DE127154C - - Google Patents

Description

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KAISERLICHES

PATENTAMT.

Stromwandler, die rein mechanisch arbeiten, sind schon seit längerer Zeit bekannt (vergl. Wiedemann's »Lehre von der Elektrizität«, Braunschweig 1882, Bd. I, S. 310, die deutschen Patentschriften 84534 ^und 83112, sowie die englische Patentschrift 12231 vom Jahre 1890).

Gegenüber diesen Einrichtungen zeichnet sich der Erfindungsgegenstand namentlich durch die Anordnung segmentförniiger Stromwenderstege gleicher Länge senkrecht zur Drehachse, sowie durch die kreisförmige bezw. segmentarische Gruppirung der Bürsten aus.

Durch diese Bauart erhält der Umwandler eine gedrängte Form. Da sich die einzelnen Stege unter sich und mit der Stromquelle mannigfach ohne Schwierigkeiten verbinden lassen, so kann der Umformer, ohne dafs wesentliche bauliche Aenderungen vorzunehmen sind, vielseitigen Zwecken dienstbar gemacht werden.

Beispielsweise gestattet er, Wechselstrom in Gleichstrom und umgekehrt zu verwandeln und den umgeformten Strom auch auf mehrere Stromkreise zu vertheilen, desgleichen lassen sich mit seiner Hülfe Aenderungen der Phasennnd Wechselzahl und des Periodenrhythmus, d. h. der Dauer zwischen je zwei auf einander folgenden Wechseln bequem ausführen.

Fig. ι bis 3 zeigen die einfachste Form des Stromwenders.

Auf einer Welle sitzt fest die runde Platte b. Auf dieser sind zwei von b und von einander isolirte Halbringe d und d¹ aus Metall angeordnet. Auf dem Ständer α sitzen unter 90⁰ gegen einander versetzt vier Bürstenpaare oder Stromschlufsstücke. Je eine Haupt- und Nebenbürste sind durch einen Leiter von grofsem Widerstand mit einander verbunden.

Der Arbeitsvorgang ist nun folgender: Gemäis Fig. 5 ist die Hauptbürste 2 mit dem positiven und 4 mit dem negativen Pol eines Gleichstromerzeugers C verbunden. Der äufsere Stromkreis, in welchem Lampen, Motoren u. dergl. eingeschaltet sind, ist an die Bürsten 3 und. 5 angeschlossen.

Der Strom geht von C aus in der Pfeilrichtung β durch Bürste 2 nach 5, da 2 und 5 mit dem leitenden Halbkreis verbunden sind, und dann rechts durch die Lampen nach 3, von 3 durch den zweiten Halbring nach 4 und von 4 zurück nach dem Stromerzeuger. Hat der Stromwender sich um eine Vierteldrehung im Sinne des Pfeiles α gedreht (Fig. 6), so Riefst der Strom über 2 nach 3, sodann links durch den äufseren Stromkreis über 5 und 4 zur Dynamo zurück. Zwei weitere Vierteldrehungen bringen den Stromwender wieder in die Stellungen Fig. 5 und 6. Es hat also bei einer vollen Umdrehung der Vorrichtung der Strom im äuiseren Kreise mehrmals sein Zeichen gewechselt, d. h. der zugeführte Gleichstrom hat sich in Wechselstrom verwandelt. Leitet man aus einer Maschine C¹ Wechselstrom in den Stromwender und läfst ihn synchron mit derselben laufen, so arbeitet er, wie ohne Weiteres verständlich ist, als Wechselstrom-Gleichstrom-Uniformer. Um die Pausen zwischen jedem Wechsel möglichst kurz zu machen, empfiehlt es sich, die Unterbrechungen zwischen den Halbringen so grois herzustellen, dafs die gröfste Bürstenbreite nur wenig überschritten wird, mithin ein Kurzschlufs der

Ringe ausgeschlossen ist. Um das Auftreten von Funken zu verhüten, kann man verschiedene bekannte Mittel anwenden; beispielsweise wie bei dem Pollak'schen Gleichrichter zwei Bürsten, die einen gewissen Winkel zu einander bilden (s. Holzt, »Schule des Elektrotechnikers«, Leipzig 1896, Bd. II, S. 925).

