DE289049C - - Google Patents

Description

KAISEfelCHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

~ JVe 289049 KLASSE 21 tf. GRUPPE

ALBERT LOTZ in CHARLOTTENBURG.

Elektrische Maschine, insbesondere Unipolarmaschine.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 18. Juli 1914 ab.

Bei elektrischen Maschinen der verschiedensten Art werden häufig nahe den Polflächen sogenannte !Compensations- oder Rückleiter angeordnet, die, vom Ankerstrom durchflossen, in der Weise auf die Feldmagnete einwirken, daß die von den Ankeramperestäben erzeugte Feldverzerrung oder Schwächung tunlichst vermieden bzw. kompensiert wird. Insbesondere bei elektrischen Gleichstrommaschinen unipolarer Bauart ist die Anordnung solcher Rückleiter zur Regel geworden. Sie werden hier wie dort meistens durch in achsialer Richtung quer durch die Feldmagnetpole verlaufende Öffnungen gesteckt und bei Unipolar-

^J5 maschinen ζ. B. häufig in Form von Bürstenbolzen angeordnet. In letzterem Falle verbinden sie je zwei in achsialer Hinsicht auf beiden Seiten eines Feldpoles verteilt liegende Bürsten miteinander, die z. B. je auf einem Schleifring oder aber je auf einem Kollektor aufliegen, in beiden Fällen zum Zweck, derart die berührten Ankerleiter in Reihe zu schalten. In der Regel wird für jeden solchen Bürstensatz zu beiden Seiten der Feldmagnetpole je ein Schlitz im Polgehäuse angeordnet, um die Bürsten von außen einigermaßen zugänglich zu machen, während ihre besagte achsiale Verbindung bzw. z. B. ihre gemeinsamen Bürstenbolzen durch Öffnungen in den Feldpolen gesteckt bzw. in solchen isoliert befestigt werden.

Es ist klar, daß ein solcher zusammenhängender Bürstensatz nicht im ganzen aus der Maschine herausgenommen werden kann, sondern daß lösbare Verbindungen zwischen den einzelnen Teilen (Bürsten bzw. Verbindungsoder Kompensationsleiter) vorhanden sein müssen. Dieselben sind aber insbesondere bei Unipolarmaschinen zufolge des sie einschließenden Feldeisens nur in umständlicher Weise zugänglich, so daß die Kontrolle und namentlich auch die Auswechselung von Bürsten große Schwierigkeiten verursacht, worin ein Hauptgrund für die heutzutage immer noch auf Einzelfälle beschränkte Anwendung soleher, in anderer Hinsicht vorteilhaften elektrischen Maschinen zu suchen ist.

Ferner sind z. B. bei Unipolarmaschinen, bei denen eine Mehrzahl von Ankerleitern mittels je zweier achsial zu beiden Seiten des Feldmagnetpoles verteilter Schleifringe und Bürsten sowie einer entsprechenden Anzahl je zwei solche Bürsten achsial verbindender Rückleiter in Reihe geschaltet sind, große Aussparungen im Polgehäuse außen angeordnet worden, um in jeder derselben eine zusammengedrängte Mehrzahl solcher Bürstensätze auf gemeinsamem Grundbrett befestigt anordnen und mit letzterem zusammen herausnehmen zu können. Bei Maschinen; bei welchen die einzelnen Bürstensätze jedoch nicht an einer beliebigen Stelle zusammengedrängt sein können, sondern um bestimmte Winkel (Bürstenteilung) gegeneinander ver-

