Titel: | Ueber Neuerungen an Elektromotoren (Dynamomaschinen). |
Fundstelle: | Band 265, Jahrgang 1887, S. 102 |
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Ueber Neuerungen an Elektromotoren
(Dynamomaschinen).
(Patentklasse 21. Fortsetzung des Berichtes Bd.
264 S. 532.)
Mit Abbildungen im Texte und auf Tafel 7.
Ueber Neuerungen an Elektromotoren (Dynamomaschinen).
Die Dynamomaschine von L. Bollmann in Wien (* D. R. P.
Nr. 35186 vom 18. November 1884) zeigt eine der Thomson-Ferranti-Maschine (vgl. 1886 262 * 57)
ähnliche Construction mit Benutzung eines Scheibenankers und bezweckt, durch die
Anordnung der sehr nahe gestellten Pole der festen Magnete magnetische Felder von
sehr groſser Stärke zu beschaffen, ferner durch Verwendung kupferner Scheiben die
Vermeidung der bei eisernen Ankern auftretenden Uebelstände, endlich gröſsere
Beanspruchung des Leiterquerschnittes durch gute Luftkühlung des Scheibenankers zu
ermöglichen.
Die in Fig. 31
in vertikalem Längenschnitte, in Fig. 32 in Endansicht und Querschnitt
dargestellte Maschine hat folgende Anordnung: In den mit der Grundplatte
zusammengegossenen Lagern A ruht die Hauptwelle B, welche in der Mitte mit Hilfe der Nabe C und einer Gegenscheibe zu derselben die Ankerscheibe
D trägt, die sich zwischen den, an den beiden
Gestellwänden E, E angeschraubten, also feststehenden
12 Paar Elektromagneten F und G bewegt. Sowohl die neben einander, als auch die gegenüber liegenden
Magnete haben entgegengesetzte Polarität. Alle Magnete sind, wie bei G mit Polschuhen versehen, welche möglichst dicht an
die Ankerscheibe D herantreten, ohne deren Drehung zu
hindern. Die Magnetwickelung liegt im Nebenschlüsse zum äuſseren Stromkreise,
Die aus einzelnen Kupferplatten hergestellte Ankerscheibe D hat folgende Einrichtung. Zwischen zwei radiale Kupferstreifen P und P1 (Fig. 33, 34, 35) werden die beiden,
Ausschnitte eines Ringes bildenden Kupferstreifen R,
deren Enden zu diesem Zwecke umgebogen sind, an den Stellen a, b, c eingelöthet oder eingenietet. In dieses keilförmige Stück legt
sich ein zweites, ebenso hergestelltes, dessen Ringstücke R1, R2 (Fig. 36 und 37) um so viel
kürzer sein müssen, daſs sich beide Theile nicht berühren, jedoch wird der Lappen
d des ersten Keilstückes an dem radialen Streifen
P des zweiten befestigt. Auf gleiche Weise werden
vier (auch mehr) solche Theile in einander gelegt und mit einander verbunden, wobei
im letzten Theil der Streifen R wegbleibt. Im Uebrigen
sind die Theile so von einander isolirt, daſs überall Luft zwischen denselben
hindurch streichen kann. Das ganze, aus 8 Theilen P und
7 Theilen R bestehende Stück heiſst ein
„Segment“ und bildet eine flache Spirale, durch welche ein, beim ersten
freien Ende P eintretender Strom gehen wird. 48 solcher
Segmente bilden nun die Ankerscheibe D (Fig. 36, 37, 38); jedoch ist die eine
Hälfte dieser Segmente in radialer Richtung kürzer als die andere, wodurch zwei
Reihen der Streifen R1
und R2 gebildet werden,
so daſs diese an einander vorbei gehen können, ohne sich zu berühren. Mit Hilfe der
bereits erwähnten Nabe C (Fig. 31) werden die
auſserdem durch einen äuſseren Ring zusammengehaltenen Segmente auf der Welle B befestigt. Fig. 36 ist ein Theil des
abgewickelten Umfanges der Scheibe mit den äuſseren Streifen R. Der Winkel xy eines Segmentes (Fig. 38 und
36)
entspricht dem von zwei Magnetkernen gebildeten, also 1/12 des Umfanges; es wird daher jedes
Segment gleichzeitig von 2 Magnetpaaren inducirt.
Die Segmente sind unter sich zu 4 verschiedenen Stromkreisen so verbunden, daſs 4
neben einander liegende diesen 4 verschiedenen Stromkreisen angehören, deren jeder
mithin 12 Segmente und 96 radiale Theile P enthält.
Diejenigen Segmente, welche gleiche Stellung zu den Magneten einnehmen, sind mit
einander zu einem Stromkreise vereinigt, und zwar durch Verbindungsstücke, welche
das innere freie Ende des ersten und letzten radialen Theiles P jedes
Segmentes verbinden, wie aus Fig. 38 für den
Stromkreis 1 ersichtlich. Das erste und letzte Ende P
jedes Stromkreises ist mit dem Commutator verbunden.
Zur Erklärung der Induction werde ein Stromkreis betrachtet, doch soll die Verbindung
der inneren Streifen H nicht nach links (wie in Fig. 33),
sondern nach rechts gerichtet sein, wie die starke
Linie in Fig.
39 und 40 darstellt. Die Bewegungsrichtung des Ankers sei von links nach rechts,
die Richtung der auf einander folgenden Magnete eine gerade Linie. Die Richtung der
magnetischen Molekularströme (nach Ampère's Theorie)
ist durch schwache Pfeile, die Richtung des inducirten Stromes durch Pfeilspitzen in
der starken Stromkreislinie angedeutet. In Fig. 39 liegen die Theile
P1 und P2 zwischen den
entgegengesetzten Polen n und s. Indem sich P1 nach links bewegt, entsteht in ihm ein dem Molekularstrome in s entsprechender, abwärts gerichteter Strom,
gleichzeitig aber auch durch die Annäherung an n ein
gleicher aufwärts gerichteter Strom. Beide Inductionen heben sich auf, der
Stromkreis muſs durch den Commutator ausgeschaltet sein. P2 wird genau ebenso, jedoch in
entgegegesetzter Richtung inducirt. In Fig. 40 entfernt sich P1 von allen links
liegenden, abwärts gerichteten Strömen, nähert sich aber allen aufwärts gerichteten
auf der rechten Seite, wodurch in P1 ein kräftiger abwärts gerichteter Strom inducirt
wird. Es entstehen daher in jedem Theile des Ankers 12 Stromwechselungen bei einer
Umdrehung.
Der Commutator Fig.
41 und 42 besteht aus 8 Ringen, deren je zwei einem Stromkreise gehören; der
eine derselben ist mit dem Anfange, der andere mit dem Ende des betreffenden
Stromkreises verbunden. Jeder Ring läuft in 6 Lamellen aus und 2 zusammengehörende
Ringe sind so gestellt, daſs ihre Lamellen 1/12 des Umfanges von einander abstehen. Die positiven
und negativen Bürsten werden derartig angestellt, daſs sie gleichzeitig Lamellen
zweier zusammengehörenden Ringe berühren.
Die Verbindung der Stromkreise mit dem Commutator kann auf verschiedene Weise
hergestellt werden. Bei niedrig gespannten Strömen werden die Stromkreise
unmittelbar mit dem Commutator verbunden und jeder in denjenigen Momenten vom
äuſseren Hauptstromkreise aus- oder in denselben eingeschaltet, wenn seine Spannung
gleich der des äuſseren Stromkreises ist, damit keine Funken entstehen. Die Bürsten
sind daher so eingerichtet, daſs ihre Auflagerfläche schmäler oder breiter gemacht
werden kann. Man erreicht dies durch Anwendung mehrerer gegen einander verstellbarer
Bürstenpaare.
Paterson und Cooper versehen ihre mit
Hintereinanderschaltung ausgestattete, für Bogenlicht bestimmte Dynamomaschine mit
einem einfachen Hufeisenmagnete, wie aus Textfigur 1
ersichtlich ist. Der eine Schenkel dieses Magnetes ruht auf dem Fundamente, während
sonst das Polstück, wie
bei Edison, oder das Joch, wie bei Kapp, auf demselben ruhen. Die 150mm im Quadrat messenden Schenkel sind von
Schmiedeisen, das Joch dagegen von Guſseisen hergestellt. Die Erregungsrollen haben
jede 954 Windungen, 4,541 Ohm Widerstand, der Gramme'sche Ringanker hat 330mm äuſseren und
241mm inneren Durchmesser, 150mm Breite, 1872 Windungen in 3 Lager und 3,448 Ohm
Widerstand. Die Maschine ist für 10 Ampère und 700 Volt berechnet. (Nach dem Centralblatt für Elektrotechnik, 1887 Bd. 9 * S.
209.)
Fig. 1., Bd. 265, S. 105Die Eigenthümlichkeit des Immisch-Elektromotors bezieh. dessen Dynamo liegt nach iron, 1887 Bd. 29 *
S. 14 in der Wickelung des Ankers, der entweder als Cylinder oder Trommel ausgeführt
wird; erstere Form wird für groſse Potential-Differenzen, letztere dagegen für
geringe oder mittlere elektromotorische Kraft gewählt. Die Spulen des Ankers sind so
mit dem Stromabgeber verbunden, daſs diejenigen, welche in den die Bürsten
verbindenden Durchmesser eintreten, in diesem Augenblicke ausgeschaltet werden,
indem sie in sich geschlossen werden. Hierdurch wird eine Schwächung des
magnetischen Feldes vermieden, die eintreten würde, wenn diese Spulen thätig
blieben, indem sie dann bestrebt sein würden, Pole zu bilden, welche rechtwinkelig
liegen zur mittleren magnetischen Achse. Der Stromgeber besteht aus zwei neben
einander liegenden Ringen, deren jeder aus einer Anzahl isolirter Segmente
zusammengesetzt ist; beide Ringe sind um die halbe Theilung versetzt auf die Welle
aufgebracht. Die Spulen sind hinter einander geschaltet, jede derselben ist aber mit
beiden Ringen verbunden, so daſs sie abwechselnd paarweise kurz geschlossen werden,
wenn ihre zugehörigen Segmente unter den Bürsten vorüber gehen. Ein solcher Motor
ist in Textfigur 2, aus welcher die Stellung der
Commutatorringe deutlich ersichtlich ist, abgebildet.
Fig. 2., Bd. 265, S. 106Fig. 3., Bd. 265, S. 106Bei Dynamomaschinen für starke Ströme mit geringer Spannung, besonders für
galvanoplastische Zwecke bestimmt, bringt Immisch auf
jeder Seite des Ankers einen Stromabgeber an, wie in Textfigur 3, wodurch breite Auflagerflächen für die Bürsten ohne
übermäſsige Verbreiterung derselben erhalten werden.
S. F. Van-Choate in New-York verwendet (Englisches
Patent Nr. 10646 vom 8. Oktober 1886) einen flachen Ring von magnetischem Material
mit einer Eisendrahtspule an jeder Seite. Der Ring ist mit inneren Vorsprüngen oder
Zähnen versehen, welche in entsprechende Nuthen der Nabe oder des mittleren Theiles
des Ankers passen. Die Ankerspulen auf jeder Seite sind durch Holzkeile oder andere
nicht magnetische Keile getrennt, so daſs eine gleichmäſsige Oberfläche hergestellt
wird. (Nach dem Engineering, 1887 Bd. 43 * S. 23.)