Titel: | Ueber Neuerungen an dynamo- und magneto-elektrischen Maschinen. |
Fundstelle: | Band 253, Jahrgang 1884, S. 481 |
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Ueber Neuerungen an dynamo- und
magneto-elektrischen Maschinen.
(Patentklasse 21. Fortsetzung des Berichtes Bd.
245 S. 283.)Vgl. auch Jablochkoff 1883 247 * 22. J. Gordon 1883 247 * 286. Crompton 1883
247 * 488. Maquaire
1883 248 * 364. Deprez
1883 248 470. Elphinstone und Vincent 1883 249 * 119. 280. A.
Gérard 1883 249 185. Gordon und Gray 1883 249 359. Ball 1883 249 * 452. Thomson-Houston 1883 250 * 114. Dion (Herstellung von Inductionsspulen) 1883 250 * 207. Chertemps und
Dandeu 1883 250 *
514. Siemens bezieh. Schuckert 1883 248 * 283. 1884 251 * 24. Ferranti 1884
251 334. Berthoud
1884 252 83. Hottenroth
1884 252 * 459. A.
Browne 1884 253 154.
Mit Abbildungen auf Tafel 34.
Neuerungen an dynamo- und magneto-elektrischen
Maschinen.
1) Hopkinson und Muirhead
sind nach Engineering, 1883 Bd. 35 S. 530 vermuthlich
die Ersten (vgl. jedoch Ferranti 1883 247 * 450), welche sowohl in ihren Gleichstrom-, als auch
in ihren Wechselstrommaschinen aus Kupferstreifen gewundene Spulen verwenden, die
auf einer Kernscheibe befestigt sind. Die Genannten benutzen, wie aus Fig.
1 und 2 Taf. 34
ersichtlich, eine Scheibe, auf deren Umfang Streifen von Bandeisen durch
Asbestpapier gegen einander isolirt aufgewickelt werden. In diesen durch radiale
Bolzen d mit der Scheibe verbundenen Eisenring sind bei
der Gleichstrommaschine zu beiden Seiten der Kernscheibe radiale Nuthen
eingearbeitet und um die stehen bleibenden trapezförmigen Vorsprünge b des Ringes ist Kupferdraht oder Kupferband c spiralförmig gewickelt. Bei der Gleichstrommaschine
liegen die Spulen auf beiden Seiten des Ringes versetzt gegen einander; daher werden
die Spulen der einen Seite das Mindeste an Strom geben, wenn die Spulen der anderen
Seite das Meiste leisten. – Bei der Wechselstrommaschine liegen die Spulen nicht
versetzt gegen einander. Die Kernscheibe kreist zwischen zwei Reihen von
Elektromagneten, welche, an den Seitenwänden des Gestelles sitzend, einen ähnlichen
trapezförmigen Querschnitt besitzen wie die Spulen; ihre Kerne sind entweder aus
Bandeisen gewickelt, oder aus einem vollen Schmiedeisenstücke hergestellt, bezieh.
auch wohl mit den Seitenwänden aus einem Stücke gegossen, wie die Schnittfigur 3
darstellt, in welcher d die Gestellwand mit den Kernen
e und f die Wickelung
der letzteren bezeichnet. Sowohl die gegenüber stehenden, als auch die benachbarten
Magnete derselben Seite kehren dem Spulenringe ungleichnamige Pole zu.
Der auf der einen Seite der Welle sitzende Commutator bildet einen aus einzelnen, von
einander isolirten Schienen zusammengesetzten Cylinder (vgl. Fig. 4 und
5 Taf. 34), auf dessen Umfange mehrere Kupferstreifen g bezieh. g1 aufliegen. Diese Streifen werden an dem anderen
Ende durch eine Spindel h getragen. Der Streifen g1 ist mit dieser
Spindel durch einen von Graphit hergestellten elektrischen Widerstand verbunden, indem der mit g1 in Contact stehende
Metallcylinder i durch Vermittelung des Ringes k, welcher aus einer Mischung von Graphit und
Lampenschwarz von geeignetem Widerstände hergestellt ist, mit dem auf der Spindel
h sitzenden Cylinder l
in leitende Verbindung gebracht ist. Die Bürste g1 ist so gebogen, daſs sie mit irgend einer Schiene
des Commutators noch immer in Verbindung steht, wenn die anderen Bürsten dieselbe
bereits verlassen haben. Hierdurch wird eine Stromunterbrechung vermieden und da der
Strom durch die Einführung des beträchtlichen Widerstandes sehr vermindert ist, so
findet auch keine Funkenbildung statt.
Die Wechselstrommaschine von Hopkinson und Muirhead unterscheidet sich von der Gleichstrommaschine
nur sehr wenig, auſser durch die bereits angedeutete Spulenstellung nur noch durch
einfacheren Commutator. Statt der beschriebenen Spulenform hat Muirhead für die Kernscheibe der Wechselstrom maschine,
ähnlich wie Ferranti (vgl. 1883 247 * 450. 1884 251 334), auch die Zickzackform
der Wickelung angewendet, die einfacher in der Herstellung und weniger zur Bildung
von Selbstinductionsströmen geneigt sein soll.
2) H. J. Haddan in London (* Oesterr.-Ungarisches Patent
vom 28. Januar 1882) hat eine Verbesserung an elektrodynamischen Maschinen
angegeben, welche durch Veränderung der Stärke der Magnete, zwischen denen der Anker
sich dreht, die durch Veränderung des äuſseren Widerstandes in der Maschine
entstehenden Stromänderungen auszugleichen sucht, wodurch es möglich werden soll,
die Maschine stets mit derselben Umdrehungszahl laufen zu lassen. Die Magnete der
Maschine werden geschwächt entweder durch Abzweigen eines Theiles des dieselben
erregenden Stromes vor seinem Eintritte in die Magnetspulen, oder durch Ausschalten
oder Kurzschlieſsen einiger Theile einer oder mehrerer Spulen, wo dann der Strom
eine geringere Anzahl von Umkreisungen um den Kern des Magnetes macht. Durch
Veränderung des Widerstandes jener Abzweigung oder durch Veränderung der Anzahl der
ausgeschalteten oder kurz geschlossenen Windungen können die Magnete bis zu
beliebiger Stärke erregt werden.
In Fig.
6 Taf. 34 sind A die beiden Spulen eines
Magnetes einer Maschine. Das eine Ende der dieselben verbindenden einfachen Leitung
ist mit der Commutatorbürste B, das andere mit der
Klemmschraube P, welche den einen Schluſstheil der
Maschine bildet, verbunden, während die andere Klemmschraube N mit der festen Commutatorbürste C in
Verbindung steht. Im Punkte P schlieſst sich eine Reihe
von Widerstandsspulen a, b, c.. an, welche mittels der
Contactstifte oder Knöpfe a1, b1, c1.. hinter einander geschaltet sind. Durch den um g drehbaren, federnden Hebel D kann der Punkt g, welcher mit der
Commutatorbürste B verbunden ist, nach Belieben mit den
Knöpfen a1, b1, c1.. in
Verbindung gebracht werden. Sind nun die Klemmschrauben P und N durch einen (nicht dargestellten) äuſseren
Stromkreis verbunden, so wird der ganze von der Maschine entwickelte Strom so lange
in den Spulen A kreisen, als der Arm D nicht in Contact mit einem der Knöpfe a1, b1, c1..
steht. Wird dagegen der Hebel D z.B. mit a1 in Contact gebracht,
so wird ein Theil des von der Maschine entwickelten Stromes von den Spulen A abgeleitet und geht durch die Zweigleitung P, a, a1, D, g, B. Die
Stärke dieses abgeleiteten Stromes wird von dem Widerstände der Zweigleitung im
Vergleiche zu dem der Magnetleitung B, A, P abhängen.
Die Maschine vermag jetzt ihren normalen Strom nur durch einen geringeren äuſseren
Widerstand zu entfalten, da ihre Magnete durch Verringerung des erregenden Stromes
geschwächt sind.
Die Bewegung des Hebels D kann entweder von Hand, oder
selbstthätig erfolgen; für letzteren Fall kann man z.B. den Hebel D durch eine Feder in einer solchen Stellung erhalten,
daſs alle Zweigwiderstände a, b, c.. ausgeschaltet
sind. Die Spannung der Feder ist so bemessen, daſs sie der entgegengesetzt auf den
Hebel D wirkenden Kraft eines Elektromagnetes das
Gleichgewicht hält, wenn dieser durch den normalen Strom erregt wird. Verringert
sich nun der äuſsere Widerstand der Maschine, so wird der erregende Strom im
Elektromagnete zunächst gröſser, der Hebel D wird von
diesem angezogen und kommt nach und nach mit den Knöpfen d1, c1
in Berührung, bis der Zweigleitungswiderstand genügt, den Hauptstrom zu
schwächen.
Die Widerstandsspulen a bis d können auch durch eine Säule von Kohlenscheiben ersetzt werden, deren
Widerstand durch Veränderung des Druckes, den der Anker eines vom Arbeitsstrome der
Maschine durchflossenen Elektromagnetes auf dieselbe ausübt, verändert wird. Die
Verminderung der Stärke der Elektromagnete der Maschine kann auch durch
Kurzschlieſsen oder vollständiges Ausschlieſsen einer oder mehrerer Windungen der
Magnetspulen erzielt werden, indem durch Einsetzen eines oder mehrerer Metallstifte
eine passende Zahl von Drahtlagen kurz geschlossen wird, oder dadurch, daſs ein
weicher Eisenarm, welcher mit den äuſseren Windungen des Drahtes verbunden ist, mit
verschiedenen anderen Windungen in Contact gebracht werden kann.
3) Die Maschine von E. Weston in Newark, Nordamerika (*
D. R. P. Nr. 21184 vom 21. März 1882, vgl. auch 1877 223
546. 1880 235 404. 238 221.
1882 245 * 286) besitzt zwar noch die frühere
cylindrische Form des Ankers und den aus einzelnen, von einander getrennten Scheiben
bestehenden Kern desselben; doch ist auf die selbstthätige Luftkühlung des Ankers
noch mehr Sorgfalt verwendet, indem die den Kern umwickelnden Drähte an den Enden
über Platten geführt sind, welche in der Mitte einen nabenförmigen, die Welle mit
Spielraum umfassenden Ansatz besitzen; durch diesen ringförmigen Zwischenraum tritt
die Luft in das Innere des Ankers und wird durch die Centrifugalkraft zwischen den
Windungen hinausgetrieben. Die Wickelung des Ankers ist nach dem Schema Fig. 8 Taf.
34 ausgeführt, wobei jedoch der leichteren Uebersicht wegen nur 8 Windungen
gezeichnet sind. Angenommen, die Wickelung beginnt bei a, so nimmt dieselbe zunächst den durch die ausgezogenen Linien
angedeuteten Weg; an jeder Stelle, wo der Draht von der einen in die andere Windung
übergeht, ist eine Schleife zur Aufnahme einer Verbindung mit dem Commutator
gebildet. Da nun nach Vollendung von 4 Windungen alle 8 Zwischenräume des Sternes
belegt, aber erst 4 Anschlüsse zum Commutator hergestellt sind, so wird noch eine
zweite, durch die punktirte Linie angedeutete Wickelung ausgeführt, welche nun
wieder 4 Anschlüsse gewährt und sich bei a mit der
ersten Wickelung vereinigt. Liegen nun die Bürsten bei m an dem Commutator an, so wird der Strom die durch die Pfeile angedeutete
Richtung nehmen.
Der Querschnitt des Ankers gestaltet sich in der in Fig. 7 Taf.
34 angedeuteten Weise, wo je die weiſsen und schwarzen Querschnitte zu einem und
demselben Drahte gehören; es ist bei dieser Anordnung darauf geachtet, daſs die
gegenüber liegenden Abtheilungen elektrisch gleichwerthig sind, wodurch die
Funkenbildung am Commutator fast vollständig vermieden ist. Der Commutator der
neueren Maschinen enthält gegenüber den älteren weit mehr (nämlich 48 bis 140)
Abtheilungen. Die Verbindung der Wickelungsdrähte mit dem Commutator erfolgt,
namentlich bei Maschinen mit sehr hoher elektromotorischer Kraft, in der aus
nachstehender Textfigur ersichtlichen Art, wo durch die schwarzen und weiſsen Linien
zwei verschiedene, auf dem Umfange des Ankers wechselnde Folgen von Spulen
angedeutet sind, welche abwechselnd an die Segmentstücke des Commutators
angeschlossen werden, wodurch ein Kurzschlieſsen zweier benachbarter Spulen fast
ganz vermieden ist.
Textabbildung Bd. 253, S. 484
Eine weitere Abweichung gegen die ältere Construction besteht
darin, daſs die Magnetspulen nicht vom Hauptstrome, sondern von einem Nebenstrome
erregt werden; sie haben deshalb einen sehr hohen Widerstand, so daſs nur ein
geringer Theil des ganzen Stromes (2 ½ bis 5 Proc. bei den verschiedenen Maschinen) in
dieselben geht. Als constructive Verbesserung ist noch die Vereinigung des Trägers
der Hauptwellenlager mit dem unteren Polstücke zu einem Ganzen zu bezeichnen. (Vgl.
auch Engineering, 1882 Bd. 34 * S. 500.)
