DE23998C - System elektrischer Maschinen ohne Saugbürsten - Google Patents
System elektrischer Maschinen ohne SaugbürstenInfo
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K53/00—Alleged dynamo-electric perpetua mobilia
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- Power Engineering (AREA)
- Reciprocating, Oscillating Or Vibrating Motors (AREA)
Description
KAISERLICHES
PATENTAMT
Bei allen bekannten elektrischen Maschinen wird der Strom dadurch erzeugt, dafs eine geschlossene
Stromleitung sich im Wirkungsfelde eines Magnetes oder einer zweiten von einem inducirenden Strom durchflossenen Leitung bewegt.
Die erstere geschlossene Stromleitung, in welcher der zu erzeugende Strom inducirt
wird, will ich kurz »Ankerspule« nennen, den inducirenden Magnet oder die von dem inducirenden
Strome durchflossene Leitung werde ich als »Inductor« bezeichnen. Bei der Mehrzahl
der bestehenden elektrischen Maschinen bewegt- sich ein System von Ankerspulen (der
Anker) im Wirkungsfelde eines feststehenden Systems von Inductoren (Feldmagnete); es giebt
jedoch auch Maschinen, wo das Umgekehrte stattfindet, wo nämlich die Inductoren sich bewegen,
während die Ankerspulen feststehen, und endlich können sich auch beide Systeme bewegen (Duplex-Maschine): Die Inductoren
sind meist permanente oder Elektromagnete, welch letztere entweder von einem aufserhalb
der Maschine erzeugten Strom oder vom Maschinenstrom selbst erregt werden. In letzterem
Falle heifst die Maschine bekanntlich eine »dynamoelektrische«. Die Form des Ankerspulensystems
(des Ankers) ist eine sehr verschiedene, die Bewegung allgemein eine rotirende.
Diese Bemerkungen wurden vorausgesendet, um das Neue des Systems deutlicher, hervor-.heben
zu können und die folgenden Erörterungen abzukürzen.
Das neue Maschinensystem besteht aus folgenden wesentlichen Theilen:
1. einem System feststehender Inductoren (dieselben sind in den Figuren überall mit M
bezeichnet);
2. einem System beweglicher Ankerspulen (durchgehende mit A bezeichnet), welche sich
im Wirkungsfelde der Inductoren M bewegen;
3. einem System beweglicher Inductoren (B in den Figuren);
4. einem System feststehender Ankerspulen (diese sind mit./' bezeichnet), welche innerhalb
der Wirkungsfelder der Inductoren B situirt sind.
Die Form der Inductoren und Ankerspulen ist gleichgültig und kann beliebig gewählt werden.
Wesentlich sind jedoch folgende Momente:
a) die Zahl der Inductoren B mufs der Zahl der Ankerspulen A gleich oder ein ganzes Vielfaches
derselben sein, oder auch umgekehrt. Gewöhnlich wird sich die Anzahl von B zu der
von A wie 1 : 1 oder wie 2 : 1 verhalten. Eine
Anzahl A'nkerspulen A (meist eine Spule) bildet mit. der entsprechenden Anzahl Inductoren B
(meist mit zweien) eine Gruppe. Das oben unter 2. und 3. angeführte bewegliche Doppelsystem
besteht also aus einer Anzahl solcher Gruppen;
b) beide beweglichen Systeme (der Ankerspulen A und der Inductoren B) schwingen
oder rotiren um eine gemeinschaftliche (in endlicher oder unendlicher Entfernung befindliche)
Achse mit für beide Systeme gleicher Winkelgeschwindigkeit;
c) bei Maschinen, welche einen continuir-.liehen
Strom erzeugen sollen, müssen alle Inductoren B einer Gruppe die neutralen Ebenen
(wo die inducirende Wirkung Null ist) der
Spulen P in demselben Moment passiren, wo die Ankerspulen A derselben Gruppe durch die
neutrale Ebene (Ebene des Stromwechsels) der Inductoren M hindurchgehen. Bei Maschinen
für Wechselströme ist dies allgemein nicht der Fall;
d) auf jeder Gruppe von A und B bilden die Drahtwindungen eine geschlossene ununterbrochene
Leitung.
