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Steuervorrichtung für elektrische Stromkreise mit wenigstens zwei
Schaltern und einer mechanischen Verriegelung Die Erfindung betrifft Sicherheitsvorrichtungen
und insbesondere eine Verriegelungsvorrichtung, die sich für eine elektrische, hydroelektrische
oder hydraulische Ausrüstung eignet.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und wird nachstehend ausführlich beschrieben. Diese Ausführungsform
zeigt eine Anwendung der Erfindung für die Steuerung von elektrischen Stromkreisen
und Teilen, wie solche auf Flugzeugen verwendet werden, um auf dem Flugzeug angeordnete
Rundfunk-und sonstige Apparate zu betätigen. Obgleich nun gewisse Patentansprüche
das betreffende Verfahren bzw. die betreffende Vorrichtung zur Steuerung einer Flugzeugkraftvorrichtung
zum Gegenstand haben, so versteht es sich doch von selbst, daß die Erfindung im
allgemeinen die neuartige dargestellte und beschriebene, aus ineinandergreifenden
Teilen bestehende Vorrichtung betrifft, so wie sie für den vorliegenden besonderen
Zweck oder für irgend andere Anwendungszwecke, wie z. B. die Steuerung von Hochspannungsölschaltern
oder Ventilen in technischen und fabrikmäßigen Kraftbetrieben von einem elektrischen,
hydroelektrischen oder hydraulischen Charakter, in Frage kommt, die sich ohne weiteres
für den Fachmann ergeben, der die vorliegende Beschreibung liest.
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Bei Rundfunksendern für Flugzeuge ist es nicht nur wünschenswert,
daß das Gewicht des Apparates möglichst klein gehalten wird; es ist vielmehr auch
wünschenswert, daß eine vom Flugzeugmotor unabhängige Vorrichtung den Sender zu
speisen in der Lage ist, so daß man auch bei stillstehendem Flugzeugmotor Signale
aussenden bzw. die Sendeanlage prüfen kann. Hierzu verwendete man bisher Mehrfachgeneratoren,
die bei laufendem Flugzeugmotor von diesem mechanisch angetrieben und bei stillstehendem
Flugzeugmotor unabhängig von diesem elektrisch betätigt werden können. Die Erfindung
bezieht sich auf eine solche unabhängige elektrische Betätigung von einer Kraftquelle
aus, die von dem Lauf der Flugzeugmotoren unabhängig ist und zum Antrieb des Generators
verwendet werden kann. Die Anordnung ist so getroffen worden, daß, wenn die unabhängige
Kraftquelle verwendet wird, selbsttätig die vorherige Aberregung der ganzen dynamoelektrischen.Maschine
und auch das Öffnen
mindestens eines der Stromkreise erfolgt, die
bei mechanischem Antrieb des Handaggregates vom Flügzeügmotor aus nötig sind:. Diese
selbsttätige Wirkung ist auf die neuartige obenerwähnte Vorrichtung mit meni andergreifenden
Teilen zurückzuführen. Diese. Vorrichtung dient ferner dazu, das Schließen dieses
letztgenannten Ausgangsstromkreises so lange zu verhindern, als die Maschine von
der äußeren Energiequelle aus elektrisch betätigt wird.
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Zur Verhinderung der mit der Verwendung von hochgespanntem Strom verbundenen
Zufälligkeiten wurden bereits verschiedene Vorrichtungen, wie z. B. elektrisch betätigte
Sperrvorrichtungen, verwendet. Bei einer dieser Sperrvorrichtungen wird ein Relais
verwendet, um einen der Schalter aus-bzw. einzuschalten, wobei der Stromkreis dieses
Relais von einem durch einen Schlüssel betätigten Schalter gesteuert wird und das
Zurückziehen des Schlüssels aus dem Schalter dazu dient, den Stromkreis des Relais
zu unterbrechen. Der aus dem Schalter zurückgezogene Schlüssel kann dazu verwendet
werden, die Sperrung eines anderen Schalters bzw. eines andere Schalter enthaltenden
Kastens aufzuheben: Ein Hauptzweck der vorliegenden Erfindung besteht darin; für
solche Schalter eine mechanisch betätigte Sperrvorrichtung zu schaffen, durch welche
gewisse Zufälligkeiten und Nachteile vermieden werden und die richtige Aufeinanderfolge
der Vorgänge gesichert wird, ohne daß man hierzu irgendeinen Schlüssel braucht.
