DE74411C - Vorrichtung zur selbsttätigen Ein- und Ausschaltung der primären Wicklung elektrischer Stromumwandler in das bezw. aus dem Verteilungsnetz - Google Patents

Description

WWl

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21: Elektrische Apparate.

Α- MÜHLE in BERLIN.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 19. April 1893 ab.

Der Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Einschaltung des primären oder hochgespannten Stromkreises der Wechselstromumwandler beim Schliefsen des secundären Stromkreises (bezw. Einschaltung einer oder mehrerer Lampen), sowie die Ausschaltung desselben bei Unterbrechung des secundären Stromkreises (Ausschaltung sämmtlicher Lampen) auf selbstthätige Weise zu bewirken.

Dieser Zweck wird erreicht durch die unten beschriebenen und in den Zeichnungen dargestellten Vorrichtungen, denen sämmtlich die folgenden Grundgedanken zu Grunde liegen.

Es wird von dem secundären Strom oder von einem Theil desselben während der Zeit, dafs er mit einer Elektricitätsquelle verbunden ist, eine gewisse Menge Energie aufgespeichert oder mit anderen Worten ein gewisser Theil der wirksamen Energie dieses secundären Stromes wird in potentielle Energie umgewandelt. Ein Theil der so aufgespeicherten Energie wird in dem Augenblick, wo der secundäre Stromkreis durch Einschalten einer Lampe geschlossen wird, dazu verwendet, einen Mechanismus in Bewegung zu setzen, welcher die Verbindung zwischen den Hochspannungsleitern und den primären Windungen des Umwandlers herstellt. Ein anderer Theil dieser aufgespeicherten Energie wird zur Bewegung eines ähnlichen Mechanismus benutzt, welcher die primären Windungen des Umwandlers bei Unterbrechung des secundären Stromkreises (Ausschaltung sämmtlicher Lampen) aufser Verbindung mit den Haupt- oder Hochspannungsleitern setzt.

Vortheilhafter ist es jedoch,, wenn diese beiden von einander getrennten Mechanismen zu einem einzigen Mechanismus ausgebildet werden, welcher im Stande ist, die Arbeit beider zu verrichten.

Letzteres wird erreicht durch Anwendung eines Systems von Relais oder elektrischen Auslösungsvorrichtungen, welche von einerTrockenzelle oder anderen Batterie oder von einem zwischen den Hauptleitern befindlichen Stromkreis von hohem Widerstand gespeist werden. Eines oder mehrere dieser Relais sind so bebeschaffen, dafs sie die Auslösung desjenigen Mechanismus bewirken, welcher im Augenblick des Schliefsens des secundären Stromkreises die primären Windungen des Umwandlers mit den Hauptleitern verbindet, während ein anderes oder die anderen Relais denjenigen Mechanismus auszulösen haben, welcher im Augenblick der Unterbrechung des secundären Stromkreises die primären Windungen des Umwandlers aus den Hauptleitern ausschaltet.

Um die Energie aufzuspeichern, benutzt man entweder die Abstofsungskraft, welche Wechselstromelektromagnete auf geschlossene Ringe ausüben, die, an Hebelarmen angebracht, so weit aufwärts getrieben werden können, bis die Hebel oder Ringe von Fängern ergriffen und gehalten werden, welche von dem oben erwähnten Relais bewegt werden — oder man macht Gebrauch von dem Umstände, dafs ein

Solenoid oder eine Spule in ein anderes Solenoid oder in eine Reihe von nach einander in den Stromkreis eingeschalteten Solenoiden oder Spulen eingezogen oder von denselben ausgestofsen wird — oder man benutzt die gegenseitige Anziehungs- und Abstofsungskraft von Elektromagneten. Auch könnte man Elektromotoren verwenden, welche Gase comprimiren oder Federn zusammendrücken oder Gewichte emporziehen, wobei die so aufgespeicherte Energie im gegebenen Falle durch die Relais wieder ausgelöst werden kann.

Fig. ι zeigt theils in Seitenansicht, theils im Schnitt eine solche Vorrichtung, bei welcher durch das Einziehen eines beweglichen Solenoids oder einer Spule in eine Reihe von nach einander erregten Solenoi'den oder Spulen Energie aufgespeichert wird.

Fig. 2 ist eine Endansicht mit theilweisem Schnitt eines Theiles derselben Vorrichtung.

Fig. 3 ist ein waagrechter Schnitt durch die Vorrichtung, den Schalthebel B zeigend.

Fig. 4 ist ein senkrechter Schnitt durch den Hebel B,

Fig. 5 ein waagrechter Schnitt nach Linie n-^ der Fig. 2,

Fig. 6 ein waagrechter Schnitt nach Linie x-y der Fig. 2.

Fig. 7 stellt eine zweite Ausführungsform der Vorrichtung dar, bei welcher die Reihe von Spulen in einem Kreisbogen angeordnet ist, während die bewegbare Spule über die Spulenreihe hinweg sich bewegt und diese Spulen der Reihe nach umgiebt, wobei die in Fig. ι und 2 gezeigte Spiralfeder weggelassen ist, da die Spule infolge des Gewichtes des sie tragenden Hebels stets geneigt ist, die tiefste Stellung einzunehmen.

Fig. 8 ist eine Oberansicht derselben Vorrichtung.

Fig. 9 zeigt eine Einzelansicht des die bewegbare Spule P tragenden Hebels, von oben gesehen.

