<Desc/Clms Page number 1>
Elektromagnetische kommutatorlose und elektrostatische Wälzmaschine
EMI1.1
Wälzmascbine vor allem Wicklungen verwendet, wie sie ähnlich bei Wechsel-und Drehstrommaschinen gebräuchlich sind. Die bekannten Wälzmaschinen unterscheiden sich von den kommutatorlosen Wälzmaschinen ungefähr ebenso wie die zuerst erfundenen Gleichstromreihenschlussmotoren von den später erfundenen
Synchron-oder Induktionsmotoren.
Grundsätzlich neu sind ferner die konischen Wälzer (Fig. 4,4 a, 4 b, 6,7 a und 8) sowie die bewickelten Wälzer mit Schleifringen (Fig. 3,
3 a, 4,4 a, 6,7 a, 9 und 9 b), die als Periodenumformer verwendet werden oder, ähnlich wie
Schleifringläufer von umlaufenden Induktionsmaschinen, später beschriebene Einrichtungen zur Verbesserung des Anlaufmomentes oder des
Leistungsfaktors erhalten können.
Elektrostatische Umlaufmaschinen finden sich beispielsweise in der amerikanischen Patent- schrift Nr. 2232143. Es handelt sich hier um
Wechsel-und Drehstrommaschinen, deren Läufer aus radialgeschlitztem Isoliermatenal besteht und eine synchrone Umlaufzahl hat. Der Wälzer einer elektrostatischen Wälzmaschine nach der
Erfindung hingegen ist grundsatzlich elektrisch leitend, genau so wie der Wälzer einer magneti- schen Wälzmaschine magnetisch leitend sein muss. Die elektrostatische Kraft kreuzt hier die jeweilige Wälzachse unter einem rechten Winkel, während sie bei den umlaufenden elektro- statischen Maschinen eine unvermeidliche be- trächtliche Komponente in Richtung der Dreh- achse hat.
Bei der geringen Grösse der verfüg- baren elektrostatischen Kräfte kommt dem zufolge der hohen inneren Übersetzung verhältnismässig hohen Drehmoment der langsamlaufenden Ab- triebswelle (A in Fig. 11 oder 3 in Fig. 5) be- sondere praktische Wichtigkeit zu.
Den Grundgedanken der elektrischen kommu- tatorlosen Walzmaschine zeigt Fig, 1. Im nur
EMI1.2
Wälzer W und beispielsweise über die Joche 2 und 3 geschlossen ist. Dieses Drehfeld kann durch Transformator und Gleichrichter etwa nach Schaltbild Fig. 9 a oder durch eine besondere Gleichstromwicklung 4 aus einem umlaufenden Wechselpolfeld in ein umlaufendes Gleichpolfeld (Gleichpolfeldschaltung) verwandelt werden.
<Desc/Clms Page number 2>
Oberhalb der Symmetrieachse AB kann sich noch ein symmetrischer nicht gezeichneter bewickelter Ständer befinden. Der Wälzer besteht im einfachsten Falle aus einer eisernen Taumelscheibe aus siliziertem Blech, die dreh-und schwenkbar gelagert ist, z. B. um einen Kugelzapfen 5.
Die Taumelscheibe wird vom umlaufenden Drehfeld des Ständers längs der umlaufenden Erzeugenden der höchsten Feldstärke am stärksten angezogen, so dass die Taumelscheibe längs einer Kegelfläche auf dem Ständer sich abwälzt. Bei höheren Anforderungen ist daher die Ständerfläche entsprechend der äussersten Schräglage der Taumelscheibe konisch auszubilden. Je nach dem beabsichtigten Verwendungszweck ergeben sich die folgenden Ausführungen :
Als Umformer elektrischer Energie in Gasoder Flüssigkeitsbewegung (Elektrizitäts-Gas- kraftumformer) : Durch ein oder zwei Zuführungsrohre 6 (Fig. 1) und entsprechende Lagerung der Taumelscheibe (z.