Bei der gekennzeichneten Art der Umwandlung des Wechselstromes bekommt man gleichgerichtete Stromstöfse, d.h. pulsirendenGleichstrom. Will man einen ununterbrochenen Gleichstrom erhalten, so verbindet man die Hauptbürste c mit einer Nebenbürste e durch einen beträchtlichen Widerstand / (Fig. 1 und 3). Die Entfernung zwischen den flachen Halbringen d und d¹ mufs dann so bemessen sein, dais, während z. B. Hauptbürste c auf d¹ ruht (Fig. 3), Nebenbürste e auf d liegt. Bei genügend grofsem Widerstand kann jetzt kein Kurzschlufs entstehen und ist Funkenbildung gleichzeitig ausgeschlossen. Auch ist der so erzielte Strom nicht mehr pulsirender, sondern schwankender Gleichstrom.

Im Allgemeinen werden die Bürsten im Umkreise fest angeordnet, während die Contactstücke auf der Trommel innerhalb der Bürsten umlaufen (Fig. 9a und 13).

Bei Anordnungen von zwei solchen Gruppen von vier Bürsten können zwei Gleichstromerzeuger mit den Gruppen einzeln verbunden und jeder nach einem äufseren Stromkreise für sich geleitet werden. Auch ist es möglich, mit zwei einfachen oder einem Doppelapparat so zu verfahren, dais eine Gruppe, deren äufserer Stromkreis durch die primären Windungen eines Transformators geleitet, an eine Gleichstromquelle, die andere Gruppe an die seeundären Windungen des Transformators angeschlossen wird, wobei die zweite äufsere Stromleitung Lampen u. dergl. enthält. Diese Methode giebt ein Mittel an die Hand, die Spannung von Gleichstrom oder Wechselstrom beliebig zu ändern. Bei schnell pulsirendem oder schwankendem Gleichstrom bedarf der Induetionstransformator keiner Unterbrechungsvorrichtung. Statt dais man Bürsten 2 und 4 mit der Stromquelle und 3 und 5 mit dem äuiseren Stromkreise verbindet, kann man, ohne an der Sache etwas zu ändern, auch umgekehrt verfahren. Diese Gruppe von vier Bürsten bezw. Stromschlufsstücken 2, 3, 4, 5 mit ihren zwei Schleifcontacten d d¹ kann auf verschiedene Weisen vermehrt und unter sich verbunden werden, ohne dais von dem vorerwähnten Grundprincip der Schaltung für die einzelnen Gruppen abgegangen wird.

In Fig. 10 sind auf der Platte b statt zwei Contacte jetzt deren vier, welche mit den zwei Bürstengruppen 2, 3, 4, 5 und 2^a, 3^re, 4", 5" elektrisch in Contact sind.

Eine Hälfte des Stromes fliefst nun über Bürste 2 durch das Contactstück nach 3, rechts durch die Lampenreihe A über 5 nach 4, die andere Hälfte gleichzeitig über 2^a nach 3^a rechts durch die Lampenreihe B nach 5^α,4^α und zur Dynamo zurück. Hat der Stromwender sich um eine Achteldrehung· im Sinne des Pfeiles α gedreht, so sind die Contactstücke in der in Fig. 10 angegebenen punktirten Stellung angekommen und geht der Strom durch beide Lampenreihen A B jetzt links hindurch. Wiederum nach einer Achteldrehung geht der Strom von Neuem rechts u. s. w_v so dais auch hier eine Stromwandlung stattfindet, nur mit dem Unterschiede, dafs man jetzt von einer Gleichstromquelle aus zwei äufsere Wechselstromkreise mit je vier Wechseln' pro Umdrehung erhält. Drei, vier und noch mehr sol- ■ eher Gruppen von vier Bürsten können der Reihe nach hinter einander auf einer Scheibe angeordnet werden und bekommt man somit für jede weitere Bürstengruppe einen weiteren äuiseren Stromkreis. Hierdurch erhält man ein Stromvertheilungssystem, bei welchem jeder Stromkreis für sich ausschaltbar ist.

