DE305706C

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CHESCHES

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

- M 305706 KLASSE 21 d. GRUPPE- M 305706 CLASS 21 d. GROUP

HEINRICH BOLTSHAUSER in ZÜRICH, Schweiz.HEINRICH BOLTSHAUSER in ZURICH, Switzerland.

Die Erfindung betrifft einen Flüssigkeitskontakt für elektrische Maschinen, besonders Unipolarmaschinen, bei welchem ein Vollring in einen Quecksilber enthaltenden Hohlring taucht. Der Erfindung gemäß nimmt der Hohlring am Umlauf der Maschine teil.The invention particularly relates to a fluid contact for electrical machines Unipolar machines in which a full ring is inserted into a hollow ring containing mercury dives. According to the invention, the hollow ring takes part in the rotation of the machine.

Es sind Flüssigkeitskpntakte bekannt, bei denen ein in Form eines Messers ausgebildeter Stromabnehmer in einen umlaufenden, Queck-There are known liquid pacts in which one designed in the form of a knife Pantograph in a circulating, mercury

silber enthaltenden Hohlring taucht. Derartige Messer kontakte bieten aber dem Strom nur eine geringe Übergangsfläche dar und verursachen ein Verspritzen des Quecksilberringes, weil das Messer an der Stelle Quecksilber verdrängt, wo es sich gerade befindet, und dadurch den Quecksilberring zwingt, innerhalb kürzester Zeit seine Querschnittsform zu ändern.silver containing hollow ring dives. Such knife contacts but offer the current only represent a small transition area and cause the mercury ring to splash, because the knife displaces mercury where it is, and thereby the mercury ring forces its cross-sectional shape within a very short time to change.

Bei anderen Flüssigkeitskontakten steht der Hohlring still, während das in ihn eingreifende Organ umläuft. Da bildet sich kein so zuverlässiger Flüssigkeitsring, was sich wie folgt erklärt:In the case of other liquid contacts, the hollow ring stands still while the one engaging in it Organ revolves. There is no such reliable liquid ring, which is as follows explained:

Bei feststehendem Hohlring und umlaufen-With a fixed hollow ring and circumferential

25- dem Vollring haben die Flüssigkeitsteilchen das Bestreben, von dem Vollring weg nach außen zu fliegen und dadurch ihre Berührung mit dem Vollring zu lösen, welcher sie in Umdrehung halten sollte. Läuft dagegen der Hohlring um, so haben die Flüssigkeitsteilchen infolge ihrer Fliehkraftwirkung das Bestreben, sich immer inniger an seine Innenfläche anzupressen, von welcher die Teilchen in Umdrehung gehalten werden. Zugleich suchen sie sich von dem Vollring abzulösen, dessen feststehende Oberfläche bremsend auf ihre Drehbewegung wirkt. Dazu kommt, daß die benetzte, also die mitnehmende Oberfläche des Hohlringes größer ist als diejenige des Vollringes. Bei Kontaktvorrichtungen mit feststehendem Hohlring und umlaufendem Vollring kann die Beobachtung gemacht werden, daß sich das Quecksilber an der freien Oberfläche leicht zerstäubt, d. h. daß sich insbesondere beim Anfahren, aber auch in vollem Betrieb, Quecksilberteilchen vom Ring ablösen. Hierbei können sie an Stellen der Maschine geschleudert werden, wo sie Kurzschluß machen können. Dies ist weniger der Fall bei Einrichtungen nach der Erfindung, wo ¹ der Vollring feststeht und der Hohlring sich dreht und wo letzterer dem Flüssigkeitsring eine Winkelgeschwindigkeit erteilt, die viel näher an derjenigen des umlaufenden Ringes liegt, als wenn der Hohlring feststeht und der Vollring umläuft. Davon hängt aber die Widerstandsfähigkeit des Flüssigkeitsringes ab.In the full ring, the liquid particles tend to fly away from the full ring and thereby loosen their contact with the full ring, which should keep them rotating. If, on the other hand, the hollow ring revolves, the fluid particles, due to their centrifugal force, tend to press themselves more and more intimately against its inner surface, which keeps the particles rotating. At the same time, they try to detach themselves from the full ring, the fixed surface of which has a braking effect on their rotation. In addition, the wetted, i.e. the driving surface of the hollow ring is larger than that of the full ring. In the case of contact devices with a fixed hollow ring and a circumferential full ring, the observation can be made that the mercury is easily atomized on the free surface, ie that mercury particles detach from the ring, especially when starting up, but also during full operation. They can be thrown at points on the machine where they can short-circuit. This is less the case with devices according to the invention, where ¹ the full ring is stationary and the hollow ring rotates and where the latter gives the liquid ring an angular velocity which is much closer to that of the rotating ring than when the hollow ring is stationary and the solid ring is rotating. The resistance of the liquid ring depends on this.