4) Die Maschine von Worms de Romilly, im März 1866 in
Frankreich patentirt, sammelt (wie auch J. Gordon und
J. Gray, vgl. 1883 249
359) die Foucault'schen Ströme, welche entstehen, wenn
eine Metallplatte von groſser Leitungsfähigkeit vor dem Pole eines Magnetes
senkrecht zu dessen Achse verschoben wird. Bei einer abwechselnd hin und her
bewegten oder rotirenden Scheibe ist der erzeugte Strom, weil derselbe in Folge des
metallischen Zusammenhanges der Platte oder Scheibe sich sehr leicht zerstreut, so
schwach, daſs derselbe kaum gesammelt werden kann. Um dies zu vermeiden, würde es
genügen, eine Folge von einander getrennter Drähte vor dem Magnetpole vorüber zu
führen, deren Enden nach einander in dem Augenblicke ihres Durchganges vor dem Pole
mit einem festen Leiter in Verbindung treten. Dieser so in jedem Drahte erzeugte
Strom kann durch Anwendung mehrerer Magnete wesentlich verstärkt werden. Romilly will nun jeden dieser getrennten Drähte so mit
dem benachbarten verbinden, daſs der in dem einen gewonnene Strom dieselbe Richtung
hat wie in dem anderen und der nachfolgende den vorhergehenden verstärkt. Um dies zu
erzielen, soll eine Platte von weichem Eisen derart mit gut isolirtem Drahte
umwunden werden, daſs die Windungen rechtwinklig stehen sowohl zur Verbindungslinie
der beiden Magnetpole, zwischen denen die Scheibe kreist, als auch rechtwinklig zur
Bewegungsrichtung der Platte. Die beiden Magnetpole sind gleichnamig, z.B. Nordpole;
die weiche Eisenscheibe wird dann die entgegengesetzte Polarität annehmen, also
südmagnetisch werden. Beim Durchgange der mit Drahtspulen bedeckten Platte wird auf
der einen Fläche der Platte durch den Vorübergang des Drahtes an dem magnetischen
Nordpole ein Strom erregt; auf der anderen Fläche der Platte wird in der Drahtspule
ein entgegengesetzt gerichteter Strom erzeugt, in Folge des gleichgerichteten
Vorüberganges zwischen dem Südpole der weichen Eisenscheibe und dem anderen festen
Nordpole. Hiernach können sich alle Ströme, welche um den Kern flieſsen, in jeder
Halbspule, in jeder Spule und durch die ganze Reihe von Spulen zu einem Ganzen an
einander schlieſsen.
In Ausführung dieses Prinzipes gibt Romilly 3 Arten von
Ankern in seiner Patentschrift an, den Ringanker, den Trommelanker und den
abgeänderten Ringanker, bei welchem der Draht, auf einem hohen und schmalen Ringe
aufgewickelt, den festen Magneten eine breite Fläche darbietet. Die erregenden
Magnete sind Stahlmagnete (nicht Elektromagnete).
Der in Fig. 9 Taf. 34 dargestellte Ringanker besteht aus einem Hohlcylinder von
weichem Eisen, welcher an beiden Enden offen, an dem einen jedoch durch Speichen mit
der Riemenscheibenwelle verbunden ist. Dieser Cylinder kreist zwischen zwei
concentrischen, durch einzelne Magnetstäbe P gebildeten
Ringen; dieselben sind auf der einen Hälfte des Umfanges nord-, auf der anderen
südmagnetisch. Jede ganze oder halbe Drahtwindung ist mit beiden Enden an ein
Metallstück befestigt, welches von einem an den radialen Armen des Cylinders
befestigten Holzstücke getragen wird. Die Verbindung der Drähte kann so erfolgen,
daſs sie entweder ein starkes Kabel bilden, oder es ist Ende an Ende gelegt, um die
elektromotorische Kraft des Apparates innerhalb gewisser Grenzen beliebig verändern
zu können.
Beim Trommelanker besteht der weiche Eisenkern aus einem
Cylinder mit flachen Enden, welcher auf der Welle entweder durch radiale Arme, oder
mit Hilfe mehrerer eingetriebener Holzkeile befestigt ist. Der Cylinder ist umgeben
mit parallel zu seiner Achse gelegten isolirten Drähten, welche, immer derselben
Richtung folgend, die Enden des Cylinders diametral überspannen und unter sich
hinter einander verbunden sind. Die Drähte sind, wie aus der beigegebenen Textfigur
ersichtlich ist, so angeordnet, daſs dieselben 6 oder 8 breite, auf dem Cylinder
aufliegende Bänder bilden, welche die Stirnflächen des Cylinders so überschreiten,
daſs die halbe Anzahl der Drähte jedes Bandes rechts, die andere Hälfte links von
der Welle vorüber geht. Dieser Cylinder dreht sich zwischen zwei diametral gegenüber
stehenden Magneten, welche ihre entgegengesetzten Pole dem Cylinder zuwenden. Jeder
Magnet kann sich bis halb zum Umfange des Cylinders ausdehnen. Mittels eines auf der
Welle sitzenden Commutators werden die erzeugten Ströme aufgenommen und als stetiger
Strom abgeführt.
Textabbildung Bd. 253, S. 486
Bei dem abgeänderten Ringanker (Fig. 10
Taf. 34) erhält der weiche Eisenkern die Form eines rechtwinklig zur Drehungsebene
abgeflachten Wulstes, worauf der Draht in radialer Richtung gewickelt ist; er bildet
hiernach eine Scheibe mit einer groſsen mittleren Oeffnung, durch welche einerseits
die Drahtwindungen, andererseits die Welle geht. Die Magnete P stehen radial zu jeder Seite der Scheibe, die gleichnamigen Pole
einander zukehrend. (Nach Engineering, 1882 Bd. 34 * S.
