DE3222450A1

DE3222450A1 - Elektrodynamischer energieumsetzer

Info

Publication number: DE3222450A1
Application number: DE19823222450
Authority: DE
Inventors: Jeroen 2613 Delft Giesselbach; Marinus 1902 Castricum Giesselbach
Original assignee: Gap Gesellschaft fuer Auswertungen und Patente AG
Current assignee: Gap Gesellschaft fuer Auswertungen und Patente AG
Priority date: 1981-11-27
Filing date: 1982-06-15
Publication date: 1983-06-01
Also published as: NL8105385A

Description

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Elektrodynamischer Energieumsetzer

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrodynamischen Energieumsetzer, welcher einen Gleichstromgenerator und einen Gleichstrommotor umfasst, welcher mit dem Generator elektrisch gekoppelt ist.

\Solche elektrodynamische Energieumsetzer sind als "Ward f Leonard" Schaltungen bekannt= Dabei wird der Generator durch einen Dreiphasenmotor oder einen anderen Motor angetrieben. Mit einem solchen Umsetzer kann die Drehzahl s und das Drehmoment des Gleichstrommotors leicht und mit nur wenig Verlusten gesteuert werden, indem die Erregung des Generators und des Motors beeinflusst wird. Durch die Steuerung der Erregung des Generators wird unter der Nomi- - haldrehzahl des Motors gefahren, während bei Drehzahlen über der Nominaldrehzahl die Motorerregung beeinflusst wird. In dieser Weise kann die Drehzahl und das Drehmoment des Motors in einem weiten Bereich beeinflusst werden, und zwar bis zum Stillstand, wobei auch die Drehrichtung geändert werden kann. Aus diesem Grunde werden solche Umformer dort gebraucht, wo die Drehzahlregulierung unbedingt erforderlich ist, z.B. bei Anwendungen mit rasch wechselender Belastung, bei Transportsystemen, Rolltreppen usw.

Ein Nachteil solcher elektrodynamischer Energieumsetzer besteht darin, dass ihre Dimensionen im Verhältnis zur übertragenen Kraft viel zu gross sind. Ferner sind die gebräuchlichen Konstruktionen für den Generator und den Motor relativ kompliziert und bezüglich der Herstellungskosten teuer,

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so dass sie einer grossen Kapitalinvestition bedürfen. Ferner werden beim Generator und Motor wie üblich Kollektoren und Bürsten gebraucht, so dass sie störungsanfällig sind und eine intensive Pflege bedürfen.

Zweck der Erfindung ist, einen elektrodynamischen Energieumsetzer der eingangs beschriebenen Art vorzuschlagen, bei welchem die erwähnten Nachteile beseitigt sind, u.a. durch eine wesentliche Vereinfachung der Konstruktion und durch die Vermeidung des üblichen Kollektors. Der Generator und der Motor können sehr leicht in einem gemeinsamen Gehäuse als kompakte Einheit untergebracht werden.

Der Energieumsetzer nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass sowohl der Generator als auch der Motor einen elektrisch leitenden festen und ununterbrochenen Rotor und mindestens einen Stator mit ununterbrochenen Polen an beiden Seiten des Rotors aufweist, wobei die Statorpole über den· Rotor ein magnetisches Feld erzeugen, so dass im ganzen Rotorkörper zwischen zwei. Rotorteilen eine Spannung induziert wird, wobei die Rotorteile des Generators und des Motors elektrisch leitend miteinander verbindbar sind.

Der vorgeschlagene elektrodynamische Umsetzer basiert auf der direkten Anwendung des Lorenz-Prinzipes, nach welchem, was den Generator betrifft, in einem Leiter eine elektromotorische Kraft entsteht, falls dieser Leiter transversal zu einem magnetischen Feld bewegt wird. Bezüglich des Motors kann gesagt werden, dass in einem Leiter, durch welchen ein elektrischer Strom fliesst und welcher sich in einem magnetischen Feld befindet, eine quer zur Längsrichtung des Leiters gerichtete Kraft entsteht.

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Die Leiter des Generators und des Motors des Energieumsetzers gemäss der Erfindung sind feste Rotoren, die durch feste Wicklungen gebildet werden, wobei diese Rotoren als ein Zusammenschluss von Leitern betrachtet werden können. Falls der Rotor bezüglich des> Stators im magnetischen Feld rotiert, welches den Rotor qu|er umsetzt, so wird einerseits zwischen den Rotorenden des Generators eine elektromotori-

sehe Kraft induziert und Strom erzeugt, welcher andererseits an die Rotorenden des Motors gefördert wird, so dass der Rotor des Motors in seinem entsprechenden magnetischen Feld rotieren wird. Die erzeugte elektromotorische Kraft ist zur Umdrehungsgeschwindigkeit und zur Stärke des magnetischen Statorfeldes direkt proportional.

Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform des vorgeschlagenen elektrodynamischen Energieumsetzers umfasst der Rotor eine feste Rotorscheibe deren innerer Rand mit einer Welle in Verbindung steht, wobei die Welle und die Rotorscheibe

vom Stator umgeben sind, welcher an beiden Seiten der Rotorscheibe ununterbrochene ringförmige Polen aufweist, die gegeneinander gerichtet sind; wobei zwischen ihnen und allgemein achsiai ausgerichtet und in Umfangsrichtung der Welle ein kontinuierliches Magnetfeld quer durch die Scheibe erzeugt wird. Ferner umfasst der Umsetzer elektrische Kollektoren für den inneren und/oder äusseren Rand der Scheibe sowie elektrische Verbindungsmittel, um die Kollektoren der Rotorscheibe des Generators und den Motor miteinander zu verbinden.

Vorzugsweise werden Motor und Generator als eine mechanische Einheit in einem Gehäuse untergebracht, wobei die Generatorteile und die Motorteile die gleichen Abmessungen

aufweisen und die Generaturwelle sowie die Motorwelle in der gleichen Achsrichtung liegen.

So eine Einheit ist sehr kompakt und kann bei niedrigen Kosten hergestellt werden, da der Rotor und der Stator des Motors und des Generators identische Teile aufweisen. Der vorgeschlagene Energieumsetzer kann z.B. die bestehenden Energieumsetzer,die hydraulisch arbeiten, ersetzen.

