu schleifen, beseitigt. Wenn der Anker nach links rollt, soll die obere linke Kante des PoI-schuhes zu demselben Zwecke abgeschrägt werden, d. h. die obere, in der Rollrichtung später liegende Kante soll abgeschrägt werden. Anstatt der oberen Kanten können auch die unteren Kanten abgeschrägt werden.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Magneten sind auch, schräge, gleich große Teile der unteren Kanten 42, 43 des Polschuhes abgeschnitten, indem die obere Ecke der rechten Kante 42 und die untere Ecke der linken Kante 43 entfernt sind. Durch diese unsymmetrische Form des Polschuhes wird der Anker von dem Kraftfeld selbsttätig in einer annähernd unveränderlichen Höhenlage während des Betriebes des Apparates gehalten, so daß der Anker nicht über eine bestimmte Höhe emporsteigen kann. Durch die beschriebene abgeschrägte Form des Polschuhes erreicht man nämlich, daß die resultierende Wirkungslinie des Kraftfeldes sich ungefähr bei 44 befindet, wobei der Schwerpunkt des Ankers, der sich in einer bestimmten Lage zu dieser Linie einzustellen versucht, an einem übermäßigen Emporsteigen verhindert wird.

Ein bauliches Ausführungsbeispiel des Kontaktwerkes ist in den Fig. 3 und 4 dargestellt, von welchen Fig. 3 ein" waagerechter Schnitt durch das Kontaktwerk ist, während Fig. 4 einen senkrechten Schnitt nach den Linien IV-IV in Fig. 3 veranschaulicht. -

Im Kontaktwerk sind zwei Flansche 45, 46 vorgesehen, die durch Bolzen 47 zu einem festen Gestell zusammengeschraubt sind. Durch Schrauben 49 sind, die Feldmagnete 48 am äußeren Teil der Flanschen 45, 46 befestigt, und jeder Magnet besitzt eine mit geeigneter Anzahl Windungen versehene Spule 50. In der Mitte der Flansche 45, 46 sind Öffnungen 51 ausgeschnitten, in welchen die trichterförmigen Sitze oder Ringe 52 angebracht sind. Oberhalb und unterhalb dieser Sitze befinden sich Lamellenkommutatoren 53, die mit inneren Kontaktflächen ausgerüstet sind und an zylindrischen, mittels Bolzen 55 auf den Flanschen 45, 46 festgeschraubten Haltern 54 befestigt sind. Isolierhülsen 56 sind zwischen den Haltern 54 und den Kommutatoren 53 angebracht.

In der Mitte zwischen den vier Magneten 48 ist ein Anker 57 angeordnet, der von einem durch Blöcke 59 am Flansch 46 fest angebrachten Solenoid 58 erregt wird. Aus der Zeichnung ist ersichtlich, daß eine Ebene durch den Mittelpunkt des Solenoids 58 und der Magnete 48 oberhalb einer waagerechten Ebene durch den Mittelpunkt des Ankers $7 zu dem angegebenen Zwecke liegt. Der Anker sitzt auf einer Welle 60, an welcher rohrförmige Kontaktrollen 61 drehbar und durch Isolierungen 62 von der Welle isoliert gelagert sind. Die Rollen sind mit kegelförmigen Verlängerungsstücken 63 versehen, deren Konizität annähernd derjenigen der trichterförmigen Sitze 52 entspricht.

Die elektrische Schaltung des Apparates und die allgemeine Bauart des nicht dargestellten Transformators sind ähnlieh wie bei der Ausführungsform nach Fig. I. Die erforderlichen elektrischen Verbindungen wer-

den an den Schalttafeln'64 ausgeführt. Der erzeugte Gleichstrom wird von den Kontaktrollen 61 den Stromabnehmern 67 zugeführt, die von je einer bei 66 von den anderen Teilen des Apparates isolierten Spindel 65 getragen wird.

Die Wirkung des Apparates ist hauptsächlich dieselbe wie bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform, unter dem Einfluß der magnetischen und mechanischen Kräfte wird der Anker 57 in einer spiralförmigen Bahn in den trichterförmigen Sitzen 52 so lange hoch¹ gehoben, bis der Radius' der kreisenden Bewegungsbahn des Ankers eine genügende Länge. besitzt, um die Zusammenwirkung zwischen den Kontaktrollen 61 und den Kommutatoren S3 zu gestatten. Durch Ausbildung der Magnete 48 ähnlich wie in Fig. 2 kann ' die Berührung zwischen den Verlängerungsstücken 63 und den .Flächen der Sitze 52 während des Betriebes vermieden werden.

