DE310290C

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Publication number: DE310290C
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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

Schon wiederholt sind Unipolarmaschinen vorgeschlagen und gebaut worden, denn sie bieten gegenüber den gewöhnlichen Gleichstrommaschinen in mancher Hinsicht bedeutende Vorteile. So fällt z. B. der Polwechsel weg, die Maschinen können mit großen Geschwindigkeiten laufen, auch werden die Unipolarmaschinen in mechanischer und elektrischer Hinsicht einfacher als andereUnipolar machines have been proposed and built repeatedly because they offer in some respects significant features compared to the usual DC machines Advantages. So falls z. B. the pole change away, the machines can with high speeds run, and the unipolar machines are mechanically and electrically simpler than others

ίο Gleichstrommaschinen.ίο DC machines.

Ein Nachteil fast aller Unipolarmaschinen ist aber der, daß man mit ihnen nur eine verhältnismäßig niedrige Spannung erzeugen kann. Dem kann bis zu einem gewissen Grade dadurch abgeholfen werden, daß man mehrere Ankerleiter mittels nicht induzierter Rückleiter in Reihe schaltet.A disadvantage of almost all unipolar machines is that you can only use one relatively can generate low voltage. This can be remedied to a certain extent by having several Armature conductor connected in series by means of non-induced return conductors.

Bei der einen Bauart wird dies erreicht, indem man die Enden jedes Ankerleiters oder einer Gruppe von Ankerleitern an Schleifringe anschließt. Die Schleifringe, welche in größerer Zahl vorhanden sind, werden mittels Bürsten und nicht induzierter Rückleiter entsprechend hintereinander geschaltet. Dies ergibt aber eine große Baulänge des Läufers.In one design, this is achieved by removing the ends of each armature conductor or a group of armature conductors connected to slip rings. The slip rings, which are in If larger numbers are available, brushes and non-induced return conductors are used accordingly connected in series. However, this results in a large overall length of the rotor.

Bei einer zweiten Bauart werden die Ankerleiter an die Stege zweier durch den Kraftfluß getrennter Kollektoren angeschlossen. Die umlaufenden Ankerleiter werden mit den feststehenden Rückleitern zu einer fortlaufenden Wicklung zusammengeschaltet, deren Pole einander diametral gegenüberliegen. Wird nur eine niedrige Spannung verlangt, so kann die Wicklung auch in mehrere Teile unterteilt werden. Die Verbindung der umlaufenden Ankerleiter mit den feststehenden Rückleitern wird durch Bürsten hergestellt, deren Teilung mindestens gleich sein muß einer Kollektorteilung vermehrt um die Bürstenbreite. In a second design, the armature conductors are connected to the webs of two collectors separated by the flow of force. The surrounding armature conductors are connected to the fixed return conductors to form a continuous winding, the poles of which are diametrically opposite one another. If only a low voltage is required, the winding can also be divided into several parts. The connection of the surrounding armature conductors with the fixed return conductors is made by brushes, the division of which must be at least equal to a collector division increased by the width of the brush.

L ο t ζ gibt im Patent 290592 eine Schaltung an, durch die er eine noch höhere Spannung erreichen will, indem er die Anzapfung an zwei einander gegenüberliegenden Punkten vermeidet und die Pole unmittelbar nebeneinander legt. Um zwischen den beiden Ankerleitern entgegengesetzter Polarität, welche volle Spannung gegeneinander haben, genügend Isolation zu erhalten, läßt er eine oder mehrere benachbarte Bürsten weg.L ο t ζ gives a circuit in patent 290592 through which he wants to achieve an even higher tension by tapping the at two opposite points and the poles directly next to each other lays. In order to connect the two armature conductors of opposite polarity, which have full tension against each other, To obtain sufficient insulation, he leaves out one or more adjacent brushes.

Allen diesen Maschinen ist die schlechte Zugänglichkeit der Bürsten gemeinsam, denn wenn man die Maschine gut ausnutzen will, so muß man die Bürsten am ganzen Umfang des Kollektors bzw. der Schleifringe verteilen. Andererseits kann man im Joch, das zum Rückschluß der Kraftlinien dient, nicht genügend viele Öffnungen anbringen, durch welche man die Bürsten bedienen könnte, weil man durch zahlreiche Löcher den magnetisehen Querschnitt zu stark schwächen würde.What all these machines have in common is the poor accessibility of the brushes, because if you want to make good use of the machine, you have to use the brushes all around of the collector or the slip rings. On the other hand, one can in the yoke that for Inference of the lines of force is used, do not make enough openings through which you could use the brushes because you can see the magnet through numerous holes Would weaken the cross-section too much.

Diese Übelstände werden vermieden. durch die Erfindung, welche eine Verdrehung der Bürsten am Umfang des Kollektors ermöglicht. .These evils are avoided. by the invention, which is a twisting of the Brushing on the circumference of the collector allows. .

Das Bürstenjoch besteht nach Fig. 1 und 2The brush yoke consists of FIGS. 1 and 2

aus Gußeisen- oder Stahlgußsegmenten C₁ bis C₁₂. Diese werden durch einen Stahlzylinder d zusammengehalten.made of cast iron or cast steel segments C ₁ to C ₁₂ . These are held together by a steel cylinder d .

Sowohl gegen diesen Zylinder als auch gegeneinander sind die Segmente isoliert. Bei größeren Spannungen können sie auch noch gegen den Zylinder b isoliert sein.The segments are isolated from this cylinder as well as from one another. In the case of higher voltages, they can also be insulated from cylinder b.

Die Segmente können entweder achsial verlaufen (Fig. 4), oder sie können um eine Bürstenteilung schräg gestellt sein (Fig. 5). An den beiden Seiten werden die Bürstenhalter -angeschraubt, und zwar so, daß zwei durch ein Segment c verbundene Bürsten um eine Bürstenteilung gegeneinander verschoben sind (Fig. 4 und 5).The segments can either run axially (Fig. 4), or they can be inclined by a brush pitch (Fig. 5). The brush holders are screwed onto both sides in such a way that two brushes connected by a segment c are shifted against one another by one brush pitch (FIGS. 4 and 5).

Aus den Fig. 4 und 5 ergibt sich auch der Stromveiiauf. Der Strom wird bei zwei benachbarten Bürsten ^₁ und e_s der Maschine zugeführt, fließt in zwei Zweigen von ^₁ und e_s durch die Ankerleiter α entsprechend den gestrichelten Linien zu den Bürsten e₂ und e₄, von diesen entsprechend den schwachen, vollen Linien durch C₂ und C₁₂ zurück zu den Bürsten e₅ und e_2St, fließt von diesen wieder durch die Ankerleiter zur andern Maschinenseite usw. Zum Schlüsse tritt der Strom bei e₁₄ und e₁₆ aus. Man kann den Strom auch entsprechend den strichpunktierten Linien (Fig. 4) zuführen oder abnehmen.The flow chart can also be found in FIGS. 4 and 5. The current is fed to the machine at two adjacent brushes ^ ₁ and e _s , flows in two branches of ^ ₁ and e _s through the armature conductor α according to the dashed lines to the brushes e ₂ and e ₄ , of these corresponding to the weak, full ones Lines through C ₂ and C ₁₂ back to the brushes e ₅ and e 2St, _{flows from these again through the armature conductors} to the other side of the machine, etc. Finally, the current exits at e ₁₄ and e ₁₆ . The current can also be supplied or removed in accordance with the dash-dotted lines (FIG. 4).

Das Bürsten j och ist auf Kugel- oder Rollenlagern k gelagert, so daß man es zwecks Einsteilens der Bürsten drehen kann. Bei einer Maschine nach Fig. 1 kann man das Bürstenjoch nur während des Stillstandes der Maschine verdrehen.The brush yoke is mounted on ball or roller bearings k so that it can be rotated for the purpose of adjusting the brushes. In a machine according to FIG. 1, the brush yoke can only be rotated while the machine is at a standstill.

