DE17955C - Neuerungen an elektromagnetischen Motoren - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21: Elektrische Apparate.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 6. Juli 1881 ab.

. Diese Erfindung bezieht sich auf gewisse Neuerungen in elektromagnetischen Motoren, in welchen die Enden einer elektromagnetischen Spirale vereint werden, gerade bevor die Verbindung zwischen der Spirale und dem elektrischen Stromerzeuger unterbrochen wird, wodurch der von der Entladung des Inductionsstroms von der Spirale herrührende Funken verhindert wird.

Die Erfindung bezweckt, die Wirkungen des Inductionsstroms bedeutend zu verringern oder zu zerstören, wodurch die Wirksamkeit der besagten Motoren bedeutend erhöht und die Kosten ihres Betriebes verringert werden.

Die Erfindung besteht darin, ein oder mehrere Paare Spiralen anzuwenden, die bestimmt sind, auf eine Armatur von weichem Eisen oder auf einen beweglichen Kern einzuwirken s und die besagten Spiralen mit dem Stromerzeuger vermittelst eines automatischen Commutators oder Stromwenders zu verbinden, der durch die Bewegung des besagten Kerns oder der Armatur auf eine solche Weise in Thätigkeit gesetzt wird, dafs während der Bewegung der letzteren in irgend einer Richtung die beiden Spiralen, welche derart gleichzeitig in Wirkung sind, in denselben Stromkreis eingeschlossen sind und ihre Anziehungskraft auf den Kern oder die Armatur in derselben Richtung ausüben, während am Ende des Hubes die Enden des Paares Spiralen zuerst vereint werden, so dafs sie einen geschlossenen Stromkreis bilden, bevor der Batteriestrom von denselben abgeschnitten wird. Der Stromwender wird in Bezug auf die Enden der Spiralen so angeordnet, dafs, wenn sie so vereint sind, die Verbindungen derart sind, dafs der Inductionsstrom, der durch die magnetische Entladung des Kerns oder der Armatur in denselben erzeugt wird, bestrebt ist, die betreffenden Spiralen in entgegengesetzten Richtungen zu durchströmen.

So neutralisirt der Inductionsstrom, der in jeder Spirale des Paares hervorgerufen wird, den in der anderen, und die Totalwirkung auf die Armatur wird verschwindend gering.

In den beiliegenden Zeichnungen sind Fig. Ji und 2 Grundrisse (theilweise im Schnitt) eines elektromagnetischen Motors, der diese Neuerungen enthält, in zwei verschiedenen Lagen.

Fig. 3 ist eine Seitenansicht desselben.

Fig. 4 und 5 sind schematische Skizzen, welche die Stromkreisverbindungen in verschiedenen Lagen des Motors darstellen.

In den Figuren stellen A a A¹ α¹ vier Spiralen oder Windungen von isolirtem Draht von der gewöhnlichen Construction dar. Diese sind in zwei Paaren auf eine solche Weise gruppirt, dafs die Paare im Stande sind, abwechselnd auf eine cylindrische Armatur B aus weichem Eisen einzuwirken, welche ihrerseits selbst mit einer Windung von isolirtem Draht umwickelt ist. Die Armatur B, welche den Kern der vier oben erwähnten Spiralen bildet, ist auf eine horizontale Stange b aufgesetzt, welche in geeigneten Führungen C C frei hin- und .hergleiten kann. Die Armatur B bewegt sich frei innerhalb der mittleren Oeffhung der Spiralen, welch letztere in zwei Gruppen oder Paaren angeordnet sind. A und α befinden sich an einem Ende der Armatur und A ^] und a ¹ am anderen Ende, so dafs die ganze Anordnung in Wirklichkeit einen zusammengesetzten axialen

Elektromagneten bildet. Die Armatur B wird auf eine später zu beschreibende Weise durch die abwechselnde magnetische Anziehung der Spiralen A und A¹ veranlafst, sich hin und her zu bewegen.

An der Schieberstange b ist eine Verbindungsstange c befestigt, welche die Kurbel D erfafst, die am Ende einer horizontalen, in geeigneten Lagern e e aufgesetzten Achse oder Welle EE angeordnet ist. Auf dieser Achse ist ein Schwungrad F angebracht; die ganze Anordnung des Cylinders, des Kolbens, der Kurbel und des Schwungrades ist einer liegenden Dampfmaschine ähnlich.

