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Elektrischer Stufenschalter mit Wälzkontakt und elektromagnetisch
unter Einwirkung des im Gerät fließenden Stromes erzeugtem Kontaktdruck Es sind
Stufenschalter mit Wälzkontakt zur Regelung elektrischer Ströme oder Spannungen
bekannt, bei denen der Kontaktdruck magnetisch in der Weise erzeugt wird, daß das
Wälzstück mit einem Anker vereinigt ist, der mit einem ortsfesten Elektromagneten
zusammenwirkt. Dieser Elektromagnet kann ganz oder teilweise vom Strom des zu regelnden
Gerätes durchflossen werden. Diese Anordnung ist so getroffen, daß am Magnetanker
durch das magnetische Feld kein Drehmoment erzeugt wird, vielmehr die resultierende
magnetische Kraft des Magnetfeldes stets durch den Berührungspunkt des Wälzankers
mit der im allgemeinen ebenen Kontaktsegmentfläche geht und auf dieser im Berührungspunkt
senkrecht steht. Zur Übertragung und Erzeugung der Steuerkraft auf den Magnetanker
ist bei bisher bekannten Wälzreglern dieser Art ein besonderes mechanisches oder
elektrisches System erforderlich, das durch den meist unumgänglichen Aufwand an
Feinmechanik einen hohen Preis bedingt. Außerdem ist es sehr schwierig und mit weiterem
technischen Aufwand verknüpft, solche Regler so zu bauen, daß ihre Nullage durch
Erschütterung (z. B. beim Transport der Geräte) und bei nicht erregtem Magnetfeld
immer gleich bleibt. Andernfalls ist vor jeder Inbetriebnahme eine überprüfung der
Nullage und eventuell Neujustierung erforderlich.
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Der Wälzregler gemäß der Erfindung vermeidet diese Nachteile dadurch,
daß das Wälzstück selbst als Magnetanker ausgebildet und, unter der Einwirkung einer
Rückholkraft stehend, unsymmetrisch so im Magnetfeld des Steuer- und Andrückmagneten
angeordnet ist, daß in Abhängigkeit von der
Größe der Magnetkraft
sowohl ein das Wälzstück zu einer Wälzbewegung veranlassendes Drehmoment als auch
eine als Kontaktdruck wirksame Kraft senkrecht zur Wälzfläche hervorgerufen wird.
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Vorzugsweise soll ein Wälzstück zur Anwendung kommen, dessen durchgehende
Wälzfläche teils zu dem Köntaktstück und teils zu dem mit dem Magneten zusammenarbeitenden
,Ankerstück gehört, derart, daß sich das Wälzstück unter Einhaltung eines Luftspaltes
gegenüber dem Magneten einerseits auf dem Kontaktlamellenpaket und andererseits
mit einer Verlängerung des Ankerstückes auf einem Widerlager abstützt. Insbesondere
ist das Ankerstück dabei an mehreren, vorzugsweise an vier Punkten in parallel zur
Erzeugenden der Wälzfläche gespannten, einstellbaren Federn aufgehängt, so daß es
bei nicht erregtem Magnetfeld eine eindeutige und durch vorübergehende Erschütterungen
nicht zu beeinflussende Nullage hat. Das Kontaktstück schwebt in dieser Lage entweder
in geringem Abstand über der Kontaktfläche oder wird durch geeignete Anordnung der
Federn mit leichtem Druck auf diese Kontaktfläche gedrückt, jedoch so, daß die Rückführung
des Wälzstückes in die Nullage durch Reibung auf der Wälzfläche des Kontaktstückes
nicht behindert wird.
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Eine beispielsweise Ausführung des Stufenschalters gemäß der Erfindung,
der ohne feinmechanischen Aufwand und daher billig und trotzdem mit hoher Empfindlichkeit
hergestellt werden kann, ist in der Zeichnung dargestellt. Es- zeigt Fig. i einen
Stufenschalter gemäß der Erfindung in raumbildlicher Darstellung, Fig.2 eine Einzelheit.
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Über dem U-förmigen Elektromagneten i mit Erregerwicklung 2 ist das
aus Eisenblech kreisbogenförmig gebogene Ankerstück 3 in vier etwas vorgespannten
Federn ¢ unsymmetrisch zu den beiden Magnetpolen aufgehängt. Bei erregtem Magnetfeld
stützt sich das Wälzstück teils mit seinem Kontaktstück 7 auf dem in einer Ebene
angeordneten Kontaktlamellenpaket 5, teils mit einer Verlängerung 3b des Ankerstückes
3 auf einer ebenen Leiste 6 so ab, daß beim Wälzvorgang zwischen dem Ankerstück
3 und den Polen des Magneten i stets ein kleiner Luftspalt bleibt. Unter dem -Einfluß
des Magnetfeldes versucht das Ankerstück 3 sich gegenüber den beiden Polen r symmetrisch
so einzustellen, daß der magnetische Kreis möglichst gut geschlossen wird. Das Wälzstück-
wälzt sich also mit zunehmender magnetischer Erregung immer mehr, entgegen den Rückstellkräften
der Federn q., zur Mittellage zwischen den beiden Magnetpolen hin.- Dabei kommt
sein Kontaktstück 7 mit den verschiedenen Lamellen des Kontaktlamellenpaketes 5
in Berührung, wodurch ein Regelvorgang eingeleitet werden kann.
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Dient der Wälzregler zum unterbrechungslosen Schalten von Spannungsanzapfungen
eines Transformators, so werden zeitweise zwei Anzapfungen kurzgeschlossen. Zur
Vermeidung von Kurzschlußströmen kann man z. B. in an sich bekannter Weise .kleine
Drosseln oder Widerstände in die einzelnen '-'Zuleitungen zu den Kontaktlamellen
schalten. Zur Durchführung von sukzessiven 4Parallelschaltungen elektrischer Stromkreise,
z. B. von Kondensatoren bei Anlagen für automatische Blindstromkompensation, ist
ein Kontaktlamellenpaket vorzusehen, dessen Lamellen 5o gegenüber der beschriebenen
Anordnung um 9o° in der Abwälzebene verdreht sind (Fig. 2) und deren Vorderkanten
in Wälzrichtung gegeneinander versetzt sind. Auf diese Weise wird erreicht, daß
das Kontaktstück 7 mit der ersten Lamelle auf der ganzen Wälzlänge in Berührung
bleibt. Nach einem kurzen Wälzweg kommt die zweite Lamelle mit dem Kontaktstück
in Berührung und bleibt es ebenfalls während der weiteren Wälzbewegung.
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Die weiteren vorgesehenen Lamellen kommen mit fortschreitender Wälzbewegung
nacheinander mit dem Kontaktstück in Berührung; bis schließlich alle Lamellen durch
das Kontaktstück berührt und parallel geschaltet sind.
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Zur Erzielung einer einwandfreien Kontaktgabe ist es dabei erforderlich,
die Lamellen einzeln federnd anzuordnen.