Fig. io stellt eine Seitenansicht des innerhalb des Hebels A sich bewegenden Kolbenkernes dar.

Fig. 11 zeigt eine andere Ausführungsform der Vorrichtung, bei welcher eine geschlossene Spule (mit welcher bessere Erfolge als mit. einem Ring erzielt wurden) von einem Wechselstromelektromagneten oder von einem offenen Stromkreisumwandler abgestofsen wird.

Fig. 12 stellt eine abgeänderte Form der in Fig. ι und 2 gezeigten Vorrichtung dar, bei welcher dadurch Raum erspart wird, dafs der Schalthebel B weggelassen ist.

Fig. 13 zeigt einen waagrechten Schnitt nach Linie x-y, Fig. 12.

Fig. 14 ist eine schematische Darstellung der Verbindungen der verschiedenen Theile der Vorrichtung unter einander und mit dem Umwandler und dem secundären Stromkreis.

Die in Fig. 1 bis 6 gezeigte Vorrichtung besteht aus einem aufrechten, vorzugsweise aus Kanonenmetall gefertigtem Gestell H, welches auf einer von Schiefer oder anderem Isolirstoff hergestellten Grundplatte K gut befestigt ist. Letztere dient zugleich zur Befestigung der anderen Theile der Vorrichtung. In der Mitte dieses Gestelles sind die aus isolirtem Kupferdraht hergestellten Spulen RR¹R² u. s. w. über einander angeordnet und daselbst befestigt. Dieselben sind durch dünne Lagen von Vulkanit oder anderem Isolirstoff von einander getrennt, und es schliefst jede Spule ein Kernrohr von dünnen Eisendrä'hten ein, welche die magnetische Wirkung erhöhen soll. Die ganze Spulenreihe ist von einem Ende bis zum anderen von einem dünnen Messingrohr durchzogen. P ist eine bewegliche, fest gewickelte Spule, deren Länge etwas gröfser ist, als die einer jeden feststehenden Spule und welche entweder einen Kern von Eisendrähten einschliefst, oder von einem Mantel von Eisendrä'hten umgeben sein kann. Die Spule P hat einen solchen Durchmesser, dafs sie genau in das Messingrohr hineinpafst, dabei aber doch im Stande ist, leicht von einem Ende des Messingrohres zum anderen zu gleiten. Sie ist an dem einen Kopfende durch eine Metallstange starr mit dem Kolben ρ verbunden, welcher innerhalb eines von den Schienen H\ Fig. 6, und zwei Wänden gebildeten Schachtes auf- und abbeweglich ist. Dieser Kolben ρ ist ähnlich wie die gewöhnlichen Dampfkolben mit Federn ausgestattet, welche einen Druck auf die,Wände des Schachtes ausüben. An der einen Wand befindet sich ein langer Metallstreifen g (s. Fig. 14), Fig. 2, und an einer anderen Wand sind kurze, vom Gestell H und unter einander isolirte, einen Stromwender bildende Metallstreifen angeordnet, von denen jeder je mit einem Drahtende der hohlen Spulen RR¹R² u. s. w. leitend verbunden ist (Fig. 1). Vom unteren Kopfende der beweglichen Spule geht ein biegsamer isolirter Doppelleiter ab, der mit den Enden der Drahtumwicklung der Spule verbunden und ähnlich gestaltet ist, wie diejenigen, welche in Verbindung mit beweglichen Glühlampen angewendet werden. Dieser Doppelleiter .ist über Rollen geführt und besitzt eine solche Länge, dafs er die Spule P an ihrer Aufwärtsbewegung bis zum obersten Ende des Messingrohres nicht hindert. Der Doppelleiter verzweigt sich bei w in zwei einzelne Leiter, welche die beiden entgegengesetzten Kopfseiten der beweglichen Spule P mit der Klemme t und den zugehörigen Schalthebeln verbinden. Das untere Kopfende der beweglichen Spule ist ferner durch eine Spiralfeder Q. mit dem Schalt-

