DE61388C - Anker für Wechselstrommaschinen - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Anker für Wechselstrommaschinen.

Vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Neuerung in dem Aufbau von Wechselstrommaschinen, welche im wesentlichen darin besteht , dafs an Stelle der früher üblichen zahlreichen Ankerspulen eine einzige derartige tritt.

Bei dieser Anordnung ist es möglich, Wechselstrompaschinen mit beliebig schnellen Stromwechseln herzustellen, trotzdem nur ein einfacher Ankerring und ein einfacher Feldmagnetring verwendet wird. Zuweilen werden jedoch auch Feldmagnete der gewöhnlichen Art verwendet.

Durch diese Anordnung wird eine bedeutende Vereinfachung der Wechselstrommaschinen erreicht, während gleichzeitig deren Leistungsfähigkeit erhöht und die Schwierigkeit, derartige Maschinen gehörig zu isoliren, aufserordentlich verringert wird.

Eine der vielen denkbaren Ausführungsformeri des Grundgedankens der vorliegenden Erfindung zeigen in mehr schematischer Weise die Fig. 1 und 2 der beiliegenden Zeichnung, und zwar giebt:

Fig. ι eine Ansicht des Ankerringes, während

Fig. 2 einen Schnitt durch eine derartige neue Wechselstrommaschine darstellt.

Wie aus diesen beiden Figuren hervorgeht, besteht der Anker der Maschine im wesentlichen aus einer einzigen Ringspule A von beträchtlichem Durchmesser und geringer Stärke. Umgeben wird dieser Ring von EisenstUcken // aus dünnem Eisenblech oder aus solchen Stäben, die an dem Umfang des Ringes in gewissen Abständen von einander angeordnet sind.

Die einzelnen plattenförmigen Eisenstücke sind U-förmig ausgeschnitten und umhüllen die Ringspule, welche ganz in dem durch die U-förmigen Ausschnitte gebildeten Raum eingebettet ist, von drei Seiten.

In ähnlicher Weise wie die Eisenstücke 1 werden ebenso hergestellte Stücke K, welche an dem inneren Umfang der Spule A angebracht werden, mit den ersterwähnten in abwechselnder Reihe angeordnet, so dafs auf ein Stück / rechts und links je ein Stück K zu liegen kommt.

Die Anzahl der inneren und äufseren Eisentheile / bezw. K ist bestimmt durch die gewünschte Anzahl der Stromwechsel und durch die. Umdrehungszahl der Maschine.

Eine derartig aufgebaute Maschine giebt durch die Anwendung nur einer einzigen Ringspule A ein bequemes Mittel an die Hand, Ströme von aufserordentlich hoher Spannung zu erzeugen, ohne dafs die Isolirung bedeutendere Schwierigkeiten böte.

Dabei ist leicht zu erkennen, dafs beim Gebrauch der Eisenstücke / K (die als magnetisch kurz geschlossen zu betrachten sind) die in dem Magneten auftretenden schädlichen Ströme ganz oder nahezu ganz vermieden werden und möglichst ein gleichbleibend magnetisches Feld erhalten werden mufs. ' "

Bei der vorstehend gekennzeichneten Anordnung gehen die Kraftlinien durch den Magneten und entweder durch die Stücke / / oder K K, entsprechend der Stellung der Pole, oder theilweise durch den einen, theilweise durch den anderen, wenn die Pole den Uebergang von einem zum anderen bilden.

Die einzelnen Theile /1 und K K sollten mit Rücksicht auf einander so bestimmt sein, dafs ungeachtet, ob die Kraftlinien durch / / oder K K gehen, der Widerstand des magnetischen . Stromkreises gleich bleibe.

Hierdurch wird der unnöthige Verlust an •Kraft vermieden, der sich andererseits durch Erhitzen der Pole und Magnetkerne und in anderer Weise bemerkbar machen würde. Die Methode, den magnetischen Stromkreis gleichbleibend zu erhalten, kann auch in anderer Weise, als dies in den Figuren dargestellt ist, angewendet werden;

Der Anker kann nämlich auch verwendet werden mit einem oder mehreren Feldmagnelen, gewöhnlicher Form, obwohl die Verwendung eines Feldmagneten, wie dies in Fig. ι und 2 gekennzeichnet ist, vorzuziehen ist.

