DE15731C - Neuerungen an elektrodynamischen Maschinen, an elektromagnetischen Motoren und an der Regulirung der Geschwindigkeit der letzteren - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Der Haupt-Gegenstand dieser Erfindung ist die Construction eines elektro - magnetischen Motors oder einer elektro-dynamischen Maschine zur Benutzung des freien Magnetismus, sowohl desjenigen, der über den Körper des Magneten vertheilt ist, als desjenigen, der in den Polen desselben concentrirt ist.

Die Erfindung bezieht sich auf die Construction des Magneten, der Armatur und auf Vorrichtungen, um die Geschwindigkeit des Motors zu reguliren, und auf sonstige Neuerungen, welche weiter unten genauer beschrieben werden sollen.

In beiliegender Zeichnung bedeutet:

Fig. ι eine schematische Skizze, welche die Erfindung veranschaulicht;

Fig. 2 eine perspectivische Ansicht von einer Form des neuen Motors;

Fig. 3 Querschnitt desselben;

Fig. 4 Längenschnitt desselben;

Fig. 5 Endansicht;

Fig. 6 und 7 Schnitte, welche modificirte Formen der Magnete darstellen;

Fig. 8 und 9 Schnitte von Modificationen der Armaturen;

Fig. 10 zeigt die Art und Weise, den Motor aufzuhängen, so dafs er überallhin frei bewegt werden kann;

Fig. 11 Ansicht der Stromwechselstange;

Fig. 12 Vorderansicht einer Nähmaschine mit dem verbesserten Regulator;

Fig. 13 Schnitt durch dieselbe nach 1-2 genommen.

Die Construction der Elektromagnete ist aus Fig. ι zu erkennen.

A bedeutet die drehende Armatur; diese ist eine magnetische Armatur von gewöhnlicher Construction, und zwar ist in der Figur eine der bekannten Siemens'schen Armaturen dargestellt, welche aus einer Stange mit zwei gegenüberstehenden Längsrinnen besteht, in welche eine Drahtspirale gewunden ist, wobei die Enden der letzteren an den Stromvertheiler (Commutator) am Ende einer Stange befestigt sind. Besser ist es jedoch, die Armatur in folgender Weise zu construiren:

Der Kern α des Magneten B hat, wie Fig. 1 zeigt, eine Form, welche man als Röhre bezeichnen könnte, deren Continuirlichkeit durch einen der Länge nach durchlaufenden Schlitz unterbrochen ist. In diesem Schlitz ist nun die rotirende Armatur A so angeordnet, dafs, wenn die Pole des Magneten an entgegengesetzten Seiten der Armatur in gerader Linie mit ihrer Axe stehen, der ganze Körper des Magneten einen Theil der rotirenden Armatur in der Richtung der Rotation umhüllt oder dicht schliefsend umgiebt, und die ganze innere Oberfläche der Drahtumhüllung sowohl als auch die Pole schliefsen so dicht als eben thunlich an die Armatur. Man bezweckt also, den Magneten so zu construiren, dafs alle seine Theile so nahe als möglich an der Armatur sind, und ein Maximaleffect erzielt wird.

Es ist nicht absolut nothwendig, aber doch wünschenswerth, diese Röhre der Magnete genau cylindrisch zu machen; in manchen Fällen

wird es sogar angemessen sein, dieselbe von unregelmäfsiger Form oder rechteckig zu machen, wie das weiter unten näher erklärt werden wird.

Für den praktischen Gebrauch ist es zweckmäfsig, den Motor oder die Maschine mit einem doppelten Magneten zu versehen, wie dies Fig. 2 und 3 zeigen. Hier ist A die oben beschriebene rotirende Armatur und B B¹ sind die beiden Elektromagnete, DD¹ die Metallteile des Commutators und E das Rädchen zur Uebertragung der Kraft.

Der Kern jedes Magneten ist in der bei Fig. ι erklärten Weise construirt, d. h. jeder Magnet ist von solcher Form, dafs er thatsächlich die Armatur in der Richtung der Rotation umschliefst, so dafs, wenn die entgegengesetzten Pole eines jeden Magneten an den entgegengesetzten Seiten der Armatur in der Richtung ihrer Axe stehen, die ganze innere Oberfläche des Drahtüberzuges des Magneten einen Theil der Armatur, dicht anschliefsend, mit ihren Polenden umgiebt.