128.)
5) Die Maschine von J. D. F. Andrews in Glasgow besitzt
nach der gleichen Quelle, 1881 Bd. 32 * S. 361 einen cylindrischen Anker aus 1mm,65 starken (Nr. 16 B. W. G.), sternförmig
ausgestanzten Eisenblechscheiben, welche dicht neben einander, jedoch durch Lagen
von Seidenpapier von einander getrennt, so auf die Welle aufgekeilt sind, daſs die
radialen Streifen
fortlaufende Längsrippen auf dem Cylinder bilden (vgl. Fig. 11
Taf. 34). Um diese Rippen ist entlang der Cylinderachse isolirter Draht gewickelt.
Dieser Anker kreist zwischen zwei schweren kreisförmig ausgeschnittenen, über
einander liegenden Guſsstücken, welche durch 2 Rippen verbunden und über die zwei
schmiedeisernen, der Länge nach mit isolirtem Drahte von 3mm,4 Dicke (Nr. 10 B. W. G.) bewickelte Hülsen
geschoben sind, so daſs hierdurch zwei Elektromagnete gebildet werden. Durch die
Drehung des Ankers zwischen diesen Magneten werden in jeder Spule des ersteren 4
Ströme bei jeder Umdrehung erzeugt, welche nach dem Commutator zu führen sind. Die
Enden der gegenüber stehenden Spulen des Ankers sind vereinigt, so daſs 6 Paare
gebildet werden, deren jedes seinen eigenen, aus zwei von einander isolirten Theilen
bestehenden Commutator hat, nämlich für jedes Ende des Spulenpaares einen Theil.
Jeder Commutatortheil, aus Metall gegossen, ähnelt einem halben Sprengringe; zwei
zusammen gehörende Theile bilden einen vollständigen derartigen Ring, wie die Theile
a, a1 (Fig.
12 Taf. 34) zeigen. Diese Ringe sitzen auf einem mit 12 gleichweit von
einander entfernten Löchern durchbohrten Holzkerne c.
Durch diese 12 Löcher sind die 12 Enden der 6 Drahtspulen so gesteckt, daſs jedes
Ende einer Spule durch den Ansatz b ihres halben
Commutatorringes geht; da diese Ansätze der auf einander folgenden Ringe immer um
1/12 des
Kreises versetzt sind, gehen alle Drähte durch den Holzkern; doch führt jeder immer
nur zu einem Metallringe und sind mithin nur je zwei zusammen gehörende Drähte in
Verbindung.
Hieraus ergibt sich auch, daſs die beiden Bürsten jedes Commutators neben einander
liegen müssen, was die Anordnung derselben sehr erleichtert. Von den 6 hierdurch
gebildeten Stromkreisen wird einer zur Erregung der feststehenden Magnete benutzt,
während die anderen 5 vereinigt oder jeder für sich, bezieh. mehrere zusammen,
Verwendung finden können.
Die neueren Maschinen Andrews' (* D. R. P. Nr. 22635 vom
12. August 1882) haben statt des eben beschriebenen Ankers mit Eisenkern einen
solchen mit Holzkern A (Fig. 14 und
15 Taf. 34), auf welchen ein Eisendrahtseil C aufgewunden wird, welch letzteres wieder mit isolirtem Leitungsdrahte in
einer Anzahl getrennter Windungen oder Spulen D
bewickelt ist. Wenn die Breite der Spulen in passendem Verhältnisse zum
Cylinderdurchmesser gewählt wird, so erreicht man, daſs die Spulen der einen
Seilwindung etwas vor den Spulen der nächsten Windung in das Magnetfeld bezieh. aus
demselben treten. Die erregenden Magnete besitzen die frühere Einrichtung. Der
Commutator kann beliebiger Anordnung und mit den Spulen D in verschiedener Schaltung verbunden sein. Wie aus Fig. 15
ersichtlich, sitzt der Holzkern A frei auf der Welle
W, wird aber durch die Feder B mitgenommen, welche etwas nachgibt, sobald mehr als
die gewöhnliche Kraft durch dieselbe ausgeübt wird. Hierdurch wird die Zeit des Durchganges der Spulen
durch die Magnetfelder mit Bezug auf die Bürsten etwas geändert und somit auch die
übermittelte elektrische Kraft.
