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Dauerschaltgerät für die Prüfung elektrischer Maschinen und Geräte,
die mit regelbarer Schalthäufigkeit und regelbarer prozentualer.
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Einschaltdauer geschaltet werden müssen
Elektrische Maschinen und
Gerate, wie etwa Elektromotoren und Hubmagnete, müssen vielfach vor ihrer Abnahme
oder im Verlauf von Entwick- -lungsarbeiten auf ihr Verhalten unter verschiedenen
Schaltbedingungen geprüft werden, beispielsweise um die Erwärmung festzustellen.
Zu diesem Zweck muß einmal die Schalthäufigkeit verändert werden können, wobei aber
die prozentuale Einschaltdauer konstant bleiben soll. Es soll aber auch weiter die
prozentuale Einschaltdauer bei konstanter Schalthäufigkeit geändert werden können,
und schließlich müssen beide Verstellungen auch gleichzeitig während des Betriebes
vorgenommen werden können, beispielsweise um die günstigsten Bedingungen für das
Gerät herauszufinden.
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Bisher hat man zur Erfüllung dieser Bedingungen bekannte Schalter
mit Zeitrelais oder Schaltwalzenanordnungen benutzt, die jedoch sämtlich umständlich
zu bedienen sind, weil zur Veränderung der prozentualen Einschaltdauer die Nocken
von den Schaltwalzen gelöst werden müssen, was nur nach Auseinandernahme möglich
ist. Außerdem sind die Einrichtungen unübersichtlich, raumbeanspruchend, so daß
ein brauchbares handliches Gerät zur schnellen Ermittlung der im praktischen Betrieb
auftretenden wirklichen Werte bisher nicht vorhanden ist.
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Die Erfindung betrifft ein für dauernde Schaltungen brauchbares Gerät,
das trotz seiner Kleinheit wesentlich mehr leistet als vorhandene Schaltein-
richtungen,-
da es die.stufenlose Veränderung der gewünschten Werte vorzunehmen gestattet, so
daß also keinerlei Betriebspausen mit Temperaturveränderungen des zu prüfenden Motors
oder Gerätes eintreten, wenn eine der Prüfgrößen verändert werden soll. So können
die Kennlinien, wie etwa die Erwärmungskennlinien, für verschiedene Bedingungeri
schnélI ermittelt, fehlerfrei abgelesen und die günstigsten Werte in kürzester Zeit
herausgefunden werden.
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Erreicht wird dies durch einen drehzahlregelbaren Antrieb für die
Ein- und Ausschaltvorrichtung in Verbindung mit einem tSberlagerungsgetriebe, welches
eine Verstellung des Zeitpunktes der Ein- oder Ausschaltung während des Laufes gestattet.
Beispielsweise kann eine Schaltwalze benutzt werden, deren nebeneinanderliegende,
--sich in.Umfangsrichtung der Walze erstreckende Kontaktstreifen vom einen zum 'a'nderen
Ende der Walze an Länge zunehmen und bei der zwischen, ihr und ihren Gegenkontakten
eine Relativlängsbewegung möglich ist. Man kann aber auch Schaltnocken benutzen,
die über ein Überlagerungsgetriebe, beispielsweise ein Planetengetriebe, wäh- -rend
des Laufes in ihrer gegenseitigen Winkellage verstellt werden können. Beide Ausbildungen
sowie eine Reihe von Weiterbildungen und Abwandlungen der Erfindung werden an Hand
-der Zeichnung erörtert.
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In dieser zeigt Abb. I ein Schema des neuen Gerätes. Der Motor I
ist drehzahlregelbar, beispielsweise ist er als durch Bürstenverstellung regelbarer
Motor ausgebildet. Er treibt ein Übersetzungsgetriebe 2 an, dessen Übersetzung regelbar
ist.
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Vom Ubersetzungsgetriebe 2 wird eine Schaltwalze 3 angetrieben, die
mit einer Reihe nebeneinanderliegender Kontaktstreifen' versehen ist; Die Kontaktstreifen
erstrecken sich wie üblich in der Umfangsrichtung und sind, vom einen Ende der Walze
zum anderen gesehen, von zunehmender Länge. Schaltwalze 3 und Stromabnehmer 5 dieser
Schaltwalze sind gegeneinander verstellbar, so daß, je nachdem welcher Kontaktstreifen
4 dem Ab- -nehmer 5 gegenübersteht, der Strom bei jeder Umdrehung der Schaltwalze
3 eine längere oder kürzere Zeit fließt. Die Verstellung kann beispielsweise dadurch
vorgenommen werden, daß -der Abnehmer 5 in der Längsrichtung der Schaltwalze 3 durch
eine Schraubenspindel bewegt wird, während sich die Schaltwalzè dreht. Man kann
auch umgekehrt die Abnehmer fest stehenlassen und die Schaltwalze während ihrer
Drehung axial verschieben. Diese Ausführungsform ist in Abb. r- dargestellt. Mit
Hilfe eines Handrades 6 wird ein Steilgewinde 7 an einem Bolzen od. dgl. entlang
geführt,. derart, daß sich das Handrad und Gewinde bei der Drehung axial'verschieben.