Derselbe besteht aus einem Eisenkern C, der auf einer Welle S befestigt ist, die axial durch den Mittelpunkt der Ankerspule A geht und an seinem Umfang zu einer Anzahl Arme oder Vorsprünge η s ausgebildet ist, die in unmittelbare Nähe der Enden oder Seiten oder beider, wie es in der Zeichnung dargestellt ist, der Stücke / / und K K des Ankers kommen.

Die Zahl dieser Vorsprünge η s ist gleich der Zahl der Eisenkerne an der Aufsen- oder Innenseite der Ankerspule A.

Concentrisch zur Ankerspule A sitzt die Spule F für den Feldmagneten C. Diese Spule F kann auf den Magneten C aufgewunden sein und sich mit demselben, sowie der Welle 5 drehen. Es ist jedoch vorzuziehen , dieselbe fest in Verbindung mit dem die Ankerspule und die Eisentheile tragenden Gestell der Maschine zu bringen, wie dies die Fig. 3 und 4 erkennen lassen.

Auf diese Weise ist der einzige drehende Theil der Maschine die Welle S und das Eisen des Feldmagrieten; ein Stromsammler oder irgend eine Bürstenvorrichtung ist nicht erforderlich.

Die Fig. 3 und 4 zeigen ebenfalls mehr schematisch eine andere Ausführungsart der Maschine, bei der die äufseren Eisenstücke J/ des Ankers U-förmig, wie vorher, gestaltet sind und den Anker von drei Seiten einschliefsen, während die offenen Enden der Stücke / / den Feldpolen η s gegenüberstehen, während ändere aus Eisenplättchen hergestellte Stücke KK quer durch die Feldpole η s durchgehen, abwechselnd mit den U-förmigen ■ Ankerstücken.

In welcher Weise die einzelnen Theile der Maschine mit dem Gestell derselben verbunden werden können, geht aus Fig. 3 und 4 hervor.

L L sind Seitenrahmen, durch welche die Stücke / und K, sowie die Ankerspule A getragen wird. Diese Rahmen bilden gleichzeitig die Lager für die Welle S. Zusammengehalten wird das Ganze durch Bolzen M.

Die Spule A und, falls dies gewünscht werden sollte, auch die Spule F wird durch Bänder O an dem Bolzen N befestigt.

Fig. 4 a zeigt schematisch in Endansicht und

Fig. 4 b theilweise im Längenschnitt eine ähnliche Anordnung wie Fig. 3 und 4, welche sich namentlich für hohe Umdrehungszahlen bewährt.

Der kreisende Magnet C ist an der Welle S befestigt und besteht aus einem eisernen Cylinder, dessen Enden theilweise weggeschnitten oder seitlich ausgehöhlt sind und so die Polflächen η s bilden. Die Ausschnitte oder Aushöhlungen können sich auch über die ganze Länge des Cylinders erstrecken.

Die aus einzelnen Platten zusammengesetzten, mit U-förmigen Ausschnitten versehenen Eisenstücke / und K sind um die Ankerspule A gestellt; die Theile // gehen über die Spulet, hinaus, die Theile K K dagegen bleiben innerhalb derselben.

Die Lage des Ankers zu dem Feldmagneten kann in beliebiger Weise verändert werden.

Die Fig. 5 und 6 zeigen eine Anordnung, bei welcher der Feldmagnet C mit seinen Polen η s und Spule F aufserhalb anstatt innerhalb des Ankers angeordnet ist.

Bei dieser Anordnung ist angenommen, dafs die Ankertheile / K und die Ankerspule A mit der Welle S verbunden sind. Bei dieser oder einer der anderen Anordnungen kann entweder der Anker oder der Feldmagnet sich drehen.

Ferner können der Feldmagnet und die Ankertheile der Maschine neben einander angeordnet werden (Fig. 7, 8 und 9).

Bei dieser Ausführungsform steht der Feldmagnet und der Anker fest und kreist zwischen beiden Theilen ein aus Eisentheilen hergestellter Körper, welcher den Schlufs des magnetischen Kreises in der bereits oben angegebenen Weise vermittelt;

Es stellt, dar:

Fig. 7 einen senkrechten Schnitt,

Fig. 8 eine Ansicht des aus Platten zusammengesetzten kreisenden Eisenkörpers, dessen Traggestell jedoch nicht gezeichnet ist,

Fig. 9 den Grundrifs eines Theiles der Maschine.

Die Eisenstücke werden von einer Welle S in geeigneter Weise getragen.

Der Feldmagnet besteht aus einem hohlen Gehäuse C mit der Spule F; dasselbe ist mit Vorsprüngen η s versehen, die die Pole des Magneten bilden.

