Selbsttätiger Regler, insbesondere für elektrische Zugs-Beleuclitungs-Eiuriclituugeu. Die Erfindung bezieht sich auf einen selbsttätigen Regler, insbesondere für elektri sche Zugs-Beleuchtungs-Einrichtungen, mit einem von den Schwankungen der elek trischen Grössen beeinflussbaren Motor, der einen Fliehkraftregler antreibt.
Gemäss der Erfindung ist der Motor mit einem eine praktisch konstante Erregung liefernden Feldmagneten, vorzugsweise einem Dauermagneten, versehen.
Der Regler kann vorteilhaft für eine mit nur einer Batterie versehene Zugs-Beleuch- l ungs-Einrichtung verwendet werden, um eine genaue Spannungsregelung des Stromes zu erzielen,. der durch die Verbrauchsstrom kreise fliesst.
Es können auch Regelmittel vorgesehen sein, um die Erregung der Dy namomaschine der Einrichtung zu ändern, beispielsweise um die Erregung in Ab hängigkeit von der Belastung zu steuern oder während des Aufladens der Batterie. Zweckmässig wird ein Elektromotor mit prak tisch geradliniger Geschwindigkeitscharakte- ristik gewählt, zu welchem Zweck der Motor mit einem Kobaltstahl-Dauerfeldmagneten ausgerüstet werden kann.
Die schwankende elektrische Grösse kann auf den Motoranker übertragen werden, oder es kann ein Hilfs- erregungsfeld am Motor vorgesehen sein, um die schwankende Grösse darauf einwirken zu lassen.
In der Zeichnung sind mehrere Ausfüh rungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes wiedergegeben. Es zeigen: Fig.l und \? einen Lampenspannungs- regler im Querschnitt und im Längsschnitt, Fig. 3, 4 und 5 Einzelheiten des Reglers nach den Fig.l und 2 in schaubildlicher Darstellung, Fig. 6 ein Schaltschema, Fig. 7 und 8 eine Ansieht und eine Draufsicht auf einen Batterieladeregler,
Fig. 9 und 10 Einzelheiten des Batterie- ladereglers in schaubildlicher Darstellung, Fig. 11 und 12 Schaltschemata. Gemäss den Fig. 1 bis 5 besitzt der Elek tromotor einen Anker, dessen Eisen aus zwei Teilen 1 und 2 besteht. Diese besitzen ge wöhnliche Ankerleiter 3, die an einen ein zigen Kommutator 4 angeschlossen sind. Der Anker besitzt nur geringen Widerstand, so dass er sich praktisch nicht erwärmen kann und nicht unter dem Einfluss von Tempera turschwankungen steht. Der Hauptteil 1 des Ankers liegt in dem Feld eines doppelpoligen Dauermagnetes 5, dessen Gestalt aus Fig. 4 ersichtlich ist.
Als Baustoff dient hoch magnetisierter Kobaltstahl, der eine grosse Dauerhaftigkeit und Betriebssicherheit ge währleistet. Dabei setzt sich der Magnet aus zwei hufeisenförmigen Magneten zusammen, die gemeinsame Nord- und Südpolschube 6 aufweisen. Eine Einschnürung 7 befindet sich in der Mitte eines jeden Polschubes, da mit der K raftfluss durch das Ankereisen 1 hindurchtritt. Der Motor läuft mit einer Ge schwindigkeit, die nahezu in Übereinstim mung mit der Klemmenspannung schwankt.
<I>Ar</I> hnliche Ergebnisse lassen sich mit Feld elektromagneten erzielen, die so gewickelt sind, dass die Erregung eine magnetische Übersättigung erzeugt. Der Ankerabschnitt =? liegt in dem Feld eines erregten doppel poligen Magnetes 8, der ein lamelliertes Joch 9 besitzt. Abwechselnde Lamellen dieses Joches stehen in Eingriff mit den entspre chenden Lamellen von Magnetschenkeln 10, die in Polschuhen<B>11</B> endigen. Die Feld wieklung 12 ist, auf dem Joch 9- unter gebracht und lässt sich zwecks Überprüfung oder Erneuerung einfach dadurch abnehmen, dass die Bolzen 1..3 entfernt werden.
Die Hagnetschenkel 10 sind in einen nichtmagne tischen Kern, der beispielsweise aus Ge schützbronze besteht, eingegossen. Auf diese Weise ergibt sich ein Ring 14, dessen Fläche die Stirnseiten der Polschuhe 1.1 enthält (siehe Fig.5). Das Joch 9 kann entfernt -erden, selbst durch einen ungeschulten Ar beiter, ohne dass dadurch die Lage der Pol schuhe 11 beeinflusst wird. Die Polschuhe sind etwas schief ausgeführt, wie aus den Figuren ersichtlich ist. Der Magnet 5 und der Ring 14 sind bei<B>15'</B> etwas abgeflacht, um die Unterbringung der Wicklung 12 zu erleichtern.
Da es nicht ratsam ist, den Mag neten 5 zu bohren, werden die Magnete 5 und 8 von einer Gehäusewand 16 auf fol gende Art getragen und zusammengehalten: Der Magnet 5 ist bei 17 und 19 ausgespart, um in Vorsprüngen 18 und 20 der Wand 1,6 und des Ringes 14 eingreifen zu können. Die gegenüberliegende Fläche des Ringes 14 ist bei 21 ausgespart, so dass sie mit einem Vor sprung<B>22</B> eines Abschlussringes 23 zum Ein griff kommen kann. Der Abschlussring 23, der Ring 14 und 'die Wand 16 sind mit Boh rungen versehen, damit lange unmagnetische Bolzen 24, die durch den Magnetblock 5 an den Ausnehmungen 25 hindurchtreten, durch die Bohrungen geführt werden können.