B. durch Bohrungen durch den Kugelteil 5, durch Lagerung nach Fig. 3 od. dgl. ) wird der Gaszutritt von innen und durch ein Kessel-oder Spiralgehäuse 7 der Gasaustritt nach aussen ermöglicht (Fig. 1 a). Dieses Gehäuse muss wenigstens im Luftspalt bei a möglichst dünnwandig sein und aus elektrisch nicht leitendem Material bestehen, wie Pressstoff, Gummi od. dgl.
Die Taumelbewegung der Taumelscheibe im sektorförmigen Raum erzwingt sowohl einen Umlauf des Gases, solange dieses innerhalb des sektorförmigen Raumes verbleibt, weil der von den beiden konischen Flächen und der ebenen Fläche der Taumelscheibe begrenzte
Raum mit der Geschwindigkeit des Drehfeldes umläuft, als auch eine Gasbewegungskomponente von innen nach aussen, u. zw. nicht nur wegen der Trägheit der Gasteilchen (Zentrifugalkraft), sondern auch wegen der Fächerwirkung, der jedes Teilchen ausgesetzt, wenn es gegen- über der Umlaufgeschwindigkeit des Drehfeldes zuruckbleibt. Diese Fächerwirkung vermindert beim Abheben der Taumelscheibe den Gasdruck und vergrössert ihn beim Aufsetzen.
Die Strömung ist also-abgesehen von der Wandreibung- nicht wirbelfrei bzw. es wird eine gewisse
Gasmenge an der abhebenden Taumelscheibe- kante mit Drehfeldgeschwindigkeit mitrotieren, ohne den sektorförmigen Raum zu verlassen (Gaspolster), während die Gasförderung in einem gegen die aufsetzende Kante zunehmenden Aus- masse stattfindet.
Der Vorteil der Einrichtung liegt darin, dass bei raumsparendstem Einbau im Zuge einer Rohrleitung die Gas-oder Flüssig- keitsentnahme in der Abzweigleitung erhöht werden kann, dass eine Umlaufgeschwindigkeit des Gases erreicht werden kann, die die grösste
Geschwindigkeit des äusseren Wälzrandes be- trächtlich übersteigt, was wieder zu besonders kleinen Abmessungen führt, schliesslich dass die durch die aufgedruckte elektrische Frequenz in doppelter Höhe eindeutig festliegenden Druck- schwankungen erwünscht sein können (Sirene).
Da die Wälzscheibe eine gewisse Dicke hat, empfiehlt es sich, wenigstens die obere Konusfläche mit einem Gummibelag zu versehen, der gleichzeitig zur Dichtung dient.
Zu beachten ist, dass der Umformer auch als netzerregter Generator arbeiten kann, wenn die Richtung der Gasbewegung umgekehrt und aussen ein Leitapparat eingebaut wird.
Als Schlag-und Rührgerät (Fig. 2) : An Stelle der verteilten Wicklung können unter Umständen drei von Drehstrom oder von Wechselstrom mit Kunstphase gespeiste Spulen Anwendung nn n ; wenn eine Wälzgeschwindigkeit gleich der doppelten Drehfeldgeschwindigkeit zulässig ist, kann sogar auf die Gleichpolfeldschaltung verzichtet werden. Wie das Ausführungsbeispiel Fig. 2 zeigt, ergibt sich gegenüber anderen Aus- führungen der Vorteil, dass die Oberfläche der Flüssigkeit der Kontrolle und Bedienung zugänglich ist und dass der elektrische Antrieb ausserhalb des Gefässes angeordnet werden kann. Fig. 2 a zeigt Schnitt AB durch das Schenkelblech und Schnitt CD durch das Jochblech. Die Taumelscheibe erhält in diesem Falle die Form eines Rühroder Schlagwerkzeuges (Fig. 2 b).
Als Periodenurnformer (Fig. 3) : Der ebene Wälzer erhält eine ähnliche Wicklung wie der konische Ständer. Er dreht sich in Lagern b um die schräge Welle a, die mit der vertikalen Welle c fest verbunden ist. Diese läuft synchron in einem feststehenden Stütz-und Halslager d. Schleifringe Sch sowie feste Bürsten B und langsam laufende Bürsten des Wälzers Bw sind angedeutet.
Die oben beschriebene Saugwirkung verbürgt eine vorzügliche Belüftung im Luftspalt, so dass mit sehr hoher Materialausnützung gerechnet werden kann. Die Ausführung nach Fig. 3 ist besonders geeignet für kleinere Periodenunterschiede, etwa +40 oder-30%. Fig. 3 a zeigt, dass Teil e im Teil f vertikal verschiebbar gelagert ist ; gleichzeitig ist auch die drehbare Welle a in Teil g um die Kegelspitze des Wälzkegels in
Kugellagern drehbar gelagert, so dass beim Heben der Hauptwelle c die Achse des Wälzers W sich zufolge ihres Eigengewichtes oder einer zusätz- lichen Federkraft entgegen dem Uhrzeiger um die Wälzkegelspitze dreht, während die untere
Kante A des Wälzers mit dem Ständer in Berührung bleibt.
Damit wird der Neigungswinkel des
Wälzerkonus kleiner als der des Ständerkonus, dem er ursprünglich gleich angenommen worden ist. Hiedurch würde der Abstand zwischen
Ständer und Wälzer beträchtlich vergrössert und der Leistungsfaktor beträchtlich verschlechtert.
Dieser Nachteil kann wesentlich verringert werden, wenn die Drehung des Wälzers nicht um die Wälzerkante A, sondern um eine etwa bei C gelegene Ständerkante stattfindet und der magnetische Rückschluss des Ständers ent- sprechend der grössten gewünschten Verstellbar- keit des Wälzers, etwa nach der strichpunktierten
Linie SA, abgenommen wird. Dadurch sind alle
Lagen magnetisch ungefähr gleichwertig, der magnetische Widerstand nur um die Luftstrecke durch das abgenommene Ständerstück vergrössert.
<Desc/Clms Page number 3>
Ein weiterer Vorteil ist, dass der vertikale Verstellweg verkürzt und die Verstellarbeit verkleinert wird. Es liegt ferner nahe, die Kante C, die das ganze Gewicht zu tragen hat, als nach aussen abgerundeten Ring aus Stahl oder festem luftgefüllten Gummi auszubilden. Für die entgegengesetzte Bewegung muss die Verstellkraft am Teil g angreifen. Wird die Periodenübersetzung durch Heben der Hauptwelle vergrössert, so wird grundsätzlich ohne Spannungsänderung Wirkleistung übertragen vom Ständer niedrigerer Frequenz zum Wälzer höherer Frequenz, indem die Kraftmaschinenregler des Wälzernetzes der höheren Frequenz entsprechend schliessen, die des Ständernetzes öffnen. Diese transformatorsche Leistungsübertragung ist nur durch Erwärmung und Kippleistung des Periodenumfbrmers begrenzt.
Der vertikale Verstellweg gibt ein Mass für das Verhältnis der Ständerfrequenz zur Wälzerfrequenz. Wird das Moment des Wälzergewichtes und magnetischen Zuges durch Federn oder Gegengewicht ausgeglichen und durch eine vertikal bewegliche Kugelzapfenlagerung des Wälzers, etwa ähnlich Fig. 5, für geringe Verstellreibung gesorgt, so genügt das synchronisierende Moment"der Maschine für deren Überwindung und es können Unterschiede des Frequenzverhältnisses als vertikaler Verstellweg der Hauptwelle unmittelbar abgelesen bzw. zwei Netze mit veränderlicher Periodenübersetzung gekuppelt und die Leistungsübertragung ausserdem gesteuert werden.
Die Welle mit dem Kugelzapfen läuft hier zweckmässig zusammen mit dem Wälzer um, der ihr gegenüber nur eine Schwingbewegung ausführt und gegen Verdrehung gegenüber der
Kugelzapfenwelle durch zwei Stifte und Schlitz od. dgl. gesichert ist. Der Läuferstrom kann dann unmittelbar durch flexible Kabel zu den am oberen
Zapfenende auch bei dieser Konstruktion zu denkenden Schleifringen und von da entsprechend
Fig. 3 a zu den zusammen mit der Hauptwelle vertikal verschiebbaren Bürsten B und über flexible Kabel zum feststehenden Teil geführt werden. Wälzergewicht und magnetischer Zug bei Leerlauf sind durch eine aufwärts gerichtete
Feder-, Gewichts-oder DrucHunkolbenkraft ausgeglichen zu denken.
Wird genau ausge- glichen, so dass keine Wirkleistung übertragen wird, so kann das Frequenzverhältnis am Verstellweg der Hauptwelle gegenüber dem Ständer abgelesen werden. Wird eine zusätzliche Verstellkraft nach oben oder unten ausgeübt, so ist diese ein Mass für die Leistungsübertragung vom Ständer niedrigerer Frequenz zum Wälzer höherer Fre- quenz und umgekehrt.
Für grössere Periodenunterschiede und grössere
Leistungen empfiehlt sich eine Ausführung nach
Fig. 4 oder Fig. 4 b und 4 a, wobei der Ständer eben und die Läufer konisch sind. Nimmt nämlich die mit a bezeichnete Neigung des ebenen Wälzers gegen die Horizontale (Fig. 2) auf 45'und darüber zu, so kann diametral gegenüber ein zweiter
Ständer untergebracht und dadurch die Leistung des Umformers verdoppelt werden. Durch Vertauschung von Ständer und Läufer gelangt man zu Fig. 4. Ist der Ständer in Fig. 4 zweipolig, so können höchstens zwei Wälzer untergebracht werden, der eine auf dem jeweiligen Nordpol der Ständerwicklung, der andere auf dem Südpol
EMI3.1
EMI3.2
tragen. Je höher die Frequenzübersetzung, desto grösser ist der mittlere Luftspalt und damit die
Blindleistungsaufnahme.
Diese kann durch An- wendung eines Gegenkonus G verringert werden, der, wie angedeutet, eine Gleichstromwicklung erhalten kann, die nicht nur das berers erwähnte
Gleichpolfeld erzeugt, sondern in den bewegten
Wälzerstäben auch elektromotorische Kräfte indu- ziert, derselben Frequenz wie die vom Ständer im Zustande der gegenseitigen Ruhe induzierten elektromotorischen Kräfte und um 90'diesen gegenüber in der Phase voreilend. Die Maschine kann also im bewickelten Gegenkonus ihren Blind- strom ganz oder teilweise selbst erzeugen. Steht der Gegenkonus still, wie in Fig. 4 angedeutet, so ist er Feldschwankungen von Ständerfrequenz ausgesetzt. Es ist daher vorteilhaft, ihn mit
Ständerfrequenz, also gemeinsam mit den Trag- armen der Wälzerwellen rotieren zu lassen, um
Eisenverluste zu vermeiden.
In diesem Falle kann er auch, wenn doppelt so viele Wälzer vorhanden sind wie gleichnamige Pole, der wech- selnden Polarität entsprechend zur Hälfte gegen- sinnig gewickelt sein. Tragarme und Gegenkonus können dann auf der im Ständer drehbar gelagerten
Hauptwelle verkeilt sein. Auch die Schleifringe für die Dreh-und Gleichstromzufuhrung können in unmittelbarer Nähe des Ständers angeordnet werden.
In Fig. 4 a, die als Grundriss zu Fig. 4 aufzu- fassen ist, ist eine sechspolige Ausführung an- gedeutet. Diese hat den Vorteil einer kleineren
Umlaufgeschwindigkeit der Wälzer. Während sich bei der zweipoligen Ausführung das Fre- quenzverhältnis 1 für R--r (gleiche Polteilungen) ergab, entspricht den gleichen Polteilungen jetzt allgemein R = pr. Es lässt sich also mit einer p-poligen Maschine jedes Frequenzverhältnis von 1 bis 3 und darüber erreichen.
Führt man einen Umformer nach Fig. 3 im
Ständer und im Wälzer mehr als zweipolig aus, so liegt es nahe, dafür zu sorgen, dass immer nur die benachbarten Polteilungen der beiden Wick- lungen angeschlossen, die übrigen abgeschaltet sind, was beispielsweise durch von der Wälzer- kante A gesteuerte Hilfsschalter geschehen kann, die unmittelbar oder über gittergesteuerte Gleich- richter die Zu-und Abschaltungen durchführen.
Als Motor ist die Wälzmaschine für langsame
Drehzahlen besonders geeignet. Beispiele des
Abtriebes zeigen die später beschriebenen Fig. 5 und 11. Der Wälzer ist meist unbewickelt, etwa eine Scheibe aus Dynamo- oder Transformatorblech. Zur Erhöhung des Kippmomentes und
<Desc/Clms Page number 4>
des Leistungsfaktors dient nach Fig. 9 eine zusätzliche Gleichstromerregung, die über eine Drosselspule 1 (mit oder ohne den strichliert gezeichneten Kondensator) angeschlossen wird, um einen Übertritt der Wechselspannung in das Gleichstromnetz zu vermeiden. Beispielsweise durch Serienparallelschaltung der auf die Halbphasen entfallenden Wicklungszweige und allenfalls auch Serienparallelschaltung der mit zwei Wicklungen ausgeführten Drosselspule kann das überlagerte Gleichstromfeld während des Anlaufes vorübergehend erhöht werden.
Ausserdem sind Parallelkondensatoren C gezeichnet. Falls kein Gleichstrom verfügbar ist, können die sechs Ständerphasen über Transformator und Gleichrichter so angeschlossen werden, dass nach Fig. 9 a vor oder hinter jeder Wicklungsphase esn Gicich- richter liegt. Noch etwas vorteilhafter ist es nach Fig. 9 b, die Gleichrichter Gl und allenfalls auch Kondensatoren C über Schleifringe Sch im Wälzerkreis bei niedrigerer Frequenz und Spannung an- zuschliessen. Hier ist an einen Quecksilberdampfgleichrichter gedacht, dessen Anoden nacheinander brennen und der auch die in Fig. 9 a gezeichneten Einweggleichrichter des Ständerkreises ersetzen kann, wenn er an den Punkten a, b, c, d, e, f angeschlossen wird. Da das Drehfeld nicht vollkommen sein muss, ist auch Anschluss an ein Einphasennetz mit Hilfsphase möglich.
Eine Ausführung als Schüttel-oder Rückantrieb zeigt Fig. 5. Der Abtrieb ist hier von zwei runden Zapfen 1 am Umfang der Taumelscheibe abge- leitet, die entweder unmittelbar oder unter Vermittlung von Gleitsteinen in zwei Schlitzen laufen, deren Wangen 2 an der um die Hauptachse drehbaren Hohlwelle 3 befestigt sind. Diese kann als Kupplung für den Abtrieb dienen.
An Stelle der Schlitze können auch Kurbeln verwendet werden. Bei geraden Schlitzen nach Fig. 5 a ergibt sich eine unveränderliche Drehzahl an der Abtriebswelle 3 ; bei entsprechender Führung des Wälzerrandes kann hier die Lagerung in der Mitte entfallen oder aber es können die aussenliegenden Wangen 2 und die Führung des Wälzerrandes entfallen, wenn der Kugelzapfen 5 selbst beispielsweise in an sich bekannter Weise zwei runde Zapfen erhält, die in geraden Nuten oder Schlitzen der Kugelschalen gleiten, so dass die Kugelzapfenwelle vom Wälzer unmittelbar gedreht wird und für den Abtrieb benützt werden kann.
Wird eine Rückbewegung gewünscht, so können die Wangen 2 so ausgebildet werden, dass die Hohlwelle nur gedreht wird, wenn der Zapfen m der einen Richtung durch den Schlitz läuft, während sie bei der entgegengesetzten Zapfenbewegung stillsteht (auf die Spieldauer bezogene Bewegungsdauer = ). Die Schlitze können sogar so ausgebildet werden, dass sie nicht nur während der einen, sondern auch während eines Teiles der entgegengesetzten Zapfenbewegung zu keiner Hohlwellendrehung führen (bezogene Bewegungdauer k bis etwa 1, 30, wobei die höheren Werte nur bei kleinen Winkeln ausführbar sind).
Beachtenswert ist, dass die Besch1unigungs- kräfte durch die Schlitzform gemildert werden können. Schlitzformen für eine auf die Spieldauer bezogene Bewegungsdauer 1 : 2 und l : 4 zeigen die Fig. 5 b und 5 c. Soll das Übersetzungverhältnis exakt eingehalten werden, wie beispielsweise für einen Film gefordert, so kann die Taumelscheibe gegen den Konus durch zwei oder mehr Zänne verzahnt werden. Besonders geeignet ist der Antrieb für Trommeln oder grössere Riemenscheiben, in die er raumsparend eingebaut werden kann. Die Hohlwelle 3 mit der Trommel kann drehbar gelagert werden ; sie wird durch die Schlitzwangen, mit denen sie verbunden ist, mit hoher Übersetzung gegenüber der Drehzahl des Ständerdrehfeldes angetrieben. Der Ständer ist fest aufgestellt zu denken.
Es steht nichts im Wege, Ständer und Wälzer konisch auszuführen, was für die Beherrschung der Massenkräfte vorteilhaft sein kann (Fig. 6).
EMI4.1
Ist der Wälzer biegsam, so kann der Umformer Fig. 1 nach Fig. 7 verändert werden, wobei auf eine Scheibe die doppelten Kräfte ausgeübt werden können und ein Abheben in der Mitte mit grösserer Sicherheit vermieden wird. Bei entsprechender Führung des Wälzerrandes kann daher auf eine besondere Lagerung des biegsamen Wälzers in der Mitte verzichtet werden und viel Raum für die Gasführung, Kühlung usw. gewonnen werden. Fig. 7 a zeigt eine doppelt wirkende Ausführung mit bewickeltem konischem Läufer, der ein Abwälzen ohne Gleiten auf beiden Ständerwälzflächen ermöglicht, ohne biegsam sein zu müssen.
Macht sich bei der Wälzscheibe Fig. 1 bei grösserer Dicke die Exzentrizität des Schwerpunktes unangenehm fühlbar, so kann auch die unbewickelte Wälzscheibe nach Fig. 8 schwach konisch ausgeführt werden, so dass der Schwerpunkt des Wälzers mit der Kegelspitze 0 exakt zusammenfällt ; dabei findet an der oberen flacheren Konusfläche kaum mehr Relativbewegung statt als bei Ausführung nach Fig. 1.
Die obere Konusfläche (Gf) muss jedoch hier drehbar sein, wenn oben ein Gummibelag Anwendung findet. Wird ein Gleiten in Kauf genommen, so empfiehlt es sich, die Gleitfläche zur besseren Schmierung unten, die magnetische Abwälzfläche oben anzuordnen. Stärkere Scheiben können lamelliert werden, etwa wie in Fig. 8 angedeutet.
Der Elektrizität-Gaskraftumformer kann für Sonderzwecke auch mit elektrischen statt magnetischen Kraftlinien betrieben werden ; die einfachste Ausführung zeigt Fig. 10 und 10 a. Entweder werden übereinanderliegende Kondensator-
EMI4.2
an R, S, T angeschlossen, während die oberen Belegungen aus einem Stück bestehen können und geerdet werden. Im ersten Falle tritt zwischen U 1
<Desc/Clms Page number 5>
EMI5.1
EMI5.2
Potential 0 gegen Erde und nach insgesamt 60'elektrisch hat V2 das Potential-U usw. Man sieht, dass die Taumelzahl der Maschine 2. 60. f beträgt. Für eine Gleichspannungs- Überlagerung kann der Wälzer geerdet werden.
Im zweiten Falle tritt zwischen U und 0 nur die Phasenspannung auf. Als elastisches Dialektrikum ist vor allem an Gummi gedacht, der auch gut dichtet. Zuführungsrohre liegen an Erde.
Auch als Motor kann die Wälzmaschine mit elektrischen statt magnetischen Kraftlinien betrieben werden ; ein Ausführungsbeispiel zeigt Fig. 11. Die Umlaufzahl der Taumelscheibe um die Hauptwelle ist bestimmt durch den Unterschied des Taumelscheibenumfanges und des
EMI5.3
Diese langsame Umlaufszahl kann entweder, wie bereits beschrieben, durch eine Kugelzapfenwelle mit Mitnehmerstiften und genuteter oder geschlitzter Kugelschale oder nach Fig. 5 oder aber durch einen Abtrieb nach Fig. 11 in eine einfache Drehbewegung verwandelt werden : Beträgt wie bisher n1 = 2. 60. f, s = Mi (1-cos y,), so läuft die Taumelscheibenwelle gleichsinnig ebenfalls mit n1 U Imin um die Hauptwelle herum.
Die auf die Taumelwellenlager L bezogene Drehzahl beträgt n1-s im gleichen Sinne. Damit die Hauptwelle ebenfalls bezogen auf L gleichsinnig läuft, wird sie über ein vor oder hinter der Zeichenebene zu denkendes, nicht gezeichnetes
EMI5.4
EMI5.5
EMI5.6
Derselbe Abtrieb eignet sich auch für den elektromagnetischen Motor und für jede, auch eine nicht elektrische Walzmaschine. Macht man den konischen Ständer mit nach oben schwach konvexer Leitlinie und den ebenen Wälzer aus etwas elastischem Material. so kann durch axiale Bewegung der Welle A nicht nur die Drehzahl verändert, sondern sogar bei durchlaufendem Wälzer reversiert werden. Denn der ebene Wälzer wird weiter aussen, also entsprechend einer höheren Schlupfdrehzahl s, in Berührung stehen als der elastisch ein wenig auf eine konische Form durchgedrückt Wälzer, was für die Reversierung genügt.
Es bleibe nicht unerwähnt, dass die Welle eines konischen Wälzers auf ebenem Ständer dieselbe Umlaufbewegung macht wie die Welle eines ebenen Wälzers auf konischem Ständer nach Fig. 11, wenn IX in beiden Fällen gleich gross ist. Der Drehsinn der Wälzerwelle um die eigene Achse ist jedoch entgegengesetzt. Führt man daher den ebenen Wälzer beispielsweise durch Befestigung des Wälzers an seiner Lagerung mit Hilfe eines Zwischenstückes aus Gummi so biegsam aus, dass er durch Druck zu einem konischen Wälzer wird, während der
Ständer eben ausgeführt wird, so kann auch ohne den eben beschriebenen Abtrieb eine Umkehr der Drehbewegung des Wälzers bei durcnlaufender Taumelbewegung erreicht werden.
Ein biegsamer ebener Wälzer mit Abtrieb nach Fig. 11 oder wie eben beschrieben kann daher bei an- gekuppelter Belastungsmaschine völlig entlastet anlaufen, wenn er in der Stellung ü = 0 einge- schaltet wird. Hierauf kann der Motor durch axiale Verschiebung der Abtriebswelle allmählich belastet werden, wobei sich das Übersetzungs- verhältnis von 0 auf den gewünschten Wert ändert.
Die Schaltungen für die Gleichspannungs- überlagerung bzw. das Gleichpolfeld zu Fig. 10 und 11 enthalten die Fig. 10 b-lO d und 11 a.
Die Gleichspannungsüberlagerung bewirkt hier sowohl eine Erhöhung des Drehmomentes (das
Vierfache gegenüber dem Betneb bei gleicher
Drehspannung ohne Gleichspannungsüberlage- rung) als auch eine Veränderung der Drehzahl auf die Hälfte in entgegengesetzter Richtung (Richtung der Phasenfolge). Fig. 10 b gilt grund- sätzlich für die eingeklammerte Klemmenbe- zeichnung der Fig. 10 und sinngemäss auch für
Fig. 11, wenn in dieser Figur die Ständerbele- gungen 3phasig statt, wie angedeutet, 6phasig gedacht werden. Die obere Belegung in Fig. 10 besteht aus einem Stück. Die Kondensator-
Dielektrika sind mit 2 bezeichnet.
Bei niedrigerer
Betriebsspannung (unter 6-10 kV) kann die obere Belegung in Fig. 10 spiegelbildlich nach
EMI5.7
berührt ; an Stelle der oberen Belegung wird dann der Wälzer mit dem geerdeten negativen (oder positiven) Gleichspannungspol (etwa einem Glühkathodengleichrichter) verbunden. Der Transformator-Stempunkt ist laut Schaltbild an dem entgegengesetzten Pol anzuschliessen. Werden ausserdem die beiden gleichphasigen und diametral gegenüberliegenden Belegungen gegeneinander etwas versetzt, so kann die unbelastete Maschine selbsttätig anlaufen. Ohne eine zweite Wälzfläche heranzuziehen, kann dieselbe Wirkung erzielt werden, wenn die Sektoren geschränkt ausgeführt werden, wie in Fig. 10 a strichliert angedeutet. Auch der Wälzer nach Fig. 11 kann mit Hilfe der Bürste B an Erde gelegt werden.
Die Schaltung nach Fig. 10 c erfordert keinen zugänglichen Sternpunkt der Spannungsquelle
<Desc/Clms Page number 6>
für das Gleichpolfeld. Die Anschlussklemmen in Fig. 10 sind übereinstimmend bezeichnet, wogegen in Fig. 11 die Ständerbelegungen 6phasig, also mit sechs Sektoren von 60 Erstreckung, zu denken sind.
Die Schaltungen nach Fig. 10 d und 11 a sind ebenfalls für sechs Ständeranschlüsse bestimmt.
Sie gelten jedoch für 6phasige Speisung. Wie ersichtlich ist zwischen den Klemmen +U und + V die Phase Wi, also-W, eingeschaltet. Der Motor läuft mit derselben Drehzahl, es ergibt sich jedoch ein etwas vollkommeneres Drehfeld nach diesen beiden Schaltungen. Da sechs zugängliche Netzphasen meist nicht zur Verfügung stehen, ist in Fig. 11 a noch ein Transformator 1 dazugezeichnet. Gegenüber Fig. 10 d wnden die Gleichrichter 3 von drei Phasen verkehrt angeschlossen, wodurch sich eine kleinere Spannungsdifferenz zwischen benachbarten Belegungen des Ständers, Ausnützung beider Halbwellen des verfügbaren Primärstromes und damit eine kleinere Transformatortype und fast sinusförmige Netzbelastung, dafür aber der volle Belastungssummenstrom in Leitung 4 ergibt.
PATENTANSPRÜCHE : l. Elektrische Maschine, bestehend aus einem festen Teil (Ständer) und einem beweglichen Teil (Wälzer), der auf dem elektrisch erregten Ständer abrollt ohne zu gleiten (elektrische Wälzmaschine), dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Erregung durch Wechsel-oder Drehstrom ein umlaufendes Kraftfeld erzeugt, ohne dass eine Steuerung des Stromes in Abhängigkeit von der Wälzerbewegung stattfindet (kommutatorlose elektrische Wälzmaschine).