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KAISERLICHEIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

KLASSE 2\g. GRUPPE >§LCLASS 2 \ g. GROUP> §L

KOCH & STERZEL in DRESDEN.KOCH & STERZEL in DRESDEN.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 16. Dezember 1905 ab.Patented in the German Empire on December 16, 1905.

Bei der Entnahme von Gleichstrom aus einer Wechselstromquelle durch einen unter dem Einfluß des Wechselstromes synchron schwingenden, einen Kontakt im Hauptschluß steuernden Unterbrecher ist es bereits bekannt, die Spannung der mit den entnommenen Gleichstromabschnitten zu ladenden Sammelbatterie auf das Spiel des schwingenden Unterbrechers derart zurückwirken zu lassen, daßWhen drawing direct current from an alternating current source through a sub the influence of the alternating current oscillating synchronously, a contact in the main circuit controlling breaker, it is already known, the voltage of the withdrawn DC sections to be charged accumulator battery on the game of the oscillating breaker to have such a retroactive effect that

ίο die Batteriespannung dem Zustandekommen^ des Kontaktschlusses entgegenwirkt, so daß die den Kontaktschluß bewirkende Anziehung des schwingenden Gliedes nur durch den Überschuß der Spannung der Wechselstromquelle über die Batteriespannung bewirkt wird und folglich der Stromschluß nur in den Zeiten eintritt, wo die Spannung der Stromwelle geeigneten Vorzeichens über der jeweiligen Spannungshöhe der Batterie liegt.ίο the battery voltage coming about ^ the contact closure counteracts, so that the attraction causing the contact closure of the vibrating member only due to the excess voltage of the alternating current source is effected via the battery voltage and consequently the current short occurs only in the times when the voltage of the current wave appropriate sign above the respective voltage level of the battery.

Wie bei der älteren Einrichtung erfolgt im vorliegenden Falle die Einwirkung der Batteriespannung auf das Unterbrecherspiel durch Magnetwirkung, d. h. durch ein Gleichstromfeld. Nach dem älteren Vorschlage besteht aber die Wirkungsweise dieses Gleichstromfeldes darin, daß es der Vermehrung derauf den Stromschluß hinwirkenden Kraftlinien entgegenwirkt, während nach vorliegender Erfindung eine von dem den Unterbrecher primär bewegenden Wechselfelde elektrisch unabhängige magnetische Gegenwirkung ausgeübt wird.. Der Vermehrung der auf Zustandekommen des Kontaktschlusses hinwirkenden Kraftlinien wird hier nicht entgegengewirkt. Vielmehr entsteht . und wirkt das den Unterbrecher primär bewegende Wechselfeld an und für sich so, als wenn die Gegenwirkung der Sammlerspannung nicht vorhanden wäre, während diese wiederum an und für sich so wirkt, als wenn das Wechselfeld nicht vorhanden wäre. Nicht durch inneren oder elektrischen Widerstreit der im einander entgegengesetzten Sinne auf die Bildung von Kraftlinien hinwirkenden Ströme, sondern durch das äußere oder mechanische Gegeneinandersetzen der an sich von beiden Seiten ungehindert entfalteten, aber einander widerstreitenden kinetischen Wirkungen der beiden Ströme kommt die Differentialwirkung zustande.As with the older device, the battery voltage acts in this case on the interrupter play through magnetic action, d. H. by a direct current field. According to the older proposal, however, the mode of action of this direct current field exists in the fact that there is an increase in the lines of force acting on the current counteracts, while according to the present invention one of which the breaker primarily moving alternating fields electrically independent magnetic counteraction exerted is .. The increase in the lines of force that work towards the establishment of the contact closure is not counteracted here. Rather arises. and the alternating field that primarily moves the interrupter acts in and of itself as if the counteraction the collector voltage would not be present while this was on again and acts as if the alternating field were not present. Not through internal or electrical conflict in the opposite sense on education currents acting on lines of force, but rather through the external or mechanical opposition of the two in themselves Sides unfolded but conflicting kinetic effects of the the differential effect occurs in both currents.

