DE129946C

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Publication number: DE129946C
Application number: DENDAT129946D
Authority: DE
Publication date: 1900-01-01

Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

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.The present invention relates to a method for controlling electrical Moloren with different speed when the current is from a shared source of electrical energy is delivered. Divided is intended to mean that the current source consists of two or more independent units, which are both parallel and one behind the other or in groups can be switched, such. B. Batteries of accumulators, a number of dynamo machines or both combined at the same time. The individual units should be the same electromotive force and preferably also have the same performance.

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. ·The invention also relates to the means which keep the electromotive force, which is to act on the field magnets of the motors, constant, while changing the electromotive force, which acts on the armature, by changing the number of units themselves. Cycles should be observed in such a way that each individual element is claimed with the same amount. In the case of four units a, b, c, d , a cycle of four combinations of units should be formed, namely a, ab, abc, abcd, so that four different electromotive forces arise. ·

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.Now, according to the present invention, the unit α is not to be used continuously, but replaced in the course of use by the other units b, c, d , so that, for example, the cycle b, bc, b cdyb c dα is formed and so on continues, so that each element comes once at the head of the cycle. The consequence of this is that the energy of each element is consumed in an equally great amount.

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.In the drawings, Fig. 1 is a view of the apparatus, which schematically is completed, Fig. 2 is a plan, Fig. 3 is a view of the lower part. Fig. 4 and 5, finally, are schematic representations of the current flows.

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 negativenAn electric battery is assumed as an example, the individual elements of which are marked with 1 to 8 are designated. Instead of the accumulators, individual ones can just as well be used Kick dynamo machines or primary elements. It means 9 the armature of the engine, 10 its Field magnet. The regulator drum 11 is equipped with contact rings ± 12 to ± 19, which are arranged twice, namely for each positive and negative pole and separated from each other are separated by Isolirplatten 20. The contact fingers 21 drag on these rings to 28 with positive and negative signs, which .the elements 1 to 8 correspond. The upper part of the drum is in a circular row equipped with contact segments, the number of which corresponds to the number of power units. These Cpntactteile are (see. Fig. 4) with the unwound drawn rings 12 to 19 in permanent, conductive connection and are also double, namely positive and negative. The arrangement is like this made that the positive terminal of a unit is connected to that contact piece which one is above the one with the negative

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.Terminal of the next unit is connected. About the contact pieces (see Fig. 1 and 2) is the notched ring 29, in which the holding piece 30 snaps in a known manner.

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.41 means a stationary ring made of insulating material, on which two rows of brushes -] - 52 to -f- 59 and - 52 to - 59 attached are to with the associated contact pieces -f- 32 to 4 ″ 39 and -32 to -39 in engagement to come, with each pair of the brushes, which lies on top of each other, also with each other is electrically connected. Only brushes -f- 59 and -52 have, although they are vertical superimposed, separate supports, namely 60 and 61. Each of the supports 44, 60 and 61 is provided with a contact plate, designated 62 to 70. The contact plate 69 is connected to 60, the contact plate 70 to 61. These said contact plates are so arranged within a ring that they engage a brush 71 one after the other come. This is attached to the arm 72, which in turn consists of the contact ring 73 protrudes, which is attached to the axis 40, so that the brush 71 by turning the Crank is taken. The brush 74, with which one terminal of the armature 9 of the motor makes contact with the ring 73, the terminals of the field winding 10 on the other hand are in connection with the brushes -f- 59, -52, the second terminal of the Anchor is also closed to the last-mentioned brush. The different connections can easily be seen from Fig. 4 of the drawing.

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.The lower end of the drum is provided with a gear 75 (Fig. 1) whose teeth number and Position correspond to the contact pieces 32 to 39, and a pawl 76, which around the arm 77, which is attached to the axis 40, rotates equipped. There is one Opening 78 (Fig. 3) is provided in the plate 79 for the latch to reach through. Means a spring 80 (cf. FIG. 3) takes care of the necessary intervention. 81 is a on the shaft 40 attached ring, which has grooves, in number and position accordingly the contact plates 62 to 70, the arm 82 with its role in the corresponding Nuthen intervenes.

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.The mode of operation of the apparatus is now as follows: Assuming the controller is in its zero position, which is assumed in Figs. 1, 2 and 4 of the drawings, the current goes from +19, + 39, + 59, 10, - 52 , -32 to -12. The units of the current source are connected in series with the field magnet, the armature, on the other hand, is short-circuited by piece 61. If now the shaft 40 without the drum is moved step by step in the clockwise direction so that brush 71 comes into contact with plate 62 to which brushes -) - 52 and - 53 are connected, the current goes from + 12, + 32, + 52, 62, 71, 73, 74, 9, - 52, · -32, - 12. Unit 1 of the power source thus supplies current to the armature of the motor, while the field magnet 10 of all units in Series connection is fed. This position is denoted by A in FIG. 5.