hebel B verbunden, welcher in den Fig. ι und 2 in seiner niedrigsten Stellung gezeichnet ist, d. h. in einer solchen Stellung, bei welcher er den Stromschlufs zwischen den Hochspannungsklemmen T T¹ herstellt und auch die beiden Stöpsel s und s² Stromschlufs herstellen läfst, von denen s'² ■ die Verbindung der beiden Klemmen t und t^l (in Fig. i und 14 punktirt gezeichnet) mit einander bewirkt und so den secundären Stromkreis schliefst, während der Stöpsel s die Spulenreihe R R¹ R² u. s. w. und die bewegliche Spule P (welche selbst parallel zu den einzelnen Spulen geschaltet ist) mit den Lampen des secundären Stromkreises parallel schaltet (Fig. 14). Der Schalthebel B, welcher aus Vulkanit oder irgend einem festen Isolirstoff hergestellt ist, sitzt fest auf der in Lagern des Trägers F drehbaren Welle a, und ist an seinem Ende mit dem Hochspannungsstöpsel 5 versehen. Dieser besteht aus drei Metallstäben, welche an den Enden mit einander verbunden sind; der unterste, vorzugsweise aus Phosphorbronze hergestellte Metallstab übermittelt den Strom, sobald er auf den V-förmigen Klammern T T¹ aufruht (Fig. 1 und 3). Die drei Stäbe sind zur weiteren Sicherheit in ein Rohr aus Kautschuk oder ähnlichem Isolirstoff eingeschlossen, welches Rohr an seinen Enden ausgeschnitten ist, um dem untersten Stab die Möglichkeit zu geben, Stromschlufs zwischen den Klemmen T T¹ herzustellen. Die Befestigung dieses Rohres wird durch Verbindung der Enden desselben mit den Enden zweier Isolirungsbänder _/"_/, Fig. 3, gesichert. Der Schalthebel B trägt ferner metallische Stromschlufsstücke ηη^λη² und i, welche sämmtlich von einander und von dem Stöpsel S isolirt sind, zum Zwecke der Einschaltung der Stöpsel s s¹ und s² und der Herstellung eines Stromschlusses mit dem Anker des kleinen Elektromagneten m\ Auf dem Träger / sind zwei Relaisvorrichtungen r und r¹ angeordnet, von denen r einem gewöhnlichen Galvanometer gleicht, bei dessen Erregung durch einen schwachen Strom die zwischen seinen Spulen aufgehängte Magnetnadel abgelenkt und bei ο mit dem kleinen Leiter Stromschlufs bildet (Fig. 1), während das Relais r¹ aus einigen Windungen eines kürzeren isolirten Drahtes besteht und einen Theil des secundären Stromkreises bildet, bei dessen Schliefsung diese Drahtwindungen einen kleinen Eisenkern, entgegen der Wirkung einer Feder anziehen und so lange angezogen erhalten, als der Stromkreis geschlossen ist. Statt ■ dieser Einrichtung kann aber auch eine solche verwendet werden, bei welcher eine weiche Eisennadel durch eine Spule oder einen Magneten angezogen und der gewünschte Stromschlufs erst nach dem Zurückkehren der Nadel in ihre Ruhelage hergestellt wird. Aber auch andere ähnliche Anordnungen können' zur Verwendung gelangen, m und m¹ sind zwei kleine Elektromagnet^, welche durch die Trockenzelle D erregt werden, sobald Strom durch eine der beiden Relaisvorrichtungen r oder r¹ geschickt wird. ;

Während der Anker von m in seiner Ruhelage dazu dient, den Kolben ρ mittelst einer Klinke oder Falle zu ergreifen und damit auch die bewegbare Spule P in ihrer höchsten Stellung festzuhalten, hat der Elektromagnet m^l die Aufgabe, den Schalthebel B in der in den Fig. ι und 2 dargestellten Lage festzuhalten, selbst wenn die Spiralfeder Q gespannt ist, oder das Bestreben hat, den Schalthebel B zu heben.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist nun folgende:

Bevor irgend eine der Lampen eingeschaltet wird, stehen die primären Windungen des Umwandlers aufser Verbindung mit den Hochspannungsleitern, während der Schalthebel B die bewegbare Spule P und der Kolben ρ in ihrer höchsten Lage sich befinden, wobei ρ durch den Anker des Elektromagneten m; Fig. 14, festgehalten wird. Wie leicht ersichtlich, befinden sich in der erwähnten Lage des Hebels B die Stöpsel Ss und s'² aufser Berührung, während der Stöpsel s¹ Stromschlufs herstellt.

Schliefst man nun den Hausstromkreis durch Einschaltung irgend einer der Lampen S³ oder S⁴ u. s. w., so wird der Stromkreis der Trockenzelle D ebenfalls geschlossen und der Strom geht vom positiven Pol der letzteren durch die Galvanometerspule r, den Leiter /, die Lampen S³ S* und durch den Leiter L und Z¹ zurück zu dem negativen Pol der Trockenzelle unter Vermittelung des Stöpsels s¹. Der Trockenzellenstrom ist beim Durchgang durch das Relais r, wenn nur eine Lampe in den Stromkreis eingeschaltet ist (welche mit r parallel geschaltet ist), zwar zu schwach, um irgend welche mechanische Wirkung hervorzubringen, er genügt jedoch vollkommen, um die Nadel zur Ablenkung und in Berührung mit dem Stift 0 zu bringen. Sobald dies stattgefunden hat, wird die Trockenzelle durch den Elektromagneten m geschlossen, wie aus Fig. 14 ersichtlich ist. Der Elektromagnet m ist dabei so stark erregt, dafs sein Anker den Kolben ρ freigiebt, so dafs dieser zugleich mit der bewegbaren Spule P, der Spiralfeder Q und dem Schalthebel B sich abwärts bewegen kann, bis in die in Fig. 1 gezeichnete Lage. In dieser Lage sind einestheils die Klemmen T T¹ mit einander leitend verbunden, wodurch ebenfalls die Verbindung zwischen den primären Windungen des Umwandlers und den Hochspannungshauptleitern hergestellt wird und

anderntheils sind die Stöpsel s und s² eingeschaltet und der Stöpsel s¹ ausgeschaltet.