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Die Erfindung besteht zu diesem Zweck sowie zu anderen Zwecken in
der besonderen Ausbildung, in der gegenseitigen Anordnung und in der Anwendung der
verschiedenen Teile, die zu einer bevorzugten Ausführungsform gehören, die nachstehend
ausführlich beschrieben wird und in der Zeichnung dargestellt ist.
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Abb. i ist eine schematische Darstellung der elektrischen Stromkreise,
Schalter und Schalterbetätigungsvorrichtungen für den Fäll, daß die Erfindung für
die Steuerung eines kombinierten Gleich- und Wechselstromgenerators verwendet wird.
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Abb. 2 und 3 zeigen die Schalter und Schalterbetätigungsteile in verschiedenen
aufeinanderfolgenden Stufen des Arbeitsvorganges beim Anlassen (Erregen) des Generators
bzw: beim Betreiben desselben als Motorgenerator.
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In der Zeichnung bezeichnet q: die Hauptströmwicklung, während 5 den
Stromwender und 6 die Gleichstromerregerfeldwicklungen eines Wechselstromgenerators
bezeichnen, der für gewöhnlich über ein Zahnradgetriebe 3 mechanisch angetrieben
werden kann, das zur Kraftanlage, im allgemeinen einer Verbreni>, nungskraftmaschine,
des Flugzeuges gehört. '° Durch den Stromwender 5 in Verbindung mit ;den:'. Schleifringen
7 werden für gewöhnlich campen, Rundfunkröhren ü. dgl. gespeist, die '@tlsammen
mit der Batterie 8 die elektrische Ausrüstung des Flugzeuges bilden. Die Zeichnung
zeigt ferner eine zweite Batterie io oder andere Energiequelle, die für die anfängliche
Erregung der Maschine verwendet wird und auch dazu dient, dem Stromwender 5 Strom
zuzuführen, um die Maschine als Motorgenerator laufen zu lassen.
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Es ist nötig, eine unzeitige oder sonst ungeeignete Bedienung der
Schalter zu verhindern, durch die der Stromfluß durch irgendeine der verschiedenen
Wicklungen der Maschine gesteuert wird, denn das Einschalten eines dieser Schalter
in der unrichtigen Aufeinanderfolge könnte schwere Beschädigungen der Maschine und
der zugehörigen Einrichtung bzw. schwere Verletzungen des Bedienenden nach sich
ziehen. Es wäre insbesondere bei einer Einrichtung nach Abb. z durchaus nicht wünschenswert,
daß die Batterie io mit irgendeinem Teil des Generators eingeschaltet bleibt, nachdem
der Generator voll erregt wurde und die mechanische Antriebsvorrichtung 3 bereits
in Betrieb genommen worden ist. Erfindungsgemäß wird dieses dadurch verhindert,
daß die Steuerschalter gegenseitig mechanisch verriegelt werden. Der eine dieser
Schalter besteht aus zwei Kontaktfingern 13 und i4., die von einem tragbaren
Kontaktstöpsel getragen werden. An diesem Stöpsel zi sind Leiter 15 und 16
angeschlossen, die zu den Klemmen der Batterie io führen. Der andere Schalter ist
als Stromleitungsbürste 12 ausgebildet, die zwischen Schalterkontakten z9 und 2o
eingesetzt werden kann, um den Generator mit dem Stromverbraucher zu verbinden..
