Selbsttätige Regulier- und Sehaltvorrichtung für elektrische Anlagen. Bei den bekannten Spannungsreglern von mit veränderlicher Geschwindigkeit um laufenden elektrischen Generatoren, bei wel chen entweder durch Verändern oder durch vollständiges Ab- oder Zuschalten eines Vorschaltwiderstandes die zu regelnde Span nung beeinflusst wird, werden die Kontakte dieses Vorschaltwiderständes sehr rasch schadhaft, sei es durch die Schleifwirkung, die ausserdem noch den Empfindlichkeits grad des Reglers ungünstig beeinflusst, sei es durch starke Funkenbildung, welche eine sehr rasche Zerstörung dieser Kontakte her beizuführen vermag.
Gegenstand der Erfindung ist eine Re- gulier- und Schaltvorrichtung, welche diese Nachteile vermeidet. Dies wird dadurch er reicht, dass als Kontakte für die Änderung des Vorschaltwiderstandes Quecksilberkon takte verwendet werden, und zwar zweck mässig in mehrfacher Anordnung. Auf dreh baren Scheiben sind Widerstandsspulen an geordnet, die beim Drehen der Scheiben mehr oder weniger in das Quecksilber ein tauchen. Die Scheiben stehen unter der Wir- kung von Elektromagneten, welche von den zu regelnden Grössen beeinflusst werden und welche die Scheiben zu drehen vermögen zwecks Änderung des Widerstandes.
Queck silberkontakte sind zwar an und für sich be reits bekannt; indessen handelt es sich dabei entweder um elektrothermische Beeinflussung derselben oder um kolbenartiges Ein- und Austauchen der Kontaktglieder unter Hub- wirkung, was verwickeltere Bauart bezw. ungleichmässigeren mechanischen Widerstand bedingt.
Auf der Zeichnung ist ein Ausführungs beispiel des Erfindungsgegenstandes darge stellt, das insbesondere als selbsttätige Re- gulier- und Schaltvorrichtung für elektrische Anlagen von Kraftfahrzeugen geeignet ist, in denen eine durch den Motor mit verschie denen Geschwindigkeiten angetriebene Gleich stromdynamo .eine Batterie und die Beleuch tung speisen soll. Es zeigen: Fig. 1 das Schema der Anlage, Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Re- gulier- und Schaltvorrichtung, Fig. 3, 4 und 5 Querschnitte nach den Linien 3-3, 4-4 und 5-5 von Fig. 2.
In Fig. 1 bedeutet 1 einen vom Wagen motor anzutreibenden Nebenschlussgenerator mit der Erregerwicklung 2. An diese ist ein Quecksilberbehälter 3 angeschlossen, in des sen Quecksilber eine auf der drehbaren Welle 4 sitzende Scheibe 5 aus Isolier material eintaucht, auf welche ein Wider stand 6 aufgewickelt ist und welches Queck silber über die Erregerwicklung 2 an einen Pol des Generators 1 angeschlossen ist. Auf dergleichen Welle 4 sitzt eine zweite Scheibe 8 mit gleichem Widerstand 9 wie der der Scheibe 5. Die beiden Widerstände 6 und 9 sind in Reihe geschaltet. Die Scheibe 8 taucht in das Quecksilber eines Behälters 10, das mit dem andern Pol des Generators 1 verbunden ist.
Auf der Welle 4 sitzt ferner ein ringsektorförmiger Eisenkern 11, der unter der Wirkung einer Spannungsspule 12 stellt, wodurch die Welle verdreht werden kann. Die Spannungsspule 12 ist in Reihe geschaltet mit der Spannungsspule 13. Un ter der Wirkung der Spannungsspule 13 steht ein Ringsektor-Eisenkern 14, welcher auf einer Welle 15 festsitzt, die durch ihn gedreht werden kann. Auf der Welle 15 sind ferner die Scheiben 16 und 17 mit den Widerstandsspulen 18 und 19 angeordnet, welche in Quecksilbergefässe 20 bezw. 21 eintauchen.
Das Gefäss 21 ist an den einen Pol der Batterie 22 und des Beleuchtungs stromkreises 23 angeschlossen, während das Gefäss 20 an das Ende einer Stromspule 24 angeschlossen ist, die ebenfalls auf den Eisenkern 14 einzuwirken vermag und deren Anfang an der Klemme 25 der Maschine liegt. Die Eisenkerne 11 und 14 stehen un ter der Wirkung von Federn 26 bezw. 27, die ein Drehmoment im Sinne des Uhrzeigers auf sie ausüben.
Die Wirkungsweise der Einrichtung ist die folgende: Bei Ingangsetzung des Motors, wenn die genügende Tourenzahl und damit die nö tige Spannung noch nicht vorhanden sind, wird die Speisung des Beleuchtungsnetzes von der Batterie übernommen. Während die ser Zeit fliesst noch lein Strom im Haupt stromkreis (Netz), da die Amperewindungs zahl der Spannungsspule 13 so bemessen ist, dass sie noch keine genügende Drehung des Eisenlernes 14 zu bevirlen vermag, um die Kontakte in den Gefässen 2i und 21, die zu nächst noch unterbrochen sind, herzustellen. Dagegen wirkt die Spannungsspule 12 so fort, so dass der Erregerstromkreis geschlos sen wird, und zwar zunächst mit kurz geschlossenen Widerständen 6 und 9.
