DE200345C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- Mt 200345 KLASSE-21 tf. GRUPPE

HANS LIPPELT in LYNN, V. St. A. Stromwender für Gleichstrommaschinen.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 24. Oktober 1906 ab. Längste Dauer: 10. September 1917.

Für den Betrieb der in Patentschrift 188767 beschriebenen Induktionsmaschinen sind Stromwender erforderlich, welche die periodische Parallelschaltung der Ankerstromkreise bewirken. Solche Stromwender sind in jener Patentschrift durch Zeichnung und Beschreibung . erklärt. Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbesserung derartiger Stromwender, welche darin besteht, daß die Dauer und der Ort der Parallelschaltung der Ankerstromkreise regelbar gemächt werden können. Stromwender, welche eine solche Regelung gestatten, sind bereits bekannt geworden, doch besitzen dieselben Kontaktflächen mit schräg zur Schleifbahn der Bürsten zugeschnittenen Kanten. Die Merkmale der vorliegenden Stromwender sind Kontaktsegmente, welche rechtwinklig zur Schleifbahn der Bürsten zugeschnitten sind, und welche in Paaren auftreten. Die Regelung der Dauer und des Ortes der Parallelschaltung wird durch Verdrehung der Segmente bewirkt, wodurch der durch jedes solche Paar bestimmte Kontaktbogen verlängert oder verkürzt oder verschoben wird.

Das Prinzip der Erfindung ist in den Fig. 1 und 2 dargestellt. Die letztere Figur zeigt die Abwicklung der in Fig. 1 gezeichneten Einrichtung. Es bedeuten b₁ und b.₂ zwei rotierende Kontaktsegmente, welche aus den Mantelflächen zweier Zylinder ausgeschnitten sind. Dieselben sind dauernd elektrisch miteinander verbunden. Auf dem Segment b_x schleift die Bürste f_lt auf b₂ die Bürste /₂.

Beide Bürsten sind elektrisch miteinander und mit einem Ende eines Ankerstromkreises verbunden. Sie sind auf dem gleichen Bürstenbolzen sitzend gezeichnet, doch ist ihre Unterbringung auf zwei in kreisförmiger Richtung zueinander verschobenen Bolzen möglich und kann von solcher Anordnung im Bedarfsfalle Gebrauch gemacht werden. Jedes der Segmente kann in kreisförmiger Richtung von Hand aus verstellt werden. Die Figuren zeigen b₂ teilweise übergreifend in den von b_x, umspannten Kreisbogen. Das ist notwendig, damit bei der Rotation keine Unterbrechung zwischen den Bürsten einerseits und den Segmenten andererseits eintritt. Bei der Rotation der Segmente b_v b.₂ wird Kontakt zwischen ihnen und den Bürsten^, /₂ bestehen für die Zeit bzw. Weglänge ^₁ (Fig. 2). Verschiebt man hingegen das Segment b.₂ in die Stellung II (Fig. 1 und 2), so wird der Kontaktbogen = I₂ sein, also größer als ^₁. Eine Verschiebung von b.₂ in entgegengesetzter Richtung oder von b₁ in gleicher Richtung, würde eine Verkürzung des Kontaktbogens bewirkt haben. Man erkennt aus Fig. 2 ohne weiteres, daß der Mittelpunkt des Kontaktbogens i₂ an einer anderen Stelle liegt als der von Z₁, das bedeutet, daß sich auch der Ort des Kontaktes verschoben hat. Verstellt man beide Segmente b_Y, b.₂ in gleicher Richtung um gleich viel, so verändert man dadurch nur den Ort des Kontaktes, nicht die Länge des Kontaktbogens. Verstellt man hingegen beide Segmente in entgegengesetzter

Richtung um gleich viel, so wird dadurch die Länge des Kontaktbogens, aber nicht sein Ort verändert. Zur Erreichung der vorbeschriebenen Regelung des Kontaktes ist es gleichgültig, ob die Bürsten oder die Segmente rotieren.

Bei der praktischen Ausführung von Maschinen (Fig. 3) sind im allgemeinen für jedes Ende eines Ankerstromkreises zwei Bürsten f_x und /₂ vorzusehen, bei großen Stromstärken entsprechend mehr.

Die Anzahl der Kontaktsegmente b_lt b₂ richtet sich nach der Anzahl Magnetpole, und zwar ist für jeden Pol ein Paar solcher Segmente vorzusehen. Für eine achtpolige Maschine ergeben sich demnach acht Paare von Segmenten. Über die Anzahl der Pole selbst siehe Patentschrift 188767.

