DE54083C - Schaltung für Anker mit Stabwickelung - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE "21: Elektrische Apparate.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 9. Juni 1889 ab.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Neuerungen an solchen Dynamo- oder magnetoelektrischen oder elektrodynamischen Maschinen, wie solche in dem der Erfinderin ertheilten Patent No. 1 5389 dahingehend gekennzeichnet sind, dafs bei denselben Stromstöfse vereinigt werden, die' in unmittelbarer Aufeinanderfolge ihrer Entstehung an verschiedenen Stellen der Maschine (also in verschiedenen magnetischen Feldern) hervorgebracht werden, wobei die in beliebiger Anzahl zur Anwendung gelangenden und die Form von Solenoiden besitzenden Spulen gegenüber den in einer anderen Anzahl vorhandenen Magnetpolen eine versetzte Stellung einnehmen.

Die vorliegenden Neuerungen bezwecken durch eine Aenderung der früher die Form von Solenoiden besitzenden Spülen in solche, die eine zickzackförmige, aus radialen, activen und kreisförmigen, inactiven Theilen bestehende Form besitzen, eine für die praktische Ausführung bequemere Gestalt der Maschine zu erhalten. Aufserdem wird' dadurch, dafs die activen Stäbe in einer einzigen Lage angeordnet werden können, die Leistungsfähigkeit der Maschine erhöht, indem infolge dessen die Entfernung der Magnete verringert werden kann, die zusammen ein magnetisches Feld-bilden.,

Bei der in der beiliegenden Zeichnung dargestellten Ausführungsform der derart abgeänderten Maschine ist beispielsweise ein Magnetsystem mit zehn Polen und die Anwendung von acht Spulen angenommen worden.

Die Anordnung der einzelnen Spulen ist hierbei die iri Fig. 1 dargestellte. Jede dieser Spulen ist in einer Zickzacklinie in der Weise angeordnet,, dafs alle activen Theile derselben, sich in verhältnifsmäfsig gleicher Lage zum Magnetsystem befinden. Die durch voll ausgezogene Linien dargestellten radialen Theile bezeichnen die activen, während die durch punktirte Linien dargestellten kreisförmigen Theile die inactiven Theile bilden. Der Abstand der einzelnen Zickzackfiguren ist hierbei gleich dem Abstand zwischen zwei benachbarten Polen. Diese zickzackartige Wickelung der Spule ist aus Stäben zusammengesetzt, von denen die radialen (elektromotorisch activen) Stäbe alle in einer Ebene liegen, während die kreisförmigen (inactiven Stäbe) alle in einer zweiten Ebene sich befinden. Bei den hier beispielsweise angenommenen zehn Polen besteht jede zickzackförmige Spule aus zehn radialen Theilen, von denen jeder aus einem Stabe besteht, mit alleiniger Ausnahme des ersten Theiles, der aus zwei Stäben besteht, um das Ende der Spule in eine Lage zu bringen, welche den. richtigen Anschlufs an die nächste Spule gestattet. Zur Erreichung desselben Zweckes kann man auch, wie später gezeigt werden wird, unter Weglassung des zehnten- und elften radialen Stabes jede Spule nur aus neun radialen Stäben ausführen.

Als Anzahl der Spulen ist, wie erwähnt, zunächst acht gewählt worden, und zwar bei zehn Polen. Jede Spule hat — in analoger Weise wie die Solenoidspulen der Maschinen nach .dem Patent No. 15389 — eine andere relative Lage bezüglich des Magnetsystems. Die Spulen sind also, wie in dem vorgenannten Patent, gegen einander versetzt, bilden daher" in Beziehung auf das Magnetsystem ebenfalls

eine Zickzacklinie, wie dieses aus der Fig. 2 hervorgeht, in welche die Anfänge der verschiedenen mit ι bis 4 und 1 ^l bis 4¹ bezeichneten Spulen eingezeichnet sind. Diese Zickzacklinie ist in Stäben, radialen und activen sowie kreisförmigen und inactiven, angeordnet. Es sind also acht radiale Theile als Anfänge aller acht Spulen vorhanden, welche alle in gleichem Abstande von einander sind. Dieser Abstand beträgt ⁵/₄ des Abstandes zweier benachbarter Pole.

In Fig. 3 sind sämmtlicbe radialen Theile dargestellt unter Hinweglassung der kreisförmigen Verbindungsteile. Die mit denselben Ziffern bezeichneten Theile gehören derselben Spule an.

