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Rollkontaktanordnung für mechanische Stromrichter oder andere ähnlich
aufgebaute Einrichtungen Die Erfindung bezieht sich auf eine Rollkontaktanordnung
für mechanische Stromrichter oder andere ähnlich aufgebaute Einrichtungen mit mindestens
einer auf einer oder mehreren, insbesondere kreisförmigen Kontaktbahnen. abrollenden
Kontaktrollen, die durch Fliehkraft gegen die Kontaktbahn gedrückt werden. Es ist
bekannt, Kontaktrollen für Stromrichter, die an. der Innenseite einer kreisförmigen
Kontaktbahn abrollen, mit Spiel in umlaufenden Tragarmen zu lagern, wobei sie sich
unter dem Ein-fluß der Fliehkraft gegen die Kontaktbahn legen und je nach
der Schwere der Rollen und der Geschwindigkeit, mit der sie sich auf der Kontaktbahn
bewegen, einen gewissen Kontaktdruck zwischen Rollen und Kontaktbahnen erzeugen.
Der Kontaktdruck soll nun aber bei solchen Einrichtungen so bemessen sein, daß er
einerseits in elektrischer Hinsicht für einen guten Stromübergang ausreicht, anderseits
aber auch nicht so hoch ist, daß der mechanische Verschleiß der Anordnung, die über
lange Zeit einwandfrei laufen soll, zu groß und die Lebensdauer der Rollen hierdurch
etwa in unerwünschter Weise verringert wird. Um dies beim bekannten Aufbau zu erreichen,
muß das Gewicht der Rollen in einem bestimmten Verhältnis zur Umlaufgeschwindigkeit
auf der Kontaktbahn stehen. Diese Forderung ist nicht immer leicht zu erfüllen,
wenn der Aufbau wirtschaftlich sein soll. Wählt man z. B. bei einem mechanischen
Gleichrichter einen Aufbau mit nur einer sich abrollenden
Kontaktrolle,
so muß, diese mit hoher Geschwindigkeit auf der Kontaktbahn umlaufen, um im Rhythmus
des Wechselstromes die erforderlichen Schaltungen durchzuführen. Die Rolle sollte
somit verhältnismäßig leicht und klein bemessen werden, weil die Fliehkraft groß
ist und somit schon bei kleinerer Rolle der erforderliche Kontaktdruck zustande
kommt. Ob diese verhältnismäßig kleine Rolle jedoch der gewünschten Strombelastung
noch gewachsen ist und ihre Drehzahl sich in den für einen Dauerbetrieb zulässigen
Grenzen, hält, ist im übrigen fraglich. Wird da,-gegen ein, Aufbau mit mehreren
stromschaltenden Rollen verwendet, der in erwünschter Weise eine Herabsetzung der
Umlaufgeschwindigkeit zuläßt, weil mehrmals am Kreisumfang geschaltet wird, so sind
schwerere und größere Rollen nötig, um die erforderliche Fliehkr-aft zur Erzeugung
des für einen einwandfreien Strornübergang notwendigen. Kontaktdruckes zu erzielen.
Abgesehen davon, daß man in beiden Fällen nicht gleiche Rollensorten benutzen kann,
ist es im letzgenannten Falle hierdurch unter Umständen erforderlich, den gesamten
Aufbau mit Rücksicht auf die größeren-, Rollen unerwünscht groß zu gestalten. Die
großen Rollen vermindern außerdem die Treungeschwindigkeit -der Kontakte in unerwünschter
Weise, was wiederum durch eine Vergrößerung, dieses Mal durch eine Vergrößerung
der Laufbahn (Rollkreis), ausgeglichen werden müßte. Man erkennt hier sofort die
Nachteile dieses Zusammenhanges zwischen Mechanik und Elektrotechnik.
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Die Erfindung zeigt einen Weg, wie man sich von solchen Schwierigkeiten
völlig frei machen kann. Sie besteht darin, daß bei einer Einrichtung der eingangs
geschilderten Art Mittel zur Einstellung der Größe,der den Kontaktdruck herbeiführenden
Fliehkraft vor-gesehen sind. Hierbei kann man die Größe und das Gewicht der Kontaktrollen
weitgehend ohne Rücksicht auf die Erfordernisse bezüglich des zu erzielen-den Kontaktdruckes
ausbilden, da die den Kontaktdruck erzeugende Flie'bkraft für jede Umliaufgeschwindigkeit
der Rollen gesondert festgelegt bzw. einreguliert werden kann. Besonders günstige
Verhältnisse ergeben sich dabei, wenn nach einem weiteren Erfindungsgedanken die
Kontaktrolle an einem exzentrisch an der Antriebsachse gelagerten, quer zu ihr beweglichen
Hebel angeordnet ist. Man kann nämlich auf diesem Hebel ein Gewicht anordnen und
dieses vorzugsweise verschiebbar auf ihm anbringen. Der Hebel läßt sich auch doppelarmig
ausbilden, so daß an -dem einen Arm die Rollen, und an dem anderen das Gewicht gelagert
werden können. Zweckmäßig wird ein Gewicht verwendet, welches aus einer oder mehreren
auf dem Hebel verstellbaren Muttern besteht. Bei der Verwendung von zwei Muttern
können diese gegenseitig als Gegenmuttern dienen. Bei Anwendung von auf der Innenfläche
einer Kreisbahn lauf-enden Rollen wird das Gewicht zweckmäßig so angeordnet und
bemessen, daß es als Gegengewicht für die unter der Einwirkung der Fliehkraft stehenden
Rollen dient. Dies setzt voraus, daß Rollen und Gegengewicht an gegenüberliegenden
Armen des Hebels sitzen, so daß das Gewicht die Fliehkraft der Rollen schwächt.