Um die Wechselzahl zu erhöhen, und zwar um zwei Wechsel pro Contactstück, müssen die Gruppen von vier Bürsten nicht auf den ganzen Kreis der Scheiben oder den ganzen Umfang" der Trommel, sondern auf ein Segment desselben vertheilt werden. Man setzt zu dem Zweck zwei Zusatzbürsten 1 und 6 auf (Fig. 7), welche unter sich leitend verbunden sind. Sind die Dynamo und der äufsere Stromkreis wie vorher verbunden, so finden jetzt bei einer Umdrehung sechs Wechsel statt. Der Strom geht von der Dynamo über 2 durch das Contactstück nach 1 und durch die Leitung nach 6, sodann nach 5, durch die Lampen über 3 nach 4 und zurück. Nach einer Sechsteldrehung sind die Contactstücke in der punktirten Lage und der Strom fliefst über 2 nach 3 durch die Lampen nach 5 und über den Contact nach 4 zur Maschine.

Soll die Wechselzahl erhöht werden, so ist der Kreis zu vergröfsern, oder es sind die Gruppen näher zusammenzurücken und auf ein kleineres Segment zu bringen. Durch die Anordnung von drei Contactstücken (Fig. 7) erhält man sechs Wechsel, während durch acht Contactstücke nach Fig. 12 16 Wechsel pro Umdrehung erzielt werden können.

Anstatt zwischen die Zusatzbürsten 1 und 6 nur eine Gruppe, kann man auch zwei oder mehr Gruppen von je vier Bürsten anordnen. In Fig. 4 sind zwei Bürstengruppen segmentarisch zwischengesetzt, und zwar 2, 3, 4, 5 und 2^a, 3^a, 4^a, 5^a, aber man erhält hier auch nur durch acht Contactstücke 16 Wechsel pro Umlauf. Bessere Ergebnisse werden erzielt, wenn die Bürstengruppen parallel zu ein-

ander, also 2-2^α, 3-3^ö, 4~4^β, 5~5^β gekuppelt werden.

Der Uebersichtlichkeit wegen werden fortan in den Zeichnungen die Widerstände und die dazugehörigen Nebenbürsten nicht mehr angegeben. Selbstverständlich können diese überall benutzt werden. Die praktische Länge der Contactstücke zu dem Zwischenraum zwischen den Bürsten bei Reihenschaltung der Bürstengruppen und einfacher Anordnung derselben ist so bemessen, dafs nach Verschiebung der Contactstücke, also wenn das eine Ende des Contactstückes mit der nächsten Bürste in Berührung kommt, das andere Ende ihren Sitz verläist und zurNebenbürste rückt, welche mit der verlassenen Hauptbürste durch den elektrisch hohen Widerstand in Verbindung ist.

Fig ¹S giebt eine Anordnung ähnlich wie nach Schema 12 an, nur dafs auf dem Umfang zwischen den sechs Bürsten Magnetpole vertheilt zu liegen kommen, und z\var in diesem Falle abwechselnd vier Nord- und vier Südpjole. Die Wickelungen dieser Pole erhalten ihren Strom von der Hauptleitung der Dynamo E aus. Auf der Achse fest angeordnet kreisen vier Polpaare, welche ihren Magnetismus durch Nebenschlufs erhalten. Auf den Südpolen der inneren Magnete sitzen isolirt vier Contactstücke, die etwas hervortretend in die Polschuhe eingesetzt sind (Fig. 13a und 13c). In der gezeichneten Stellung (Fig. 13) geht ein Theil des Stromes in Richtung β über die Bürste 2, durch den Contact nach 1 und 6 über den Contact nach 5, durch die Lampen in Richtung S¹ nach 3 und über den Contact nach 4 in Richtung ß³ nach der Dynamo zurück. Ein anderer Theil des Stromes flieist durch die äufseren Magnetspulen in Richtung ß², was verursacht, dafs der innere Polkranz, welcher durch Schleifringe seinen Nebenstrom erhält, nun motorartig getrieben wird, indem die gleichen Pole sich abstofsen, während die ungleichen sich anziehen. In Richtung ß² ist ein Widerstand eingeschaltet, um zu bewirken, dafs der gröfste Theil des Stromes durch die Lampen strömt. Da die Contactstücke mit diesem Motor umlaufen, so erhält man Wechselstrom im äufseren Stromkreise lediglich durch einen Theil des Apparates selber. Solch ein Apparat nimmt sehr wenig Raum ein und ist vollständig von den umliegenden maschinellen Verhältnissen unabhängig. Bei senkrechter Anordnung der Welle des Umformers wird es sich empfehlen, die Bürsten sowie die Contactstücke oben auf die Spulen zu legen, weil dadurch eine Schmälerung der Lufträume zwischen den Polen ermöglicht wird.

