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Einrichtung für die Strom-Ab- und -Zuführung mittels ringförmiger,
z. T. umlaufender Kontaktbahnen bei elektrischen Maschinen oder Vorrichtungen Bei
elektrischen Maschinen mit hoher Umlaufgeschwindigkeit des Läufers, wie z. B. Turbogeneratoren
oder Elektroturbinen, nutzen sich die bisher meistens auf den umlaufenden Schleifringen
des Ankers oder Läufers angewandten, am Ständer usw. befestigten, also feststehenden
Kontaktbürsten stark ab, gleichgültig, ob man sie mit geringem oder starkem Druck
auflegt. Dieses rührt davon her, daß die Kontakte bei geringem Auflagedruck infolge
der unvermeidlichen kleinen Unebenheiten der Schleifringe bei großen Umfangsgeschwindigkeiten
abgestoßen werden und daher. wegen ihrer Trägheit dicht über den Schleifringen oder
dem Stromwender schwebend, mehr oder weniger starke, aber dauernde Funkenbildung
zeigen, wodurch sie langsam, aber sicher abbrennen. Will man dieses durch stärkeren
Auflagedruck vermeiden, so muß man verhältnismäßig sehr starken Druck anwenden.
Dann nutzen sich beide Kontaktteile durch zu starke Reibung sehr stark ab und verbrauchen
zuviel Kraft. An diesen Erscheinungen wird gar nichts oder nur wenig verbessert,
wenn man an Stelle der Kontaktbürstenrollen oder -räder benutzt. Es ist daher schon
vorgeschlagen, statt der feststehenden Roll- oder Schleifkontakte kugellagerartige
Kontakte zwischen einem äußeren feststehenden und inneren umlaufenden Kontaktring
zu verwenden. Diese Anordnung hat aber den gleichen Nachteil, daß die Kugeln infolge
des nötigen, wenn auch sehr geringen Spielraumes ebenfalls von dem inneren umlaufendenKontaktring
durch seine, wenn auch nur geringen Unebenheiten abgestoßen werden und den Kontakt
mit ihm bei zunehmender Abnutzung durch Verbrennen der Oberfläche und Reibung an
dem äußeren Kontaktring mehr und mehr verlieren. Hierbei wirkt die Fliehkraft der
Kugeln verstärkend mit, da sie die Kugeln vom inneren Kontaktring abhebt und die
Abnutzung ihrer durch Funkenbildung verbrannten Oberflächen durch verstärkten Reibungsdruck
an dem äußeren feststehenden Kontaktring beschleunigt.
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Diese Nachteile werden durch die Erfindung vermindert oder beseitigt.
Der Erfinder hat früher für die elektrische Verbindung der Ankerleiter von Unipolarmaschinen
Kontakteinrichtungen angegeben, bei welchen zwei nebeneinanderliegende Stromleiter
als Kontaktbahnen oder -ringe ausgebildet sind, welche gleichen Durchmesser besitzen
und durch umlaufende Kontakte, vorzugsweise in Form von metallischen Kugeln, deren
Wirkung gegebenenfalls durch die Fliehkraft verstärkt wird, verbunden werden. Dieses
Verfahren soll gemäß vorliegender Erfindung auch für die Stromabnahme oder Stromzuführung
an den Ankern oder Läufern elektrischer Maschinen und Apparate, soweit keine Stromwender
oder ähnliche Kontakteinrichtungen in Frage kommen, bei denen die ringförmigen Kontaktbahnen
durch Isolation unterbrochen sind und deshalb durch die stärkeren Unebenheiten und
unvermeidlichen
Stromunterbrechungen verstärkte Funkenbildung haben,
benutzt werden. Die Stromabnehmer oder Kontaktmittel (vorzugsweise Räder, Rollen
oder Kugeln) werden gemäß der Erfindung, damit sie durch die Fliehkraft an den oder
die zu verbindenden mehreren Kontaktringe (und zwar an letztere gleichzeitig) angedrückt
werden, nicht .außen feststehend, sondern innerhalb von ringförmigen geschlossenen
Kontaktbahnen umlaufend derart angeordnet, daß die ringförmigen Kontaktflächen außerhalb
vor dem Kontaktmittel liegen, dieses also beim Umlaufen durch die Fliehkraft einen