Die Verbindung der Spulen unter einander ist aus der Fig. 4 ersichtlich, welche eine Abwickelung derselben in einer Ebene zeigt, wenn die über einander und seitlich versetzt zu einander liegenden Theile in einer Ebene liegend gedacht werden. Die Wickelungsräume zerfallen entsprechend der Anzahl der Pole in zehn Theile, welche auf der Zeichnung mit den Ziffern I bis X bezeichnet «ind; der Anjfang der Spule 1 liegt im Wickelungsraum I, der Anfang der Spule 2 im Wickelungsraum II u. s. w. Anfang und Ende' jeder Spule sind, wie bereits erwähnt, stets mit zwei neben einander liegenden radialen Stäben verbunden. Die Verbindung der einzelnen Spulen wird in der Weise bewirkt, dafs das Ende der Spule 1, welches im Wickelungsraum I liegt, mit dem Anfang der Spule 2, welcher im Wickelungsraum II liegt, verbunden wird; das Ende der Spule 2, welches im Wickelungsraum II liegt, wird mit dem Anfang der Spule 3, welcher im Wickelungsraum III liegt, verbunden u. s. w. Schliefslich wird das Ende der Spule 4¹, welches im Wickelungsraum IX liegt, wieder mit . dem Anfang der Spule 1 verbunden werden können.

Die Ableitung des Stromes kann durch einen vieltheiligen Commutatorcylinder erfolgen, wie dieses in dem Patent No. 15389 angegeben ist, wobei durch von den Wickelungsstäben abgekröpfte Theile der Commutatorcylinder gebildet wird- Bei der durch die Zeichnung dargestellten Anordnung, bei welcher acht Spulen vorhanden sind, die jede aus zehn Theilen besteht, besitzt der Commutator nach der in dem Patent No. !5389 gegebenen Regel 40 Theile. Die beiden Bürsten befinden sich an zwei gegenüberliegenden Punkten. Durch dieselben wird jedesmal diejenige Spule kurz geschlossen, in welcher infolge ihrer relativen Lage zum Magnetsystem kein Strom erzeugt wird.

In jeder Spule ändert sich die Stromrichtung

" bei einem Umgänge der Maschine zehnmal.

Es sind also fünf radiale bezw. axiale Stäbe jeder Spule je mit einem Commutatortheil verbunden. Jede Spule hat somit fünf Commutatortheile, es liegen jedoch zwischen je zweien dieser Commutatortheile drei andere Theile, und zwar ein activer Theil und zwei inactive Theile.

Anstatt eines Spulensystems von acht Spulen kann man mehrere solcher Systeme anwenden, wodurch man 16, 24 u. s. w. Spulen erhält. Die Anzahl der Systeme ist abhängig von der Aufnahmefähigkeit der zehn Wickelungsräume für weitere Stäbe. Bezeichnet man die Spulen des zweiten Spulensystems mit I_x bis 4_X und I_x ¹ bis 4x^!, so liegen dann die Stäbe" der Spule I_x neben den Stäben der Spule 1, d.h. zwischen den Stäben der Spulen 1 und 2. Ebenso verhält es sich mit der Lage der Stäbe ι _x ^], 2_X und 2_X ^:; 3_X und 3_X ¹ u. s. w. Die Verbindung der beiden Spulensysteme erfolgt in der Weise, dafs das Ende der Spule 4¹ (im Wickelungsraum IX gelegen) mit dem Anfang der Spule 1 _x (im Wickelungsraum I gelegen) verbunden wird, und schliefslich das Ende der Spule 4 χ¹ (im Wickelungsraum IX) wiederum mit dem Anfang der Spule 1 (Wickelungsraum I) verbunden wird. Auf diese Weise erhält man einen geschlossenen Leitungskreis. Ganz ebenso verfährt man mit einem dritten, vierten u. s. w. Spulensysteme. Jede erste Spule des weiteren Systems ist stets zwischen den Stäben der Spule 1 und 2 bezw. 1^] und 2¹ des ersten Systems, gelegen, und entsprechend ist die Lage der übrigen.

Die Ausführung der Wickelung des Ankers ist in der Fig. 4 in Abwickelung dargestellt. Die radialen Stäbe sind entsprechend der in den anderen Figuren gewählten Bezeichnungen mit i, 2, 3, 4 und 1', 2¹, 3 ', 4¹ bezeichnet. Hierbei ist ein einziges Spulensystem mit acht Spulen angenommen. Jede Spule ist in einer Zickzacklinie dargestellt und besteht aus elf radialen bezw. axialen Stäben, welche durch kreisförmige Stäbe mit einander verbunden sind. Die elften radialen bezw. axialen Stäbe, sowie die entsprechenden kreisförmigen Verbindungsstäbe zwischen den acht Spulen sind in der Figur in gestrichelten ( _:) Linien gezeichnet. Die so gezeichneten Theile der Wickelung liegen in einer anderen Ebene als die übrigen Theile. Von den letzteren liegen die radialen bezw. axialen Stäbe in einer Ebene und die kreisförmigen in einer zweiten Ebene.

