DE21193C - Neuerungen an magnetoelektrischf-n Maschinen - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT

Diese Neuerung betrifft die Construction derjenigen Klasse von magneto-elektrischen Maschinen, bei welchen mit Hülfe von Stromwendern ununterbrochen wirkende Ströme erzeugt werden.

Zweck der Neuerung ist die Vergröfserung der Kraft des erzeugten Stromes bei gleichzeitiger Verminderung der Herstellungs - und Unterhaltungskosten der Maschine.

Die betreffenden Neuerungen beziehen sich auf die Construction des Gestelles, der Elektromagnete, des Stromwenders und der Contactfedern. Ferner auf die gegenseitige Anordnung der Elektromagnete und des Inductors, sowie auf die Art und Weise der Verbindung der Drahtrollen des Inductors durch den Stromwender.

Auf den Zeichnungen bedeuten die Buchstaben Nn Nordpole und Ss Südpole der betreffenden Elektromagnete und Polplatten.

Die Fig. 1 und 2 stellen Vorderansicht und Seitenansicht der neuen magneto-elektrischen Maschine dar.

Auf der Grundplatte A erheben sich zwei Ständer B, auf welchen die Lagerstühle für die Inductorachse so befestigt sind, dafs letztere leicht herausgenommen werden kann. Ferner stehen vier Elektromagnete C auf der Platte A, welche an ihrem oberen Ende durch eine Deckplatte α mit einander verbunden sind. Die Magnete C sind paarweise angeordnet und so mit Drahtwindungen umwickelt, dafs die Nord- und Südpole eines jeden Paares sich einander gegenüber in der Mitte des Magneten liegen, wie bei N und »S in Fig. 1. An den Polen sind Polplatten befestigt, welche in den Fig. 3, 4 und 5 besonders abgebildet sind.

Fig. 7 zeigt den halben Inductorring im Anfrifs,

Fig. 8 denselben im Grundrifs,

Fig. 9 im Verticalschnitt und

Fig. 10 im Horizontalschnitt.

Da bekanntlich bei Inductorringen mit durch vorspringende Bügel getrennten Drahtspulen die stärkste Induction immer dann erzeugt wird, wenn diese Bügel den Enden der Polplatten gegenüberstehen, so ist die Inductionswirkung bei dieser Maschine noch dadurch verstärkt, dafs die Pole η η¹ und s s¹ gegenseitig übergreifen, wie in Fig. 3 mit punktirten Linien gezeigt ist. Das sich vor der Polplatte drehende Drahtbündel ist ohne Strom oder neutral im Augenblick, wo es die Mitte der Polplatte passirt. Da die Anzahl der Drahtbündel eine ungerade ist, so werden in diesem Augenblick keine Drahtbündel in der Mitte der gegenüberliegenden Polplatte stehen. Durch diese Einrichtung wird also gleichzeitig immer nur ein Drahtbündel ausgeschaltet anstatt zwei, wie bei den bis jetzt bekannten Maschinen, und hierdurch auch die Gröfse des Unterschiedes im Leitungswiderstand auf die Hälfte reducirt.

Die Polplatten können auch, wie in Fig. 4 und S in Seiten- und Endansicht durch punktirte Linien angegeben, mit paarweise sich gegenüberstehenden Vorsprüngen nn^l und jj¹ versehen sein, welche Construction sich für magneto-elektrische Maschinen mit einer geraden Anzahl von Drahtbündeln auf dem Inductorring oder aber für einen Inductorring

der gewöhnlichen bekannten Construction ohne vorspringende Bügel eignet.

Man erzielt durch die Anordnung der Vorsprünge η η¹ und s s¹, Fig. 3, ebenfalls die Ausschaltung eines einzigen Drahtbündels, nur mit dem Unterschied, dafs bei dieser Einrichtung der Polplatten das neutrale Drahtbündel sich zwischen den Platten und nicht in der Mitte derselben befindet, während das Oeffhen und Unterbrechen des Stromes in der Mitte oder nahezu in der Mitte der Polplatten stattfindet.

