DE166603C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

- M 166603 KLASSE 21 c.

Die Erfindung bezieht sich auf solche Schalter, durch die die Spannung eines Netzes feinstufig reguliert werden kann, obwohl die Unterteilung der Spannung der Stromquelle und in verhältnismäßig großen Stufen möglich ist. Sie ist anwendbar zur Regulierung beliebiger . elektromotorischer Kräfte, beispielsweise als Zellenschalter oder als Regulierschalter für Transformatoren. In den folgenden Darlegungen ist die Anwendung des Regulierschalters nach vorliegender Erfindung auf Zellenschalter auseinandergesetzt.

Die Unterteilung der Zellenschalter ist bedingt durch die Spannung der einzelnen Zelle, und da diese etwa 2 Volt beträgt, so muß man sich bei den in Lichtanlagen üblichen Gebrauchsspannungen begnügen, mit Rücksicht auf sonst zu erhebliche Schwankungen der Lichtstärke jedesmal nur eine Zelle zu- oder abzuschalten. Die Zellenschalter werden deshalb groß und kostspielig, die zahlreichen von den Schaltzellen zum Zellenschalter führenden Leitungen ebenfalls kostspielig, ■ sowohl durch ihr Material wie ihre Verlegung und das Ganze schwer . übersichtlich. Man hat deshalb nach Schaltungen gesucht, bei . denen immer mehrere hintereinander geschaltete Zellen ohne erhebliche Schwankungen der Gesamtspannung zu- oder abgeschaltet werden können. Eine der einfachsten solcher Schaltungen ist in der Elektrotechnischen Zeitschrift 1903, S. 809, 810 beschrieben. Dabei sind die in Reihe geschalteten Zellen in Gruppen zu je zweien eingeteilt, aber die eigentümliche Benutzungsweise einer einzelnen Hilfszelle läßt trotzdem in dem Verteilungsnetze nur Spannungsschwankungen von je einer Zelle entstehen. Soll nämlich beispielsweise die Spannung im Netze erhöht werden, und ist augenblicklich die Hilfszelle nicht in Tätigkeit, so wird diese hinzugeschaltet ; demnächst werden durch den Zellenschalter die zwei Zellen einer Gruppe hinzugeschaltet, gleichzeitig aber die Hilfszelle wieder abgeschaltet usf. Ähnlich kann auch ersichtlich beim Abschalten von Zellen verfahren werden, so zwar, daß immer nur die E. M. K. einer Zelle der Netzspannung hinzugefügt oder weggenommen wird. Diese Schaltweise ist nun auch ersichtlich ' nicht gerade an die Zellenzahlen 2 und 1 gebunden, wiewohl diese meist in Frage kommen werden. Die Schaltweise ergibt deshalb mindestens eine Verringerung der Zellenschalterkontakte und der Leitungen nach den Schaltzellen um die Hälfte.

In dem angeführten Aufsatze wird die beschriebene Schaltweise durchgeführt mit Hilfe eines besonderen Schaltapparates,, dessen Bürstenbewegung abhängig ist von der Bürstenbewegung des Hauptzellenschalters. Es zeigt nun aber, daß man diesen besonderen Apparat vollständig entbehren und seine Aufgabe mit übertragen kann auf Hilfsapparate an Zellenschaltern zur Verlegung der Öffnungsfunken, im folgenden kurz Funkenschalter genannt, wie sie beispielsweise durch die Patentschriften 62229,

(2. Auflage,''ausgegeben am 7. Oktober igog.)

133860 der Kl. 21 u. a. bekannt geworden sind, wobei diese Hilfsapparate nur ganz geringe Umänderung zu erfahren brauchen.
Die neue Einrichtung wird zunächst zweckmäßig im Anschlüsse an die Patentschrift 62229 erläutert. Die dort in den Fig. 3 bis 9 dargestellte Schaltweise kann für den vorlie-

. genden Zweck vorteilhaft ausgeführt gedacht werden durch einen schematisch in Fig. 1 dar-

■10 gestellten Apparat.

In der Figur bedeutet t die Batterie, ζ ζ . . . die angefügten Schaltzellen, die einzeln an die Kontaktstücke cc... des' Zellenschalters angeschlossen sind. Diese Kontaktstücke c sind wieder durch gleich breite Isolierstücke getrennt. Die fest, aber isoliert verbundenen Bürsten k_± und k„ von etwas geringerer Breite als die Kontaktstücke, berühren einerseits die Kontaktbahn, andererseits die Gleitschienen S₁ bezw. S₂. Zwei Kontaktstücke, durch α b'und O₁ b₁ bezeichnet (um tunlichst die Bezeichnungsweise der angezogenen Patentschrift zu benutzen), sind mit den Gleitschienen verbunden, und zwar die erste durch den Widerstand w, der, in gleicher Weise wie der Widerstand w der Patentschrift, das Kurzschließen einzelner Zellen bei der langsamen Bewegung der Bürsten verhindert.
Den Kontaktstücken α b und Ci₁ b₁ gegenüber liegt das Kontaktstück d und zwischen den drei Kontaktstücken schwingt um einen mittleren Punkt der Schalthebel h mit genügend breiten Bürsten, um gleichzeitig die beiden Kontaktstücke α b und U₁ b_t berühren zu können. Der Schalthebel ist in einer bestimmten Lage gezeichnet, die der augenblicklichen Stellung von /e, und k₂ entspricht. Die verschiedenen Stellungen, die der Hebel beim Schaltvorgange einnimmt, sind durch einfache Mittellinien bezeichnet, und am Ende dieser punktiert verlängerten Linien sind Zahlen eingeschrieben, die den Schaltstellungen nach Fig. 3 bis 9 der Patentschrift 62229 . entsprechen. Das bedeutet: Während die Hauptbürsten k_x k₂ um eine ganze Kontaktteilung des Zellenschalters verschoben werden, erfährt der mit den Bürsten kinematisch verbundene Schalthebel h solche Stellungsänderungen, daß den Schaltbedingungen nach Fig. 3 bis 9 der Patentschrift 62229 entsprochen wird, wie sich durch Verfolgen der zusammengehörenden Stellungen der Bürsten und des Schalthebels erweist. Die bisher besprochene Einrichtung bildet also nur eine besondere Form des Funkenschalters nach D. R. P. 62229.