Aus Fig. 14 ist zu ersehen, dafs die Reihe der Spulen R i?¹ i?² u. s. w. zusammen mit der beweglichen Spule P parallel mit den Lampen des Hausstromkreises geschaltet sind, und zwar unter Vermittelung des Stöpsels S und der Leiter L und L¹, wovon der letztere eine Bleisicherung % besitzt. Der Strom erregt daher die bewegliche Spule und geht dann durch die Leitungsdrähte Z² /³, durch das isolirte Stromschlufsstück g und den Kolben ρ in den untersten Theil des Stromwenders und dann in die unterste Spule R' der Spulenreihe und zurück zu dem Umwandler. Die Spule P wird bis zur Spule i?⁷ um die Länge derselben gehoben und der die gleiche Bewegung nach oben mitmachende Kolben ρ hebt die elektrische Verbindung zwischen R⁷ und dem Stromkreis auf, indem er den untersten Theil des Stromwenders verläfst und mit der Spule R⁶ Stromschlufs herstellt. Jetzt wird aber P wieder von dieser Spule R⁶ angezogen, d. h. gehoben u. s. w. auch von den anderen Spulen, bis P seine höchste Lage erreicht hat. (Der ganze Vorgang geht sehr rasch vor sich.) Ihre höchste Lage erreicht aber die Spule P erst dann, wenn der Kolben ρ durch den Anker des Elektromagneten m festgehalten wird, welcher infolge seiner Isolirung von g, Fig. 14, die elektrische Verbindung zwischen den Spulen R R¹ i?² u. s. w. der beweglichen Spule P und dem Hausstromkreis aufhebt, während die Feder Q bis zu ihrer äufsersten Grenze gespannt ist. Infolge des durch die Feder Q auf den Schalthebel B ausgeübten Zuges wird derselbe das Bestreben haben, in seine anfängliche Stellung zurückzukehren. Daran wird er aber durch den Anker des Elektromagneten m^l gehindert, der sich unter eine am Ende von B angebrachte Metallnase i legt, sobald B seine tiefste Lage erreicht hat. Durch diese Eigenschaften erhält die Vorrichtung eine gewisse Aehnlichkeit mit einer Büchse mit gespanntem Hahn, wobei der Anker von m¹ dem Drücker ■entspricht, und man wird daraus ersehen, dafs der Endzweck, eine gewisse Menge Energie aus dem Strom des Hausstromkreises in der Feder Q aufzuspeichern, erreicht ist.

Dieser Zustand erhält sich so lange, als Strom durch die Windungen der Relaisvorrichtung r¹ fliefst, d. h. so lange, als der secundäre Stromkreis zu dem Zwecke geschlossen ist, den Eisenkern in die Spule hineinziehen zu lassen und die beiden Stromschlufsstücke c und c¹ von einander fernzuhalten.

Wenn jedoch alle Lampen ausgeschaltet sind, d. h. der secundäre Stromkreis geöffnet ist, so hört der Strom auf, in r¹ zu wirken, weshalb der Eisenkern, der Wirkung seiner Feder folgend, aus den Windungen heraustritt und Stromschlufs zwischen den Stromschlufsstücken c und c¹ herstellt, welche mittelst des biegsamen Leiters /⁴, Fig. 1 und 14, der Metallnase i und des Ankers des Elektromagneten m den Stromkreis des Trockenelementes durch den Elektromagneten m¹ schliefsen, so dafs dieser seinen Anker anzieht und so die in der Feder Q aufgespeicherte Energie freigiebt. Jetzt ist es dem Schalthebel B möglich, dem Zuge der Feder Q zu folgen und in seine obere, ursprüngliche Lage zurückzukehren (Fig. 14), wobei er die leitende Verbindung zwischen T und T¹ aufhebt und die Stöpsel s und s² ausschaltet. Durch das mittelst eines Theiles des secundären Stromes bewirkte Aufsteigen des Schalthebels ist in demselben potentielle Energie aufgespeichert worden, welche verbraucht werden kann, um die Verbindung zwischen dem Umwandler und den Hauptleitern, wie vorbeschrieben, wieder herzustellen, sobald m von neuem erregt, d. h. eine Lampe eingeschaltet wird und dieselben Vorgänge selbstthätig wiederholt werden.

Bezüglich der an dem Schalthebel angebrachten Stöpsel ist zu bemerken, dafs 5 nicht so sehr nöthig ist, da die Spulen -RA¹U-SzW. und die bewegliche Spule P ausgeschaltet werden, so bald P und ρ ihre höchste Lage erreicht haben, während P und i², Fig. 14, stets in bester Verbindung mit dem secundären Stromkreis des Umwandlers sind. Der Stöpsel s ist vielmehr zu dem Zwecke vorgesehen, um den primären Stromkreis entweder vor oder nach dem Schliefsen irgend eines Theiles des secundären Stromkreises geschlossen zu halten. Der Stöpsel s² schliefst und unterbricht den Hausstromkreis, d. h. er verbindet den letzteren mit den secundären Klemmen des Umwandlers und dient in ausgeschaltetem Zustande dazu, die Trockenzelle vor einer Verbindung mit secundären Windungen des Umwandlers zu bewahren (Fig. 14). Dem Stöpsel s¹ liegt die Aufgabe ob, die Trockenzelle zu verhindern, Strom an die secundären Windungen des Umwandlers abzugeben, wenn der secundäre Stromkreis mittelst der Klemmen tt¹ geschlossen ist.

Es mag noch darauf hingewiesen werden, dafs die bewegliche Spule P auf Kosten einer gröfseren oder kleineren Kraftwirkung durch einen vorzugsweise gewalzten Eisenkern ersetzt werden kann.

