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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

KLASSE 21: Elektrische Apparate.CLASS 21: Electrical apparatus.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 11. September 1894 ab.Patented in the German Empire on September 11, 1894.

Der den Gegenstand vorliegender Erfindung bildende Motor gehört zu derjenigen Klasse von Motoren, bei der die Ankerwelle mit einer Anzahl radial auf einer Welle angeordneter Ankerschienen in einem von einer Gruppe Elektromagnete gebildeten magnetischen Felde zur Drehung gebracht wird.The engine which is the subject of the present invention belongs to that class of motors, in which the armature shaft is arranged radially on a shaft with a number Anchor bars in a magnetic field formed by a group of electromagnets is made to rotate.

Diese Elektromagnete werden der Reihe nach durch einen auf der Ankerwelle sitzenden Stromwender in der Weise erregt, dafs auf die radialen Ankerschienen eine Reihe von Stromimpulsen in der Umdrehungsrichtung der Welle ausgeübt wird. Die Gesammtsumme der auf Drehung des Ankers während einer Umdrehung desselben wirkenden Stromimpulse ist gleich der Zahl der Feldmagnetspulen multiplicirt mit der Zahl der Ankerschienen.These electromagnets are sequentially activated by a commutator sitting on the armature shaft excited in such a way that a series of current impulses act on the radial anchor rails is exerted in the direction of rotation of the shaft. The grand total of the spin of the armature during one revolution of the same acting current pulses is equal to the number of Field solenoids multiplied by the number of anchor bars.

Das Wesentliche der Erfindung besteht in der Anordnung des Stromwenders und der auf diesem schleifenden, mit den Feldmagnetspulen verbundenen Bürsten. Diese Anordnung ist eine solche, dafs die wirksame Stelle des magnetischen Feldes in Richtung der Ankerdrehung gedreht wird, und zwar mit wesentlich gröfserer Geschwindigkeit als der Anker.The essence of the invention consists in the arrangement of the commutator and the on this sliding brushes connected to the field magnet coils. This arrangement is such that the effective point of the magnetic field is in the direction of the armature rotation is rotated, at a much greater speed than the anchor.

Durch diese Anordnung wird eine im Verhältnifs zur Zahl der Feldmagnetspulen grofse Zahl von Stromimpulsen auf die Ankerschienen ausgeübt, und die Umdrehungsgeschwindigkeit, der Wirkungsgrad und die Kraftäufserung der Maschine werden bedeutend vermehrt.Through this arrangement one becomes in proportion to the number of field magnet coils, there is a large number of current pulses on the anchor rails exercised, and the speed of rotation, the efficiency and the force accumulation of the Machines are increased significantly.

Auf der Zeichnung ist die Maschine in Fig. ι in Endansicht von der Seite des Stromwenders aus dargestellt, Fig. 2 ist ein senkrechter Schnitt durch die Feldmagnete und den Anker und zeigt die Befestigung der Feldmagnete und die Anordnung des Ankers.In the drawing, the machine is in Fig. Ι in an end view from the side of the commutator from, Fig. 2 is a vertical section through the field magnets and the Armature and shows the attachment of the field magnets and the arrangement of the armature.

Fig. 3 ist eine Seitenansicht der Maschine,Fig. 3 is a side view of the machine,

Fig. 4 ein senkrechter Längsschnitt.4 is a vertical longitudinal section.

Fig. 5 zeigt das Schema des Stromlaufes.Fig. 5 shows the schematic of the circuit.

Fig. 6 zeigt einen Stromwender in Seiten- und Endansicht,Fig. 6 shows a commutator in side and end view,

Fig. 7 eine Abart des Bürstenhalters.7 shows a variant of the brush holder.

Fig. 8 zeigt eine einzelne Bürste undFig. 8 shows a single brush and

Fig. 9 eine besondere Ansicht des Stromwenders mit der Bürste für Stromeinleitung und einer der Vertheilungsbürsten.9 shows a special view of the commutator with the brush for current introduction and one of the distribution brushes.

Die vorliegende Maschine besteht wie alle Maschinen dieser Gattung aus einem magnetischen Felde A, einem innerhalb desselben drehbaren Anker B und einem Stromwender C. Like all machines of this type, the present machine consists of a magnetic field A, an armature B that can be rotated within it, and a commutator C.

Wie Fig. ι und 2 zeigen, besteht das magnetische Feld aus einer Gruppe von sechs Elektromagneten b, die in gleichen Abständen radial auf einem Gehäuse D angebracht sind.As Fig. Ι and 2 show, the magnetic field consists of a group of six electromagnets b, which are mounted radially on a housing D at equal intervals.

Diese Hufeisenmagnete reichen mit ihren Polen durch Oeffhungen d des Gehäuses D, so dafs sie auf den innerhalb des Gehäuses D angeordneten Anker zu wirken vermögen.These horseshoe magnets extend with their poles through openings d of the housing D, so that they are able to act on the armature arranged within the housing D.

