DE50051C

DE50051C - Electrical switching and regulating device

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Publication number: DE50051C
Application number: DENDAT50051D
Authority: DE
Original assignee: G. H. WHITTINGHAM in Bleasville, County of Baltimore, Maryland, V. St. A
Anticipated expiration: 1909-01-29

Description

PATENTAMTPATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

KLASSE 21: Elektrische Apparate.CLASS 21: Electrical apparatus.

Elektrische Schalt- und Regulirvorrichtung.Electrical switching and regulating device.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 29. Januar 188g ab.Patented in the German Empire on January 29th, 188g.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung zum Ein- und Ausschalten von elektrischen Strömen bei Beleuchtungsoder beliebigen anderen Leitungen. The present invention relates to a switching device for switching on and off of electrical currents in lighting or any other lines.

Hauptzweck der Erfindung ist, den Eintritt des elektrischen Stromes in den Motor oder in die Leitungen zu reguliren und seine Zuführung in solcher Weise zu bewirken, dafs die von dem Strom gespeisten Apparate vor jeglicher Ueberbeanspruchung und Beschädigung bewahrt bleiben. In der Anwendung der vorliegenden Neuerung bei der Stromzuführung zu einem Elektromotor und zu einer beliebigen Leitung giebt es keinen Unterschied, sondern die Herstellung, Anordnung und Wirkungsweise der verschiedenen, nachstehend beschriebenen Theile bleiben genau dieselben; in dem einen Falle geht der Strom von der Leitung durch den Ausschalter zum Motor und in dem anderen Falle von der Leitung durch den Ausschalter zu dem Punkte, wo die Elektricität in Wärme, Licht u. s. w. umgesetzt werden soll.The main purpose of the invention is the entry of the electric current into the motor or to regulate it in the pipes and to effect its supply in such a way that the apparatus fed by the current from any overuse and damage be preserved. In the application of the present innovation in the power supply to an electric motor and to any line there is no difference but the manufacture, arrangement and operation of the various, below described parts remain exactly the same; in one case the current goes from the line through the circuit breaker to the motor and in the other case from the Conduction through the circuit breaker to the point where the electricity is converted into heat, light, and so on. should be implemented.

Der Hauptzweck und Hauptvortheil der Erfindung, die geregelte Zuführung des elektrischen Stromes, liegt in der Einschaltung eines bekannten äufseren Widerstandes und in einer gewissen besonderen Anordnung von mechanischen Vorrichtungen, um die Regulirung der Stromzuführung selbstthätig erfolgen zu lassen.The main purpose and main advantage of the invention, the regulated supply of electrical Current, lies in the inclusion of a known external resistance and in a certain special arrangement of mechanical devices for the regulation of the To let power supply take place automatically.

Weitere Neuerungen und Vorzüge der vorliegenden Einrichtung ergeben sich aus der genaueren Beschreibung.Further innovations and advantages of the present facility result from the more detailed description.

Auf der beiliegenden Zeichnung stellt Fig. 1 die neue Schaltvorrichtung dar und Fig. 2 eine Seitenansicht von der durch Pfeile bezeichneten Seite aus gesehen.In the accompanying drawing, FIG. 1 shows the new switching device and FIG. 2 shows one Side view seen from the side indicated by arrows.

Die ganze Vorrichtung befindet sich auf der Platte i, welche der Boden oder die Rückseite eines mit einer Deckplatte von Glas versehenen Gehäuses sein kann, um die Apparattheile gegen Schmutz und Feuchtigkeit zu schützen. Zur Zu- und Ableitung des Stromes zu dem Apparat dienen die Klemmen 2 und 3; eine ganz ähnliche Klemme 4 steht mit dem gemeinsamen Ende 12 der Schenkel- und Ankerwickelungen des Motors X in Verbindung. Die Klemme 5 steht mit dem noch freien Ende der Schenkelwickelung in Verbindung, während die Klemme 6, an welche sich der Widerstand 7 anschliefst, mit dem noch freien Ende der Ankerwickelung verbunden ist. In dem genannten Widerstände ist eine Anzahl von Widerstandsspulen zwischen den isolirten Platten j^& angeordnet.The entire device is located on the plate i, which can be the bottom or the back of a housing provided with a cover plate of glass in order to protect the parts of the apparatus against dirt and moisture. Terminals 2 and 3 are used to supply and discharge the current to the apparatus; a very similar terminal 4 is connected to the common end 12 of the leg and armature windings of the motor X. The terminal 5 is connected to the still free end of the leg winding, while the terminal 6, to which the resistor 7 is connected, is connected to the still free end of the armature winding. In the said resistor a number of resistance coils are arranged between the insulated plates j ^&.

