DE59880C - Inductionsspule oder Transformator, hauptsächlich zum Gebrauche beim Schweifsen oder sonstigen Bearbeiten von Metall auf elektrischem Wege bestimmt - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21: Elektrische Apparate.

ELIHU THOMSON in LYNN (V. St. A.).

Fatentirt im Deutschen Reiche vom 19. August i8go ab.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich, vornehmlich auf Inductionsrollen oder Transformatoren jener Art, bei welchen der secundä're Stromkreis so eingerichtet ist, dafs er nur einen Strom von sehr niedriger Spannung entwickelt, wie bei diesen für elektrische Schweifsung benutzten Apparaten gebräuchlich. Bei diesen Apparaten hat pich herausgestellt, dafs oft ein Bruch' der Isolirung des primären Stromkreises stattfindet, und dafs dieser Bruch, wie Erfinder herausgefunden hat, gewöhnlich nicht auf einen Wechsel des elektrischen Zustandes in dem die primäre Spule speisenden Stromkreise, sondern auf einen plötzlichen Bruch des Stromkreises für den secundären Strom zurückzuführen ist, der seine Ursache in dem Zusammenschmelzen des Arbeitsstückes und einem Bruch des Stromkreises an dieser Stelle hat. Erfinder hat ferner ermittelt, dafs die Zerstörung der Isolirung der Primären in hohem Mafse dadurch verursacht wird, dafs der Strom der Secundären in seiner Spannung so niedrig ist, dafs er aufser Stande ist, sich auch nur für einen Augenblick an der Bruchstelle im Arbeitsstück aufrecht zu erhalten, woraus sich ergiebt, dafs kein Bogen den Bruch überspringen und den Strom fortsetzen kann, und dafs folglich in der primären Spule des Apparates ein besonderer oder Inductionsentladungsstrom von hoher Spannung entwickelt wird, welcher durch die Isolirung der primären Spulen hindurchbricht.

Die Erfindung besteht nun darin,, dafs die. der Primären aus einem Zusammenschmelzen des Arbeitsstückes im secundären Stromkreise erwachsende Gefahr dadurch beseitigt wird, dafs eine gegen Inductionsentladung schützende Vorrichtung (vom Erfinder und im Nachfolgenden »Protector« genannt) über die Polklemmen der Primären gelegt und so eingerichtet wird, dafs . sie einen Weg für die Inductionsentladung von hoher Spannung bildet, während sie eine Isolirung aufrecht erhält, welche einen Nebenschlufs der gewöhnlichen Ströme verhindert, die behufs Entwickelung der Ströme niedriger Spannung in der Secundären durch die Primäre der Spule fliefsen. Ein derartiger Entladungsprotector besteht der Hauptsache nach aus zwei Elektroden oder Stromschlufsstücken, welche dicht neben einander angeordnet, aber für gewöhnlich durch eine dünne Luftschicht oder ein dünnes Isolirhäutchen von einander getrennt sind, so dafs dem Durchflufs der gewöhnlichen Ströme des Stromkreises ein genügendes Hindernifs entgegengestellt, andererseits aber ein Weg für den Entladungsstrom von hoher Spannung, insofern derselbe ein Weg von verhältnifsmäfsig geringer Selbstinduction ist, geschaffen wird, so dafs ein derartiger Inductionsstrom dort eher hindurchgehen wird, als über den allgemeinen Stromkreis oder über und durch die Isolirung der Spule. Mit dem Inductionsentladungsprotector, der über den Polen des primären Stromkreises angeordnet wird, ist nach vorliegender Erfindung ferner ein Stromkreisunterbrecher beliebiger Art für den über den Protector gehenden Strom verbunden,