Eine bevorzugte Ausführung des vorgeschlagenen Energieumsetzers besteht darin, dass jeder Stator zwei parallele Ringscheiben umfasst, zwischen welchen sich die Rotorscheiben befinden, wobei jede Rotorscheibe mindestens teilweise überlappt und die korrespondierende Welle umfasst wird. Die genannten Statorscheiben sind mit ununterbrochenen Ringpolsn versehen, die sich auf der den Rotorscheiben entgegengesetzten Fläche befinden und gegeneinander gerichtet sind. Teile der Stator-Ringscheiben erstrecken sich über die Rotorscheiben und sind durch magnetische Joche miteinander verbunden. Die Joche können im Umfang einheitlich unterteilt zwischen diesen Statorscheiben angeordnet sein und jedes der Joche ist mit einer Erregerwicklung versehen. Es ist aber auch möglich, die Joche ausserhalb des äusseren Umfanges der Statorscheiben anzuordnen und diese als einheitliche Teile auszubilden. Auch in diesem Falle sind Erregerwicklungen um die Teile vorgesehen. Falls solche Stator-Ringscheiben gebraucht werden, so sind am inneren Rand von zwei Stator-Ringscheiben Lager für die Generatoren- und Motorwelle vorgesehen.

Gemäss einer anderen Ausführung umfasst jeder Stator ein hohles Ringelement mit einer inneren, gegen die Welle gerichteten Ringwand, wobei in dieser ein radialer Schlitz vor-

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handen ist, wobei die entgegengesetsten Ränder des Schlitzes an beiden Seiten der Ringscheibe die Pole bilden. Im Inneren des ringförmigen Hohlraumes des Statorringes kann eine ringförmige Erregerwicklung angeordnet sein.

In bevorzugter Weise besitzt dieser Hohlring einen im wesentlichen viereckigen Querschnitt und unif ~~rt eine in. axialer Richtung einseitig offene Rinne, wobei eine Kii.y * scheibe die Rinne an ihrer offenen Seite abschliesst und wobei die innere Seitenwand der ringförmigen Rinne kürzer ist als die äussere Seitenwand. Der Rand dieser kürzeren Seitenwand bildet einen ringförmigen Pol, während die entgegengesetzt angeordnete ringförmige Fläche der Verschluss-Ringscheibe den anderen ringförmigen Pol bildet, zwischen welchen Polen die Rotorscheibe Aufnahme findet.

Der vorgeschlagene Energieumsetzer kann in noch kompakterer Weise ausgeführt werden, falls die Stator-Ringscheiben des Generators und des Motors axial nebeneinander ausgerichtet sind und falls die benachbarte Stator-Ringscheibe des Motors und des Generators zu einer einzigen Stator-Ringscheibe vereint sind, wobei diese gemeinsame Stator-Ringscheibe an beiden Seiten Stator-Ringpole aufweist. Eine Erregerwicklung, welche die Welle umfasst, kann um den anderen Rand jeder der vorstehenden Pole der gemeinsamen Stator-Ringscheibe angeordnet werden.

Die Verwendung von festen Rotorscheiben erlaubt den Gebrauch von sehr wirksamen Kollektoren. Zu diesem Zwecke wird der äussere Rand jeder Rotorscheibe in einem ümfangskanal untergebracht, welcher den Rand sehr nah umfasst, wobei der Kanal in einem Kollektorring aus elektrisch

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leitendem Material errichtet wird. Vorteilhafter Weise
wird der Kanal mit einer elektrisch leitenden Flüssigkeit
gefüllt, wie z.B. Quecksilberelektrolyt, welche Flüssigkeit durch die rotierende Scheibe verdrängt wird, so dass
der ganze Raum zwischen dem äusseren Rand und der inneren
Wand des Kanals über den ganzen Umfang mit Flüssigkeit gefüllt wird. Ein solcher mit einer elektrisch leitenden
Flüssigkeit gefüllter Kollektor kann sehr hohe Ströme ertragen.

Die Kollektoren für die inneren Ränder der Scheiben sind
so ausgebildet, dass die Rotorscheiben des Generators und

des Motors mit elektrisch leitenden Naben . verbunden sind,

f welche an ihren freien Enden mit je einer kurzen auswärts ge- |

richteten Ringscheibe in Verbindung stehen. Die kurzen Ring- |

scheiben sind nahe beieinander angeordnet, wobei ihre aus- |

seren Ränder sich in einem ümfangskanal befinden, der die- f.

se Ränder eng umfasst» Dieser Kanal wird durch einen ge- |

meinsamen Kollektorring aus elektrisch leitendem Material 1

gebildet. Auch dieser Kanal ist mit einer elektrisch lei- ^l

tenden Flüssigkeit gefüllt, mittels welcher, bei rotieren- % der Scheibe, zwischen dem Kollektorring und der gesamten ^ Aussenfläche der kürzeren Ringscheiben eine elektrische 1

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Verbindung hergestellt wird. Diese Flüssigkeit bildet fsr- ']

ner die elektrische Verbindung zwischen den inneren Rändern I

der rotierenden Scheiben. Die elektrische Verbindung für _:1

die äusseren Ränder der rotierenden Scheiben wird Vorzugs- |

v/eise durch eine elektrisch leitende Verbindungsröhre ge- f bildet, welche,mit einer elektrisch leitenden Flüssigkeit

gefüllt, die äusseren Ränder der Rotorscheiben miteinander S

in Kontakt bringt. %

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Eine weitere bevorzugte Ausführungsform besteht darin, dass der Rotor die Gestalt eines Hohlzylinders mit festen Wänden annimmt, welcher Hohlzylinder durch radiale Tragelemente mit einer Welle in Verbindung steht, wobei der Stator ununterbrochene zylindrische Polflächen besitzt, die an beiden Seiten der zylindrischen Wand des Rotors angeordnet und gegeneinander gerichtet sind. Zwischen diesen Polflächen wird ein kontinuierliches, radial gerichtetes magnetisches Feld erzeugt, welches die Welle in der ümfangsrichtung umgibt und die zylindrischen Rotorwände zwischen den Polflächen transversal überquert.

Der Umsetzer umfasst ferner elektrische Kollektormittel für das Ende oder für die Enden des Rotorzylinders, sowie elektrische Verbindungsmittel,um die Kollektormittel des Rotorzylinders des Generators mit dem Rotorzylinder des Motors zu verbinden.

Bei dieser bevorzugten Ausführung wird der Rotor schalenförmig ausgebildet, wobei der Schalenboden zentral mit einer Welle verbunden ist, während der Stator einen zylindrischen äusseren Teil und einen zentralen Kern besitzt, dessen auf einer Seite angeordneten Enden magnetisch miteinander verbunden sind. Die anderen Enden des äusseren Teils und des zentralen Kerns bilden die Polflächen, die radial einander gegenüber angeordnet sind. Die zylindrische Rotorwand erstreckt sich in axialer Richtung in einen Luftspalt, welcher so gebildet wurde. Die Kollektoren des Rotors arbeiten einerseits mit dem Schalenboden und andererseits mit den entgegengesetzt angeordneten offenen Rändern des Rotorzylinders zusammen.

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Schliessllch kann der Rotor dieser Ausbildung zwei koaxiale Zylinder enthalten, wobei jeder mit dem anderen am axialen Ende elektrisch und mechanisch mit Hilfe einer Ringscheibe gekoppelt ist, welche Ringscheibe auf einer zentralen Welle angeordnet ist. Der Stator umfasst in diesem Falle drei koaxiale Zylinder, von denen jeder an einem axialen Ende magnetisch mit dem anderen verbunden ist und die entgegengesetzten freien Enden zwei koaxial angeordnete Statorspalte bilden. Jede dieser Spalten nimmt einen der Rotorzylinder auf. Die magnetischen Felder in diesen beiden koaxialen zylindrischen Statorspalten und in den Rotorzylindern sind entgegengesetzt gerichtet, so dass in den beiden Rotorzylindern entgegengesetzt gerichtete Spannungen induziert werden, wobei die Summe der beiden induzierten Spannungen von ihren freien äusseren Rändern abgelenkt werden.

Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnungen näher erläutert, welche einige Ausführungsformen darstellen. Es zeigen:

Fig. 1 einen Axialschnitt durch einen Energieumsetzer;

Fig. 2 einen Axialschnitt durch eine erste Variante des Energieumsetzers;

Fig. 3 eine weitere Variante zu Fig. 1, bei welcher die Statorerregung auf einem anderen Wege gelöst ist;

Fig. 4 eine weitere Ausführung eines elektrodynamischen ümwandlers -_t

Fig. 5 einen Radialschnitt durch einen elektrodynamischen Umwandler, bei welchem der Stator auf einem anderen Wege erregt wird und

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Pig. 6 einen Querschnitt durch eine weitere Variante, bei welcher anstelle von Rotorscheiben Rotorzylinder gebraucht werden.

In der Fig. 1 ist ein Axialschnitt einer ersten Ausführung eines elektrodynamischen Umsetzers dargestellt, wobei der Motor und der Generator in einem gemeinsamen Gehäuse 10 untergebracht sind, dessen äussere Wand eine zylindrische f f^fr ' ''SV ^-^J„ Form aufweisen kann. Der Generatorteil ist in der linken s "-'S Hälfte und der Motorteil in der rechten Hälfte des Gehäuses t , &> , 10 untergebracht.

f ,, 'Die wichtigsten Teile des Motors und des Generators sind die Generatorscheibe 1, die Motor-Rotorscheibe 11 bzw. die Generator-Statorpole 2 und die Motor-Statorpole 12. Die Generator-Rotorscheibe 1 ist an der Eingangswelle 3 befestigt, während die Motor-Rotorscheibe 11 an der Ausgangswelle 6 •festgemacht ist. Der Stator des Generators und des Motors umfasst zwei Statorscheiben 13, 14, 15 und 16. Die beiden Statorscheiben des Generators und des Motors sind durch starke zylindrische Joche 17 und 18 gesichert, welche ausserhalb der Scheiben 1 und 11 zwischen den Statorscheiben gleichmässig verteilt installiert sind. Jedes der Joaiie ist mit einer Erregerwicklung 4 versehen.

Innen vorstehende Kanten der Statorscheiben 13 bis 16 tragen in der Generatorabteilung die Lager 19, 20 und in der Motorabteilung die Lager 21, 22, welche Lager die Generatorwelle 3 und die Motorwelle 6 umfassen.

Die Generator-Rotorscheibe 1 ist auf der GeneratorweXle 3 und die Motor-Rotorscheibe 11 auf der Motorwelle 6 befestigt. Diese Scheiben bestehen aus Kupfer oder aus einem

anderen elektrisch gut leitenden Material, während die Abmessungen bezüglich der Dicke vom Stromdurchgang abhängig sind.

Nach der Ausführung in der Fig. 1 ist die Generator-Rotorscheibe 1 elektrisch mit der Motor-Rotorscheibe 11 verbunden, z.B. durch Kohlenbürsten 8 und 9, die mit den äusseren Rändern der Scheiben 1 und 11 in Berührung stehen. Da diese Scheiben 1 und 11 fest und elektrisch leitend an den Wellen 3 und 6 angeordnet sind, kann zwischen diesen Scheiben und den Wellen Strom fHessen. Da die gegenseitige Rotation der beiden Wellen möglich sein muss, ist eine Kohlenbürste-Verbindung 5 vorgesehen, welche eine Feder 23 und eine Kohlenbürste 24 umfasst. Die Feder 23 ist in einer Ausnehmung der Generatorenwelle 3 angeordnet und presst die Kohlenbürste 24 gegen die flache Stirnseite der Motorwelle Die weiteren Kohlenbürsten 8 und 9 für die äusseren Ränder sind durch einen flachen streifenförmigen Leiter 7 miteinander in Verbindung.

Eine Erregung der Erregerwicklungen der Joche 17 und 18 erzeugt ein magnetisches Feld im Stator des Generators und des Motrs. Das Feld läuft durch die Joche 17 und 18 über eine der Statorscheiben 13 und 14 weiter über eine der Statorscheiben 15 und 16 zu einem der Pole 2 oder 12, welche zu der entsprechenden Scheibe gehört,, Anschliessend erreicht das magnetische Feld die entgegengesetzten Pole 2 und 12 des Motors und überquert die Rotorscheiben 1 bzw. Der magnetische Kreis wird durch die andere Statorscheibe geschlossen, welche wiederum magnetisch mit den Jochen 17 und 18 verbunden ist.

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Die Pole 2 und 12 sind vorzugsweise als nichtunterbrochene Ringe 2 und 12 ausgebildet, so dass ein gleichförmiges homogenes Feld zwischen den Enden derselben erzeugt wird. Wenn die Generatorwelle 3 angetrieben wird und die entsprechende Scheibe 1 rotiert, so wird das erzeugte Feld eine Spannung in dieser Scheibe zwischen dem inneren mit der Welle 3 verbundenen Rand und dem äusseren mit den Kohlenbürsten 8 verbundenen Rand induzieren.

