DE84071C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMTA^

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21: Elektrische Apparate.

Fatentirt im Deutschen Reiche vom 26. Juni 1894 ab.

Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, einfache und wirksame, mechanische und elektrische Vorrichtungen vorzusehen, bei welchen das Ein- und Ausschalten und die Erhaltung der völligen Ausschaltung des primären sowie des secundären Stromkreises ohne die bisherigen grofsen Verluste an Elektricität bewirkt werden kann.

-^: Theoretisch genommen, sollte kein Strom durch die primäre Leitung und die Spule eines Stromwandlers gehen, wenn die secundäre Leitung ausgeschaltet ist, z. B. beim Ausschalten der Lampen in derselben. In der praxis ist es jedoch nicht so, und beträchtliche Elektricitätsmengen gehen immer durch die primäre Leitung verloren, trotzdem die secundäre Leitung ausgeschaltet ist. Wenn nun eine grofse Anzahl Lampen in einen Stromkreis zeitweise, z. B. während des Abends oder der Nacht, eingeschaltet und während des Tages nach der bisher bekannten Art ausgeschaltet gehalten werden, so ist es natürlich, dafs je nach Stärke des Stromes, welcher durch die Hauptleitung gehen mufs, um Licht des Abends für alle Lampen im secundären Stromkreise zu schaffen, der Verlust während des Tages, wenn diese Stromstärke in dem secundären Stromkreise nicJi^vgebraucht wird, sehr grofs ist.

Die Erfin%ing besteht aus mechanischen und elektromechanischen Vorrichtungen, welche durch einen in' den secundären Stromkreis eingeschalteten Thermostaten beeinflufst werden.

In den Zeichnungen sind elektrische und mechanische Vorrichtungen gezeigt, bei welchen eine Anzahl von Stromwandlern selbsttätig ein- oder ausgeschaltet werden, je nachdem der Verbrauch des elektrischen Stromes gröfser oder geringer ist.

Die Fig. 1 bis 5 zeigen eine Vorrichtung, in welcher ein im secundären Stromkreis eingeschlossener, die Bewegungen eines Schaltgetriebes beeinflussender Thermostat angebracht ist.

Die Fig. 6 bis 9 zeigen eine ähnliche Vorrichtung.

In den Fig. 10 bis 14 ist die Verbindung eines verbesserten Schalters mit einem Motor und einem Condensator vorgesehen, und in den Fig. ι 5 bis 18 ist eine der in den Fig. 1 bis 5 dargestellten ähnliche Vorrichtung gezeigt.

A¹ und A'² sind Stromwandler, von welchen A¹ eine bestimmte Anzahl Lampen zu entzünden im Stande ist, z. B. die Lampen χ und x¹, und beide Stromwandler können alle Lampen xx¹ und die Lampen x² x³ und x* entzünden oder, in anderen Worten, die ganze Arbeit übernehmen.

Der primäre Stromkreis 3, 4 des Stromwandlers ^I¹ ist in Parallelschlufs mit der Hauptleitung 1, 2 und der primäre Stromkreis 23, 24 des Stromwandlers A'² ist in die Hauptleitung 1,2 geschaltet oder ausgeschaltet, je nachdem die Leitung 23 unterbrochen oder geschlossen ist.

Ein Ende einer jeden secundären Umwicklung a¹ und a'² der Stromwandler A¹ und A'² ist mit dem' secundären Stromkreise 5, 6 ver-

bunden, und zwar α^λ durch die Leitungen 25, 27 und a² durch Leitungen 26, 27. Das andere Ende von a¹ ist mit dem secundären Stromkreise unmittelbar durch die Leitung 6 verbunden, und das andere Ende von a'² mit derselben Leitung durch die Leitung 28, 29, welch letztere unterbrochen und geschlossen werden kann.

Hier mag bemerkt werden, dafs die Leitung 23, 24 des primären Stromkreises eher geschlossen werden sollte als die Leitung 28, 29 des secundären Stromkreises des Stromwandlers A ², um Neben- oder Kurzschlufs des secundären Stromkreises des Stromwandlers A¹ zu vermeiden. Weiter sollte die Leitung 28, 29 zuerst unterbrochen werden und nachher erst die Leitung 23, 24 des primären Stromkreises, um elektrisches Funkensprühen zu vermeiden, da ein geschlossener Stromkreis eines Stromwandlers jederzeit vorhanden ist.

Um das Aus- und Einschalten dieser Leitungen 23, 24 und 28, 29 herbeizuführen, können verschiedene Arten von Schaltern vorgesehen werden, z. B. Quecksilber oder Fallschalter (Fig. 6 und 9).

In den Fig. 1, 4, 10, 14 und 15 der Zeichnungen ist jedoch ein anderer Schalter vorgesehen, welcher aus einer Trommel F aus nichtleitendem Stoff hergestellt ist. In diese Trommel F sind Stromschlufsstücke f und f¹ eingelegt, mit welchen die Bürsten oder Federn f'² und f³ jeweilig in Berührung kommen, um besagte ' Leitungen zu schliefsen. Das Stromschlufsstücky ist breiter als das Stromschlufsstück f¹, so dafs der primäre Stromkreis eher als der secundäre geschlossen wird und der secundäre Stromkreis eher unterbrochen wird als der primäre, wie vorhin angedeutet.

Die Schalttrommel F kann durch verschiedene Vorrichtungen gedreht werden, z. B. durch einen Motor, wie in Fig. 10 und 15, oder Gewicht, wie in Fig. 6 und 7. In den Fig. 1 bis 5 jedoch ist das folgende Triebwerk mit Sperrvorrichtung in Anwendung gebracht.

G ist ein Federtriebwerk, welches in den Seitenplatten g gelagert ist. Die Welle g¹ der Schalttrommel F ist unmittelbar durch dieses Triebwerk bewegt, um den primären und secundären Stromkreis eines oder mehrerer Stromwandler A'² nach einander zu unterbrechen oder zu schliefsen. g'² ist eine Welle oder Spindel, deren Enden durch die Seitenplatten hervorragen (Fig. 3 und 5), und zwar ist die Welle g'² so angebracht, dafs eine Längsverschiebung derselben möglich ist und sie doch von G mittels Zahnrades g³ gedreht werden kann. Auf dieser Welle ist ein Doppelarm g-⁴ vorgesehen, welcher in der Längsrichtung der Welle verschiebbar ist, aber mit dieser sich dreht. Die Verschiebung dieses Armes wird gegen die Feder g ⁵ nach einer Richtung ausgeführt und durch den Bund g ⁶ nach der anderen Richtung aufgehalten, g⁷ ist eine Schieberstange, welche mit den Ansätzen g^s und g⁹ Versehen ist, um die Welle g ² hin und her zu schieben, g ¹⁰ ist eine andere Schieberstange, deren gebogene Fingerg·¹¹ nach einander in Berührung mit dem Doppelarm g* gebracht werden können, sobald entweder die Welle g ² oder die Schieberstange g ¹⁰ verschoben, wird, um das Triebwerk G zu sperren.

Die Längsverschiebung der Schieberstange g¹⁰ wird durch eine an der Welle g¹ befestigte Curvenscheibe g^v2 bewerkstelligt. Zu diesem Zwecke ist ein doppelarmiger und gegabelter Arm g¹³ an der Seitenplatte und um den Stift g^u drehbar angebracht, und das äufsere Ende dieses Armes ist mit der Schieberstange g^w stellbar verbunden, so dafs die Bewegungen der letzteren die Finger g^u in oder aufser Berührung mit dem Doppelarm g·⁴ bringen, um die Bewegung des Triebwerkes G zu beeinflussen.

