DE222289C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21 d. GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 3. September 1909 ab.

Den Gegenstand der Erfindung bildet eine elektrische Maschine, welche

1. als Gleichstromgenerator mit den gewöhnlichen drei Erregungsarten, der Reihen-, Nebenschluß- oder Verbundschaltung oder

2. als Wechselstromgenerator mit geson-, derter Wechselstromerregung oder

3. als Gleichstrommotor mit Reihen-, Nebenschluß- oder Verbundwicklung oder schließlich

4. als einphasiger Wechselstrommotor verwendet werden kann.

Die Zeichnung zeigt die Maschine in Fig. 1 in einem Längs- und in Fig. 2 in einem Querschnitt.

Die festen Teile bestehen aus den Stücken i, 2 ... bis 10T Das Stück 1 ist aus magnetisierbarem Material (Gußeisen oder Stahl) und besitzt geschlossene Ringform. Es kann natürlich auch eine andere Form aufweisen, voraus-. 20 gesetzt, daß die innere Ausnehmung kreisförmig ist. Statt aus einem Stück zu bestehen, kann der Ring auch durch eine Reihe von Blechen oder Eisen- oder Stahldrähten gebildet werden, welche in irgendeiner Weise zusammengehalten werden. Das Stück 2 bildet einen äußeren Mantel, ebenfalls aus magnetisierbarem Material, der im vorliegenden Falle als Gußring mit Polschuhen 3,4,5,6 hergestellt ist. Selbstverständlich kann ihm auch eine andere Form gegeben werden, vorausgesetzt, daß an den beiden Seiten in der Achsenrichtung innen eine zu der inneren-Ausnehmung des Stückes 1 konzentrische Ausnehmung und angegossene oder aufgesetzte Polstücke aus magnetischem Material vorgesehen sind, welche sich dem äußeren Umfang des Stückes 1 anpassen. Die Polstücke können von beliebigem Querschnitt und beliebiger Zahl sein. Auch der Mantel 2 sowie dessen Polschuhe können statt aus einem Stück aus Blechen oder Eisen- oder Stahldrähten gebildet werden. Auf jeden Polschuh ist eine Spule 7, 8, 9, 10 aus isoliertem Kupferdraht aufgesetzt, deren Windungszahlen untereinander gleich sind. Diese Spulen können in Reihe oder nebeneinander oder gemischt geschaltet vom Strom durchflossen werden, wobei jedoch die Schaltung immer derart gewählt werden muß, daß alle Spulen einen magnetischen Fluß von gleicher Richtung und Stärke hervorrufen, damit der innere Ring 1 einen einzigen Pol, beispielsweise einen Südpol, und entsprechend der äußere Ring 2 einen Nordpol bildet oder umgekehrt. Der aus dem. Stück 2, den Polschuhen, dem inneren Ring 1 und den Erregerspulen gebildete Feldmagnet steht gemäß der Zeichnung fest.

Der bewegliche Teil der Maschine setzt sich aus den Stücken 11,12 ... bis 21 zusammen.

Das Stück 11 weicht von dem gewöhnlichen, unterteilten Anker einer elektrischen Maschine insofern ab, als er zwei verschiedene Durchmesser besitzt, von denen der eine etwas,, der andere hingegen erheblich kleiner als der innere Durchmesser des Ringes 1 ist. Bei der gezeichneten Ausführungsform sind die zwei verschiedenen Durchmesser des Ankers um 180° zueinander versetzt. Auf den zwei verschiedenen Halbumfängen sind Nuten vorgesehen, in die die Ankerwicklung eingelegt wird. Die Nutenzahl ist auf beiden Halbumfängen gleich. Der Anker 11 ist wie die

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gewöhnlichen Anker aus Weicheisenscheiben zusammengesetzt und wird im Inneren von einer großen rechteckigen Ausnehmung mit abgerundeten Ecken durchdrungen.

In diese Ausnehmung ist ein Stück 12 eingesetzt, welches der Ausnehmung entsprechenden Querschnitt aufweist und aus weichen Eisen- oder Stahlblechen besteht. An den Enden des Stückes sind in geeigneter Entfernung vom Anker 11 unter sich gleiche, aus weichen Eisenblechen bestehende Stücke 13 und 14 angeordnet. Diese beiden Stücke besitzen, wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, Scheibenform und weisen für einen Teil des Umfangs (180°) einen nur wenig- kleineren Durchmesser als der innere Durchmesser des Mantels 2 auf, während der übrige Teil des Umfangs (180°) beträchtlich von dem. inneren Durchmesser des Mantels 2 abweicht. Die beiden Scheiben 13 und 14 sitzen mit rechteckigen Ausnehmungen auf den rechteckigen Enden des Stückes 12. Der Teil der Scheiben 13 und 14 mit größerem Durchmesser wird diametral dem größeren Teil des Ankers 11 gegenüber angeordnet. Innen in dem Stück 12 befindet sich die Welle 15 der Maschine, welche auf der ganzen Länge des Stückes 12 rechteckig gestaltet ist und hernach an jeder Seite kreisförmig wird. Die beiden Messingscheiben 18 und 19, welche auf die Welle 15 aufgeschraubt sind, halten die Stücke 11, 12, 13 und 14 vermittels der Preßringe 16 und 17 zusammen. Die Welle 15 wird an den beiden Enden in gewöhnliche Lager eingesetzt, welche auf der. Zeichnung nicht angegeben sind. Wenn man nun die einzelnen, durch die Spulen 7, 8, 9 und 10 geschaffenen magnetischen Felder betrachtet, so sieht man, daß der magnetische Fluß sich auf der linken Seite von Fig. ι durch die Stücke 1, 3, 2, 13, 12 und den Teil des Ankers 11 mit größerem Durchmesser schließt; ebenso schließt sich der Kraftfluß • rechts durch die Stücke i, 3, 2, 14, 12 und den Teil des Ankers 11 mit größerem Durchmesser.