Um die Stromentnahme an den Kontaktrollen 61 ohne Hindernis für das Emporsteigen des Ankers 57 in der Anlaufperiode zu ermöglichen, sind die Spindeln 65 der Stromabnehmer 67 federnd gestaltet, und die Stromabnehmer sind derart angeordnet, daß sie gegen die inneren Wandungen der rohrförmigen Kontaktrollen nach Anlassen des Ankers dauernd schleifen.

Fig. S stellt einen senkrechten Schnitt durch eine weitere Abänderungsform des Kontaktwerkes dar, bei welcher die Sitze beweglich sind. Hierbei wird, wenn die Sitze während der Anlaufperiode zu den kegelförmigen Verlängerungsstücken gesenkt werden, der Anker in einer spiralförmigen Bahn in der waagerechten Ebene zwangsläufig geführt, ohne sich zu heben. Derselbe Zweck kann erreicht werden, wenn die Sitze gegeneinander beweglich sind. Durch diese Beweglichkeit der Sitze erreicht man, daß der Anker dauernd eine bestimmte Höhenlage einnimmt, wodurch die Stromentnahme erleichtert wird.

Die trichterförmigen, beweglichen Sitze 52 sind an Bolzen 68 befestigt, welche nach oben durch Spindeln 70 verlängert und mittels eines Querteils 69 verbunden sind. Die Bewegung der Sitze wird durch feststehende, mit senkrechten Schlitzen 72 für die Sitze versehene Führungen 71 gesteuert. Die punktierten Linien 73 veranschaulichen die niedrigste Lage der unteren Sitze 52, während die vollen Linien die oberste Lage der Sitze darstellen. Die an den Kontaktrollen 61 befestigten Stromabnehmer 74, 75 sind mit Federn versehen und dienen als Halter zum Festhalten des Ankers in einer bestimmten senkrechten Lage. Die übrigen Teile des Kontaktwerkes sind im wesentlichen in Übereinstimmung mit den in Fig. 3 und 4 dargestellten Teilen gestaltet.

Der Apparat wirkt in der folgenden Weise: Bei Erregung der Magnete 48 durch umlaufenden Strom aus dem Transformator A ·■ (Fig. 1) wird ein umlaufendes Feld erzeugt, welches den durch das Solenoid polarisierten Anker 57 zu bewegen strebt. Der Anker wird aber an dieser Bewegung durch die Sitze 52 gehindert, in welchen die kegelförmigen Verlängerungsstücke 63 des Ankers ruhen. Wenn die Sitze 52 jetzt durch Betätigung des Querteiles 69 gesenkt werden, wird der Anker freigegeben und kann sich in einer spiralförmigen, waagerechten Bahn bewegen, in wel- , eher der Radius allmählich, je nachdem die Sitze weiter gesenkt werden, zunimmt. Nach genügender Senkung der Sitze berühren die Kontaktrollen 61 die inneren Flächen der Kommutatoren 53, in denen sie dann mit einer zum umlaufenden Felde synchronen Geschwindigkeit dauernd rollen. Die trichterförmigen Sitze 52 werden nun noch etwas gesenkt, um eine Berührung zwischen den kegelfÖrmigen Verlängerungen 63 und den Sitzen 52 zu. vermeiden, wodurch eine funkende Kommutierung entstehen könnte.

Die Senkbewegung der Sitze 52 erfolgt zweckmäßig zwangsläufig gleichzeitig mit go dem Anlassen des Apparates.

