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Regeltransformator, insbesondere für Bühnenbeleuchtungszwecke, mit
Flachmetallwicklung Bei der Spannungsregelung eines Bühnenregeltransformators benutzt
man eine lamellierte Kontaktbahn, die durch die Transformatorwindungen gebildet
wird. Auf dieser gleitet der Stromabnehmer. Die Wicklung eines solchen Bühnenregeltransformators
besteht gewöhnlich aus blanken Kupferblechen mit Isolierzwischenlager. In Fig. r
ist eine derartige Wicklung dargestellt. Um einen Eisenkern 23 herum sind über einen
isolierenden Kastenrahmen 26 die Windungen 27 herumgelegt, die aus gestanzten Kupferblechen
bestehen. Die fertige Wicklung bildet ein Paket in Gestalt eines Quaders. Auf der
Oberfläche einer oder mehrerer Seiten dieses Quaders gleiten nun' die Stromabnehmer
in senkrechter Richtung zu den Windungsebenen, also längs der Bahnen 28. Jede Windung
stellt eine Kontaktfläche dar. , Jeder Stromabnehmer ist dabei aus gegeneinander
verschiebbaren und voneinander isolierten Metallamellen hergestellt, die in einem
verschiebbaren Rahmen angeordnet sind. Jede Metalllamelle ist über einen im Rahmen
angeordneten Widerstand mit der Stromableitung verbunden und wird durch eine im
Rahmen untergebrachte Feder gegen die Strornabnah @mefläche gedrückt. Derartige
an der blanken Wicklung des Regeltransformators entlang bewegte Regelschlitten werden
von am Bedienungsstand vorgesehenen Stellhebeln eines Stellwerkes aus betätigt.
Jeder Stellhebel ist mit @einei- drehbaren Seilscheibe gekuppelt, über welche ein
Seil geführt ist. Am einen Ende des Seiles hängt der Regelschlitten, am anderen
Ende ein Gegengewicht zum Ausgleich des Gewichtes des Regelschlittens. Aus Gründen
der Raumersparnis und der einwandfreien Bedienung der Stellhebel, die zum Betätigen
der Regelschlitten einen Winkelweg zwischen o und z8o° zurücklegen können, ist der
Durchmesser der Seilscheiben der Stellhebel begrenzt. Somit ist auch der Weg, den
der Schlitten am Regeltransformator zurückzulegen hat, und ferner auch die Höhe
der äußeren Stirnseite der Transformatorwicklung in Richtung der Wicklungsachse
begrenzt. Dies zwingt dazu, nur so viel Isolation zwischen den einzelnen Blechen
der Kontaktbahn des .Regeltransformators vorzusehen, wie es im Hinblick auf die
Isolation zwischen den Blechen unbedingt notwendig ist. Bei der dann vorhandenen
schmalen Isolation zwischen den Blechen der Kontaktbahn können Regelschlitten mit
sehr dünnen Metallamellen erforderlich werden, die sich schwer herstellen lassen
und keinen sicheren Kontakt gewährleisten. Außerdem
sind die dünnen
Metallamellen starkem Abbrand unterworfen. Verwendet man Rollen als Stromabnehmer,
so kann es leicht vorkommen, daß jede Rolle benachbarte Bleclic der Kontaktbahn
kurzschließt.
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Diese Schwierigkeiten werden durch die Erfindung behoben. Sie betrifft
einen Regeltransformator, insbesondere für Bühnenbeleuchtungszwecke, mit Flachmetaliwicklung,
auf deren äußeren Stirnseiten in Richtung der Wicklungsachse Stromabnahmevorrichtungen
geführt werden. Erfindungsgemäß gleitet immer von zwei voneinander isolierten, mechanisch
miteinander verbundenen und elektrisch über Widerstände parallel geschalteten Stromabnehmern
einer Stromabnahmevorrichtung der eine auf der einen und der andere auf der anderen
Hälfte einer aus zwei Kontaktbahnhälften bestehenden Kontaktbahn. Von den '%Viridungen
der Flachmetallwicklung treten auf der einen Kontaktbahnhälfte nur die geradzahligen
Windungen und auf der anderen Kontaktbahnhälfte nur die ungeradzahligen Windungen
bis zur Kontaktbahnfläche hervor.