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Die Bürste 12 ist im zylindrischen Endteil eines Armes 22 angeordnet
und von diesem in geeigneter Weise isoliert: Der Arm 22 wird von einer Muffe 23
getragen, die auf einer Welle 2q. lose sitzt, an deren einem Ende sich ein Betätigungshandgriff
25 befindet, während das andere Ende einen zweiten Arm 26 trägt, der zweckmäßig
mit der Welle 2¢ aus einem Stück besteht und mit dem Arm 22 insofern ähnlich ist,
als er am anderen Ende ebenfalls eine Bürste 27 trägt, durch welche zwei stromleitende
Schaltkontakte 28 und 29 überbrückt werden können, von denen erstere durch einen
Leiter 3 1 mit der positiven Klemme A -[- des Stromwenders 5 und die zweite,
29, finit einem Kontaktstück 32 verbunden ist, von dem aus Leiter 33 und 34 zu den
Teilen 36
bzw. 37 führen. 36 ist eine Kontaktbüchse, die
in einem aus geeignetem Isoliermaterial bestehenden festen Stöpsel 38 vorgesehen
und so angeordnet ist, daß sie sich gegenüber dem obenerwähnten Kontaktstift 13
befindet.
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Um ein vorzeitiges Eindringen des Stiftes 13 in die Buchse 36 und
auch ein vorzeitiges Eindringen des Stiftes 14 in eine zweite Buchse 39 des Stöpsels
38 zu verhindern,, ist ein Glied 43 vorgesehen, durch welches das Eindringen der
Stifte 13 und 14 in die-zugehörigen Buchsen 36 und 39 nur dann ermöglicht wird,
wenn die Schalter 12 und 27 sich in vorbestimmten Stellungen befinden. Wie dargestellt,
besteht das Glied 43 aus einem Stück mit der Muffe 23 und erstreckt sich radial
von dieser aus bis zu einer Stellung, die ungefähr i8o° von der radialen Stellung
des Armes 22 entfernt liegt, so daß das genannte Glied, wenn die Schalter 12 und
27 eingeschaltet sind, die in der Abb. i gezeigte Stellung einnimmt. In dieser Stellung
können die Stöpsel i i und 38, welch letzterer gegenüber dem Arm 43 feststeht, nicht
miteinander in Eingriff gebracht werden.
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Um die beiden Schalter 12 und a7 bei einer Verschwenkung des Handgriffes
25 entgegen dem Uhrzeigersinn gleichzeitig auszuschalten, ist der Arm 26 mit einem
Finger 42 versehen, der auf dem Arm eine solche Stellung einnimmt, daß er für gewöhnlich
mit dem Rand des Armes 22 in Berührung steht und infolgedessen bei einer entsprechenden
Bewegung des Handgriffes 25 und des Schaltarmes 26 den genannten Arm 22 in die aus
der Abb. 2 ersichtliche Stellung bringt. Wie ersichtlich, wird hierbei der Sperrarm
43 aus der Bahn des Stöpsels i i entfernt und somit das Einschalten der durch die
Kontakte 13, 14, 36 und 39 gebildeten Schalter ermöglicht. Jetzt fließt der Strom
der Batterie io über den Leiter 15 und die Schaltkontakte 13 ünd 36 nach den Leitern
33 und 34 und von hier aus durch den einstellbaren Widerstand 37 nach der Erregerwicklung
6 der Maschine, wodurch die Erregung der letzteren erfolgt, während die Stromrückleitung
durch die Leiter 44, 45, die Kontakte 39 und 14 und den Leiter 16 ebenfalls geschlossen
ist. Es ist zu bemerken, daß die Schalter 12 und 27 vor dieser Erregung ausgeschaltet
worden sind, so daß die Maschine vor jeder Beschädigung geschützt ist, die sonst
durch ein vorzeitiges Einschalten dieser Schalter verursacht werden könnte.