Die Bewegung der Schieberstange g¹ und damit die Längsverschiebung der Welle g² wird durch eine Vorrichtung hervorgerufen, welche der verschiedenen Stromstärke des secundären Stromes der Leitung 25, 27 entspricht. Im vorliegenden Falle besteht diese Vorrichtung aus einem Thermostaten G¹, welcher mit einem Ende an einem isolirten Pfosten g^lb und mit dem anderen Ende mit der Schieberstange g⁷ durch die verstellbare Verbindung g^le verbunden ist; die Schieberstange g⁷ ist vom Thermostaten G¹ durch die nicht leitende Schraubenmutter g° isolirt.

Der Thermostat in den Fig. 1 bis 5 besteht aus zwei Streifen aus verschiedenem Stoff, wovon einer eine gröfsere Leitungsfähigkeit hat als der andere, und es sind diese so angeordnet, dafs das freie Ende des Thermostaten sich nach rechts (Fig. 3) biegt, wenn der Strom gröfser ist, als dem Stromwandler A¹ zukommt, und dafs dasselbe Ende sich nach links biegt, wenn der Strom durch den Stromwandler A¹ kleiner ist, d. h. wenn nur eine bestimmte Anzahl aller Lampen entzündet ist, z. B. die . Lampen χ und x¹.

Die Anwendung und Wirkung der in den Fig. ι bis 5 dargestellten Vorrichtung ist folgendermafsen:

Wenn nur eine bestimmte Anzahl aller Lampen, z. B. χ und x¹, entzündet werd'en soll, so ist der inducirte Strom des Stromwandlers A¹ genügend, werden jedoch noch mehrere der Lampen, z. B. x'² x^s u. s. w., durch Einzelschalter an jeder Lampe angebracht, entzündet, so mufs ein stärkerer Strom durch den Stromwandler A¹ gehen, als diesem zukommt; dieser Strom wird aber durch den

Thermostaten geleitet, und dieser wird dadurch gebogen, so dafs dessen freies Ende sich nach rechts (Fig. 3) bewegt. Hierdurch .wird die Welle g² nach rechts geschoben und der Doppelarm g·⁴ durch einen der Finger g¹¹ freigegeben, so dafs das Triebwerk G sich in Bewegung setzt. Die Welle g¹ und mit dieser die Schalttrommel F und Scheibe g ⁿ werden dadurch angetrieben; die letztere schiebt, nachdem sie eine halbe Umdrehung gemacht hat, die Schieberstange g ¹⁰ nach links (Fig. 3), wodurch -der Doppelarm g^A mit dem anderen Finger gⁿ in Berührung kommt und so das Triebwerk sperrt. Die Schalttrommel F schliefst dadurch zuerst den primären Stromkreis 23, 24 des Stromwandlers A² und gleich darauf auch den secundären Stromkreis 28, 29 desselben Stromwandlers A² in den Lampenstromkreis 5, 6 ein, um dem gröfseren Stromverbrauch gerecht zu werden. Werden nun einige der Lampen wieder gelöscht, so dafs die durch den Stromkreis 5, 6 gehende Elektricitätsmenge verringert wird, so legt sich das freie Ende des Thermostaten nach links (Fig. 3), die Welle g² wird in derselben Richtung bewegt, so dafs der Doppelarm g·⁴ von dem Finger g¹¹ freigegeben wird; das Triebwerk G setzt sich wiederum in Bewegung, um nun zuerst die secundäre Leitung 28, 29 und dann gleich darauf die primäre Leitung 23, 24 durch die Schalttrommel F zu unterbrechen. Die letztere und die Curvenscheibe machen wiederum nur eine halbe Umdrehung, und die Schieberstange g¹⁰ wird nach rechts (Fig. 3) geschoben, so dafs der Arm g* durch einen der Finger g¹¹ aufgehalten wird.