welch letztere Einrichtung da getroffen wird, wo elektrische Apparate oder elektromagnetische Spulen in den Stromkreis eines beliebigen Erzeugers eingeschaltet und über ihren Polen mit einem Inductionsentladungsprotector für den in den magnetischen Spulen entwickelten Strom von hohem Potential versehen werden.· Der dem Durchgang des Entladungsstromes über oder durch den Entladungsprotector folgende Bogen wird durch den Strom des die magnetischen Spulen oder einen anderen elektrischen Apparat speisenden Stromerzeugers hervorgerufen und mufs beseitigt werden, wenn dem Protector oder Stromerzeuger kein Schaden erwachsen soll. Der Stromkreisunterbrecher oder die Vorrichtung, durch welche ein Bogen durch den Protector aufrecht erhalten wird, kann von beliebiger Art sein, worunter nicht nur ein Magnet, dessen Feld die Unterbrechung des Bogens selbst bewirkt, sondern auch eine Vorrichtung zu verstehen ist, welche in den Stromkreis eingeschaltet und so eingerichtet ist, dafs sie durch den ungewöhnlichen Strom zum Schmelzen gebracht wird, der den Bogen aufrecht erhält, oder auch eine aus elektrischen Stromschlufsstücken bestehende Vorrichtung, welche in Bezug auf einander verstellbar und in den gewöhnlichen Stromkreis eingeschlossen, aber dabei so eingerichtet sind, dafs sie zu dem Zweck der Unterbrechung des den Bogen aufrecht erhaltenden Stromes getrennt werden können, oder schliefslich auch jede andere Vorrichtung, welche so eingerichtet ist, dafs sie eine Unterbrechung im Durchflufs des über den Protector gehenden, den Bogen erzeugenden Stromes bewirkt.

In beiliegender Zeichnung ist Fig. ι die schematische Ansicht einer die Erfindung veranschaulichenden Einrichtung, während Fig. 2 bis 5 Ausführungsformen und Vorrichtungen sind, welche bei Ausübung vorliegender Erfindung Anwendung finden können.

S ist der secundäre Stromkreis oder die Secundärspule eines Umwandlers und P die primäre Spule desselben; die secundäre Spule S besteht aus dickem Draht und wenigen Windungen und ist dazu eingerichtet, einen Strom von niedriger Spannung an Metallbearbeitungsmaschinen abzugeben, in welchen Metallstücke durch diesen Strom erhitzt werden. Die primäre Spule P leitet einen Strom von verhältnifsmäfsig hoher Spannung, den sie von einem geeigneten Stromerzeuger, am besten einem Wechselstromerzeuger, über die Hauptleitung M empfängt. Die Einrichtung des Inductionsentladungsprotectors ist aus Fig. 1 ersichtlich und besteht einfach aus zwei einander gegenüberliegenden Elektroden oder Metallstücken A B, die aber durch einen schmalen Luftraum von einander getrennt sind; der Protector ist in einen kurzen Zweigstromkreis zwischen den Polen der Spule P eingeschlossen. Unter kurzem Stromkreis ist ein solcher zu verstehen, welcher verhaltnifsmäfsig wenig Selbstinduction dem Durchgange eines Stromes von hoher Spannung gegenüber besitzt. In dem Stromkreise mit dem Inductionsprotector ist ein Schmelzstück C angegeben.

Bei Benutzung von Schweifsapparaten wendet man gewöhnlich einen zur Aufrechterhaltung eines Bogens ungenügenden Strom an; wird daher der- secundäre Stromkreis unterbrochen, so entwickelt sich in der primären Spule P ein Strom von aufserordentlich hoher Spannung, der, wenn er über die Hauptleitung M fliefsen müfste, worin er beträchtliche Selbstinduction erfahren würde, durch die Isolirung der primären Spule P hindurchbrechen und dieselbe hierdurch zerstören würde. Durch den Protector A B wird indessen einem derartigen Selbstinductionsstrom ein verhaltnifsmäfsig freier Weg geboten, so dafs derselbe sich über den die Elektrode A B und das Schmelzstück C einschliefsenden Stromkreis verläuft. Der Durchgang des Stromes von hoher Spannung bei AB stellt aber einen Stromkreis für den von. einem Erzeuger über die Leitung M zugeführten Strom her, was die sofortige Bildung eines Bogens über die Elektroden A B weg zur Folee hat. Da aber der diesen Bogen aufrecht erhaltende Strom von verhaltnifsmäfsig grofser Stärke und das Schmelzstück C einem derartigen Strom angepafst ist, so wird letzteres sofort in Brüche gehen und auf diese Weise den den Bogen aufrecht erhaltenden Strom unterbrechen und hierdurch jeden Schaden am Apparat vermeiden. In Fig. 2. liegt der schmale Raum, über welchen hinweg der Bogen gebildet wird, in dem Felde eines Elektromagneten E_r der in dem von dem Zweigstrom durchlaufenen Stromkreise liegt und durch sein magnetisches Feld den Stromkreis des den Bogen in der Zweigleitung selbst aufrecht erhaltenden Stromes unterbricht.