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Das eine Ende einer Verdrehungsfeder 49 drückt gegen einen Stift 51,
der auf einer Seite des Schaltarmes 2z vorgesehen ist, während das andere Ende sich
gegen einen am nicht dargestellten Gehäuse befestigten Anschlag 52 stützt. Die Feder
49 sucht für gewöhnlich den Schaltarm 22 von der Stellung nach Abb.2 und 3 in die
Stellung nach Abb. i zurückzubringen, aber dies wird, wie Abb. 2 und 3 zeigen, dadurch
verhindert, daß der in 38 eingeführte Stöpsel ii in der Bahn des Sperrarmes 43 liegt.
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Es ist ferner wünschenswert, die Betätigung der Schalter 27 und 12
zeitlich so zu regeln, daß ersterer unabhängig von der Schalteinrichtung 13, 14,
36, 39 geschlossen werden kann, während das Einschalten des letzteren erst dann
erfolgt, wenn der durch die Schaltstücke 13 und 14 gesteuerte Batteriestromkreis
wieder geöffnet wurde. Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird diese zeitliche
Einstellung dadurch gewährleistet, daß eine Bewegung des Schaltarmes 43, der bekanntlich
mit dem Schaltarm 22 aus einem Stück besteht, verhindert wird, solange der Kontaktstöpsel
i i mit dem Steckerbuchsenteil 38 in Eingriff steht. Die Rückbewegung des Handgriffes
25 von der Stellung nach Abb.2 in die Stellung nach Abb. 3, entsprechend der ursprünglichen
Stellung nach Abb. i, ist somit ohne irgendwelchen Einfluß auf den Schaltarm 22
möglich. Durch diese Bewegung wird jedoch der auf dem Schaltarm 26 vorgesehene Schalter
27 wieder geschlossen, so daß ein Strom über den Stromwender 5 sowie durch den Stromkreis
fließt, der von der Batterie io durch die Leiter 15, 13, 36, 33, 29, 27, 28 und
31 ausgeht und durch die Leiter 44, 45, 39, 14 und 16 zur Batterie zurückkehrt.
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Nachdem die anfängliche Erregung der Wicklung 6 in der oben beschriebenen
Weise erfolgt ist und die Maschine nicht länger als Motorgenerator betrieben werden
soll, kann der Schalter 12 geschlossen werden, um die Maschine zu belasten, vorausgesetzt
jedoch, daß die Batterie io vorher durch Trennung der Schaltstöpsel il und 38 ausgeschaltet
wurde.- Infolgedessen soll zunächst der Stöpsel ii herausgezogen werden, worauf
der Schaltarm 22 dann durch die Feder 49 in die Stellung nach Abb. i zurückschnellt,
wobei der mit dem Schaltarm 22 aus einem Stück bestehende Arm 43 gleichzeitig in
die Sperrstellung nach Abb. i zurückkehrt. Hierdurch wird ein Wiedereinführen des
Schaltstöpsels i i in die Buchsen 36, 39 so lange verhindert, als die Maschine belastet
ist. Auf Wunsch kann ein Rückstromrelais in der positiven Seite der Leitung 62,
und zwar bei 63, d. h. zwischen dem Schalter 1.2 und der Batterieverbindung 64 eingeschaltet
werden, falls eine solche Verbindung 64 und eine entsprechende Verbindung 65 vorgesehen
sind, damit die Strombelastung in gewissen Fällen durch die Batterie 8 des Flugzeuges
übernommen werden kann. Die in dieser Weise unmittelbar
versorgten
Stromverbraucher sind hier mit 66 bezeichnet.
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Wenn auch nur eine Ausführungsform der Erfindung in der beiliegenden
Zeichnung dargestellt ist, so versteht es sich doch von selbst, daß diese Ausführungsform
nur als Beispiel gegeben wurde, und daß die Erfindung sich nicht auf dieselbe beschränkt;
sondern daß für die Bestimmung des Schutzbereiches derselben nur die nachstehenden
Patentansprüche maßgebend sind.