Es steht natürlich auch nichts im Wege, im Bedarfsfalle das Gewicht auf dem die
Rollen tragenden Arm anzuordnen, so daß die Fliehkraft vergrößert wird. Bei Verwendung
von auf der Außenfläche einer Kreisbahn laufenden Rollen wird man dagegendas Gewicht
so anbringen und bemessen, daß es durch seine Fliehkraft die Rollen gegen die Kontaktbahn
drückt und dabei. die Fliehkraft :der Rollen überwiegt.
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Die Rollkontaktanordnung gemäß der Erfindung läßt sich bei den verschiedensten
Einrichtungen mit Rollkontakten benutzen. Sie ist z. B. bei mechanischen Umformern
brauchbar, bei denen eine oder mehrere Kontaktrollen mit aus Kreissegmenten gebildeten
Kontaktbahne-n zusammenwirken. Man kann sie auch bei solchen mechanischen Umformern
bzw. Gleichrichtern vorsehen, bei denen durch eine oder mehrere Kontaktrollen kreisförmige
Kontaktbahnen überbrückt werden, von, denen mindestens eine aus Kreissegmenten besteht,
die vorzugsweise durch Segmente aus Isolierstoff überbrückt sind. Die Anordnung
nach der Erfindung Ist auch brauchbar bei Verwendung von unterbrochenen bzw. mit
Lücken versehenen Kontaktbahnen, denn man kann das Massenträgheitsmoment der umlaufenden
Teile ohne Schwierigkeit so groß bemessen, daß ein störungsfreier Lauf der Kontaktrollen
möglich ist.
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Der Aufbau mit an Hebeln sitzenden Kontaktrollen ermöglicht es auf
Grund eines weiteren Erfindungsgedankens ferner, in einfacher Weise eine Einrichtung
zu schaffen, die es gestattet, die Kontaktrollen auch während des Betriebes von
der Kontakthahn abzuheben, um den elektrischen Betrieb auszuschalten, bevor die
Kontaktanordnung mechanisch zur Ruhe gekommen ist. Eine solche Einrichtung kann
z. B. Sperrglieder aufweisen, die beispielsweise - auf die die Rollen, tragenden
Hebel einwirken. Ein Energiespeicher, z. B. eine Federanordnung, kann zu diesem
Zweck durch einen Elektromagneten oder eine andere Betätigungseinrichtung ausgelöst
werden und danach das Ab-
heben der Kontaktrollen veranlassen.
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Die Zeichnung zeigt ein, Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes.
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Es sind zwei Kontaktrollen i und i' vorhanden, diemit einer nur-durch
eineKreislinie angedeuteten Kontaktbahn:2 zusammenwirken. Die Ausbildung dieser
Kontaktbahn in elektrischer Hinsicht ist hier ohne besonderes Interesse, da es bei
der Erfindung nur auf,die mechanische Wirkung, und zwar auf die Erzielung des gewünschten
Kontaktdruckes, ankommt. Die Kontaktbahn kann aus einzelnen Seginenten bestehen,
die sich mit Isoliersegmenten abwechseln. Es können auch zwei Kontaktbahnen räumlich
parallel an-geordnet sein, so- daß also die eine in der Zeichnung verdeckt ist,
und die beiden Bahnen können durch die Rollen i und i' überbrückt sein, wobei entweder
beide Bahnen oder nur eine aus Einzelsegmenten zusammengesetzt sind. Die Rollen
i und r' sind mit ihren Achsen 3 bzw. 3'
an Hebeln
4 bzw. 4' gelagert, die wiederum bei 5
und 5' an dem Hebel
6 schwenkbar befestigt sind. Der Hebel 6 sitzt fest auf der zur Zeichnungsebene
senkrecht stehenden Achse 7, die z. B. durch einen, Synchronmotor angetrieben
wird. Die Hebell 4 und 4' haben Gewindeenden 8 bzw. 8', auf denen
Muttern 9 und io bzw. g' und io' als Gegengewichte für die Rollend i und
i' angeordnet sind. Die Muttern der einzelnen Mutternpaare wirkeni gegenseitig als
Gegemnuttern, so daß ihre eingestellte Lage unverrückbar festgelegt ist.
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Beim Drehen der Achse 7 rollen die Rollen i und i' z. B. in
Richtung der Pfeile i i und i i' auf der Kontaktbahn-2, wobei sie sich in Richtung
der Pfeile 12 und 12' um ihre Achsen(3 und 3' drehen. Man erkennt ohne weiteres
aus der Zeichnung, daß die Rollen i und i' durch Fliehkraft gegen die Bahn 2 gedrückt
werden und daß man es durch die Auswahl der Gewichte 9 und io bzw. g' und
io' sowie durch ihre Einstellung auf den Gewindeenden 8
bzw. 8',der Hebel
4 und 4' in der Hand hat, den gewünschten Kontaktdruck zu bestimmen.