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Verfahren zum Betrieb von Influenzmaschinen mit mehr als zwei Polen
Die vorliegende Erfindung bildet ein neues vereinfachtes Verfahren zum Betrieb von
mehrpoligen Influenzmaschinen. Sie besteht darin, daß man auf ein und dieselbe Scheibe
bzw. influenzierenden Rotationskörper sich selbst erregende und sich nicht selbst
erregende Pole (Influenzs_vsteme) einwirken läßt.
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Die Erfindung wird zunächst an einem Beispiel auseinandergesetzt.
Bekanntlich hat eine gewöhnliche Influenzmaschine zwei Pole, einen positiven und
einen negativen. die zusammen ein Influenzsvstem bilden.
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Die Selbsterregung einer Influenzmaschine nach H o 1 t z erster Art
mit Polarisator (diametraler Konduktor) in der Ausführung nach V o ß tritt beispielsweise
dadurch ein, daß die zwei Feld- und zwei Polarisatorbürsten auf den Sektoren bzw.
deren Metallkontakten schleifen. In diesem Falle brauchen die zwei Konduktorbürsten
nicht schleifen; sie können daher durch Saugspitzen ersetzt werden.
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Die bisher bekannten mehrpoligen Influenzmaschinen unterscheiden sich
von den zweipoligen dadurch, daß sie eine vielfache Polzahl besitzen; erstere besitzen
ein einziges in sich abgeschlossenes selbständiges Influenzsystem, letztere mehrere.
Beispielsweise besitzt eine achtpolige Influenzmaschine acht Pole bzw. vier Influenzsysteme,
die auf eine einzige umlaufende Scheibe einwirken. Jedes dieser vier Influenzsysteme
wurde bisher genau so ausgebildet wie das der zweipoligen Influenzmaschine. Jedes
besaß also, um bei obigem Beispiel zu bleiben, zwei Felder mit zwei Schleifbürsten,
einen Polarisator mit zwei Schleifbürsten und zwei Konduktoren (Ableiter) mit zwei
Saugspitzen. Die ganze Maschine besaß mithin acht Felder mit acht Schleifbürsten,
vier Polarisatoren mit acht Schleifbürsten und acht Konduktoren mit acht Saugspitzen,
also im ganzen 16 Schleifbürsten und acht Saugspitzen. Die acht Konduktoren wurden
miteinander leitend verbunden und durch zwei gemeinsame Elektroden entladen.
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Beim Betrieb einer derartigen achtpoligen Influenzmaschinewurde nun
die überraschende Entdeckung gemacht, daß sie auch dann noch selbsterregend arbeitet
und die Vorteile einer selbsterregenden Maschine aufweist, wenn, wie in der Schaltung
der Abb. i wiedergegeben, nur zwei Pole (ein Influenzsystem) in der oben angegebenen
normalen Weise selbsterregend, also mit insgesamt vier Schleifbürsten und zwei Saugspitzen
betrieben, die sechs anderen Pole (drei Influenzsysteme) aber nicht selbsterregend,
also mit 18 Saugspitzen statt mit zwölf Schleifbürsten und sechs Saugspitzen betrieben
werden.
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Auf diese Weise wird der Betrieb der achtpoligen Influenzmaschine
überaus vereinfacht. Während Schleifbürsten einer dauernden Abnutzung
unterliegen
und einer sorgfältigen Wartung bedürfen, ist das bei den bekannten Saugspitzen nicht,
zum mindesten nicht in dem Maße, der Fall.
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In Abb. i ist die Schaltung einer achtpoligen Influenzmaschine dargestellt.
Man erkennt, daß auf die Scheibe, Zylinder oder sonstigen influenzierenden Rotationskörper
s acht Felder f einwirken, von denen jedoch nur zwei mit Schleifbürsten a und b
ausgerüstet sind, während die übrigen sechs Felder mit Saugspitzen betrieben werden.
In analoger Weise sind die Polarisationen nur mit den zwei Schleifbürsten c und
d ausgerüstet, während die übrigen durch Saugspitzen ersetzt sind. Die Stromabnehmer
der Konduktoren e und g können wie bei den zweipoligen Influenzmaschinen in bekannter
Weise aus Schleifbürsten oder Saugspitzen bestehen.
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Die Wirkung des neuen Verfahrens erklärt sich so, daß die zwei Felder
mit den zugehörigen zwei Schleifbürsten a und b, dem jeweils vorbeirotierenden
Scheibenstück sowie den im Bereich der selbsterregenden Pole mit den Bürsten a und
b stehenden Polarisatorbürsten c und d eine Art selbsterregende, also von
selbst auf Spannung kommende Influenzmaschine bilden und daß die diese erregten
Felder verlassenden, durch Influenz geladenen Scheibenflächen bzw. Sektoren die
übrigen sechs Felder erregen.