Die Magnete werden durch Schrauben E befestigt, welche durch die Magnetjoche e hindurchgehen und in eine ringförmige Rippe F, The magnets are fastened by screws E , which go through the magnet yokes e and into an annular rib F,

die aufsen am Gehäuse D vortritt (Fig. 3 und 4), eingeschraubt sind. Die Spulenwindung jedes Magnetpaares ist eine solche, dafs gleichnamige Pole zur Beeinflussung der Ankerschienen entstehen, und die freien Enden der Spulen sind an Klemmen G angeschlossen, die an einem ringförmigen, an den Enden des Gehäuses D angeordneten Flantsche isolirt von demselben angebracht sind. Diese Klemmen sind mit den Stromwenderbürsten N und der Stromableitung verbunden.which protrudes on the outside of the housing D (Fig. 3 and 4) are screwed in. The coil winding of each pair of magnets is such that poles of the same name are created to influence the armature rails, and the free ends of the coils are connected to terminals G, which are attached to an annular flange arranged at the ends of the housing D , insulated from the same. These terminals are connected to the commutator brushes N and the current lead.

An jedem Ende des Gehäuses D ist ein Querträger / befestigt, der mit Lager i zur Aufnahme der Ankerwelle J versehen ist. |At each end of the housing D a cross member / is attached, which is provided with bearings i for receiving the armature shaft J. |

Zwischen den Trägern I sitzt auf der Welle eine Nabe K aus nicht magnetischem Stoff, auf welcher sieben Ankerschienen L aus weichem Eisen befestigt sind, die von einem Ende des Gehäuses D bis zum anderen reichen und bei der Drehung des Ankers in geringer Entfernung von den inneren Polenden der Magnete b sich vorbei bewegen.Between the beams I sits on the shaft a hub K made of non-magnetic material, on which seven anchor rails L made of soft iron are attached, which extend from one end of the housing D to the other and, when the armature rotates, at a short distance from the inner ones Pole ends of magnets b move past.

Die Anordnung von sieben Ankerschienen in Verbindung mit sechs Feldmagneten hat den Vortheil, dafs stets eine der Ankerschienen sich in einer die stärkste Wirkung abgebenden Stellung in Bezug auf eine der Feldmagnet- j spulen befindet, wobei dieser Punkt der gröfsten Wirkung im Kreise in Richtung der Ankerdrehung herumwandert, und zwar mit viel gröfserer Geschwindigkeit, als diejenige des Ankers ist. Die Geschwindigkeit, mit welcher dieser wirksame Punkt wandert, ist abhängig von der Zahl der Ankerschienen im Verhä'ltnifs zu der Zahl der Feldmagnetspulen. Um diesen Punkt der gröfsten Wirkung auszunutzen, wird das wirksame magnetische Feld veranlafst, sich zufolge besonderer Anordnung des Stromwenders und seiner Verbindungen zu drehen, wobei das magnetische Feld dem Anker immer etwas voraus ist und daher einen directen Zug auf den Anker ausübt.The arrangement of seven anchor rails in connection with six field magnets has the Advantage that one of the anchor rails is always giving the strongest effect Position in relation to one of the field magnet coils, this point being the largest Effect wanders around in a circle in the direction of the armature rotation, and with much greater speed than that of the Anchor is. The speed with which this effective point moves is dependent on the number of anchor bars in relation to the number of field magnet coils. To this one To take advantage of the point of greatest effect, the effective magnetic field is made to move to rotate according to the special arrangement of the commutator and its connections, the magnetic field always being somewhat ahead of the anchor and therefore a direct pull exerts on the anchor.

Der in den Fig. 1 und 6 besonders dargestellte Stromwender C mit seinen Verbindungen besteht aus einer cylindrischen, auf der Welle angeordneten Trommel c aus leitendem Stoff. Von der Welle ist die Trommel durch eine Hülse c¹ aus Hartgummi oder dergl. isolirt und durch eine Mutter c- befestigt. Das vordere Ende der leitenden Trommel ist verlängert und bildet eine Stromschlufsfläche, auf welcher die Bürsten Maufliegen, die den Strom in die Maschine leiten.The commutator C shown particularly in Figs. 1 and 6 with its connections consists of a cylindrical, arranged on the shaft drum c made of conductive material. The drum is isolated from the shaft by a sleeve c ¹ made of hard rubber or the like and is fastened by a nut c. The front end of the conductive drum is elongated and forms an electrical connection surface on which the brushes, which conduct electricity into the machine, rest.

Die Trommel ist an ihrem hinteren Ende zu Vertheilungsschienen c³ ausgebildet, deren Zahl gleich der Anzahl der Ankerschienen ist, im vorliegenden Falle sieben, die durch isolirende Zwischenräume c⁴ oder durch Isolationsstücke von einander isolirt sind. At its rear end, the drum is formed into distribution ^{rails c 3} , the number of which is equal to the number of anchor rails, in the present case seven, which are isolated from one another by insulating ^{spaces c 4 or by insulating pieces.}

Der von jeder Vertheilungsschiene des Stromwenders eingenommene Theil des Umfanges der Stromwendertrommel richtet sich nach der Zahl der Feldmagnete.The part of the circumference occupied by each distribution rail of the commutator the commutator drum depends on the number of field magnets.