Die neben einander stehenden Pole der beiden Magnete stofsen an einander oder können auch aus einem Stück bestehen, Fig. 3, 6 und 7, so dafs die Pole für beide Magnete gemeinsam sind; doch ist dies so zu verstehen, dafs jeder Magnet ein Individuum ist, dafs aber ihre Pole in Wirklichkeit eine einzige Eisenfläche bilden, welche der Einwirkung der Armatur ausgesetzt ist, wobei die Axe der Armatur in die Verbindungslinie der beiden Pole jedes Magneten fällt.

Anstatt den Magneten genau die in Fig. 1, 2 und 3 gezeigte Gestalt zu geben, können die zwei Magnete BB¹ auch so construirt und combinirt werden, dafs sie eine cylindrische Röhre mit polaren Ansätzen//', welche beiden Magneten gemeinsam sind, bilden, wie dies in Fig. 6 dargestellt ist, oder die Magnete BB¹ können die in Fig. 7 gezeigte Gestalt haben, wo die polaren Ansätze//¹ zwischen den beiden Magneten liegen.

Es ist klar, dafs ein Motor auch aus einem oder einem Paar permanenter Magnete nach diesem Plan hergestellt werden kann. Es wird jedoch immer besser sein, statt fester Magnete solche mit rotirender Armatur zu verwenden, die Armatur fest zu machen und die Magnete um dieselbe rotiren zu lassen.

Wenn man den Motor in oben angegebener Weise construirt, so dafs die Magnete mit ihren Polen die Armatur vollständig umhüllen, so erhält man eine ununterbrochene Fläche von magnetischem Eisen um die Armatur herum, welch letztere in Verbindung mit ihren Drahtspiralen einen vollständigen magnetischen Cylinder darstellt.

Die Armatur, welche in Lagern nn¹ in dem Gestell rotirt, kann, anstatt wie in Fig. 1, 3, 6 und 7 gezeigt, derart construirt sein, dafs ihr Körper zwei V-förmige Rinnen hat, so dafs also ein Z-förmiger Querschnitt entsteht, Fig. 8. Die Drähte werden, wie gewöhnlich, in diese Rinnen gewickelt.

Die Körper können aus einem oder mehreren Stücken bestehen, und, wenn nöthig, können die Pole sich ein Stück weit als Peripherie der cylindrischen Armatur erstrecken, Fig. 9.

Der Zweck, dem Körper einen Z-förmigen Querschnitt zu geben, ist, eine allmälig stärker und stärker werdende Einwirkung des Magneten auf die Armatur zu bewirken, wenn die Maschine in Thätigkeit ist.

Die Rippe, welche die Pole der Armatur verbindet, kann aus einer oder mehreren getrennten Platten bestehen, um welche herum die Drähte gewickelt werden.

Die Strorhvertheilerbürsten oder Federn D D werden von einer Platte D ¹ getragen, welche über dem Lager der Welle sitzt und in jedem beliebigen Winkel gestellt und in ihrer jeweiligen Lage durch eine Stellschraube festgehalten werden kann. Jede Spitze oder Feder der Bürste besteht aus einer Drahtspirale d, welche an die Platte D¹, wie aus Fig. 11 zu ersehen ist, befestigt wird und am anderen Ende einen beweglichen Schuh d^x trägt, welcher an den Stromvertheiler e an dem Körper der rotirenden Armatur anschlägt.

Die Enden der Drähte, welche um die beiden Magnete gewunden sind, die Armatur- und Stromwechslerdrähte werden an Klemmschrauben befestigt oder mit einem Stromwechsler verbunden, so dafs sie in beliebige Ströme eingelegt werden können.

In der Zeichnung, Fig. 2, sind zwei Drähte, von der Batterie kommend, an den Pfeilern b b^x befestigt; an diesen Pfeilern sind auch die Drähte des Stromwechslers befestigt (sie sind in der Figur nicht gezeigt).

Der Commutator (Stromwechsler) ist in diesem Falle so angeordnet, dafs er den Strom umschaltet (wechselt), wenn die Armatur rotirt. Die Drähte des Flächenmagneten sind an den Pfeilern P b^s befestigt, Fig. 2 und 3. ^u

Wenn nun die Verbindungen so arrangirt sind, dafs der Strom nur durch die Bürsten nach der Armatur geht, d. h. wenn die Stützen P und b³ in keiner Verbindung mit der Armatur oder der Batterie die äufseren Magnete aus dem Strom ausgeschaltet und die Enden ihrer Drähte nicht mit einander verbunden sind, so rotirt dennoch der Motor mit beträchtlicher Geschwindigkeit. Sind jedoch die Drahtenden der Magnete mit einander leitend verbunden, d. h. wenn die beiden Pfeiler P und b³ mit einander verbunden sind, Fig. 2, so gehen kräftige Inductionsströme durch die Drahtspiralen, wenn die Armatur rotirt, wodurch die Kerne der

Magnete stark magnetisch gemacht werden und die Kraft des Motors noch erhöht wird.