Auf die Beschreibung der Vorrichtung in den Fig. 6 bis 9 übergehend, in welchen Quecksilberschalter angewendet sind, um primäre und secundäre Stromkreise von Stromwandlern aus- und einzuschalten, mag gesagt werden, dafs das Triebwerk G ähnlich dem in den Fig. 1 bis 5 gezeigten ist, nur dafs hier ein Gewicht statt Feder als Triebkraft vorgesehen ist.

-B¹ ist eine Batterie, deren Leitungen 30 zum Elektromagneten H und von hier nach der drehbaren Zunge h geht. Diese Zunge berührt jeweilig die Stromschlufsstücke h¹ und h². Letztere sind mit den Klemmen h^s und /i⁴ des Thermostaten G¹ durch die Drähte 31, 32 verbunden. Die Klemmen h³ und /?⁴ kommen mit einem am Thermostaten angebrachten isolirten Leitstück h ⁵ jeweilig in Berührung, um den einen oder anderen Zweig der Batterieleitung zu schliefsen. Das Leitstück h ⁵ ist mit der Batterie durch den Draht 33 verbunden.

Der Anker h ⁶ des Elektromagneten H ist mit Finger h ⁷ und h ⁸ versehen; der Finger h ⁷ ist in Ruhestellung durch die Feder /j⁹ gehalten, um die Bewegung der Welle b ⁷ durch den Doppelarm b⁶ zu sperren, und der andere Finger h ⁸ gleitet über die Kammscheibe b ⁸, welche auf der Welle b ⁹ befestigt ist. /; ⁱ⁰ und h¹¹ sind Schalterarme, welche durch Daumen /i¹² /2¹³ an der Welle b⁹ gehoben werden können. An diesen Schalterarmen sind Stifte vorgesehen, welche mit dem in den Näpfen h^u enthaltenen Quecksilber jeweilig in oder aufser Berührung kommen.

g¹² ist eine Curvenscheibe gleich der in den Fig. ι bis 5 gezeigten und dient diese dazu, die Schaltzunge h von einem der Stromschlufsstücke h¹ und h² zum anderen zu bewegen. Zur weiteren Beschreibung dieser Vorrichtung mag angenommen werden, dafs alle Lampen χ x¹ x² und x⁸ mit Strom von den Stromwandlern A¹ und A'² versehen werden. Wenn die Lampen x² und x³ ausgeschaltet werden, so wird der durch den Thermostaten geleitete Strom geringer. Das Leitstück h⁵ legt sich daher infolge der verschiedenen Spannungen im Thermostaten nach links und gegen die Klemme ft³, durch welche der Batteriestrom durch Draht 30, Elektromagnet H, Zunge h, Stromschlufsstück h\ Draht 31, Klemme h^a, Draht 33 und Batterie B¹ geschlossen wird; der Elektromagnet zieht dann den Anker h⁶ an, löst den Doppelarm b⁶ und die Kammscheibe b ⁸ durch die Finger h ⁷ und h ⁸ aus und bringt das Triebwerk G dadurch in Bewegung, wodurch die Welle b⁹ mit den Daumen h¹² A¹³, welche von derselben isolirt sind, gedreht wird.

Das Drehen der Welle b⁹ bringt folgende Zustände der Vorrichtung hervor; erstens werden die Schaltarme h ¹⁰ und /2¹¹ gehoben, durch welche der secundäre Stromkreis 26, 28, 29 zuerst und dann der primäre Stromkreis 23, 24 unterbrochen werden, zweitens schiebt sich die Schaltzunge h von dem Stromschlufsstück h^l nach h'², wodurch der Zweig 32 des Batteriestromkreises geschlossen wird, und drittens gleitet der Finger h ⁸ auf dem Umfang der Kammscheibe b^s, bis das Ende desselben in eine Vertiefung oder Zahnlücke fällt und dadurch den Doppelarm b⁶ der Welle b¹ festhält und so das Triebwerk G sperrt.