Die Klemmen 2 und 4 sind durch einen Leiter 8, eine Sicherheitsschaltung — bestehend aus den beiden Backen 8^b und dem leicht schmelzbaren Streifen 8^a—, die Leitungen 8^C und 8^d, welch letztere zu den auf dem Block 10 aus Isolationsmaterial befindlichen Contactbacken 9 führt, mit einander verbunden; in einiger Entfernung von den Contactbacken 9 befinden sich auf dem genannten Block 10 die Contactbacken 11; letztere stehen mit der Klemme 4 in Verbindung. Von einem der beiden Contactbacken 8^b geht ein Draht 8° zu dem Elektromagneten 13 und von hierThe terminals 2 and 4 are through a conductor 8, a safety circuit - consisting of the two jaws 8 ^b and the easily fusible strip 8 ^a -, the lines 8 ^C and 8 ^d , the latter to the contact jaws located on the block 10 made of insulating material 9 leads, connected to each other; at some distance from the contact jaws 9 are the contact jaws 11 on said block 10; the latter are connected to terminal 4. A wire 8 ° goes from one of the two contact jaws 8 ^b to the electromagnet 13 and from here

zur Backe 14, mit der eine Klinke 15 in Contact treten kann, welche ihrerseits selbst aus leitendem Material besteht. Die genannte Klinke dient zum Durchgang des Stromes zu dem Zapfen 16, welcher mit dem Klemmbackenpaar 9 durch den Draht 8^d elektrisch verbunden ist.to the jaw 14, with which a pawl 15 can come into contact, which in turn consists of a conductive material. Said pawl serves to pass the current to the pin 16, which ^is electrically connected to the pair of clamping jaws 9 by the wire 8d.

Ein Sperrhebel 17 ist vor dem Eisenkern des Elektromagneten 13 drehbar angeordnet und greift in einen am freien Ende der Klinke befindlichen Einschnitt. Ein Stift ig oder eine beliebige andere Stütze, welche in der Grundplatte ι befestigt ist, begrenzt die Bewegung der genannten Klinke in der einen Richtung; die Drehung wird durch eine Spiralfeder 20 verursacht, die mit einem Ende 21 an der Grundplatte und am anderen Ende an einer Scheibe 22 aus nichtleitendem Material befestigt ist; die Scheibe 22 ist an der Klinke befestigt und hat an ihrem Umfange den Ausschnitt 23. Auf der. Grundplatte 1 befindet sich ferner ein Zapfen oder ein Stift 24, auf welchem eine Messingscheibe 25 drehbar befestigt ist; letztere besitzt die einander diametral entgegengesetzten Stifte 26 und 27 und aufserdem einen dritten Stift 28. Der Handhebel 29 ist in irgendwie geeigneter Weise an der Scheibe 25 befestigt und aufserdem mit einer Contactplatte 29^a ausgerüstet, zu dem Zwecke, die Verbindung der Klemmbacken 9 und 11 herzustellen, wenn der Handhebel in ^rdie entsprechende Lage gebracht wird.A locking lever 17 is rotatably arranged in front of the iron core of the electromagnet 13 and engages in an incision located at the free end of the pawl. A pin ig or any other support, which is fastened in the base plate ι, limits the movement of said pawl in one direction; the rotation is caused by a spiral spring 20 which is fastened at one end 21 to the base plate and at the other end to a disk 22 made of non-conductive material; the disc 22 is attached to the pawl and has the cutout 23 on its circumference. Base plate 1 is also a pin or pin 24 on which a brass disc 25 is rotatably attached; The latter has diametrically opposed pins 26 and 27 and also a third pin 28. The hand lever 29 is fastened in some suitable manner to the disc 25 and also equipped with a contact plate 29 ^a for the purpose of connecting the clamping jaws 9 and 11 to produce, when the hand lever is placed in the corresponding location ^r.