Die Ankerspule A ist auf drei ihrer Seiten von U-förmigen, aus Eisenplättchen hergestellten und in gewissen Abständen angeordneten Stücken / / umgeben, deren Ausschnitte gegen den Feldmagneten gerichtet sind. Der Eisenkörper besteht aus Eisenplatten K und K¹, von denen die mit K bezeichneten so lang

sind, dafs sie von den Polen η bis zu den Polen s des Feldmagneten reichen, wahrend die kürzeren Stücke K¹, auf in einander liegenden Kreisen angeordnet, die magnetische Verbindung zwischen den Polen des Ankers und des Feldmagneten vermitteln.

Die Stücke K gehen zweckmäfsig nicht von den Polen η s des Magneten zu den Ankerstücken //, sondern sind von den letzteren durch einen beträchtlichen Zwischenraum getrennt, während sie sich jedoch in unmittelbarer Nähe der Pole η s befinden. ■

Die Stücke K¹ sind von solcher Gröfse, dafs sie die Zwischenräume zwischen // und ns beinahe ausfüllen.

Der Aufbau ist in den Fig. 7, 8 und 9 dargestellt.

Die Wirkung dieser Einrichtung ist folgende:

Wenn die verschiedenen Paare der Stücke K¹ die Räume zwischen den Polen η s und den Eisenstücken / des Ankers ausfüllen, dann werden die magnetischen Kraftlinien gezwungen, durch die Stücke / zu gehen, und beeinflussen so die Spule A. Wenn die Stücke K¹ mitten zwischen den Polen η sich befinden, so stehen die Eisentheile K den Polen η gegenüber, und die Kraftlinien gehen dann durch die Theile K und nicht durch die Ankerstücke /.

Auf diese Weise werden die Ankerstücke / abwechselnd magnetisch, wodurch Wechselströme in der Ankerspule hervorgerufen werden.

Die Fig. 7, 8 und 9 stellen die Anordnung von kreisenden Eisenplatten mit einer einfachen Ankerspule und einer einfachen Feldmagnetspule dar.

Man kann dieselbe Form des Ankers jedoch auch in Verbindung mit einem Magneten von wechselnder Polarität- anwenden (s. Fig. 10 und 11).

Der Einfachheit wegen ist ein Feldmagnet von der Form oder nach der oben beschriebenen Art und Weise gewählt; jedoch kann auch irgend eine andere Form angewendet werden.

Fig. 10 und 11 stellen in Endansicht und Langenschnitt eine Anordnung dar, bei welcher ein mit wechselnden Polen versehener Magnet in Verbindung mit dem in Fig. 1 bis 4 dargestellten Anker benutzt wird.

In diesem Falle wird der Nord- und Südpol des Feldmagneten abwechselnd vertauscht, und die die Ankerspule A umkreisenden Ströme werden auch in ihrer Richtung geändert, anstatt allein in ihrer Stärke geändert zu werden.

Die Feldmagnete können in verschiedener Weise gestaltet sein.

So kann an Stelle des doppelten Sternrades (Fig. 10 und 11) eine Anzahl magnetischer Arme gleichlaufend mit der Welle angeordnet werden, wobei jeder Arm oder ein Arm um den anderen eine Spule besitzt, die mit einem Polschuh versehen ist, der eine ähnliche Stellung wie die Pole η bezw. s in Fig. 10 und 11 einnimmt.

Diese Anordnung kann noch in verschiedener Weise abgeändert werden, ohne von der Einhüllungsweise abzugehen. <·., '■

Der Anker kann z. B. innerhalb und kreisend angeordnet werden, wie in Fig. 5 und 6, während der Magnet denselben mit seinen nach innen gerichteten Polen umschliefst. Öder die Pole können an den Enden oder Seiten des Ankers liegen und entweder der Anker oder der Magnet kreisen.

■Dieses sind nur Abänderungen der oben erwähnten und in der Zeichnung dargestellten Anordnungen, bei welchen der Grundgedanke des neuen Ankers verwendet werden kann.

Der Feldmagnet kann in beliebiger Weise erregt werden.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch: .
   Ein Anker für Wechselstrommaschinen, bestehend aus einer einzigen, den Feldmagneten umschliefsenden Ringspule, auf welche LJ - förmige Eisenkörper abwechselnd von aufsen und von innen aufgeschoben sind, zu dem Zwecke, den magnetischen Kreis des Feldmagneten ab-' wechselnd um die Ankerspule und mit Ausschlufs derselben zu schliefsen.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.