DE61667C - Anker für Drehfeldkraftmaschinen - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT

Die vorliegende Erfindung ist eine Verbesserung des Anker-Aufbaues von Wechselstrom-Kraftmaschinen, bei welchen nach Ferrari, Haselwander oder Tesla durch Verwendung von Wechselströmen verschiedener Phasen ein sich drehendes magnetisches Feld erzeugt wird.

Bringt man in das Feld einer solchen »Drehfeld-Kraftmaschine« einen leitenden Körper, so wird derselbe bekanntlich durch die entstehenden Wirbelströme mitgenommen. Damit die ihm ertheilte Zugkraft eine möglichst starke wird, ist es nöthig, den auf ihn wirkenden magnetischen Kraftlinien des Drehfeldes Eisen, hingegen den in ihm sich bildenden Wirbelströmen Kupfer zum Wege zu geben, denn die Zugkraft hängt sowohl von der Stärke des auf ihn wirkenden Feldes ab, als auch von der Stärke der dadurch erzeugten Wirbelströme, und die letztere ist umgekehrt proportional -dem Widerstände der ihnen gebotenen Kupfer- bezw. Kupfer- und Eisenleitung.

Diesen Widerstand möglichst gering zu machen, indem gleichwohl die nöthige Eisenmenge in günstiger Weise den Kraftlinien zum Wege gelassen wird, bildet daher den Grundgedanken des Anker-Aufbaues.

Die Wirbelströme entstehen bekanntlich als Kreise um die Kraftlinien herum. Der Weg, den sie nehmen, soll durch Kupfer führen. Damit der Widerstand desselben ein geringer ist, mufs diese Kupferleitung bei möglichst grofsem Querschnitt des Eisens, welches sie umfafst, eine möglichst kurze sein und aufserdem darf sie keine Fuge enthalten.

Es empfiehlt sich daher, der Eisenleitung für die Kraftlinien einen runden Querschnitt zu geben.

Der Aufbau des Ankers besteht darin, dafs ein Kupferring zwischen zwei Eisenringen eingebettet wird und quer durch das Kupfer hindurch von einem Eisenring zum anderen runde eiserne Bolzen gezogen werden. Der erste Eisenring ist schwach gehalten, dem Drehfelde unmittelbar zugekehrt und dient im wesentlichen zum Aufsaugen der Kraftlinien der wandernden Pole des Drehfeldes. Von diesem Ringe führen nun die eisernen Bolzen die Kraftlinien quer durch den Kupferring hindurch zu dem anderen Eisenring. Dieser letztere ist stark bemessen und dient als magnetischer Rückschlufs für die Kraftlinien zwischen den einzelnen Bolzen. Jeder Bolzen ist auf diese Weise von einem fugenlosen Kupferring umgeben, der von den Kraftlinien gekreuzt wird, wenn eine Abweichung des Synchronismus zwischen Anker und Drehfeld stattfindet. Der entstehende Wirbelstrom ist natürlich bei diesem Aufbau aufserordentlich stark, denn der Weg im Kupfer ist kurz. Der Querschnitt des Kupfers kann, wie bei den einzelnen Abänderungen des Aufbaues gezeigt werden wird, sehr grofs genommen werden, und vor allem die Kupferleitung enthält keine Fuge.

Der erste der beiden Eisenringe, welcher im wesentlichen zum Aufsaugen der Kraft-

linien dient, kann auch dadurch ersetzt werden, dafs man die Enden der Eisenbolzen an dieser Seite zu grofsen Köpfen ausbildet.