Die vorliegende Erfindung kennzeichnet sich also dadurch, daß ein vom Sammler aus erregter Gleichstrommagnet elektrisch unabhängig' von dem den Unterbrecher primär bewegenden Wechselfelde auf den Unterbrecher dem Kontaktschluß entgegenarbeitend einwirkt, oder anders ausgedrückt, daß die beiden auf das schwingende Unterbrecherglied einwirkenden Kraftfelder nicht übereinander gelagert sind, so daß nicht dasselbe Eisen von den- beiderlei Kraftlinien durchflossen wird. Diese Kennzeichnung ist im praktischen Sinne zu verstehen, denn wenn auch einzelne Kraftlinien elektrische Beziehungen zwischen den beiden Feldern herstellen mögen, so kommen diese doch für die Wirkung nicht in Betracht.The present invention is characterized in that a collector from energized direct current magnet electrically independent of the breaker primary moving alternating fields on the breaker counteracting the contact closure acts, or in other words, that the two on the oscillating interrupter member acting force fields are not superimposed, so they are not the same Iron is traversed by both lines of force. This marking is in practical sense to understand, for albeit individual lines of force electrical relationships between the two fields, these are not considered for the effect.

Durch die Erfindung wird die regelnde Rückwirkung der Batteriespannung auf das Unterbrecherspiel gegenüber der älteren Er-With the invention, the regulating effect of the battery voltage on the Interrupt game compared to the older

findung in besserer Weise erreicht, wobei die . Verbesserung gerade gegenüber den für die praktische Verwirklichung der älteren Erfindung besonders geeigneten Ausführungsformen derselben bedeutsam ist.finding achieved in a better way, with the. Improvement especially compared to the for them practical implementation of the prior invention particularly suitable embodiments same is significant.

Zunächst gilt sowohl für die vorliegende wie für die ältere Einrichtung die Regel, die bewegte Masse des Unterbrechers mit Rücksichtauf die üblichen hohen WechselfrequenzenFirst of all, the rule that applies to both the present and the older institution moving mass of the interrupter with regard to the usual high alternating frequencies

ίο und die dadurch bedingte schnelle Bewegung möglichst klein zu halten, während andererseits die Erfahrung gelehrt hat, daß zur betriebssicheren Ausgestaltung des Gleichstromentnehmers eine außerordentlich kräftige magnetische Führung des schwingenden Unterbrechers gehört. Es stehen sich also zwei einander widersprechende Konstruktionsbedingungen gegenüber. Einmal soll das schwingende Glied möglichst klein und leicht sein, damit die durch die Trägheit der Masse in die Bewegung gebrachte Störung tunlichst gering sei, zum anderen erfordert die kräftige magnetische Erregung entsprechend große Querschnittsbemessungen. Der richtige Mittelweg führt zu der Erkenntnis, daß es vorteilhaft ist,. das magnetische Wechselfeld möglichst bis zur Sättigung anzuspannen, so daß mit der kleinsten Masse die relativ größte Erregung, also der relativ größte Effekt hervorgebracht wird. Legt man nun über das bis zur Sättigung getriebene Wechselfeld ein Gleichstromfeld, so kann dieses theoretisch und praktisch nur substraktiv, nie additiv wirken, während gerade die in der Praxis bestbewährte Ausführungsform der älteren Einrichtung nach Fig. 4 des D. R. P. 127213 von dem übergelagerten Gleichstromfeld eine additive und subtraktive Wirkung verlangt. Diese Forderung schloß die Möglichkeit, das magnetische Wechselfeld bis an die Grenze der Sättigung zu magnetisieren, aus, weil dem übergelagerten Gleichstromfeld auch noch im Scheitel der gleichgerichteten magnetischen Maximalwirküng des Wechselfeldes eine additive Wirkung verbleiben mußte.ίο and the resulting rapid movement to keep it as small as possible, while on the other hand experience has shown that to be operationally safe Design of the direct current drawer an extremely powerful magnetic Leading the oscillating breaker belongs. So there are two contradicting construction conditions. Once the swinging Limb as small and light as possible, so that the inertia of the mass in the disturbance brought about by movement is as little as possible, on the other hand requires the strong magnetic excitation corresponding to large cross-sectional dimensions. The right middle ground leads to the realization that it is beneficial. the alternating magnetic field if possible Tighten to saturation, so that the smallest mass is the relatively largest Arousal, so the relatively greatest effect is produced. If you put it over the An alternating field driven to saturation is a direct current field, so this can theoretically and in practice only act subtractively, never additively, while those in practice are particularly effective best-proven embodiment of the older device according to Fig. 4 of D. R. P. 127213 requires an additive and subtractive effect from the superimposed direct current field. This requirement included the possibility of magnetizing the alternating magnetic field to the limit of saturation, because the superimposed direct current field is also at the apex of the rectified magnetic maximum effect of the alternating field had to remain an additive effect.

