DE71914C - Elektrischer durch Influenz wirkender Erzeuger - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAM

Der den. Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildende Erzeuger wirkt durch elektrostatische Induction (Influenz).

Die Maschine ist auf der beiliegenden Zeichnung dargestellt

in Fig. ι in Seitenansicht, zum Theil im Schnitt,

in Fig. 2 im Schnitt nach x-x der Fig. 1, von rechts gesehen,

in Fig. 3 in ähnlichem Schnitt nach y-y der Fig. 1, von links gesehen.

Fig. 4 zeigt in schaubildlicher Ansicht eines der Sectorenräder des sich drehenden Ankers, Fig. 5 einen Schnitt nach w-n> der Fig. 4.

Fig. 6 zeigt in schaubildlicher Ansicht einen der Inductionssectoren,

Fig. 7 in schaubildlicher Ansicht die Vorrichtung, welche diese Inductoren in ihrer Lage festhält,

Fig. 8 ist ein Schnitt nach v-v der Fig. 3.

Auf der Grundplatte A sind die . Tragständer B und Lager C zur Aufnahme der Welle D des Ankers befestigt. Zum Drehen des Ankers dient die Riemscheibe E.

Der Anker besitzt eine Reihe von isolirten metallischen Sectoren F, welche radial an der Ankerwelle und in senkrechter Ebene zu dieser Welle angeordnet sind. In den Zeichnungen sind je vier solcher Sectoren in einer Ebene gezeichnet, wobei alle Ebenen gleichen Abstand von einander haben. Von Vortheil ist es, je zwei dieser Sectoren an ihren Enden durch bogenförmige Stücke α zu verbinden (Fig. 4 und 5), welche flantschähnliche Ansätze b zum Zweck ihrer Befestigung an der Nabe besitzen. Jeder Sector wird vortheilhaft aus passend dickem Blech eines solchen Metalles hergestellt, welches für Inductionszwecke am geeignetsten erscheint, und ist an einer Speiche α¹ befestigt (Fig. 5), welche diesen Sector fest mit dem Bogenstück α verbindet. Die Sectoren sind so leicht als möglich, von durchaus gleicher Dicke und mit sorgfältig abgerundeten Ecken und Kanten hergestellt.

Die Nabe besteht aus zwei Scheiben c c¹ von nichtleitendem Material, zwichen welchen die Ansätze b verstellbar sind und durch ein geeignetes Mittel, beispielsweise mittelst der Flantschplatten d und d¹, festgestellt werden können, von denen eine mit einer Büchse e versehen ist, welche zur Befestigung der Nabe auf der Ankerwelle dient.

Die Bogenstücke α bilden den Umfang der Nabe und einen Stromabgeber zur Ableitung der Ströme, wie dies im Folgenden beschrieben werden wird.

Vier Paare von Sectoren bilden auf diese Weise ein Rad, dessen einander gegenüberstehende Sectorenpaare leitend verbunden sind, beispielsweise durch Metallstreifen e¹, von denen je einer an einer Nabenseite angeordnet ist, und welche von den Metalltheilen des Ankers isolirt sind (Fig. 4).

Der Anker besteht aus einer beliebigen Anzahl dieser Sectorenräder, welche auf der Welle stellbar befestigt sind, so dafs deren Abstand von einander und deren Gruppirung beliebig geändert werden kann. Diese Gruppirung hängt von der Art der gewünschten elektrischen Leistung ab.

Will man einen ununterbrochenen Gleichstrom erhalten, so werden die Sectoren oder

Sectorenpaare in Form einer Schraubenlinie um die Welle angeordnet, wie dies in den Zeichnungen ersichtlich ist, wodurch in einer Endansicht des Ankers die Sectoren gleichmäfsig um die Welle vertheilt erscheinen.

Der Anker dreht sich in einem feststehenden elektrischen Felde, welches durch Inductoren H gebildet wird, die in Abständen von einander am Gestell der Maschine befestigt sind, beispielsweise durch Längsschienen /, welche zwischen zwei senkrechten Ständern / aus mit Schellack bedecktem Glas oder einem anderen nichtleitenden Material gelagert sind.