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In den Fig.2 bis 8 der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung
dargestellt. Fig.2 zeigt ein Stück einer Kontaktbahn in Draufsicht und Fig.3 einen
Schnitt durch diese nach der Ebene CC der Fig. 2. In beiden Figuren sind zwei verschiedene
Arten von Stromabnehmern eingezeichnet, die wahlweise, jedoch nicht gleichzeitig
verwendet werden können. Die Fig. q. und 5 zeigen Ausschnitte aus zwei unmittelbar
übereinanderliegenden Windungsblechen, und zwar von oben gesehen, ferner die Stellung
des Stromabnehmers dazu. Die Fig.6 und 7 geben eine besondere Ausbildung der Kontaktflächen
wieder. Fig. 8 stellt einen Schnitt durch einen Bühnenregeltransformator in der
Ebene einer Windung in verkleinertem Maßstab dar. In den Figuren haben gleiche Teile
auch die gleichen Bezugszeichen.
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Beim Regeltransformator gemäß der Erfindung sind die einzelnen Windungsbleche
t t, 12 in bekannter Weise durch Isolationszwischenlagen 13 voneinander getrennt.
Die üb.ereinanderliegenden Bleche haben Aussparungen, und zwar z. B. das erste Blech
rechts, das zweite Blech links, das dritte Blech rechts usw., von der Mittelebene
durch die Kontaktbahn.
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Auf diese Weise wird die Kontaktbahn in zwei Kontaktbahnhälften I
und II zerlegt. Die Aussparungen sind mit einer Isoliermasse 25 ausgefüllt, die
nach dem Aufbringen erstarrt und auch bei höheren Temperaturen, wie sie im Betriebe
vorkommen, starr bleibt. Eine solche Masse ist beispielsweise Isolierkitt. Bei der
Herstellung ist darauf zu achten, daß die Kontaktoberflächen und die Oberflächen
der Isoliermasse genau in einer Ebene liegen. Im Vergleich zu der bekannten Anordnung,
bei der die Dicke der zwischen den Windungsblechen befindlichen Isolation gleich
der Breite der Isolierzwischenräume auf der Kontaktbahn ist, ist bei der Erfindung
die Dicke der zwischen den Windungsblechen befindlichen Isolation von der Breite
der Isolierzwischenräume auf der Kontaktbahn unabhängig. Die Isolation
13 braucht hier nur so dick zu sein, daß die Windungsbleche gut voneinander
isoliert sind, kann also schwächer sein als bei der bekannten Anordnung. Das hat
aber zur Folge, daß bei gleicher Höhe des ganzen Wicklungspaketes die einzelnen
Windungsbleche bei der Erfindung dicker sein können. Bei gleichem Querschnitt der
Windungsbleche wird daher die mittlere Windungslänge kleiner, es tritt somit eine
erhebliche Ersparnis an Leitermaterial ein.
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Auf der Kontaktbahn 28 gleitet die Stromabnahmevorrichtung 2o. Diese
besteht entsprechend den beiden Kontaktbahnhälften I und II aus zwei durch den Rahmen
22 starr miteinander verbundenen Stromabnehmern t 8 und i g, die in Metallamellen
unterteilt sind, und -zwar im vorliegenden Fall in je zwei Lamellen. Die Dicke dieser
Metallamellen muß etwas kleiner sein als die der 'Isolierzwisc'h:enräume 25 auf
der Kontaktbahn, damit nicht zwei Transformatorwindungen gleichzeitig mit einer
Stromabnahmelamelle in Berührung kommen können. Die Stromabnahtnelamellen sind voneinander
und von dem Rahmen 22 durch Zwischenlagen 2t isoliert. Sie stehen senkrecht zur
Kontaktbahn und werden durch Federn 2g gegen die Kontaktbahn gepreßt. Die voneinander
isolierten Lamellen sind über in der Zeichnung nicht dargestellte Kurzschlußwiderstände
miteinander verbunden. Diese Kurzschlußwiderstände sind an eine gemeinsame Ableitung
angeschlossen.