Da hier Contacte zwischen zwei Polkränzen angebracht sind und so die Funkenstrecke in einem magnetischen Felde Hegt, wird der Funken aufgehoben.

Hat man hinter der Anordnung von vier Contactstücken und sechs Bürsten, die acht Wechsel pro Umdrehung geben, eine zweite Anordnung (Fig. 9a und 9), wobei auf ein kleineres Segmenf\viederum sechs Bürsten und 24 Contactstücke angebracht sind, so könnte man durch geeignete Verbindungen 48 Wechsel im äufseren Stromkreise erhalten, und zwar, indem der Wechselstrom von C durch die mit vier Contactstücken in Berührung stehende Gruppe von sechs Bürsten in Gleichstrom und sodann mittels der zweiten Bürstengruppe zurück in Wechselstrom von der sechsfachen Wechselzahl umgewandelt wird.

Ein zweiter Weg, um Wechselzahlen zu erhöhen, besteht darin, die Wechselstrommaschinen mit einem Apparat wie nach Fig. 7 zu kuppeln, welcher asynchron, und zwar η mal so schnell wie die Maschine (wobei η stets eine integrale Zahl ist) läuft. Da hier jeder einzelne Wechsel der Wechselstrommaschine als Gleichstrom zu betrachten ist, so wird der äufsere Stromkreis 11 mal die Wechsel der Wechselstrommaschine erhalten.

Wäre auf ein kleines Segment eines grofsen Kreises eine Gruppe von sechs Bürsten, welche 200 mm lange auf einer Trommel angeordnete Contactstücke berühren, so ergiebt dies einen Trommeldurchmesser von etwa 80 cm, dem man leicht 12 000 Touren pro Minute geben kann. Dieser Umdrehungszahl entsprechen 4 800 000 Wechsel. Jetzt benutzt man anstatt einen achtpoligen, wie in Fig. 13, einen sechspoligen Motor, dann bekommt dieser, wenn das Schema sonst beibehalten, 800 000 Umdrehungen. Diese Construction ist z. B. möglich, wenn man die 200 Contactstücke auf Radsprossen oben über die Magnete auf eine Achse setzt. Leitet man diesen Strom von 4800000' Wechsel in einen zweiten sechspoligen Apparat, der auch mit 200 Contacten versehen ist, so erhält man hier 800 000 Umdrehungen pro Minute und 2 X 200 X 800 000 = 320 000 000 = S 333 333 Wechsel pro Secunde. Selbstverständlich ist es möglich, nach System Fig. 9 ■ durch umgekehrte _[ Kuppelung eine geringe Zahl Wechsel aus dem Stromwender zu nehmen, wie ursprünglich durch die Wechselstrommaschine hereingeleitet wurde. Dasselbe Ergebnifs wird durch eine entsprechende Umdrehungsgeschwindigkeit des Apparates erzielt. Setzt man beispielsweise eine Wechselstrommaschine, die bei 200 Umläufen pro Minute 3200 Wechsel liefert, in Betrieb. Wenn der Apparat durch irgend eine geeignete Uebersetzung η mal so schnell lief wie die Wechselstrommaschine (wobei η stets eine ganze Zahl ist), erhielt man η mal die ursprüngliche Wechselzahl. Läfst man umgekehrt den Apparat η mal langsamer laufen (wobei η eine Zahl sein mufs, die genau in die Wechselzahl der

Maschine aufgeht), z.B. viermal langsamer — 50 Touren pro Minute ·—, so bekommt man V₄ der Wechsel pro Minute, also 800 Wechsel bei 50 Touren = 16 Wechsel pro Tour, welche von einem System mit sechs Bürsten und acht Contactstücken erhältlich sind.