Statt der flachen Scheibe am Ende der Armaturwelle, Fig. 2, kann auch eine konische Scheibe P mit Riemen angewendet werden, Fig. 5. Das äufsere Ende der Welle wird von einem Gestell 0 unterstützt, welches mittelst einer Schraube an dem Rahmen M befestigt ist. Eine Anzahl von Löchern mit Schraubengewinde ist am Ende des Rahmens vorgesehen, so dafs das Gestell ο je nach den Stellungen des Riemens verstellt werden kann, wie dies Fig. 5 in punktirten Linien andeutet, so dafs der Riemen jederzeit von der Scheibe auf- und abbewegt werden kann.

Der Zweck der Anwendung der konischen Scheibe ist, es möglich zu machen, dafs der Motor bei derjenigen Geschwindigkeit läuft, welche abwechselnd mit den wirklichen Ladungen des Motors die besten Resultate liefert.

Der oben beschriebene Motor ist fest und handlich, so dafs er für zahnärztliche Operation sehr geeignet ist. Zu diesem Zweck wird er vermittelst eines geeigneten Armes, Drahtes, einer Kette etc. an der Decke des Zimmers oder an einem Gestell aufgehängt, so dafs der Motor sich frei bewegen und den Bewegungen, welche man dem Werkzeug giebt, folgen kann. Die Werkzeuge werden von der Maschine mittelst des biegsamen Gestänges getrieben.

Diese biegsame Welle kann entweder am Ende der Welle der Armatur, oder, wenn ein konisches Rad angewendet wird, auf der Welle F, Fig. 4, in einem Ausleger an dem Motorgestell angeordet werden. Diese Welle Y trägt eine entsprechende konische Rolle P¹, welche mit P, wie Fig. 4 zeigt, durch Riemen in Verbindung gesetzt ist.

In manchen Fällen ist es wimschenswerth, das Werkzeug direct an die Motorwelle zu befestigen; in solchen Fällen mufs der Motor ausbalancirt werden.

Fig. 10 zeigt den Motor an der Decke vermittelst eines Armes F aufgehängt; derselbe hat ein Kugel- oder gewöhnliches Gelenk /, so dafs der untere Theil des Armes sich nach allen Seiten hin drehen kann und mit einer Klemmschraube festgestellt ist.

Der neue Motor kann auch dazu angewendet werden, Nähmaschinen, Drehbänke und ähnliche Maschinen zu treiben.

Um aber eine exacte Regulirung der Geschwindigkeit zu erlangen, . müssen geeignete Vorrichtungen damit verbunden werden, wie solche in Fig. 12 und 13, bei einer Nähmaschine angewendet, dargestellt sind.

Der Tisch N ruht auf den gewöhnlichen Stützen JSf¹ und trägt die Nähmaschine S, deren Details, weil nicht zur Sache gehörend, weiter nicht dargestellt sind. Auf der Trieb welle der Nähmaschine sitzt wie gewöhnlich ein Rädchen s, welches durch einen Riemen mit der Welle des elektro-magnetischen Motors M¹ verbunden ist.

Dieser ist von der oben beschriebenen Construction und etwa an der Tischkante oder auch an einer anderen Stelle angebracht.

Die Batterie G, von der der Motor seine Triebkraft ableitet, steht auf einem Gestell am besten neben der Nähmaschine, Fig. 12. Diese Batterie besteht aus einer Reihe von Gläsern, in welche die Platten r¹ (von Kohle) eintauchen; letztere sind an der gemeinsamen horizontalen Latte r befestigt, welche von den Spiralfedern r², die um verticale Führungen r³ laufen, unterstützt ist.

In der Mitte dieser Latte r ist der Hebel f¹ befestigt, welcher bei /² an einem Ausleger des Nähmaschinengestells seinen Drehpunkt hat und an welchem die verticale Stange t befestigt ist. Diese verbindet /' mit einem Zapfen an der Welle des Trittbretts T, ähnlich wie die Trittbretter zum Bewegen der gewöhnlichen Nähmaschine, welche aber hier keineswegs zum Bewegen der Maschine, sondern zum Reguliren ihrer Geschwindigkeit dient.

