DE43682C - Vorrichtung zum selbstthätigen Reversiren von Elektromotoren oder dynamoelektrischen Maschinen - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT

Maschinen.

Die vorliegende Neuerung an Elektromotoren oder dynamo-elektrischen Maschinen betrifft eine Vorrichtung zur selbstthätigen Veränderung der relativen Lage zwischen Bürsten und Commutator zwecks Reversirens des Motors oder der Maschine. Die Vorrichtung erweist sich besonders dort vortheilhaft, wo man schlecht an die Bürsten herankommen kann, wie z. B. bei elektrischen Motoren an Fahrzeugen. Nach vorliegender Erfindung wird hier durch das einfache Umkehren des Stromes im Ankerstromkreis gleichzeitig die Lage der Bürsten zum Commutator selbstthätig verändert.

Da der Anker selbst als Magnet wirkt, so werden beim Reversiren eines elektrischen Motors die magnetischen Kraftlinien in dem Felde stets so abgelenkt, dafs sie nunmehr zu der beim ursprünglichen Gange des Motors eingenommenen Lage einen Winkel bilden. Bei Gram me'sehen und Siemens'sehen Maschinen steht der Durchmesser der Commutationsfläche im wesentlichen rechtwinklig zu den resultirenden Kraftlinien, bei den Maschinen nach dem B rush-Typus liegt er parallel zu diesen Linien. Im vorliegenden Falle handelt es sich nun darum, diese Durchmesser zwecks selbstthätigen Reversirens des Motors in ihrer Lage entsprechend zu verändern, und zwar derart, dafs das Mafs der Veränderung stets der Stärke des magnetischen Feldes und des Arikerstromes entspricht.

Auf beiliegenden Zeichnungen veranschaulicht:

Fig. ι eine Stirnansicht,

Fig. 2 einen Grundrifs,

Fig. 3 eine Seitenansicht eines mit vorliegender Neuerung versehenen elektrischen Motors bezw. einer solchen dynamo-elektrischen Maschine,

Fig. 4 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Stromkreise in der Maschine,

Fig. 5 eine modificirte Einrichtung zum Verstellen der Bürsten zwecks Reversirens des Motors,

Fig. 6 in oberer Ansicht einen Apparat, durch welchen nicht die Bürsten, sondern der Commutator verstellt wird. Die beiden Magnete α und b der Maschine sind derart bewickelt, dafs von den beiden Polstücken A und B das eine zum Nordpol, das andere zum Südpol wird. Die Feldmagnete α und b liegen in dem Stromkreis L. Im übrigen ist die specielle Construction der Magnete in Bezug auf das Wesen vorliegender Erfindung ohne Bedeutung.

Der Anker H und die Feldmagnete sind in Fig. ι parallel geschaltet, wie dies bei Maschinen mit Nebenschlufswickelung (Shunt-Dynamomaschinen) der Fall ist.

Das eine Ende der Ankerwelle F geht durch das Messinglager F¹ hindurch, welches an dem einen Ende der Polstücke befestigt ist, und trägt die Riemscheibe /. Das zweite Ende der Ankerwelle ist in dem Messinglager F² gelagert, welches zwischen den beiden Stegen Α^Λ befestigt ist, die von den Polstücken ausgehen

und zwischen sich einen geeigneten Raum für den Commutator G belassen.

Die einzelnen Commutatorlamellen sind derart gekröpft, dafs jede derselben gewissermafsen als aus zwei Theilen g g^l bestehend zu erachten ist, welche infolge der Kröpfung einen Winkel bilden, welcher der beim Reversiren des Motors erforderlichen veränderten gegenseitigen Stellung von Bürsten und Commutator entspricht (Fig. 4). Es ist ersichtlich, dafs bei dieser Einrichtung entweder durch Verschieben der Bürsten längs des Commutators oder durch Längsverschieben des Commutators bei stillstehenden Bürsten die relative Lage zwischen den Bürsten und dem Commutator derart verändert wird, dafs bei einer Umkehrung des durch den Anker gehenden Stromes die Maschine rücklaufen, d. h. ihre Drehungsrichtung wechseln wird. Diese Verschiebung der Bürsten bezw. des Commutators läfst sich auf verschiedene Weise erreichen. Bei der in den Fig. 1,2, 3 und 4 dargestellten Construction sind die Bürstenhalter G² gemeinsam verschiebbar und zu diesem Zweck isolirt an einem Querstab G³ befestigt und aufserdem in mit Isolirungsbüchsen f³ versehenen Führungen F^a geführt.

