DE129946C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung elektrischer Moloren mit verschiedener Geschwindigkeit, wenn der Strom von einer getheilten Quelle elektrischer Energie geliefert wird. Getheilt soll dabei bedeuten, dafs die Stromquelle aus zwei oder mehreren unabhängigen Einheiten besteht, welche sowohl parallel wie hintereinander oder in Gruppen geschaltet werden können, wie z. B. Batterien von Accumulatoren, eine Anzahl von Dynamomaschinen oder beides zu gleicher Zeit vereint. Die einzelnen Einheiten sollen dabei dieselbe elektromotorische Kraft und vorzugsweise auch dieselbe Leistungsfähigkeit aufweisen.

Die Erfindung betrifft ferner die Mittel, welche die elektromotorische Kraft, welche auf die Feldmagnete der Motoren einwirken soll, constant belassen, dagegen die elektromotorische Kraft, welche auf den Anker einwirkt, durch Aenderung der Anzahl der Einheiten selbst ändert. Es sollen dabei Cyclen in der Weise eingehalten werden, dafs jedes einzelne Element mit gleichem Betrage beansprucht wird. Im Falle von vier Einheiten a, b, c, d soll ein Gyclus von vier Combinationen der Einheiten gebildet werden, nämlich a, ab, abc, abcd, so dafs vier verschiedene elektromotorische Kräfte entstehen. ·

Nun soll aber gema'fs der vorliegenden Erfindung die Einheit α nicht fortwährend benutzt, sondern im Laufe der Benutzung durch die anderen Einheiten b, c, d ersetzt werden, so dafs sich beispielshalber der Cyclus b, b c, b cdyb c dα bildet und so fort, dafs also jedes Element einmal an die Spitze des Cyclus tritt. Die Folge davon ist, dafs die Energie eines jeden Elementes in gleich grofsem Betrage in Anspruch genommen wird.

Auf den Zeichnungen bedeutet Fig. 1 eine Ansicht des Apparates, welcher schematisch vervollständigt ist, Fig. 2 einen Grundrifs, Fig. 3 eine Ansicht des unteren Theiles. Fig. 4 und 5 endlich sind schematische Darstellungen der Stromläufe.

Als Beispiel ist eine elektrische Batterie angenommen, deren einzelne Elemente mit 1 bis 8 bezeichnet sind. An die Stelle der Accumulatoren können auch ebenso gut einzelne Dynamomaschinen oder Primärelemente treten. Es bedeutet 9 den Anker des Motors, 10 dessen Feldmagnet. Die Reglertrommel 11 ist mit Contactringen ±12 bis ± 19 ausgestattet, welche doppelt, nämlich für jeden positiven und negativen Pol angeordnet und von einander durch Isolirplatten 20 getrennt sind. Auf diesen Ringen schleifen die Contactfinger 21 bis 28 und zwar mit positiven und negativen Vorzeichen, welche .den Elementen 1 bis 8 entsprechen. Der obere Theil der Trommel ist mit einer kreisförmig angeordneten Reihe von Contactsegmenten ausgestattet, deren Anzahl der Anzahl der Stromeinheiten entspricht. Diese Cpntactstücke stehen (vergl. Fig. 4) mit den abgewickelt gezeichneten Ringen 12 bis 19 in beständiger, leitender Verbindung und sind ebenfalls doppelt, nämlich positiv und negativ vorhanden. Dabei ist die Anordnung derart getroffen, dafs die positive Klemme einer Einheit mit demjenigen Contactstück verbunden wird, welches über dem mit der negativen

Klemme der nächsten Einheit verbunden liegt. Ueber den Contactstücken (vergl. Fig. ι und 2) liegt der gekerbte Ring 29, in welchen das Haltestück 30 in bekannter Weise einschnappt.

41 bedeutet einen feststehenden Ring aus Isolirmaterial, an welchem zwei Reihen Bürsten —]— 52 bis -f- 59 und — 52 bis — 59 befestigt sind, um mit den zugehörigen Contactstücken -f- 32 bis 4" 39 und — 32 bis — 39 in Eingriff zu kommen, wobei jedes Paar der Bürsten, welches über einander liegt, auch mit einander elektrisch verbunden ist. Nur die Bürsten -f- 59 und —52 haben, obgleich senkrecht über einander liegend, getrennte Träger, nämlich 60 und 61. Jeder der Träger 44, 60 und 61 ist mit einer Contactplatte, bezeichnet mit 62 bis 70, versehen. Die Contactplatte 69 ist dabei mit 60, die Contactplatte 70 mit 61 verbunden. Diese besagten Contactplatten sind so innerhalb eines Ringes angeordnet, dafs sie nach einander mit einer Bürste 71 in Eingriff kommen. Diese ist an dem Arm 72 befestigt, welcher seinerseits aus dem Contactring 73 hervorragt, der auf der Achse 40 befestigt ist, also dafs die Bürste 71 durch Drehung der Kurbel mitgenommen wird. Die Bürste 74, mit welcher die eine Klemme des Ankers 9 des Motors verbunden ist, macht Contact mit dem Ring 73, die Klemmen der Feldwicklung 10 dagegen stehen in Verbindung mit den Bürsten -f- 59, —52, wobei die zweite Klemme des Ankers ebenfalls an die letztgenannte Bürste geschlossen ist. Die verschiedenen Verbindungen lassen sich leicht aus Fig. 4 der Zeichnung erkennen.