Da, die Lochungen in dem Ring 14 über einen Teil ihrer Länge (siehe Fig. 2) mit Gewinde versehen sind, so ist nur notwendig, den Bol zen 2:4 in den Ring einzuschrauben, um die beiden Magnete mit der Wand 1'6 zu ver binden. Der Abschlussring 23 kann dann in seiner Lage durch Muttern 26 gesichert wer den, die vorteilhaft auf federnden Unter lagsscheiben 27 ruhen. Der Abschlussring 23 trägt ein Kugellager 28 für die Ankerwelle 29. Des weiteren einen Bürstenhalter 30 für den Kommutator 4. Zu diesem Zweck ist ein Tragstern 31 vorgesehen, der auf den seit lichen Verlängerungsarmen 32 ruht.
Das Lager und der Bürstenhalter sind somit ab nehmbar, ohne da.ss die Hagnete 5 und 8 ge löst werden. Kommutator, Lager und Bür stenhalter werden durch einen Deckel 33 ab geschirmt.
An dem dem Lager 28 gegenüber liegen den Ende ist die Motorwelle ?9 lösbar mit einer Steuerwelle 34 verbunden. Das Ende der Welle 29 geht in einen hohlen Kopf 3@5 über, in dessen Innerem sich in der Quer richtung ein Zapfen 3,6 erstreckt. Dieser greift in einen geschlitzten Kopf 3 7 der Welle 3,4 ein. Der Kopf<B>37</B> kann sich in dem Innern des hohlen Kopfes 35 bewegen. Eine Druckfeder 38 in dem Kopf 35 stützt sich an dem Kopf 37 mit Hilfe einer Unterlags- srheibe .39 ab. Dicht hinter dem geschlitzten Kopf 37 ist das Ende der Welle 34 in einem Kugellager 40 geführt, das in einem Trag gestell 41 an der Gehäusewand 16@ unter gebracht ist.
Der Motoranker lässt sich in folgedessen von dem Regler entfernen, ohne dass der Steuermechanismus oder die Lager -10 und 5.2 gelöst werden. Mithin ist eine Auswechslung in einfachster Weise möglich. Des weiteren sorgt die nachgiebige Kupp lung 35-39 zwischen den Wellen 29 und 3,4 für einen leichten Zusammenbau, wobei eint= genaue Zentrierung des Ankers unnötig ist. Auf der Steuerwelle 34 ist eine feste Hülse 42 mit drei Ansatzpaaren 43 unter gebracht. In jedem Ansatzpaar ist ein Ende einer Gelenkstange 44 schwenkbar gelagert.
Mit ihren andern Enden sind die Gelenk stangen 44 drehbar an Innenschultern 45 dreier gleicher Reglergewichte 46 angelenkt, welche in der geschlossenen Lage zusammen einen Körper von fassähnlicher Gestalt bil den (siehe Fig. \?). Gelenkstangen 47, die in Schultern 4:8 der Gewichte 46 drehbar ge lagert sind, stehen in Gelenkverbindung mit Ansätzen 49 einer in achsia,ler Richtung ver schiebbaren Hülse 50. Die Hülse 50 ist gleit- bar auf einem verjüngten Teil 51 der Welle ä 1 aufgesetzt.
Das äussere Ende des Wellen teils 51 wird durch ein Kugellager ,52 ge führt, das in der Endplatte 53 des Gehäuses untergebracht ist. Die geeignete Schmierung und Wartung der Kugellager 28, 40 und @52 ist möglich, ohne dass der Regler demontiert wird. Die Reglerfeder 54, die um die Welle 31 herumgewunden ist, stützt sich gegen Schultern 55 der Hülsen 42 und 50 ab. In den Fig. 1 und 2 ist die Feder,vollständig durch die Gewichte 40 eingeschlossen, wenn diese in der Schlusslage sind. Dadurch wird die Feder vor Beschädigung geschützt.
Die Gewichte 46-werden zweckmässig schwer ge macht, einmal um ein genügendes mecha nisches Moment zur Erzielung der Regler wirkung zu erhalten und zum andern, um plötzlich auftretenden Schwankungen zu be- gegnen, welche den Regelungsvorgang stören könnten. Das erforderliche Gewicht kann durch Verstärkung der Glieder 16 in dem 3iittelteil erhalten werden (siehe Fig. 2). Eine zu starke Zusammendrückung der Federn 54 wird durch die Berührung der Hülsen 42 und 50 verhindert.
Die Reibung zwischen der Welle 51 und der Hülse 5,0 während der Achsialbewegung der letzteren, welche dureh die Regelbewe gung der Gewichte 46 hervorgerufen wird, ist so weit wie möglich durch zwei mit Gra phit bekleidete Buchsen 56 und eine ringför mige Ausnehmung 56', die mit Graphit und Fett ausgefüllt wird, herabgemindert. Auf einer Verlängerung 57 der Hülse 50 ist mit Hilfe von Kugellagern 58 eine nicht dreh bare Hülse 59 untergebracht, längs der sich eine Zahnstange 60 erstreckt (siehe Fig. 1).
Die Achse dieser Zahnstange verläuft iii einer Ebene, die 45 gegenüber der Senk rechten geneigt ist. Der Zahnstange 60 dia metral gegenüberliegend weist die Hülse 59 eine längliche Nut 61 auf, in die ein Fin ger 62 greift. Dieser wird von einem Lager bock 63 getragen, der sich aus der Clehäuse- grundplatte erhebt. Die Hülse 59 kann sich infolgedessen mit der Hülse 50 hin- und her bewegen. Sie ist jedoch daran gehindert, sich mit der Hülse 50 zu drehen. Die Zahnstange kämmt mit einem Zahnrad 65, das an einer Spindel 66 sitzt.