Es war also nicht möglich, den richtigen Mittelweg — kleinste bewegte Masse bei stärkster magnetischer Erregung — einzuhalten. So it was not possible to find the right middle ground - smallest moving mass at strongest magnetic excitation - to be observed.

Des weiteren bedingt bei der älteren Erfindung das über dem Wechselstromfeld gelagerte Gleichstromfeld, daß umgekehrt auch dem Gleichstrom feld ein Wechselstrom feld übergelagert ist. Es induziert also das Wechselfeld in der Gleichstromwicklung einen Wechselstrom, d. h. das Magnetsystem des Unterbrechers wird zum Transformator. Dieser Transformator ist je nach der Größe des im Gleichstromkreis enthaltenen Ohmschen Widerstandes belastet. Dieser Umstand macht sich bei der Einstellung der Apparate zuweilen äußerst störend bemerkbar. Zunächst wird ja doch der Wechselstromunterbrecher auf. reinen Ohmschen Widerstand ohne Anschluß der Batterie eingestellt, d. h. auf konphasen Gang zur Wechselspannungsphase eingeregelt. Wenn nun — nach dem Anschluß der Batterie — das Gleichstromfeld durch einen Regelungswiderstand auf die richtige Wirkungsgröße eingestellt werden soll, so verändert sich mit dem Widerstand der Phasenverschiebungswinkel des im Wechselstromnebenschluß durch die Magnetspulen.des Unterbrechers fließenden Wechselstromes gegenüber der Netzspannungsphase, weil sich die Stärke des im Gleichstromkreise des Hilfsmagneten induzierten sekundären Wechselstromes ändert. Diese Rückwirkung der Widerstandsänderung auf den Phasenver-Schiebungswinkel im Wechselstromnebenschluß macht bei jeder Veränderung des Widerstandes eine Neueinstellung des Phasenwinkels durch die im Wechselstromnebenschluß liegenden Kunstphasenapparate notwendig.Furthermore, in the case of the older invention, the one above the alternating current field caused Direct current field that, conversely, an alternating current field is superimposed on the direct current field. So it induces that Alternating field in the direct current winding an alternating current, d. H. the magnet system of the The breaker becomes a transformer. This transformer is different depending on the size of the im DC circuit contained ohmic resistance loaded. This circumstance makes itself sometimes extremely annoying when setting up the apparatus. First will yes, the AC circuit breaker on. pure ohmic resistance without connection set the battery, d. H. adjusted to conphase gear to the alternating voltage phase. If now - after connecting the battery - the direct current field through a control resistor is to be set to the correct action size, so changes with the resistance of the phase shift angle of the alternating current shunt alternating current flowing through the magnet coils of the interrupter the mains voltage phase, because the strength of the auxiliary magnet in the DC circuits induced secondary alternating current changes. This reaction of the change in resistance on the phase shift angle in the alternating current shunt makes a readjustment of the phase angle each time the resistance changes Necessary due to the artificial phase apparatus lying in the alternating current shunt.

Schließlich bedeutet der im Gleichstromkreis des Hilfsmagneten fließende induzierte Wechselstrom auch eine Abschwächung des den Unterbrecher bewegenden magnetischen Wechselfeldes insofern, als die Sättigung des Eisens nur von der Differenz der beiden einander entgegenwirkenden Amperewindungen bewirkt wird. Bei der Notwendigkeit möglichst kleiner Abmessungen ist auch der Wickelraum möglichst klein zu halten, so daß die induzierendeRückwirkung des Wechselfeldes auf das Gleichstromfeld abermals eine Konstruktionserschwerung bedeutet.Finally, the flowing in the DC circuit of the auxiliary magnet means induced Alternating current also causes a weakening of the magnetic moving the breaker Alternating field insofar as the saturation of iron depends only on the difference between the two counteracting ampere turns is caused. If the smallest possible dimensions are required, the To keep winding space as small as possible, so that the inducing reaction of the alternating field on the direct current field means again a construction complication.

Alle diese Schwierigkeiten werden durch die elektrische Scheidung der beiden einander entgegenwirkenden Felder beseitigt.All of these difficulties are caused by the electrical divorce of the two from one another counteracting fields eliminated.

Einige Ausführungsarten der vorliegenden Erfindung sind auf der Zeichnung dargestellt. In allen Figuren bedeutet α die Wechselstromquelle, b den Kontakt im Hauptschluß, c den um d schwingenden Unterbrecher, JV, 5 den polarisierten Magneten, e die aufzuladende Batterie, f einen Apparat zur Korrektur der Wechselstromphase im Nebenschluß, g den Regelungswiderstand im Hauptschluß, h den Gleichstromhilfsmagneten und i dessen Anker.Some embodiments of the present invention are shown in the drawing. In all figures, α denotes the alternating current source, b the contact in the main circuit, c the breaker swinging around d , JV, 5 the polarized magnet, e the battery to be charged, f an apparatus for correcting the alternating current phase in the shunt, g the regulating resistor in the main circuit, h the DC auxiliary magnet and i its armature.

Nach Fig. 1 ist der Hilfsmagnet h derart angeordnet, . daß er auf eine Verlängerung k des schwingenden Gliedes c, welche gleichzeitig zur mechanischen Einstimmung des schwingenden Gliedes (durch Verstellung der Masse Z) dienen kann, einwirkt.According to Fig. 1, the auxiliary magnet h is arranged in such a way. that it acts on an extension k of the vibrating member c, which can simultaneously serve for the mechanical tuning of the vibrating member (by adjusting the mass Z).

Nach Fig. 2 ist das bewegliche Polstück des Kontaktes b mit dem Körper c durch eine Blattfeder m verbunden, welche auch den ^lao Anker i des Hilfsmagneten h trägt. Vermöge dieser Anordnung soll die symmetrischeAccording to Fig. 2, the movable pole piece of the contact b is connected to the body c by a leaf spring m , which also carries ^{the lao} armature i of the auxiliary magnet h. By virtue of this arrangement it is said to be symmetrical

Claims

Vibration of the body c is influenced as little as possible by the attraction of the armature i , so that the limping movement of the pole piece caused by magnet h , so to speak, with deflection of the leaf spring m, is essentially only carried out by the pole piece b with armature i , while the main part of the moving Mass - body c - can oscillate approximately around its zero position.

According to Fig. 3, the auxiliary magnet acts as a moving coil magnet by means of the push rod η on the just guided part 0, which is displaceable in the direction of the arrow and which is tensioned on one side by an adjustable spring ρ and the stationary pole piece (opposite the oscillating interrupter element) in the form of the screw q and the stroke-limiting stop r . When the battery voltage increases, the oscillating interrupter element is brought out of its zero position by shifting the part in such a way that an asymmetrical distribution of the remanent lines of force in the two legs of the main magnet N, S is brought about in favor of the contact opening.

Godfather nt-A ν Proverbs:

I. Device for drawing direct current from an alternating current source through a synchronously oscillating under the influence of coils in the shunt to the alternating current source, a contact in the main circuit controlling breaker, on whose game the voltage of the battery connected to the device reacts, characterized in that a The direct current magnet (h) exerting a retroactive effect acts on the oscillating interrupter (c) outside the range of the alternating field that primarily moves the interrupter, so that the regulating direct current field is electrically independent of the alternating current field which primarily moves the interrupter.

2. Execution of the device according to claim 1, characterized in that the direct current magnet (h) acts on a resiliently connected to the oscillating member (c) of the interrupter, the movable pole piece of the contact to be controlled (b) carrying armature (i) , so that the primary oscillation of the interrupter element (c) caused by the alternating current field is influenced as little as possible by the influence of the regulating direct current field.

3. Execution of the device according to claim 1, characterized in that by the action of the direct current magnet (h) the play of the oscillating interrupter member (c) limiting stops (q, r) against the action of a spring or the like. Aid in this way from their original position be moved so that the zero position of the interrupter (c) changes to the legs of the polarized magnet (N, S) around which the alternating current flows, and thus the resistance in the circuit of the lines of force emanating from the steel magnet changes with the battery voltage.

1 sheet of drawings.