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Dynamomaschine oder aus Generator und Motor bestehende Kupplung unipolarer
Bauart mit Flüssigkeitskontakt. Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Rlasehinen
und Kupplungen unipolarer Bauart. Insbesondere betriiit die Erfindung Maschinen,
bei denen ein unipolarer Stromerzvu-er mit einem unipolaren Motor vereinigt ist
und deren magnetische Systeme durch einen metallischen Stromweg von geringem Widerstand
verkettet sind. Es ist bereits vor-c#schla-en worden, die Stromleiter des Läufers
mit den Stromleitern des Ständers
durch einen dünnen Ring ndur vin
t@rincl von (,)urcksillle-r zu verbinden. Bei ()uccksilher tritt jedoch dir Schwierigkeit
aut. dal.l es infol#gr der h:in@virkung (c#, durch drei Strom c#rzeu;;trn magnetischen
Feldes und de, durch das @urck@illirr ilirl.tcndrn Stroine-h seitwärt, verdrängt
wird, wa, zur Folge hat, da15 dir Menge des Quecksilbers ini Stromwe;.beträchtlic-li
verringert und zeitweise der (@iuecksillic#rrinvollständig- untc-rIiroc-licn wird.
In Jedem Fall wird der von der Maschine lieferbare Strom durch das Besterben des
Quecksilbers. sich #scitwärts aus der Nutzstellun zu bewegen, beschränkt.
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Der Zweck der Erfindung ist dir Ausbildung einer verbesserten Maschine,
bei der die erwähnte Schwierigkeit vermieden ist.
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Die Erfindung besteht in der Anordnung von Durchbrüchen oder Kanälen
ini Läufer oder Stiinder. durc l1 die dir seitwärts verschobt nen Qurc ksilliermen"--c#n
wieder in ihre ei-entlic he Lage zurückgeführt werden, wodurch eine "eei@@nete @fengc#
<<uecksilber im Stromkreis unser allen Be#din;;ungc#n aufrechterhalten wird.
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Die lirfindutig besteht auch in einer derartigen Anordnung der Stromleiter,
zwischen denen sich da: Quecksilber befindet, daß der Läuferleiter aufierlialb des
Ständerleiters liegt.
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Ein Ausführungsbeispiel einer .Ia@chnir entsprechend der Erfindung
ist in den Zeichnungen dargestellt: Abb. i zeigt zum Teil einen Längsschnitt, zum
Teil eine Seitenansicht eines kombinierten L-nipolarstromerzeugers und -motors,
der entsprechend der Erfindung ausgebildet ist.
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Abb. :! ist eine Stirnansicht und zeigt gleich-zeitig Querschnitte
nach A-B, C-D und E-F der Abb. i.
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Abb. ; ist ein Ouerschnitt, der im ;rößeren Maßstabe als die Abb.
i und 2 die benachbarten Teile der Stromleiter im Läufer und Ständer zeit, zwischen
denen das Quecksilber angeordnet ist. Die Abb.4 und 5 sind ähnliche Querschnitte
von abgeänderten Ausführungsformen und zeigen die benachbarten Teile der Läufer
und Ständerleiter.
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Abb. 6 veranschaulicht schematisch den Verlauf der Ströme, die die
Flüssigkeitsverdrängung bewirken.
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Bei der in Abb. i, a und ; dargestellten .Maschine besitzt der Ständer
ein aus Stahl bestehendes zylindrisches Gehäuse a, a',
Endringe h.
b' und mittlere Scheiben c, c'. Die Teile a, b, c bilden den magnetischen
Teil des Stromerzeugerstators, während die Teile a', h', c' den magnetischen
Teil des .Motorständers bilden. Der Stromerzeuger ist mit einer ringförmigen Erregerwicklung
d und der Motor finit einer entsprechenden @\'icklun b d' ausgerüstet. Die Teile
c, c' sind finit radialen Schlitzen c° versehen, und in dic-se Schlitze sind Kupter-stähe
f einge= os@en, die an ihrem einen Ende in einen Ririg ;; und an. ihrem anderen
Ende in eitirii IZinri @;' endigen. Die Teile f, g und g' bilden die St:inderstromleiter,
die für den Generator und Motor -cmrinsam sind.
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.11t! der (;c#tic#rrttorwellr h ist (-in Läufer i
au, Stahl
rtii"eorcliiet, der mit einer Anzahl von radialen Schlitzen f versehen ist. Durch
diese Schlitze gehen Kupferstücke k, die in Ringt- 1, in endit"rn. In gleicher
.'eise ist die Motorwelle 1t' mit einem Läufer 1' aus Stahl versehen, der mit einer
Anzahl von Schlitzen f' aus,erüstet ist. Durch diese Schlitze gehen Kupferstücke
k', die in Ringe 1'. in' endigen. Die Stahlteile i, i'
vervollständigen
die von den Teilen a, b,
c und a', h', c' gebildeten magnetischen Systemc.
und die Teile k. 1, m und !', l', in'
aus Kupfer bilden die stromleitenden
Teile in den beiden Läufern.
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Die Stromwege «=erden zwischen den Teilen 1 und g oder in,
in' und l'. g' durch (,)u@-c-ksilber vervollständigt.
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Wenn beide 'Wicklungen d, d' erregt werden, sei erzeugt die Drehung
der Welle lt einen Strom in den Kupferteilen f, g, 1, h, m, m', k',
1', g' und dein dazwischenliegenden (,)uccksilbcr, und die Bewegung wird durch den
Motorrotor auf die Welle A ' weitergeleitct. Irgendeine geeignete Einrichtung
kann zur Regelung der Erregung des Generators oder des Motors oder beider vorgesehen
sein.