In den Fig. 7 und 8 ist eine Ausführungsform der Vorrichtung veranschaulicht, bei welcher die Spulen R jR¹ i?² u. s. w. nicht senkrecht über einander, wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt, sondern in einem Kreisbogen angeordnet sind. Die festen Spulen sind in diesem Falle nicht hohl, wohl aber ist die bewegliche Spule P mit einer Oeffhung von solcher lichten

Weite versehen, dafs sie bei ihrer Bewegung die festen Spulen JR i?¹ u. s. w. nach einander umschliefsen kann. Sowohl die bewegliche als auch die festen Spulen sind wie in Fig. ι und 2 mit besonderen Kernen aus gewalztem Eisen oder Eisendrähten versehen. Die Spulen R R¹ u. s. w. sind sa'mmtlich mit ihren einen Drahtenden parallel geschaltet, während ihre anderen Drahtenden mit den Theilen des kreisförmigen Stromwenders k verbunden sind. An letzterem ist aufserdem eine Metallscheibe k^l starr befestigt, welche vom Stromwender k isolirt ist. Der die bewegliche Spule P tragende Hebel A ist an dem, von P am weitesten entfernten Ende gegabelt und eine Seite der Gabel trägt zwei Bürsten b und £>', welche mit k und k¹ Stromschlufs bilden, während beide Seiten der Gabel in zwei Ringen h h endigen, welche lose auf der den Stromwender k tragenden festliegenden Achse α ruhen.

Der die Spule P mit der Gabel verbindende Theil des Hebels A ist mit isolirtem Draht bewickelt und hohl hergestellt. Das so den Kern einer Spule bildende ■ Rohr besteht aus weichem Eisen und dient zur Aufnahme eines Kolbenkernes, dessen eines Ende als Gelenk ausgebildet ist, während dessen anderes, der Spule zugekehrtes Ende gegen eine Spiralfeder drückt (Fig. 9 und 10).

Der Schalthebel B, welcher ebenfalls um die feststehende Achse α drehbar ist, ragt über letzteren hinaus und wird durch das vorstehende Ende des in dem mittleren Theil des Hebels A angeordneten Kolbenkernes in der in Fig. 7 gezeichneten Stellung festgehalten, sobald die Spule P ihre unterste Lage erreicht hat. Die ganze Vorrichtung besitzt genau dieselben Stromkreisverbindungen, wie die in Fig. ι und 2 gezeigte, bezw. wie die Leiter L und L¹ der Fig. 14.

Die Spule )w, welche den Hebel A umgiebt, entspricht dem Elektromagneten m der Fig. 1, und wird daher durch das Relais r erregt, während der an dem obersten Theil der Vorrichtung angeordnete Elektromagnet m¹ mit dem Relais r¹ verbunden ist.

Die Wirkungsweise dieser eben beschriebenen Ausführungsform der ersten Vorrichtung ist folgende:

Die Fig. 7 giebt diejenige Lage der einzelnen Theile der Vorrichtung an, bei welcher noch keine Lampen eingeschaltet sind. Wird nun eine Lampe eingeschaltet, so wird die Trockenzelle kurzgeschlossen, und zwar durch die bewegliche Spule P, unter Vermittelung des festen Stromschlufsstückes ν und der Relaisvorrichtung r, also genau wie bei der in Fig. ι gezeichneten Vorrichtung. Hierdurch wird der in A angeordnete Kolbenkern, entgegen der Wirkung seiner Feder, in die Spule m eingezogen, was die Auslösung des Schalthebels B zur Folge hat, welcher dann bei seiner Abwärtsbewegung mittelst seiner Stöpsel 5 bezw. s² Stromschlufs sowohl in dem primären als auch in dem secundären oder Hausstromkreis herstellt. Die Spulen werden dann seitens des secundären Stromkreises erregt, wobei der Strom durch den Leiter L dem Stromwender k^l zugeführt wird, von welchem aus er in die Bürste b^l und dann rund um die Spule P herum und schliefslich zurück zu der Bürste b fliefst. Beide Bürsten b und b^l folgen der Bewegung des Hebels A, halten also den Stromkreis so geschlossen, dafs jede der festen Spulen, sobald die bewegliche Spule P sich ihrer Stirnseite nähert, sofort die unterhalb befindliche feste Spule aus dem Stromkreise ausschaltet.

Die Spule P und der Hebel A werden daher mit grofser Schnelligkeit nach oben gedreht, und zwar in derselben Weise wie bei der in den Fig. 1 bis 6 dargestellten Vorrichtung, bis A und P eine nahezu senkrechte Lage eingenommen haben (punktirt in Fig. 7), in welcher sie durch den Anker des Elektromagneten m¹ festgehalten werden.

Bei Unterbrechung des Hausstromkreises wird m¹ durch die Trockenzelle unter Vermittelung der Relaisvorrichtung r¹ genau so erregt, wie bei Fig. 1. Der Anker von m¹ wird daher angezogen und verursacht das Zurückfallen des Hebels A und der Spule P in ihre ursprüngliche Lage.

Während ihres Zurückfallens kommt das Ende des im Hebel A angeordneten Kolbenkernes in Berührung mit dem in die Gabel von A vorstehenden Theil des Schalthebels B, wodurch dieser niedergedrückt und in die in Fig. 7 gezeichnete Stellung gebracht wird. Der Kolbenkern ist an seinem vorstehenden Ende so beschaffen, dafs er ein Aufwärtssteigen des Hebels A gestattet, wenn der Schalthebel sich in seiner untersten Lage befindet. Wenn die Spule P ihren höchsten Punkt erreicht hat, ist die Bürste b auf einen isolirten Theil des Stromwenders zu liegen gekommen, wodurch die Verbindung zwischen der Vorrichtung und dem secundären Stromkreis aufgehoben ist.