dreht um den Anker verteilt angeordnet sein müssen, wie z. B. bei allen Kollektormaschinen, oder wo eine z. B. gleichmäßige oder sonstwie bestimmte Verteilung der Rückleiter erwünscht ist/ wie z. B. bei manchen Unipolarmaschinen mit vielen Schleifringen, ist die erwähnte Anordnung zusammenfassender Aussparungen im Polgehäuse unbrauchbar. Eine wesentliche Verbesserung solcher elekirischer Maschinen, insbesondere von Unipolarmaschinen für mittlere und Hochspannung, besteht nun nach der Erfindung (vgl. Fig. ι bis 5) darin, daß in dem Feldmagnetpol (wie z. B. ft, ft¹) ein oder mehrere nach außen zu offene, gegen die Polfläche zu ■ geschlossene Schlitze bzw. Kanäle (wie z. B. s, Fig. 1, 2 und 3, oder s¹ und s², Fig. 2, oder s³, Fig. 4) angeordnet sind, die je einen Verbindungskanal zwischen zwei auf verschiedenen Seiten dieses Feldpoles (ft) angeordneten Bürstensätzen (wie z. B. b, b¹ bzw. δ², b^s, Fig. 1 und 3) bilden, zum Zweck, die leitende Verbindung letzterer (c bzw. c¹), insbesondere Kompensationsrückleiter, in diese Kanäle (wie z. B. 0, s, o¹, Fig. 1, 2 und 3) von außen her ein- und ausführen bzw. in denselben verschiebbar unterbringen zu können, gegebenenfalls ohne jeweilige Lostrennüng von den Bürsten.

Letztere können mit den Verbindungs- oder Kompensationsleitern (wie z. B. c, c¹, Fig. 1 bis 3, oder c², Fig. 4) dauernd vernietet, verschraubt oder verlötet werden.

In der Zeichnung (Fig. 1 bis 5) bedeuten im übrigen: α,.α¹... Drehbolzen der Bürstenwiderlager; δ, δ¹ ... Bürsten; cc¹... Verbindungsleiter derselben oder Kompensationsleiter; c³ biegsames End- oder Polkabel, das von den Polbürsten zu den Polklemmen der Maschine führt; d, d¹ . . . aus Isoliermaterial bestehende Führungsflachringe für die Bürsten; e, β¹ . . . aus Isoliermaterial (wie z. B. Preßgut, Fiber, Hartgummi, Stabilit, Glas, Porzellan, Glimmer, Mikanit o. dgl.) bestehende, den Bürsten als Widerlager dienende Führungsrollen derselben; e', e'¹ .. . aus solchen Isolierstoffen bestehende Widerlagerklötze oder Segmente für die Bürsten; f^f¹... die Bürsten , andrückende Federn; g das Polgehäuse der Maschine; h bis A⁷ Führungs- oder Spannbolzen der Bürsten aus Metall; Ä⁸, h⁹ (Fig. 4), Teile solcher Bolzen aus Isolierstoff, insbesondere bei Hochspannungsmaschinen; i, i¹ aus Isoliermaterial bestehende Führungs- oder Spannplatten für die Bürsten; k, k¹ desgleichen solche aus Metall; m, m¹ .. . gemeinsame Befestigungsbrücken für die Bürstenwiderlagerbolzen (a, a¹) bzw. die Isolierrollen (e, β¹) bzw. die sonstigen Widerlager (wie e', β'¹ . . .); m³ eine solche Brücke aus Isolierstoff und aus einem Stück mit jenen Widerlagern (e'^s . . . Fig. 5) ; η das Ankereisen der Maschine; c,.c^x ... Schlitze für die Bürsten im Polgehäuse g; ft Feldmagnetpole; ft¹ deren innerer zusammenhängender Polflächenteil; q, q¹ . . . Spannschrauben oder -hülsen für die Bürstenfedern (f.· f¹ ■ ■ ·)> ^r> ^fl ■ ■ · Führungsränder an den Bürstenführungsrollen (e, e¹ . . .); s, s¹ . . . die Polschlitze bzw. Kanäle nach der Erfindung; t . . . Isolierränder an den Bürstenwiderlagern oder Segmenten (e'^s . . .); u, u¹ . . . Führungsschlitze in den Isolierwiderlagerrohren oder -körben (e'^z .. . Fig. 5); ν innerer Isolierschlitz in einer äußeren Isolierrippe w zwischen den Polbürsten δ¹², δ¹³ (Fig. 5); χ, χ¹ Ankerleiter; y (Fig. 1), Achse einer Maschine mit Trommelanker; y¹ Achse einer Maschine mit Scheibenanker bzw. Radanker; ζ Muttern an den Bürstenwiderlagerbolzen (a, a¹ .. .) zur Befestigung der Isolierführungsringe (iü...);' z¹ Vorstecksplint oder Stift für die Führungsrollen (e¹, e^z . . . Fig. 1).