Stehen die Magnetpole des Feldmagnetsystems still, dann sind auch die Segmente stillstehend anzuordnen und die Bürsten rotierend. Rotieren die Feldmagnetpole, dann müssen mit ihnen die Segmente rotieren, und die Bürsten stehen still.

Fig. 3 zeigt die Anordnung für einen achtpoligen ruhenden Anker und rotierendes Feldsystem. A ist der Anker, welcher mit den drei Stromkreisen I₁ ,Z₂, /₈, mit je 60 ° elektrischem Phasenunterschied bewickelt ist. Die Anfange derselben sind durch Indexe, die Enden durch Index e kenntlich gemacht. Vor dem Anker rotiert der Stromwender vorbei, welcher aus acht Paaren von Segmenten mit abwechselnder elektrischer "Polarität besteht.

Die ersten Segmente eines jeden Paares, Gruppe I, d. h. alle ^₁ _ und alle b_{l +} sind nicht in einer gemeinsamen Reihe angeordnet, sondern in zwei Reihen, derart, daß alle b_t _ in einer kreisförmigen Reihe liegen und alle δ,+ in einer anderen kreisförmigen Reihe. Ebenso ist mit den zweiten Segmenten eines jeden Paares, Gruppe II, d. h. alle b₂— und alle b₂₊, verfahren worden. Diese Anordnung empfiehlt sich für den Betrieb mit hohen Spannungen, weil dadurch die Isolationszwischenräume zwischen den Segmenten mit entgegengesetzter Polarität beliebig groß gemacht werden können. Für kleine elektrische Spannungen genügt es,' alle b_x _ und b_x + in einer Reihe und alle b₂— und b₂+ in einer anderen Reihe unterzubringen. Im ganzen bestehen in Fig. 3 vier Reihen von Segmenten, und deshalb ist auch jedes Ende eines Ankerstromkreises mit vier Bürsten^, /j, J₂, f.₂ zu versehen. Außer den Segmenten sind noch zwei Schleifringe r_ und r+ vorgesehen, und die Segmente sind mit ihnen unter Beobachtung ihrer Polarität leitend verbunden, wie gezeigt. Vermittels ruhender Bürsten ü_ und &+ wird der Strom den Polklemmen p_ und ρ + der Maschine zugeführt.

Die Segmente b_{l +} und &_r_ der Gruppe I sind auf einer mit der Welle rotierenden Büchse C₁ unter Einfügung isolierender Zwischenstücke in gleichen Abständen befestigt. Die Büchse C₁ kann außerdem durch mechanische Mittel in kreisförmiger Richtung vorwärts oder rückwärts verstellt werden. Ebenso sind die Segmente £₂+ und b₂_ der Gruppe II auf einer anderen mit der Welle rotierenden Büchse C₂, welche ebenfalls kreisförmig verstellt werden kann, in gleichen Abständen isoliert befestigt. Die Regelung des Kontaktes findet statt, wie an Hand von Fig. ι und 2 erklärt worden ist, durch Verdrehung der Büchsen C₁ und C₂. Es ist selbstverständlich, daß die Segmente mit den isolierenden Zwischenstücken und die Schleifringe glatt abzudrehen sind, damit die Bürsten darauf schleifen können.

Für den Fall, daß das Magnetsystem und der Stromwender (Segmente) stillstehen (Anker und Bürsten rotierend), können die Schleifringe r₊, r_ und die Bürsten Ar₊. und k_ wegfallen.

An ihre Stelle treten einfache Verbindungsleitungen, welche die Verbindung zwischen den Segmenten und Polklemmen gleicher Polarität vermitteln.

Daß die beschriebenen Stromwender auch die periodische Parallelschaltung der Ankerstromkreise bewirken, davon kann man sich' überzeugen durch Verfolgung des Stromlaufes bei Beschickung des Ankers mit Strom von außen her. Eine solche Probe hätte bei verschiedenen aufeinanderfolgenden Stellungen des Stromwenders zu geschehen. In der gezeichneten Stellung sind gerade die Ankerstromkreise I₂ und /₃ parallel geschaltet, während Z₁ ganz ausgeschaltet ist.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch :

   Stromwender für Gleichstrommaschinen nach Patent 188767, bei denen die mit den Wicklungsenden verbundenen Schleifbürsten auf Zylinderringen schleifen, die aus Kontaktflächen nebst isolierenden Zwischenstücken bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß jede'Kontaktfläche in zwei auf verschiedenen Zylinderringen befindliche rechteckige Kontaktflächen zerlegt ist, zum Zwecke, durch gegenseitige Verdrehung der Ringe die Kontaktdauer und den Ort des Kontaktes verändern zu können.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.