Sind die Inductoren M Elektromagnete, so strömt durch ihre Drahtwindungen entweder der
Strom einer fremden Stromquelle oder der Maschinenstrom selbst, und zwar ganz oder nur
ein Theil desselben. Die in den feststehenden Ankerspulen P inducirten Ströme bilden einzeln
oder zu einem Strome vereinigt das Arbeitsproduct der Maschine.
Der stattfindende Procefs ist folgender:
-Bei Bewegung des Systems der Ankerspulen A im Wirkungsfelde der Inductoren M entstehen in den Drahtwindungen der Ankerspulen Ströme, die auch die Inductoren B umkreisen. Durch die Bewegung dieser von Strömen umkreisten Inductoren B im Bereich der feststehenden Ankerspulen P werden in den Drahtwindungen dieser Spulen Ströme inducirt, welche, getrennt oder vereinigt, in die äufseren Leitungen gelangen und daselbst zu beliebigen Zwecken verwendet werden können.
-Bei Bewegung des Systems der Ankerspulen A im Wirkungsfelde der Inductoren M entstehen in den Drahtwindungen der Ankerspulen Ströme, die auch die Inductoren B umkreisen. Durch die Bewegung dieser von Strömen umkreisten Inductoren B im Bereich der feststehenden Ankerspulen P werden in den Drahtwindungen dieser Spulen Ströme inducirt, welche, getrennt oder vereinigt, in die äufseren Leitungen gelangen und daselbst zu beliebigen Zwecken verwendet werden können.
Die Bewegung der Systeme A und B kann entweder eine rotirende oder eine schwingende
oder endlich eine geradlinig hin- und hergehende (um eine unendlich entfernte Achse schwingende)
sein, wie weiter unten gezeigt werden wird.
Dafs bei diesem System keine. Saugbürsten nöthig sind, ist leicht einzusehen. Die die
Gruppe A B umkreisenden Ströme können durch eine ununterbrochene Leitung hin- und zurückgeführt
werden, da die Systeme A und B eine gemeinschaftliche Bewegung und gleiche Winkelgeschwindigkeit
haben. Der erzeugte Strom kann von den Spulen P ebenfalls direct abgeleitet
werden, da die feststehenden Spulen ihre Lage gegen die äufsere Leitung nicht ändern.
Die zu den Inductoren M führende Leitung (falls diese Inductoren nicht permanente Magnete
sind) kann aus demselben Grunde continuirlich sein, sie mag nun den Strom einer
fremden Quelle oder den Maschmenstrom selbst leiten.
In Fig. ι sind die wesentlichen Theile einer Maschine vorliegenden Systems schematisch für
continuirliche Bewegung (Rotation) dargestellt und mit den früher angegebenen Buchstaben
bezeichnet. Die rotirende Bewegung ist durch eine continuirlich geradlinige ersetzt gedacht.
Fig. ι ist daher entweder die in die Zeichenebene abgewickelte Projection der Spulenanordnung
auf den Mantel eines Kreiscylinders, dessen Achse mit der Rotationsachse der Maschine zusammenfällt,
oder das Element einer um eine zur Zeichenebene senkrechten Achse erfolgenden Rotation. Dasselbe gilt von Fig. 2, 3
und 4.
Bei der Annäherung der Ankerspule A1 an
den (feststehenden) Inductor M1 M1 (welcher
hier als permanenter Magnet gedacht ist) entsteht in den Windungen der Spule ein Strom
von bestimmter Richtung, welcher auch die Inductoren B1 B1' umkreist. Denken wir uns
dieselben als Elektromagnete, so entsteht zwischen ihren Polen ein magnetisches Feld, welches
bei der Bewegung von B1 B1' über die
feststehende Ankerspule P1 hinweggeführt wird. Dadurch wird in den Drahtwindungen von P1
ein Strom inducirt, dessen Richtung in der Figur durch Pfeile angedeutet ist. In den Fig. 1
bis 4 ist der resultirende Maschinenstrom durch Pfeile mit runden Köpfen ersichtlich gemacht.