Der neue Stromwender ist durch Fig. 11 im Schnitt und durch Fig. 12 im Grundrifs dargestellt.

Er besteht aus besonderen, von einander getrennten Metallstücken H, welche auf einen Ring / von nicht leitendem Stoff parallel mit der Inductorachse so befestigt sind, dafs sie eine cylindrische Oberfläche darstellen. Die Enden dieser Stücke H sind abgesetzt, um auf der einen Seite die Schrauben zur Befestigung der Leitungsdrähte; auf der anderen diejenigen zurBefestigung auf der Inductorachse in sich aufzunehmen. Die Metallstücke -ÄTsind leicht auszuwechseln und an- und abzuschrauben, und der ganze Stromwender kann rasch von der Inductorachse abgenommen werden.

In Verbindung mit dem Stromwender kann auf der Achse desselben noch eine Vorrichtung für kurzen Leitungsschlufs angebracht werden.

Diese Vorrichtung, deren Zweck aus Fig. 23 klar wird, besteht aus einer mit Vertiefungen versehenen Scheibe h, welche auf den Ring J aufgesetzt ist; die Vertiefungen sind mit nicht leitendem Material ausgefüllt. Durch diese Vorrichtung wird mit Hülfe einer oder mehrerer Contactfedern k ein kurzer Schlufs von dem Stromwender durch die leitenden, zwischen den nicht leitenden liegenden Theile der Scheibe h hergestellt, und zwar in dem Augenblick, wo durch die Stellung des neutralen Drahtbündels der Leitungswiderstand vermindert ist. Der Zweck dieser Vorrichtung wird weiter unten angeführt werden.

In Fig. 2 ist Varley's Stromwender gezeichnet, welcher aus einer Anzahl von Ringen besteht, die gleich der einfachen oder doppelten Anzahl der Drahtspulen des Inductorringes ist, und welche Ringe durch zwischenliegende, nicht leitende Räume getrennt sind, zum abwechselnden Einrücken und Ausschalten der einzelnen Drahtbündel dienend.

Fig. 14 zeigt eine Ansicht und Fig. 15 den Grundrifs der Contactfedern K mit dem Halter L und dem Contacthebel M.

Beide Federn sind an einem Hebel angebracht, der am besten an den Lagerschalen der Inductorachse sitzt und aus zwei Hälften zusammengesetzt ist, so dafs die Federn mit den Haltern leicht abgenommen werden können.

In den Hebel M ist ein Griff so eingeschraubt, dafs man durch denselben den Hebel rund um den Stromwender drehen oder in jeder beliebigen Stellung auf demselben feststellen kann. Die Federn K können durch Zahnstange und Trieb C in den Haltern L verschoben werden.

Eine veränderte Construction dieser Maschine ist durch Fig. 16, 17 und 18 dargestellt. Bei derselben liegen sich die ungleichnamigen Pole N und S der feststehenden Elektromagnete gegenüber und die betreffenden Polplatten greifen über einander, wie Fig. 18 zeigt, analog den Polplatten der Fig. 3 oder auch der Fig. 4 und 5.

Fig. 16 ist die Seitenansicht des Inductorringes,

Fig. 17 ein Verticalschnitt durch denselben, und

P'ig. 18 die Maschine mit ihren Verbindungen, von oben gesehen.

Der Inductorring ist hier ebenfalls aus zwei neben einander liegenden, aus Platten zusammengesetzten Ringen gebildet, wie bei der durch Fig. ι und 2 dargestellten Maschine, mit dem Unterschied, dafs diese Platten flach und parallel zur Achse liegen, sowie dafs beide Ringe einen einzigen Kern bilden, dafs sie in magnetischer Verbindung mit einander stehen und nicht wie bei der Construction Fig. 1 und 2 von einander isolirt sind. Der Inductorkern kann auch anstatt aus übergreifenden Platten aus Ringen aus einem Stück bestehen. Die magnetische Verbindung beider Ringe geschieht durch die eisernen, zwischen die Drahtbündel eingelegten Bügel ee¹, durch welche die Abtheilungen der Ringe zusammengehalten und mit einander verbunden werden.

Auf der Inductorachse sitzt die durchbrochene Scheibe F, deren Umfang auf beiden Seiten ausgedreht und mit der in der Mitte stehen bleibenden Rippe in die inneren Bügel e^l eingelassen ist, wie Fig. 17 zeigt. Auf diese inneren Bügel e¹ wird von jeder Seite ein ringförmiger Inductorkern aufgeschoben und alsdann durch die oberen Bügel e und die Bolzen P zu einem Ganzen mit dem Kranz F, der aus nicht magnetisirbarem Material bestehen mufs, verbunden. Durch Abnehmen der äufseren Bügel e können die Inductorringe leicht an beiden Seiten von den inneren Bügeln weggeschoben werden. Diese Bügel sind so geformt, dafs sie als vorspringende Wangen des Inductorkerns zwischen den einzelnen Drahtbündeln dienen.

Durch die Drähte g in Fig. 18 wird die Verbindung zwischen dem Stromwender H und den Drahtwindungen hergestellt, so zwar, dafs von einer · jeden leitenden Stromwenderplatte ein Draht: ausgeht, welcher sich in zwei Drähte abzweigt/ die zu den gleichnamigen Polen der

Drahtbündel G und G¹ führen, von denen das eine, G¹, sich um ein Drahtbündel vor dem ersteren, G, voraus befindet.

Diese Verbindungsart kann angewendet werden wegen der schon früher beschriebenen Anordnung der Polplatten. Der neutrale Theil der Bügel e e¹ entspricht dem nicht leitenden Theil zwischen den Ringen des Inductors der zuerst beschriebenen Maschine (s. Fig. ι und 2).

Infolge der Anordnung der Elektromagnete dieser Construction bietet dieselbe den Vorzug grofser Wirkungskraft, indem sich die ungleichnamigen Pole gegenüberliegen und durch die Bügel e e¹ des rotirenden Inductorringes beinahe mit einander verbunden sind und daher auch eine bedeutend stärkere inducirende Kraft auf die Drahtbündel des Inductorringes ausüben, wie die Elektromagnete der bisher in Gebrauch befindlichen Maschinen.

Eine dritte Variation der neuen magnetoelektrischen Maschinen ist durch Fig. 19, 20 und 21 dargestellt, und zwar stellt:

Fig. 19 die Hälfte des Inductorringes im Aufrifs,

Fig. 20 die Seitenansicht und

Fig. 21 einen Schnitt durch denselben dar.

Bei dieser Maschine haben die Elektromagnete nur zwei Pole, nämlich auf der einen Seite des Inductorringes nur Nordpol, auf der gegenüberliegenden nur Südpol.

Die Enden der Polplatten sind, wie Fig. 20 zeigt, in diagonaler Richtung abgeschrägt und der Ring besteht aus einem einzigen, aus über einander greifenden Platten E zusammengesetzten Kern mit herumgewundenen Drahtbündeln G. Die über einander greifenden Platten sind in Fig. 19 durch besondere Schraffirung hervorgehoben. Dieselben sind auf dem Kranz F auf vorspringenden Trägern Q festgeschraubt und durch die Bügel E und Bolzen f¹ zu einem Ganzen mit dem Inductorring verbunden.

Diese Bügel E sind nach aufsen zu mit Einkerbungen versehen, so dafs sie beim Vorbeirotiren an den schrägstehenden Enden der Polplatten N S diesen Polen eine abwechselnde Reihe von Kanten darbieten, mithin auch eine Anzahl von auf einander folgenden Inductionsströmen veranlassen. Irgend eine Abtheilung des Inductorringes kann seitlich nach dem Abnehmen des Bügels von dem Ring herausgenommen werden.