Die Inductoren H sind von ähnlicher Gestalt und Construction wie die Ankersectoren und ebenfalls in Ebenen angeordnet, welche in gleichen Abständen von einander zur Welle senkrecht stehen, wobei je zwei dieser Inductoren diagonal gegenüberstehen, so dafs in einer Endansicht die Seetoren einer Ebene alle Sectoren der anderen Ebene verdecken.

Auch ist es vortheilhaft, die Inductoren in gleicher Weise wie die Ankersectoren in Paaren anzuordnen und am Ende mit einem flantschähnlichen Ansatz f, Fig. 6, zu versehen, mittelst dessen sie an Zwingen g, Fig. 7, befestigt sind, welche durch Schrauben oder dergleichen mit den Schienen I verbunden sind. Letztere sind abnehmbar und stellbar zwischen den Ständern J in derselben Weise befestigt, wie die Schienen MM, Fig. 1.

Die genannten Inductoren H können auf diese Weise einzeln oder ebenfalls in Gruppen eingestellt werden, wobei es für einen guten Gang der Maschine nothwendig ist, dafs die Ebenen, in welchen die Sectoren des Ankers bezw. des Feldes angeordnet sind, genau parallel zu einander sind und in gleichen Abständen von einander in der Achsenrichtung der Ankerwelle abwechseln, und dafs die Inductionsphasen aller Sectoren jedes Sectorenrades bezw. der benachbarten Inductoren genau die nämlichen sind.

Diese Inductoren sind an ihren inneren, der Ankerwelle zugekehrten Enden abgerundet und springen bis nahe gegen die Ankerwelle vor. Auch sind alle Ecken und Kanten der Inductoren abgerundet und sämmtliche Inductoren einer Reihe an ihren äufseren Enden von einer gemeinschaftlichen Metallplatte K überdeckt, welche von dem einen Ständer J bis zu dem anderen reicht, wobei die Aufseilflächen sorgfältig abgerundet und je zwei diametral gegenüberstehende Inductorenreihen (welche gleichartige Elektricität besitzen) leitend verbunden sind, wie dies die Fig. 3 zeigt. Um den durch die elektrische Strahlung verursachten Verlust an Elektricität zu vermindern, sind die Inductoren mit passendem nichtleitenden Material bedeckt.

Die Bogenstücke α zwischen jedem Paare von Ankersectoren bilden die Stromabgeber für jedes Sectorenrad, welche mit zwei Reihen von Bürsten L und L¹ versehen sind, die in den freien Räumen zwischen den Inductoren angeordnet und an den Längsschienen M M stellbar befestigt sind.

Diese Schienen M M sind an beiden Enden stellbar und leicht abnehmbar an den Ständern J befestigt, welche zu diesem Zwecke erweiterte Schlitze oder dergleichen besitzen.
. Alle Bürsten einer Reihe sind durch eine der Schienen M oder in irgend einer anderen Weise leitend verbunden, wobei Polklemmen in metallischer Verbindung mit den Schienen M vorhanden sind, zum Zwecke der Leitung des Stromes in den äufseren Stromkreis N.

Die Inductionssectoren erhalten von einer äufseren (in der Zeichnung nicht ersichtlichen) Stromquelle Elektricität. Als Stromquelle eignet sich irgend eine der bekannten Maschinen, deren Geschwindigkeit regulirt werden kann. Diese Maschine kann auch, wenn erwünscht, dazu verwendet werden, die Elektrisirung der Inductoren während ihrer Wirksamkeit .zu unterstützen, wie dies im Folgenden näher beschrieben wird.

Ein oder mehrere Sectorenräder, etwa jene an einem oder beiden Enden der Ankerwelle, sind mit Stromwenderflächen von geringerer Länge als jene der anderen Sectorenräder versehen, wie dies die Fig. 2 zeigt; aufserdem sind zwei Bürsten P P¹ an diesen Ankersectoren befestigt.

Die Maschine, wie sie im Vorhergehenden beschrieben wurde, arbeitet in folgender Weise:

Die Sectoren H werden dadurch elektrisirt, dafs man sie mit einem Erzeuger verbindet, so dafs die Inductoren in der Reihenfolge abwechselnd positiv und negativ elektrisch werden.. Sind beispielsweise, wie im vorliegenden Falle, vier Sectoren in einer Ebene angeordnet, so werden zwei gegenüberliegende Sectoren gleichnamig elektrisch werden, wie dies durch die Zeichen in Fig. 2 und 3 ersichtlich gemacht ist.