Wie insbesondere aus Fig. 1, 2 und 3 zu ersehen ist, kann derart jedes Bürstenpaar, das mittels eines durch einen solchen Feldpolkanal (s, s¹ . . .) führenden starren oder biegsamen Leiters (c, c¹ . . .) verbunden ist, nebst diesem, ohne Lösung ihrer leitenden Verbindungen, unbehindert durch den nach außen offenen Schlitz (0, s, o¹ oder o², s¹ oder s², o³) herausgezogen und z. B. nach Befestigung neuer Bürsten wieder eingeführt werden, wenn nur die Bürstenführungs- oder Spannplatten (wie z. B. i, i¹, k, Fig. 1 und 2, oder k¹, Fig. 4) entfernt sind, was leicht geschehen kann. Denn dieselben können, z. B. wie dargestellt, mittels Schrauben zu beiden Seiten der Kanäle (s . . .) auf dem Polgehäuse (g) festgeschraubt oder aber z. B. ähnlich den Mutteraugen bei Dynamospannschienen in Schlitze eingesteckt sein, um sie so rasch entfernen zu können.

Bemerkt sei, daß diese durchgehenden Schlitzkanäle (0, s, o¹ usw.) auch gleichzeitig erwünschte Lüftungskanäle zur Kühlung der Maschine bilden.

In allen den Fällen, wo die Bürsten bzw. ihre die Feldpole kreuzenden Verbindungsoder Kompensationsleiter (c, c¹ . ..) die Ankerleiter (x ■ . .) der Maschine in Reihe schalten sollen, also insbesondere bei Unipolarma- no schinen, ist es aus verschiedenen Gründen oft erwünscht, daß die Ankerleiter (wie z. B. x, Fig. ι und 3) parallel zur Ankerachse (y, Fig. 1) verlaufen, insbesondere behufs Ermöglichung einfacher Herstellung aus gezogenem Profilkupfer, oder daß sie z. B. bei Scheibenankern radial verlaufen. Alsdann müssen natürlich je solche Bürsten durch Rückleiter (c, c¹ . ..) verbunden werden, die gegeneinander um die Bürstenteilung verdreht angeord-

net sind, wie ζ. B. die Bürsten b, 5¹ bzw. &², b³ \ (Fig. 3), wo b an dem Verbindungsleiter c leitend befestigt und durch ihn mit der auf der anderen Seite des Feldpoles (ft) um die Achse verdreht liegenden Bürste ö². verbunden ist, während der andere Leiter c¹ die Bürsten b¹ und b^z miteinander verbindet.

Bei einer derartigen Anordnung der Verbindungs- oder Kompensationsleiter (c, c¹ usw.) besteht eine Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung darin, daß auch die Enden der Feldpolkanäle (S₁S¹...) gegeneinander um die Achse der Maschine verdreht angeordnet sind, um so die leitenden Verbindungen (wie cc¹...) zwischen gegeneinander verdreht angeordneten Bürstensätzen (b, b¹ bzw. δ², δ³) aufzunehmen.

In allen hier beschriebenen Fällen besteht eine weitere Ausbildung des Gegenstandes der Erfindung darin, daß an der äußeren Mündung der Feldpolkanäle, wie z. B. an s, s¹, s² (Fig. 2), je eine Fläche angeordnet ist, die als Auflagefläche für die Bürstenführungs- bzw.. Spannlager oder Platten, wie z. B. i, i¹, k (Fig. 1) bzw. k¹ (Fig. 4), dient.

Dabei erscheint es vorteilhaft, daß die letztgenannten Führungs- bzw. Spannvorrichtungen, insbesondere aber auch die Spannschrauben oder -hülsen, wie q, q¹ usw., sowie die Spannfedern f, f¹ usw. nebst den Bürstenführungsöder Spannbolzen, wie h, h¹ usw., innerhalb dieser Feldpolkanäle (s, s¹ usw.) angeordnet sind, insbesondere zum Zweck, ihr Hervorragen über das Polgehäuse (g) und ihre dabei mögliche Beschädigung zu verhüten. An Stelle hervorstehender, z. B. gerändelter Spannschraubhülsen, wie z. B. q^s (Fig. 1), können alle solche Organe, wie q bis q¹ (Fig. 1) oder qⁱ und q^s (Fig. 4), z. B. mit Einschnitten versehen sein und, vertieft liegend, mittels eines Steckschlüssels, wie z. B. z² (Fig. 2), behufs Regelung des Bürstendruckes eingestellt werden.