In Fig. 13 und 14 Taf. 34
ist noch eine Einrichtung angegeben, durch welche die Stellung der Bürsten L gegen die Schienen des Commutators H sich selbstthätig ändert, je nachdem mehr oder
weniger Kraft durch die Welle W übertragen wird. Die
Bewegung wird mittels eines Planetenradgetriebes von einer besonderen Antriebswelle
E aus auf die Trommelachse W übertragen, indem die Kegelräder N und N1 auf der Welle E der Antriebsriemenscheibe bezieh. auf dem Commutator
H festsitzen, während die Zwischenräder O in einem drehbaren Rahmen gelagert sind, der die
Bürsten L trägt und durch Federn gehalten wird. Je
nachdem mehr oder weniger Kraft von E auf W oder umgekehrt zu übertragen ist, werden diese Federn
mehr oder weniger gespannt und die so erfolgende Drehung des Rahmens bewirkt eine
entsprechende Verstellung der Bürsten, mithin eine Aenderung der Stromstärke.
6) Die sogen. Arago-Maschine der White-House Mills Company in Hoosac, N.-Y., ähnelt in ihren kleineren
Ausführungen der äuſseren Erscheinung nach der Schuckert'schen Flachringmaschine. Dieselbe enthält zwei Paar
Elektromagneten die beiden über einander liegenden Schenkel eines jeden derselben
sind an einer Seitenwand des Gestelles so befestigt, daſs die freien Enden derselben
der Mitte der Maschine zugewendet sind. Diese Magnete sind so gewunden, daſs sich
die entgegengesetzten Pole gegenüber stehen, und mit sectorenförmigen Polstücken
versehen, welche beinahe eine volle Scheibe bilden. Zwischen diesen beiden einander
parallelen Flächen kreist eine Scheibe oder ein Rad mit 6 sectorenförmigen, auf
Holzkerne B gewickelten Spulen, deren Drähte in
gleicher Richtung laufen, aber so verbunden sind, daſs ein Strom dieselben in
entgegengesetzten Richtungen durchflieſst.
Textabbildung Bd. 253, S. 488
Die Spulen werden durch zwei auf der Welle sitzende Platten
und durch einen auſsen umgelegten starken Kupferring C
festgehalten. Die gröſseren Maschinen, der Siemens'schen Wechselstrommaschine im Ansehen ähnlich, sind auf derselben
Grundlage construirt wie die kleineren, enthalten aber an jeder Gestellwand drei, im
Ganzen also 6 Paare Elektromagnete, zwischen denen der ähnlich wie bei der kleineren
Maschine ausgeführte Anker umläuft. Die 8 Spulen des letzteren sind mit den 24
Platten des Commutators so verbunden, daſs letztere 3 Gruppen von je 8 Platten
bilden. Die Bürsten sind dann stets mit 2 Platten in Berührung, entsprechend der
Theilung der Inductionsspulen in zwei gleiche, von entgegengesetzt gerichteten
Strömen durchflossene Theile; der abgeleitete Strom ist gleich gerichtet. Der Anker
dieser Maschine bietet noch die Eigentümlichkeit, daſs jede Spule desselben aus zwei
ungleichen Theilen besteht; der in dem gröſseren Theile erregte Strom wird zur Arbeitsleistung, der
in dem anderen Theile erzeugte Strom zur Erregung der Elektromagnete verwendet; dem
entsprechend besteht auch der Stromsammler aus 2 Theilen. (Vgl. Engineering, 1882 Bd. 33 * S. 52.)
7) F. J. Plücker hat nach der Revue universelle des Mines, 1882 Bd. 12 S. 400 eine auf der Grundlage des
Gramme'schen Ringes beruhende Maschine angegeben,
deren Anker aus einer schmiedeisernen, auf der Welle der Maschine befestigten
Scheibe A (Fig. 18
Taf. 34) gebildet wird, in welche von beiden Seiten concentrische Nuthen c eingedreht sind, um die in derselben entstehenden
Inductionsströme möglichst unschädlich zu machen. Diese Scheibe ist ähnlich wie bei
Crompton (vgl. 1883 247
* 488) mit keilförmig gestalteten Drahtspulen b
bewickelt, deren Enden von der Mitte der Scheibe in Gestalt eines röhrenförmigen
Bündels über die Welle nach den Schienen des Commutators C geführt sind, von welchem der gebildete Strom durch die beiden Bürsten
B, B1 abgeleitet
wird. Die Spulen der die Scheibe A umgebenden
eigenthümlich angeordneten Elektromagnete setzen sich aus je zwei Scheiben von
Messingblech zusammen, welche durch die guſseisernen Ränder r vereinigt und mit den ebenfalls guſseisernen, als Polstücken dienenden
Platten E versehen sind. Auf diesen Spulen sind die
Drahtlagen D, wie aus der Abbildung zu ersehen, so
aufgewickelt, daſs dieselben der Bewickelung des Ankers möglichst parallel sind, was
durch die gebogene Form der Ränder r begünstigt wird.
In Fig. 18 ist der obere Elektromagnet etwas aufgehoben; beim Betriebe liegt
derselbe aber dicht auf dem unteren auf, so daſs der Anker allseitig eingeschlossen
ist. Auſserdem werden alsdann an die beiden Ränder r
die Eisenblechplatten F angeschraubt, wodurch auch die
Wickelung D der erregenden Magnete vollständig verdeckt
ist. Beim ersten Ingangsetzen der Maschine muſs ein besonderer erregender Strom
durch die Spulen der Magnete geschickt werden, während später der in den
guſseisernen Polstücken E sowie in den Rändern r zurückbleibende Magnetismus genügt, um die
Stromerzeugung anzuregen.
8) Lumley's Maschine enthält nach Engineering, 1883 Bd. 35 * S. 319 einen cylindrischen
Anker, der aus einzelnen dünnen, durch schwache Messingplättchen getrennte
Eisenblechscheiben von der in Fig. 17
Taf. 34 dargestellten Form besteht. Ueber die vorstehenden Rippen dieser Scheiben
sind die Drahtspulen der Länge nach gewickelt. Die beiden sich nach rechts und links
erstreckenden Elektromagnete haben guſseiserne Kerne von rechteckigem Querschnitte,
welche an den Enden mit den Gestellwänden verbunden sind. Die Lager der Hauptwelle
sind in Bügelform an der Mitte der Magnete angeschraubt.
9) Die von C. Fr. Heinrichs in London (* D. R. P. Nr.
17923 vom 5. Mai 1881 als Zusatz zu Nr. 13802, vgl. 1881 242 * 38) angegebene Neuerung bezieht sich auf den Querschnitt des
Eisenkernes des Ringankers, welcher nach den Erfahrungen des Erfinders bei schnellem
Umlaufe (ungefähr 3100m Umfangsgeschwindigkeit in
der Minute) nur wenig Magnetismus erfordert und daher geringen Antheil an der
Erzeugung der Ströme in den umgebenden Drahtwickelungen hat. Für den Kern r werden daher die in Fig. 20 bis
26 Taf. 34 dargestellten gerippten Querschnittsformen vorgeschlagen,
wodurch seine Eisenmasse verringert und für die Wickelung W noch der Vortheil einer vielfachen Berührung mit der Luft gewonnen
wird.
Das Zertheilen der erzeugten elektrischen Ströme erfolgt hier, im Gegensatze zur
früheren Einrichtung, bei welcher dies geschah, nachdem die Einzelströme von den
Bürsten gesammelt und in einem Stromkreise vereinigt waren, in folgender Weise: Die
den Kern des Ankers umgebenden Windungen der isolirten Leitungsdrähte, welche mit
den Commutatorplatten verbunden sind, werden so angeordnet, daſs letztere den in
jedem Ringabschnitte erzeugten Strom während des Durchganges durch den Wirkungskreis
eines inducirenden Magnetes auf zwei oder mehrere Sammelbürsten und von da aus auf
zwei oder mehrere Stromkreise übertragen. Der in einem gegebenen Abschnitte des
Leitungsdrahtes durch die Einwirkung des inducirenden Nordmagnetes erzeugte Strom
wird z.B. zwei oder mehrere Mal während der Stromdauer in einer Richtung getheilt
und kann entweder durch den einen Satz Bürsten aufgenommen und den erregenden
Magneten zugeführt werden, um dieselben zu umkreisen, oder von einem anderen Satz
Bürsten gesammelt und dem Orte der Verwendung zugeführt werden.
10) Richard Etienne in Dresden-Neustadt (* D. R. P. Nr.
18533 vom 25. Juni 1881) hat eine Maschine ohne Commutator zur Erzeugung
gleichgerichteter, stetiger Ströme construirt. Die Stromerzeugung erfolgt in den
Drahtspiralen b (Fig. 19
Taf. 34), welche zwei ringförmige Eisenkerne n und s umgeben. Diese Ringinductoren bewegen sich in
magnetischen Feldern, welche für jeden Ring eine andere, jedoch während des ganzen
Verlaufes der Bewegung sich gleich bleibende Polarität haben, so daſs eine Aenderung
in der Richtung der inducirten Ströme nicht eintritt. Die gegenseitige Bewegung kann
entweder in der Drehung dieser Inductorringe selbst, oder, wie in der Abbildung
angenommen, in der Drehung magnetischer Eisentheile in der Nähe jener Ringe
bestehen. Die magnetischen Felder werden hier durch ringförmige Eisenkörper N und S von U-förmigem
Querschnitte gebildet, welche die gleichnamigen Polenden der mit der umlaufenden
Achse A fest verbundenen Magnete M verbreitern bezieh. verbinden. Die Ringe n und s vereinigen in sich
die gleichnamigen Pole eines Systemes radial gestellter, an der Innenseite eines
feststehenden Hohlcylinders H befestigter Magnete m. Soll die Maschine unter Verwendung von
Elektromagneten nach dem dynamoelektrischen Prinzipe arbeiten, so ist die Anordnung
zweier Schleifcontacte c an der Achse erforderlich,
durch welche die Umwindungen der rotirenden Elektromagnete mit den Ringspiralen in
einen Stromkreis gebracht werden.
11) A. Isid. Gravier in Paris (* D. R. P. Nr. 19265 vom
22. December 1881) beabsichtigt durch seine vorgeschlagenen Neuerungen an dynamo-
und magneto-elektrischen Maschinen die direkte Erzeugung stetiger und
ununterbrochener Ströme, ohne Anwendung von Reibkissen, Stromsammlern, Bürsten,
Commutatoren u. dgl., und zwar in der Weise, daſs ein Wechsel der erzeugten Ströme
vermieden, dagegen ein magnetischer Wechsel der inducirenden Polkräfte
hervorgebracht wird. Dieser Wechsel findet in dem kreisenden Inductor statt, welcher
von den zu inducirenden, fest stehenden Stromkreisen umgeben ist. Dieser Inductor
wird in das magnetische Feld eines oder mehrerer Magnete gebracht, welche denselben
magnetisch erregen. Auch kann der Inductor in gewissen Fällen in den Stromkreis
einer äuſseren Stromquelle eingeschaltet werden. Für gewöhnlich erhält der Inductor
eine Drehbewegung, zuweilen aber auch abwechselnd eine geradlinige und eine
Drehbewegung.
12) H. S. Maxim in Brooklyn hat auſser dem früher (1881
239 126) schon besprochenen, die Stromstärke
unmittelbar beeinflussenden Regulator eine andere Regulirvorrichtung construirt (* D. R. P. Nr. 20463 vom 21. März 1882),
welche auf den Gang der Betriebsdampfmaschine einwirkt. In das Dampfzuführungsrohr
C (Fig. 16
Taf. 34) ist vor dem Schieberkasten der Betriebsmaschine ein Cylinder E mit ringförmiger Erweiterung E1 eingeschaltet, in welchem sich der mit
mehreren den Dampfzutritt von E1 nach C und dem
Schieberkasten vermittelnden Oeffnungen f versehene
Cylinderschieber F bewegt. Dieser nahezu entlastete
Schieber erhält seine Bewegung durch Vermittelung des Hebels H von der Stange J des kleinen Dampfkolbens
K, dessen Cylinder K1 durch die Kanäle k mit der Kammer L und der
Erweiterung E1 in
Verbindung steht. Den Dampfeintritt vor und hinter den Kolben K vermittelt der Kolbenschieber l, während die Bewegung des Kolbens K durch
den in einer Flüssigkeit arbeitenden Bremskolben S
gemildert wird; der Cylinder T dieses Kolbens hat zwei
Kanäle t und t1, welche durch eine Oeffnung t2, die für gewöhnlich
von der Stange U geschlossen wird, in Verbindung treten
können. Die Steuerung des Kolbenschiebers l und damit
die Bewegung von K und F
geschieht folgendermaſsen: Ein zwischen den Lagerarmen O1 in Spitzen schwingender Rahmen O trägt am unteren freien Ende den Anker P eines mit dem Stromkreise der Dynamomaschine
verbundenen Elektromagnetes Q sowie eine Schraube p, gegen welche sich die verlängerte Schieberstange L1 legt. Mit dieser ist
eine Spiralfeder M verbunden, deren anderes Ende an dem
durch die Schraube m stellbaren Arme M1 angeschlossen ist.
Wird nun der Strom zu stark, so zieht der Elektromagnet Q seinen Anker P an, der Rahmen O mit der Schraube p
schwingt nach rechts, letztere drückt gegen die Schieberstange L1, der Schieber l öffnet den Kanal k und
der Dampf treibt den Kolben K nach links; mithin bewegt sich der
Cylinderschieber F nach rechts, die Einströmungen f werden verkleinert, die Dampfmaschine geht langsamer.
Bei dieser tiefsten Stellung des Rahmens p hat ein
kleiner Arm o mittels des Bundes u die Stange U gehoben,
wodurch die Oeffnung t2
frei, also die Verbindung zwischen t und t1 hergestellt wurde,
so daſs der Kolben S der Bewegung des Kolbens K keinen merklichen Widerstand entgegensetzt. In Folge
der geringeren Geschwindigkeit wird der elektrische Strom schwächer, der Anker P wird wieder frei und der Rahmen O durch die Feder M in
seine Ruhestellung zurückgezogen, während gleichzeitig der Kolbenschieber l umgesteuert wird. Die Vorgänge wiederholen sich in
entgegengesetzter Reihenfolge, bis der Gleichgewichtszustand erreicht ist.