Gehen wir von der in den Fig. 2 und 3 gezeichneten Stellung aus, bei der die Ankersectoren in der Mitte zwischen den inducirenden Sectoren (Inductoren) sich befinden, und nehmen wir an, es rotire die Ankerwelle in dem Sinne des eingezeichneten Pfeiles, so ist klar, dafs zwei der Ankersectoren sich positiv elektrischen und zwei negativ elektrischen Inductoren sich nähern. Da nun die Ankersectoren in Ebenen rotiren, welche parallel und sehr nahe den inducirenden Sectoren sind, so werden erstere während ihrer Annäherung polarisirt, aber da die Ankersectoren mit dem äufseren Stromkreis N durch die Bürsten L und L¹ verbunden sind, geht ein Strom durch die Lei-

tung N, und zwar wird positive Elektricität aus denjenigen Ankersectoren in, die. äufsere Leitung N m'efsen, welche sich den positiven Inductoren nähern, während gleichzeitig eben solche Elektricität in die Ankersectoren, welche sich den negativen Inductoren nähern, strömt und daselbst gebunden wird.

Sobald die Ankersectoren sich wieder von den Inductoren entfernen, wird diese gebundene positive Elektricität frei und strömt durch die äufsere Leitung N in diejenigen Sectoren, welche vorher bei der Annäherung negativ elektrisch geworden sind, und wird daselbst gebunden; da aber in demselben Augenblick die Ankersectoren die Gontacte bei den Endbürsten des äufseren Stromkreises wechseln, so wird der Strom in gleicher Richtung nach aufsen strömen, während die Ankersectoren sich nun den Inductoren mit entgegengesetzter Elektricität nähern, so dafs der Strom ohne jeden Wechsel der Stromschlufsplatte mit den Bürsten fortwährend durchfliefsen wird, bis die Sectoren sich vollständig den Inductoren genähert haben, gegen welche sie sich bewegen.

Da die Hälfte der Ankersectoren F von einem positiven zu dem benachbarten negativen Inductor sich bewegt, wird dieser Hälfte positive Elektricität über die am Ende des äufseren Stromkreises befindliche Bürste zuströmen und gleichzeitig positive Elektricität aus der anderen Hälfte der Ankersectoren in die andere Bürste des äufseren Stromkreises fliefsen, wenn sich diese Sectoren von einem negativen zu dem benachbarten positiven Inductor bewegen;

Da die Ankersectoren vermöge der Anordnung der Sectoren F in Form einer Schraubenlinie an der Ankerwelle sich nicht alle auf einmal und plötzlich den inducirenden Sectoren nähern und von ihnen entfernen, so ist •'der Strom in der äufseren Leitung N möglichst ■gleichmäfsig und ununterbrochen, kann mittelst ■geeigneter Umwandler umgeformt und in gleicher Weise wie ein Strom verwendet werden, der durch Magnetinduction oder durch eine galvanische Batterie erzeugt wurde.

Die Anordnung des Ankers ermöglicht eine Aenderung in der Gruppirung der Sectoren, um, wenn erwünscht, verschiedene Wirkungen zu erzielen; so können die Ankersectoren anstatt in einer Schraubenlinie an manchen Stellen der Welle näher an einander gerückt werden, so dafs zu gewissen Zeiten eine gröfsere Zahl dieser Sectoren sich den Inductoren nähert bezw. von letzteren sich entfernt, wodurch Schwankungen im Strome oder ein pulsirender Strom erzeugt wird; oder es können diese Ankersectoren ebenso wie die Inductoren in Parallelreihen in der Richtung der Welle angeordnet werden, wobei der Kreisbogen zwischen den Inductoren von genügender Länge ist, wodurch ein unterbrochener Strom erzeugt wird.

Werden bei der letzteren Anordnung die Hälfte der Ankersectoren (welche in derselben Ebene mit der Welle liegen) leitend mit ein- ■ ander und mit einem Metallring verbunden, der auf der Ankerwelle isolirt sitzt, die andere Hälfte der Sectoren in gleicher Weise mit einander und mit einem Ringe der Ankerwelle verbunden, hierauf die zwei Ringe durch Bürsten mit dem äufseren Stromkreise verbunden, so entsteht ein Wechselstrom.

