DE73970C - Augenblicksausschalter zur Regelung der Umdrehungsgeschwindigkeit elektrischer Treibmaschinen - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21: Elektrische Apparate.

SIGMUND BERGMANN in BERLIN.

Treibmaschinen.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 28. Juli 1892 ab.

Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf Ausschalter zum Oeffhen und Schliefsen elektrischer Stromkreise durch eine augenblicklich wirkende Einrichtung, und zwar beruht das Wesen dieser Erfindung in der Anwendung eines um eine Achse drehbaren Ausschalters oder Umschalters, der nach rechts oder links aus seiner die Unterbrechung des Stromes bewirkenden Lage gedreht werden kann und bei welchem in beiden Drehrichtungen das Oeffhen und Schliefsen sich plötzlich vollzieht.

Auf beiliegender Zeichnung ist:

Fig. ι eine Seitenansicht des Ausschalters unter Entfernung der vorderen Seitenwand des umgebenden Gehäuses;

Fig. 2 stellt einen Querschnitt nach Linie x-x der Fig. 1, von rechts nach links gesehen, dar;

Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt durch die Mitte der Ausschaltertrommel und Stromschlüsse nach Linie \-\ der Fig. 5, während

Fig. 4 einen Querschnitt durch diese Trommel veranschaulicht;

Fig. 5 zeigt als Beispiel eine Anordnung der Stromschlufsstücke auf der Trommel, die Oberfläche derselben zur Ebene abgewickelt darstellend ;

Fig. 6 a, 6 b, 6 c, 6 d und 6 e stellen Seitenansichten der verschiedenen Stromschlufsstücke dar und

Fig. 7 ist ein Schnitt durch eines dieser Stücke nach Linie jr-y der Fig. 6 a.

Es ist oft von Werth, einen Umschalter zu haben, der, in einer Richtung bewegt, den Stromkreis schliefst oder umschaltet und in der anderen Richtung den Stromkreis unterbricht oder die Stromrichtung umkehrt, oder auch, in verschiedenen Drehrichtungen bewegt, den Stromkreis in verschiedenen Richtungen schliefst oder umschaltet.

Im vorliegenden Falle ist der Umschalter mit einem Motor in Verbindung gedacht, der aus mehreren, hier zwei, Wickelungen und einem Feldmagneten besteht und an ein Dreileiter- oder ein ähnliches Stromzuführungssystem angeschlossen ist.

In der beiliegenden Zeichnung sind in Fig. 1 . mit α der.Umhüllungskasten, mit b die Lager ■ bezeichnet, welche die Achse c tragen, auf der die Trommel d aus Holz oder anderem Isolirstoff aufgesetzt ist. Auf dem Trommelumfang ist die erforderliche Anzahl von Stromschlufsstücken angeordnet. Sie bestehen aus gebogenen Metallplatten e, welche mit senkrechten' Rippen f versehen sind und sich der Form der Trommel anpassen.

Wie in Fig. 5 gezeigt, sind diese Stromschlufsstücke von verschiedener Länge, so dafs die Stromkreise in der gewünschten Reihenfolge umgeschaltet werden können.

Die Stromschlufsstücke sind in parallelen Kreisen angeordnet. Die Lücken zwischen je zwei anstofsenden Stücken sind mit Stücken von gleicher Form, aber nichtleitendem Stoff ausgefüllt. (Dieselben sind in der Zeichnung fortgelassen.) Infolge dessen wird die Wirkungsweise des Umschalters gleichmäfsiger, da hierdurch die erzeugte Reibung der unter der Trommel angeordneten und sich gegen die

(2. Auflage, ausgegeben am 12. November igoo.)

Rippe f von zwei Seiten legenden Stromschlufsfedern g g¹ an allen Stellen die gleiche ist.

Die Anzahl der Stromschlufsfedern g g^l ist abhängig von der Zahl der zu regelnden Stromkreise. Diese Stromschlufsfedern sind an ihren unteren Enden, wie in Fig. 2 angedeutet, drehbar gelagert, während sie sich an ihren oberen Enden gegen die Rippen f legen, so dafs auf diese Weise zwischen den Stromschlufsfedern und den Rippen elektrische Verbindung hergestellt wird.

Wie aus Fig. 5 ersichtlich, steht die mittlere Reihe der gerippten Stromschlufsstücke weder unter sich, noch mit den übrigen Stromschlufsstücken des Umschalters in leitender Verbindung, und zwar zu dem Zweck, den Strom zu unterbrechen, sobald die Stromschlufsfedern g g^l mit dieser Reihe von Stromschlufsstücken in Berührung sind. Die Stromschlufsstücke zu beiden Seiten dieser mittleren Reihe sind zum Theil durch punktirt dargestellte Drähte unter einander verbunden.

Fig. 4 zeigt die Anordnung dieser· Drähte j im Querschnitt.