Man kann die Verbindung der acht Spulen auch auf eine andere Weise bewirken. Anstatt

der gestrichelt ( . ) gezeichneten elften

Stäbe und ihrer Verbindung kann man auch z. B. den Anfang der Spule 4 (im Wickelungsraum TV gelegen) mit dem Ende des neunten Stabes der Spule 3 direct verbinden (in der Figur ist diese Verbindungslinie durch eine mit Strichen und Punkten (— ■ — · —■ ·) gezeich-

neten Linie angedeutet), wodurch bei jeder Spule die zehnten und elften radialen bezw. axialen Stäbe fortfallen. Bei letzterer Anordnung ist der inactive (kreisförmige Theil) der Wickelung überwiegend über den activen bezüglich des Widerstandes.

Man kann die Verbindungsweise und Anordnung der Stäbe auch leicht auf eine andere Weise bewirken. Jedenfalls ergiebt sich eine AnkerausfUhrung, die durchweg aus verschraubten Stäben besteht. Der elektromotorisch wirksame Theil besteht aus einer Stablage, die sich durch verhältnifsmäfsig kräftige magnetische Felder dreht. Bei nur einem Spulensystem (acht Spulen) sind abgesehen von den gestrichelt

( ) gezeichneten Theilen, die in einer

besonderen Ebene liegen, bei zehn Polen 80 radiale Stäbe vorhanden.

Die Ausführung der Maschine kann entweder als solche mit Innenpolen oder auch derart ausgeführt werden, dafs je zwei Magnete derselben ein magnetisches Feld bilden. Die erstere Anordnung ist in den Fig. 5 und 6, die letztere in den Fig. 7 und 8. dargestellt. Die mit einer Antriebsscheibe B ausgerüstete Achse A der Maschine ist im Gestell G derselben gelagert; auf dieser Achse ist aufserdem eine Scheibe α befestigt, mit welcher die Wickelungstheile in später zu erörternder Weise verschraubt werden. Die Magnete, welche.entsprechend mit N und S bezeichnet sind, werden durch Schrauben mit dem ringförmigen Theil G des Gestelles verbunden (s. Fig. 5). Die in den Fig. 3 und 4 mit 1 bis 4 und 1' bis 4¹ bezeichneten radialen Theile der Wickelung werden von einem Stab kr k c gebildet. Der letztere ist derart gekröpft, dafs die Schenkel k k desselben parallel zur Achse des Magneten laufen, der Schenkel r hingegen senkrecht zur Achse desselben gerichtet ist. Jeder zweite Stab ist mit einem waagrechten Ansatz c ausgerüstet, welcher als Commutatorlheil dient. Die in den Fig. 1 und 2 durch punktirte Linien angegebenen kreisbogenförmigen Verbindungsstücke der radialen Theile werden in der aus dem Schema Fig. 4 ersichtlichen Weise mit den einzelnen Stäben kr k c verbunden, indem dieselben an die Schenkel k k angeschlossen werden; in der Zeichnung ist dies der Einfachheit wegen nicht dargestellt. Die. Verbindung der Schenkel k an der dem Commutator gegenüberliegenden Seite der Magnete mit der Scheibe a mufs derart hergestellt werden, dafs beide gegen einander isolirt sind. Der Commutator kann in der durch das Patent No. 15389 bekannten Weise angeordnet werden. Die Arme C zur Befestigung der Commutatorbürsten sind am Gestell angebracht.

Die in den Fig. 7 und 8 dargestellte Anordnung unterscheidet sich von der eben besprochenen nur dadurch, dafs aufser den inneren noch eine gleiche Anzahl äufserer Magnete angeordnet ist. Dieselben sind an einem gegen die Grundplatte des Gestelles G und einen Arm G² desselben geschraubten Ring D befestigt. Wie aus der durch die Fig. 9 dargestellten Abänderung der Ausführung der Maschine ersichtlich, können die äufseren Magnete auch dadurch ersetzt werden, dafs man entweder um die Schenkel r der Wickelung eine Anzahl von Stäben e mit kreisförmigem Querschnitt legt. Man erreicht dasselbe, wenn man die Schenkel r selbst aus Eisen herstellt.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Bei Maschinen zur Erzeugung continuirlicher elektrischer Ströme eine von einem vielpoligen Magnetsystem inducirte Slabwickelung in der bekannten zickzackförmigen Anordnung, charakterisirt durch eine derartige leitende Verbindungsweise der in Gruppen zusammeiigefafsten Stäbe, dafs die Stäbe je einer Gruppe (Fig. 1) stets in einer bezüglich der Magnetpole gleichen Lage angebracht sind, während die Stäbe von je zwei auf einander folgenden und hinter einander geschalteten Gruppen (Fig. 2) fortschreitend in einer bezüglich der Magnetpole versetzten Lage sich befinden, durch welche Verbindungsweise ~ die Abführung- eines continuirlichen Gleichstromes mittelst zweier Bürsten von dem aus einer Stablage bestehenden Anker ermöglicht wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.