Die Spindel 6,6 ist in Kugel lagern 67 geführt, welche durch Arme 6<B>,8</B> und 6,9 des Rahmens 70 bez-,v. der Grund platte 64 getragen werden. An dem obern Ende der Spindel 66 ist ein grosses Ketten rad 71 angebracht, um das sich eine endlose Kette 72 schlingt. Diese Kette führt zu einem kleinen Führungskettenrad 73, das durch ein Kugellager eines Armes 7,4, der sich aus der Endwand 1,6 erhebt. getragen wird. Ein Glied des obern Kettentrums ist lösbar mit einem geneigten geschlitzten Iso lationsstück 75 verbunden, welches an einem H-förmigen Bürstenrahmen 76 angebracht ist.
Der Bürstenrahmen 76 enthält Halter für Hauptbürsten 77, 78 und Hilfsbürsten 79 und 80. Jede Hauptbürste ist oben dachför- mig ausgebildet, indessen setzt sich die Grundfläche aus zwei Ebenen (siehe Fig. 2) zusammen, die unter einem geringen Winkel aneinander grenzen. Die Bürsten 77, 78 sit zen je in einem Tragstück 81, das schwenk bar in einem Halter 82 des Bürstenrahmen 76 mit Hilfe von Zapfen untergebracht ist, die in Schlitze 82' eingreifen und somit auf die Bürstenabnutzung Rücksicht nehmen. Jedes Tragstück 81 wird von einer Feder 83 angegriffen, die um einen Führungsbolzen 84 herumgeschlungen ist.
Mit ihrem obern Ende stützt sich die Feder 83 gegen eine Unterlagsscheibe 85 ab, deren gekrümmte Oberfläche in das ausgehöhlte untere Ende einer Einstellschraube 86 hineinpasst. Die Einstellschraube 86 ist in die obere Schiene des Rahmens 76 eingeschraubt. Der Bolzen 84 geht frei durch die Unterlagsscheibe 85 hindurch. Mit ihrem untern Ende stützt sich die Feder 83 gegen einen Schwingblock 8 7 ab, in welchem der Bolzen 84 untergebracht ist.
Wenn eine Ebene einer Bürste 77 oder 78 in der Kontaktlage ist (siehe rechte Ebene in Fig. 2), dann verstellt sich die Feder 83 etwas nach jener Seite hin und mi.ss etwas zusammengedrückt werden, ehe die Bürste in die andere Einstellage übergehen kann. Auf diese Weise wird verhindert, dass sich die Bürste unvermutet verstellt oder in einer Zwischenstellung verbleibt.
Um iede Mög lichkeit der Beschädigung auszuschalten, die infolge eines heftigen oder lang andauernden Stromflusses, durch die scharfe Kanten zwi schen den beiden Bürstenebenen entstehen können, sind die kleinen Hilfsbürsten 79, 80 vorgesehen. Diese Bürsten sind als einfache Blockbürsten ausgebildet, die durch Federn 88 eingepresst werden. Zur Einstellteig der Federspannung dienen Einstellschrauben 89.
Der Bürstenträger 81 und die Bürsten 79 und 80 stehen durch eine. biegsame Leitung 90 in Verbindung, während die Bürsten 77 uns 78 durch den Rahmen 76 elektrisch mitein ander verbunden sind.
Unter dem Einfluss der Kette 72 bewegen sich die Bürsten über Kontaktstreifen 91, 92, die sich zu flachen Kommutatoren zusammen- setzen, liin und her. Die Kommutatorstreifen sind aus Segmenten 93 zusammengesetzt, die in Schienen 94 mit kanalartiger Gestaltun v unter Zwischenschaltung einer Isolations lage 95 untergebracht sind.
Die, Segmente eines jeden Streifens, die durch dünne Gli.m- merschichten voneinander getrennt sind, wer den durch einen starren Anschlag 96 der Stange 94 und eine Pressplatte 97 zusammen gehalten, welch letztere in Berührung mit einer Schraube 98 einer starren Endplatte 99 ist. Damit die Streifen daran gehindert werden, nach oben auszuweichen, ist die Schraube 9.8 oberhalb des Mittelpunktes der Segmente 93 angeordnet. Um eine weitere Vorsichtsmassregel gegenüber der angedeute ten Gefahr anzuwenden, sind ein oder meh rere Segmente noch nach unten verankert. Ein derartiges Segment ist in Fig.2 dar gestellt.
Es wird durch eine Schraube<B>1.00</B> festgehalten die frei durch einen länglichen Schlitz 100' der Schiene 94 hindurchgeführt ist, und mit einem Segment 93' verschraubt ist. Die Mutter 101 der Schraube 100 ist von der Schiene 94 durch eine Isolationsunter legscheibe 10? isoliert. Die Iaolationsunter- legscheibe 10? besitzt einen flanschartigen Teil, der die Schraube. 100 in dem Schlitz umgibt. Die Schienen 94 sind durch Schrau ben 109 mit Ansätzen 103 des Gehäuses ver bunden und selbst mit Ansätzen 104 aus gestattet, in denen Führungsstangen 105 iso liert gelagert sind.
Der Bürstenrahmen 76 wird von den Stangen 105 mit. Hilfe von Ösen 106 getragen und geführt. Die Gesamt anordnung ist derart, dass die Bürsten- und Kontakteinrichlun- leicht überprüft und an.;;- gewechselt werden kann.