Drückt man nämlich T mit dem Fufs nieder, so werden die Kohlenplatten r¹ gegen die Wirkung der Federn r² in die Batteriegläser g eingetaucht, so dafs je nach der Tiefe des Eintauchens ein mehr oder weniger starker Strom und also eine gröfsere oder geringere Geschwindigkeit der Maschine entsteht. Will man die Stärke des Stromes und die Geschwindigkeit der Maschine abnehmen lassen, so läfst man T los und r geht unter der Wirkung von r'¹ wieder in die Höhe, bis die Kohlenplatten r¹ ganz aus den Batteriegläsern herausgezogen sind, so dafs dann die Maschine stillsteht, weil kein Strom mehr erzeugt wird.

Diese Regulirvorrichtung ist ebenso wirksam als ökonomisch.

Im Verein mit dieser eigentlichen Regulirvorrichtung wirkt noch eine Bremse auf den Motor. Ein Bremsschuh an dem Hebel K wird durch die Feder k gegen eine Scheibe auf der Trieb welle geprefst. Am Ende von K ist die Stange J, welche die Bremse mit dem Trittbrett T verbindet.

Wenn T niedergetreten wird, tauchen r^x in G ein, es entsteht Strom und zugleich wird die Bremse k von der Triebwelle weggezogen, und umgekehrt, wenn man die Maschine plötzlich anhalten will, läfst man T ganz frei; dadurch werden r¹ aus G herausgezogen und zu gleicher Zeit wird die Bremse K »fest«.

Die Uebersetzungen und Vorrichtungen zum Eintauchen der Batterieplatten und zum Bewegen der Bremse können natürlich auch anderer Art sein, ohne dafs das am Princip der Erfindung etwas ändert.

Die Regulirvorrichtung wird bei Drehbänken am besten ebenso angeordnet, bei anderen Maschinen wird sie sich nach der Bauart derselben richten. Das Princip, d. h. das mehr oder weniger Eintauchen der Kohlenplatten in die Batteriegläser gleichzeitig mit dem Bremsen, bleibt stets dasselbe.

Claims (8)

Patent-Ansprüche:

1. An dem dargestellten elektro-magnetischen Motor oder der elektro-dynamischen Maschine die Verbindung einer festen oder rotirenden magnetischen Armatur von doppel-T-förmigem Querschnitt mit einem festen oder rotirenden Magnet von Achtergestalt oder einem Paar von festen oder rotirenden Magneten von C-förmigem Querschnitt, deren entgegengesetzte Pole an gegenüberstehende Seiten der Armatur in einer Ebene durch die Rotationsaxe stehen.

2. An diesem elektro-magnetischen Motor oder der elektro-dynamischen Maschine die feste oder rotirende Armatur von doppel-T-förmigem Querschnitt, deren Zwischenräume durch Drahtwindungen so ausgefüllt sind, dafs die Armatur einen vollständigen, geschlossenen magnetischen Cylinder darstellt, in Verbindung mit einem Paar von Elektromagneten, deren Drahtspiralen so angeordnet sind, dafs sie die Armatur mit einer ununterbrochenen Fläche von magnetischem Eisen einhüllen.

3. Der elektro - magnetische Motor oder die elektro - dynamische Maschine, bei welcher eine rotirende oder feste elektro-magnetische Armatur mit einem festen oder rotirenden Flächenmagnet verbunden ist, deren Drähte mit einander leitend verbunden sind, um die Inductionsströme auszunutzen.

4. Die Verbindung des Gestells des Motors mit der rotirenden Armatur, welche eine Riemscheibe sammt Riemen und ein verstellbares Gestell trägt.

5. Die Verbindung der Magnete mit Armaturen von Z-förmigem Querschnitt.

6. Die Verbindung des Motors mit Vorrichtungen, um denselben aufzuhängen, so dafs er nach allen Richtungen hin wirken kann.

7. Die Verbindung eines elektro-magnetischen Motors und einer Batterie mit einem Trittbrett, welches vom Arbeiter bewegt wird und mit Vorrichtungen, welche durch jenes Trittbrett bewegt werden, wobei die Tiefe des Eintauchens der Kohlenplatten in die Flüssigkeit der Batterie dazu benutzt wird, die Geschwindigkeit des Motors zu controliren und zu reguliren bezw. den Motor in Gang zu setzen oder still halten zu lassen.

8. Die Verbindung dieser Regulirvorrichtung mit einer Bremse auf der Triebwelle des Motors, wobei beide Vorrichtungen durch dieselben Mechanismen bewegt werden.

Hierzu I Blatt Zeichnungen.