DE99554C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die Erfindung betrifft dynamoelektrische Maschinen derjenigen Art, bei welcher an dem Anker Nebenspulen oder Stangen zu dem Zweck vorgesehen sind, um den Strom in den Ankerspulen im Zeitpunkte der Stromwendung umzukehren. Die Erfindung bezweckt die Schaffung einer Maschine, bei welcher die Stellung der Bürsten im wesentlichen unverändert bleibt und bei welcher eine Funkenbildung an den Bürsten nicht vorkommt. Ein weiterer Zweck besteht darin, die Herstellungskosten der Maschine zu verringern, wobei auch eine verbesserte Einrichtung der Polstücke getroffen ist, wie weiter unten beschrieben.

Anker der vorerwähnten Art sind unter der Bezeichnung. S a y er s'sehe Anker und die Nebenspulen unter der Bezeichnung Sayers'sche Spülen bekannt. Bei Polstücken der gewöhnlichen Ausführungsform wird nur eine Seite der eine Sayers'sche Spule bildenden Drahtschleife ausgenutzt, welch letztere dazu dient, ein Umkehren der Drehungsrichtung des Ankers zu ermöglichen. Es wurden deshalb zwecks Ausnutzung beider Seiten der Schleife behufs Erhöhung der Kraft der Maschine Nebenpole in dem Luftzwischenraum zwischen den gewöhnlichen Polstücken vorgesehen. Diese Nebenpole werden entweder als Ansätze der gewöhnlichen Pole ausgebildet, oder sie waren ■mit einem unabhängigen magnetischen Stromkreise mit oder ohne magnetisirende Spulen versehen, wobei im einen wie im anderen Falle Luftzwischenräume zwischen den gewöhnlichen und den Nebenpolen vorhanden wären. Im Augenblick der Stromwendung befanden sich die gewöhnlichen Ankerspulen in einem von diesen Zwischenräumen, so dafs sie von dem magnetischen Felde nicht beeinflufst wurden. Diese Anordnung ist kostspielig und bietet mancherlei andere Nachtheile.

Nach vorliegender Erfindung kommen die Nebenpole in Fortfall und es werden statt dessen die Hörner der gewöhnlichen Polstücke ausgenutzt, wobei diese so eingerichtet sind, dafs elektromotorische Kräfte in den S aye rssehen Spulen während des Zeitpunkts der Stromwendung inducirt werden, wodurch alsdann die vollständige Umkehrung des Stromes in jeder von den damit verbundenen Ankerspulen veranlafst wird. Unter diesen Bedingungen läuft die Maschine ohne Funkenbildung, sei es als Stromerzeuger oder als Treibmaschine mit feststehend angeordneten Bürsten von Kupfer oder anderem zweckentsprechenden leitenden Material bei allen Aenderungen in der Belastung, und es läfst sich mittelst geeigneter Bürsten die Drehungsrichtung umkehren, ohne dafs man hierzu die Stellung der Bürsten zu verändern oder irgend welche sonstigen baulichen Aenderungen vorzunehmen braucht. Die Maschine kann auch, ohne dafs Funkenbildung eintritt oder die Stellung der Bürsten verändert wird, über das gewöhnliche Mafs hinaus belastet werden, vorausgesetzt, dafs die Temperatur des Ankers innerhalb bestimmter Grenzen erhalten wird.

Bei Anwendung der Erfindung wird der Abstand zwischen den Polhörnern dadurch

verringert, dafs man die Winkelbreite der Pole um so viel vergröfsert, bis die im Sinne des Umfangs gemessene Entfernung durch den Luftraum zwischen den Polhörnern ein wenig gröfser ist als die Winkelbreite einer Sayersschen Spule beim Anker, da hierbei die magnetische Streuung etwas berücksichtigt werden mufs. Die Entfernung, über welche sich diese Streuung (Fransenbildung) bei jedem Polhorne erstreckt, kann man als annähernd gleich dem Spielräume zwischen Anker und Polstücken annehmen.

Durch diese Anordnung wird erreicht, dafs, wenn die eine Seite einer Sayers'schen Spule das magnetische Feld des einen . Polstückes verlassen hat, die andere Seite dieser Spule bereits in das magnetische Feld des anderen Polstückes eingetreten ist.

Die Erfindung betrifft ferner eine neuartige Ausführung der Polstücke, wobei deren Winkelbreite in der nachstehend beschriebenen Weise mit Leichtigkeit verändert werden kann.

In den die Erfindung veranschaulichenden Zeichnungen stellt Fig. ι eine etwas schematisch gehaltene Endansicht einer nach vorliegender Erfindung eingerichteten Dynamomaschine dar. Fig. 2 und 3 sind weiter unten zu erläuternde schematische Ansichten und Fig. 4 ist eine Endansicht eines Polstückes von verbesserter Ausführungsform, während Fig. 5 einen Schnitt nach x-x der Fig. 4 darstellt.

A bezeichnet einen F'eldmagneten, B den Ankerkern, C den Stromwender, D die gewöhnlichen Leiter des Ankers, E die Leiter der Sayers'schen Spulen und F eine der Bürsten.

Nach Fig. 1 geht eine Say.ers'sche Spule E von dem Stromwendersteg C¹ aus, tritt durch einen Schlitz B¹ im Ankerkern B und kehrt durch einen in diesem befindlichen Schlitz B'² nach oben zurück, wobei zwischen B¹ und B² fünf Zähne gelassen sind, und wobei zwischen zwei von diesen Zähnen die an die Sayers'sche Spule angeschlossene Ankerstange D angeordnet ist. Nach der Zeichnung ist der Zwischenraum zwischen den Polspitzen A¹ und A² etwas gröfser als die Spannweite der Spule E, weil die magnetischen Kraftlinien, wie bei G durch punktirte Linien angedeutet ist, von den Polspitzen aus sich aus einander spreizen oder zerstreuen. Die.Zerstreuung des magnetischen Feldes richtet sich im Allgemeinen nach dem Grade der magnetischen Sättigung der Ankerzähne unter den Polspitzen. Mit Rücksicht auf diese Zerstreuung der Felder verläfst die eine Seite der Spule E thatsä'chlich das Feld der einen Polspitze in demselben Augenblicke, in welchem die andere Seite der Schleife in das Feld der anderen Polspitze . eintritt, und indem die eine Seite der Schleife thatsä'chlich unwirksam wird, wird die andere vorausbefindliche Seite wirksam. Um diese Anordnung etwas anschaulicher zu machen, ist in Fig. 2 die Abwickelung eines Ankers schematisch gezeigt, wobei die Stromwendersectoren C¹ C² durch die Sayers'schen Schleifen E¹E'² an die Ankerstangen D¹ D² angeschlossen sind. Die Polstücke sind bei A³ punktirt angedeutet, wobei der Abstand der Polspitze A¹ von derjenigen A² etwas gröfser ist als die Spannweite der Sayers'schen Schleife E⁵. Nach Fig. 3 sind zwei Sayers'sche Spulen E⁶ und E^ um die Polhörner herum symmetrisch angeordnet und befinden sich demnach in Thätigkeit. Die Ankerspule Z)⁴, an welche die Sayers'schen Spulen i?⁵ angeschlossen sind, befindet sich annähernd in der Mitte zwischen diesen Polhörnern und- somit aufserhalb des magnetischen Feldes derselben.

Die Spannweite einer jeden von diesen Sayers'schen Spulen ist so eingerichtet, dafs ein Mindestmafs von magnetischem Abflufs von den Polen aus nach dem Anker an derjenigen Stelle stattfindet, an welcher die Hauptspule bei der Umkehrung vorbeigegangen ist, entsprechend einer gröfsten Winkelbreite der Polstücke. Die Polhörner sind so eingerichtet, dafs die Querschnittsgröfse quer zur Richtung des magnetischen Flusses ausreichend ist, um den erforderlichen Flufs nach den unmittelbar unterhalb der Polspitzen befindlichen Stellen des Ankers, woselbst die Sayers'schen Spulen während der Stromwendung vorbeigegangen sind, zu leiten, damit die Umkehrung des Stromes in den Hauptspulen vollendet wird. Dabei bleiben die hinter den Polhörnern befindlichen magnetischen Theile so weit wie möglich von den Zwischenräumen der einander gegenüber befindlichen Polhörner entfernt, so dafs ein möglichst geringer Abflufs nach dem Anker in diesen Zwischenräumen stattfindet, so weit dies mit Rücksicht auf die allmälige Verringerung des Feldes behufs Vermeidung einer : übermäfsigen Empfindlichkeit der Bürsten angängig ist. Die sonst noch hinsichtlich der beiden letztgenannten Bedingungen bei bereits ausgeführten Sayers'schen Maschinen mit und ohne Nebenpole in Betracht kommenden Erwägungen ähnlicher Art dürfen als bekannt vorausgesetzt werden. . . ^:

Die neue Ausführungsform der Polstücke, welche ein zweites Merkmal der Erfindung bildet, ist insbesondere für Versuchsmaschinen bestimmt, sie kann indessen auch bei den gewöhnlichen Maschinen Anwendung finden. Bei dieser in Fig. 4 und 5 dargestellten Anordnung bestehen die bogenförmigen Theile jedes dem Anker gegenüber befindlichen Polstückes aus zwei entsprechend grofsen Platten H, wobei die Theilungslinie zwischen diesen Platten zur Ankerwelle parallel verläuft. Die Platten umgreifen die Pole und sind durch Zapfen, welche

durch bogenförmige Schlitze H² hindurchtreten , und durch aufgeschraubte Muttern befestigt. Sie können somit an den Polen verstellt werden, um dadurch eine Aenderung der Winkelbreite der Polstücke zu erzielen. Der kleine Zwischenraum, welcher entsteht, wenn man die Platten aus einander bewegt, hat nur wenig oder keinen Einflufs auf die Wirkungsweise der Maschine.

Bei einer mit dieser Anordnung der Polstücke ausgestatteten Dynamo - oder Treibmaschine kann man sehr leicht auf empirische Weise diejenige Winkelbreite der Polstücke bestimmen, welche die beste Wirkung ergiebt, ohne zu diesem Zwecke die Streuung des magnetischen Feldes berechnen zu müssen.

In Verbindung mit den verbesserten Polstücken kann man abnehmbare oder verstellbare Polspitzen anwenden, die so eingerichtet sind, dafs man mittelst entsprechender Schlitze und Schliefsmuttern die Spitzen dieser Polstücke im erforderlichen Mafse verdicken und die Querschnittsgröfse auf diese Weise im gleichen Sinne, wie vorher beschrieben, regeln kann.

Die vorerwähnten Verbesserungen lassen sich sowohl bei Treibmaschinen als bei Stromerzeugern anwenden, und es sind unter der Bezeichnung dynamoelektrische Maschinen beide Arten von Maschinen zu verstehen. Obgleich in der Zeichnung eine zweipolige Maschine dargestellt ist, so soll die Erfindung nach dieser Richtung nicht beschränkt sein, vielmehr läfst sich dieselbe auch bei Maschinen mit vier oder mehr Polen anwenden.

Claims (2)

Patent-Ansprüche:

1. Eine dynamoelektrische Maschine, deren Anker zwecks Verminderung der Funkenbildung mit Sayers'sehen Spulen versehen ist, gekennzeichnet durch einen Feldmagneten, bei welchem die Winkelbreite der Pole eine solche ist, dafs der Abstand zwischen dem vorderen Horn oder der Spitze des einen Poles und dem hinteren Hörne des nächsten Poles annähernd gleich der Breite der Schleife einer Sayers'schen Spule ist, so dafs die voraus befindliche Seite der Schleife das magnetische Feld des einen Poles zu derselben Zeit erreicht, wo die nacheilende Seite der Spule das Feld des nächsten Poles verläfst, wodurch beide Seiten der Schleife unabhängig von der Drehungsrichtung des Ankers ausgenutzt werden.

2. Eine Ausführungsform der unter i. gekennzeichneten Maschine, bei welcher die Winkelbreite der Pole beliebig geändert werden kann, so dafs man dadurch die am besten geeignete Polbreite durch Versuch feststellen kann.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.