Gemäss Fig.1 sind Widerstandselemente 110, die zwischen den Segmenten 93 durch Leitungen<B>107</B> angeschlossen sind, in Räu- inen untergebracht, die an jeder Seite des Reglerteils durch Deckelplatten 111 gebildet sind. Die Platten 111 sind geschlitzt, um die Kühlung zu erleichtern. Die Widerstands elemente 110 bestehen aus zickzackförmig gebogenen Abschnitten von Widerstands draht, der oben und unten zwischen Muttern 112 eingeklemmt ist.
Die Muttern 112 sitzen auf Klemmschrauben 113, die in hitzebestän digen Isolationsplatten 114 untergebracht sind. Die Schrauben 113 sind hinter den Platten 114 an die Leitungen <B>107</B> angeschlos sen. Die obern und untern Schrauben 113 sind gegenseitig versetzt und sind mit auf einander folgenden Kontaktsegmenten 93 ver bunden. Das Gehäuse ist oben durch eineu Deckel 115 abgeschlossen, der durch klapp bare Bolzen mit Flügelmuttern befestigt wird. Eine Packung 116 aus Faserstoff stellt eine dichte Verbindung zwischen dem Ge häuse und dem Deckel her.
Die äussern elek.- triscllen Anschlüsse zu der Regelvorrichtung werden durch nicht dargestellte Klemmen ge bildet, die in der Endwandung 16 des Ge häuses untergebracht sind. Die Leitungen werden von dem Bürstenhalter 30 an jeder Seite des untern Bolzens 24 durch Bohrungen 141 in dem Ring 14, durch den untern Raum 25 des Dauermagnetes und durch Bohrungen in der Endwandung 16 geführt, von wo sie an die hintern Enden der besagten Klemmen angeschlossen werden.
Die Wirkungsweise dieser Regelvorrich tung soll anhand der Fig. 6 beschrieben wer den. Dort ist eine 7.ug: Beleuchtungs-Einricn.- tung mit einer einzigen Batterie dargestellt. Die wesentlichen Bestandteile sind eine Dy namomaschine 120, ein Einschalter 12l, eine Batterie 122, eine Lampenbelastung 123.
Der Regelwiderstand, der sich aus den Elementen <B>110</B> zusammensetzt, nimmt die Stelle des nor malen Lampenwiderstandes in der Positiv leitung zu den Lampen hin ein, und der Widerstand des Stromkreises hängt von der Stellung der Bürsten<B>77,</B> 78 ab. Der Anker 3 des Reglermotors ist parallel zu dem Dy namo 120 geschaltet, und seine Geschwindig keit steigt und fällt mit der Dynamospan nung. Schwankungen der Geschwindigkeit verursachen entsprechende Bewegungen des Reglers und Einstellungen der Bürsten. Steigt die Spannung des Dynamo, so ergibt sich eine Vergrösserung der Motorgeschwindig heit.
Das ist gleichbedeutend mit einer Aus- wärtsbewegung der Reglergewichte und einer Verstellung der Bürsten 77, 78 nach rechts (siehe Fig. 2 und 6). Bei der einfachen An ordnung gemäss Fig. 6 kann das Erregerfeld des Motors, das in Fig. 6 nicht dargestellt ist, für Einsteil- oder Eichzwecke dienen. So ist es möglich, durch Einstellen der Erregung den Regler zu eichen, so dass der erforderliche Lampenwiderstand für jede Lampenbelastun- erhalten wird.
Eine andere Möglichkeit ist die, eine Windung des Hilfsfeldmagnetes in Reihe mit der Belastung anzuschliessen und so zu eichen, dass eine selbsttätige Regelung; bei schwankender Belastung erhalten wird. Durch die Anwendung verschiedener Wider stände zwischen den Segmenten 93 oder ver schieden breiter Segmentplatten lässt sich jede beliebige Kurve der Abhängigkeit zwischen der Dynamospannung und dem Lampen widerstand erhalten. Beispielsweise kann es wünschenswert sein, höhere Begrenzungs widerstände bei höheren Dynamospannungen zu erhalten.
Die Segmente der Kommutatorstreifen 91, 92 sind zueinander versetzt; dadurch wird eine empfindlichere Regelung mit den parallel geschalteten Bürsten 77, 78 erhal ten. Die Bürsten sind in verstellbaren Trag stücken deswegen untergebracht, um so weit wie möglich dafür zu sorgen, dass dieselben Lampenwiderstände durch den Regler bei den verschiedenen Dynamospannungen wäh rend des Ansteigens und Fallens der Span nung ausgewählt werden. Der Bewegungs verlust in dem mechanischen Teil der Vor richtung, der bei der Bewegungsumkehr des Rahmens 76 entsteht, wird dadurch berück sichtigt, dass die Bürsten 77, 78 sich in Richtung der neuen Bewegung verstellen, so wie die Umkehrbewegung beginnt. In Fig. 2 ist eine Bürste 7,8 dargestellt, die sich ge rade nach rechts bewegen will.
Die rechts gelegene Ebene der Bürste bleibt dann so lange in Kontaktanlage, wie die Bewegung nach rechts andauert. Wird dann die Bürste nach links bewegt, dann sorgt die Reibung dafür, dass die Bürste sich verstellt und mit ihrer linken Fläche Kontakt gibt. Die ge- ringe Voreilung genügt, den mechanischen Bewegungsverlust wett zu machen.