Werden die Lampen x² und x³ nun wieder eingeschaltet, so geht ein stärkerer Strom durch den Thermostaten G *, das freie Ende desselben bewegt sich nach rechts und h ^B legt sich gegen h^l, wodurch der Batteriestromkreis durch Draht 30, Elektromagnet H, Zunge h, Stromschlufs h'², Draht 32, Klemme ft⁴ und Draht 33 geschlossen wird, was wiederum zur Folge hat, dafs sich das Triebwerk durch die Befreiung des Doppelarmes b^e, durch den Anker /z⁶ veranlafst, in Bewegung setzt und

somit den primären Stromkreis 23, 24 und dann den secundären Stromkreis 26, 28, 2g des Stromwandlers A'² in den Lampenstromkreis 5, 6 einschaltet.

In den Fig. 10 bis 14 ist K ein Elektromotor und K¹ ein Condensator, welche durch die Drähte k und A-¹ in Parallelschlufs mit der Hauptleitung 1, 2 gebracht sind. Der Con- _r densator K¹ kann jedoch auch in Hintereinanderschaltung angelegt sein. Der Motor K setzt die Welle g¹ durch die Riemscheibe g²⁰ und das Triebwerk G (Fig. 11) in Bewegung. An dieser Welle g¹ ist wiederum eine Schalttrommel F befestigt, welche gleich der in den Fig. ι und 2 gezeigten ist, es können jedoch auch die in den Fig. 6 bis 9 dargestellten Quecksilberschalter angewendet werden.

Die Welle g¹ ist aufser der Schalttrommel F mit dem Umschalter k³ versehen, welcher an seiner aus nichtleitendem Stoff bestehenden äufseren Fläche mit Leitstücken k¹ und k'² versehen ist. Jedes dieser bogenförmigen Leitstücke k^l und k'² von verschiedenen Radien ist gröfser wie ein Halbkreis und mit der leitenden Nabe h³ leitend verbunden. Stromschlufsfedern Ar^s/c° und k¹⁰ sind so an einem isolirten Blocke befestigt, dafs jede derselben mit seinem entsprechenden Theile, dem Bogen k¹ und k² und der Nabe A³ des sich drehenden Umschalters in Berührung kommt.

Der Gebrauch der Vorrichtung ist folgender ·

Wenn die Lampen x'² x³ x'¹ und x⁵ ausgeschaltet sind, so steht das freie Ende des Thermostaten G¹ nach links (Fig. 10) und das Leitstück h ⁵ an demselben kommt mit der Klemme h³ in Berührung, so dafs der Stromkreis des Motors K durch das Leitstück h ⁵, Klemme h³, Draht k⁵, Feder k⁸, Nabe des Umschalters k^s, Feder A-¹⁰, Draht A-⁴, Motor K und Draht k geschlossen wird; der Motor K setzt sich in Bewegung und treibt die Welle g¹ mit der Schalttrommel F, bei welcher wiederum die bezüglichen secundären und primären Stromkreise des Stromwandlers A² ausgeschaltet werden; der an der Welle g ^J befestigte Umschalter k³ unterbricht darauf den Stromkreis des Motors K durch die Feder k ⁸, welche das Bogenstück k^λ durch Halbdrehung des Umschalters k³ verlassen hat, und der Motor sowie das Triebwerk kommt zur Ruhe, die Feder A⁹ ist durch das Drehen des Umschalters/i³ in Berührung mit dem Bogenstück kgebracht.

Wenn nun die Lampen x² x³ x⁴ und x⁵ wieder eingeschaltet werden, so biegt sich der Thermostat nach rechts, schliefst dadurch den Motorstromkreis von dem Condensator K¹ aus durch den Draht A, Motor K, Draht A⁴, Feder k ¹⁰, Nabe des Umschalters A-³, Bogenstück A-², Feder A⁹, Draht A"¹¹, Klemme /i⁴, Leitungsstück h ⁵ und Draht k ^l.

Unter diesen Umständen treibt der Motor wiederum das Triebwerk G und schaltet die bezw. Stromkreise des Stromwandlers A ² in den Lampenkreis 5, 6 ein.

