DE832634C

DE832634C - Kollektor fuer elektrostatische Maschinen

Info

Publication number: DE832634C
Application number: DES2796A
Authority: DE
Original assignee: MACH ELECTROSTATIQUES DES SA; Machines Electrostatiques SA
Current assignee: MACH ELECTROSTATIQUES DES SA; Machines Electrostatiques SA
Priority date: 1949-04-15
Filing date: 1950-04-15
Publication date: 1952-02-28
Also published as: CH286987A; US2604502A; FR1011902A; GB693914A

Description

Die Erfindung l>etrift't einen Kollektor zur periodischen Herstellung des Kontaktes zwischen fest stehenden und Ijeweglichen Teilen von elektrostatischen Maschinen, die unter sehr hohen Potentialidiifferenzen anleiten.

Bekanntlich ändert stich die Größe der dielektrischen Durchschlagsfestigkeit sehr stark, je nach Verteiliungsverhältnissen des elektrischen Feldes. Gewisse Gase, insbesondere Luft, halten außerordentlich beträchtliche elektrische Felder aus, wenn diese auf beschränkte Volumina eingeengt sind. So ist die dieelektrische Durchschlagsfestigkeit eines gegebenen isolierenden gasförmigen Mediums unter sonst gleichen Bedingungen viel größer, wenn dieses zwischen zwei einen engen Spalt begrenzenden Elektroden eingeschlossen ist, als wenn der Spalt zwischen den Elektroden verhältnismäßig breit ist.

Unter Ausnutzung 'dieser Erkenntnis wird nach der Erfindung für die mit sehr hohen Spannungen aribeitenden elektrostatischen Maschinen ein vorteilhaft geeigneter Kollektor dadurch geschaffen, daß die mit den elektrischen Teilen der Maschine verbundenen Kollektorlamellen durch Gas enthaltende Nuten und durch je zwischen zwei solchen Muten liegende zusätzliche isolierte Lamellen voneinander getrennt sind. Auf diese Weise ergibt sich ein Kollektor, bei dem die Zwischenräume mit dielektrischem Fluidum zwischen den an die elektrischen Teile der elektrostatischen Maschine an-

geschlossenen Lamellen vervielfacht sind und dessen dielektrische Durchschlagsfestigkeit dadurch sowie auch durch die isolierten zusätzlichen Lamellen ganz wesentlich erhöht ist. Außerdem wird auch die bauliche Ausführung der Maschine enleichtert, weil die unter Spannung stehenden Teile scharfe Kanten aufweisen können. Die zusätzlichen Lamellen können dabei 'die gleiche Breite wie die mit den elektrischen Teilen der Maschine verbundenen

ίο Lamellen oder eine davon verschiedene Breite halben.

Bei Kollektoren für Gleichst ramdynamamaschinen mit hoher Lamellenspannung ist es gemäß dem deutschen Patent 284 534 bekannt, zwischen je zwei mit der Ankerwicklung verbundenen Hauptlamellen anstatt der üblichen einfachen Glimmerisolation eine Reihe von isolierten und blinden Lamellen einzufügen, deren Breite geringer als die Bürstenbreite der Maschinen ist, um durch mehr-

ao fache Unterteilung der Spannung zwischen den Hauptlamellen die Grenzspannung für den Funkenübergang bei Rundfeuer am Kollektor zu erhöhen. Im Gegensatz hierzu sind bei dom Kollektor nach der Erfindung die an dem beweglichen Teil der Maschine angeschlossenen Lamellen nicht nur durch isoliert« Lamellen, sondern auch durch in Wechselfolge mit diesen vorgesehene Nuten voneinander getrennt, welche mit dem gasförmigen Dielektrikum einer elektrostatischen Maschine z. B. mit Druckluft gefüllte isolierende Zwischenräume zwischen den Lamellen bilden und dadurch die für elektrostatische Maschinen erforderliche hohe dielektrische Durchschlagsifestiigkeitdes Kollektors im Zusammenwirken mit den isolierten Lamellen gewährleisten.

Die Zeichnung veranschaulicht einen erfindungsgemäß ausgebildeten Kailektor für elektrostatische Maschinen beispielsweise in mehrerenAusführungen. Abb. ι und 2 geben in Seitenansicht und in Stirnansicht eine erste Baufoum wieder und

Abb. 3 ist einTeilscbniitt nach der Geraden HI-III von Abb. 2;

Abb. 4 zeigt schaubiildlich eine zweite und

Abb. 5 eine dritte Ausführung und

Abb. 6 ist ein Querschnitt nach der Geraden Vl-VI von Abb. 5.

Gemäß Abb. 1 bis 3 besteht der Kollektor aus Metal lamellen i, die am Umfang eines Ringes 2 aus plastischem Werkstoff in gleichmäßiger Verteilung angeordnet und durch zwei umgeböridelte Endflansche 3 dieses Ringes 2 festgehalten sind. Die Metallamellen 1 sind' voneinander durch Nuten4 getrennt, die zwischen ahnen freie Spalte bilden, die in den Nuten 5 der umgebördelten Endflansche ihre axiale Fortsetzung fipden und mit dem das Dielektrikum der elektrostatischen Maschine bildenden Gas, z. B. Druckluft, gefüllt sind. Von je drei Lamellen 1 ist eine durch einem Leiter 6 an einen elektrischen Teil der Maschine angeschlossen, während die beiden anderen isoliert sind. Je zwei aufeinanderfolgende mit einem Leiter 6 verbundene Lamellen 1 sind demnach durch drei ein Gas, z. B. Luft, enthaltende Nuten 4 und zwei zusätzliche isolierte Lamellen 1 voneinander getrennt, was dem Kollektor nach Abb. 1 bis 3 eine sehr hohe dielektrische Durchschlagsfestigkeit verleiht.

Bei dem Kollektor nach Abb. 4 sind auf der einen Seitenfläche eines Ringes 8 aus Isolierstoff in regelmäßigem gegenseitigem Abstand leitende radial gerichtete Lamellen 9 angebracht, die mit ihrem unteren verbreiterten Teil in die Masse des Ringes 8 eingebettet und dadurch in diesem festgehalten sind. Zwischen den einzelnen aufeinanderfolgenden Lamellen 9 ist in der Masse des Ringes 8 je eine radiale Nut 10 ausgespart, welche die Lamellen durch einen mit Luft gefüllten Zwischenraum trennt. Von je drei Lamellen 9 ist eine durch einen Leiter 6 mit einem elektrischen Teil der Maschine verbunden und jeder der zwei anderen isoliert, so daß wie beim Kollektor nach Abb. 1 bis 3 drei Luftspalte und zwei isolierte Lamellen je zwei aufeitianderfoligende leitend angeschlossene Lamellen trennen.

Der Kollektor nach Abb. 1 bis 3 kann in einfacher Weise dadurch erhalten werden, daß man ein Metallband in den Ring2 bei dessen Herstellung aus plastischem Werkstoff einbringt und dann am Umfang des Ringes die Nuten 4, 5 parallel zur Ringachse herausarbeitet. Die Tiefe dieser Längsnuten 4, 5 bemißt man dal>ei derart, daß sie im Mittelteil des Ringes 2 größer als die Dicke des dort liegenden Metallbandes ist, so daß dieses l>ei der Erzeugung der Nuten 4, 5 durchschnitten und in Lamellen aufgeteilt wird.

In ähnlicher Weise kann der Kollektor nach Abb. 4 mit Hilfe einer ringförmigen Metallscheibe erzielt werden, die in den Isolierstoffrinig 8 1>ei seiner Herstellung an seiner einen Seitenfläche eingebettet wird, so daß ihre Außenfläche mit dieser Ringseitenfläcbe in einer Ebene liegt, worauf in dieser Ringseite radiale Spalte 10 erzeugt· werden. die eine die Dicke der Metallscheibe überschreitende Tiefe haben und daher die Scheibe in radiale Lamellen zerschneiden.

Der Kollektor nach Abb. 5 und (> weist eine mit einer mittleren kreisrunden Öffnung 12 versehene Isolierstoffscheibe 11 auf, in welche an ihrer einen Seitenfläche sektorförmige MetallameHeni 13 in regelmäßiger Verteilung und mit gleichem gegenseitigen Abstand eingebettet sind. Von je drei dieser voneinander durch radiale Luftspalte ge- no sdhiedenen Lamellen 13 steht, ähnlich wie bei den Kollektoren nach Abb. 1 bis 3 und 4, eine durch einen Leiter 6 mit einem elektrischen Teil der Maschine in Verbindung, während die beiden anderen isoliert sind, was wiederum zwischen zwei aufeinanderfolgenden, an einen Leiter 6 angeschlossene Lamellen zwei l>eiderseits je einem Luftspalt anliegende isolierte Lamellen ergibt.

Statt zwischen diie einzelnen an elektrische Teile der Maschine angeschlossenen Lamellen je drei Gas enthaltene Nuten und je zwei isolierte Lamellen vorzusehen, kann man auch eine andere Nuten- und Lamellenverteilung anwenden, indem man beispielsweise nur eine isolierte beiderseits durch eine Nut begrenzte Lamelle oder mehr als zwei isolierte Lamellen mit der entsprechenden Zahl

von Xutcn zwischen je zwei aufeinanderfolgende, mit elektrischen Maschinenteilen verbundene Lamellen einfügt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Kollektor für elektrostatische Maschinen, dadurch gekennzeichnet, daß die mit den elektrischen Teilen der Maschine verbundenen Lamellen (i. 6 oder 9. 6 oder 13, 6) durch Gas enthaltende Nuten (5) und durch je zwischen zwei solchen Nuten liegende zusätzliche, isolierte Lamellen (1 oder 9 oder 13) voneinander getrennt sind (Aibb. 1 bis 3 oder 4 oder 5).

2. Kollektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sämtlichen Lamellen (1) und die zwischen ihnen vorgesehenen Nuten (5) am Umfang eines Ringes (2) aus Isolierstoff angeordnet sind (Abb. 1 bis 3).

3. Kollektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Lamellen (9oder 13) miit den zwischen ihnen liegenden Nuten (10) an der einen Seitenfläche einer Scheiibe (8 oder 11) aus Isolierstoff vorgesehen sind. (Abb. 4 oder 5).

4. Verfahren zur Herstellung eines Kollektors nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, as

ι daß ein Metallband in einen Ring (2) ame plastischem Werkstoff während desisen Herstellung eingebracht wird und dann in diesem Ring axiiale Nuten (5) ausgebildet wenden, die das Metallband in Lamellen (1) aufteilen (Abb. ι bis 3).

5. Verfahren zur Herstellung eines Kollektors nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine ringförmige Metallscheibe in einen Ring (8 oder 11) aus plastischem Werkstoff bei dessen Herstellung an seiner einen Seitenfläche eingebettet wird und dann an diesem Ring (8) radiale Nuten (10) herausgearbeitet werden, die die Metallscheibe in Lamellen (9) zerschneiden (Abb. 4 oder 5).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

I 3254 2.