verstärkten Kontaktdruck gegen jene Kontaktringe erhält. Die Kontaktmittel müssen
hierbei so frei oder zwangläufig gehalten werden, daß sie in radialer Richtung bei
der Umlaufbewegung nach Überwindung der Schwerkraft durch die Fliehkraft oder beide
an die Kontaktringe angepreßt werden. Wenn sie nicht von selbst durch den Kontaktring
des Läufers in Umlauf gebracht' werden, muß ihre Halteeinrichtung an diesen befestigt
sein, während die andere als Strom-Ab- oder -Zuführung des feststehenden Stromleiters,
z. B. des Ständers, dienende Kontaktbahn in Form von geschlossenen Metallringen
oder Zylindern ihre Kontaktflächen außen umschließt. Der zweite durch das Kontaktmittel
zu verbindende Kontaktring kann auch an einem konzentrisch umlaufenden Maschinen-
oder Apparatteil angebracht sein, wenn mit einem solchen die elektrische Verbindung
hergestellt werden soll. Als Halter von Rollen oder Kugeln können beispielsweise
wie bei Rollen- oder Kugellagern Käfighalter benutzt werden, in denen die Rollen
oder Kugeln sich radial nach außen etwas bewegen können. Im Gegensatz zu den bisher
bekannten Anordnungen erfolgt die elektrische Verbindung bei der neuen Kontakteinrichtung
an den zu verbindenden Kontaktbahnen durch gleichmäßigen, von der Fliehkraft verstärkten
Druck des Kontaktmittels von innen nach außen an zwei oder mehr nebeneinanderliegenden
Kontaktringbahnen gleichen Durchmessers gleichzeitig. Um den Verschleiß auf ein
Mindestmaß zu beschränken, sollen vorzugsweise Rollkontakte, und um genügend Kontaktfläche
zu erhalten, in entsprechend vermehrter Zahl, z. B. mehrere Kugellaufbahnen neben-
oder übereinander, und aus elektrisch gut leitenden Baustoffen, wie z. B. Hartkupfer,
Kupferbronze usw., benutzt werden. Besonders geeignet sind kugellagerartige Kontakteinrichtungen,
wie sie der Erfinder bereits früher für seine Unipolarmaschinen zur Verbindung von
als Ankerleiter dienenden, relativ zueinander umlaufenden Scheiben oder Trommeln
angegeben hat. Durch die vorliegende Erfindung soll die dort schon in den Grundzügen
oder vollständig angegebene, bei relativ verschiedener Geschwindigkeit der Kontaktbahnen
durch die Fliehkraft des Kontaktmittels verstärkt wirksame Kontakteinrichtung auch
für Ringkontakte angewandt werden, die mittels Scheiben oder Zylindern für die Strom-Ab-oder
-Zuführung an Elektroturbinen oder anderen für sie anwendbaren Maschinen oder Apparaten
ausgeführt werden können.
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In der Abbildung ist der Grundgedanke der Erfindung, und zwar an einem
Ausführungsbeispiel, schematisch .dargestellt, bei dem als Kontaktmittel Kugeln
benutzt sind, welche vorzugsweise in Frage kommen. Das Kennzeichen einer solchen
Kontakteinrichtung gemäß der Erfindung besteht darin, daß die von der Drehachse
des oder der Kontaktringe abgewendete, also nach außen zeigende Kugelhälfte von
beiden zu verbindenden Kontaktringen umschlossen wird, damit das Kontaktmittel (Kugeln
oder auch Rollen) durch die Fliehkraft gegen beide Kontaktringe gleichzeitig gedrückt
wird. Die im Schnitt gezeichneten Kontaktringe sind mit SI und SII, die Kugel mit
K bezeichnet. Nach diesem Grundsatz sollen gemäß der Erfindung auch die Kugel- oder
Rollenlager von Maschinen oder Vorrichtungen selbst gebaut werden, wenn sie außer
zum Halten von Maschinen-oder Apparatteilen auch gleichzeitig zur Stromfortleitung
benutzt werden.
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Es ist selbstverständlich, daß der Erfindungsgedanke noch in anderer
Weise als der des dargestellten Beispiels ausgeführt werden kann.