Eine einfache Vorrichtung, welche mit der Trockenzelle mittelst des Hebels A und des Ankers des Elektromagneten m^l leitend verbunden ist, verhindert den Strom der Trockenzelle nach dem Umwandler zu fliefsen, während der Hausstromkreis geschlossen ist.

Fig. 11 zeigt eine Ausführungsform dieser Vorrichtung, bei welcher die von einem Wechselstromelektromagneten oder von einem offenen magnetischen Stromkreisumwandler auf eine geschlossene Spule ausgeübte Abstofsungskraft dazu verwendet wird, um die nöthigen Bewegungen auszuführen.

Der Hebel A und der Schalthebel B werden bezüglich ihrer Einrichtung und Beschaffenheit zweckmäfsig ebenso wie die in den Fig. 7 und 9 gezeichneten gestaltet. Jedoch braucht die Spule P gar kein Eisen zu enthalten und der Eisenbeschlag an dem Hebel A kann vortheilhaft in einiger Entfernung von P aufhören.

Die Enden der Spule sind mit den Bürsten b und b¹ verbunden, welche auf einem metallenen Kreisbogenstück K schleifen. In das Ende des letzteren ist ein Stück Isolirstoff eingelegt, welches in der Zeichnung durch eine dicke schwarze Linie kenntlich gemacht ist.

Die Spule A ist durch das Stromschlufsstück ν mit der Trockenzelle und dem Relais r verbunden (ähnlich wie bei Fig. 7), welches infolge dessen erregt wird, sobald eine Lampe eingeschaltet ist. Durch die Erregung des Relais wird der Kolbenkern von A eingezogen und dieser bietet hierdurch dem Schalthebel die Möglichkeit, den Stromschlufs zwischen T und T¹ herzustellen und so die primären Windungen des Umwandlers einzuschalten. Der Stöpsel s² für den Hausstromkreis und der Batteriestöpsel s^] werden also, wie in den anderen Fällen, durch den Schalthebel B ein- und ausgeschaltet, obgleich dies in Fig. 1 1 nicht veranschaulicht ist.

Es wird daher P in die punktirt gezeichnete Lage versetzt, sobald eine der Bürsten b b^x in isolirtem Zustande den Stromkreis der Spule P unterbricht. Letztere wird in ihrer Lage durch den Anker eines Elektromagneten (hier nicht veranschaulicht) festgehalten, welcher in ähnlicher Weise erregt wird, wie m^l in Fig. 7.

Werden alle Lampen ausgeschaltet, so fällt der Hebel A sammt der Spule P abwärts, wodurch der Schalthebel B in die gezeichnete Lage gebracht wird. Falls nöthig, kann der Hebel A auch mit Gegengewicht versehen werden, so dafs dann nur das Gewicht von P von der Abstofsungskraft zu überwinden wäre. Statt der Elektromagnete in und m¹ können in allen Fällen Spulen und Kolbenkerne oder ähnliche Mittel Verwendung finden, welche unmittelbar in den Stromkreis eingeschlossen und zu Relais ausgebildet werden, so dafs dann die beiden Spulen m und m^l weggelassen werden könnten; da .aber diese hier angedeutete Anordnung in ihrer Wirkung weniger verläfslich ist, als die früher beschriebene, so soll auch letzterer der Vorzug gegeben werden.

Nur die bewegliche Spule P der in Fig. 11 gezeichneten Vorrichtung kann ebenso zweckmäfsig durch gewalzte Eisenkerne oder Ringe ersetzt werden.

Andererseits würde es vielleicht zwecks Erhöhung der Wirkung der Vorrichtung erwünscht sein, die Spulen RR¹R- u. s. w. der Fig. 1,2, 7, 8 und 12 durch gewalzte doppelpolige oder hufeisenförmige Elektromagnete zu ersetzen, welche waagrecht und ähnlich wie die Spulen jR i?¹ u. s. w. über einander angeordnet und mit dem Stromwender und mit dem secundären Stromkreis entsprechend der früher beschriebenen Art und Weise verbunden sein könnten.'

Die Spule P würde dann der Reihe nachzwischen den Polen der Spulen hindurch sich bewegen und müfste so gewunden sein, dafs sie dem magnetischen Pol eines jeden Hufeisenmagneten stets den positiven Pol darbietet oder umgekehrt.

Bei der Anwendung dieser eben beschriebenen abgeänderten Form in der in Fig. 7 und 8 dargestellten Vorrichtung wird man erkennen, dafs es nicht nöthig ist, die Spule P hohl zu gestalten, da sie auch so im Stande sein wird, nach und nach zwischen den Polen der Elektromagnete hindurch sich zu bewegen. Es könnte schliefslich auch eine feste Spule oder ein Solenoid von gewöhnlicher Länge zur Verwendung gelangen, welches eine lange, bewegliche Spule oder ein Solenoid bewegt (ersetzbar durch einen vorzugsweise gewalzten Eisenkern), wodurch derselbe Zweck erreicht wird, als wie mit einer Reihe von Soleno'iden.

Bei der in Fig. 12 gezeichneten Ausführungsform ist der Schalthebel B weggelassen, wodurch der Raum für seine Aufnahme erspart und die so vereinfachte Vorrichtung auch in solchen Umwandlergehäusen untergebracht werden kann, in denen nur wenig Raum zur Verfügung steht.

Diese abgeänderte Vorrichtung ist in der Hauptsache, nämlich in der Anordnung und Einschaltung von Spulen, Kolbenkernen , Relais u. s. w. gerade so beschaffen, wie der in Fig. ι dargestellte, und nur der unterste Theil des Mechanismus ist von der Vorrichtung der Fig. ι verschieden. Dieser Mechanismus besteht aus dem Hochspannungsstöpsel S, dessen oberer Theil vorzugsweise mit isolirendem Stoff bedeckt und durch einen Stab aus Glas, VuI-canit oder anderem Isolirstoff mit einem metallenen Kreuzstück yy (in Fig. 13 im Grundrifs gezeigt) verbunden ist, welche beide Theile zusammen einen Rahmen bilden, der längs der senkrechten Glasstäbe j j sowohl nach oben als nach unten verschoben werden kann.

In Fig. 12 ist der Stöpsel in der Stellung gezeichnet, bei welcher er den Stromschlufs zwischen den beiden Klemmen T T¹ herstellt, d. h. bei welcher er die Hochspannungswindungen des Umwandlers in den Stromkreis einschaltet.

Der Stöpsel wird durch die Wirkung zweier seitlicher federnder Kolben s² s'² in dieser seiner untersten Stellung erhalten. Diese Kolben s²s'^z sind in leitender Verbindung mit den Klemmen tt^l des Hausstromkreises (und unter sich

und von S¹S¹ isolirt). Der Strom des letzteren fliefst demnach durch s²s² und durch das metallene Kreuzstückyy so lange, als die in der Zeichnung gezeigte Stellung bestehen bleibt.

Wenn jedoch die letzte Lampe ausgeschaltet wird, so werden die beiden Kolben s² s² entgegen der Wirkung ihrer Federn durch den Strom der Trockenzelle nach oben gezogen, wodurch das Kreuzstück yy und der Stöpsel 5 (dem Zuge der Feder Q folgend) gehoben, der Umwandler von den Hauptleitern getrennt, der Hausstromkreis bei s¹ s¹ unterbrochen und der Stromschlufs zwischen den Batterieklemmen s^} und s^l hergestellt, welch letzteren dieselbe Aufgabe obliegt, wie dem Stöpsel s¹ der anderen beschriebenen Vorrichtungen.

Die Spulen RR¹ u. s. w. und die bewegliche Spule P werden nicht, wie in all den anderen Fällen, von dem Hausstromkreis, sondern von einem besonderen secundären Stromkreis gespeist, welcher dadurch erzeugt wird, dafs eine Anzahl mit der Vorrichtung durch die Bleisicherung \ verbundenen Windungen von isolirtem Draht rund um den Umwandler u herumgewickelt werden. Auf diese Weise erhält man einen Strom von beliebiger Spannung, welcher zur Speisung der Spulen dient und dieselben daher völlig unabhängig von dem Hausstromkreis macht.

Natürlich kann diese Einrichtung, falls es erwünscht sein sollte, auch an den anderen Ausführungsformen der Vorrichtung (mit Ausnahme der in Fig. 11 gezeichneten Form) Verwendung finden, falls dieselben mit einem zweckentsprechenden Umwandler verbunden werden.

Es kann auch jede andere Form eines Motors Verwendung finden, der, durch einen Wechselstrom unmittelbar angetrieben, fähig ist, nach einigen Umdrehungen die Feder Q zu strecken oder ein Gewicht oder einen Kolben aufzuziehen oder Gase in einem geschlossenen Raum zu comprimiren, vorausgesetzt, dafs die so aufgespeicherte Energie durch die Relais gelöst und dazu verwendet werden kann, um die Stöpsel zu bewegen, sobald der secundäre Stromkreis in derselben Weise wie bei den beschriebenen Ausführungsformen der Vorrichtung geschlossen oder geöffnet wird und vorausgesetzt ferner, dafs besagter Motor gerade so wie die Spulen R R¹ i?² u. s. w. und P mit dem Stromkreis verbunden ist.

Die erwähnten Ausführungsformen der Vorrichtung wurden bei Beschreibung derselben immer als von einem secundären Stromkreis beeinflufst dargestellt, mittelst welchen Energie aufgespeichert wurde. Man kann aber auch, ohne an der Natur dieser Erfindung etwas zu ändern, allerdings mit etwas geringerem Vortheil Energie dadurch aufspeichern, dafs man dieselben Einrichtungen von dem primären Stromkreis des Umwandlers oder von den Hochspannungsleitern (mittelst eines Widerstandes) oder von einer besonderen Batterie beeinflussen läfst, welch letztere zwecks Ausführung des oben näher bezeichneten Vorganges durch die Trockenzelle ersetzen könnte, vorausgesetzt, dafs die anderen Vorrichtungen zum Auslösen der aufgespeicherten Energie und zum Bewegen der Stöpsel, wie vorbeschrieben, beibehalten werden.

Irgend eine der beschriebenen Ausführungsformen der Vorrichtung kann auch zur Einschaltung und Ausschaltung eines Widerstandsstöpsels statt nur eines gewöhnlichen Stöpsels verwendet werden, d. h. es wird z. B. der primäre Stromkreisstöpsel S so angeordnet, dafs er bei seinem Niedergang Stromschlufs zwischen dem primären Stromkreis des Umwandlers und den Hauptleitern herstellt, und zwar erstens durch einen hohen (Inductions- oder anderen) Widerstand, dann durch einen geringeren oder eine Anzahl geringerer Widerstände, um schliefslich eine ganz vollkommene Verbindung zu erzielen (wie in der Zeichnung dargestellt), während durch Unterbrechung des secundären Stromkreises das entgegengesetzte Spiel beginnt.