In Fig. 2 ist nun aber der Zellenschalter aus Fig. ι mit den Änderungen des Funkenschalters dargestellt, die. ihn befähigen, jedes- mal zwei Schaltzellen aus- oder einzuschalten ohne größere Spannungsänderungen im Netze, als die einer Zelle entsprechenden. Zu dem Ende sind an die Kontakte cc... Gruppen von je zwei hintereinander geschalteten Zellen gelegt, und bei dem Funkenschalter ist eine Hilfszelle S₁ angeordnet.

Zwischen die beiden Kontaktstücke a b und (I₁ b₁ ist aber ein mittleres Kontaktstück m gelegt, und zwischen dieses und a_t Z)₁ der^Widerstand w geschaltet, der, wie ohne weiteres aus der Figur ersichtlich ist, sowohl das Kurzschließen der Hilfszelle S₁ wie der Schaltzellen s verhindert.

Bei der gezeichneten Stellung des Schalthebels h und der Hauptbürsten k_t k₂ fließt beispielsweise der Strom von der Batterie t durch einen Teil der Schaltzellen über die Bürste Ii₁, das Kontaktstück α b, den Schalthebel h usw. in das Netz und von da in die Batterie zurück. Die Hilfszelle Z₁ ist dabei nicht in Tätigkeit. Hat sich das Bürstenpaar k₁ k„ um eine halbe Teilung nach links verschoben, so daß k₂ an die Stelle von k_x gerückt ist, so ist gleichzeitig h in seine entgegengesetzte Stellung gedreht, das Kontaktstück U₁ b₁ mit d verbindend. Damit ist aber eine Zelle, und zwar die Hilfszelle Z₁ zugeschaltet. Rücken nun Ji₁ k₂ wieder um eine halbe Teilung weiter, so daß k_t auf das nächste Kontaktstück c kommt, so dreht sich gleichzeitig h in die gezeichnete Stellung zurück. Es sind damit an der Kontaktbahn zwei Zellen zugeschaltet, die Hilfszelle aber wieder abgeschaltet, so daß tatsächlich die Spannung im Netze nur um die einer Zelle gewachsen ist usf. Die in den Verlängerungen der Mittellinien von h eingeschriebenen Zahlen entsprechen wieder den Fig. 3 bis 9 der Patentschrift 62229.

An Stelle des schwingenden Hebels h wird zur wirklichen Ausführung der Schaltung ein Schaltapparat mit Drehbewegung in nur einer Richtung zweckmäßig sein, wie auch in der Patentschrift 62229 dargelegt wurde. Die Schaltung kann beispielsweise durch einen Drehschalter nach Fig. 3 ausgeführt werden, wobei, wieder die Bezeichnungen denen der Fig. 2 entsprechend gewählt'sind.

Die Achse χ des Drehschalters trägt die volle Schleifscheibe ν und den Quadranten q. Die hier als Bürsten ausgebildeten Kontaktstücke α b und O₁ b₁ liegen auf entgegengesetzten Seiten der Achse x; der Mittelkontakt m ist in zwei gleichwertige, unter sich verbundene geteilt, deren Mittellinie senkrecht zu der von α b und a_t b_± steht. Die kinematische Verbindung des Drehschalters mit den Hauptbürsten k_± k₂ ist so bemessen, daß er eine ganze Umdrehung macht, wenn k_± k₂ um eine ganze Teilung", d. h. um den Abstand der Mitten zweier Kontaktstücke c verschoben wird. Die gezeichnete Stellung der Teile in

Fig. 3 entspricht der in Fig. 2, und die den Mittellinien der Kontakte angeschriebenen Zahlen entsprechen wieder den Schaltstellungen der Patentschrift 62229. Im übrigen kann selbstverständlich die besondere Anordnung des dem Doppelzwecke genügenden Drehschalters sehr verschieden ausfallen.

Die vorstehend in Anwendung auf das D. R. P. 62229 beschriebene Einrichtung kann nun aber ebenso auf einen Zellenschalter mit Funkenschalter nach D. R. P. 133860 angewendet werden, denn die Folge der einzelnen Schaltungen muß selbstverständlich in beiden Fällen dieselbe sein und kann immer durch besondere Ausgestaltung des Funkenschalters erfüllt werden. .

Wie im Eingange schon angedeutet, ist die Einteilung der Schaltzellen in Gruppen von je zweien und die Anwendung einer einzelnen Hilfszelle nicht Bedingung für die Wirkung der beschriebenen Einrichtung. Dem Sinne der Darlegungen wird vielmehr immer genügt, wenn die E. M. K. der Hilfszelle Z₁ oder unter Umständen der Hilfszellen einen Teil der E. M. K. jeder Gruppe der Schaltzellen 2 beträgt.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch :

   Regulierschalter zum feinstufigen Schalten elektromotorischer Kräfte unter Benutzung von Hilfsspannungen, die nur ■ einen Teil der stufenweise zu schaltenden Hauptspanriungen betragen, gekennzeichnet durchverbindung des Hilfsspannungsschalters mit dem von der Schaltvorrichtung der Hauptspannung bewegten Funkenschalter.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.