DE21149C - Elektromagnetische Arbeitsmaschine mit rotirender Bewegung von Eisenmassen in doppelt polarisirten ringförmigen magnetischen Feldern und Vorrichtung zur theilweisen Wiedergewinnung des Arbeitsstromes in Form von Induktionsströmen - Google Patents

Description

KAISERLICHES

Die Maschine besteht aus dem Gestell, den festen Elektromagneten mit ihren Polringen, dem Commutator, den Condensatoren, der Ankerscheibe, den Inductorrollen und dem Stromsammler.

1. Das gufseiserne Gestell besteht aus dem rechteckigen, kastenartigen Fundament, dessen eine, Seitenwand fehlt, um die Condensatoren darin unterbringen zu können, und den beiden kreisförmigen, durch sechs eiserne Querbolzen verbundenen senkrechten Seitentheilen. Letztere haben centrale Oeffnungen, in welchen die Achslager nebst Schmiervorrichtungen für die Ankerscheibe angebracht sind. Die Oberseite des Fundaments und der eine Seitentheil auf der Aufsenseite sind mit Holz verkleidet; gleichfalls wird durch einen von einem Seitentheil zum anderen reichenden Holzmantel ein trommelartiges Gehäuse für die inneren Maschinentheile geschaffen.

2. Die festen doppelschenkligen Elektromagnete, 24 an der Zahl, sind zu je 12 an der Innenfläche der Seitentheile in gleichen Abständen horizontal im Kreise befestigt, und zwar dergestalt, dafs die Verbindungslinie der Pole jedes einzelnen radial steht; die sämmtlichen 24 Elektromagnete stehen sich paarweise genau gegenüber. Es entstehen hierdurch an beiden Seitentheilen je zwei einander zugewendete concentrische Kreise von Magnetpolen, die, jeder Kreis für sich, durch breite~ Flachringe (die Polringe) aus weichem Eisen zu einem magnetischen Ring fest verbunden sind; zwischen den beiderseitigen Ringsystemen bleibt ein schmaler Raum für die Bewegung der Ankerscheibe frei. Die Schenkel der Elektromagnete sind aus Drahtstäbchen von ca. 2 mm Durchmesser zusammengesetzt, die an beiden Enden durch eiserne Kapseln zusammengehalten und mittelst durchgehender eiserner Bolzen an dem Gestell verschraubt werden. Die inneren Schenkel derselben sind, dem kleineren Kreise entsprechend, den sie einnehmen, schwächer gehalten als die äufseren. Die Drahtwindungen sind direct auf den Kern gewickelt und füllen den Raum zwischen beiden Kapseln gerade aus; je zwei gegenüberstehende Elektromagnete sind mit ihren Drahtenden so verbunden, dafs sie sich gleichnamige Pole zuwenden. Durch Verbindung der diametral gegenüberliegenden Elektromagnetpaare werden schliefslich die sämmtlichen Elektromagnete zu sechs Gruppen vereinigt, deren jede also aus vier einzelnen Elektromagneten besteht. Die beiden freien Enden jeder Gruppe sind durch die centrale Oeffnung des nicht mit Holz verkleideten Seitentheils nach aufsen an

3. den Commutator geführt und mit diametral gegenüberliegenden Stücken desselben fest verbunden. Derselbe, von trommeiförmiger Gestalt und an dem erwähnten Seitentheil befestigt, besteht aus 12 Kupferstücken, die mit geringen Zwischenräumen ohne isolirende Zwischenlagen auf einem cylindrischen Stück Ebonit aufgeschraubt und gut abgedreht sind. Durch eine Durchbohrung in der Richtung der

Cylinderachse geht die verlängerte Achse der Ankerscheibe frei hindurch. Die Vertheilung des Arbeitsstromes geschieht durch zwei kreissectorförmige Messingstücke α und b, die beide an je fünf horizontalen Klemmen fünf schmale, Drahtbürsten tragen, welche auf ebenso vielen benachbarten Commutatorstücken schleifen. Das Stück α sitzt mit geringer Reibung direct auf der Achse, während b mit seinem Contactring c durch Zwischenlagen von Ebonit sowohl von a. wie von der Achse und dem zweiten Contactring d isolirt ist. Der Contactring d sitzt dagegen so wie α direct auf der Achse, und das ganze System abcd wird schliefslich durch die Schraubenmutter e fest gegen ein an der Achse befindliches Widerlager angeprefst. Die Stromzuführung vermitteln zwei mit den Klemmschrauben f g verbundene Drahtbürsten. Durch diese Einrichtung wird also stets fünf an einander grenzenden und ebenso vielen gegenüberliegenden Elektromagnetpaaren Strom zugeführt, Während die zwischen diesen liegenden (eine Gruppe bildenden) Paare stromlos bleiben bezw. beim Gange der Maschine für einen Moment Strom und Magnetismus verlieren. Der Strom-, lauf ist aufserdem so regulirt, dafs jede Ringhälfte nur einen, zur anderen Hälfte aber sowie zu den benachbarten Hälften des Nebenringes entgegengesetzten Magnetismus erhält, während die correspondirenden Theile des Ringsystems der anderen Seite, wie bereits erwähnt, gleichnamig polarisirt werden.

4. Die Condensatoren. Die Drahtenden jeder Elektromagnetgruppe sind aufserdem mit einem Condensator verbunden, der in bekannter Weise aus Stanniol und Paraffinpapier mit grofser Oberfläche hergestellt ist. Es sind deren also sechs vorhanden, die in einer Schublade im Fundament der Maschine untergebracht sind.

5. Die Ankerscheibe. Eine auf der vorhin öfter erwähnten Achse montirte Messingscheibe trägt an ihrem Umfange zwei sich gegenüberstehende bogenförmige Eisenmassen, die Anker, deren Länge je ⁵/i₆ des Kreisumfanges beträgt, während ihre Höhe der Breite der Polringsysteme entspricht. Dieselben können mit sehr geringem Abstand frei zwischen den Ringsystemen rotiren. Jeder Anker besteht aus mehreren, z. B. sechs abgestumpft keilförmigen Stücken, deren Kopf- und Fufsenden an einander schliefsen und überdies durch seitliche, bogenförmige Schienen verstärkt und fest verbunden sind. Der mittlere Theil ist zur Aufnahme von Drahtwindungen entsprechend ausgefeilt. Letztere sind sämmtlich zu einem Stromlauf verbunden und ihre beiden freien Enden zu den beiderseits der Messingscheibe sitzenden, von der Achse isolirten Contactringen h i geführt, an denen zwei mit den Klemmschrauben k I verbundene Drahtbürsten schleifen. Die Anker können demnach bei genügendem Kraftvorrath polarisirt werden; anderenfalls kann dies jedoch auch unterbleiben, da die. Maschine auch mit unpolarisirten Ankern vorzüglich arbeitet. Die Einstellung der Ankerscheibe nebst den von ihrer Achse mitgenommenen Messingstücken a b behufs Ingangsetzung der Maschine erfolgt so, dafs (die Rotation von links nach rechts angenommen) etwa der vierte Theil der Ankermasse sich rechts der Mittellinie des mittelsten der fünf gleichzeitig polarisirten Magnete befindet, wodurch die übrigen drei Viertel mit grofser Kraft in das magnetische Feld hineingezogen werden. Letzteres verschiebt sich aber durch die Fortbewegung der Drahtbürsten auf dem Commutator immerwährend nach vorwärts, wodurch eine äufserst schnelle Rotation der Ankerscheibe entsteht, ohne dafs die Anker jemals aus dem wirksamen magnetischen Felde heraustreten; ein Polwechsel in den Ankern findet nicht statt. Die Rotation kann durch die Riemscheibe m übertragen werden.

6. Dielnductorrollen. Während des Ganges der Maschine behält jede Elektromagnetgruppe ihren Magnetismus so lange, bis die hinter ihr liegenden vier Gruppen denselben abgegeben haben, hat also Zeit, ihr Maximum zu erreichen. Kurz darauf erfolgt Stromunterbrechung für dieselbe; die Wirkung davon ist zunächst das Auftreten eines äufserst kräftigen, durch den Condensator verstärkten Extrastromes und ein (ebenfalls so zu bezeichnender) eben solcher Rückstofs der magnetischen Molecularströme. In derselben Art, wie bei den gewöhnlichen Rhumkorff'schen Apparaten, werden hier diese Ströme zur Erzeugung kräftiger Inductionsströme benutzt, indem jeder Elektromagnetschenkel eine Inductorrolle trägt, deren im Ganzen also 48 vorhanden sind, von denen je acht zu einer Gruppe gehören. Bei jeder vollen Umdrehung der Ankerscheibe erzeugen sich mithin zwölf äufserst kräftige Inductionsströme aus jedesmal, acht Rollen, deren 16 Drahtenden durch und über den Holzmantel der Maschine hinweg nach der Holzverkleidung des zweiten Seitentheils zu zwölf Umschaltungsvorrichtungen geführt sind, welche eine beliebige Verbindung derselben ermöglichen. Von diesen führt schliefslich je ein Draht nach dem

7. Stromsammler, der gleichfalls an diesem Seitentheil befestigt ist. Die Construction desselben ist von dem auf der anderen Seite befindlichen Commutator nur insoweit verschieden, als die Zwischenräume der einzelnen Stücke breiter und mit isolirender Substanz ausgefüllt sind. Aufgenommen werden die Inductionsströme von zwei breiten, auf gegenüberliegenden Stücken schleifenden Drahtbürsten, die in derselben Art wie bei den Stromvertheilern ei an Messingträgern η ο befestigt sind, die mit Con-

tactringen versehen und gegen einander wie gegen die Achse isolirt sind. An letzteren schleifen wiederum Drahtbürsten, die die Ströme zu den Klemmschrauben p q und von dort weiter führen. Man hat es ganz in der Hand, unterVernachlässigung derschwachenSchliefsungsströme, durch passende Verbindung der Drahtenden mit dem zwölftheiligen Stromsammler stets gleichgerichtete oder aber Wechselströme zu erhalten; man kann aber ebenso leicht durch Anbringung eines 24theiligen Stromsammlers auch die Schliefsungsströme nutzbar machen. Die Wechselströme können zur Erzeugung eines oder mehrerer Lichtbogen verwendet werden, wobei die Maschine allerdings wohl leer laufen müfste; die gleichgerichteten Ströme lassen sich zu allen möglichen Zwecken, z. B. zur Ladung einer secundären Batterie, verwerthen.

Zum Schlufs mag noch erwähnt werden, dafs die Zahl der festen Elektromagnete nicht auf 24 beschränkt zu werden braucht; bei gröfserer Ausführung der Maschine wird es sich sogar empfehlen, deren 28, 32 oder noch mehr zu verwenden, - um einerseits den Durchmesser der Schenkel nicht über Gebühr _y anwachsen zu lassen, andererseits um eine Vermehrung der Inductionsströme zu gewinnen.

Claims (2)

1. Pate nt-Ansprüche:

   i. Die beschriebene Anordnung einer elektromagnetischen Arbeitsmaschine, bei welcher der Strom zu einer geraden Anzahl auf zwei Kreisen einander mit gleichen Polen paarweise gegenüber gelagerter Elektromagnete, bei denen die Verbindungslinie der Pole eines jeden Elektromagneten die Richtung des Radius des Anordnungskreises für die Elektromagnete hat und die in Gruppen zu je vier (nämlich zwei gegenüberliegende) und die zugehörigen, diametral zu diesen liegenden durch die beschriebenen, sich mit der Achse der beschriebenen, zwischen den beiden Elektromagnetkreisen laufenden Ankerscheibe drehenden und auf dem festen Commutator schleifenden Contactbürsten so zugeführt wird, dafs mit Ausnahme einer einzigen Gruppe gleichzeitig alle anderen Gruppen der Elektromagnete Strom empfangen, wobei in der beschriebenen Weise bei einer Umdrehung der Ankerscheibe alle Gruppen der Reihe nach stromlos werden.
2. 2. Behufs Verwendung des beim Stromloswerden einer Gruppe von Elektromagneten in letzteren auftretenden Extrastromes die Verbindung der Gruppen mit Condensatoren und die Montirung der Elektromagnete mit unter einander in der beschriebenen Weise gruppenweise verbundenen Inductionsspiralen, in denen der auftretende Extrastrom Inductionsstöfse erzeugt, die in der beschriebenen Weise zu einem Stromsammler geführt und zu irgend welchen Zwecken benutzt werden können.

   Hierzu I Blatt Zeichnungen.