Anstatt die Bürstengruppen zu je vier Bürsten hinter einander zu schalten und mit zwei als Leitung dienenden Endbürsten zu versehen, kann man jede Gruppe von vier Bürsten mit den Bürsten 1 und 6 versehen. Jede solcher sechs Bürsten ist als Gruppe zu betrachten, die beliebig geschaltet werden kann. Fig. 11 giebt eine Reihenschaltung an, bei welcher zwei Wechselstromdynamos jede für sich mit einer Gruppe von sechs Bürsten desselben Apparates gekuppelt sind, und zwar so, dafs man Gleichstrom in einem Dreileitersystem erhält. Fig. 8 zeigt eine parallele Schaltung dreier solcher Gruppen, von sechs Bürsten 1 bis 6, i^a bis 6^a und i⁶ bis 6^ft, wobei 1 mit 6, i^a mit 6^a und ΐ^δ mit 6^h unter sich verbunden sind. Es sind an der Trommel neun Contactstücke angebracht und man erzielt daher durch diese Combination 54 Wechsel pro Trommelumdrehung. Hätte man 3 und 5 mit einem, 3^a und 5^a mit einem zweiten und 3^δ und 5^δ mit einem dritten Stromkreis verbunden, so würde man drei hinter einander folgende Stromläufe bekommen je zu 18 Wechsel, die Lampen u. s. w. speisen können. Schaltet man diese drei Stromläufe nach irgend einem System auf einen Motor, so erhält man Phasenstrom. Je mehr Gruppen von sechs Bürsten zu einander parallel geschaltet werden, je mehr Phasen bekommt man.

Der Winkel, welchen die Phasen gegen einander haben, ändert sich nach der Segmentgröfse, auf welcher sich die gesammten Bürstengruppen befinden.

In Fig. 17 und 20 sind die drei parallel geschalteten Gruppen von je sechs Bürsten über den ganzen Kreis vertheilt und mit drei Contactstücken in Berührung. Gleichstrom wird eingeleitet. Drei Stromkreise I, II, III werden erhalten, die hinter einander in Thätigkeit treten. Der Unterschied zwischen der Schaltung nach Schema Fig. 17 und 20 besteht darin, dafs in Fig. 17 der Strom in allen drei Stromkreisen in gleicher Richtung fliefst, in Fig. 20 sind die Stromrichtungen nur in I und II gleich, in III hat der Strom entgegengesetzte Richtung. Wenn diese drei Stromkreise als Dreieck geschaltet werden, so erhält man drei Leitungsdrähte, in welchen drehstromartige Erscheinungen auftreten. Jeder Stromkreis hat hier sechs Wechsel.

Wird die Trommel tiefer gebaut, so lassen sich mehrere solcher Kreise von je drei Contactstücken (wie in Fig. 14) neben einander, j aber gegen einander versetzt, auf der Trommel anbringen.

Werden die drei Contactgruppen um einen Bürstenzwischenraum gegen einander verschoben und die Bürsten derart gestaltet, dafs sie die drei Gruppen streifen können, so erzielt man bei paralleler Schaltung drei gleichzeitig thätige äufsere Stromkreise I, II, III, wovon jeder für sich ein- und ausschaltbar ist. Es empfiehlt sich, bei Ausschaltungen eines dieser Kreise gleichzeitig einen Widerstand, der dem ausgeschalteten Stromkreise gleich ist, einzuschalten.

Fig. 15 zeigt drei hinter einander angeordnete Contactgruppen, die in besonderer Weise gegen einander verschoben und mit zwei hinter einander geschalteten Gruppen von je sechs Bürsten in Berührung sind. Hier sind zwei äufsere Stromkreise gleichzeitig thätig. Fig. 16 und 18 geben die zweite bezw. dritte und Fig. 22 die vierte Stellung dieser Anordnung an.