Eine andere Constructionsart dieser Maschine ist durch Fig. 22 und 23 dargestellt, wovon Fig. 22 die Endansicht und Fig. 23 ein Diagramm der Stromverbindung zeigt. Die Polplatten greifen über einander, wie in Fig. 23 zu sehen ist und schon bei den früheren Constructionsarten beschrieben wurde. Der Inductor·, ring besteht aus Drahtbündeln, welche um Abtheilungen von über einander greifenden Platten gewunden sind, wie es durch Fig. 1 bis 10 verdeutlicht ist. Die Zahl der Drahtbündel ist eine gerade, z. B. acht auf der Zeichnung, und die Verbindung derselben mit dem Stromwender H derart, dafs die Enden der Drahtbündel in zwei besondere Stromläufe G und G² eingeschaltet werden. Der Stromwender ist wie in Fig. 11, 12 und 13 mit staffeiförmigen, leitenden Platten in der Art besetzt, dafs bei einer Umdrehung desselben ebenso viele Stromunterbrechungen stattfinden, als Drahtbündel rotiren. Zur gröfseren Deutlichkeit ist die Oberfläche des Stromwenders anstatt cylindrisch in der Ebene des Papiers liegend dargestellt, und ein jeder. der beiden Stromläufe G oder G² der Inductordrahtbündel ist abwechselnd allein in Verbindung mit den Leitungsdrähten. Es geschieht dies durch die Auflage der Contactfedern K auf den leitenden Platten des Stromwenders in der Stellung, welche das Diagramm, Fig. 23, zeigt.

In jeder anderen Stellung während der Drehung des Stromwenders dagegen sind die beiden Stromläufe G G² mit einander verbunden und der Stromwechsel findet dann statt, wenn die nicht mit den Leitungsdrähten verbundenen Drahtbündel eine - nahezu neutrale Stellung haben.

In Verbindung mit dieser Art von Maschinen wird die Vorrichtung für kurzen Schlufs, die oben schon erwähnt wurde, angewendet. Dieselbe dient zur Verbindung und Einschaltung der Hülfsdrahtspulen J?, die um die Elektromagnete gewunden sind, nach einem Verfahren, welches dem von Wheatstone empfohlenen ähnlich ist, oder es kann auch der Strom durch einen besonderen Leitungsdraht geführt und nach Belieben verwendet werden.

Man kann Hülfscontactfedern k gebrauchen zur Verbindung der leitenden Stromwender platten mit der neutralen Gruppe der Drahtbündel G, um den von der Unterbrechung des Stromlaufes herrührenden Extrastrom nutzbar zu machen.

Bei den verschiedenen beschriebenen Constructionsarten dieser Neuerung können die einzelnen Abtheilungen der mit Drähten umwickelten Inductorkerne von einander isolirt werden, ohne ihre Wirkung zu beeinträchtigen oder aufzuheben.

Die beschriebenen Maschinen können zur Erzeugung von elektrischem Licht, zum Uebertragen von Betriebskraft, zum Galvanisiren u. s. w. gebraucht werden, überhaupt zu allen Zwecken, zu welchen magneto-elektrische oder dynamo-elektrische Maschinen überhaupt benutzt werden.

Claims (1)

1. Patent-AnSprüche:
   An magneto-elektrischen Maschinen:
   i. Die gegenseitige Stellung der Pole Kn¹Ss¹ der Elektromagnete oder die Bildung von

   Vorsprüngen an den Polplatten, wie Fig. 3, 4 und 5 zeigen, behufs Verschiebung der Polwechsel nach der Mitte der Polplatten und Bildung des neutralen Drahtbündels zwischen den Polplatten.
   Die Combination des Stromwenders aus staffeiförmig gebildeten Leitungsplatten H mit einer Vorrichtung für kurzen Schlufs und den entsprechenden Drahtverbindungen, wie durch Fig. 11, 12, 13 und 23 veranschaulicht.
   Die Anordnung und Verbindungsweise der Drahtbündel mit dem Stromwender durch die Drähte g in Combination mit der durch Fig. 18 angedeuteten Gesammtanordnung der Maschine.

   Die durch Fig. 19, 20 und 21 dargestellten Polplatten mit diagonal stehenden Enden in Combination mit den mit äufseren Einkerbungen oder Verzahnungen versehenen, die Drahtbündel G des Inductorkerns von einander trennenden Bügel e behufs Vermehrung der Anzahl von Magnetisirungen des Inductorkerns.

   Hierzu 4 Blatt Zeichnungen.