Im Gegensatz zu bekannten Einrichtungen, wo zwar der Hohlring umläuft, aber der Strom mittels feststehender Kontaktmesser abgenommen werden muß, braucht bei einer nach der Erfindung ausgeführten Vorrichtung der Quecksilberring die einmal angenommene Querschnittsform nicht dauernd zu ändern.In contrast to known devices, where the hollow ring rotates, but the current must be removed by means of a fixed contact knife, needs to be replaced by one The device embodied in the invention of the mercury ring once adopted Cross-sectional shape not to change continuously.

Eine nach der Erfindung ausgebildete Stromleitvorrichtung ist also betriebssicherer als jene bekannten Vorrichtungen.A current conducting device designed according to the invention is therefore more reliable than those known devices.

Der Stromübergang kann vom treibenden Läufer zum übrigen Teil der Maschine oder umgekehrt stattfinden. Besondere Anwendung bieten dem Erfindungsgegenstand Unipplargetriebe. The current transfer can be from the driving rotor to the rest of the machine or take place in reverse. Unipplar gears offer special applications for the subject of the invention.

Die Zeichnung behandelt ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes, und zwar zeigt Fig. ι in der oberen Hälfte den Längsschnitt, in der unteren Hälfte die Außenansieht einer Unipolarmaschine. Die Fig. 2 und 3 sind Einzelteile zur Maschine nach Fig. i.The drawing deals with an exemplary embodiment of the subject matter of the invention, namely Fig. ι shows the longitudinal section in the upper half, the outer view in the lower half a unipolar machine. FIGS. 2 and 3 are individual parts of the machine according to FIG.

Die in Fig. 1 dargestellte Maschine besteht der Hauptsache nach aus dem auf der treibenden Welle 1 sitzenden drehbaren Anker 2 und dem feststehenden Gehäuse. Der Anker besteht hauptsächlich aus einem zylindrischen Eisenblock, dessen Umfang in der Mitte eine ringsumlaufende Vertiefung 4 aufweist. Die links und rechts dieser Vertiefung stehengebliebenen Ringansätze 5 und 6 tragen links und rechts je einen kupfernen Hohlring 7 bis 10 mit nach der Achse hin offener U-Querschnittsform. In deren Hohlräume ist so viel Quecksilber gegossen, daß es bei Vollbetrieb einen vollen Flüssigkeitsring, bildet. In dieselben greifen ringsum geschlossene, am feststehenden Gehäuse befestigte Kupferringe 11 bis 14, welche den Stromübergang zwischen Läufer und Gehäuse vermitteln. In das Gehäuse sind zwei zahnartig ineinandergreifende Leitungsstücke 15 und 16 eingesetzt, welche in den Fig. 2 und 3 in etwas größerem Maßstab besonders herausgezeichnet sind. Derartige, aus Kupferlamellen zusammengesetzte, sogenannte Stromkreuzungsstücke sind bekannt. Das feststehende Gehäuse ist aus dem eisernen Mittelstück 3, zwei seitlichen Kupferringen 17 und 18 und den Endschildern 19 und 20 zusammengesetzt, so, daß es, im Längsquerschnitt gesehen, wohl den elektrischen, nicht aber einen magnetischen Strom leiten kann. Die Einsatzringe 21 bis 24 sind Isolatoren gegen elektrischen Strom.The machine shown in Fig. 1 consists mainly of the one on the driving Shaft 1 seated rotatable armature 2 and the fixed housing. The anchor consists mainly of a cylindrical iron block with a circumference in the middle having circumferential recess 4. The ones left and right of this depression Ring extensions 5 and 6 each have a copper hollow ring 7 to 10 on the left and right with a U-shaped cross-sectional shape that is open towards the axis. So much mercury has been poured into their cavities that it is at full operation a full ring of liquid. These are gripped all around by closed ones that are fixed Housing attached copper rings 11 to 14, which the current transfer between the rotor and convey housing. In the housing are two tooth-like interlocking line pieces 15 and 16 used, which in Figs. 2 and 3 on a slightly larger scale are particularly distinguished. Such, so-called, composed of copper lamellas Current crossing pieces are known. The fixed case is made of iron Middle piece 3, two lateral copper rings 17 and 18 and the end shields 19 and 20 assembled, so that, seen in a longitudinal cross-section, it is probably electric, not but can conduct a magnetic current. The insert rings 21 to 24 are insulators against electricity.