Das untere Ende der Trommel ist mit einem Zahnrad 75 (Fig. 1) dessen Zähne an Zahl und Stellung den Contactstücken 32 bis 39 entsprechen, und einer Klinke 76, welche sich um den Arm 77, der an der Achse 40 befestigt ist, dreht, ausgerüstet. Dabei ist eine Oeffnung 78 (Fig. 3) in der Platte 79 zum Durchgriff der Klinke vorgesehen. Mittels einer Feder 80 wird (vergl. Fig. 3) für den nöthigen Eingriff Sorge getragen. 81 ist ein am Schaft 40 befestigter Ring, welcher Nuthen aufweist, und zwar an Zahl und Stellung entsprechend den Contactplatten 62 bis 70, wobei der Arm 82 mit seiner Rolle in die entsprechenden Nuthen eingreift.

Die Wirkungsweise des Apparates ist nun die folgende: Angenommen der Regler stehe in seiner Nullstellung, welche in den Fig. 1, 2 und 4 der Zeichnungen angenommen ist, so geht der Strom von +19, + 39, + 59, 10, — 52, —32 zu — 12. Die Einheiten der Stromquelle sind in Reihe mit dem Feldmagneten verbunden, der Anker dagegen ist durch das Stück 61 kurz geschlossen. Wenn jetzt die Welle 40 ohne die Trommel Stufe für Stufe in der Richtung des Uhrzeigers bewegt wird, so dafs Bürste 71 in Berührung mit Platte 62 kommt, mit welcher die Bürsten -)- 52 und — 53 verbunden sind, so geht der Strom von + 12, + 32, + 52, 62, 71, 73, 74, 9, — 52, ·—32, — 12. Es liefert also Einheit 1 der Stromquelle Strom in den Anker des Motors, während der Feldmagnet 10 von sämmtlichen Einheiten in Reihenschaltung gespeist wird. Diese Stellung ist in Fig. 5 mit A bezeichnet.

Eine weitere Drehung der Welle 40 in demselben Sinne veranlafst die Bürste 71, Contact zu machen mit der Platte 63, mit welcher die Bürsten -\- 53 und — 54 in Verbindung stehen. In dieser Stellung, welche in Fig. 5 mit B bezeichnet ist, wird der Anker 9 von zwei Einheiten gespeist. Eine weitere Drehung des Schaftes bringt die Bürste 71 in Contact mit den Platten 64, 65, 66, 67, 68, 69 nach einander in Verbindung, um die Stellungen C bis H von Fig. 5 zu durchlaufen. In der letzten Stellung, nämlich H, sind sämmtliche Einheiten mit dem Anker in Reihe geschaltet, um so die Maximalgeschwindigkeit des Motors zu geben und einen Cyclus zu vollenden. Ein geeigneter Anschlagstift verhindert eine weitere Drehung. Während der Drehung von 40, wie sie oben beschrieben, ist die Trommel stehen geblieben, die Klinke 76 dagegen über den Zahn 75 hingeglitten, welchen sie so lange berührt, bis sie das Ende der Oeffnung 78 erreicht und über die Platte (aufser Eingriff mit dem Zahnrad gebracht) hingleitet (vergl. hierzu Fig. ι und 3).

Wenn nach vollendeter Drehung die Welle in umgekehrter Richtung gedreht wird, so werden die Einheiten nach einander aus dem Stromkreis des Ankers ausgeschaltet werden, und zwar in umgekehrter Reihenfolge der Ausschaltung. Die Klinke 76 bewegt sich dabei über die Platte 79, bis sie wieder die Oeffnung 78 erreicht. Da aber diese . Oeffnung ein wenig länger als die Theilung des Zahnrades ist, so greift die Klinke mit dem nächsten Zahn ein, d. h. demjenigen, welcher dem früheren in Eingriff gewesenen folgt. Eine weitere Drehung der Welle in der dem Uhrzeiger entgegengesetzten Richtung nimmt die Trommel um eine Zahnlänge mit, bis die Nullstellung der Achse erreicht ist.