Bei der in Fig. 3 gezeichneten Ausführungsform des Protectors sind die Elektroden A B durch eine dünne Schicht Isolirmasse, z. B. Glimmer, getrennt, welche Schicht m aber nicht der in den Elektroden A B nach Entwickelung des Entladungsstromes in den Spulen P entwickelten hohen Spannung widerstehen kann; eine derartige Schicht genügt indefs, um den Durchgang des gewöhnlichen Stromes der Hauptleitung M durch die Zweigleitung um die Spulen P genau so zu verhindern, wie es die Lüftschicht in den Fig. 1 und 2 thut. In Fig. 3 besteht der Stromkreisunterbrecher aus dem Schmelzstück C, in Fig. 4 dagegen aus den beiden Stromschlufs-

Claims (2)

1. theilen G H, welche , für gewöhnlich durch eine an dem sie tragenden Hebel K sitzende Feder in Verbindung gehalten werden. Der Elektromagnet E ist in. Fig. 4 in den Stromkreis mit dem Protector und den Stromschlufsstücken G H eingeschlossen und hat einen Anker erhalten, der am Hebel· if angebracht ist. Wird der Stromkreis durch den vorbeschriebenen Protector hergestellt, so zieht der hierdurch erregte Magnet E das Stromschlufsstück H von demjenigen G weg und unterbricht dadurch den Stromkreis für den Strom, der den Bogen bildet, wodurch letzterer unterbrochen oder aufgehoben wird. Bei der in Fig. 5 veranschaulichten Ausführungsform besitzt der Elektromagnet E einen Ankerhebel K, der die eine der Elektroden A B trägt; nach Herstellung des Stromkreises und der Bildung eines Bogens erregt der den letzteren bildende Strom den Magneten und zieht die Elektrode B von A so weit fort, dafs der Stromkreis für den den Bogen aufrecht erhaltenden Strom unterbrochen wird. Weitere, im Rahmen der Erfindung liegende Ausführungsformen der Einrichtung zum Unterbrechen des Stromkreises für den Hauptstrom, wenn derselbe einen Weg über den Protector und durch die Hauptleitung M findet, ergeben sich für den sachverständigen Elektriker nach den oben beschriebenen Beispielen ohne Schwierigkeit.

   Paten τ-An sp rüche:

   ι . Die Verbindung eines Umwandlers für elektrische Schweifsungs - oder andere Metallbearbeitungszwecke bezw. für andere Zwecke mit einem. Inductionsentladungsprotector in kurz geschlossenem Stromkreise zwischen den Polen der primären Spule, wodurch nach Unterbrechung des secundären Stromkreises eine Beschädigung des primären Stromkreises vermieden werden kann.
2. 2. Die Verbindung von Magnetspulen, welche in einem elektrischen Stromkreise angeordnet und von einem Strom von einer . beliebigen geeigneten Quelle aus durchflossen werden, mit einem Inductionsentladungsprotector, der aus Elektroden besteht, welche für gewöhnlich durch einen schmalen Isolirraum getrennt, aber bezw. an entgegengesetzten Seiten oder Polenden genannter Spule direct so verbunden sind, dafs sie eine kurzgeschlossene Stromkreisbahn für jeden elektrischen Entladungsinductionsstrom, der in den Spulen selbst erzeugt wird, bilden, sowie einem Stromkreisunterbrecher zum Unterbrechen des Stromkreises eines jeden Bogens, der einer solchen Inductionsentladung seitens der Spulen folgt und durch den über die Hauptleitung fliefsenden elektrischen Strom aufrecht erhalten wird.

   Hierzu I Blatt Zeichnungen.