Fig. ι und 2 zeigen in Längs- und Querschnitt einen derartig zusammengesetzten Ringanker für ein von innen radial wirkendes Drehfeld. R₁ ist der schwache Eisenring, welcher zum Aufsaugen der Kraftlinien des Drehfeldes dient. R₂ ist der massive Kupferring, R₃ der starke Eisenring, welcher zum Rückschlufs der Kraftlinien dient. Die Bolzen B sind in Richtung der wirksamen Kraftlinien des Drehfeldes, also radial zur Verbindung der beiden Eisenringe angeordnet. Während man diese Bolzen gern aus Schmiedeisen nehmen wird, um bei grofser Fähigkeit, magnetische Kraftlinien aufzunehmen, doch einen möglichst geringen Durchmesser zu behalten, kann JR₃ ohne Bedenken aus Gufseisen hergestellt werden, da einer grofsen Abmessung dieses Ringes nichts im Wege steht. An R_& kann man, wie Fig. ι zeigt, eine Scheibe oder Speichen anschliefsen lassen, welche an der Nabe N festsitzen. Es ist dadurch ein derartig fester Aufbau ermöglicht, dafs R₃ ohne Weiteres auch als Riemscheibe verwendet werden kann. Den Kupferring R₂ kann man seitlich beliebig stark nehmen und daher einen grofsen Querschnitt der Kupferleitung erzielen, ohne zur Beschränkung der Abmessungen der Bolzen B genöthigt zu sein.

Fig. 3 und 4 stellen im Längs- und Querschnitt die Abänderung des Aufbaues für ein äufseres, radial einwirkendes ■ Drehfeld dar. Die Lage der beiden Ringe R₁ R₂ ist daher vertauscht und jR.₂ unmittelbar mit der Nabe N verbunden. Die Bolzen -B gehen wieder radial, wie die Richtung der eintretenden Kraftlinien ist.

Fig. 5 stellt zu beiden Seiten eines Drehfeldes axialer Richtung der Kraftlinienwirkung zwei symmetrisch gleiche Anker dar, bei denen die Bolzen -B somit parallel zur Achse und die Ringebenen senkrecht zu Bolzen und Achse angeordnet sind.

N S stellt das Gestell des Drehfeldes dar. Die übrigen Bezeichnungen sind den vorhergehenden Figuren entsprechend.

Fig. 6 zeigt den Querschnitt eines derartigen Ankers durch einen der Kupferringe hindurch, so dafs ebenfalls die Bolzen B im Querschnitt sichtbar sind. Die Bolzen B bilden zusammen, wie Fig. 6 zeigt, einen Ring. Man kann natürlich mehrere solcher Ringe neben einander anordnen, ebenso wie- man in den beiden vorhergehenden Figuren, wo die Bolzen strahlenförmig angeordnet sind, mehrere Reihen solcher Bolzen anwenden kann.

Bei allen beschriebenen Constructionen des Ankers ist die Abänderung möglich, dafs man statt des einen durchgehenden Kupferringes ebenso viele Kupferringe verwendet, wie Bolzen in dem Anker-Aufbau vorhanden sind, und je einen dieser Kupferringe über je einen der Bolzen überschiebt. Wir erhalten dann ebenfalls um jeden Eisenbolzen den Wirbelströmen eine fugenlos geschlossene Kupferleitung zum Wege gelegt und auch im übrigen die als wesentlich hingestellten constructiven Verhältnisse beibehalten. .

Fig. 7 stellt im Querschnitt den auf diese Art abgeänderten Anker-Auf bau der Fig. 5 und 6 dar.

Wir haben in der Beschreibung bislang immer das Drehfeld-Magnetgestell der Kraftmaschinen als stillstehend und den von uns als Anker bezeichneten Körper als kreisend angenommen. Es wird natürlich am Wesen der Erfindung nichts geändert, wenn man das Drehfeldgestell mit der Achse verbindet und kreisen läfst, hingegen den Anker feststehend anordnet.

Claims (2)

Patent-Ansprüche: r

1. Ein Anker für Drehfeldkraftmaschinen der durch das Patent No. 51083 geschützten Art, welcher aus 3 Ringen (R₁ R₂ R₃) aufgebaut ist, welche entweder concentrisch um einander oder conaxial neben einander gelegt sind, indem die beiden äufseren Ringe aus Eisen hergestellt und durch im ersten Falle.radial, im' zweiten Falle parallel zur Achse gerichtete Eisenbolzen quer durch den zwischen ihnen liegenden Ring, welcher letztere von Kupfer ist, in Verbindung gebracht sind.

2. Eine Abänderung der unter 1. geschützten Ausführungsform, bei welcher an Stelle des aus Kupfer hergestellten · mittleren Ringes (R₂) einzelne kupferne Ringe oder Hülsen über die die beiden Eisenringe (R₁ R₃) verbindenden Eisenbolzen geschoben sind.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.