Bei der gezeigten Anordnung sind die äusseren und inneren Ränder der Scheiben 1 und 11 des Generators bzw. des Motors elektrisch miteinander verbunden. Durch die-elektromotorische Kraft, welche in der Statorscheibe erzeugt wird, entsteht ein Strom, welcher die ganze Scheibe radial vom inneren Rand zum äusseren Rand oder umgekehrt durchquert. Auch im Motor wird ein

magnetisches Feld erzeugt, und zwar durch die Erregerwicklungen 4, welches Feld die Endteile der Pole 12 und die . Rotorscheibe 11 durchquert. Durch die Kombination der radialen elektrischen Ströme in dieser Scheibe 11 und das transversale Feld zwischen den Polen 12 werden Umfangskräfte erzeugt,welche auf diese Scheibe quer zu den radialen Strömen wirken, so dass die Rotorscheibe sich zu drehen beginnt und die Rotorwelle 6 antreibt.

Die Steuerung der Umdrehungszahl des Motorteils kann in ähnlicher Weise wie beim Ward-Leonardsystem erfolgen durch Erregung der Statorwicklungen des Generators und der Statorviicklungen 4 des Motors.

Der beschriebene Energieumsetzer ist sehr einfach konstruiert, benötigt praktisch dieselben Teile für den Motor wie für den Generator, so dass die Teile sehr billig hergestellt und

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für jede gewünschte Kapazität und für die gewünschte Umdrehungszahl ausgelegt werden können.

Die Spannungen und Ströme,die in diesen Rotorscheiben erzeugt werden, können mit den Spannungen und Strömen verglichen werden, die in Dreiphasen-Ringschlussankermotoren erzeugt werden. Elektrisch und magnetisch ist der vorgeschlagene Energieumsetzer ein Glexchstromapparat, so dass für den Stator und Motor eine Konstruktion ohne Lamellen, z.B. eine Gussausführung, gewählt werden kann, welche hohe Umfangsgeschwindigkeiten erlaubt.

Es ist selbstverständlich, dass der vorgeschlagene Energieumsetzer nicht nur in der dargestellten horizontalen Lage (Fig. 1), sondern auch mit vertikal angeordneter Welle gebraucht werden kann.

Die mechanische Verbindung zwischen dem Generator und Motor, welche der in der Fig. 1 gezeigten Ausführung entspricht, ist nicht unbedingt notwendig. Es ist auch möglich, den Generatorenteil und den Motorenteil ohne mechanische Verbindungen zu gebrauchen, wobei ein Generatorenteil mit mehreren Motorteilen zusammenwirken kann.

In der aus der Fig. 1 ersichtlichen Ausführung sind die beiden Teile in einem Gehäuse 1Ü untergebracht, so dass die beiden Statorteile miteinander starr verbunden sind» Es ist aber auch eine Ausführung möglich, bei welcher die Wellen nicht rotieren, während die Statorteile voneinander unabhängig drehbar sind. Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass eine feste Welle und ein drehbarer Stator nur im Motor verwendet wird. Diese Ausführung ist vorteilhaft, wenn der Umsetzer zum Antrieb einer Welle eines Fahrzeuges

verwendet wird, wobei ein Wellenkranz mit dem Etator verbunden wird. Bei einem Vierradantrieb ist es möglich, class jedes Rad durch einen Motorteil wie beschrieben angetrieben wird.

Es ist nicht notwendig, dass sowohl der Generatorteil als auch der Motorteil einen elektrisch erregten Stator besitzt. In einem der beiden Statoren kann ein Permanentmagnet gebraucht werden.

In der Fig. 2 ist ein Axialschnitt durch eine modifizierte Ausführung des vorgeschlagenen Energieumsetzers darges-tellt, wobei die entsprechenden Teile die gleichen Bezugszeichen tragen wie in Fig. 1.

Die Rotorscheiben 1 und 11 sind wiederum auf Wellen 3 und angeordnet, wobei die Rotorscheibe 1 zwischen den Statorpolen 2 des Generators und die Rotorscheibe . 11 zwischen den Statorpolen 12 des Motors rotiert. Die Wellen sind in Lagern 19 bis 22 gelagert, die nicht mehr auf den vorstehenden Rändern der Statorscheiben, sondern in speziellen Lagergehäusen 25 und 26 untergebracht sind.

Der Stator des Generators und des Motors sind als Hohlringe 27 bzw. 28 ausgebildet und aus je einer U-förmigen Eingnute 29 bzw. 30 und aus einer Statorscheibe 31 bzw. 32 geformt, welche die U-förmigen Teile 29 bzw. 30 abschliessen. Die inneren Seitenwände 33 bzw. 34 der U-förmigen Teile 29 bzw. 30 sind kürzer als die oberen Wände derselben. Die einwärts gerichteten Seiten der Statorscheiben 31, 32, die die U-förmigen Teile 29 bzw. 30 umschiiessen, sind als Polstücke ausgebildet und gegen die Fläche der kürzeren Seitenwände 33 bzw. 34 gerichtet. In dieser Weise wird zwischen den Knden

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der Wände 33 und 34 einerseits und den Polstücken an der Innenseite der Stator-Ringscheiben 31 und 32 andererseits

ein Spalt gebildet, welcher von einem magnetischen Feld transversal durchquert werden kann. In diesem schmalen ringförmigen Spalt, der durch die ringförmigen Teile 29 und ' und durch die· Statorscheiben gebildet wird, werden Erregerwicklungen 35 und 36 angeordnet.

Wie aus den Figuren ersichtlich ist, rotiert ein Teil der Rotorscheiben 1 und 11 im zwischen den Statorpolen gebildeten Spalt. Die Arbeitsweise dieser Ausführung ist ähnlich wie die Arbeitsweise der Ausführung nach Fig. 1.

Bei der Ausführung nach Fig. 2 werden andere Kollektoren gebraucht. Sowohl im für die Statorwicklungen 35 vorgesehenen Spalt als auch im für die Motorwicklungen 36 vorgesehenen Spalt verbleibt ein Ausschnitt für sogenannte Kollektorringe 37, 38, die Kanäle 39 bzw. 40 aufweisen, in welchen die äusseren Ränder der Scheiben 1 und 11 Aufnahme finden. Zwischen den Kollektorringen 37 bzw. 38 sind hohle oder feste elektrische Verbindungsstücke 41 angeordnet, von welchen in der Fig. 2 nur zwei Stücke ersichtlich sind. Die Verbindungsstücke 41 reichen mit ihren geschlossenen oder offenen Enden in die Kanäle 39 bzw. 40. Durch die Leitungen 43, 44 der Kanäle 39 und 40 werden diese mit einer elektrisch leitenden Flüssigkeit, wie z.B. Quecksilber, gefüllt, welche sich allgemein im unteren Teil sammelt, beim Stillstand und wenn der umsetzer die aus der Fig. 1 ersichtliche vertikale Position einnimmt, in welcher die Wellen 3 und 6 horizontal verlaufen.

Sobald jedoch die Scheiben 1 und 11 zu rotieren anfangen, wird das Quecksilber mit den Scheiben weggetragen, wobei

jedoch zusätzliches Quecksilber durch die Leitungen 43 und 44 zufliesst, so dass der ganze Umfang des Scheibenrandes und, wenn notwendig, das ganze Verbindungsstück 41 vollständig mit Quecksilber gefüllt bleibt. Falls hohle Verbindungsstücke 41 Verwendung finden, so wird das Quecksilber unter Wirkung der Zentrifugalkraft in dieses Verbindungsstück gedrängt, so dass dieses vollständig mit Quecksilber gefüllt wird, wodurch eine elektrisch sehr gut leitende Verbindung zwischen den äusseren Rändern der Scheiben entsteht. Wenn nötig, so kann zusätzlich Quecksilber nachgefüllt werden, um die hohlen Verbindungsstücke vollständig zu füllen.

Die elektrisch leitende Flüssigkeit ist keinesfalls auf Quecksilber beschränkt, da auch andere elektrisch leitende Flüssigkeiten und Elektrolyte gebraucht werden können.

Für die elektrische Verbindung der inneren Scheibenränder kann eine ähnliche Konstruktion gebraucht werden, welche etwas abgewandelt wird, da die Zentrifugalkraft zur Verteilung des Quecksilbers über den Umfang gebraucht wird. Die •Scheiben 1 und 11 umfassen Nabenteile 45 und 46, welche einteilig aus den Scheiben geformt und mit radial auswärts gerichteten kurzen Scheibenteilen 47, 48 versehen sind, deren äusserer Rand sich in einem Schlitz eines Kollektorringes 49 befindet. Der Kollektorring 49 bildet sowohl für den inneren Rand der Generatorscheibe als auch für den inneren Rand der Motorscheibe einen Kollektor. Ein Schlitz 50 ist in diesem Kollektorring 49 vorgesehen, welcher genügend breit ist, die beiden äusseren Ränder der Scheibenteile 47, 48 aufzunehmen, die in kurzem Abstand nebeneinander angeordnet sind. Der Schlitz 50 wird durch eine

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Oeffnung 42 mit Quecksilber gefüllt, welches über die ganze Länge des Schlitzes 50 verteilt wird, wenn die Scheiben rotieren. Falls es notwendig ist, so kann Quecksilber zusätzlich durch die Oeffnung 42 nachgefüllt werden. Mit diesem Kollektorring 49 und mit Quecksilber gefüllten Schlitz 50 wird zwischen den inneren Kanten der Scheiben eine vorzügliche elektrische Verbindung hergestellt, wobei die mechanische Abnützung minimal bleibt.

Der Ring 49 weist ferner Dichtmittel auf, die in Zusammenarbeit mit den Nabenteilen 45 und 46 das Quecksilber zurückhalten. Zwischen dem Generatorenteil auf der linken Seite und dem Motorenteil auf der rechten Seite oder umgekehrt ist ein Distanzstück 53 angeordnet, welches zweckmässigerweise eine Dicke im Verhältnis zum Motorenteil und Generatorenteil aufweist, wie aus der Fig. 2 hervorgeht. Der Generatorenteil, der Motorenteil und das Distanzstück 53 können in einem nicht dargestellten Gehäuse untergebracht sein.

Weitere Varianten der Ausbildung gehen aus den Fig. 3, 4 und 5 hervor.

Fig. 3 zeigt nur den auf der linken Seite vorhandenen Teil des Umformers, d.h. den Generatorenteil, und zwar den Teil, welcher sich über der Eingangswelle 3 befindet.

Der Stator umfasst zwei äussere Statorscheiben 13 und 14 und einen inneren Statorteil 54. Die äusseren Statorteile 13 und 14 weisen wiederum Polstücke 2 auf, die in ringförmiger Anordnung die Welle 3 umfassen.

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Der Generator nach Pig. 3 weist anstelle einer Rotorsctieibe ; zwei Rotorscheiben 1 und 55 auf, die mit der Welle 3 verbunden sind. Gegenüber der Pole neben den Scheiben 1 und 55 sind Pole 56 und 57 angeordnet, welche aus einem Stück mit dem inneren Statorteil 54 bestehen. Auch dieser innere Statorteil 54 mit den Polen 56 und 57 ist in ringförmiger Ausbildung um die Welle 3 angeordnet. Um die ringförmigen !Pole 56 und 57 sind ringförmige Energiewicklungen 58 und 59 # : ff Λ 5angeordnet. Jede dieser Wicklungen erzeugt ein korrespon-,.' 1 _ ' dierendes entgegengerichtetes magnetisches Feld, wie dies aus Fig. 3 hervorgeht. Die magnetisierbare zylindrische Verjf „. bindungsstücke 60 ergänzen den Magnetkreis für beide Wicklungen 58 und 59. In dieser Weise werden in beiden Genera-

"i tor-Rotorscheiben elektromagnetische Kräfte induziert, die einander entgegengesetzt sind. Die Rotorscheiben sind d.iarch die Welle 3 miteinander verbunden, so dass durch Kohlenbürsten oder sonstige Kollektormittel, eine Spannung von den Rändern abgenommen werden kann. Diese Spannung kann dem. nicht gezeigten Motorteil zugeleitet werden, welcher ebenfalls zwei Rotorscheiben aufweisen kann, wie dies ii« Falle des Generatorenteils beschrieben wurde.

Es ist auch möglich, den Generatorenteil nach Fig. 3 in einen Generatorenteil und einen Motorenteil zu unterteilen. In diesem Falle muss die Welle 3 unterbrochen werden, so dass der Wellenteil an der rechten Seite als Ausgangswelle des Motors funktioniert.

Fig. 4 zeigt ähnlich zu Fig. 3 den Generatorenteil, in. welchem jedoch die magnetischen Felder auf anderem Wege erzeugt werden. Zwischen dem inneren Statorteil 54 und der linken Statorscheibe 13 sowie zwischen diesem Statorteil 54 und der rechten Statorscheibe 14 sind Joche 61 angeordnet,

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welche, wie dies in Fig. 1 gezeigt wurde, gleichmässig am Umfang verteilt sind. Jedes Joch ist mit einer Erregerwicklung 58 versehen, so dass das magnetische Feld der
Scheibe 1 zwischen den Polen 2, 56 bzw. 57 erzeugt wird. Auch in diesem Falle sind zwei miteinander elektrisch verbundene Generatorenscheiben 1 auf der Eingangswelle 3 angeordnet. Es ist klar, dass die Erfindung nicht auf maximal zwei Generator- oder Motorscheiben beschränkt ist. Der Motorenteil kann in der gleichen Weise wie der Generatorenteil ausgebildet und zusammen mit dem Generatorenteil in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht werden, wobei jedoch eine separate Anordnung, z.B. in einem Fahrzeug oder in einem Schiff, möglich ist.

Wie aus der Ausführung nach Fig. 3 und auch nach Fig. 4
ersichtlich ist, ist eine unterteilung in einen linken Generatorenteil und einen rechten Motorenteil möglich, wobei die Welle 3 in der Mitte geteilt werden muss, so dass die Motorwelle sich nach rechts erstreckt.

Eine geänderte Ausführung des Stators ist in Fig. 5 gezeigt, Welche sowohl für den Motor als auch für den Generator ge= braucht werden kann. Diese Ausführung zeigt, im Gegensatz zu den vorangegangenen Figuren, einen Radialschnitt von der Frontseite der Statorscheibe aus gesehen. Der Querschnitt ist in den Zwischenraum zwischen der Rotorscheibe und dem Statorpol genommen, welcher in dieser Fig. mit 1 bezeichnet ist. Die Statorscheibe erstreckt sich vom Statorpol 1 in der Richtung der Welle 3, wobei diese mit Hilfe eines Lagers 19 drehbar gelagert ist.

Auf der Aussenseite dieser Statorscheibe sind vier sich
radial erstreckende Streifen 62, 63, 64 und 65 vorgesehen.

Die Enden der Streifen sind für eine Statorscheibe nach innen abgebogen, nach Fig. 5 aus der Ebene dieser Figur. Die flachen Enden dieser Teile sind in der Zeichnung mit 66 und 67 bezeichnet. Zum besseren Verständnis sind auf der rechten Seite der Fig. 5 die Rückseite des Streifens dargestellt, welche sich rückwärts von der Ebene der Figur erstreckt. Dieselbe erscheint in der nach abwärts gerichteten Projektion in der Fig. 5. Jedes flache Ende 66, 67 der gebogenen Streifen 62 bis 65 wirkt mit einer ähnlichen Fläche eines Streifens, der nicht gezeichneten entgegengesetzt angeordneten Statorscheibe. In der Fig. 5 sind mit 68, 69 und 70 Erregerwicklungen bezeichnet, welche um die gebogenen Teile der beiden Statorscheiben angeordnet sind.

Die Equipotentialverbindungen sind mit 7 bezeichnet. Sie bestehen aus insgesamt vier flachen Streifen, die zwischen den nach auswärts gerichteten Streifen 62 bis 65 angeordnet sind.

Auch diese Ausbildung des Stators kann sowohl für den Generatorenteil als auch für den Motorenteil mit einer oder mehreren Rotorscheiben gebraucht werden=

Tn der Fig. 6 ist eine weitere Ausführung des Erfindungsgegenstandes dargestellt, wobei jeder Rotor nicht als Scheibe, sondern als Zylinder oder als eine Zusammenfassung von mehreren coaxialen Zylindern ausgebildet ist.

Die Ausführung nach Fig. 6 zeigt ähnliche Teile des Generators, welche in den Fig. 3 und 4 dargestellt sind.

Anstelle von zwei Scheiben auf einem Schaft sind jetzt zwei coaxial angeordnete Rotorzylinder 71 und 72 angeordnet,

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wobei der Zylinder 72 im Zylinder 71 angeordnet ist. Diese Zylinder 71 und 72 sind mit ihren linken Enden mit einer Kreisscheibe 73 verbunden oder sind mit dieser Kreisscheibe 73 aus einem Stück geformt. In der Zeichnung ist nur der obere Teil dieser Kreisscheibe im Schnitt gezeigt. Mit Hilfe von Jprossen 74 oder durch ähnliche Mittel, ist die Scheibe 73 an einer Welle 75 befestigt. Ferner kann die Scheibe 73 fest ausgebildet sein oder eine Verlängerung der Sprossen 74 bilden.

Die Rotorzylinder 71 und 72 sind in entsprechenden Luftspalten angeordnet, die zwischen den entsprechenden Zylinderpolstücken 76, 77 und 78, 79 gebildet werden. Diese zylindrischen Polstücke bestehen aus einem Stückmit den zylindrischen coaxialen Statorteilen 80, 81 und 82 oder sind mit diesen verbunden. Die rechten Enden dieser Statorteile sind magnetisch miteinander verbunden oder als ein Scheibenteil 83 geformt.

Ringförmige Statorwicklungen 84 und 85 sind um den inneren Zylinder 82 angeordnet und umfassen den zentralen Zylinder 83. Die Windungen sind in einem ringförmigen Kanal um die Welle 75 untergebracht und erzeugen magnetische Felder, welche durch die strichpunktierten Linien 86 und 87 dargestellt sind. Diese magnetischen Felder durchqueren transversal die Statorspalte zwischen den entgegengesetzten Statorpole und auch die Wände der Rotorzylinder 71 und 72, welche in den Spalten angeordnet sind.

In dieser Waise werden Spannungen induziert, welche in den beiden Rotorzylindern entgegengesetzt gerichtet sind, falls diese Zylinder rotieren. Da die Rotorzylinder mechanisch,

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aber insbesondere elektrisch miteinander durch die Ringscheibe 73 gekoppelt sind, wird eine resultierende Spannung an den freien Enden der Rotorzylinder erzeugt.

Durch die in dieser Weise gebildete Kaskadenschaltung ist es möglich, mit wesentlich höheren Spannungen und, falls notwendig, mit niedrigeren Strömen oder mit grösserer Kraft auf der Welle zu arbeiten, wie nach der Ausführung in. d<± Fig. 3 und 4.

Anstatt der beschriebenen Ausführung nach Fig. 6, gemäs& welcher zwei coaxial angeordnete Zylinder in Kaskaden.— schaltung gebraucht v/erden, ist es auch möglich, eine Ausführung vorzusehen, welche einen Rotor mit einem Zylinder aufweist, welcher einerends z.B. durch einen geschlossenen Bodenteil mit einer zentralen Welle verbunden ist, welche coaxial zum Zylinder verläuft. Der Teil, welcher in der Fig. 6 mit 73 bezeichnet ist, kann eine offene oder geschlossene Grundplatte umfassen.

Bei dieser Ausführung wird der Stator von einem zylindrisehen Aussenteil und einem zentralen Kern gebildet, welche Teile in der Fig. 6 durch die Bezugszeichen 80, 82 bzw. 81 bezeichnet sind. Um diesen zentralen Kfirn sind ringförmige Erregerwicklungen angeordnet. Der magnetische Kreis, welcher in dieser Weise gebildet wird, zeigt etwelche Aehnlichkeit mit dem magnetischen Kreis eines Lautsprechers und kann permanent magnetisches Material umfassen.