In dem Augenblick, wo A1 die geometrische Achse der Inductoren M1 M1' passirt, tritt in
den Drahtwindungen von A1 und B1 B1 ein
Stromwechsel (also in den Elektromagneten B1 B1
ein Polwechsel) ein. Die Ebenen des Stromwechsels in A B sind in den Fig. 1 bis 4 mit
ο — · — · — · — ο bezeichnet. Die Gruppe A1
B1 B1 ' geht dann in die Lage über, in welcher
die Gruppe A2 B1 B2' gezeichnet ist. Es ist
nun klar, dafs die von P1 sich entfernende Gruppe A2 B2 B2' auf P1 dieselbe inducirende
Wirkung ausübt, wie die sich an P1 annähernde
Gruppe A1 B1 B1', da in beiden Gruppen verschiedene
Stromrichtungen herrschen. Es entsteht also in den Windungen der Ankerspüle P1
ein Strom, dessen Richtung constant ist. Seine Intensität variirt allerdings während der Bewegung
der Inductoren. Dasselbe gilt von allen übrigen Ankerspulen P2 P2 . . . Die in denselben
inducirten Ströme können also beliebiger Weise entweder einzeln benutzt oder gruppenweise
verbunden oder endlich auch alle in einen einzigen Strom vereinigt werden. Einer
oder mehrere der so erzeugten Theilströme (oder auch alle vereinigt) können dazu benutzt
werden, die Inductoren M1 M2 M3 . . . zu umkreisen
und so die Maschine zu einer dynamoelektrischen zu machen.
Es mag hier noch darauf hingewiesen werden, dafs die Zahl der Gruppen ABB1 nicht
gleich sein mufs der Zahl der Ankerspulen P bezw. der Inductoren MM'.
Fig. 2 zeigt die Anwendung des Systems bei Maschinen, wo die Ebenen der auf den Ankerspulen
A1 P befindlichen Windungen annähernd senkrecht stehen zur Bewegungsrichtung oder
durch die Rotations- oder Schwingungsachse hindurchgehen. Eine Erklärung ist nicht nothwendig,
da die Bezeichnung die schon früher festgestellte ist und hier nur das früher Gesagte
wiederholt werden müfste.
In derselben Figur ist die Leitung des Maschinenstromes um die Inductoren M angedeutet.
Fig. 3 zeigt das Beispiel einer Anordnung, wo die Spulensysteme A und B nach verschiedenen
Principien angeordnet sind.
In Fig. 4 a und 4 b ist die Erzeugung von Wechselströmen schematisch skizzirt. Es ist
ohne weitere Erklärung aus den Figuren ersichtlich, dafs die in den Ankerspulen P1 P2 Ps inducirten
Ströme bei der in Fig. 4 a gezeichneten Lage der Gruppen ABB' die umgekehrte
Richtung jener haben, die bei der in Fig. 4b gezeichneten Lage inducirt werden. Der Stromwechsel
tritt ein, sowohl wenn eine Gruppe die Ebene ο ο passirt, als auch wenn die Induetoren
B B' die Achse der Ankerspulen P überschreiten. Sollen die Ströme aller Ankerspulen
P vereinigt werden, so ist es in diesem Falle nothwendig, dafs die Zahl der Inductoren
B ein ganzes Vielfaches der Zahl der Ankerspulen P sei.
Es mag schliefslich noch ein Beispiel mit hin- und hergehender (bezw. schwingender) Bewegung
angeführt werden, Fig. 5. Die Bezeichnung der einzelnen Theile ist die schon früher
angeführte. Die für den Hin- und Rückgang auftretenden Stromrichtungen sind durch correspondirende
Pfeile bezeichnet, und es ist daher leicht, die Wirkungen zu verfolgen. In den Windungen von P entsteht wieder ein
Strom von wechselnder Intensität, aber constanter Richtung. Derselbe kann daher auch
um den Inductor M geleitet und die Maschine so zu einer dynamoelektrischen gemacht werden.
Selbstverständlich würden bei der praktischen Ausführung mehrere solcher Systeme mit
gegen einander versetzten Schwingungsphasen zu einer Maschine vereinigt. Es kann übrigens
bei allen Systemen die rotirende durch die schwingende Bewegung ersetzt werden.
Um auch anzudeuten, wie die Maschinen des neuen Systems in der praktischen Anordnung
sich gestalten, sind in Fig. 6 bis 10 einige Skizzen rotirender Maschinen gezeichnet, während
Fig. 11 eine Maschine mit schwingender Bewegung zeigt.
Es sei jedoch ausdrücklich erwähnt, dafs weder die Form der Spulensysteme noch die
Art und Weise, wie die Induction erfolgt, Gegenstand des Patentes ist, sondern lediglich die
unter 1., 2., 3. und 4. angeführten wesentlichen Theile in ihrer unter den unter a), b), c) und d)
angeführten Bedingungen ausgeführtenZusammenstellung. Die in den Figuren gezeichneten Zusammenstellungen
dienen also nur als erklärende Beispiele.
Zur Erzeugung von constanten oder Wechselströmen für beliebige Zwecke ist mein System
ohne weiteres direct verwendbar. Es können Maschinen dieses Systems auch zur Kraftübertragung
als primäre Maschinen dienen. Sollen sie jedoch als secundäre (getriebene) Maschinen
fungiren, so ist es nöthig, eine Vorrichtung zum Anlassen derselben anzubringen.
Für viele Fälle wird es genügen, die Maschine (bei ausgerückten Widerständen) von
Hand oder durch eine Hülfskraft in Gang zu setzen. Sobald die Bewegung einmal eingeleitet
ist, wird sie vom Strom der primären Maschine unterhalten. Es läfst sich jedoch zu demselben
Zweck eine automatische Anordnung anbringen. Eine Abzweigung des die Maschine betreibenden
Stromes wird zu zwei Saugbürsten geführt, welche, wie gewöhnlich, auf einem auf der
Maschinenachse befestigten Contactring bezw. Commutator schleifen.
Zu den Contacten dieses Ringes sind von den Windungen aller oder einiger der Inductoren
B Nebenleitungen geführt. Die oben erwähnten Saugbürsten sind mit einem einfachen
Rotationspendel (Schwungkugelregulator) derart verbunden, dafs, sobald die Maschine (also auch
das mit ihr verbundene Pendel) eine gewisse Tourenzahl erlangt hat, die Bürsten vom Contactringe
abgehoben werden. Die Maschine arbeitet also beim Anlassen wie eine gewöhnliche Maschine mit Saugbürsten, während des
normalen Betriebes aber als Maschine neuen Systems ohne Schleifcontacte.
Auf ähnliche Weise, wie hier zwei Anker und Inductorsysteme zu einem Ganzen vereint wurden,
können auch mehrere Systeme so verbunden werden, doch ist eine solche Verbindung
von geringem praktischen Werth.
Claims (1)
- Patent-Anspruch:Ein Maschinensystem, bestehend aus einer Anzahl selbstständiger, weder mit einander noch mit anderen Leitungen verbundener, ununterbrochener, in sich selbst zurückkehrender und (mit Ausschlufs schleifender Contacte) permanent geschlossener, um eine in endlicher oder unendlicher Entfernung liegende Achse oscillirender oder rotirender metallischer Leitungen (Gruppen) von beliebiger Form, deren jede mit einem Theil ihrer Länge sich im Wirkungsfelde feststehender Inductoren M bewegt, während ein anderer Theil sich derart an ebenfalls feststehenden Ankerspulen P vorbeibewegt, dafs ein in der erwähnten mobilen Leitung durch die Bewegung derselben im Wirkungsfelde der Inductoren M erzeugter Strom in den Windungen der Ankerspulen P einen neuen Strom zu induciren vermag; das Ganze zum Zweck der Entbehrlichmachung der Saugbürsten.Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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Family
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE23998C (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2466130A1 (fr) * | 1979-06-28 | 1981-03-27 | Lambertin Bernard | Generateur electromagnetique |
-
0
- DE DENDAT23998D patent/DE23998C/de active Active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2466130A1 (fr) * | 1979-06-28 | 1981-03-27 | Lambertin Bernard | Generateur electromagnetique |
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