Fig. 6, die eine Vorrichtung zu diesem Zwecke darstellt, veranschaulicht eine vollständige Gleichrichteranlage mit dem Transformator ./i und dem Kontaktwerke B. Der in Fig. 5 dargestellte Querteil 69 ist durch Gelenke 79, 80, Si .mit dem Griffe 78 des Anlassers JJ des Apparates verbunden, wobei' jedoch ein im Gelenke 81 vorgesehener Schlitz 82 eine gewisse gegenseitige Bewe-'ioo gung des Griffes zum Gelenke gestattet. Das Spiel zwischen diesen ,Teilen ist dabei derart gewählt, daß, wenn der Griff 78 des Anlassers JJ in seine Einschaltlage bewegt wird, die Kontaktmesser des Anlassers sich bis zur Berührung mit den entsprechenden Kontakten zur Einschaltung des Stromes bewegen können, ohne daß das Gelenk 81 betätigt wird. Erst nach Einschaltung des Stromes werden die Gelenke durch den Griff 78 betätigt, so no daß die Sitze 52 mittels des Ouerteils 69 und der Bolzen 68 gesenkt werden. Der Anker ist nun freigegeben und kann seine bereits beschriebene Bewegung in der spiralförmigen waagerechten Bahn beginnen.

Die Höhenlage des Ankers- wird bei einer bestimmten Höhe durch die federnden Stromabnehmer 74, 75 festgestellt.

Zur Ausschaltung des Apparates werden die Sitze 52 durch die Gelenke 79, 80, 81 und den Griff 78 hochgehoben, ehe der Strom ausgeschaltet wird, wodurch der Anker vorbe-

reitet ist, seine Ruhelage sofort nach Ausschaltung des Stromes einzunehmen.

Anstatt der mechanischen Kupplung zwischen den Sitzen 52 und dem Anlasser JJ kann eine elektromagnetische Vorrichtung zum Hochheben und Senken der Sitze verwendet werden. Der Stromkreis dieser Vorrichtung ist dabei zweckmäßig vom Anlasser jj des Apparates geregelt.

Die zwei trichterförmigen Sitze 52 können auch zu dem beschriebenen Zwecke gegeneinander bewegt werden, aber in diesem Falle müssen die größten bzw. kleinsten Enden der beiden Trichter einander zugekehrt sein. Die Sitze können ferner an einem federnd gelagerten Halter befestigt sein, der unter der Einwirkung der Bewegung des Ankers selbsttätig nachgibt, so daß die Sitze während des Betriebes gesenkt, aber in der Ruhelage des Ankers durch die Federn wieder hochgehoben werden. '

Der Anker kann beliebig gestaltet sein und kann auch aus einem permanenten Magneten bestehen, wobei keine Polarisation durch das Solenoid erforderlich ist. Das Kontaktwerk kann auch derart angeordnet sein, daß die Achse des Ankers eine waagerechte Lage einnimmt. In diesem Falle wird der erforderliche Druck zum Festhalten des Ankers gegen die trichterförmigen Sitze in der Ruhelage von den federnden Stromabnehmern ausgeübt.

Claims (27)

1. Patentansprüche:

   i. Gleichrichter für Wechselstrom mit einem zur Periodenzahl des Wechselstromes synchron umlaufenden Kraftfeld und einer an die Phasen eines vom Wechselstrom erzeugten, synchron umlaufenden Stromes angeschlossenen Kommutierungsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit der Kommutierungsvorrichtung zusammenwirkender und vom umlaufenden Kraftfeld synchron angetriebener Kontaktkörper derart ausgebildet und an-■ geordnet ist, daß er während der Anlaufperiode in einer spiralförmigen Bahn von der Ruhelage in die mit den Kommutierungsvorrichtungen zusammenwirkende Lage geführt wird.
2. 2. Gleichrichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktkörper zu seiner Führung mit kegeligen Teilen verbunden ist, die mit Sitzen zusammenwirken.
3. 3. Gleichrichter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Kontaktkörper verbundenen kegelförmigen Teile mit trichterförmigen Sitzen zusammenwirken.
4. 4. Gleichrichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kommutierungsvorrichtung aus zwei mit Lamellen versehenen Teilen (36, 37) besteht und alle Lamellen an eine entsprechende Anzahl Anschlußpunkte (12 bis 19) der Sekundärwicklung (11) eines zur Erzeugung des umlaufenden Stromes dienenden Wechselstromtransformators (A) angeschlossen sind.
5. 5. Gleichrichter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Lamelle des einen Kommutatorteils mit der diametral gegenüberliegenden Lamelle des anderen Teils elektrisch verbunden ist.
6. 6. Gleichrichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktkörper aus einem polarisierten Anker (25, 57) besteht.
7. 7. Gleichrichter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktkörper mit voneinander isolierten, gegen die inneren Flächen der Kommutierungsvorrichtung (36, 37, 53) rollenden und mit Stromabnehmern verbundenen Kontaktgliedern (30, 31, 61) versehen ist.
8. 8. Gleichrichter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kommutatorlamellen schräg angeordnet sind.
9. 9. Gleichrichter nach Anspruch 1, da- g₀ durch gekennzeichnet, daß der Kontaktkörper senkrecht angeordnet ist.
10. ro. Gleichrichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das synchron umlaufende Kraftfeld durch eine Anzahl um den Anker (25, 57) fest angebrachter Elektromagnete (21 bis 24, 48) erzeugt wird, die derart gegenseitig und an den umlaufenden Strom geschaltet sind, daß das eine Ende jedes Magnets in einem bestimmten Augenblick eine entgegengesetzte Polarität zum entsprechenden Ende des diametral gegenüberliegenden Magnets 'erhält.
11. 11. Gleichrichter nach Anspruch 9 und ίο, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnete (21 bis 24) zum Anker (25) derart angeordnet sind, daß in der Ruhelage des Ankers eine waagerechte Ebene durch die Mittelpunkte der Magnete oberhalb no einer waagerechten Ebene durch den Mittelpunkt des Ankers liegt.
12. 12. Gleichrichter nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnete (21 bis 24, 48) derart gestaltet n₅ und angeordnet sind, daß das von ihnen erzeugte Kraftfeld die Achse des Kontaktkörpers in eine zur Bewegungsrichtung des Kontaktkörpers geneigte Lage bringt. iao
13. 13. Gleichrichter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kante der