Diese axiale Verschiebung wird in' an sich bekannter Weise durch eine Muffe od.
dgl. auf die sich drehende Schaltwalze übertragen. Das Steilgewinde 7 kann beispielsweise
aus einem nicht ganz vollständigen Gewindegang gebTidet sein,' dessen Anfang und
Ende durch eine nahezu-parallel zur Achse liegende Kante miteinander verbunden-
sind, so daß - in der Ab.wicklung -ein sägezahnartiges Gebilde entsteht. Man hat
dann den Vorteil, daß die Schaltwalze 3 von der End--stellung unmittelbar in die
Anfangsstellung zurückgeführt wird,' sofern eine Feder g sie in axialer Richtung
beeinflußt, wie in der Zeichnung angedeutet.
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Da bei solchen Geräten sowieso mit einem Hilfsstrom gearbeitet wird,
ergibt sich, wie die Zeichnung lehrt, ein ungemein einfaches und leicht zu bedienendes
kleines Gerät.
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Es hat auch noch den Vorzug, daß die jeweils eingestellten Prüfbedingungen
leicht abgelesen werden können. Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung wird
nämlich ein Drehzahlmesser benutzt, dessen Skala oder sonstiges Anzeigemittel nicht
die Drehzahl, sondern die Schalthäufigkeit angibt, die im vorliegenden Fall proportional
der Drehzahl ist: Man kann diesen Drehzahlmesser 8 auf die Schaltwalzenwelle setzen.
Im vorliegenden Beispiel ist der :Orehzahlmesser an die Motorwelle angeschlossen.
Wenn nun das tibersetzungsverhältnis zwischen Motorwelle und Schaltwalze geändert
wird, würde die Schalthäufigkeit nicht unmittelbar am Drehzahlmesser abgelesen werden
können. Um die richtige Ablesung zu erleichtern, wird ein - Stufengetriebe benutzt,
dessen Ubersetzungen dekadisch abgestuft sind, so daß also die am Schalt-'häufigkeitsmesser
abgelesenen Zahlen gegebenenfalls nur mit der entsprechenden Zehnerpotenz zu -multiplizieren
-sind, um die richtige Schalthäufigkeit zu ermitteln.
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Andererseits kann-an dem Handrad für die axiale Verschiebung der
Kontaktwalze ein Zeiger angebracht werden, an dem die prozentuale Einschaltdauer
abzulesen ist. Die Prüfbedingungen können daher durch einfaches Drehen des Handrades
verstellt und durch Ablesen der Zeigerstellung unmittelbar ersehen - Werden, wodurch
sich die Handhabung des Gerätes außerordentlich erleichtert.
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Zur Kontrolle kann-auch èin optisches Anzeigegerät in vorgesehen
-werden, welches den Stromdurchgang anzeigt; also die Kennwerte auch unmittelbar
durch Aufleuchten und Erlöschen einer Lampe ersichtlich macht. Zweckmäßig geschieht
das durch einen Glimmanzeiger, wie in der Zeichnung angedeutet.
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Man'kann gegebenenfalls eine kinematisché'Vertauschung zwischen den
Stromabnehmern und der Schaltwalze vornehmen, derart, daß die Stromabnehmer umlaufen
und die Schaltwalze stehenbleibt. In diesem Fall würde - die Rückschnellvorrichtung
7, durch welche nach Durchmessungeines gewissen Dreliwinkels die gorrichtung auf
die Anfangslage zurn ckkehrt, an den Stromabnehmern statt an der'Schaltwalze anzugreifen
haben.
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In Abb. 2 ist die mechanische Ausbildung des Gegenstandes der Erfindung
dargestelIt, die zwar nicht ganz-so klein und übersichtlich ist Wie, die elektrische
;Ausführung, jedoch immerhin auch noch Vorteile gegenüber den bekannten S'teuereinrichtungen
aufweist.
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Zwei auf der Welle ii sitzende Nocken I2 und I3 steuern einen Schalter,
und zwar schaltet jeweils der vorlaufende Hebel den Stromkreis ein, während der
nachlaufende Hebel den Stromkreis unterbricht.
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Der Winkelunterschied zwischen beiden Nocken ergibt, bezogen auf den
Vollwinkel von 3600, die prozentuale Einschaltdauer, während die Drehzahl der Welle
I I maßgebend für die Schalthäufigkeit ist.
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Die prozentuale Einschaltdauer kann auch hier während des Betriebes
geändert werden, beispielsweise indem mittels des Hebels I4 über die Muffe I5, das
Steilgewinde I6 und den Stift I7 der Nocken I2 gegenüber der Welle II verdreht wird.
Es kann aber auch ein Planetengetriebe od. dgl. zur Überlagerung der Winkelverstellbewegung
über die Drehbewegung der Schaltwelle benutzt werden.
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Die Erfindung ist in erster Linie für die geschilderte Prüfung elektrischer
Maschinen und Geräte bestimmt. Darüber hinaus ist das neue Gerät so praktisch, klein
und handlich, und die Veränderung der Verstellgrößen ist sehr bequem und leicht
ablesbar, so daß es auch für andere Zwecke, beispielsweise für die Zuteilung von
Energie an Verbraucher, etwa zur Regelung von Motoren oder auch für Lichtreklame,
anwendbar ist.
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PATENTANSPRVCHE I. Dauerschaltgerät für die Prüfung elektrischer
Maschinen und Geräte, die mit regelbarer Schalthäufigkeit und regelbarer prozentualer
Einschaltdauer geschaltet werden müssen, gekennzeichnet durch einen drehzahlregelbaren
Antrieb für die Ein- und Ausschaltvorrichtung in Verbindung mit einem Überlagerungsgetriebe,
welches eine Verstellung des Zeitpunktes der Ein- oder Ausschaltung während des
Laufes gestattet.