Bei i i¹, Fig. 2, sind zwei aufrechte Arme k k^l drehbar gelagert, welche zwei etwa aus Holz hergestellte und sich längs sämmtlicher Strornschlufsfedern g g¹ erstreckende· Längsschienen m m^l tragen. Eine Schraubenfeder η verbindet diese beiden drehbaren Arme und zieht die Schienen m m¹, wie Fig. 2 zeigt, mit einer Kante gegen die Stromschlufsfedern g g¹; bei dieser Stellung werden gleichzeitig die Arme k k^l gegen geeignete Anschläge 0 gedrückt, so dafs die Feder η die Arme nur bis an diese Anschläge ziehen kann. Die Arme k k^[ tragen zwei Lager ρ ρ', in welchen zwei Sperrhebel q q¹ schwingend gelagert sind, deren Neigung durch Stellschrauben r r¹ genau eingestellt werden kann. Die benachbarten ge- ·■ gabelten Enden der beiden Sperrhebel q q¹ umfassen an ihrer Stirnseite die gewellte, in der Mitte der Umschaltungstrommel befindliche Scheibe s. und legen sich nach jeder Schaltung der Scheibe s gegen einen der aus ihr beiderseitig herausragenden Stifte.

Bei u M¹ sind Arme ν ν¹ gelagert, welche an ihren oberen Enden Rollen n> w^l tragen; die letzteren ruhen in den Vertiefungen der gewellten Scheibe s und gleiten über die erhabenen Stellen derselben hinweg, so dafs auf diese Weise eine Einstellvorrichtung gebildet ist, durch welche die Umschaltertrommel festgestellt wird.

Die Hebel vv^l sind mit Schraubenfedern χ χ¹ versehen, welche sie in der durch die Zeichnung veranschaulichten Stellung erhalten.

Der Umschalter wird durch eine Kurbel bewegt, welche eine Vor- oder Nacheilung gestattet, wie in Fig. 1 des Zeichnung dargestellt. Dieselbe hat eine cylindrische, der Spindel c, Fig. 1, angepafste Nabe α, deren ausgenuthete Stelle β jedoch erheblich länger ist als die Breite der auf der Achse c befindlichen Feder y. Nabe α. ist mit Armen γ und Handgriff d versehen.

Die Wirkungsweise des Umschalters ist nun die folgende:

Wird die auf der Achse c angebrachte Kurbel α in Bewegung gesetzt, z. B. nach rechts hin, so wird Stift t nach links gedrückt. Dieser dreht den Arm k¹ mit der Schiene m) durch den Hebel q¹ und spannt die Feder n.

Die oberen Enden der Stromschlufsfedern g g¹ werden dabei durch die Reibung auf den Stromschlufsstücken in der Drehrichtung mitbewegt. Gleichzeitig werden die Rollen w w^l durch die erhöhten Stellen des Ringes s aus einander gedrückt, wodurch die Federn χ x^l gespannt werden. Sobald sich die Umschaltertrommel eine gewisse Strecke vorwärts bewegt hat, gleitet Stift t von dem Ende des Sperrhebels ^¹ ab, und es zieht sich Feder η zusammen, wodurch Schiene m¹ plötzlich zurückschnellt und gegen die Stromschlufsfedern g g^l schlägt, so dafs die letzteren von den Stromschlufsstücken/, mit welchen sie bisher in Verbindung standen, abgedrückt werden, um plötzlich mit der nächstfolgenden Reihe bezw. anderen Stellen derselben Stromschlufsstücke in Verbindung zu treten, wie z. B. in Fig. 5 durch die punktirte Linie »erste Stellung« angedeutet ist. Dadurch wird ein plötzliches Schliefsen des Stromkreises bewirkt.

Wird die Umschaltertrommel um eine Abtheilung weitergedreht, so wiederholt sich dieselbe Bewegung, indem die Stromschlufsstücke plötzlich von der ersten Stellung zu der nächstfolgenden »zweiten Stellung« überspringen u. s. w., bis die Schaltungstrommel wieder in ihre Ruhelage zurückgedreht wird, in welcher der Strom unterbrochen ist. Der entsprechende Vorgang findet statt, wenn sie nach links gedreht wird.

Die Theile sind so angeordnet, dafs von den .Rollen n> w^l die Scheitelhöhen der nach aufsen hervortretenden Wellen der Scheibe s in dem Augenblick überschritten werden, in welchem der Stift t von der Sperrklinke q' freigegeben ist, wodurch die Federn χ x¹ mit der Feder η zusammenwirken, um die Stromschlufsstücke zurückschnellen zu lassen. Der Hauptzweck der Rollen J^ w¹, sowie der Federn χ x^l ist der, die Umschaltertrommel derart einzustellen, dafs die Stromschlufsstücke mit den Federn g g¹ jedesmal genau in der gewünschten Weise in Berührung kommen und unbeabsichtigte Zwischenstellungen vermieden werden.

Die Kurbel α, mit der die Schaltungstrommel bewegt wird, ist, wie bereits erwähnt, so ein-

gerichtet, dafs sie eine Voreilung der Drehachse gestattet, so dafs die Federn die Umschaltertrommel unabhängig von der Kurbel voreilen lassen können.