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Dabei ist es nicht erforderlich, daß die beiden sich selbst erregenden
Felder nebeneinanderliegen. Vielmehr können zwei beliebige Felder durch Ausrüstung
mit Schleifbürsten selbsterregend gemacht werden. Wünscht man für den Betrieb in
feuchter Luft eine besonders kräftige bzw. sichere Selbsterregung, so kann die Zahl
der selbst erregenden Felder auf Kosten der Zahl der sich nicht selbst erregenden
Felder beliebig vergrößert werden.
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Zu diesem Zweck können vorteilhaft die Saugspitzen auch in der Weise
gebildet werden, daß man die Schleifbürsten selber in an sich bekannter Weise verstellbar
einrichtet und sie nach Belieben von den Sektoren, leitenden Kontaktstellen, Kollektor
o. dgl. so weit abstellt, daß gerade die Berührung aufgehoben ist. Sie wirken dann,
wie festgestellt wurde, als Spitzenbündel, die wie die Saugspitzen einer mechanischen
Abnutzung und entsprechenden Wartung nicht mehr unterliegen.
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Ein Ausführungsbeispiel einer solchen Anordnung ist in den Abb. 2
und 3 (Ansicht und Schnitt nach -,e-y) dargestellt. Darin bedeutet s ein Stück einer
rotierenden Scheibe einer Kondensatormaschine, m zwei Felder und b
eine in
der Rille der Scheibe schleifende Bürste. Diese sitzt erfindungsgemäß an einem Leiter
k, der sich um den geschlitzten Stift 1
drehen bzw. in einem beliebigen Winkel
zur Scheibe einstellen läßt, so daß die Bürste b nach Belieben zum Schleifen gebracht
oder vom Rillengrund abgehoben werden kann.
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Vorteilhaft ist es bei solchen mehrpoligen Influenzmaschinen, wenn
man jeden Polarisator oder auch nur einen Teil derselben iii zwei voneinander isolierte
Leiter zerlegt und die beiden Hälften aller dieser Leiter, wie in der Abb. i schematisch
dargestellt, je untereinander leitend verbindet. Dadurch entstehen zwei Hälften
p und q, die miteinander verbunden. den Gesamtpolarisator darstellen. Hierdurch
hat man die Möglichkeit, in bequemer Weise in den Gesamtpolarisator bzw. zwischen
die beiden Hälften p und q, wie dies in analoger Weise bereits für
zweipolige Kondensatorinaschinen vorgeschlagen wurde, einen gemeinsamen Widerstand
w (z. B. eine veränderliche Funkenstrecke) einschalten zu können. Durch geeignete
Wahl bzw. Einstellung dieses Widerstandes w läßt sich die Spannung bzw. die Stromstärke
der Influenzmaschine vergrößern.
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Bei allen derartigen mehrpoligen Anordnungen macht außerdem die Isolation
der zahlreichen Verbindungs- oder Sammelleitungen gegeneinander sowie gegen die
Scheibe und die Felder wegen der hohen Spannung bzw. Funkenlänge große Schwierigkeiten,
denen bisher durch äußerst komplizierte Anordnungen abzuhelfen versucht wurde. Eine
bedeutende Vereinfachung wurde nun dadurch erzielt, daß isolierende Träger von Stromabnehmern,
z. B. der Konduktoren oder Polarisatoren, zugleich zur allseitigen Isolierung leitenderVerbindungen
zwischen zwei oder mehreren Stromabnehmern verwendet werden.
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Ein möglichst einfaches Ausführungsbeispiel für diese Erfindung ist
gleichfalls in den Abb. 2 und 3 enthalten. Der bereits beschriebene Stromabnehmer
b-k-L ist mit seinem Stift L derart an einem isolierenden Träger r befestigt,
daß der Stift in leitende Verbindung tritt mit einem im Innern des Trägers r befindlichen
Leiter n, der wiederum zwei oder mehrere Stromabnehmer miteinander leitend verbindet,
während diese zugleich an demselben Träger r befestigt sind.
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Der isolierende Träger r trägt also zwei oder mehrere in passendem
Abstand voneinander angeordnete Stromabnehmer und schützt zugleich die Verbindungsleitung
zwischen diesen gegen Überschläge.
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Eine weitere Vereinfachung der komplizierten Führung der vielen auf
hohe Spannung aufgeladenen Leitungen wird noch erreicht, wenn man den Träger r mit
zwei oder mehr voneinander getrennten Kanälen ausbildet und in diese je einen Leiter
zi einbettet. Jeder Leiter kann dann zur Verbindung von
Stromabnehmern
verschiedenen Potentials benutzt werden.
