DE22245C - R'ng un<i Commutator an elektrischen Maschinen - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21: Elektrische Apparate.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 14. Juni 1882 ab.

Diese Erfindung bezieht sich auf die Construction von magnet- und dynämo-elektrischen Maschinen und elektrischen Motoren und ist dazu bestimmt, die Herstellung und Montirung der Theile derselben zu verbessern.

Sie besteht in den in folgendem beschriebenen Neuerungen: 1. in der Construction der Armatur des Ankers oder des Ringes, 2. in jener des Commutators (Collectors), und endlich in der Construction und Anordnung der festen Magnete.

Die Construction der Armatur soll gestatten, die Spulen auf besonderen passenden Formen herzustellen und sie dann auf den Ring zu bringen, und zwar so, dafs keine schwache Stelle im Ringe oder Kerne vorkommen kann, die der Fliehkraft nachgeben könnte, und auch kein Schlottern der Spulen auf dem Kerne oder des Kernes auf seiner Welle' auftreten könne.

Die Construction des Commutators zielt darauf hin, diesen Theil der Maschine in einfacher, wirksamer und billiger Form herzustellen.

Die Anordnung der Magnete bringt eine bedeutende Concentration des Magnetismus an jenen Punkten, an welchen dies am wünschenswer.thesten ist, bei dem geringsten möglichen Drahtverbrauch hervor.

In den Zeichnungen stellt Fig. 1 die zur Aufnahme der Spulen fertigen Armaturringe in perspectivischer Ansicht dar.

Fig. 2 ist eine verticale Projection (theilweise Schnitt) der Ringe der Armatur (die Spulen sind durch punktirte Linien angedeutet), der diamagnetischen Köpfe und der Welle.

Fig. 3 ist ein Querschnitt der Fig. 2 nach x-x, Fig. 4 ein verticaler Längsschnitt der vollständigen Maschine,

Fig. 5 ein Aufrifs des festen Magnetes allein, Fig. 6 ein Längsschnitt des Commutators,
Fig. 7 ein Querschnitt desselben nach p-p,
Fig. 8 und 9 sind Details.
Der Kern der Armatur besteht aus Metallringen a, am besten aus weichem Eisen, wovon jeder am Umfang eine offene Stelle oder einen Schlitz b hat, der weit genug ist, um eine Spule durchzulassen; die Ringe werden so an einander gelegt, dafs diese Schlitze in einer geraden Linie liegen, wie in Fig. 1, dann werden die Spulen auf den Ring gesteckt und der Reihe nach auf den Kern geschoben. Wenn alle Spulen auf dem Kerne sind, werden die Ringe herumgedreht, bis die sämmtlichen Ausschnitte b aus der geraden Linie gerückt sind, wobei das Gleichgewicht durch die gleichförmige Vertheilung derselben auf den Umfang hergestellt wird. Dann werden die Spulen festgemacht. Um die Spulen gegen Bewegung im Kreise zu sichern, bringt man die Platten oder Köpfe B an;. diese sind aus Messing oder einem anderen diamagnetischen Material hergestellt und haben an ihrer inneren Fläche Vorspränge c, welche zwischen die Spulen dringen, bis sie auf die Ringe α des Kernes stofsen, dann werden die Köpfe B durch die Bolzen e mit einander verbunden, welche entweder durch die Ringe a hindurchgehen können, wie gezeichnet, oder in Rinnen gehen, welche in diese Ringe α geschnitten sind. Die Lage der Spulen wird

durch die punktirten Linien der Fig. 2 oder im Schnitt, Fig. 3, dargestellt. Die Köpfe B werden dann entweder durch Setzkeile oder Schrauben an der Welle D befestigt.

Die so construirte Armatur ist sehr stark und gut equilibrirt und kann zu Reparaturen leicht herausgenommen werden. Eine einzelne Spule kann entfernt werden, indem man die Bolzen e herausnimmt, die Köpfe B abnimmt und die Ringe dreht, bis deren Schlitze eine Spalte an der betreffenden Spule bilden, welche dann herausgenommen werden kann; wenn man eine neue Spule eingesetzt hat, können die Theile in wenigen Augenblicken in ihre ursprüngliche Lage zurückgebracht und wie früher gesichert werden.

Man kann die Ringe des Kernes, die Köpfe und die Bolzen von einander isoliren, wenn dies wiinschenswerth erscheint. Die Ringe a können aus Blech gestanzt werden, ebenso können die Bolzenlöcher oder Rinnen und die Schlitze l· hervorgebracht werden.

Eine modificirte Form der Ringe α ist durch den Querschnitt Fig. 8 dargestellt. Der Querschnitt des Ringumfanges ist V-förmig; dieses erleichtert das Gleiten der Ringe auf einander, da sie in dieser Form zu Führungen werden. Die Schlitze b .können wie in Fig. 9 schief sein.

Der Commutator wird auf folgende Weise gemacht. F ist ein massiver Block von Hartgummi oder einem anderen Isolirmaterial in cylindrischer Form und wird auf der Welle D in irgend einer passenden Weise befestigt. G G, Fig. 4, sind Kragen, an jedem Ende des Blockes F einer und mit F ein Stück bildend. Der Kern F wird entweder beim Formen oder nachher durch Bohren mit einer Reihe von Löchern versehen, die mit der Achse des Blockes parallel und im Kreise um dieselbe angeordnet sind; dann werden Drähte, Stangen oder Stäbe, welche in diese Löcher streng passen, durch sie hindurchgetrieben. Das Ganze wird auf der Drehbank glatt abgedreht, bis die Oberfläche der Stäbe i glatt und eben ist, wonach, wenn dies die verwendeten Bürsten erfordern, der Hartgummi aus den Zwischenräumen der Stäbe i entfernt werden kann. Die Drähte oder Stäbe i können dann oder von vornherein nach auswärts gebogen werden, so dafs sie die Strahlstücke k bilden, deren Enden durchbohrt sind. Ein isolirender Kopf oder ein Flantsch wird dann an dem Block .F festgemacht, wodurch die Stäbe i gegen denselben gedrückt werden; dann werden die Strahlstücke k durch Schrauben / festgemacht, die auch zur Befestigung der Spulenenden dienen, die mit diesen Strahlstücken in Verbindung stehen.

Statt wie oben vorzugehen, kann man die Stäbe oder Drähte i in einen einfachen Cylinder F aus Isolirmaterial stecken, wie in Fig. 6 und 7 gezeichnet, und dann den Cylinder abdrehen,

wie durch die punktirten Linien angedeutet wird, wodurch die Kragen G so wie früher bleiben.

Die Löcher in dem Blocke F und die Stäbe i können von beliebigem Querschnitt sein.

Bei den festen Magneten wird die Thatsache benutzt, dafs bei gewöhnlichen Elektromagneten die inducirende Wirkung des Stromes, da sie nach allen Richtungen ausgeübt wird, nach aufsen hin verloren geht.

Dieser Verlust tritt nicht ein, wenn der Kern derartig ausgedehnt wird, dafs er die Spule umfafst; solch ein Magnet wird bei einer gegebenen Zahl von Windungen mit einem gegebenen Strom ein kräftigeres Feld erzeugen, als ein gewöhnlicher Elektromagnet.

Dies wird auf die dynamo-elektrischen Maschinen und Elektromotoren in folgender Weise angewendet: Mist der Kern, dessen gekrümmter Polschuh N die Armatur theilweise umfafst; der Kern M befindet sich in dem Cylinder O mit dem Boden F; bevor man den Kern M an dem Boden P befestigt, bringt man die Spule Q in den Elektromagnet, welche den ringförmigen Zwischenraum zwischen dem Kern M und der Cylinderwand O ausfüllt. Die Cylinderwand O, die auf diese Weise eine Erweiterung des unteren Endes des Kernes M wird, wird nach oben in entgegengesetzten Richtungen fortgesetzt, um die Arme R zu bilden und die derjenigen des Kernes M entgegengesetzte Polarität auf den Polschuh .S zu übertragen.

Die magnetisirende Kraft des Stromes, ob nach innen oder aufsen gerichtet, wird so benutzt und auf diese Weise ein aufserordentlich kräftiges magnetisches Feld zwischen den beiden Polschuhen N und S erzeugt, während freier Magnetismus in keiner merklichen Ausdehnung nach aufsen auftreten wird.

Claims (4)

PATENT-Ansprüche:

1. Der Kern einer ringförmigen Armatur,' bestehend aus Ringen von vorzugsweise weichem Eisen, die an einer Stelle ihres Umfanges ausgeschnitten sind und von welchen jeder unabhängig von den anderen um seine Achse gedreht werden kann.

2. Der Kern einer ringförmigen Armatur, der aus einer Anzahl nicht geschlossener Ringe zusammengesetzt ist, von denen jeder blos an einer Stelle aufgeschnitten ist und sich unabhängig von den anderen um seine Achse drehen kann, in Verbindung mit einer Anzahl zur Achse der Armatur parallel angebrachter Stangen oder Stäbe, welche die besagten Ringe an einer Drehung um ihre Achse verhindern sollen.

3. Die ringförmige Armatur, bestehend aus einer Zahl nicht geschlossener, um ihre Achse unabhängig von einander drehbarer Ringe, ferner aus einer Reihe von auf diese

Ringe gesteckten Spulen und schliefslich aus zwei oder mehr diese Ringe verbindenden Stangen oder Stäben, wobei diese Stangen oder Stäbe zur Befestigung von diamagnetischen Köpfen B dienen können, welche an der Innenseite mit Vorsprüngen zum beschriebenen Zweck versehen sein können.

4. Ein Commutator aus einem Cylinder von Isolirmaterial und einem oder mehreren Kragen, die mit dem Cylinder ein Ganzes bilden und der Achse parallel durchbohrt sind, durch welche Durchbohrungen eine Reihe im Kreise angeordneter Metallstangen oder Metallstäbe hindurchgehen, welche durch die Kragen gehalten werden, wobei diese Stangen an einem Ende in die Strahlstücke k auslaufen können, welche von dem Kopfe H gegen den Cylinder F oder den Kragen G gedrückt werden und die Schrauben / tragen.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.