In gleicher Weise wie in Fig. 19a und 19b lassen sich unter Umständen auch 50 Gruppen bezw. Kreise von Contactstücken zu je zehn hinter einander anbringen, die 20 Wechsel pro Umdrehung abgeben, so dafs solch eine Trommel 20 X 50 = 1000 Wechsel pro Umdrehung = 12 000 000 pro Minute = 200 oöo pro Secunde bei 12000 minutlichen Umdrehungen liefert. Verschiebt man dagegen die auf der Trommel angeordneten Contactstückgruppen nach Fig. 19, so ändert sich die Zeitdauer zwischen den auf einander folgenden Wechseln und man erhält ein bestimmtes Verhältnifs der Längen dieser Perioden, das eine sich wiederholende geometrische Progression (Productenreihe) bildet.

Wie man Drehstrom in Wechselstrom umwandelt, ist in Fig. 21 und 22 schematisch zur Darstellung gebracht. Es sind hier im Umkreise 18 Bürsten — also drei Gruppen zu sechs — und drei Contacte. Der Strom, der von den drei Bürsten oder Schleif ringen .E¹ .E⁷⁷ .E^//J einer Drehstrommaschine ausgeht, wird auf drei Stromkreise I, II, III, die nach einer Umdrehung von I2O° hinter einander in Thätigkeit treten, vertheilt. In der Drehstrommaschine werden die drei Ringe einer nach dem anderen positiv, während die übrigen zwei negativ werden. Tritt also dann in den Stromkreis I + Strom ein, so fliefst der — Strom im Kreise II und III. Wird der Kreis I und III —, so ist II -f~ ^u- ^s· W- Der positive Strom des Kreises I (Fig. 21) fliefst zur Bürste 3 über den Contact nach 4, somit oben durch die Lampen und zurück über 2 nach 1 durch die Verbindungsleitung nach 6 über das Contactstück nach S und zurück in den ■—■ Stromkreis II. Später geht der -j- Strom von II aus, durch Bürste 5^a in die punktirte Stellung des

Contactstückes nach 6^a, i^a, 2^a unten durch die Lampen nach 4^a, 3^il und schlieislich nach dem

— Stromkreis III zurück. In der dritten Stellung geht der -f- Strom von III aus nach 3'', von dort über 4⁶ oben durch die Lampen zu 2⁷⁾ und von dort über ι⁶, 6^δ, 5^δ zum Stromkreis I zurück. Durch die Lampen fliefst also Wechselstrom. Noch zwei punktirte Stellungen sind in Fig. 22 angegeben, und ist die sechste Stellung der ersten gleich. Infolge der Verwendung von drei' Contactstücken und 18 Bürsten erhält man hier 18 Wechsel im äufseren Stromkreise, mithin sechs Wechsel pro Contactstück.

In Fig. 24 sind die 18 Bürsten an dem unteren Segment angebracht, nur . stehen sie diesmal mit acht Contactstücken in Berührung. Man würde daher mit dieser Anordnung 48 Wechsel pro Umdrehung" in dem äufseren Stromkreise oder sechs Wechsel pro Contactstück erzielen. Der durch Umformung des Drehstromes erzeugte einfache Wechselstrom wird jetzt nicht gleich nach dem äufseren Stromkreise, sondern nach einer auf einem kleinen oberen Segment angeordneten Bürstengruppe zu sechs Bürsten geleitet (ähnlich wie in Fig. 9) und, ehe er in den äufseren Stromkreis gelangt, zu Gleichstrom umgewandelt.

Bei den gewöhnlichen Maschinen geht der -f- Strom von einem Ring aus, während der

— Strom auf zwei Rückleitungen nach den anderen zwei Ringen vertheilt wird. Hier geht aber der ganze — Strom auf einer Leitung zurück und bleibt der dritte Ring aufser Thätigkeit. In Fig. 23 jedoch ist eine Anordnung der Leitungen angegeben, welche es ermöglicht, dais bei der Umwandlung von Gleich- in Drehstrom alle drei hinter einander in I2O° Phasenverschiebung auf einander folgenden Wechselströme gleichzeitig thätig sind, wovon nur einer die volle Stromstärke entfaltet. Fig. 26 stellt diese Anordnung an der Bürstenabtheilung 4 aufgeschnitten und abgerollt dar. Hier hat man es nicht nur mit Bürsten zu thun, sondern theilweise mit Bürsten und theilweise mit Contactstücken, deren Länge der Summirung einer gewissen Zahl Bürsten und deren Zwischenräumen entspricht. Der positive Pol der Gleichstrommaschine ist durch Contactschrauben mit solch einem Contactstück 2,2^a, 2⁶ verbunden, wie in Fig. 26 in Oberansicht angegeben. Obgleich in Fig. 26 dieses Stück zu einem rechtwinkligen flachen Viereck abgerollt ist, ist es in Wirklichkeit eine gekrümmte (segmentarisch geformte) dünne Platte, deren Länge drei Bürsten und deren zwei Zwischenräumen gleichkommt. Um die Vorgänge schematisch deutlich darzustellen, ist in Fig. 23 ein Aufrifs mit drei hinter einander liegenden längslaufenden Erhöhungen gezeichnet, gegen welche drei hinter einander versetzte lange schmale Contactstreifen schleifen. Nach dem Contactstück 2, 2^a, 2^δ folgen im Umfange drei einzelne Bürsten 3, 3⁰,3⁶, die von diesem und von einander durch schmalere Contacte getrennt, doch mit diesen durch Widerstände verbunden sind. Der negative Pol wird sodann mit dem Contactstück 4, 4", 4^h, welches 2, 2^a, 2^h ähnelt, verbunden. Es folgen wieder drei einzelne Bürsten 5, 5", 5^S und schlieislich ein langes Contactstück 6,6^ft, 6⁶, i, i^a, i^b, das in der Länge sechs gewöhnlichen Bürsten und deren fünf Zwischenräumen gleichkommt. Zwischen 3 und 5 liegt der äufsere Stromkreis I, der zweite zwischen 3" und 5" und der dritte zwischen 3^δ und 5V Die an der Trommel angebrachten Contactstreifen d¹ d'- d^a bis cP können statt aus einzelnen Streifen aus je drei oder mehreren Stücken bestehen, die durch Widerstände g von gleicher Gröfse verbunden sind. In Fig. 26b sieht man einen aus drei Contactstücken bestehenden Contactstreifen, wobei jedes Stück federnd gegen die am Umfang angeordneten Contactstücke drückt. Durch diese Einrichtung wird bei Umdrehung der Trommel eine stets auf- und abwogende Stromstärke durch die eingeschalteten Widerstände erzielt, so dais die Wechselströme I, II, III mit denen des gewöhnlichen Drehstromes im Wesentlichen übereinstimmen. Anstatt die äufseren Contacte viereckig zu gestalten und die Contactstreifen gegen einander zu verschieben, kann man umgekehrt, wie Fig. 25 zeigt, den die Stelle der Bürsten vertretenden Contactstücken eine den Verhältnissen angepaiste Form geben und die Streifen direct parallel zu einander anordnen. In Fig. 26a ist der Contactstreifen d für sich gezeichnet und Fig. 26c und 20d geben die Anordnung so an, dafs die durch Widerstände g getrennten Theile der Contactstreif en d auf die die Stelle der Bürsten vertretenden, auf der Trommel sitzenden Contactstücke mit-' telst Feder h von aufsen angedrückt werden. Durch gleichzeitige Verlängerung" der die Stelle der Bürsten vertretenden Contactstücke und Vermehrung der Contactstreifen kann mittelst Schaltung nach Fig. 23 vermehrte Phasenbildung erzielt werden. Anstatt die Zusatzbürsten oder Contacte 1 und 6, 1" und 6^a η. s. w. mit einander, 2 und 4 mit der Dynamo u. s. w. wie bisher zu kuppeln, kann man auch sechs Bürsten nach Belieben unter einander verbinden, vorausgesetzt, dafs diese an dem Umfange eines Kreises oder an einem Segment desselben angebracht sind. Jede solcher etwaigen Anordnungen kann an der Peripherie gleichfalls wiederholt und hinter einander oder parallel mit einander geschaltet werden. Z. B. Fig. 27 und 28 zeigen schematisch die auf diese Weise erhaltene Umformung von Gleich- in Wechselstrom. Fig. 29 zeigt eine Schaltung, mit deren Hülfe man von einer Gleichstrom-

dynamo aus im Stromkreis I Wechselstrom erhält und im Kreis II Gleichstrom beibehält. Fig. 30 ist Fig. 29 ähnlich, nur dafs hier zwei Dynamos gleichzeitig Strom liefern. Fig. 31 und 32 zeigen die Vorrichtung lediglich als Stromunterbrecher, da der zugeführte Gleichstrom in dem äufseren Kreis bezw. Kreisen nur unterbrochen wird, aber konstant bleibt, oder genauer zu pulsirendem Gleichstrom umgewandelt wird. Giebt man den an der Trommel befestigten Contactstücken je drei Contactflächen, so kann man die Bürsten paarweise auf dem Kreisumfang anordnen. Bei der Anordnung nach Fig. 33 sind beispielsweise drei solcher Contacte vorgesehen und die Bürstenpaare liegen in 120⁰ zu einander. Die Einrichtung nach Fig. 33 ist für Stromunterbrechung· bezw. Umwandlung von konstantem Strom in pulsirenden Gleichstrom bestimmt. Die Contactflächenzahl pro Contactstück ist beliebig. Die Gruppe von vier oder sechs Bürsten kann vertheilt an dem Umfang zweier concentrischer Kreise, einem äufseren und einem inneren, angebracht werden, und ist hierzu der Trommelcylinder hohl, so dafs die Contactstücke eine äufsere und eine innere Contactfläche bilden. Diese Ausführungsform ermöglicht bei mehreren dieser Schaltungen eine Bürstenzahlersparnifs. Schliefslich kann anstatt vier oder sechs Bürsten das Vielfache von drei — also neun, fünfzehn, einundzwanzig u. s. w. — als Bürstenzahl pro Bürstengruppe bei geeigneter Schaltung zur Anwendung gebracht werden, und läfst diese Gruppirung ebenso viele Mannigfaltigkeiten wie die von vier oder sechs Bürsten zu.

Claims (6)

1. Patent-Ansprüche :

   i. Umlaufender Stromwandler, dadurch gekennzeichnet, dafs auf einer Trommel, einer Scheibe oder einem anderen Rotationskörper in einem oder mehreren Kreisen segmentförmige Stromwenderstege von gleicher Länge für je einen Kreis mit beliebig vielen Contactflächen, die nach Wunsch unter einander verbunden werden können, senkrecht zur Rotationsachse angeordnet sind und auf diesen gleichmäfsig über den ganzen Kreisumfang oder ein Kreisbogenstück, oder gleichzeitig auf Kreisumfang und Kreisbogenstück vertheilte Contacte von gleicher Gröfse für je einen Kreis schleifen, welche, je nachdem sie unter einander gekuppelt und an äufsere Stromkreise angeschlossen sind, ermöglichen, Gleichstrom in Wechselstrom beliebiger Phase und Wechselzahl bezw. umgekehrt zu verwandeln, die Dauer zwischen zwei auf einander folgenden Wechseln nach Bedarf zu ändern und den abgenommenen Strom auf einen oder mehrere Stromkreise zu vertheilen. . ' . '
2. 2. Ausführung der Anordnung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, dais jeder Contact durch einen hohen Widerstand mit einem Nebencontact verbunden ist, zum Zwecke, Funkenbildung zu verhüten.
3. 3. Eine Ausführungsform des Umwandlers nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dafs der die Stromwenderstege tragende Tlieil als Anker ausgebildet ist, der in einem Nebenschlufsfelde umläuft.
4. 4. Ausführung der Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, dafs die Stromwenderstege theils auf der äufseren, theils auf der inneren Mantelfläche einer hohlen Trommel angeordnet sind, oder dafs sie die Trommelwandung selbst bilden, so dafs jeder Steg sowohl von auf sen als von innen durch Bürsten bestrichen wird.
5. 5. Ausführung der Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, dafs die Systeme kreisförmig vertheilter Contactstücke neben einander und gleichzeitig gegen einander versetzt angeordnet sind, wobei die darüber gleitenden Contacte nach Bedarf Contactstücke beliebig vieler Gruppen bestreichen können.
6. 6. Ausführung der Stromwenderstege bei der Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dafs die Stege aus einzelnen Stücken bestehen, die fest oder federnd angeordnet und unter einander durch Widerstände verbunden sind.

   Hierzu 3 Blatt Zeichnungen.