An dem Querstab G³ sitzt ein polarisirter Anker oder Kern G⁴, welcher von einem Elektromagneten bezw. einer Spirale / beeinflufst wird, die an einem Halter i sitzt, welcher an dem Lager F'² der Maschine befestigt bezw. mit demselben aus einem Stück gefertigt ist. Zum Reversiren des von der Leitung K K durch den Ankerstromkreis M gehenden Stromes dient der Umschalter N (Fig. 4). Der Magnet bezw. die Spirale / ist in eine Zweigleitung /' parallel zum Anker eingeschaltet. Anker und Spirale könnten auch hinter einander geschaltet sein. Wenn der Strom in dem Ankerstromkreis umgekehrt wird, so wird auch der Strom in der Spirale / umgekehrt, der Anker oder Kern G¹ wird hierbei angezogen, so dafs sich die Bürsten G¹ also längs des Commutators bis nach den Theilen g^l verschieben und die Bürsten also diejenige Veränderung ihrer rela- ! tiven Lage zu den Commutatorabtheilungen erlangen, welche für das Reversiren der Maschine ! Bedingung ist. Wird der Strom wieder umgekehrt, so finden die entgegengesetzten Bewegungen statt. Hieraus geht hervor, dafs beim Umkehren des Stromes in dem Ankerstromkreis mittelst des Umschalters N auch i gleichzeitig die Vorrichtungen zum Verstellen ' der Bürsten bethätigt werden.

An Stelle eines polarisirten Ankers kann ein einfacher Stab aus weichem Eisen benutzt werden, in welchem Falle Federn S anzu- ! bringen sind (Fig. 4), welche der Wirkung des ; Magneten / entgegenwirken. Hierbei kann ein Theil der Zweigleitung 7¹ fortfallen und dafür die punktirt angedeutete Leitung s benutzt werden, derart, dafs beim Reversiren des Stromes durch Umschalten der Contacte N die Leitung Is geschlossen und der Anker G⁴ mit dem Bürstenhalter verschoben wird, so dafs die Bürsten wiederum die geeignete Lage erlangen. Bei der in Fig. 6 dargestellten Modification wird der Commutator verschoben, während die Bürsten stehen bleiben, da in diesem Falle der Anker G⁴ unter geeigneter Isolirung mit dem Commutator verbunden ist. Der Vorgang ist im wesentlichen derselbe wie zuvor.

Bei der in Fig. 5 dargestellten Construction kommt ein gewöhnlicher Commutator zur Anwendung, während die Bürstenhalter auf einem um die Commutatorachse drehbaren Steg befestigt sind. Das eine Ende dieses Steges ist mit dem von der Spule / beeinflufsten Anker G⁴ verbunden, während auf das zweite Ende des Steges eine Feder einwirkt. Ein Verstellen der Bürsten tritt also ein, sobald ein Strom durch die Spirale I geschickt wird. Die specielle Form der Apparate zum Verstellen der Bürsten bezw. des Commutators kann, wie aus den vorbeschriebenen Modificationen ersichtlich ist, vielfach verändert werden, ohne dafs hierdurch von dem eigenlichen Wesen vorliegender Erfindung selbst abgewichen würde. Die eigenartige Methode der Verschiebung der Bürsten oder des Commutators zwecks Erzielung einer für das Reversiren des Motors hinreichenden Veränderung der gegenseitigen relativen Lage kann übrigens auch Anwendung finden, ohne dafs hierbei ein Umkehren des Ankerstromes nothwendig wird. Da mit der Richtung der Rotation des Ankers nothwendigerweise auch die Lage des Maximum- und Minimum-Potentials auf dem Umschalter geändert wird, so würde diese Einrichtung da vorzüglich wirken, wo das Reversiren des Motors von der Umkehrung des Ankerstromes abhinge und die Bewegung zwischen Commutator und Bürsten einfach dazu bestimmt wäre, die Theile hinreichend zu verstellen, um dieselben in die Verhältnisse bester Wirksamkeit einzustellen.

Claims (1)

1. Patent-Ansprüche:

   ι . Bei einem Elektromotor mit auf der Ankerwelle festsitzendem Commutator die Anwendung von in der Längsrichtung der Welle auf dem Commutator verschiebbaren Bürsten, in Combination mit einem am Ende oder nahe am Ende der Ankerwelle angeordneten Elektromagneten, dessen Anker als Bürstenhalter dient, und einem elektrischen Stromkreis, in welchen der erwähnte Elektromagnet, sowie ein zur Unterbrechung oder Umkehrung des Stromes in diesem Stromkreis dienender Umschalter einge-

   schaltet sind, derart, dafs bei Bethätigung des letzteren der Bürstenhalter eine solche Verschiebung erleidet, dafs die zum Reversiren des Motors erforderliche Veränderung der relativen Lage zwischen Bürsten und Commutator erzielt wird.
   Bei einem durch Anspruch i. gekennzeichneten Elektromotor mit unabhängigem Ankerstromkreis die Anordnung des die Bürsten verschiebenden Elektromagneten in einem Stromkreis, welcher mit ersterem Ankerstromkreis durch einen Umschalter derart verbunden ist, dafs bei Umkehrung des Stromes in dem die Bürsten verschiebenden Magneten auch der Ankerstromkreis umgekehrt und somit die Veränderung in der Stellung der Bürsten gleichzeitig mit der Umkehrung des Ankerstromkreises erfolgt.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.