Während des normalen Betriebes nimmt der von einer Verbrauchsstelle zurückkehrende, mittels des Kabels 25 wiederum in die Maschine eingeführte elektrische Strom den folgenden, durch eine dickpunktierte Linie angedeuteten Weg: Vom linken Gehäuseschild 19 in den Kupferring 17, durch„das linke Ende des Gehäusestückes 3 in den kupfernen Einsatzring 26, durch das eine Kreuzungsstück 15 zum Kupferring 13, durch das Quecksilber hindurch zum umlaufenden Hohlring 9, durch den rechten Ringansatz 6 des Ankers 2 hindurch zum umlaufenden Hohlring 10, durch das Qucksilber zum feststehenden Ring 14, durch den Kupferring 18, das rechte Ende des Gehäüsemittelstückes 3 in den kupfernen Einsatzring 27, in das mit ihm stellenweise in Berührung stehende Kreuzungsstück 16 (Fig. 3), in den feststehenden Kupferring 12, durch das Quecksilber zum umlaufenden Hohlring 8 in das linke Ende 5 des Ankers 2 hinein, beim Hohlring 7 durch das Quecksilber, aus diesem heraus in den feststehenden Ring 11 und dann durch das Kabel 28 wieder zur Verbraüchsstelle. In den mittleren Gehäuseteil ist ferner die feststehende Erregerwicklung 29 eingesetzt, die von der Batterie 30 gespeist wird ■ und deren Strom mittels des Reglers 31 geregelt werden kann. Die Wicklung 29 erzeugt ein Magnetfeld, dessen Kraftlinien den in Fig. ι durch den dick gestrichelten Linienzug angedeuteten Kreislauf a-h-c-d-a nehmen. Die magnetischen Kraftlinien schneiden auf diesem Weg den im Läufer fließenden elektrischen Strom zweimal, und zwar bei b und bei d, und weil diese Stellen hintereinander geschaltet sind; wird die Stromspannung verdoppelt. Es sei besonders hervorgehoben, daß der Erfindung gemäß die in die Hohlringe 7, 8, 9 und 10 eingreifenden Ringe 11, 12, 13 und 14 je für sich ringsum den gleichen Querschnitt besitzen, also geschlossene Ringe und keine Messer sind, wie bei den bekannten Maschinen mit umlaufenden Hohlringen.During normal operation, the electrical current returning from a point of consumption and again introduced into the machine by means of the cable 25 takes the following path, indicated by a thick-dotted line: From the left housing shield 19 into the copper ring 17, through "the left end of the housing section 3 in the copper insert ring 26, through which a crossover piece 15 to the copper ring 13, through the mercury to the circumferential hollow ring 9, through the right ring attachment 6 of the armature 2 to the circumferential hollow ring 10, through the mercury to the stationary ring 14, through the copper ring 18, the right end of the housing middle section 3 into the copper insert ring 27, into the intersection 16 (Fig. 3) which is in contact with it in places, into the fixed copper ring 12, through the mercury to the circumferential hollow ring 8 in the left end 5 of the armature 2 , at the hollow ring 7 through the mercury, out of this into the fixed ring 11 and then through there s Cable 28 back to the point of consumption. The stationary excitation winding 29, which is fed by the battery 30 and whose current can be regulated by means of the controller 31, is also inserted in the middle housing part. The winding 29 generates a magnetic field whose lines of force take the circuit ahcda indicated by the thick dashed line in FIG. The magnetic lines of force cut the electric current flowing in the rotor twice, namely at b and at d, and because these points are connected in series; the voltage is doubled. It should be particularly emphasized that, according to the invention, the rings 11, 12, 13 and 14 engaging in the hollow rings 7, 8, 9 and 10 each have the same cross-section all around, that is, closed rings and not knives, as in the known ones Machines with rotating hollow rings.

Claims

Patent claim: ⁸ p

Liquid contact for electrical machines, especially unipolar machines which a full ring is immersed in a hollow ring containing mercury, thereby characterized in that as with the similar current connection devices with blade contact the hollow ring participates in aiii rotation of the machine. :

1 sheet of drawings.