Auf der Welle E sind eine Reihe von Commutatoren oder Stromwendern GHIJKL und M angeordnet, deren Aufgabe es ist, die Vertheilung des elektrischen Stromes vom Stromerzeuger zu den vier Spiralen AaA¹Ci¹ automatisch zu controliren. Jeder Stromwender besteht aus einer Abtheilung eines metallenen Cylinders oder Ringes, der auf die Welle EE concentrisch aufgesetzt ist, und jeder der Ringe ist von der Welle und von den anderen Ringen isolirt. Die isolirten Contact- oder Berührungsfedern g g¹ h h¹ u. s. w. sind auf der Basis der Maschine aufgesetzt und pressen gegen die Cylinderabtheilungen oder Stromwender auf der Welle und stellen so mit den letzteren, wie diese rotiren, elektrische Berührung her. Die angrenzenden Enden der Stromwendecylinder oder Ringe sind mit Vertiefungen und Vorsprüngen versehen, die auf eine in Fig. ι und 2 angedeutete Weise in Bezug auf einander derart angeordnet sind, dafs Theile von zwei verschiedenen Ringen mit einer und derselben Contact- oder Berührungsfeder während verschiedener Zeittheile einer Umdrehung in Berührung gebracht werden können'. Die verschiedenen Contactfedern, welche gegen die rotirenden Stromwenderinge drücken, bilden die Enden von Drähten, die bezw. zu den Polen der elektrischen Stromerzeuger und zu den Spiralen, welche auf die bewegliche Armatur einwirken, leiten, und es ist die Bestimmung der rotirenden Stromwendermge, die nöthigen Verbindungen und Unterbrechungen zwischen diesen zwei Sätzen von Leitern zu bilden. Die Windung, welche auf die Armatur B unmittelbar aufgewickelt ist, wird von einem constanten elektrischen Strom von einer geeigneten Batterie oder einem anderen Stromerzeuger 0 durchströmt, dessen bezw. Pole mit den Klemmen p η verbunden sind. Der elektrische Strom wird von den Klemmen p durch einen Draht q zu einem Ständer 7-, dann durch eine Drahtspirale f zum Ende t der den Kern oder die Armatur B umgebenden Windung, dann durch das Ende u und Drahtspirale υ zu einem Ständer w geleitet, von welchem ein Draht χ zur anderen Klemme η führt. Die Armatur B wird so vermöge des beständigen Stromes, der vom Stromerzeuger 0 um sie herumpassirt, zu einem beständig polarisirten Magneten gemacht.

In Fig. ι ist die Armatur in einer Lage in der Mitte ihres Hubes dargestellt; die Richtung ihrer Bewegung ist durch den Pfeil angedeutet.

Der Lauf des in Thätigkeit setzenden elektrischen Stromes kann folgendermafsen beschrieben werden:

O stellt eine Batterie, dynamoelektrische Maschine oder einen anderen geeigneten elektrischen Stromerzeuger dar, dessen Pole, der positive und der negative, bezw. mit den Klemmen P und N auf der Basis des Elektromotors verbunden sind. Am positiven Pole des Stromerzeugers O beginnend, geht der Strom erst zur Klemme P, dann durch den Draht 2 zur Contact- oder Berührungsfeder /, durch den Stromwendering L zur Feder I¹, dann durch den Draht 13 zur Spirale A\ passirt durch besagte Spirale und geht dann durch Draht 10 zur Contactfeder i, dann zum Ring /, Feder i¹ und Draht 11 zur anderen Spirale a ^l des Paares, durch besagte Spirale hindurch und dann durch Draht 5 zur Contactfeder /, Stromwendering J und Feder j ^l und dann durch Draht 4 zur Klemme N und dem negativen Pole des Stromerzeugers.

Die Einrichtung der Stromkreise ist eine derartige , dafs der Strom, dessen Lauf eben beschrieben wurde, die Spiralen A¹ a¹ in derselben Richtung durchströmt.

Die Wirkung dieser Anordnung ist die, dafs beide Spiralen auf dieselbe Weise auf das benachbarte Ende der polarisirten Armatur B einwirken, indem sie eine kräftige Anziehung auf dasselbe ausüben und bestrebt sind, es in der durch den Pfeil angedeuteten Richtung zu ziehen, bis das Schwungrad F vermittelst der Kurbel D veranlafst ist, eine Viertelumdrehung zu machen; in diesem Momente wird die Richtung der elektrischen Stromkreise durch die Wirkung der Stromwender an der Welle EE, welche dann die in Fig. 2 gezeigte Lage einnehmen, durchaus geändert.

In der neuen Lage der Stromwender ist der Lauf des Stromkreises folgender: :

Vom positiven Pole des Stromerzeugers O zur Klemme P, dann durch den Draht 2, •Berührungsfeder /, Strom wendering L, Feder k¹ und Draht 12 zur Spirale A, dann durch Draht 6, Berührungsfeder h¹, Stromwendering ϋζ Berührungsfeder h und Draht 7 zur Spirale a; dann durch Draht 9, Berührungsfeder g, Stromwendering G, Berührungsfeder g¹ und Draht 8 zur Klemme N und dem negativen Pol des Stromerzeugers; durch diese Bewegung des Stromwenders werden die Spiralen A¹ und a¹ aufser Verbindung mit dem Stromerzeuger und die Spiralen A und α in Verbindung mit demselben gesetzt, während durch dieselbe Ope-