Auf dem zu Vertheilungsschienen ausgebildeten Theil des Stromwenders liegen in gleichen Abständen von einander Bürsten N auf, und zwar je eine für jede Feldmagnetspule. Durch die Bürsten wird der Strom nach einander in jede Feldmagnetspule geleitet. Die Bürsten N sind, wie besonders aus Fig. 1 zu ersehen ist, je an einem um einen isolirten Bolzen P drehbaren Arm O befestigt. Die Bolzen P sitzen an einem am vorderen Theil des Maschinengestelles befestigten Ringe Q, und auf jedem Bolzen P sitzt eine Schraubenfeder ρ, deren eines Ende an dem Bolzen und deren anderes Ende an dem Rücken des Bürstenarmes O befestigt ist und eine sichere Berührung zwischen Bürste und Stromwender vermittelt.On the part of the commutator which has been designed as distribution rails, brushes N lie equidistant from one another, one for each field magnet coil. The brushes direct the current into each field magnet coil in turn. The brushes N are, as can be seen particularly in FIG. 1, each attached to an arm O rotatable about an insulated bolt P. The bolts P sit on a ring Q attached to the front part of the machine frame, and on each bolt P sits a helical spring ρ, one end of which is attached to the bolt and the other end to the back of the brush arm O and a secure contact between brush and Commuter mediated.

Mit jeder Bürste ist ein Leitungsdraht R verbunden, der mit einer der Klemmen G Verbindung hat, an welche die einen Enden der Magnetspulen angeschlossen sind. A lead wire R is connected to each brush and is connected to one of the terminals G to which one ends of the solenoid coils are connected.

Die anderen Enden der Spulen sind durch Drähte S mit einer Klemme T verbunden, welche auf der Grundplatte der Maschine angeordnet ist und mit dem einen Pol des äufseren Stromkreises verbunden ist. ^: The other ends of the coils are connected by wires S to a terminal T , which is arranged on the base plate of the machine and is connected to one pole of the external circuit. ^:

Zweckmäfsig wird in der Zu- oder Ableitung ein Ausschalter angeordnet, um den Motor aus dem Stromkreise ausschalten zu können. jA circuit breaker is expediently arranged in the inlet or outlet line to turn the motor off to be able to switch off the circuits. j

Von Bürste M, die auf dem undurchbrochenen Theile der Stromwendertrommel aufliegt und den Strom einleitet, führt ein Draht zu der zweiten Klemme V, die neben der Klemme T auf der Grundplatte der Maschine angeordnet und mit dem anderen Pol des äufseren Stromkreises verbunden ist.A wire leads from brush M, which rests on the uninterrupted part of the commutator drum and introduces the current, to the second terminal V, which is arranged next to terminal T on the base plate of the machine and is connected to the other pole of the external circuit.

In den Fig. 7 und 8 ist eine Abart des Bürstenhalters und'der Bürste dargestellt.7 and 8 show a variant of the brush holder and brush.

Die Bürste W besteht aus einer Platte, vorzugsweise aus Kupfer, die an jedem Ende mit vorragenden Rippen w versehen ist.The brush W consists of a plate, preferably made of copper, which is provided with protruding ribs w at each end.

Die eine der Rippen iv schleift auf dem Stromwender, während die andere eine sichere Befestigung der Bürste in dem Bürstenhalter ermöglicht, indem sich die Rippe w in eine Aussparung des Bürstenhalters einlegt und so jede Verschiebung der Bürste verhindert. ;One of the ribs iv grinds on the commutator, while the other enables the brush to be securely fastened in the brush holder in that the rib w is inserted into a recess in the brush holder and thus prevents any displacement of the brush. ;

Die Bürsten werden auf dem Halter mit nur einem Bolzen befestigt und der Bürstenhalter wird zweckmäfsig drehbar an einem am Gehäuse D angebrachten und von diesem isolirten Zapfen befestigt, während eine directe Verbindung der Bürste mit den Feldmagnetwindungen geschaffen wird.The brushes are fastened to the holder with only one bolt, and the brush holder is expediently rotatably fastened to a pin attached to the housing D and insulated from it, while a direct connection between the brush and the field magnet windings is established.

Bei der dargestellten Anordnung ist ein Motor mit sechs Feldmagneten, ein Anker mit sieben Ankerschienen und ein Stromwender mit sieben Vertheilungsschienen und sechs Bürsten gewählt. Selbstverständlich können diese Ver-In the arrangement shown, a motor with six field magnets, an armature with seven anchor rails and a commutator with seven distribution rails and six brushes chosen. Of course, these

hältnisse aber geändert werden, ohne an der Wirkung etwas zu ändern.But conditions can be changed without changing the effect.

Claims

Patent claim:

_In an electric prime mover with individual iron rails as an anchor and one Commutator for distributing the current to the symmetrically distributed around the armature Field magnets the arrangement that the number of anchor bars and distribution bars below is the same, but different from the number of field magnets, and is so different, that the number of anchor rails resp. Distribution rails not a whole multiple is the number of field magnets.

For this purpose ι sheet of drawings.