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).Further rotation of the shaft 40 in the same direction causes the brush 71 to make contact with the plate 63 with which the brushes - \ - 53 and - 54 are in communication. In this position, which is denoted by B in FIG. 5, the armature 9 is fed by two units. Further rotation of the shaft brings the brush 71 into contact with the plates 64, 65, 66, 67, 68, 69 in succession to pass through positions C through H of FIG. In the last position, namely H, all units are connected in series with the armature in order to give the maximum speed of the motor and to complete a cycle. A suitable stop pin prevents further rotation. During the rotation of 40, as described above, the drum stopped, but the pawl 76 slid over the tooth 75, which it touches until it reaches the end of the opening 78 and over the plate (except for engagement with the Gear brought) slides (see. To this Fig. Ι and 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.If the shaft is rotated in the opposite direction after the rotation is complete, so the units will be switched off one after the other from the armature circuit, in the reverse order of the deactivation. The pawl 76 moves over the plate 79 until it reaches the opening 78 again. But since this. Opening is a little longer than the division of the gear, the pawl engages with the next Tooth one, d. H. the one who follows the earlier one engaged. One further rotation of the shaft in the opposite clockwise direction takes the Drum by one tooth length until the axis is in zero position.

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, undAs a result of the rotation of the drum, the segments 39 and - 32 ″ are replaced by the Segments 32 and - ■ 33 cause the brushes -) - 59 and - 52 to intervene. It becomes the negative terminal of the second unit with the connection point of the armature 9 and the field magnet in place of the negative terminal of the first unit. If now the shaft 40 is rotated further, in the clockwise direction, so is the unit 2 is the first to be switched into the armature circuit of the motor, and

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.plays the role of the earlier first unit. Further rotation of the shaft 40, always in the direction clockwise, units 3 and 4 are switched on, but unit 1 lastly, while Unit 2 continually forms elements of the combinations. This game repeats itself and what Unit 1 did first, then Unit 2, now becomes of Unit 3 causes.

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.From this it follows that roughly the same amount of energy is drawn from the elements will; for even if the duration of use is not the same, avoidance is used the preference for individual elements, ■ as is usually the case with cell switches practically speaking, even stress is achieved.

.. 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.It will be seen that the field magnetic circuit is only open during the time that the drum moves from one position to the other and this only happens after that the armature circuit is interrupted. Means or devices to the field magnets Interrupting when the engine is not running can also be provided, and likewise those to relatively reverse the directions of the currents in the armature and the field magnet, so that the motor turns in the opposite direction.

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.It should be expressly emphasized that the apparatus shown is only one embodiment of the invention, and in many ways Way can be changed, so in the event that there is more than one motor. It the units can also be dimensioned as it is for any particular one Purpose is desirable, and it can also use the field magnets with electricity from all of them or only a certain number of elements can be supplied.

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.The cyclic swapping of batteries is a common measure in Telegraphic, and it is also similar (see e.g. Patent 44862) for accumulators been made. However, it is new to these known processes, not the To swap groups, but to make such a swap in each group, that one element takes on the role that another had previously played.

Claims

Patent Claims:

1. A method of running electric motors at different speeds, characterized in that one works with a series of units connected one behind the other the field magnets of the motor, with an increasing and decreasing number, energize the armature with each repetition of this operation, however, that element which is common to all combinations of a cycle what was common, replaced by the next following, was for the purpose of claiming all elements equally.

2. For the method according to claim 1, a switching device consisting of two individual switches, of which one switches the units on and off in stages, the other, which the units with the Armature of the motor to the circuit closes every time the former operation is completed, one step forward to make the hitherto second unit the first.

3. An embodiment of the apparatus identified under 2., in which the positive and negative clamp of the various units by means of a series of movable ones Contact pieces are connected to fixed contact pieces 62 to 70, one of which, namely 70, is connected to the armature stands, while the other terminal of the armature by means of a movable brush with the fixed contacts 62 to 69 of the Connected in sequence, connecting the positive and negative terminal of each unit to the fixed contacts is shifted every time the movable brush 71 is in its zero position returns.

4. An embodiment of the apparatus marked under 2., in which the clamps the units are connected by means of rings on a drum with contact pieces, while a ring of brushes to it the contact pieces 32 to 39 leads, the carrier of the brushes with the anchor terminals are connected by means of a brush 71, so that the number of the units changes while the drum is rotated, and the brush 71 in the Returns to zero.

For this purpose ι sheet of drawings.