DE685679C - Wechselstromerzeuger - Google Patents

Description

Es sind Schwingkolbenmaschinen bekannt, bei denen die hin und her gehende Bewegung des Kolbens zur unmittelbaren Erzeugung elektrischen Stromes verwendet wird. Während man zu Beginn der Entwicklung dieser Maschinen davon ausging, die induzierte Spule selbst mit den zur magnetischen Leitung notwendigen Eisenmassen in einem feststehenden Magnetfeld hin und her zu bewegen, zeigt sich später das Bestreben, die Masse der bewegten Teile möglichst klein zu halten. Letzteres aus der Erkenntnis, daß nur dann eine brauchbare Maschine gewonnen werden kann, wenn eine hohe Spielzahl des Kolbens erreicht wird. Es wurde hier vorgeschlagen, den bewegten Anker, auch Kraftlinienleitstück genannt, als Platte auszuführen und zwischen den sich in ziemlich geringem Abstand gegenüberstehenden Feldpolen entgegengesetzter Polarität zu bewegen. Die Erregerwicklung konnte dabei an einer geeigneten Stelle des magnetischen Kreises angeordnet werden. Die induzierten Wicklungen waren auf den feststehenden Polen vorgesehen und mußten in der Nähe der Polflächen angebracht werden.

Der Nachteil dieser Anordnung besteht in dem schlechten Wirkungsgrad des Stromerzeugers, da nur immer die Hälfte der vorhandenen Leiter an der Stromerzeugung teilnimmt, die Unterbringung der notwendigen Kupfermengen in der Nähe der Polflächen schwierig ist und eine große Fläche, also großes Gewicht, des Kraftlinienleitstückes erfordert. Wenn in einem weiteren Vorschlag das Kraftlinienleitstück statt als Platte als Hohlzylinder ausgeführt wurde, so kommen hier wohl die Kupferverluste durch Stirnverbindungen in Fortfall; die anderen Übelstände, wie die nur halbe Ausnutzung der vorhandenen Leiter und die schwierige Unterbringung der notwendigen Kupfermengen in der Nähe der Polflächen mit der Folgeerscheinung, große Fläche und hohes Gewicht des bewegten Kraftleitstückes, bleiben bestehen.

Gegenstand der Erfindung ist der Aufbau einer Schwingkolbenmaschine mit unmittelbar elektrischem Kraftschluß, bei der die vorge-

nannten Nachteile wegfallen und bei der dieser elektrische Kraftschluß bei hohem Wirkungsgrad ein Minimum an bewegter Masse erfordert. Erreicht wird dies mit einem als flache Sfiheibe ausgebildeten und als Kraft-/ linienleitstück dienenden Anker dadurch, daß, erfindungsgemäß das Magnetsystem aus zwei in der Bewegungsrichtung hintereinanderliegenden Magnetkreisen gebildet wird, von to denen jeder eine induzierte Wicklung trägt, und deren je die Hälfte des Hubes einnehmende Pole von einer gemeinsamen Erregerwicklung umschlungen sind, während die Länge des Ankers gleich dem halben Hub ist. Die Erfindung sei an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Die Abb. ι und 2 zeigen schematisch in einem Hauptschnitt und einer Ansicht den Aufbau einer Schwingkolbenmaschine für Dampfbetrieb und Wechseiao Stromerzeugung. Die Ausführung von Kolben ι und Zylinder 2 ist in der Art einer doppeltwirkenden Gleichstromdampfmaschine gedacht. Die Kolbenstange 3 trägt an ihrem linken Ende den Anker 4, der als Stahlplatte von rechteckigem Querschnitt oder in be-* kannter Weise aus einzelnen quer zur Bewegungsrichtung stehenden Blechen mit Dämpferwicklung ausgeführt ist und sich kreuzkopfartig auf in den Abbildungen nicht dargestellten Gleitschienen bewegt. Die rechts befindliche Kolbenstange bedient die Steuervorrichtung der Einlaßventile, die in den Abbildungen aus Übersichtlichkeit ebenfalls weggelassen ist. Der Ständer besteht aus den beiden aus ° Dynamoblech zusammengesetzten Körpern 5 und 6, welche die gemeinsame Erregerwicklung 7 und die beiden hintereinandergeschalteten Ständerwicklungen 8 und 9 tragen.