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Die Stromabnahmevorrichtung kann auch Rollenstromabnehmer besitzen.
Die Verwendung von Rollen scheitert bei sehr dicht nebeneinanderliegenden Kontaktflächen
der Kontaktbahn, denn die Rollen können nicht mit so kleinem Radius ausgeführt werden,
daß die überbrückung eines Isolationszwischenraumes durch eine Rolle mit Sicherheit
vermieden wird. Es ist nämlich zu berücksichtigen, daß die Berührung der Rolle mit
der Kontaktbahn infolge der Unvollkommenheit der Ausführung und insbesondere dann,
wenn die Isolation ein wenig abgenutzt ist. nicht auf einer Linie, sondern auf einer
Fläche stattfindet. Durch die erfindungsgemäß erzielte Verstärkung der Isolierzwischenräume
auf der Kontaktbahn können nun auch Rollenstromabnehmer
bei Bühnenregeltraiisformatoren
verwendet werden. In Fig. 3 ist eine Stromabnahmevorrichtung 2o' dargeshellt, die
aus zwei voneinander isolierten, aber mechanisch starr miteinander verbundenen Rollenstromabnehmern
1 4 und 15 besteht. Jeder Stromabnehmer hat zwei Rollen 16 und 17, die auch in Fig.
2 eingezeichnet sind. Wie aus dieser Figur hervorgeht, sind die beiden Rollen 16
und 17 .eines jeden Stromabnehmers in Laufrichtung gegeneinander versetzt, damit
in jeder Stellung wenigstens eine leitende Verbindung zwischen der Kontaktbahn und
einem der Stromabnehmer 14 bzw. 15 vorhanden ist. Die beiden Rollen müssen mindestens
um die Hälfte der Strecke gegeneinander versetzt sein, um die der Isolierzwischenraum
25 größer ist als die Dicke der Transformatorwindungsbleche i i bzw. 12,
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doch um weniger als die Breite eines Isolierzwischenraumes. Unter der
Voraussetzung, daß die vorstehenden Bedingungen erfüllt sind, können die beiden
zu einem ,Stromabnehmer ,gehörenden Rollen 16 und 17 unmittelbar leitend miteinander
verbunden sein. Jeder Stromabnehmer 1 ¢ bzw. - 15 ist dagegen über :einen Widerstand
an die Ableitung angeschlossen.
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In den Fig. 6 und 7 ist eine besondere Ausführungsform der Kontaktbahn
des Regeltransformators dargestellt. Bei dieser ist die K ontaktflächenbreite größer
als die Breite der Isolierzwischenräume. Das wird dadurch erreicht, daß die Windungsbleche
i i bzw. 12 an den die Kontaktbahn bildenden Stellen um 9o° umgebogen oder durch
Stauchen verbreitert werden. Bei dieser Ausführungsform braucht jeder Rollenstromabnehmer
14 bzw. 15 nur eine ,einzige Rolle zu besitzen.
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In Fig. 8 ist 23 der Eisenkern eines Regeltransformators und 26 der
Kastenrahmen, durch den die Wicklung vom Eisenkern isoliert ist. i i ist ein von
oben sichtbares Windungsblech, das an der Stelle 24 aufgeschnitten und hier mit
dem vorhergehenden bzw. dem nachfolgenden Windungsblech zusammengeschweißt ist.
Das Windungsblech I I hat an der einen Stirnseite bei II vier rechteckige
Aussparungen. Nimmt' man nun ein Blech von genau gleicher Gestalt und dreht es gegenüber
dem Blech i i um i 8o', und zwar um die Mittelachse AIM, so liegen die rechteckigen
Aussparungen dieses Bleches an den mit I bezeichneten Stellen. Auf diese Weise lassen
sich für den Regeltransformator gleichartig gestanzte Bleche verwenden.
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Die, vorstehend geschilderte Kontaktbahnausführung ist nicht nur bei
Bühnenregeltransformatoren brauchbar, sondern auch bei solchen elektrischen Geräten
und Maschinen, bei denen die Kontaktbahn mit der Wicklung nicht unmittelbar vereinigt
ist.