In Fig. 15 ist der Condensator K¹ fortgelassen und der Motor K wird durch den Strom des ■ secundären Stromkreises getrieben. Der Motor treibt wiederum das Triebwerk G, wodurch der Umschalter D, welcher in der Ausführung von dem Umschalter k ³ verschieden, in Wirkung jedoch derselbe ist, getrieben wird. Dieser Umschalter besteht aus den drei Scheiben d d^l μnd d², welche neben einander auf der Welle g\ jedoch von einander und der Welle isolirt, befestigt sind. Die Scheiben d und d¹ sind mit Bogenstücken d* und d^& aus leitendem Stoff versehen, und die Scheibe d'² ist ganz aus leitendem Stoff hergestellt. Die letztere ist in leitender Verbindung mit jedem der Bogenstücke <f^l und d^a durch Stifte d⁶ und d¹ , so dafs eine jede Scheibe d und d^l in leitender Verbindung mit der Scheibe d'² gebracht werden kann.

Wenn die Lampen x²x³x⁴ und x⁵ z. B. gelöscht werden, so biegt sich der Thermostat G¹ nach links, und der secundäre Stromkreis der Stromwandler A¹ und A'², welcher in diesem Falle durch den Motor K geht, wird geschlossen durch den Zweig 5, Draht 40, Motor K, Draht 41, Feder oder Bürste m, Stift ti?⁶, Leitstück rf⁴ der Scheibe if, Feder m'², Klemme h³, Leitungsstück h ^δ und den Draht 42 zur anderen Leitung 6 des secundären oder Lampenstromkreises. Unter diesen Umständen setzt sich der Motor K in Bewegung und dreht die Welle g¹ mit der Schalttrommel F, der secundäre Stromkreis und der primäre Stromkreis des Stromwandlers j4'² werden in der vorher beschriebenen Weise unterbrochen.

Gleichzeitig mit der Welle g¹ dreht sich der Umschalter D, das Isolirstück der Scheibe d schiebt sich unter die Feder m.² und unterbricht den soeben beschriebenen Stromkreis, wodurch der Motor in Stillstand kommt.

Wenn das freie Ende des Thermostaten sich nach rechts, z. B. durch Einschalten der Lampen x'² x³ x⁴ und x⁵ biegt, so wird folgender Stromkreis vom Zweige 5 des secundären Stromkreises geschlossen. Der Strom geht von Draht 5 durch Draht 40, Motor K, Draht 41, Feder m des Umschalters D, Scheibe d'², Stift d¹, Leitstück d ^s der Scheibe d^l, Feder m\ Draht 43, Klemme /z⁴, Schaltstück h⁵, Draht 42 und zum anderen Zweige 6 des secundären Stromkreises. Hierdurch wird wiederum der Motor in Bewegung gesetzt und schaltet durch die sich drehende Trommel F zuerst den primären und dann den secundären Stromkreis des Strom-

Wandlers A² ein und unterbricht durch den

Umschalter D ' den Stromkreis durch den

Motor K, wodurch letzterer wiederum zur Ruhe kommt.

Claims (2)

1. Patent-Ansprüche:

   ι .»Eine Schaltvorrichtung zum Ein- und Ausschalten von Stromwandlern, dadurch gekennzeichnet, dafs die Stromschliefsung durch ein Schaltgetriebe, welches von einem in den Secundärkreis eingeschalteten Thermostaten beeinflufst wird, so geregelt wird, dafs zuerst der primäre und dann der secundäre Stromkreis geschlossen und zuerst der secundäre und dann der primäre Stromkreis unterbrochen wird.
2. 2. Eine Ausführungsform der Schaltvorrichtung nach Anspruch i, bei welcher die Stromschliefsung durch eine von einem elektrischen oder mechanischen Motor bewegte Triebwelle mittelst Quecksilber- oder Trommelschalter geregelt wird.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.