Es kann jedoch auch erwünscht sein, daß man sämtliche Bürsten auch während des Betriebes beobachten oder nachstellen kann. Diese Forderung läßt sich leicht verwirkliehen, indem man auf beiden Seiten des Bürstenjoches einen isolierten Schleifring aufsetzt, an welchen man den Anfang bzw. das Ende der Wicklung anschließt. Von dem einen Schleifring wird der Strom mittels eines Schleifkontaktes abgenommen, zum andern wird er zugeführt.However, it may also be desirable that all brushes are also used during operation can observe or readjust. This requirement can easily be realized by placing an insulated slip ring on both sides of the brush yoke, to which one connects the beginning or the end of the winding. The current is supplied by one of the slip rings one sliding contact removed, on the other hand it is fed.

Um bei abgenutztem Kollektor ein Nachstellen der Bürstenhalter zu ermöglichen, sind sie in radialen Führungen verschiebbar.In order to enable the brush holders to be readjusted when the collector is worn out they can be moved in radial guides.

Die Bürsten laufen nicht, wie in .Fig. 1 im Prinzip angedeutet ist, unmittelbar auf den Ankerleitern a. Diese würden zu rasch abgenutzt und sind auch nicht genügend- leicht auswechselbar. Aus diesen Gründen sind leicht auswechselbare Kollektorsegmente S₁ bis .s_is vorgesehen, welche aus hartem Material,- z. B. aus Nickelstahl, bestehen. Der Kontakt zwischen den Leitern α und den Segmenten s wird in einfacher Weise durch Aufpressen der Segmente auf die Leiter hergestellt. The brushes do not run, as in Fig. 1 is indicated in principle, directly on the anchor ladders a. These would wear out too quickly and are also not sufficiently easy to replace. For these reasons, easily replaceable collector segments _{S 1} to _{.s is} provided, which are made of hard material, - z. B. made of nickel steel. The contact between the conductors α and the segments s is established in a simple manner by pressing the segments onto the conductors.

Zusammengehalten werden die Segmente.? durch Schrumpf ringe r. Auch die Stahlzylinder / und f\ werden zu diesem Zwecke benutzt. . . . .The segments are held together. through shrink rings r. The steel cylinders / and f \ are also used for this purpose. . . . .

Wird für die Segmente s Material von geringem, magnetischem Widerstand verwendet, so werden die Segmente unter den Schrumpfringen r mit Aussparungen versehen, welche verhindern, daß durch die Segmente ein starker Kraftfluß vom Zylinder / nach J₁ oder umgekehrt fließt. Zu demselben Zwecke kann man auch die Isolation zwischen den Segmenten .? und den Zylindern / und f_± besonders stark ausbilden oder zwischen die Segmente s und die Zylinder / und /^Material von großem, magnetischem Widerstand einbauen.If material of low magnetic resistance is used for the segments s , the segments under the shrink rings r are provided with recesses which prevent a strong flux of force from the cylinder / to J ₁ or vice versa from flowing through the segments. For the same purpose one can also use the isolation between the segments. and the cylinders / and f _± develop particularly strong or between the segments s and the cylinders / and / ^ build material of high magnetic resistance.

Zur Kühlung des Kollektors dienen die Nuten I, welche unter den Leitern α von einer Stirnseite des Läufers zur andern führen (Fig-3)· The grooves I, which under the conductors α lead from one end of the rotor to the other, serve to cool the collector (Fig-3).

Claims

Patent Claims:

1. Unipolar machine with several in the segments - two through the magnetic field separate collectors ending anchor ladders through on the collector segments sliding brushes connected to the stationary return conductors are connected in series, characterized in that that the return conductors in their entirety a surrounding the armature, against the fixed magnet system for the purpose of easy revision of the brushes arranged to be rotatable as required - collector-shaped Form body whose segments either run in the direction of the axis or twisted around a brush pitch could be.

2. Unipolar machine according to claim 1, characterized in that the pole brushes are each connected to a slip ring firmly connected to the rotatable brush system, from which the current is abgenom- _lo g men by means of sliding contacts, so that all the brushes through only two holes in the stator can observe and readjust during operation.

For this 1 sheet of drawings.