Wenn die Maschine in der beschriebenen Weise zur Erhaltung der Elektrisirung der Inductoren gebaut wird, so erhalten die Ankersectoren die verkürzten Stromschlufsplatten, wie sie in Fig. 2 ersichtlich sind. Die Elektrisirung wird dann dadurch unterhalten, dafs die Berührung mit den Bürsten L und L¹ kurze Zeit bevor diese Ankersectoren vor den Inductoren vorbeigehen, durch welche sie durch Influenz elektrisirt wurden, unterbrochen wird, während, wenn diese Ankersectoren sich in der Mitte zwischen den Inductoren befinden, erstere durch die Bürsten P P¹ in leitende Verbindung mit denjenigen Inductoren gebracht werden, welchen die genannten Ankersectoren sich nähern, so dafs die in den letzteren vorhandene Elektricität den Inductoren mitgetheilt wird.

Infolge der eigenthümlichen Einrichtung und Anordnung des Ankers und der Feldsectoren (Inductoren) wird jeder durch innere Entladung entstehende Verlust vermieden, was bei den Maschinen dieser Art von äufserster Wichtigkeit ist.

An Stelle der leitenden Verbindung der diametral gegenüberstehenden Paare von Ankersectoren können auch vier Reihen von Bürsten verwendet werden.; auch brauchen die Sectoren selbstverständlich nicht in Paaren angeordnet zu werden.

Um ein Ueberladen zu verhindern, kann ein passender Regulator angewendet werden, wie er in der Zeichnung ersichtlich ist. Derselbe besteht aus zwei Kugeln RR¹, welche bezüglich mit den positiven und negativen Inductoren leitend verbunden sind, und aus den metallischen Spitzen T, welche diesen Kugeln in gewisser Entfernung gegenüberstehen und leitend mit einander verbunden sind. Wenn die Feldsectoren H überladen werden, so entsteht dann zwischen Kugel R oder R ^l und Spitze T ein Ausgleich oder eine Entladung durch die Leitung hindurch, welche die Spitzen T verbindet, wodurch die Ladung der Feldsectoren verringert wird.

Die Entladung kann in einem besonderen, die Spitzen verbindenden Stromkreis nutzbar gemacht werden oder durch den äufseren

Stromkreis N hindurch erfolgen, wie dies aus Fig. 3 ersichtlich ist.

Durch entsprechende Einstellung' der Inductoren in radialer Richtung zwischen den Ankersectoren oder durch Verstellung der Spitzen T gegen die Kugeln RR¹ des Regulators kann die Stärke des Stromes verändert werden, während die Strommenge durch Aenderung in der Umdrehungsgeschwindigkeit des Ankers beliebig regiüirt werden kann.

Claims (2)

1. Patent-Ansprüche:

   ι . Ein elektrischer Erzeuger, gekennzeichnet durch eine Gruppe isolirter, metallischer Sectoren H, welche radial um eine mittlere Achse angeordnet sind und ein feststehendes elektrisches Feld von positiven und negativen Indüctoren bilden, innerhalb dessen ein Anker drehbar ist, welcher aus einer Reihe von auf der mittleren Welle D stellbaren Sectorenrä'dern besteht, von welchen jedes aus an einer isolirten Nabe radial und senkrecht zur Ankerwelle gestellten Sectoren F gebildet wird, wobei die einzelnen Sectorenrä'der so nahe an den Sectoren H sich vorbeidrehen, dafs sie in gewissen Zeitabschnitten durch Influenzwirkung der letzteren mit Elektricität geladen und hierbei die von einem negativen Iuductor sich entfernenden , influencirten Sectoren mit allen von einem positiven Inductor sich entfernenden influencirten Sectoren leitend verbunden werden.
2. 2. Bei dem unter i. gekennzeichneten elektrischen Erzeuger ein Regulator, welcher aus zwei mit den positiven bezw. negativen Inductoren verbundenen Kugeln R R¹ und den diesen Kugeln gegenüberstehenden, leitend verbundenen Spitzen T besteht, wobei, um die Elektrisirung der inducirenden Sectoren zu erhalten, die feststehenden mit den beweglichen Sectoren durch Stromschlufsvorrichtungen leitend verbunden werden.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.