Hat die Spannung den für die Speisung der Bat terie und des Netzes erforderlichen Wert er reicht, so bewirkt die Spule 13 die Drehung der Welle 15 und damit der Scheiben 16 und 17 entgegengesetzt zur Uhrzeiger bewegung, so dass der Hauptstromkreis (Netz) geschlossen wird, und zwar zunächst bei kurzgeschlossenen Widerständen 18, 19. Dieser Teil der Einrichtung wirkt also als Minimalschalter.
Steigt die Spannung des Generators 1 infolge Geschwindigkeitszunahme des Wa genmotors über das zulässige Mass, so wird die Welle 4 so gedreht, dass ein entsprechen der Teil der Widerstände 6 und 9 eingeschal tet wird, wodurch der Strom in der Erreger wicklung und damit die Spannung des Ge- nerators 1 herabgesetzt wird. Da hierbei eine gänzliche Abschaltung der Erregerwicklung nicht eintritt, so tritt bei dieser Widerstands änderung keine Funkenbildung auf, die Kontakte werden daher nicht bescbädigt.
Die Reibung zwischen dem flüssigen Queck- silber und der Scheibe ist eine sehr geringe und gleichmässiger als zum Beispiel bei den üblichen Tauchkontakten. Der Regler wird infol--e dieses geringen mechanischen Wider standes sehr rasch den Spannungsänderungen folgen können.
Sollte durch ir-end eine Ursache, zum Beispiel eine plötzlielit- Belastung des Haupt- stromkreises (Netzes) zum Beispiel durch Kurzschluss, der Nizlzstrom über ein zuläs siges Mass\ anwaebsen, so werden die bis anhin kurzgesehlo-enen Widerstände 18, 19 dieser Zunahme entsprechend eingeschaltet durch die Wirkung der Stromspule 24, die einen entsprechend vergrösserten Ausschlag des Eisenkernes 14 und damit der Welle 15 mit den Seheiben 16 und 17 zur Folge hat.
Auch hierbei treten keine Funken auf, da diese Widerstandsänderung nach und nach erfolgt. Die Funkenbildung beim Offnen des Nutzstromkreises wird infolge der Un terteilung der Kontakte (Anordnung meh rerer Quecksilbergefässe mit mehreren Schei ben) auf ein geringes Mass beschränkt Auch erleichtert diese Unterteilung die Unter bringung eines grossen Gesamtwiderstandes.
Gemäss Fig. 2 sind die beiden Wellen 4 und 16, auf welchen die Scheiben 5, 8 bezw. 16, 17 mit den Widerständen abge ordnet sind, in einem gemeinsamen Gehäuse 28 aus Isoliermaterial gleichachsig gelagert. Die Verbindung der Widerstände zweier zu sammengehöriger Scheiben ist bewerkstelligt durch Bolzen 29, die durch die Naben der Scheiben hindurchgeführt sind. Die Anord nung der Widerstände auf den Scheiben kann eine verschiedenartige sein, zum Bei spiel kann sie gemäss den Fig. 4 und 5 er folgen. Die Quecksilberbehälter 3,10,20,21 sind als zweiteilige Kapseln ausgebildet, die auf einem Flansch des Gehäuses 28 be festigt sind. Ihre Seitenwandungen sind nach innen eingebogen, um die Bewegung des Quecksilbers möglichst zu dämpfen und dessen Austritt zu erschweren.
Die Klem men 30 für die erforderlichen Anschlüsse sind am Gehäuse angeordnet und leitend mit dem Quecksilber verbunden. Die Spule 12, sowie die ineinanderliegenden Spulen l3 und 24 sind auf Konsolen 31 befestigt, welche an den Stirnwänden des Gehäuses angeordnet sind. Die Eisenkerne 11, 14 sind durch ge bogene Stäbe gebildet, die in Naben 32 auf den Wellen 4 bezw. 15 befestigt sind. Das Ganze bildet einen Apparat von sehr ge drängter Bauart.
Die Wellen 4 und 15 könnten .auf den Stirnseiten des Gehäuses herausragen und dort mit je einem Zeiger versehen sein, während am Gehäuse eine Skala angeordnet sein könnte, deren Einteilung derart sein könnte, dass rechts die Spannung, links die Stromstärke abgelesen werden könnte, so dass der Apparat zugleich als Volt- und Ampere meter wirken könnte.
Statt gleichachsig könnten die beiden Wellen 4 und 15 auch parallel zueinander in einem Gehäuse angeordeet sein. Es wür den dann die beiden Skalen direkt nebenein ander zu liegen kommen, und der Apparat könnte zweckmässig mit parallel zur Längs-, richtung des Wagens liegenden Wellen achsen an der Spritzwand des Wagens beim Führersitz angeordnet werden, so dass er jederzeit unter den Augen des Führers wäre.
Mit der vorliegenden Vorrichtung ist das Überladen der Batterie unmöglich, da einer seits die Spannung nicht über die erforder liche ansteigen kann, und anderseits noch Widerstände in den Hauptstromkreis ein geschaltet werden können. Die Kontakte nützen sich nicht ab; beim Regeln der Span nung ist Funkenbildung ausgeschlossen und beim Ausschalten auf ein Minimum redu ziert, so dass ein Verbrennen oder sonstiges Beschädigen der Kontakte nicht eintreten kann. Die Vorrichtung kann auch für andere Anlagen als für Motorwägen verwendet werden.