Der Rotorzylinder ist zwischen den Statorpolen in einem Ringspalt angeordnet, welcher gemäss Fig. 6 mit der linken Innenseite des zylindrischen Teiles sowie mit der Aussenseite des Kerns verbunden ist oder mit diesen Teilen aus einem Stück geformt wird.

Die Kollektorteile können bei dieser Ausführung als Kohlenbürsten ausgebildet sein, welche gegen den offenen Rand des Rotorzylinders zur Auflage kommen und deshalb innerhalb des Statorkreises angeordnet sind oder sie können mit dem Basistei.l der Welle des Rotorzylinders zusammenarbeiten.

Es ist klar, dass anstelle von zwei coaxialen Zylindern, wie aus der Fig. 6 hervorgeht, auch vier oder mehr coaxiale' Zylinder gebraucht werden können.

Die Erfindung soll nicht auf die beschriebene Ausführung, wie in den Figuren dargestellt, beschränkt werden.

Claims

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Patentansprüche

( !./Elektrodynamischer Umsetzer mit einem Gleichstromgenerator, welcher mit einem Gleichstrommotor elektrisch verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl der Generator als auch der Motor mindestens einen elektrisch leitenden festen und ununterbrochenen Rotor und mindestens einen Stator mit ununterbrochenen Polen an beiden ^Seiten des Rotors aufweist, wobei die Statorpole über den Rotor ein magnetisches Feld erzeugen,so dass im ganzen Rotorkörper zwischen zwei Rotorteilen eine Spannung induziert wird, wobei die Rotorteile des Generators und des Motors elektrisch leitend miteinander verbunden sind.

2. Energieumsetzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor mindestens eine feste Rotorscheibe aufweist, deren innerer Rand mit einer Welle verbunden ist und dass diese Welle und diese Rotorscheibe vom Stator umgeben sind, welcher ununterbrochene ringförmige Pole auf beiden Seiten der Rotorscheibe aufweist, die gegeneinander gerichtet sind, und zwischen welchen ein kontinuierliches Magnetfeld entsteht, das axial gerichtet die Welle umgibt und die Scheibe transversal durchsetzt, wobei der Umsetzer ferner elektrische Kollektoren für den

inneren Rand und/oder für den äusseren Rand der Rotorscheibe aufweist und dass elektrische Verbindungsmittel die Kollektoren der Rotorscheibe des Generators und des Motors miteinander verbinden.

3. Energieumsetzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor mindestens einen Hohlzylinder mit festen Wänden aufweist, welche durch radiale Tragorgane mit

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7.6.1982 RR/ab

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der Welle verbunden ist und dass der Stator ununterbrochene zylindrische Polflächen aufweist, die an beidLen Seiten der Rotorzylinderwand angeordnet und gegeneinander gerichtet sind, wobei zwischen den Polflächen ein ununterbrochenes magnetisches Feld entsteht, dass i-m allgemeinen radial gerichtet die Welle umfasst und die zylindrische Rotorwand transversal zwischen den PoIfI-ächen durchquert und dass der Umsetzer für die axialen uEnden des Rotorzylinders elektrische Kollektormittel "*aufweist und dass elektrische Verbindungsmittel vorhanden sind, welche die Kollektoren des Generatorrotorsylinders und des Motorrotorzylinders miteinander verbinden.

4. Energieuraaetzer nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch, gekennzeichnet, dass der Generator und der Motor zu einer mechanischen Einheit zusammengefasst und in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sind, wobei die Generatoren- und Motorenteile die gleiche Dimension aufweisen und die Generatorenwelle axial gleichgerichtet mit der Motorenwelle ist.

5. Energieumsetzer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Stator zwei Statorringscheiben aufweist, zwischen welchen die Rotorscheiben angeordnet sind.., wobei die Statorscheiben mindestens teilweise die Ro-fcorscheiben parallel überlappen und die korrespondierende Welle umgeben, ferner, dass die Flächen der Statorringscheiben gegenüber der Rotorscheibe liegen und ununterbrochene Ringpole bilden, wobei die ausserhalb der Rotorscheibe liegenden Teile der Statorscheiben durch magnetische Joche miteinander verbunden sind.

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. Energieumsetzer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Joche zwischen den Statorscheiben gleichmässig am Umfang verteilt sind und jedes der Joche eine Erregerwicklung trägt.

'. Energieumsetzer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Joche ausserhalb des äusseren Umfanges der Statorscheiben angeordnet sind.

}. Energieumsetzer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die inneren Ränder der Statorscheiben Lager für die Wellen bilden.

3. Energieumsetzer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch, gekennzeichnet, dass der Generator und/oder der Motor zwei oder mehrere parallele Rotorscheiben aufweisen, die auf einer Welle angeordnet sind, wobei jede Rotorscheibe beidseitig durch Statorpole umfasst ist.

Energieurasetzer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass jede Rotorscheibe einen separaten Statorteii aufweist.

Energieumsetzer nach den Ansprüchen 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Generator und/oder Motor zwei Rotorscheiben aufweist, die auf einer zugehörigen Welle fest angeordnet sind, welche Welle die Scheiben miteinander elektrisch verbindet und dass die magnetischen Felder zwischen den Statorpolen der beiden Scheiben des Generators und/oder des Motors gegeneinander gerichtet sind, so dass in den beiden Rotorscheiben entgegengesetzt gerichtete Spannungen induziert werden

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und die Gesamtspannung der beiden Scheiben an den äusseren Rändern der korrespondierenden Rotorscheiben erscheint, wobei diese Gesamtspannung durch, die Kollektormittel aufgenommen wird.

Energieumsetzer nach. Anspruch. 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Stator einen hohlen Ring aufweist, welcher an der inneren Ringwand, welche gegen die Welle gerichtet ist, einen Spalt besitzt, welcher sich in radialer Richtung durch die Ringwand erstreckt, wobei die entgegengesetzten Ränder des Spaltes die auf beiden Seiten der Rotorscheibe vorhandenen Pole bilden.

Energieumsetzer nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass im Innern des ringförmigen Hohlraumes des Stator— ringes eine ringförmige Erregerwicklung angeordnet ist.

