DE93661C

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Publication number: DE93661C
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21: Elektrische Apparate.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 14. Mai 1895 ab.

Die vorliegende Vorrichtung soll dazu dienen, mittelst elektrischer Wirkungen eine continuirliche Bewegung beliebiger Art zu erzeugen, und zwar durch Gleichstrom ohne Anwendung von in Segmente getheilten Collectoren, von Stromunterbrechern und dergl., so dafs also die Strombahn eine ununterbrochene ist.

Der vorgenannte Zweck wird dadurch erreicht, dafs der in den Bewegungsapparat eingeleitete Gleichstrom dort durch Aenderung des Leitungswiderstandes ganz oder theilweise in einen oscillirenden Strom verwandelt wird. Diese Aenderung des Widerstandes kann in der Weise ohne Unterbrechung der Leitung erfolgen, dafs man die letztere ganz oder theilweise aus Wismuth herstellt und dafür sorgt, dafs sich diese Wismuthleitung, welche inductionsfrei angeordnet ist, bald innerhalb, bald aufserhalb eines starken magnetischen Feldes befindet.

In Fig. ι ist ein derartiger Apparat für schwingende Bewegung dargestellt. Durch ein sehr dünnes nachgiebiges Silberband s sind eine bifilar gewickelte, an einem Hebel k_x befestigte Wismuthspirale B und- ein Elektromagnet M₁ hinter einander geschaltet, während der Strom durch ein ebensolches Band der Spirale von der Klemme a_x aus zugeführt wird und von M₁ nach λ₂ weiter geht.

An einem zweiten Hebel /i₂ sitzt ein passend geformtes Eisenstückchen e, welches bei erregtem Elektromagneten M₁ zwischen die Pole desselben gezogen wird, während sonst eine Feder f dasselbe aufserhalb dieser Pole festhält. Die Hebel H₁ und h₂ sind um verticale Achsen drehbar und auf ihrer Verlängerung über die Drehachse hinaus findet sich bei H₁ eine Gabel g und bei /z₂ ein Stift t. Endlich ist seitlich von B ein kräftiger Magnet oder besonders erregter Elektromagnet Ai₂ aufgestellt mit schmalem Interferricum, in welches die Wismuthspirale bei Drehung von Ji₁ eintritt.

Wird jetzt eine Stromquelle an Ci₁ und a₂ gelegt, während Ai₂ erregt ist, so wird Folgendes eintreten: Zunächst zieht der Magnet M₁ das Eisen e in sein Interferricum, indem er die Gegenkraft der Feder f überwindet; bevor ei serne neue Gleichgewichtslage im Magnetfeld vollständig erreicht hat, stöfst der Stift t gegen die Gabel g mit einer gewissen Wucht und schleudert B in das Feld von M₂ hinein. Sobald sich jedoch B zwischen den Polen von Ai₂ befindet, wird sein Widerstand erheblich steigen, und wenn die übrigen Widerstände des Stromkreises gegen denselben klein sind, wird die Stromstärke entsprechend sinken und Ai₁ nicht mehr im Stande sein, den Gegenzug der Feder f zu überwinden, so dafs e sich wieder seiner Anfangslage zu bewegt. Bei dieser Rückbewegung stöfst jedoch, der Stift t an den zweiten Arm von g und wirft die Wismuthspirale aus dem Feld von Af₂ heraus,-so dafs der Anfangszustand wieder hergestellt ist und das Spiel von Neuem beginnt.

Fig. 2 zeigt eine derartige Bewegungsvorrichtung mit zwei parallel geschalteten Systemen, jedes aus einer Wismuthspirale und einem Elektromagneten bestehend , die abwechselnd

ihren Widerstand erhöhen und erniedrigen. Statt der Combination eines Elektromagneten M₁ mit einem beweglichen Eisenstück e kann man hier natürlich auch verschiedene andere Anordnungen treffen, z. B. die Wirkung eines Elektromagneten auf ein Solenoid oder die zweier conaxialer Solenoide auf einander als bewegende Kraft benutzen und dabei wieder in einen oder auch in beide Stromkreise eine bewegliche Wismuthspirale einschalten.

Soll unter Anwendung einer Wismuthleitung eine rotirende Bewegung erzeugt werden, so kann gema'fs Fig. 3 und 4 die folgende Anordnung getroffen werden.

Zwischen den Polschuhen eines kräftigen Magneten oder Elektromagneten N S (Fig. 4) ist ein Anker α leicht drehbar gelagert, dessen Wickelang aus Fig. 3 und 4 zu ersehen ist. Jede Abtheilung dieser Wickelung enthält einen inductionsfreien Wismuthwiderstand, der seitlich oben über den Anker hinausragt, während ein zweiter Magnet oder Elektromagnet ns so angeordnet ist, dafs sich immer die Hälfte aller Wismuthwiderstände in seinem Felde befindet, und dafs also die Windungen, in die diese Wismuthdrähte eingeschaltet sind, gegen die andere Hälfte einen erhöhten Widerstand haben. Nun ist gemäfs Fig. 3, wo die Stirnflächen des Ankers dargestellt sind (die ausgezogenen Linien bezeichnen die Verbindungen auf der oberen Stirnfläche, die gestrichelten Linien den Verlauf der Windungen auf der unteren), die Schaltung so getroffen, dafs immer zwei neben einander liegende Ankerspulen oder Windungen (jede Spule besteht zweckmäfsig nur aus wenigen Windungen, damit ihr Widerstand gegen den des eingeschalteten Wismuthdrahtes klein ist) parallel geschaltet sind und in entgegengesetzter Richtung vom Strom durchflossen werden, z.B. la e und iae, II α e und iae u. s. w., so zwar, dafs auf dem Cylindermantel des Ankers die Ströme abwechselnd von oben nach unten und umgekehrt fiiefsen und dafs die Wismuthleiter an wechselnden Ecken liegen und also von Strömen der nämlichen Richtung durchflossen werden. Der Strom wird immer an zwei ein für alle Mal gegebenen Punkten K₁ -KT, zu- und abgeleitet, etwa durch isolirte Quecksilbernäpfe oben und unten an der Achse oder durch zwei Schleifringe.

Die Wirkungsweise dieses Apparates ergiebt sich nun an der Hand von Fig. 4. Hier ist der Augenblick dargestellt, in welchem sich die rechts gelegenen drei Wismuthleiter im Felde η s, die links gelegenen drei dagegen aufserhalb des Feldes befinden. Dementsprechend wird der Widerstand der Windungen, welche die rechts gelegenen Wismuthleiter enthalten, ein gröfserer sein wie derjenige der Windungen, in welche die drei links gelegenen eingeschaltet sind, und es wird die Wirkung der Amperewindungen überwiegen, die von Strömen herrühren, welche auf der linken Seite der Trommel von oben nach unten, auf der rechten dagegen von unten nach oben fliefsen. Dreht sich "nun die Trommel, so treten nach einander die Wismuthleiter, die sich zur Zeit im Felde ns befinden, aus denselben heraus, es steigt also in den ihnen zugeordneten Windungen der Strom, während er gleichzeitig in den übrigen Windungen sinkt. Nun geht aber in dem Augenblick, wo ein Wismuthleiter aus dem Felde η s heraustritt, die zugehörige Windung durch die neutrale Zone des Magneten N S, so dafs von da an auf dieselbe ein den früheren entgegengesetzt gerichtetes Drehmoment ausgeübt wird, und es ergiebt sich allgemein, dafs beim Uebertritt jeder Windung aus der Zone des höheren in die des niedrigeren Widerstandes oder umgekehrt auch das auf sie ausgeübte Drehmoment mit seiner Gröfse gleichzeitig seinen Sinn ändert, so dafs stets das gröfste Drehmoment im gleichen Sinne wirkt, wie auch die Stellung der Trommel sein mag. Es mufs also die Trommel in continuirliche Rotation kommen, aus demselben Grunde der für die continuirliche, pendelnde Bewegung der in Fig. ι und 2 dargestellten Apparate mafsgebend war. Hier wie dort wird der Bedingung Genüge geleistet, dafs der oder die wirksamen Wismuthleiter während fast einer vollen Halbperiode der Bewegung sich in einem starken Magnetfelde befinden und während der zweiten Halbperiode aufserhalb desselben verbleiben, und dafs die Uebergangszeit, welche zum Austritt aus dem Feld oder zum Eintritt in dasselbe aufgewendet wird, im Verhältnifs zur Dauer einer Periode klein ist.

Der Unterschied zwischen den beiden Apparatentypen besteht lediglich darin, dafs in einem Falle eine elektromagnetische Anziehung und die dieser entgegenwirkende Spannkraft einer Feder abwechselnd überwiegen und so eine hin- und hergehende Bewegung veranlassen, während im anderen Falle an Stelle der Feder ebenfalls eine elektromagnetische Anziehung tritt und gleichzeitig der Apparat so eingerichtet ist, dafs mit jedem Intensitätswechsel einer positiv oder negativ wirkenden Kraft auch ein Wechsel des Vorzeichens derselben verbunden ist, wodurch eben die continuirlich im gleichen Sinne erfolgende Bewegung erzielt wird.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Elektrische Vorrichtung zur Erzeugung einer dauernden Bewegung durch die Widerstandsänderung , welche Wismuth durch Einbringung in ein magnetisches Feld erleidet, dadurch gekennzeichnet, dafs jeder in den durch seine Stromschwankungen die Bewegung erzeugenden'Stromkreis eingeschaltete Wismuthleiter sich während fast

einer vollen Halbperiode der Bewegung innnerhalb eines kräftigen Magnetfeldes be-, findet, dann rasch bezw. stofsweise aus • diesem Felde heraustritt, um dann während fast der vollen zweiien Halbperiode aufser-

'halb des Feldes zu verbleiben und erst am j Ende derselben wieder schnell in das Feld einzutreten.

2. Bewegungsvorrichtung nach Anspruch i, bei welcher eine bifilare Wismuthspule (B, Fig. ι und 2) an einer Gabel (g) befestigt ist, welche mit Zwischenspielraum von einem durch die Stromschwankungen magnetisch beeinflufsten Anschlag (t) mitgenommen und derart bewegt wird, dafs die Wismuthspule sich während je fast der halben Periode innerhalb bezw. aufserhalb des magnetischen Feldes befindet.

Bewegungsvorrichtung nach Anspruch 1, bestehend aus einer in einem magnetischen Feld gedrehten Wickelung mit paarweise parallel geschalteten, von entgegengesetzt gerichteten Strömen durchflossenen Spulen, in denen jedoch das Drehmoment in der einen Richtung dadurch dauernd gegen das in der anderen vermindert ist, dafs einmal der Widerstand der einzelnen Spulen durch eingeschaltete Wismuthleiter beeinflufst wird, die sich während der halben Drehung in einem gleichmäfsigen magnetischen Felde und während der anderen halben Drehung aufserhalb desselben bewegen, und dafs gleichzeitig mit der Widerstandsänderung jedes Wismuthleiters auch eine Aenderung der Richtung des Drehmomentes der zugehörigen Spule erfolgt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.