ration die Enden der Spiralen A^ und a^l durch den Stromwender vereint werden, wie ersichtlich, wenn man die Verbindungen in Fig. 2 und 5 verfolgt, und zwar von der Spirale Ĺ durch den Draht 10, Berührurigsfeder i, Stromwender /, Berührungsfeder / und Draht 5 zu Spirale a¹, dann durch Draht 11, Berührungsfeder 2', Stromwendering J, Berührungsfeder J¹, Draht 4, Klemme JV, Draht 1, Berührungsfeder m, Stromwendering M, Berührungsfeder P und Draht 13 zum anderen Ende der Spirale A¹. Dieser letztere Stromkreis ist in Wirklichkeit vervollständigt, unmittelbar bevor der Stromerzeuger aufser Verbindung gesetzt ist, indem die Construction des Stromwenders derart ist, dafs die Federn für einen Moment mit zwei Stromwenderingen gleichzeitig in Berührung sind, während sie von einem zum andern passiren. Die Wirkung dieser Anordnung ist die, dafs der geschlossene Stromkreis, welcher gebildet wird, indem die Enden der zwei Spiralen A^x und a ^l vereint werden, sie¹ in entgegengesetzten Richtungen durchströmt, nachdem der Stromerzeuger losgelöst worden ist. Die inductive Action, welche in jeder Spirale auf das Verschwinden des Magnetismus des Kerns hin in jeder Spirale hervorgerufen wird, ist daher der in der anderen genau gleich und entgegengesetzt, und die zwei Inductionsströme neutralisiren sich daher gegenseitig oder heben sich auf, so dafs durch diese neue Einrichtung die Wirkung des Inductionsstromes auf den Kern, welche die Wirksamkeit gewöhnlicher Elektromotoren beeinträchtigt, gänzlich beseitigt ist.

Es gilt manchmal in der Praxis für vortheilhaft, den Stromwender in Bezug auf die Bewegung der Armatur ein wenig in »Vorsprung« zu setzen, ihm gewissennafsen die »Führung« zugeben. In diesem Falle würden gerade vor Vollendung des Hubes die Enden eines jeden Paares Spiralen vereint und der Stromerzeuger aufser Verbindung gesetzt werden.

Die Verbindungen der Stromkreise in den zwei Lagen des Stromwenders während des Laufes und Rücklaufes des Hubes beziehungsweise sind durch Fig. 4 und 5 beiliegender Zeichnung deutlicher erklärt, in welchen die beiden Lagen des Stromwenders beziehungsweise dargestellt sind. Die vollen Linien zeigen die Stromkreise, welche durch den elektrischen Strom vom Stromerzeuger durchströmt werden, während die punktirten Linien die Stromkreise zeigen, in welchen die Enden der Windungen vereint werden, nachdem der Stromerzeuger aufser Verbindung gesetzt worden ist. Die Pfeile in diesen Figuren zeigen die Richtung an, in welcher die Bewegung des Kerns oder der Armatur angenommen ist.

Es können viele Veränderungen in der Construction und Anordnung der Details dieses Apparats vorgenommen werden, ohne vom Wesen der Erfindung abzuweichen. Verschiedene bekannte Formen von Stromwendern können ferner mit Vortheil für den beschriebenen Zweck angewendet werden.

Eine permanent polarisirte Stahlstange oder gar eine unpolarisirte weiche Eisenstange kann statt der hin- und hergehenden Armatur verwendet werden.

Claims (3)

PATENT-Ansprüche:

1. Die hierin beschriebene Methode, den Inductionsstrom, der in der Spirale eines Elektromagneten erzeugt wird, nachdem der primäre Strom aufgehört hat denselben zu durchlaufen, zu neutralisiren oder zu zerstören, welche darin besteht, die bezw. entgegengesetzten Enden der beiden Abtheilungen der getrennten Spirale mit einander zu vereinen und dadurch einen geschlossenen Stromkreis zu bilden, unmittelbar nachdem der Stromerzeuger aufser Verbindung gesetzt worden.

2. Die Combination zweier Spiralen, die in denselben Stromkreis eingeschlossen sind und in Einklang auf denselben Kern oder dieselbe Armatur wirken, eines Stromwenders, der durch die Bewegung des besagten Kerns oder der Armatur automatisch in Thätigkeit gesetzt wird, und der Stromkreisverbindungen, durch welche die Verbindungen der Enden der bezw. Spiralen umgekehrt werden, so dafs ein Strom verursacht wird, besagte Spiralen abwechselnd in derselben und in einer entgegengesetzten Richtung mit Bezug auf einander zu durchlaufen.

3. Die Combination eines beweglichen Kerns oder einer Armatur, zweier Spiralen oder Win düngen, die angeordnet sind, gleichzeitig auf besagten Kern oder die Armatur einzuwirken, um sie in einer gegebenen Richtung zu treiben, eines Commutators oder Stromwenders, der durch die Bewegung des besagten Kerns oder der Armatur automatisch in Thätigkeit gesetzt wird, und der Stromkreisverbindungen vom Stromwender zu den Spiralen, wodurch die entgegengesetzten oder gleichen Enden der besagten Windungen am Ende des Hubes vereint werden, um einen geschlossenen Stromkreis zu bilden, bevor der Stromerzeuger aufser Verbindung gesetzt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.