Der Teil des Ankers 11 von kleinerem Durchmesser wird, besonders gegen den Umfang hin, von jeder magnetischen Wirkung vollständig ausgeschlossen, wenn man von der magnetischen Streuung absieht, welche nur einen sehr geringen Betrag annimmt.

Die. Ankerwicklung wird nun auf folgende Weise aufgebracht. Man beginnt den Draht in die Nut α (Fig. 2) einzuführen, geht außen über das Stück 12 zur Nut m, führt den Draht in· die Nut m, zieht dann den Draht auf der anderen Seite außen über das Stück 12 und geht innen zur Nut α zurück und fährt so fort, bis die beiden Nuten α und m, wovon die eine sich auf dem Teil des Ankers mit größerem, die andere auf dem mit kleinerem Durchmesser befindet, vollgewickelt sind. Hierauf bringt man den Draht in die Nut b ein, wickelt außen über das Stück 12, geht dann auf die Nut η über und füllt so die Nuten b und n, worauf man in gleicher Weise mit. der Wicklung fortfährt, bis alle Nuten, auch die letzten Z und v, vollgewickelt sind. Die beiden freien Enden der Wicklungsdrähte werden nach außen geführt und an die Schleifringe 20 und 21 angelötet, die von der Achse 15 und 7c voneinander isoliert sind und sich mit letzterer drehen.

Wenn nun die Maschine als . Gleichstrommotor arbeiten soll, wird Gleichstrom in die Ankerwicklung mittels gewöhnlicher, auf den Ringen 20 und 21 schleifender Bürsten geschickt. Wenn die Spulen 7, 8, 9 und 10 ein magnetisches Feld von konstanter Richtung erzeugen, so werden alle Wicklungsdrähte der Nuten auf dem Ankerteil von größerem Durchmesser nach dem Ampere' sehen Gesetz das Bestreben haben, sich in gleichem Sinne zu drehen. Der Sinn der Drehung hängt von der Richtung der Kraftlinien des Feldmagneten sowie von der Richtung des Stromlaufs in der Ankerwicklung ab. Während der Drehung des Ankers wird der von den induzierenden, ständig unbeweglichen Teilen erzeugte Fluß in den Zwischenräumen verstärkt, in welchen sich der Teil des Ankers mit größerem Durchmesser befindet, so daß schließlich als Endergebnis die Teile der Ankerwicklung mit größerem Durchmesser sich immer in einem festen Magnetfeld befinden, welches konstant sein würde, wenn nicht kleine Schwankungen zufolge des Umstandes, daß die Polschuhe nicht gleichmäßig über den äußeren Umfang des Ringes 1 verteilt sind, auftreten würden. Daraus folgt, daß die Maschine als Gleichstromgenerator mit allen gebräuchlichen Erregerschaltsystemen verwendet werden kann, ferner als Reihenmotor mit Einphasenstrom sowie als Wechselstromgenerator, wenn die Erregung unabhängig mit Wechselstrom bewirkt wird.

Obgleich die Maschine alle Eigenschaften einer Gleichstrommaschine besitzt, braucht sie doch keinen Kollektor, d. h. jenen Teil, welcher einen Hauptfaktor bezüglich des Preises, der Herstellung und des Unterhalts sowie der Benutzungsdauer von Gleichstrommaschinen bildet. Die Ausgaben für die Stromerzeugung werden verringert und man kann zu sehr großen Drehgeschwindigkeiten übergehen.

Die Maschine kann ferner vollständig ausgeglichen werden, und zwar sowohl in bezug auf die bewegten Massen, als auch hinsichtlich der senkrecht oder parallel zur Achsenrichtung der Maschine ausgeübten magnetisehen Zugkräfte.

Auch kann man beim Bau der vorliegenden

Maschine die üblichen Anordnungen zur Vermeidung einer übermäßigen Erwärmung treffen.

Claims (2)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Kollektor lose Dynamomaschine für Gleich- und Wechselstrom, dadurch gekennzeichnet, daß die an zwei Schleifringe angeschlossene offene Ankerwicklung in diametralen, verschieden weit vom Ankermittel entfernten Nuten (a-v) verlegt ist, wobei die eine Hälfte der Nuten (a-l) bis dicht an den einpoligen Feldpolring (ι) herangeht, während die andere Hälfte der Nuten (m-v) durch einen erheblichen Luftraum von diesem getrennt ist, und daß zu beiden Seiten des Ankers (11) angeordnete, diesem entsprechend geformte und mit ihm magnetisch verbundene Kraftlinienleitstücke (13 und 14), die zum Teil bis dicht an das äußere, ringförmige Gehäuse (2) herangehen, den Kraftfluß des Feldmagneten im wesentlichen stets nur durch den Ankerteil von größerem Durchmesser schließen.
2. 2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (11) und die Scheiben (13 und 14) mittels Zwischenringen (16 und 17) und auf die Welle (15) aufgeschraubten Bügeln (18 und 19) auf dem auf der Welle (15) sitzenden Hülsenstück (12) festgehalten werden.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.