In Fig.6 ist noch ein zweites Regler element 124 angedeutet, das allein oder in Verbindung mit dem soeben beschriebenen benutzt werden kann. Im ersten Falle würde es ähnlich dem in den Fig. 1 bis 5 dar gestellten durchgebildet werden; während es in dem zweiten Falle nur einen zweiten Satz von Ko-mmutatorstreifen und Bürsten um fassen könnte, die beide durch einen einzigen Motor betrieben würden. Dieser Regler wirkt dann auf das Dynamofeld 125, um die<B>Dy-</B> namospannung so weit wie möglich trotz der veränderlichen Dynamogeschwindigkeit kon stant zu halten. Die Arbeitsweise liegt auf der Hand, so dass ein Eingellen darauf nicht erforderlich ist.
In den Fig. 7 bis 10 ist ein Batterie-Lade- regler dargestellt. Wenn eine Batterie mit einem konstanten Strom geladen wird, dann wird die Ladespannung ansteigen, bis sich vor dem vollendeten Ladevorgang un erwünschte Gasentwicklung einstellt. Würde das Laden dann unterbrochen werden, so würde die Batterie nicht voll geladen sein. Aus diesem Grunde hat es sich als wiin- schenswert herausgestellt, die Batterie in aufeinanderfolgenden Abschnitten mit all mählich kleiner werdenden Strömen zu laden.
Das kann beispielsweise durch Verringerung der Dynamoerregung oder durch Einschalten von Reihenwiderständen erfolgen. Die Span nungsverringerung für jeden Ladeabschnitt wird dabei in solchen Grenzen gehalten, dass Gasentwicklung ausgeschlossen ist. Eine Regelvorrichtung für diesen Zweck muss so mit auf eine gewisse Maximalspanilung pa rallel zur Batterie eingerichtet sein, und sie muss den Ladestrom nacheinander auf gerin gere Werte herabsetzen.
Die Batterie - Laderegelungsvorrichtung unterscheidet sich von dem Lampenspan nungsregler hauptsächlich in der mecha nischen Einrichtung und ist allgemein etwas kleiner in den Abmessungen. Der Erregungs- feldmagnet <B>130</B> ist ein lamellierter,. doppel- poliger, rechteckiger Rahmen mit einer Wicklung 131. Wie bei dem vorstehend be schriebenen Ausführungsbeispiel sind der Endlagerbock 132, der Erregermagnet<B>130</B> und der Dauermagnet 133 -sämtlich durch Bolzen 1,34 miteinander verklemmt, die eben falls durch die Endrahmen<B>135</B> und 136 hin durchgehen.
Die Ankerwelle 137 trägt zwei Reglergewichte 13,8, die in der geschlossenen Lage einen sich um die Feder 139 schliessen den Zylinder bilden. Die Gewichte sind ver bunden mit einer in der Längsrichtung be weglichen Hülse 1.111, die in einem nicht drehbaren Ring 1-1-1 drehbar, indessen nicht achsial verschiebbar ist. Auf Zapfen 142 des Ringes 141 sitzt ein gegabelter Hebel 143, der an Ansätze des Endrahmens 135 durch C' elenkstangen 1-44 angelenkt ist.
An seinem obern Ende ist der gegabelte Hebel .1't3' dreh bar durch ein Gelenk 145 mit einer verschieb baren Stange 146 verbunden, die sich über die Länge der Regelvorrichtung erstreckt und in geschlitzten Lagerböcken 147 ge führt wird.
An dem Ende der Stange 146 ist ein Schlitz 148 vorgesehen, in dem eine Klinke 14'9 schwenkbar untergebracht ist. Die Klinke 1.49 wirkt mit den Zähnen 150 eines Zahnrades 151 zusammen. Das Zahn- oder Schaltrad <B>151</B> sitzt auf einer Welle 152, die in seitlichen Rahmenplatten 153 mit Hilfe von Einstellschrauben 154 geführt ist. Die Spitzen der Einstellschrauben greifen in die ausgebohrten Enden der besagten Welle ein.
Die Welle 152 trägt des weiteren eine Reglertrommel 155 (siehe Fig.9), die aus Hartholz oder einem andern Isolationskern <B>156</B> mit einem dreieckigen Kupferblech l5-7 besteht. Das Kupferblech ist uni einen Teil der Oberfläche der Trommel gelegt. Zwi- schen.der schiefen Kante des Bleches 157 und dem Isolationskern 156 sitzt ein gestuf ter Metallstreifen 158, der durch Funkenbil dung nicht angegriffen wird. Die Metall bleche 157 und 158 stellen elektrisch mit einander in Verbindung, während ein Ansatz 159 des Bleches 157 durch ungefähr zwei Windungen einer gewundenen Feder 160 mit.
einer Klemmschraube 161 in Verbindung steht, die in einem Isolationsstreifen 16:2 un tergebracht ist. Entsprechend der Anzahl der Stufen in dem Blechbelag der Trommel und in Übereinstimmung mit diesen Stufen ist eine Anzahl von Kontaktfedern 1,63 vor gesehen, die sich gegen die Trommel mit 1-lilfe von nicht reibenden Rollen 164 an legen. Die Kontaktfedern 163 sind in dem Isolationsteil 1.-62 durch Schrauben 165 ge- il < ,lten. Der Stromkreis oder die Stromkreise, die geregelt werden, sind an die Schrauben 161 und 16.5 angeschlossen.
An einem Ende steht die Welle<B>152</B> in Eingriff mit einer Uhrwerkfeder 166, die tL lig bestrebt ist, die Welle entgegen <B>-</B> änc -L der Uhrzeigerrichtung zurückzuziehen. Das äussere Ende der Rückzugsfeder ist in einem Gehäuse 167 an der Seitenwand 153 ver ankert. Während des normalen Betriebes der Regelvorrichtung wird die Rückkehrbewe- gung der Trommel 155 durch eine Sperr klinke 168 verhindert, die in Eingriff mit dem Sperrzahn 150 infolge einer Blattfeder 169 ist. Die Klinke 166 ist mit Bolzen ver sehen, die in Wangen<B>170</B> gelagert sind.
Die Wangen 170 sind mit Hilfe von Schrauben 171 an dem Reglerrahmen befestigt. Um die Sperrklinke<B>168</B> ausser Eingriff zii bringen, ist ein Anschlag 172 auf der Stange 146 vorgesehen. Der .Anschlag 172 wird, wenn die Geschwindigkeit des Reglers unter einen gewissen Wert heruntergeht, nach links (siehe Fig.9) in Eingriff mit einem Ende eines Hebels 173 bewegt. Der Hebel 17.3 ist bei 174 in einer Platte 1.75 aus hartem Isolationsstoff drehbar gelagert. Das andere Ende des Hebels 173 ist durch ein gebogenes und verdrehtes Glied 175 mit einem Arm<B>177</B> verbunden, der fest auf einer kurzen Welle 178 sitzt.
Die Welle; 178 ist in einem aufrechtstehenden Ansatz 179 einer Platte 180 gelagert. Die Platte 180 wird durch eine Seitenplatte 153 ge tragen. Am Ende der Welle 178 sitzt, dem Arm 177 abgewandt, ein Arm 181, der durch eine Gelenkstange 1,82 mit einem bogenför- mig gestalteten Glied<B>183</B> gelenkig in. Ver bindung steht. Das bogenförmig gestaltete Glied<B>183</B> besitzt einen bogenartigen Schlitz 184 und sitzt lose auf einem Zapfen<B>168'</B> der Sperrklinke<B>168.</B> An dem Ende de Zapfens ist ein kürzerer Arm 185 be festigt, der mit einem Bolzen 186 in de:i Schlitz 1.84 eingreift.
Stösst der Anschlag 172 gegen den Hebel 173, so wird die Sperr klinke 168 entgegen dem Uhrzeigersinne ge dreht und ausser Eingriff mit clean Sperrzahn 1.50 gebracht. Was die Auslösung der Klinke 1.49 betrifft, so wird, wenn der Regler unter die vorbestimmte Geschwindig- keit heruntergeht, der hintere Teil der Klinke dureh. eine Blattfeder<B>187</B> herunter gedrückt,
so dass die klinke von der in Fig. 7 gestrichelt gezeichneten Lage in die voll ausgezogene übergeht. Die Feder 18 7 ist mit der Platte<B>180</B> verbunden und nor malerweise ausser Eingriff mit der Klinke 1.1-9. Die Trommel<B>1.53</B> wird an einer Dre- l@.ung über ihre Anfangsstellung hinaus durch einen Anschlag 188 gehindert, der zur .A-nlage an die Wange 170 kommt (siele Fig. 9).
Die verschiebbare Stange 146 trägt ausserdem ein Paar von zi,hnlichen Federkon takten 189, 190. Die Kontaktfeder 189 be steht aus dem Ende einer gewundenen Feder 191, die in einem Gehäuse 19<B>2</B> enthalten ist. Das Gehäuse 19\3 ist an der Stange 146 iso liert angebracht. Der Kontakt gleitet wäh rend des Betriebes des Reglers über eine aus Metall bestehende Kontaktstange 193. Der Zusammenhang der Kontaktfläche der Stange 1.93 ist durch einen Finger 195 aus Isolations baustoff unterbrochen.
Dieser ragt schräg 111 einen Schlitz 19(i (siehe Fig. 10) der Stange 193 hinein.
Der Finger 195 erstreckt sich in den Schlitz von einem kleinen Isolationsblock<B>197</B> her, der bei 19-8 mit der Stange 193 in Gt-,- lenkverbindung steht. Der Finger wird nor malerweise mit seinem Ende in den Schlitz 196 durch eine Blattfeder<B>199</B> hinein gedrückt. Bewegt sich die Stange: 146 nach rechts, so wird die Kontaktfeder 189 da- durch, dass sie auf dem Finger 195 empor steigt, den Kontakt unterbrechen. Bei wei terer Bewegung in der besagten Richtung stellt der Kontakt 189 wieder den Strom übergang auf der gegenüberliegenden -Seite des Isolationsblockes her. Bewegt sich der Kontakt 189 nach links, so gelangt er unter den Finger 195.
Dieser ist bei 200 weg geschnitten, damit das Untergreifen erleich tert wird. Der Kontakt 1'89 kommt also in seine Ausgangsstellung zurück, indem er den Finger 195 gegen die Kraft der Feder 199 anhebt. Bei der Rückkehrbewegung wird je doch der Kontakt nicht unterbrochen. Iden tische Teile l911, 2001 sind in Zusammen hang mit dem Kontakt 190 vorgesehen, je doch unterbricht in diesem Falle der Fin ger 19'5x den Kontakt zwischen dem Kontakt 190 und der Stange<B>193'</B> während der Be wegung nach links. Dieser Finger ist daher entgegengesetzt zu dem Finger 195 angeord net. Die Kontaktstangen 193, 193' sind durch Klemmschrauben 194, 1941 mit der Isolationsplatte 175 fest verbunden.
Die Klemmschrauben gehen durch längliche Schlitze 201 der Stangen hindurch, wodurch eine weiter unten beschriebene Einstellung möglich wird. Klemmschrauben 202, 2021 sind für die Kontaktfedern 189, 190 vor gesehen.
Betrachtet man die linke Hälfte der Fig. 11, so sieht man, dass der Kontakt 189, 193 in dem Stromkreis der Motorerreger wicklung 131 liegt, die parallel zu dem Dy namo 120 angeschlossen ist. Der Kontakt 190, 1931 liegt in dem Ankerstromkreis des Motors, wobei der Anker ebenfalls parallel zu dem Dynamo 120 geschaltet ist, Wider stände 2031, 203 usf. in dem Erregungs stromkreis 125 der Dynamomaschine werden durch die Kontakttrommel 155 gesteuert. In der Ausgangsstellung der Trommel (siehe Fig.ll) sind sämtliche Widerstände aus geschaltet.
Zur Veranschaulichung der Wirkungs weise des Reglers sei angenommen, da.ss die Dynamomaschine 120 mit normaler Ge schwindigkeit laufe und dass die Batterie 122 ganz entladen sei. Der Regler ist so ein gestellt, dass er unter diesen Voraussetzunges, die Kontakte 189, 190 auf der Stange<B>110</B> etwas nach rechts von der in Fig. 8 dar gestellten Lage überführt. Die Klinke 149 befindet sich in Bereitschaftsstellung, um das Sperrad 1.51 zu betätigen. Die D\ namo- maschine 1'20 nimmt die Maximalerregung, auf und ladet die Batterie 122 in dem stärk sten Masse.
Die Ladespannung steigt von dem Ausgangswert auf eine bestimmte Grenze, bei der man den Ladestrom herabsetzen will. Das Ansteigen der Spannung hat ein gerin-. ges Ansteigen der Geschwindigkeit des Reglermotors zur Folge gehabt. Bei der be sagten Grenze veranlasst die Einstellung des Reglers den Kontakt 189 dazu, auf dem Fin ger 195 emporzusteigen. Die daraus sich er gebende Verringerung der Motorerregung zu dem Feld des Dauermabanetes 13-3 führt zu einem verhältnismässig grossen und plöts- lichen Anwachsen der Geschwindigkeit.
Da mit hängt wiederum zusammen, dass die Stange 146 eine entsprechend grosse und kräftige Rechtsbewegung ausführt. Die Klinke 149 schaltet die Trommel 155 einen Schritt und legt den Widerstand 2031 in den Erregungsstromkreis der Dynamomaschine. Die Ladung der Batterie 12.2- nimmt dann mit verminderter Stromzufuhr ihren Fort gang. Die starke Bewegung der Stange 14:i führt den Kontakt 189 hinter den Finger 195, so dass der Stromkreis des Motorfeldes 131 wieder hergestellt wird, während der Kontakt 190 unter den Finger 1951 hinweg und leieht nach rechts geführt worden ist.
Das Sinken der Ladespannung entsprechend der Verringerung des Ladestromes und die Wiederherstellung der Sondermotorerregung- hat ein Sinken der Motorgeschwindigkeit zur Folge, was gleichbedeutend mit einer Bewe gung der Stange 1.-1-F, nach links ist.
Diese Bewegung, die allein zu schwerfällig sein mag, um die Kontakte 1.89, 190 wieder in die Ausgangsstellung zurückzuführen, ge nügt indessen, um den Kontakt 1.90 auf den Isolationsfinger 1951 zu führen, den Anker stromkreis des Reglers zu unterbrechen (oder einen Widerstand zur Herabminderung seines Stromes einzuschalten) und die Ge schwindigkeit des Reglermotors schnell her abzusetzen, bis die Stange 146 den Kontakt <B>189</B> wieder in seine ursprüngliche Lage zu rückgeführt hat. Zu gleicher Zeit stellt der Kontakt 190 wieder den Motorankerstrom- kreis, nachdem er über den Finger 195' ge wandert ist, her.
Eine Rückbewegung der Trommel 155 wird durch die unter Feder wirkung stehende Sperrklinke 168 verhin dert.
Wenn die Ladespannung wieder die obere Grenze erreicht, dann wiederholt sich der vorstehend beschriebene Vorgang mit dem Erfolg, dass das Laden mit einem niedrigeren Strom entsprechend den Widerständen 203', 203\, die in Reihe liegen, fortgesetzt wird. Gegebenenfalls. wird bei diesen Voraus setzungen die Trommel vollständig gedreht, und. zwar in die Lage, in der die Wider stände 203', 203' usw. sämtlich in den Stromkreis eingeschaltet sind. Der Batterie ladestrom hat dann nur -noch eine solche Grösse, die man mit Sickerstrom bezeichnet.
Bei der letzten Trommeleinstellung ist jede Bewegung der Stange 146 unwirksam, da kein Sperrzahn hinter der letzten Stufe vor gesehen ist. Die obere Ladespannungsgrenze kann auf einen beliebig gewünschten Wert eingestellt werden, und zwar dadurch, dalä die Kontaktstange 193 in bezug auf den Kontakt 189 verstellt wird. Die Rückkehr der Stange 146 kann ebenfalls durch eine ähnliche Einstellung der Stange 193' ge regelt werden.
Fällt während oder nach dem Laden die Spannung der Dynamomaschine unter einen vorbestimmten Wert (z. B. auf die Aus schaltspannung des Einschalters 121), dann führt die daraus sich ergebende Verringerung der Motorgeschwindigkeit den Anschlag 172 in Berührung mit dem Gelenkhebelsystem 173 usw., mit dem Erfolg, dass die Sperr klinke 168 ausser Eingriff kommt.
Zu glei cher Zeit drückt die Feder 187 die hintere Wange der Klinke 149 herunter, so dass die Trommel unter dem Einfluss der Feder 166 unbehindert in ihre Ausgangsstellung zu rückkehren kann. Übersteigt die Spannung der Dynamomaschine dann wieder die vor bestimmte Grenze, dann werden die Klinken 149 und 168 wieder entlastet, so dass der Regler wieder den Ladestrom entsprechend den geschilderten Voraussetzungen einstellen kann.
In Fig.l'1 ist der Batterieladungsregler in Zusammenhang mit einer Einrichtung dargestellt, bei der ein Lampenspannungs-- regier vorgesehen ist. Jeder Regler kann selbstverständlich allein eingebaut sein, uni unabhängig vom andern seine Funktion zu erfüllen. Die Durchbildung des Lampen spannungsreglers in Fig. 11 möge identisch mit der Durchbildung sein, die in den Fig. 1 bis 5 dargestellt ist. Der mechanische Teil dieser Reglervorrichtung ist daher auch nur schematisch angedeutet.
Die Art, wie die Geschwindigkeit des Mo tors gesteuert wird, ist indessen verschieden, und die in der rechten Hälfte der Fig. 11 dargestellte Anordnung ist tatsächlich für Lampenspannungsregelung besser geeignet. Sie ist. empfindlicher und für alle vorkom menden Fälle genauer zu eichen als die in Fig. 6 dargestellte Anordnung. An Stelle der Wicklung 12 trägt die Felderregung des Reglermotors drei Wicklungen 204, 205, 205.
Die Wicklung 204 ist eine Magnetisierungs- wicklung (mit Rücksicht auf das benach barte Feld des Dauermagnetes) und liegt in Reihe mit der Lampenbelastung 123 in der positiven Leitung. Diese Leitung enthält einen Hauptlichtschalter, der als Handschal ter 207 dargestellt ist, indessen auch in an derer Form ausgebildet sein kann. Die Wick lung 205 ist (mit Rücksicht auf denselben Umstand) eine entmagnetisierende Wicklung und liegt als Spannungswicklung ständig pa rallel zu den Lampenschlüssen.
Die Wick lung 206 ist eine Nichtbelastungswicklungg; wenn der Schalter 207 offen ist, also keine Lampenbelastung vorhanden ist, dann liegt sie in Reihe mit dem Anker 3 parallel zu den Klemmen des Dynamo 120. Die Wicklung 205 ist eine magnetisierende Wicklung. Wird der Schalter<B>207</B> geschlossen, so wird die Wicklung 206 durch die Hilfskontakte 208 kurzgeschlossen, so dass der Anker 3 un mittelbar parallel zu dem Dynamo 120 ge schaltet wird.
Die Regelung gemäss der Schaltanordnung wird hauptsächlich durch die Geschwindig keitsschwankungen des Motors verursacht, die durch die Schwankung der Erregung ent stehen, die dem Feldmagneten durch die Spu len 204 und 205 aufgedrückt werden. Wächst der Lampenstrom an, so wird der durch die Wicklung 204 fliessende Strom stärker. In folgedessen nimmt die Motorerregung zu, und die Geschwindigkeit nimmt ab. Mit Hilfe des Reglers und des Bürstengetriebes hat die Geschwindigkeitsverminderung eine Abnahme des in Reihe mit der Belastung ge schalteten Lampenwiderstandes zur Folge. Eine Abnahme des Lampenstromes ruft das entgegengesetzte Ergebnis hervor. Eine ähn liche Regelwirkung wird durch die Wick lung 20'5 erzielt.
Ein Anwachsen der Lam penspannung verursacht ein Anwachsen der entmagnetisierenden Wirkung der Erregung, die durch die besagte Wicklung hervor gerufen wird. Das hat ein Anwachsen der Motorgeschwindigkeit und ein Anwachsen des Lampenwiderstandes zur Folge. Beide Auswirkungen sind geeignet, die Lampen spannung konstant zu halten. Die Regelung des Widerstandes, die in der Wicklung 20-1 ihre Ursache hat, stellt eine sehr feine Ein stellung dar, die von der Belastung selbst abhängt. Die Regelung durch die Wicklung 205 ist noch feiner, insofern, als sie der erst genannten Regelung überlagert wird, um der Schwankung der Dynamospannung Rech nung zu tragen.
Die Wicklung 206 erleich tert das Anlassen und wirkt gleichsam als Schutz in bezug auf die benachbarten Dauer magneten, wenn keine Belastung vorhanden ist.
In Fig. 12 sind abgeänderte Lichtschalter und Reglerwicklungsverbindungen darge stellt. Darnach hat die Einrichtung zwei getrennte Lampenbelastungen 123', 123", die durch zwei Hauptschalter 207' und 207" gesteuert werden. Eine Bürste wird geschlos sen, um eine sogenannte Halbbeleuchtung zii erzeugen, während bei Vollbelastung beide Bürsten zu schliessen wären.
Die Kurzschluss- kontakte für die Wicklung 206 sind ver doppelt, 208', 208". Überdies ist die Wick lung 205 nicht ständig parallel zu den Lam penanschlüssen gelegt, sondern wird an gelegt, wenn einer der Hauptbeleuchtungs- schalter eingeschaltet wird, und zwar durch einen der Hilfskontakte 209', 209". Iin übrigen ist die Anordnung und die Wir kungsweise der Schaltung gemäss Fig. 12 gleich der gemäss Fig. 11.
Die Regelungsvorrichtung lässt sich auch für andere Regelzwecke anwenden. Die Aus bildung der Vorrichtung im einzelnen und die Art, wie die Steuerung des elektrodyna mischen Teils der Regelvorrichtung durch geführt wird, hängt naturgemäss davon ab, welche Funktionen durch die Regelvorrich tung zu erfüllen sind. Sie lässt sich im übri gen auch bei Wechselstromanlagen anwen den, beispielsweise zur Regelung von Wech selstromgeneratoren.
Der Begriff Regler im Sinne der nach stehenden Ansprüche umfasst auch selbst tätige Schalter, welche die erwähnten Kenn zeichen besitzen.