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Wie bereits ausgeführt, besteht eine ernstliclic Scliwicri;glceit
bei dem Arbeiten von Maschinen der oben beschriebenen Art darin, das (; ueck-,illx#r
in seiner richtigen Lage zu erhalten. Eine seitliche Bewegung des Quecksilbers von
der einen Seite der Schlitze zwischen den Teilen g, L oder m. in' oder ä',
Z' zur anderen Seite ist unvermeidbar, und das Problem, eine genübende Menge Quecksilber
in den Schlitzen zu erhalten, besteht darin, daß der seitlichen Verschiebung des
Quecksilbers entgegengewirkt wird, die infolge der Einwirkung des Stromes und seines
resultierenden magnetischen Feldes auftritt.
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Eine Methode zur Lösung dieser Erfindungsaufgabe in übereinstinunung
mit der Erfindung ist in der ##bb. ; deutlich dar-estellt. Auf den gegenüberliegenden
Seiten des das Quecksilber enthaltenden Schlitzes ist der Läufer an einer Anzahl
von verschiedenen Stellen mit je einem Paar von kurzen radialen Löchern n versehen
und jedes Lochpaar rt ist durch eine Bohrung o verbunden. Die Teile. z. 13. g, 1,
sind ferner derart gestaltet, da13 der Teil 1 den Teil (r so nahe wie möglich umschließt
und jegliche Quecksilbermenge.
dic# siele in der "I'a#clir c/ inlolgc#
der seitlichen Versclcieüun@ anzusainnw(n Sucht. durch dir Kan:du n, o zur "I'a@chr
/i zurückgeführt wird. Infolgedessen wird das ()uecksilbcr vrranlaf.@t, von der
einen Seite des Schlitz(; zur anderen Seite zu zirkulieren und infolgedessen eine
ausreichende Zufuhr von (@)uecksilbcr zu dem Schlitz selbstt:itiaufrechterhalten.
.11s Ergebnis der Ertindunl; kann eine sehr hohe Stromdichte im (Juecksilber zugelassen
werden, ohne das gute Arl)eitcn der Maschine zu beeinträchtigen.
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Uni die vorteilhafteste Ausführunsforin der I:rtindung zu erhalten,
wird der das Quecksilber umgebende leitende hing zum urnIaufunden Eing gemacht.
In anderen Worten heilst dies, daß der Läuferleiter den benachbarten Ständerleiter
umgibt. Infolge der Fliehkraft wird das Quecksilber in den Taschen /i und g auswärts
getrieben, und die Kanäle oder Durchlässe n, o werden infolgedessen dauernd gefüllt
erhalten, wenn die :Maschine in Betrieb ist. Querbohrungen sind auch in dem unteren
Rande des Ständers vorgesehen, so daß, wenn die Maschine stillsteht, ein I: berschuß
an Quecksilber von der einen Tasche in die andere abfließen kann.
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Es ist augenscheinlich, daß die Gestalt der benachbarten Teile g,
l oder m, in' oder g, ä . die das Quecksilber enthalten, verschieden
ausgebildet werden kann, je nach dem Maschinenmodell. Die Abb. 4. und j zeigen schematisch
zwei abgeänderte Ausführungsformen, doch sind auch bei diesen beiden Ausführungsformen
Ausgleichdurchlässe tt, o
vorgesehen, um zu ermöglichen, daß das von der einen
Seite des Schlitzes seitlich verschobene Quecksilber zur anderen Seite des Schlitzes
zurückkehrt.
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Das Magnetfeld, das die erwähnte hewegung des Quecksilbers hervorruft,
ist natürlich nicht das Feld der das Quecksilber durchfließenden Ströme, sondern
rührt von den Strömen in den festen Leitern zu beiden Seiteil des Quecksilbers her;
es ist nicht das Hauptfeld, von dem die Leistung der Maschine abhängt, sondern es
ist ein die Leiter umschließendes. von den starken Strömen in diesen Leitern herrührendes
Feld. Dabei ist zu licdenkrn. daß in derartigen Maschinen un-5clic#urr starke Ströme
auftreten können.
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Die in :11i11.6 schematisch dargestellte Anordnun,g kann das Verständnis
der Qureksilberb(#lvegun erleichtern.
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1#:1n Paar parallele Leiter a, b werden durch ein (,)ticcksill)erlcügc#lclien
c- verbunden; (las von ducn Strom in den Leitern hervor-(erutenc \IaSnetfeld wird
dann durch die nesclilosse#nric Schleifen dargestellt. Bei geniigend starkem Strom
in den Leitern bewegt sich (las Kügelchen zwischen den Leitern nach der Seite in
solchem Sinne, daß das magnetische Feld sich vergrößert. Diese Bewegung entspricht
der Flemingschen Regel und entstellt durch die Einwirkung des mit den festen Leitern
verbundenen Feldes auf den das Quecksilber quer zu den festen Leitern durchflieVienden
Strom.
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In der Maschine sind benachbarte Leiter vorhanden, die starken Strom
führen. Zwischen ihnen liegt ein dünner Quecksilberring. Das Quecksilber fließt
nach der Seite, wenn der Strom genügend stark ist, und die vorliegende Erfindung
bestellt in der Anordnung von Kanälen, durch die das verdrängte Quecksilber wieder
in seine ursprüngliche Lage zurückgehen kann. Wenn die Maschine arbeitet, läuft
das Quecksilber in dem Pfad, der voll dem Spalt zwischen den Leitern-und den I#,'ücklaufkanälen
gebildet wird, urn.