\o Bei dem Betrieb der Maschine wird der Kolben und mit ihm der Anker Schwingungen von der Größe des Maschinenhubes ausführen. Der Anker wird hierbei in den Ständerkörpern S und 6 Änderungen des magnetischen Flusses herbeiführen, die eine Wechselspannung in den Ständerwicklungen 8 und 9 zur Folge haben. Da der magnetische Kraftlluß die Ständerkörper immer in der gleichen Richtung durchfließt, findet in ihnen, im Gegensatz zu Transformatoren und Dynamomaschinen, nur eine Feldänderung durch Flußverkleinerung bzw. -vergrößerung, nicht aber durch Richtungswechsel statt. Eine Bewegung des Ankers von z. B. der äußersten Totlage rechts zur äußersten Totlage links und mit über der Zeit sinusförmigem Geschwindigkeitsverlauf wird eine über der Zeit sinusförmige Abnahme des Flusses in dem Ständerkörper 5 und eine entsprechende Zunähme des Flusses in dem Ständerkörper 6 zur Folge haben. In den Ständerspulen ergibt sich damit ein über der Zeit sinusförmiger Spannungsveiiauf. Beim Rückgang des Ankers kehren sich die Verhältnisse um, so daß bei einem Hinundhergang eine volle . Sinusschwingung der Spannung erreicht wird. Die beiden Ständerspulen können dabei nach "Belieben parallel oder hintereinandergeschaltet werden. In Abb. 1 ist eine Hintereinanderschaltung vorgenommen, wobei die Wicklungen im entgegengesetzten Drehsinn zueinander laufen müssen. Um die Erregerwicklungen vor Einflüssen der induzierten Wicklungen zu bewahren, können bei den ersteren einige Windungen kurzgeschlossen oder besondere Dämpf er wicklungen vorgesehen werden.

Das an Hand der Abb. 1 und 2 für Dampfbetrieb dargestellte Verfahren gilt auch für den Betrieb als Verbrennungsmaschine, wenn diese, wie es wohl am zweckmäßigsten ist, in doppeltwirkendem Zweitakt arbeitet. Es müssen dann nur noch die entsprechenden Vorkehrungen für eine gute Spülung des Zylinders getroffen werden. Die zur Spülung notwendige Luftmenge kann hierbei entweder durch ein elektrisch angetriebenes Gebläse oder, wie es sinnvoller ist, durch einen hinter der Maschine angeordneten Zylinder, in dem durch die Schubstange der Maschine ein Kolben bewegt wird, erzeugt werden. Durch entsprechende Abmessungen des Gebläses bzw. der unmittelbar gekuppelten Spülpumpe kann auch eine Aufladung des Zylinders erreicht werden.

Die Verwendung des Aggregats als Luft- ^r kompressor erfolgt !ebenfalls nach dem in Abb. ι und 2 dargestellten Aufbau. Die Auslaßschlitze fallen hierbei fort, und in den Zylinderkopf werden die für Kompressoren bekannten, selbsttätigen, feder belasteten oder auch gesteuerten Einlaß- und Auslaßventile eingebaut.

Nach Abb. 1 und 2 ist die Erregerspule (induzierende Spule) um die beiden sich diametral gegenüberliegenden, um den Maschinenhub verschobenen Ständerkörper gelegt, so daß diese in derselben Richtung von den magnetischen Kraftlinien durchflossen werden. Die beiden Ständerspulen (induzierte Spulen) werden dann von einer der jeweiligen Ankerstellung entsprechenden Zahl magnetischer Kraftlinien durchflossen. Die Funktion der Spulen kann auch, bei gleicher Anordnung, miteinander vertauscht werden, d. h. die beiden vorherigen Arbeitsspulen werden als Erregerspulen und die vorherige Erregerspule als Arbeitsspule aufgebaut. Bei Einbau eines Stromwenders kann von der Maschine pulsierender Gleichstrom abgenommen werden. Der Anker ist dann zweckmäßig nicht, wie aus Abb. 1 ersichtlich, in recht-

eckiger Form auszuführen, sondern, um bei Arbeiten auf ein Netz oder eine Batterie eine funkenfreie Stromwendung zu erzielen, in seiner Höhe abzustufen.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Wechselstromerzeuger mit geradlinig zwischen den Polen eines Magnetsystems hin und her schwingendem, als flache Scheibe ausgebildetem und als Kraftlinienleitstück dienendem Anker, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetsystem aus zwei in der Bewegungsrichtung hinterein-... anderliegenden Magnetkreisen besteht, von . denen jeder eine induzierte Wicklung • trägt, und deren je die Hälfte des Hubes einnehmende Pole von einer gemeinsamen Erregerwicklung umschlungen sind, während die Länge des Ankers gleich dem halben Hub ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen