Neuerungen an Elektromotoren (Dynamomaschinen).Vgl. auch * S. 62 und * 212 d. Bd. (Patentklasse 21. Fortsetzung des Berichtes Bd. 265 S. 433.) Mit Abbildungen im Texte sowie auf Tafel 19 und 20. Neuerungen an Elektromotoren (Dynamomaschinen). J. und E. Hopkinson benutzen bei ihren im J. 1886 angestellten Versuchen auſser der bereits in D. p. J. 1884 253 * 481. 1886 262 54 erwähnten Construction auch die in Fig. 5 und 6 Taf. 19 abgebildete Anordnung, bei welcher der magnetische Kreis getheilt ist. Die über und unter dem Anker angebrachten guſseisernen Polstücke umfassen denselben bis auf einen 41° betragenden Ausschnitt; sie sind dann über die den Anker umfassenden Ansätze hinaus verlängert, um die lothrecht gestellten, cylindrischen, ziemlich kurzen, schmiedeeisernen Magnetschenkel aufzunehmen. Die Verhältnisse sind so gewählt, daſs die Berührungsfläche zwischen den guſseisernen Polstücken und den schmiedeeisernen Magnetschenkeln etwas gröſser ist, als der Querschnitt der letzteren. Jede Magnetisirungsspirale besteht bei Modell Nr. I aus 2196 Windungen von Kupferdraht Nr. 17 der Birmingham Lehre (1mm,473 Durchmesser), bei Modell Nr. II aus 2232 Windungen. Bei dem Modell Nr. I haben die Magnete 260mm Länge zwischen den Polstücken, 86mm Durchmesser, die Polstücke haben eine Bohrung von 257mm und sind in Richtung der Achse 241mm lang; der Zwischenraum zwischen den Ansätzen der Polstücke zu beiden Seiten des Ankers beträgt 86mm. Der Anker, dessen Welle in zwei auf Verlängerungen des unteren Polstückes ruhenden Lagern läuft, besteht aus einer Anzahl isolirter, von weichem Eisenblech hergestellter, ringförmiger Scheiben, die durch zwei Endplatten zusammengehalten und von einem bronzenen Rahmen getragen werden. Der Anker (Fig. 6) ist mit Gramme'scher Wickelung in 160 Windungen ausgeführt, deren jede aus einem einzigen Draht Nr. 10 (3,4mm) besteht. Der äuſsere Durchmesser des Ankers ist 241mm; der innere 140mm; die Länge bis zu den Endplatten 241mm. Der Commutator hat 40 Abtheilungen. Die Maschine hat eine gemischte Wickelung, ist für eine Normalleistung von 105 Volt und 130 Ampère bei 1050 Umdrehungen in der Minute berechnet und hat 0,047 Ohm Widerstand im Anker, 53,7 Ohm in der Nebenschluſswickelung (Centralblatt für Elektrotechnik, 1887 * S. 335). T. A. Garett in London verwendet in seiner durch das Englische Patent Nr. 3183 am 6. März 1886 geschützten Dynamomaschine einen Anker ohne Spulen. Die beiden elektromagnetischen, einander gegenüber gestellten Polstücke N, N und S, S (Fig. 7 und 8 Taf. 19) werden durch die eisernen Stangen B, B mit einander verbunden und durch die aus isolirtem Drahte gewickelten Spulen C, C erregt. Durch das Mittel dieser Elektromagnete geht die Ankerwelle, welche zwischen den beiden Polen die eiserne Nabe E trägt, auf welcher eine cylindrische Hülse befestigt ist, die aus einzelnen, von einander und von E isolirten Stangen a und d besteht. An den entgegengesetzten Enden der Stangen a sind die Ringe g und h von nicht magnetischem Metall befestigt, die in elektrischem Contact mit den Stangen a stehen, aber von d und ebenso unter sich isolirt sind. Auf den Ringen g und h liegen die Stromsammler. In Fig. 9 sind statt der einen cylindrischen Hülse deren zwei, nämlich a und d angewendet, die von einander isolirt und mit den Ringen g, h, e und l ausgerüstet sind. Die magnetischen Kraftlinien gehen radial durch die Hülsen, während der elektrische Strom in der Längenrichtung der die Hülsen bildenden Stangen sich bewegt (Engineering vom 3. Juni 1887 * S. 535). Wenström in Oerebro (Schweden) umgibt die Elektromagnete seiner Dynamomaschinen vollständig mit einem eisernen Gehäuse, weshalb dieselben in England als „Iron clad dynamos“ bezeichnet werden. Der Erfinder bezweckt mit dieser Anordnung ein kräftigeres magnetisches Feld zu erhalten, weil sich dasselbe, nach seiner Annahme, nicht durch die ganze Maschine zerstreuen kann. Die Maschinen werden in zwei verschiedenen durch die Fig. 10 und 11, sowie durch die Fig. 12 und 13 Taf. 19 dargestellten Anordnungen ausgeführt. Bei der ersteren Anordnung (Fig. 10 und 11) wird ein aufrecht stehendes cylindrisches Gehäuse C angewendet, dessen beide Deckel B mit den nach innen vorspringenden, den Anker umgebenden Polstücken N und S versehen sind, die zugleich als Kern für die Erregungsspulen A dienen. Die Spitzen der Polstücke erscheinen in der Fig. 11 unsymmetrisch, doch kommt dies daher, daſs die Kanten derselben keine gerade, sondern eine gebrochene Linie bilden, wodurch die schnelle Abnutzung dieser Kante vermieden werden soll. Der Anker ist in der aus der Zeichnung ersichtlichen Art gelagert und vermuthlich nach Art der Siemens-Trommelanker gewickelt. Die nachfolgende Tabelle gibt die Hauptabmessung von verschiedenen Modellen der Wenström-Dynamo (Centralblatt für Elektrotechnik, 1886). Bezeichnung der Theile Modellzeichen der Maschine \mbox{H}\,\frac{110}{60} \mbox{J}\,\frac{110}{35} \mbox{L}\,\frac{110}{190} \mbox{L}\,\frac{110}{260} 1) Umdrehungen in der Minute   900   900   460 600 Klemmenspannung in Volt   110   110   110 110 Stromstärke in Ampère     60     35   190 260 Gewicht der Maschine in Kilogramm   696   375 2230 – Durchmesser des Wickelungsdrahtes der    Magnete in Millimeter         1,5         1,25          2,6 – Länge desselben in Meter 4095 3190 4144 – Widerstand desselben in Ohm     37     42        15,5 – Gewicht desselben in Kilogramm     65     35   195 – Gewicht des Eisenkernes der Magnete    in Kilogramm      4922)     2822)    11513) – Anzahl der Segmente des Stromsammlers     50     34     90 – Zahl der Nuthen im Kerne     25     17     45 – Gesammtzahl der Abtheilungen     50     34     39 – Zahl der Abtheilungen in jeder Nuth       4       4       4 – Zahl der Windungen jeder Abtheilung       3       6       4     3 Anzahl der Drähte in einer Nuth     24     24     16   12 Durchmesser des Drahtes in Millimeter           2,64)         2,6         3,6       4,3 Länge desselben in Meter   361   191   440 330 Berechneter Widerstand5) in Ohm           0,07           0,15           0,02         0,01 Gewicht des Drahtes in Kilometer     17       9     40 – Gewicht des Eisenkernes     50     26   127 – Gesammtgewicht des Ankers, einschlieſs-    lich Welle und Stromsammler   120     47   330 – 1) Die Maschine \mbox{L}\,\frac{110}{260} ist in ihren Verhältnissen der Maschine \mbox{L}\,\frac{110}{190} ähnlich. 2) In diesen Zahlen ist das Gewicht der Polstücke und Umhüllung einbegriffen. 3) Das Gewicht der Grundplatte mit etwa 489k ist hier mit einbegriffen. 4) Der Wickelungsdraht besteht aus zwei Drähten von 2mm,6 Durchmesser. 5) Jeder Draht wird durchlaufen bei H durch ¼ des Stromes. „ „ „ „ „ J „ ½ „ „ „ „ „ „ „ L „ ⅙ „ „ Die Feldmagnete sind parallel geschaltet. Die andere in Fig. 12 und 13 dargestellte Construction des Modelles L zeigt eine mehrpolige Maschine, welche drei Nord- und drei Südpole N bezieh. S besitzt, die hier den bedeutend kürzer gehaltenen Anker auf seinem ganzen Umfange umfassen. Die Nordpole N werden gebildet durch die nach auſsen vorspringenden Ansätze der beiden inneren Scheiben B (Fig. 12), während die Südpole S durch die nach innen gerichteten Ansätze der äuſseren Scheiben B1 gebildet sind. Zwischen den inneren Scheiben B und den äuſseren Scheiben B1 befindet sich die Wickelung A; das Ganze wird mit Hilfe der beiden schalenförmigen Hälften C des Gehäuses zusammengehalten. Die Anker dieser Maschine bieten noch insofern eine besondere Eigenthümlichkeit, als ihre Wickelungsdrähte in kreisförmige, dicht neben einander liegende Längsnuthen am Umfange der eisernen Ankertrommel eingezogen sind (Fig. 11 und 13). Durch diese Anordnung kann der Zwischenraum zwischen Anker und Polstücken auf das geringste Maſs verkleinert werden. Auſserdem sollen, nach der Ansicht des Erfinders, die zwischen den einzelnen Wickelungslagen verbleibenden Eisenstreifen des Ankers das magnetische Feld mehr nach dem Inneren der Maschine vereinigen. Eine Bestätigung dieser Ansicht erblickt Wenström darin, daſs sich bei normalem Gange der Maschine kein Magnetismus in ihren äuſseren Theilen bemerkbar macht. Die in Fig. 1 und 2 Taf. 20 dargestellte Wechselstrommaschine von Elwell-Parker (vgl. 1887 264 * 534) besitzt ein kräftiges, cylindrisches, eisernes Gehäuse, an dessen innerem Umfange 22 radial gestellte Magnete angebracht sind, innerhalb welcher der Anker sich dreht. Derselbe besteht, wie auch bei anderen Maschinen dieser Firma, aus Eisendraht, welcher über einen Metallrahmen gewickelt ist, der durch eingesetzte, mit der Nabe aus einem Stück gegossene Arme getragen bezieh. mit der Welle verbunden ist. Früher wurden die Arme vom Ankerkern mittels Streifen aus Faserstoff isolirt, doch hat sich diese nachgiebige Zwischenlage als nachtheilig für die Festigkeit und in elektrischer Hinsicht unwesentlich erwiesen, so daſs jetzt die Arme ohne Zwischenmittel in den Ankerkern eingesetzt werden. Auch sind Elwell-Parker dazu übergegangen, die Arme und Nabe in Eisen, statt wie bisher in nicht magnetischem Metall zu gieſsen. Der Draht des Ankers ist, entsprechend den 22 Feldmagneten, ebenfalls in 22 verschiedene Spulen gewickelt, die hinter einander geschaltet sind. Die Drahtenden sind nach einem Paare von Contactringen geführt, gegen welche, wie aus Fig. 2 ersichtlich, die Bürsten schleifen. Eine derartige Maschine arbeitet auf der Eastbourne-Centralstation für die dort aufgestellten Transformatoren. Der Anker hat 915mm Breite, 762mm Länge; der Draht ist in einer einfachen Lage auf den Kern gewickelt, macht 640 Windungen, je zwei benachbarte Spulen haben 25mm Abstand von einander. Bei 600 Umdrehungen in der Minute wird ein Strom von 30 Ampère und eine elektromotorische Kraft von 2000 Volt erzeugt. Die gesammte Drahtlänge ist 1042m, wovon 406m auf der äuſseren Oberfläche liegen. Der Widerstand des Ankers ist 2,4 Ohm, der der Feldmagnete 19 Ohm; ein Strom von 10 Ampère einer besonderen Dynamomaschine bewirkt die Erregung. Die Maschine arbeitet mit 220 Stromwechseln in der Secunde (Industries, 1887 Bd. 3 * S. 329). Die Scheibendynamomaschine von Jehl und Rupp unterscheidet sich von anderen Maschinen mit Scheibenanker hauptsächlich dadurch, daſs bei ihr nur wenige Elektromagnete, jedoch mit groſsen Querschnitten Verwendung finden, während bei anderen derartigen Maschinen eine gröſsere Anzahl kleinere Elektromagnete, parallel zur Achse des Ankers gelegt, das magnetische Feld bilden. Durch diese groſsen Magnete wird ein magnetisches Feld von gröſserer Stärke erzielt, weil geringere Verluste an magnetischen Kraftlinien stattfinden, und in Folge dessen wird für gleiche Leistungen eine geringere Menge von Kupfer gebraucht. Wie Fig. 3 Taf. 20 zeigt, verwenden die Erfinder vier, zu einem Quadrat zusammengestellte Magnetkerne, daſs einerseits die beiden Nordpole N, andererseits die beiden Südpole S sich gegenüber stehen. Der Anker dreht sich nun zwischen zwei derartigen, parallel gestellten Systemen, in welchen, wie ersichtlich, die Achsen der Magnetkerne rechtwinkelig zur Achse der Ankerwelle liegen. Hierdurch werden auch diejenigen Kraftlinien, welche von einem Schenkel zum anderen gehen, gezwungen, den Anker zu schneiden. Auch der Anker dieser Maschine ist verschieden von den sonst gebräuchlichen Scheibenankern. Während diese entweder kreisförmige, oder im Zickzack um den Mittelpunkt verlaufende Wickelungen von Kupferband, oder auch Spulen mit sehr vielen Kupferbandwindungen besitzen, die immer einen Theil des Ankerraumes frei von Kupfer lassen oder auch sehr groſsen Widerstand bieten, so ist es Jehl und Rupp gelungen, den Gesammtraum ihres Scheibenankers mit Kupferwindungen auszufüllen, die auch sämmtlich gleiche Gröſse und Form besitzen. Jede Windung wird nämlich aus einem in Fig. 4 Taf. 20 dargestellten, in der Mitte bis nahe zum Ende aufgeschlitzten und hier mit 2 Ausklinkungen (oder Ansätzen, wie die punktirten Linien) versehenen Kupferstreifen hergestellt, der dann nach Art der Fig. 5 gebogen wird. Bei letzterer Figur ist jedoch zu beachten, daſs dieselbe nicht eine Windung für sich darstellt, sondern daſs auf der linken Seite die Hälfte der einen, auf der rechten Seite aber ¾ der nächstfolgenden Windung und gleichzeitig die Verbindung zweier benachbarten Windungen durch die kleinen Kappen a zu sehen ist. Die Befestigung dieser, unter sich genau gleichen und von einander isolirten Windungen geschieht mit Hilfe zweier Nabenscheiben, die mit vorstehenden Ringen (bezieh. mit ausgedrehten Vertiefungen) um den unteren Ausschnitt (bezieh. über den unteren Ansatz) der Streifen greifen. Die flach gelegte Ankerscheibe besteht hiernach aus zwei Schichten: die eine derselben wird von den rechtsseitigen Hälften der Windungen gebildet und ist gedeckt durch die zweite, alle linksseitigen Hälften der Windungen enthaltende Schicht. Diese Anordnung zweier parallelen Schichten unterscheidet den vorliegenden Anker von anderen, welche durch theilweises Uebergreifen von Windungen (gleicher Breite) entstehen würden, wobei die Ebene der einzelnen Windungen gegen die Hauptebene des Ankers geneigt wäre. Fig. 6 zeigt etwa den 4. Theil des Ankers; a ist ein zum Commutator führendes Ende, b bezeichnet die Einschnitte, in welche die Flanschen greifen, c ist ein nach innen gezahnter Holzring, dessen Zähne die äuſseren gelötheten Enden der Windungen von einander trennen und festhalten, und der mit einem Drahte bewickelt ist, um der Fliehkraft Widerstand zu leisten. Die Wickelung kann auch aus Kupferblech, welches nach Art der Fig. 7 ausgestanzt ist, hergestellt werden, wodurch eine Anzahl Windungen aus einem Stück besteht und die Löthstellen vermieden sind. Fig. 8 zeigt eine Gestalt der Windungen, die sich etwas von Fig. 5 unterscheidet und eine gröſsere Fläche besitzt. Die äuſseren Enden sind bei a und b rechtwinkelig umgebogen und durch ein Querstück c1 verbunden, welches T-förmigen Querschnitt besitzt; von der Seite gesehen erscheint dies wie Fig. 9. Wird nun über den Polschuhen N und S in gewisser Höhe ein Weicheisenstück A angebracht, so wird ein Theil der Kraftlinien gezwungen, durch die vorstehenden Theile a, b und das Querstück c1 zu gehen. Da die Zahl der Windungen vom Durchmesser des inneren Kreises abhängt, so wird sich, wenn auch der innere Kreis vollkommen mit Kupfer ausgefüllt ist, nach auſsen hin immer mehr Zwischenraum zwischen den Windungen ergeben, wie Fig. 6 erkennen läſst. Dies kann vermieden werden, wenn man den inneren Theil der Windungen schwächer und unter Beibehaltung des Querschnittes breiter macht; hierdurch lassen sich denn auch mehr Windungen anbringen. Die von Jehl und Rupp gebrauchte Form der Wickelung kann auch in der in Fig. 10 angedeuteten Art auf die Anker mit Zickzackwickelung angewendet werden. Fig. 1., Bd. 267, S. 406Fig. 11 und 12 zeigen die Methoden der Verbindung der Spulen (deren jede etwa 3 bis 5 Windungen enthält), wenn ihre Anzahl durch 4 theilbar ist. In Fig. 11 sind nämlich die diametral gegenüber liegenden Commutator-Abtheilungen mit einander verbunden, so daſs die gegenüberliegenden Spulen neben einander geschaltet werden, während in Fig. 12 diese Parallelschaltung durch Bürsten besorgt wird; in beiden Fällen sind die 4 Quadranten des Ankers in Parallelschaltung. – Bei ungerader Spulenzahl werden die gegenüberliegenden Spulen, wie in Fig. 13 angegeben, hinter einander geschaltet; die Bürstenstellungen unterscheiden sich um 90°. – Ist die Spulenzahl durch 2, aber nicht durch 4 theilbar, so werden die Spulen nach Fig. 14Fig. ist auf bezeichneter Tafel nicht vorhanden. verbunden; bei dieser Methode scheinen die Commutator-Abtheilungen abwechselnd ganz ohne Verbindung zu sein, leiten jedoch den Strom von den bezieh. diametral entgegengesetzten Spulen ab; auch hier stehen die Bürsten unter 90°. – Bei den Verbindungen in Fig. 12 und 13 ist die elektromotorische Kraft doppelt und die Stromstärke halb so groſs, als in den Fig. 11 und 12. – Die in Textfig. 1 in der Ansicht dargestellte Maschine liefert bei 735 Umdrehungen in der Minute 110 Volt und 350 Ampère. Die Magnetwickelungen beanspruchen ungefähr 5 Proc; das Kupfergewicht im Anker beträgt 24k. Die Maschine ist 80cm hoch, 130cm lang (Zeitschrift für Elektrotechnik, 1887 * S. 393). Fig. 2., Bd. 267, S. 407 Fig. 3., Bd. 267, S. 408W. E. Fein in Stuttgart (vgl. auch * S. 62 d. Bd.) verwendet für gröſsere Leistungen mehrpolige Dynamomaschinen, von denen eine solche mit 4 Polen in Textfig. 2 nach Fein, Elektrische Apparate u.s.w. * S. 373 (vgl. S. 48 d. Bd.) abgebildet ist. Sie besitzt 2 Elektomagnete von rechteckigem Querschnitt, deren Polstücke radial nach innen gerichtet sind, wie dies der Durchschnitt Textfig. 3 sehen läſst Beide Magnete sind mit dem sie verbindenden Ringe aus einem Stück hergestellt, von verhältniſsmäſsig groſsem Querschnitte und sehr kurz gehalten, da bei dieser Anordnung der Magnetschenkel schon eine geringe Windungszahl genügt, um ein kräftiges magnetisches Feld zu erhalten. – Diejenigen Maschinen, welche für gleichzeitige Parallelschaltung von Bogen- und Glühlampen, oder auch einer dieser beiden Gattungen bestimmt sind, erhalten zur Erzielung constanter Klemmspannung eine gemischte Wickelung, die sich auf alle 4 Elektromagnetschenkel vertheilt. Die dünnen Drähte der Nebenschluſswickelung sind dann hinter einander, die starken Drähte der Hauptwickelung aber parallel geschaltet. Der Anker hat einen bedeutenden Querschnitt und ist aus mehreren Hundert ganz dünner Eisenblechscheiben gebildet, die durch Papierzwischenlagen von einander getrennt sind und durch Bolzen zusammengehalten werden. Auf dem Ringe befindet sich nur eine einzige Draht- bezieh. Kupferbandlage. Hierdurch wird ein leichter und rascher Polwechsel bei der Drehung ermöglicht. Die Seitenflächen des ringförmigen Magnetkörpers sind mittels durchbrochener Platten abgeschlossen, so daſs sowohl die Wickelungen der Magnete, als auch der Anker gegen äuſsere Beschädigung gesichert sind. Zur Ableitung des Stromes sind nur zwei, unter einem bestimmten Winkel stehende Bürsten nothwendig, da die entsprechenden zugehörigen Theile des Stromsammlers unter sich entsprechend verbunden sind. Um die Bürsten leicht auf die neutrale Linie einstellen zu können, was bei mehrpoligen Maschinen besonders wichtig ist, ist der Bürstenträger aus zwei von einander getrennten Theilen hergestellt worden, die sich sowohl gegen einander, als auch concentrisch zur Achse verschieben und durch Stellschrauben in den gewünschten Lagen befestigen lassen. Bei richtiger Bürstenstellung erfolgt die Stromabgabe, in Folge der geringen Windungszahl des Ankers und wegen des sehr kräftigen magnetischen Feldes, beinahe funkenlos und ist dann die Abnutzung des Stromsammlers und der Bürsten äuſserst gering. Fig. 4., Bd. 267, S. 409 Die Leistungen dieser Maschinen sind sehr günstig, so gibt z.B. das kleinste mit MDI bezeichnete Modell, dessen Gewicht 605k beträgt, bei 1000 Umdrehungen in der Minute eine Stromstärke von 70 Ampère und 110 Volt Klemmenspannung, also einen äuſseren elektrischen Effect von 7700 Volt-Ampère. Der warm gemessene Widerstand des Ringes beträgt 0,04 Ohm, die Hauptwickelung der Magnete gibt 0,027 Ohm, die Nebenschluſswickelung 23 Ohm, so daſs sich das elektrische Güteverhältniſs der Maschine auf 90 Proc. berechnet. – Bei der oben angegebenen Umdrehungszahl beträgt die lineare Geschwindigkeit der äuſseren Drahtlagen des Ringankers 15m in der Secunde, der Draht wird mit 3,5 Ampère auf 1qmm beansprucht, während die Stromdichte in der Hauptwickelung nur 2 Ampère und die in der Nebenschluſswickelung 2,06 Ampère beträgt, so daſs sich die Maschine bei voller Beanspruchung und anhaltendem Betrieb nur wenig erwärmt. Die Ringwickelungen enthalten 8k,5 Kupfer., es liefert also bei den angegebenen Verhältnissen 1k Kupfer 816 Volt-Ampère. Die gröſseren Maschinen dieser Art erhalten 6 bis 8 Pole, und bei ihnen stellen sich diese Verhältnisse noch günstiger. Eine ganz ähnliche Construction wird auch von der Firma J. Einstein und Comp. in München ausgeführt, deren im Querschnitt quadratischer Ringanker durch 4 Magnete inducirt wird; die aus Schmiedeeisen hergestellten Kerne derselben sind in das cylindrische Gehäuse der Maschine eingegossen, welches zugleich mit der Grundplatte und den Lagern der Ankerwelle ein Guſsstück bildet. Die Maschine ist ebenfalls mit gemischter Wickelung versehen (Textfig. 4). Eine solche Maschine von 307k Gesammtgewicht, 0,11 Ohm Widerstand des Ankers, 0,055 Ohm bezieh. 29,0 Ohm Widerstand in der Haupt- bezieh. Neben Wickelung ergab bei 1100 Umdrehungen in der Minute 100 Volt und 45 Ampère, wobei der elektrische Effect von 4500 Volt-Ampère mit einem Aufwände von 35k Kupfer erzeugt wurde (Centralblatt für Elektrotechnik, 1887 * S. 433). (Fortsetzung folgt.)