Energieumsetzer nach Anspruch 12, dadurch, gekennzeichnet, dass der Hohlring im Radialquerschnitt viereckig ist und aus einer ringförmigen Nut gebildet wird, welche auf der axialen Seite offen ist, wobei die ringförmige Nut durch eine Ringscheibe verschlossen ist und dass die in radialer Richtung gesehen innere Seitenwand der ringförmigen Nut kürzer ist als die äussere Wand, so dass der Rand der kürzeren Seitenwand einen ringförmigen Pol bildetf wobei die entgegengesetzt angeordneten ringförmigen Flächen der Verschlussringscheibe den anderen ringförmigen Pol bilden, zwischen welchen Polen die Rotorscheibe vorgesehen ist.

Energieumsetzer nach einem der Ansprüche 2 oder 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Statorringscheiben des Generators und/oder des Motors axial nebeneinander

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angeordnet sind, wobei die benachbarten Statorringscheiben des Generators und/oder des Motors zu einer vereinten Statorringscheibe zusammengefasst sind.

16. Energieumsetzer nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die vereinte Statorringscheibe abstehende Statorringpole aufweist und eine die Welle umgebende Erregerwicklung über den äusseren Rändern der Statorringpole angeordnet ist.

17. Energieumsetzer nach einem der Ansprüche 2 oder 4 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der äussere Rand jeder Rotorscheibe in einem ümfangskanal angeordnet ist, welcher den Rand nah umgibt und welcher Kanal in einem Kollektorring aus elektrisch leitendem Material geformt ist und wobei der Kanal mit einer elektrisch leitenden Flüssigkeit gefüllt ist, welche Kollektormittel für den äusseren Rand der Rotorscheibe bildet.

18. Energieumsetzer nach einem der Ansprüche 2 oder 4 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorscheiben des Generators und des Motors mit elektrisch leitenden Naben verhunden sind, auf deren freien Enden eine kurze nach auswärts gerichtete elektrisch leitende Ringscheibe angeordnet ist, wobei die kurzen Ringscheiben des Generators und des Motors nebeneinander angeordnet sind und mit ihren äusseren Rändern in einem gemeinsamen ümfangskanal Aufnahme finden, welcher die Ränder rund umgibt und dass dieser Kanal in einem gemeinsamen Kollektorring aus elektrisch leitendem Material gebildet und mit einer elektrisch leitenden Flüssigkeit gefüllt ist, so dass gemeinsame Kollektormittel und eine elektrische

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Verbindung für die inneren Ränder der Rotorscheiben gebildet werden.

19. Energieumsetzer nach. Anspruch. 17, dadurch gekennze±chnet_r dass die Kollektorringe der äusseren Ränder der Gerneratorscheibe und der Motorscheibe miteinander durch Ihohle Röhre verbunden sind, deren offene Ender ir; die m±-t elektrisch leitender Flüssigkeit gefüllte Kanäle reichen.

20. Energieumsetzer nach einem der Ansprüche 17 bis 19* dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitende= Flüssigkeit Quecksilber ist.

21. Energieumsetzer nach mindestens einem der Ansprüclxe 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitende Flüssigkeit ein Elektrolyt ist.

22. Energieumsetzer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Joche zwischen den Statorscheiben sich radial

j erstreckende Streifen der Statorscheiben aufweisen, deren Enden abgebogen sind, wobdi für den Generator und für den Motor zwei solche Statorscheiben mit entgegengesetzt gebogenen..Teilen einander_gegenüber_~ angeordnet sind und wobei Stator-Erregerwicklungen an den abstehenden Streifen angeordnet sind.

23. Energieumsetzer nach einem der Ansprüche 2 oder 4 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Verbindung zwischen dem inneren Rand der Statorscheibe cles Generators und der Statorscheibe des Motors durch elektrisch verbundene Wellen des Generators und des Motors gebildet sind und die Verbindung für die Aussenränder

durch. Kohlenbürsten erfolgen _r die gegen diese Aussenränder * zur Auflage kommen, wobei zwischen den Kohlenbürsten >

equipotentiale Verbindungen vorgesehen sind.

24. Energieumsetzer nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die equipotentialen Verbindungen aus flachen Streifen aus leitendem Material bestehen.

25. Energieumsetzer nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch ge- |. kennzeichnet, dass der Rotor tassenförmig ausgebildet ζ ist, wobei der Tassenboden zentral auf einer Welle be- I; festigt ist und dass der Stator einen zylindrischen I

Aussenteil und einen zentralen Kern aufweist, dessen En- |, den auf einer Seite magnetisch miteinander verbunden |

sind, wobei die anderen Enden des Aussenteils und des zentralen Kerns Polflächen bilden, die im zylindrischen Luftspalt, welcher so gebildet wird, radial einander gegenüber angeordnet sind, wobei die zylindrische Rotorwand sich axial erstreckt und die Kollektorteile des Rotors einerseits mit dem Tassenboden und andererseits mit den entgegengesetzt angeordneten offenen Rändern des Rotorzylinders zusammenwirken.

26. Energieumsetzer nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Rotor des Generators und/oder des Motors mindestens zwei coaxiale Zylinder aufweist, die an ihren axialen Enden miteinander elektrisch und mechanisch durch Ringscheiben verbunden sind, welche Scheiben sich auf einer zentralen Welle befinden und dass der Stator mindestens drei coaxiale Zylinder umfasst, die an ihren einen axialen Enden magnetisch miteinander verbunden sind, während die entgegensetzten freien axialen Enden zwei coaxiale zylindrische Stator-

spalten bilden, welche eine der Rotorzylinder aufnehmen.

27. Energieumsetzer nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetischen Felder in den beiden coaxialen zylinderischen Statorspalten and in den Rotorzylindern entgegengesetzt gerichtet sind, so dass in den beiden Rotorzylindern entgegengesetzt gerichtete Spannungen induziert werden und die Gesamtspannung der beiden induzierten Spannungen von den freien äusseren Rändern der Zylinder abgenommen werden.

28. Energieumsetzer nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Kernteil des Stators durch eine ringförmige Erregerwicklung umgeben ist.

29. Energieumsetzer nach Anspruch 26 und/oder 27, dadurch gekennzeichnet, dass die ringförmigen Erregerwicklungen an den drei coaxialen Statorzylindern zwischen dem inneren Statorzylinder und dem mittleren Statorzylinder als auch zwischen dem zentralen Statorzylinder um den äusseren Statorzylinder gebildet werden.

30. Energieumsetzer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Generatorenteil und der Motorteil zwei separate Einheiten bilden.

31. Energieumsetzer nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass der Generatorteil und/oder der Motorteil aus separaten Einheiten zusammengesetzt sind=

32. Energieumsetzer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle und der Rotor des Generators oder des Motors fest angeordnet sind,

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wobei der Stator um den festen Rotor drehbar angeordnet ist.

33. Energieumsetzer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das magnetische Feld mindestens teilweise durch Permanentmagneten erzeugt wird.

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