Durch die Drehung der Trommel werden an Stelle der Segmente 39 und — 32" die Segmente 32 und —■ 33 veranlafst, mit den Bürsten -)- 59 und — 52 einzugreifen. Es wird dabei die negative Klemme der zweiten Einheit mit der Verbindungsstelle des Ankers 9 und des Feldmagneten an Stelle der negativen Klemme der ersten Einheit, verbunden sein. Wenn nun die Welle 40 weiter gedreht wird, und zwar in Richtung des Uhrzeigers, so ist die Einheit 2 die erste, welche in den Ankerstromkreis des Motors geschaltet wird, und

spielt die Rolle der früheren ersten Einheit. Weitere Drehung der Welle 40, immer in Richtung des Uhrzeigers, schaltet die Einheiten 3 und 4, zuletzt aber die Einheit 1 ein, während die Einheit 2 fortwährend Elemente der Combinationen bildet. Dieses Spiel wiederholt sich, und das, was zuerst die Einheit 1, dann die Einheit 2 gethan hat, wird jetzt von der Einheit 3 bewirkt.

Hieraus folgt, dafs ungefähr der gleiche Betrag der Energie den Elementen entnommen wird; denn wenn auch die Zeitdauer der Benutzung nicht dieselbe ist, so wird durch Vermeidung der Bevorzugung einzelner Elemente, ■wie es sonst bei Zellenschaltern üblich ist, eine praktisch genommen gleichmäfsige Beanspruchung erreicht.

.. Man wird einsehen, dafs der Feldmagnetstromkreis nur geöffnet ist während der Zeit, dafs die Trommel sich von einer Stellung zur .anderen bewegt und dies nur geschieht, nachidem der ,Ankerstromkreis unterbrochen ist. Mittel oder Vorrichtungen, um die Feldmagnete zu unterbrechen, wenn der Motor nicht läuft, kann man ebenfalls vorsehen, und ebenso solche, um die Richtungen der Ströme im Anker und dem Feldmagneten relativ umzukehren, damit der Motor sich in entgegengesetzter Richtung dreht.

Ausdrücklich sei hervorgehoben, dafs der gezeichnete Apparat lediglich eine Ausführungsform der Erfindung ist, und in mannigfacher Weise geändert werden kann, so für den Fall, dafs mehr als ein Motor vorhanden ist. Es kann auch die Abmessung ' der Einheiten so erfolgen, wie es für irgend einen bestimmten Zweck wünschenswerth ist, und es können auch die Feldmagnete mit Strom von allen oder nur einer bestimmten Anzahl von Elementen aus versorgt werden.

Das cyclische Vertauschen von Batterien ist eine in der Telegraphic übliche Mafsnahme, und es ist auch in ähnlicher Weise (vergl. z. B. die Patentschrift 44862) für Accumulatoren vorgenommen worden. Indessen ist diesen bekannten Verfahren gegenüber neu, nicht die Gruppen zu vertauschen, sondern in jeder Gruppe eine solche Vertauschung vorzunehmen, dafs ein Element die Rolle übernimmt, welche ein anderes zuvor innegehabt hatte.

Claims (4)

Patent-Ansprüche:

1. Ein Verfahren, Elektromotoren mit verschiedener Geschwindigkeit laufen zu lassen, dadurch gekennzeichnet, dafs man mit einer Reihe von hinter einander geschalteten Einheiten die Feldmagnete des Motors, mit einer auf- und wieder absteigenden Anzahl den Anker erregt, bei jeder Wiederholung dieser Operation aber dasjenige Element, welches allen Combinationen eines Cyclus gemeinsam war, durch das nächst folgende ersetzt, zu dem Zwecke, alle Elemente gleichmäfsig zu beanspruchen.

2. Für das Verfahren nach Anspruch 1 ein Schaltapparat, bestehend aus zwei Einzelschaltern, von welchen der eine die Einheiten stufenweis ein- und ausschaltet, der andere, welcher die Einheiten mit dem Anker des Motors zum Stromkreis schliefst, jedesmal dann, wenn die erstere Operation vollendet ist, eine Stufe vorrückt, um die bislang zweite Einheit zur ersten zu machen.

3. Eine Ausführungsform des unter 2. gekennzeichneten Apparates, bei welcher die positive und negative Klemme der verschiedenen Einheiten mittels einer Reihe von beweglichen Contactstücken mit festen Contactstücken 62 bis 70 verbunden sind, deren eines, nämlich 70, mit dem Anker in Verbindung steht, während die andere Klemme des Ankers mittels einer beweglichen Bürste mit den festen Contacten 62 bis 69 der Reihe nach verbunden wird, wobei die Verbindung der positiven und negativen Klemme jeder Einheit zu den festen Contacten jedesmal verschoben wird, wenn die bewegliche Bürste 71 in ihre Nullstellung zurückkehrt.

4. Eine Ausführungsform des unter 2. gekennzeichneten Apparates, bei dem die Klemmen der Einheiten mittels Ringe an einer Trommel mit Contactstücken verbunden sind, während ein Kranz von Bürsten zu den Contactstücken 32 bis 39 führt, wobei die Träger der Bürsten mit den Ankerklemmen vermittelst einer Bürste 71 verbunden werden, so dafs sich die Anzahl der Einheiten ändert, während die Trommel gedreht wird, und die Bürste 71 in die Nullstellung zurückkehrt.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.