In Fig.. 5 ist im Schema ein Dreileiterstromkreis mit einem elektrischen Motor von zwei Ankerwickelungen A A¹ mit getrennten Stromwendern gezeichnet. Durch M ist ein getrennter Erregungsmagnet in Parallelschaltung und durch k sind die Stromschlufsvorrichtungen angedeutet, welche den Stromschlufsfedern g g' in Fig. ι entsprechen. Diese Stromschlufsvorrichtungen sind bezw. mit dem positiven, negativen und Null - Leiter des Stromes und mit den Windungen des Elektromotors verbunden.

Verfolgt man den Stromschlufs bei den einzelnen Stellungen des Umschalters, so ist ersichtlich , dafs nur der Strom des Magneten M geschlossen ist, sobald die Schaltungstrommel an der ersten Stellung in Verbindung mit den Stromschlufsvorrichtungen k gebracht wird, indem die Stromschiufsstücke e¹ e¹¹ nur die beiden unteren Stromschlufsvorrichtungen k mit einander verbinden. In der zweiten Stellung des Umschalters treten die Stromschiufsstücke e' e¹¹ e^m e^IV e^v und e^VI in Thätigkeit und bringen die Ankerwindungen in Reihenschaltung mit dem positiven und Null-Leiter, gleichzeitig den Magnetstromkreis geschlossen haltend.

In der »dritten Stellung« des Umschalters sind die beiden Ankerwindungen in Reihenschaltung mit dem positiven und negativen Leiter, während in der »vierten Stellung« die Ankerwindungen sich in mehrfacher Parallelschaltung mit dem positiven und negativen Leiter befinden.

Angenommen, der Umschalter befände sich in seiner Nullstellung und es wäre erwünscht, den Stromkreis durch die auf der entgegengesetzten Seite liegenden Stromschiufsstücke zu schliefsen, so ist nur erforderlich, die Kurbel entgegengesetzt zu drehen, wodurch Stift t nach rechts gedreht wird und einen Druck auf den Hebel q . ausübt, der weiter auf Arm k, Schiene m und. Feder η wirkt, genau in derselben Weise, wie vorher beschrieben.

Während in der Zeichnung eine einzige Feder η angegeben ist, um die Arme k und k¹ mit einander zu verbinden, kann jeder Arm eine besondere Feder besitzen, deren eines Ende an irgend einem geeigneten Punkt festgelegt sein kann.

Es ist klar, dafs der Umschalter auch ohne die Rollen w w^l verwendbar ist, nur dafs die Wirkungsweise desselben in diesem Falle eine weniger vollkommene sein wird. Die Gruppirung der Stromschiufsstücke auf der Umschaltertrommel ist nur ein Beispiel, und es beschränkt sich die vorliegende Erfindung nicht auf diese einzige Anordnung oder auf eine bestimmte Anzahl von Stromschlufsstücken oder Federn. Auch ist es nicht unbedingt erforderlich, dafs die Stromschiufsstücke mit senkrechten Rippen versehen sind, gegen welche sich die Stromschlufsfedern g g¹ legen.

Claims (1)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Augenblicksschalter zur Regelung der Umdrehungsgeschwindigkeit elektrischer Treibmaschinen mit einer aus nichtleitender Masse bestehenden, nach zwei Richtungen drehbaren Trommel (dj, auf deren Umfang in bekannter Weise in parallelen Kreisen angeordnete Stromschiufsstücke (ef) von . verschiedener Länge in entsprechendem Abstand und entsprechender Versetzung von einem Kreis zum anderen sich befinden, gekennzeichnet durch die Anordnung von auf einer gemeinsamen Achse drehbar gelagerten Stromschlufsfedern (g g¹), die durch Federkraft in Ruhelage gehalten werden und gegen die Stromschiufsstücke (ef) schleifen, derart, dafs bei einer Drehung der Trommel (d) aus einer Stellung in die nächste diese Stromschlufsfedern durch Reibung auf eine gewisse Strecke mitgenommen, sodann aber durch Federwirkung in ihre Ruhelage zurückgeschnellt werden.

   2·· Bei dem unter i. gekennzeichneten Augenblicksschalter die Anordnung einer mit Stiften (t) und auf ihrem Umfang mit kreisförmigen Ausschnitten versehenen Scheibe (ty, deren Stifte bei der Schaltung der Trommel (d) nach einander auf einen Hebel (q¹ oder q) derart einwirken, dafs der an einem schwingenden Quersteg (m¹ oder m) drehbar gelagerte Hebel sammt dem Quersteg so weit mitgenommen wird, bis Stift (t) an dem Hebel vorbeigeht, so dafs letzterer sammt dem Quersteg infolge Federwirkung in seine Ruhelage zurückkehrt und die zwischen den Querstegen (m m¹) gelagerten Stromschlufsfedern (g g¹) in ihre Ruhelage zurückschnellt.

   3· Bei dem unter i. gekennzeichneten Augenblicksschalter die Anordnung von Rippen (f) auf den Stromschlufsstücken (e), an welche Rippen die gegabelten Stromschlufsfedern (g g¹) sich anlegen und so bei der Drehung der Trommel (d) durch Reibung mitgenommen werden.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.