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Bisher wurden die Polarisatoren einer achtpoligen Type ähnlich wie
bei der zweipoligen aus acht radial' bzw. diametral verlaufenden, um einen gemeinsamen
Drehpunkt drehbaren Leitern hergestellt. Wenn man zwischen diese auch noch einen
gemeinsamen Widerstand W schalten wollte, so würde aus der ohnehin schon komplizierten
Anordnung ein fast unübersehbares Gewirr von Polarisatorstangen, Schaltern undVerbindungsleitungen
entstehen, die kaum voneinander zu isolieren sind.
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Durch die oben beschriebenen Träger für die Stromabnehmer werden die
Schwierigkeiten der Befestigung und Isolierung mit einem Schlage beseitigt; dafür
entstehen jedoch neue Schwierigkeiten bezüglich der Drehbarkeit des ganzen, nämlich
bei der Lösung der Aufgabe, das gesamte achtpolige Polarisatorgebilde hin und her
drehen und so auf die günstigste Stellung einstellen zu können.
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Zu diesem Zweck wird der Träger r mit ein oder zwei Kanälen wie in
den Abb. 2 und 3 kreisförmig und konzentrisch um die rotierende Scheibe s herumgefiihrt@und
der Bolzen q als Rolle ausgebildet, die in irgendeiner bekannten Weise an dem Gestell
der .Maschine angeordnet ist. Mit einer derartigen Anordnung ist es möglich, den
ringförmigen Träger r mit seinen Polarisatorstroniabnelimern konzentrisch um den
Scheibeninittelpunkt ein hinreichendes Stück hin und her zu drehen. Bei solchen
Stromabnehmern, bei denen eine Verstellbarkeit zwecklos bzw. nicht beabsichtigt
ist, genügt es natürlich, den Träger r- an dem Ouerbolzen q fest anzubringen.
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Bekanntlich läßt sich ein Influenzsystem noch auf andere Weise selbsterregend
machen, und zwar beispielsweise dadurch, daß man die zwei Felder und Konduktoren
mit Schleifbürsten und den Polarisator dagegen mit Saugspitzen ausrüstet.
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Die Maschine. erregt sich auch dann noch selbst, wenn die Schleifbürste
a eines Feldes und c eines Polarisators nicht wie in Abb. i zu dem gleichen Pol
gehört. Dies erklärt sich dadurch, daß ein mit Schleifbürsten versehenes Feld mit
dem in der Drehrichtung folgenden, mit Schleifbürste versehenen Polarisator bzw.
Konduktor zunächst einen selbst erregenden Pol bildet, dann aber sofort nach erfolgter
Erregung einer Neupolarisation unterliegt, bei der wie in Abb. i positiv und negativ
elektrische Felder aufeinanderfolgen.
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Natürlich kann man alle positiven und negativen Felder auch untereinander
leitend verbinden. wodurch beispielsweise in Abb. i die sechs Feldspitzen gegebenenfalls
ganz überflüssig werden. Auch in diesem Falle tritt die Selbsterregung dadurch ein,
daß man außer zwei Feldbürsten noch zwei Polarisator- oder Konduktorbürsten zum
Schleifen bringt und dadurch zusammen mit zwei zugehörigen Feldern ein selbst erregendes
zweipoliges System bildet. Auch in diesem Fall breitet sich nach Selbsterregung
dieses Systems die Erregung auf die anderen sechs Pole bzw. auf die zugehörigen
vorbeirotierenden Scheibenbezirke aus.
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In gewissen Fällen erweist es sich als vorteilhaft, wenn man die sich
selbst erregenden Pole mit höherer Spannung betreibt als die sich nicht selbst erregenden
Pole. Dies kann in bekannter Weise z. B. dadurch geschehen, daß man in der Umfangsrichtung
den Abstand der Polarisatorstromabnehmer c und d (Abb, i) von den Konduktor spitzen
e und g größer hält als an den übrigen sechs Polen, oder daß man auch noch die von
den Schleifbürsten a und b geladenen Felder in der Umfangsrichtung größer hält als
die anderen sechs Felder. Dies Verfahren hat sich auch bei anderen Schaltungsarten
mehrpoliger Anordnungen als vorteilhaft erwiesen.
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Die vorliegende Erfindung ist auf alle Arten mehrpoliger Influenz-
bzw. Kondensatormaschinen mit einer oder mit mehreren Scheiben, Sektorkränzen, Zylindern
oder sonstigen influenzierenden Rotationskörpern sinngemäß anwendbar.