Vorliegende Erfindung erweist sich ferner noch als wirksam, wenn man die Trockenzelle oder eine andere angewendete Elektricitätsquelle mit den in der Nähe eines Theiles der Lampenumschalter befindlichen Stöpsel verbindet, anstatt dieselbe mit dem Hausstromkreis zu verbinden.

Einer dieser Stöpsel mufs dann eingeschaltet werden, bevor eine Lampe eingeschaltet wird, sobald der Trockenzellenstrom die Auslösungsvorrichtung bewegt, welche den Hauptleitungsstöpsel S einschaltet, während, wenn die letzte Lampe ausgeschaltet ist, ein anderer Stöpsel verwendet wird, um den Trockenzellenstrom zu zwingen, durch das Relais zu fliefsen, welches den Stöpsel S ausschaltet und dadurch den Stromkreis unterbricht. In diesem Falle ist die Anwendung der übrigen, in der Zeichnung angeordneten Stöpsel b s^l und s'² überflüssig.

Es ist wohl bekannt, dafs Stöpsel angewendet werden, um die Verbindung zwischen den primären Windungen des Umwandlers und den Hauptleitern zu unterbrechen, wenn die Lampen in dem secundären Stromkreise ausgeschaltet werden, jedoch nicht, um diese Verbindung wieder herzustellen, wenn der secundäre Stromkreis wieder geschlossen (eine Lampe eingeschaltet) wird; ebenso ist es bekannt, dafs Einrichtungen bestehen, bei welchen der Strom eines kleinen Umwandlers (welcher stetig mit Strom versehen ist) angewendet wird, um, sobald seine elektrische Ladung eine gewisse Höhe erreicht hat, in einen gröfseren Umwandler eingeschaltet zu werden.

Die vorliegende Erfindung unterscheidet sich jedoch von diesen Einrichtungen:

ι. durch ihre gröfsere Brauchbarkeit, da bei ihr schon bei Einschaltung einer einzigen Lampe der Umwandler in den Stromkreis eingeschaltet wird;

2. durch ihre gröfsere Sparsamkeit, da sie bei Ausschaltung der Lampen die Verbindung zwischen den Hauptleitern vollständig unterbricht und daher den Verlust vermeidet, welcher durch das Belassen des kleinen Umwandlers im Stromkreise entstehen würde.

Die vorbeschriebene Erfindung besitzt dieselben Vortheile, wie jene Vorrichtungen, bei welcher nur ein Widerstand zwischen dem Umwandler und den Hauptleitern ein- oder ausgeschaltet wird und bei welchen folglich einem Strom von gewisser Stärke die Möglichkeit gegeben wird, stetig durch die primären Windungen zu fliefsen

Die Erfindung unterscheidet

sich aber von den eben erwähnten Vorrichtungen durch ihre höhere mechanische Wirksamkeit, indem sie die Aufspeicherung von Energie ermöglicht. Soll bei den in den Vergleich gezogenen Vorrichtungen (z. B. bei dem Wright'sehen Apparat) irgend welche erhebliche Ersparnifs erzielt werden, so mufs der zwischen den Umwandler und die Hauptleiter eingeschaltete Widerstand sehr grofs sein und der Strom stetig fliefsen können, etwa wie derjenige, welcher von einer Trockenzelle oder ähnlichen Batterie erhalten wird, die mit einer entsprechend kleinen Glühlampe parallel geschaltet ist. Es ist einleuchtend, dafs solch ein schwacher Strom nicht geeignet ist, diejenigen wünschenswerthen, mechanischen Wirkungen hervorzubringen, welche einen ökonomischen Betrieb sichern, wie er z. B. mittelst der vorliegenden Erfindung erzielt wird.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Vorrichtung zur selbstthätigen Ein- bezw. Ausschaltung der primären Wicklung elektrischer Stromumwandler in das. bezw. aus dem Vertheilungsnetz bei Schliefsung bezw. Unterbrechung des seeundären Stromkreises, dadurch gekennzeichnet, dafs durch Einschaltung eines Verbrauchskörpers in letzterem der Stromkreis einer Hülfsstromquelle (D) geschlossen, und dadurch ein in denselben geschaltetes Relais (r) so beeinflufst wird, dafs durch dieses ein Elektromagnet (in), von der Hülfsstromquelle erregt, seinen Anker anzieht und ein Gewicht (p) freigiebt, das herabfallend die Einschaltung der primären Wicklung des Stromumwandlers (u) in das Vertheilungsnetz und die Umschaltung der Verbrauchskörper aus dem Stromkreis der Hülfsstromquelle in den seeundären Stromkreis des Umwandlers veranlafst, während gleichzeitig das Gewicht (p) elektromagnetisch gehoben wird, unter Spannung einer mit dem durch den Anker eines Elektromagneten (m¹) gesperrten Schalthebel (B) verbundenen Feder (QJ oder Hebung eines zweiten Hebels (A), die ihrerseits, nach Ausschaltung sämmtlicher Verbrauchskörper durch Vermittelung eines Relais (r¹ c c¹) und des Elektromagneten (m^l) zur Wirkung kommend, die Umlegung des Schalthebels (B) in die Ruhelage und damit die Unterbrechung der primären Wicklung bewirken.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.