Auf dem Zapfen 24 und unterhalb der Scheibe 25 ist von letzterer unabhängig ein Hebel 30 mit Contactplatten 31 drehbar angeordnet, die sich von oben und unten auf die Contactstücke 7^a legen, an welche die Widerstandsspulen angeschlossen sind. Zwischen dem festen und dem freien Ende des Hebels 30, bei 32, ist an dem Hebel 30 eine Kataraktvorrichtung angebracht, welche die Bewegung des Hebels über die Contactstücke 7^a zu einer gleichmäfsigen machen soll. In diesem Falle besteht die Vorrichtung aus einem Cylinder 33 mit einem Ansatz 34, in welchem der Hebel 30 mittelst eines Zapfens befestigt ist, während die Kolbenstange 35 bei 36 auf der Grundplatte drehbar befestigt ist. Der Kolben ist mit einer oder mehreren Oeffnungen 37 ausgestattet, durch welche OeI oder eine beliebige andere Flüssigkeit hindurchtreten mufs, wenn der Kolben auf- und niedergeht, um die genannte Bewegung zu regeln.On the pin 24 and below the disc 25, a lever 30 with contact plates 31 is rotatably arranged independently of the latter, which ^{lie from above and below on the contact pieces 7 a} , to which the resistance coils are connected. Between the fixed and the free end of the lever 30, at 32, a cataract device is attached to the lever 30, which is intended to make the movement of the lever about the Contact pieces 7 ^a to a gleichmäfsigen. In this case the device consists of a cylinder 33 with an extension 34 in which the lever 30 is fastened by means of a pin, while the piston rod 35 is rotatably fastened at 36 on the base plate. The piston is equipped with one or more openings 37 through which oil or any other liquid must pass when the piston moves up and down in order to regulate said movement.

Bei dem in der Zeichnung dargestellten Apparat ist der Cylinderkolben bei 36 so aufgehängt, dafs das Gewicht des Cylinders und des Widerstandshebels die bewegende Kraft bildet, welche die Bewegung des Hebels über die Contactstücke veranlafst; es kann aber auch irgend eine andere Vorrichtung an Stelle der aufgehängten Druckpumpe angeordnet werden, beispielsweise kann eine Federte zwischen dem Hebel 30 und dem Handhebel 29 vorgesehen werden, wie dies in der Zeichnung durch punktirte Linien angedeutet ist.In the apparatus shown in the drawing, the cylinder piston is suspended at 36 so that that the weight of the cylinder and the resistance lever forms the moving force which the movement of the lever exerts initiates the contact pieces; but it can also be any other device in place of suspended pressure pump can be arranged, for example, a spring between the lever 30 and the hand lever 29 are provided, as indicated in the drawing by dotted lines.

Durch die eben beschriebene Einrichtung wird die Bewegung des Hebels 30 in einer Richtung erzielt, während die Bewegung in der entgegengesetzten Richtung durch Vermittelung des auf der Scheibe 25 angeordneten Stiftes 26 verursacht wird, der bei der Bewegung des Hebels 29 in Wirksamkeit tritt, was durch Unterbrechung der Verbindung mit den Platten 9 und 11 geschieht.By the device just described, the movement of the lever 30 is in a Direction achieved while moving in the opposite direction through mediation of the pin 26 arranged on the disk 25, which during the movement of the lever 29 comes into effect, which is done by interrupting the connection with the plates 9 and 11.

Eine Feder 39 geht von einem Stift auf dem Hebel 29 zu dem Stützpunkt 40, und wie aus der Figur ersichtlich, ist die Einrichtung so getroffen, dafs der Hebel 29 stets angezogen wird, sobald er die tiefste Stelle nach der einen oder anderen Seite hin überschritten hat. Auf diese Weise wird einerseits der völlige Schlufs des Ausschalters und andererseits ein völliges Zurückgehen des Widerstandshebels verursacht. Um nun einen sicheren Contact der Platte 29^s mit den Backen 9 und 11 beim Stromschlufs herbeizuführen, ist ein Haken 41 an dem Stift 40 drehbar aufgehängt. Dieser Haken greift in den Einschnitt 42 des Hebels 30, so dafs der auf der Scheibe 25 befindliche Stift 28 den genannten Haken erfafst und aus dem genannten Ausschnitt herausdrängt, bevor ein völliger Conta'ctschlufs zwischen 29% 9 und 11 erfolgt. Anstatt den genannten Haken durch den Stift 28 mechanisch auszurücken, kann derselbe auch auf elektrischem Wege dadurch bewirkt werden, dafs ein kleiner Elektromagnet 28* seitlich vom Haken 41 angeordnet wird, wie dies in der Zeichnung durch punktirte Linien angedeutet ist; der genannte Elektromagnet wird in den Stromkreis zwischen die Klemmbacken 14 und den Magnet 13 eingeschaltet; in diesem Falle wird dann der Haken 41 nicht eher von dem Hebel 30 entfernt, als bis der Stromkreis durch den Hebel geschlossen wird.A spring 39 goes from a pin on the lever 29 to the support point 40, and as can be seen from the figure, the device is made so that the lever 29 is always tightened as soon as it passes the lowest point to one side or the other Has. In this way, on the one hand, the circuit breaker closes completely and, on the other hand, the resistance lever is completely withdrawn. In order to bring about a secure contact of the plate 29 ^s with the jaws 9 and 11 in the event of an electrical connection, a hook 41 is rotatably suspended on the pin 40. This hook engages in the incision 42 of the lever 30 so that the pin 28 located on the disk 25 grips the mentioned hook and pushes it out of the mentioned cutout before a complete contact between 29% 9 and 11 occurs. Instead of mechanically disengaging the hook mentioned by the pin 28, it can also be effected electrically by arranging a small electromagnet 28 * to the side of the hook 41, as indicated in the drawing by dotted lines; said electromagnet is switched into the circuit between the jaws 14 and the magnet 13; in this case the hook 41 is then not removed from the lever 30 until the circuit is closed by the lever.

Rechts oben vom Schalthebel befindet sich die Leitung 43, welche von der Klemme 3 nach dem Drehzapfen des Hebels 30 führt. Dej Strom geht durch diese Leitung, dann durch den Hebel 30 und durch den Rheostaten zur Klemme 6, von wo die Leitung 44 zum Anker des Motors führt.At the top right of the shift lever is the line 43, which leads from terminal 3 to the pivot of the lever 30 leads. The current goes through this line, then through the lever 30 and through the rheostat to terminal 6, from where the line 44 to the armature of the engine leads.

Eine andere Leitung 45^x geht zweckmäfsig unterhalb der Grundplatte von der Klemme 3 zur Klemme 5, und hier ist das eine Ende der Schenkelwickelung I2^X angeschlossen.Another line 45 ^x expediently goes below the base plate from terminal 3 to terminal 5, and here one end of the leg winding I2 ^{X is} connected.

Wie bereits erwähnt, wird die Klinke 15 in' der einen Richtung durch die Feder 20 angezogen; die Bewegung der Klinke nach der anderen Seite wird durch den an der Scheibe 25 befindlichen Stift 27 veranlafst, wenn der Hebel 29 nach rechts gelegt wird. Es ist nunAs already mentioned, the pawl 15 is attracted in one direction by the spring 20; the movement of the pawl to the other side is caused by the pin 27 located on the disc 25 when the lever 29 is placed to the right. It is now

klar, dafs der Stromkreis unterbrochen ist, wenn die Apparattheile sich in der in der Figur angedeuteten Lage befinden; der Stromkreis ist bei 9 und 11 unterbrochen, und damit derselbe geschlossen werde, mufs der Hebel 29 umgelegt werden, so dafs die Platte 29^s mit den beiden Contactstücken 9 und 11 in Eingriff kommt. Hierdurch wird der elektrische Strom auf die Leitung geschaltet, welche durch die Platte 29^s geschlossen wird; der Strom mufs durch den Widerstand 7 hindurchgehen; da der Schalthebel umgelegt ist, so ist der Haken 41 durch den Magnet 28* aus der Kerbe 42 entfernt und die Kataraktvorrichtung, sowie der Widerstandshebel fallen durch eigene Schwere herab, wobei die Platten 31 über die Widerstandscontacte fortgleiten; letzteres erfolgt aber ganz allmälig, weil der Hebel in seiner Bewegung von der beschriebenen Bremsvorrichtung abhängig ist, da der Durchgang der in dem Cylinder befindlichen Flüssigkeit durch die Oeffhungen 37 des Kolbens einen mechanischen Widerstand hervorruft.it is clear that the circuit is broken when the apparatus parts are in the position indicated in the figure; the circuit is interrupted at 9 and 11, and so that it is closed, the lever 29 must be turned over so that the plate 29 ^s comes into engagement with the two contact pieces 9 and 11. As a result, the electric current is switched to the line which is closed by the plate 29 ^s ; the current must pass through the resistor 7; Since the switching lever is thrown, the hook 41 is removed from the notch 42 by the magnet 28 * and the cataract device and the resistance lever fall down due to their own gravity, the plates 31 sliding away over the resistance contacts; the latter takes place very gradually because the movement of the lever is dependent on the braking device described, since the passage of the liquid in the cylinder through the openings 37 of the piston causes a mechanical resistance.

Hierbei ist zu bemerken, dafs in dem Falle, wo der Strom seine normale Grenze so sehr überschreitet, dafs eine Beschädigung des Motors zu befürchten steht, der Elektromagnet 13 den Anker 17 anzieht und so die Unterbrechung des Contactes zwischen der Klinke 15 und den Contactbacken 14 durch die Feder 20 verursacht, so den Strom unterbricht und den Motor anhält.It should be noted here that in the case where the current is so close to its normal limit exceeds that damage to the motor is to be feared, the electromagnet 13 den Armature 17 attracts and so the interruption of the contact between the pawl 15 and the Contact jaws 14 caused by the spring 20, so interrupts the current and the Engine stops.

Die Pole des Elektromagneten B sind, durch Stellschrauben regulirbar, an einem Bügel befestigt, . so dafs dieser Elektromagnet so eingestellt werden kann, dafs er den als Sperrklinke dienenden Anker anzieht, wenn ein ungewöhnlich starker Strom bezw. ein Strom von höherer Stromstärke als die zu leistende Arbeit erfordert, durch die Magnet win düngen hindurchgeht. The poles of the electromagnet B are adjustable by adjusting screws, attached to a bracket. so that this electromagnet can be adjusted so that it attracts the armature serving as a pawl when an unusually strong current resp. a current of higher amperage than the work to be done requires through which magnet win fertilizer passes.

Eine weitere Vorsichtsmafsregel ist die aus einem leicht schmelzbaren Streifen 8^a bestehende Schutzvorrichtung für den Fall, dafs der genannte Magnet versagen sollte; in diesem Falle schmilzt der Streifen und unterbricht so den Strom, so dafs der Motor auf jeden Fall vor Ueberbeanspruchung geschützt ist. Falls die Klinke ausgelöst und der Strom unterbrochen ist, braucht der Wärter nur den Schalthebel umzulegen, um den Stromschlufs wieder herzustellen. Die Funkenbildung ist durch Isolirung und sorgfältige Absonderung der Platten 9 und 11 beseitigt worden.Another precaution is that should a fusible strip 8 ^a current protection device for the case, that failure of said magnet; in this case the strip melts and thus interrupts the current, so that the motor is in any case protected from overstressing. If the latch is triggered and the power is interrupted, the attendant only needs to flip the lever to restore the power supply. The formation of sparks has been eliminated by insulating and carefully separating the plates 9 and 11.

Selbstverständlich können die einzelnen Neuerungen auch ebenso zweckmäfsig ohne Anwendung des Unterbrechers, der aus dem Magneten 13 und der Klinke 15 besteht, benutzt werden; auch kann man andere mechanische Verbindungen mit dem Schalthebel verwenden. Z. B. kann auch die Leitung 8° von der Klemmbacke 8^b direct zu den Contactplatten 9 gehen, wie dies durch die punktirte Linie Y angedeutet ist.Of course, the individual innovations can also be used just as expediently without using the interrupter, which consists of the magnet 13 and the pawl 15; other mechanical connections can also be used with the gear lever. For example, the line 8 ° from the clamping ^{jaw 8 b} can also go directly to the contact plates 9, as is indicated by the dotted line Y.

Claims

Patent Claims:

1. A switching device for regulating electrical currents and for securing the lines against overstressing, characterized by a ^{lever (29) which is equipped with an electric circuit contact plate (29 s} ) and is used to actuate the devices by hand, and by a switching lever (30) that opens the contact plate (j ^a ) of a rheostat and is equipped with a cataract or other damping device for the purpose of automatically actuating the switching resistor and thereby regulating the power supply. .

2. In the device characterized by claim 1. the arrangement of a The pawl (15) in the area of the switch-off lever (29) in such a way that it passes through the the latter operated in one direction and by a spring (20) in the other direction is, the pawl (15) by means of the electromagnetic armature designed as a locking hook (17) is held in its power supply position as long as the Electromagnet (13) does not attract its armature.

3. When characterized by claim 1. Device the arrangement of the switch-off lever (29) on a stationary Pin (24) rotatable and for actuation of the switching lever (30) rotatable independently of the switch-off lever (29) Pins (26, 27 and 28) equipped disc (25), furthermore the arrangement of a Pawl (15) and a locking hook (41), which is located in a switch lever (30) Notch (42) engages approximately

■ if the circuit is switched off by means of the switch-off lever (29) and the contact plates (9 and 11) is closed.

For this purpose ι sheet of drawings.