    Magnete zur Abschwächung des Kraftflusses an dieser Kante abgeschrägt ist.
14. 14. Gleichrichter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die eine der

    5 oberen oder unteren Kanten der Magnete nach innen, dagegen die andere untere bzw. obere Kante nach außen abgeschrägt ist, damit das erzeugte Kraftfeld den Kontaktkörper in einer bestimmten Höhenlage festhält.
15. 15. Gleichrichter- nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (25, 57) ^von einem feststehenden, zur Polarisation dienenden Solenoid (26, 58) um-

    geben ist:
16. 16. Gleichrichter nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Solenoid während der Anlaufperiode mit Gleichstrom aus einer äußeren Quelle, aber während des Betriebes mit dem vom Gleichrichter erzeugten Gleichstrom gespeist wird.
17. 17. Gleichrichter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die kegelförmigen Teile (32, 33) sich nach unten verjüngen und derart angeordnet sind, daß der Druck zwischen diesen Teilen und ihren Sitzen (34, 35) während der Anlaufperiode eine den Kontaktkörper aus den Sitzen hebende Teilkraft erzeugt.
18. 18. Gleichrichter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die kegelig geformten, mit dem Kontaktkörper zusammenwirkenden Teile federnd gelagert sind, so daß sie bei der Bewegung des ' Kontaktkörpers selbsttätig nachgeben und den Kontaktkörper freigeben.
19. 19. Gleichrichter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sitze (52) gegeneinander oder gegen die kegelig geformten Teile (63) des Kontaktkörpers beweglich sind.
20. 20. Gleichrichter nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die beweglichen Sitze durch eine mit dem Anlasser (77) des Apparates verbundene- mechanische Kupplung (79, 80, 81) betätigt werden.
21. 21. Gleichrichter nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung derart ausgebildet ist, daß der Strom eingeschaltet wird, bevor die Kupplung (79, 80, 81) die beweglichen Sitze (52) betätigt.
22. 22. Gleichrichter nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die beweglichen Sitze elektromagnetisch betätigt werden.
23. 23. Gleichrichter nach Anspruch 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromabnehmer (67, 74, 75) federnd ausgebildet sind.
24. 24. Gleichrichter nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromabnehmer an federnden -Spindeln (65) befestigt sind.
25. 25. Gleichrichter nach Anspruch 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktglieder (61) als rohrförmige Hülsen gestaltet sind, gegen deren innere Wandungen die Stromabnehmer während des Betriebes schleifen.
26. 26. Gleichrichter nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die federnden -Stromabnehmer (74, 75) mit den Kontaktrollen (61) fest verbunden sind.
27. 27. Gleichrichter nach Anspruch 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromabnehmer (61) oberhalb der kegelig geformten Sitze (52) angeordnet sind.

    Hierzu 1 Blatt Zeichnungen