Unter Umständen können, wie in Fig. 1 rechts gezeigt ist, von dem inneren Teil (p¹) des Feldpoles (j>) ausgehend, schräg nach dem nicht durchbrochenen Teil des Polgehäuses (g) verlaufende Rippen angeordnet werden, die zu beiden Seiten der Kanäle (s, o¹ usw.) die Fortsetzung von deren Wänden bilden und z. B. am Polgehäuse g innen etwas vorstehen und so gleichzeitig als Widerlager für die nicht eingezeichneten Feldspulen bei Unipolarmaschinen dienen können. Insbesondere aber bilden diese Rippen eine erwünschte Verstärkung des nach der Polfläche (^¹) führenden Feldeisens zu beiden Seiten der Kanäle (s, s¹ usw.) an Stelle des durch letztere ausgefallenen Materials.

"So Schließlich erscheint es in manchen Fällen, insbesondere bei Hochspannungsmaschinen, zweckmäßig, die Wandungen der Feldpolkanäle (s, s¹ usw.) mit Isoliermaterial auszukleiden, namentlich zum Zweck, einen Kontakt der durch dieselben führenden Verbindungsleiter (c, c¹ usw.) mit dem Feldeisen zu vermeiden, wenn diese Verbindungsleiter (c usw.) nicht starr, sondern biegsam sind. Dies ist nämlich geboten, wenn sie, wie in Fig. 3 dargestellt, gegeneinander um die Achse der Maschine verdreht liegende Bürstensätze verbinden, in welchem Fall beim Nachschub der Bürsten der Verbindungsleiter (c usw.) etwas verdrillt wird. ;

Insbesondere bei Unipolarmaschinen mit mehreren Ankerwindungen und mit zwei Stromwendern wird man diese Umstände aber gern in Kauf nehmen, indem alsdann, wie gesagt, geradlinige Ankerleiter angewendet, diese also z. B. ähnlich den Kollektorsegmenten durchweg gleichmäßig gezogen und daher ohne große Kosten leicht wieder erneuert werden können, wenn sie an ihren Stromabnahme- bzw. Kollektorstellen abgenutzt sind. Mit anderen Worten, Reserve- oder Ersatzanker solcher Maschinen stellen sich äußerst billig und können ständig bereitliegen, ohne die Maschinenanlage wesentlich zu verteuern. Denn die wichtigen Teile solcher Anker können des öftern wieder verwendet werden, es sind lediglich neue Ankerleiter oder Lamellen einzuziehen.

Nicht unerwähnt soll bleiben, daß der Gegenstand der Erfindung unter Umständen auch bei Kollektormaschinen für Ein- oder Mehrphasenströme mit' lameliierten Feldmagnetpolen in Anwendung kommen kann.

Claims (4)

Patent-An Sprüche:

1. Elektrische Maschine, insbesondere Unipolarmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Feldmagnetgehäuse entsprechend der Bürstenteilung verdreht liegende, nach außen zu offene, aber gegen die Polflächen zu geschlossene Schlitze angeordnet sind, die je einen Rückleiter oder Kompensationsleiter aufnehmen, der je zwei auf verschiedenen Seiten eines Poles angeordnete Bürsten verbindet, zum Zweck, jene Leiter nach Belieben zusammen mit den Bürsten einsetzen und herausnehmen zu können.

2. Elektrische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsenden der Schlitze in der Drehrichtung gegeneinander versetzt sind, falls die Enden der Rückleiter oder Kompensationsleiter bzw. die Bürstensätze gleichfalls versetzt liegen.

3. Elektrische Maschine nach Anspruch 1

und 2, dadurch gekennzeichnet, daß an I außen durch Steckschlüssel o. dgl. zugäng-

der äußeren Mündung der Polschlitze je | lieh sind.

eine Fläche angeordnet ist, die als Auflage- ]

4. Elektrische Maschine nach Anspruch 1

fläche für die Bürstenführungs- bzw. Spann- \ bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die

lager dient, und daß letztere zweckmäßig i Wandungen der Feldpolkanäle mit Isolier-

innerhalb der Polschlitze liegen und von ; stoff belegt sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.

BERLIN. GEDRUCKT IN DER REICHSDRUCKEREI.