Titel: | Neuerungen an Elektromotoren (Dynamomaschinen) und Zubehör. |
Fundstelle: | Band 276, Jahrgang 1890, S. 433 |
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Neuerungen an Elektromotoren (Dynamomaschinen)
und Zubehör.
(Patentklasse 15. Fortsetzung des Berichtes Bd.
275 * S. 538.)Vgl. auch 1890 275 94. 276
325.
Mit Abbildungen im Texte und auf Tafel 24.
Neuerungen an Elektromotoren (Dynamomaschinen).
1) S. Z. de Ferranti in Hampstead, Middlesex, gibt im
englischen Patent Nr. 2316 vom 15. Februar 1888 Verbesserungen für Dynamomaschinen
mit sehr hoher Spannung an. In Fig. 1 ist A ein Theil der äuſseren Partie eines Radankers, die
nahe am Umfang mit quer durchgehenden, in bestimmten Abständen von einander
angebrachten Schlitzen versehen ist, auf welche die vom Umfange des Ankerrades aus
gebohrten Löcher C münden. In diese Löcher C treten die radial gerichteten Schenkel der Schuhe D. Auf die Schenkel sind alsdann die
Porzellan-Isolatoren E geschoben und die Muttern F vorgeschraubt. Die Zwischenräume zwischen den
Muttern, den Schenkeln und den Seiten der Schlitze und der Löcher C sind mit Schwefel G
ausgegossen. H1
bezeichnet Bolzen, welche die Spulen mit den Schuhen verbinden, und I sind die Feldmagnete. Je zwei auf den
entgegengesetzten Seiten des Ankers liegende Schuhe D
sind durch isolirte Leiter mit isolirten Stiften verbunden, welche von der Nabe des
Ankers vorstehen. Dabei sind Porzellan-Isolatoren D4 angewendet, um das Ueberspringen von Funken von
den Stiften nach der Nabe zu verhüten. K und K1 sind zwei in
einander gesteckte, jedoch von einander isolirte Leiter, von denen der erstere durch
den Arm K2 mit einem
Stifte, während der andere durch den andern Arm K2 mit dem zweiten Stift verbunden ist. Andere Arme
verbinden die Leiter mit isolirten, an der Fläche des Ankers befestigten Stiften, um
sie in concentrischer Lage zum Anker zu erhalten. L und
L sind Reiber, welche durch Federn gegen die auf
den beiden Leitern befestigten kreisrunden Ringe gedrückt werden. P ist ein eiserner, den Stromsammler umschlieſsender
Kasten. Bei denjenigen Maschinen, in denen der eine Pol mit der Erde verbunden ist,
ist der Leiter im Anker auf gewöhnliche Weise isolirt und zwischen ihm und dem
Körper der Maschine der Contact durch Aufschrauben einer Flügelmutter oder durch
eine Federklinke hergestellt.
Der die Magnete tragende Rahmen ist aus vier Theilen hergestellt; um dieselben
leichter abnehmen zu können, falls an dem Anker etwas nachzusehen ist, ist der
Drehpunkt eines senkrechten Hebels durch ein Gelenk mit jeder Abtheilung verbunden;
das untere Ende des Hebels ist zahnförmig gestaltet und kann in Eingriff gesetzt
werden mit einer an der Grundplatte der Maschine angebrachten Zahnstange.
2) S. Z. de Ferranti ordnet nach seinem englischen
Patent Nr. 2313 vom 15. Februar 1888 Dynamo für Wechselströme mit hoher Spannung in folgender Weise an.
Fig. 2
zeigt zwei Spulen einer Wechselstromdynamo von der schon früher (1883 247 * 450) angegebenen Form, jedoch sind diejenigen
Theile des Leiters, welche sich zwischen den Magneten bewegen, von Eisen
hergestellt, an Stelle des früher verwendeten Kupfers; die Eisentheile sind durch
Hartlöthung mit den kupfernen Theilen verbunden, so daſs sie einen zusammenhängenden
Streifen bilden. Der Mittelraum jeder Spule ist mit Eisenstreifen ausgefüllt. Diese
sowohl, als auch die Windungen der Spulen sind gegen einander isolirt. Aus dem
Querschnitte (Fig.
3) ist zu ersehen, wie die Spulen mit der Ankerscheibe verbunden sind; zu
beiden Seiten der ersteren stehen die Magnete A. – Die
Spulen C sind mit Hilfe der ihren Innenraum füllenden
Eisenstreifen und mit Hilfe der durch Bolzen an der Ankerscheibe befestigten
Klemmplatten E mit letzterer verbunden. Die Ankerspulen
können zu zwei, drei oder mehreren Stromkreisen vereinigt sein, deren jeder mit
einer besonderen Abtheilung des Stromsammlers in Verbindung steht. Hierdurch wird es
möglich, die Spulen eines jeden Stromkreises so zu setzen, daſs die Spulen des einen
Stromkreises den Magnetpolen gegenüber stehen, wenn die der anderen Stromkreise
zwischen den Polen liegen; man erzielt auf diese Weise eine gleichmäſsige
Thätigkeit. Statt der einfachen Spulen von einer den Zwischenraum zwischen den
Magneten nahezu ausfüllenden Breite können auch zwei oder mehrere schmale Spulen
neben einander gesetzt werden und zwar so, daſs die der einen Seite gegen die der
anderen versetzt sind (englisches Patent Nr. 3702 von 1883). Die Breite der
Eisentheile der Spulenwickelung kann indeſs gleich der ganzen Breite der auf einer
Seite liegenden Spulen gemacht werden, um den Zwischenraum zwischen den Magneten
möglichst vollständig auszufüllen. – An Stelle eines Ankers können auch mehrere von
einander entfernte Anker auf einer Welle befestigt werden, in den Zwischenräumen
zwischen diesen befinden sich die Magnete; mit schwächeren magnetischen Feldern
erzielt man dabei doch ausreichende Kraft.
3) Das T. Parker in Wolverhampton (Staffs.) ertheilte
englische Patent Nr. 4940 vom 3. April 1888 enthält eine neue Bauweise für
Wechselstrommaschinen (1888 267 * 404). Der umlaufende
Feldmagnet A,
Fig. 4,
besteht aus einem eisernen Ringe, welcher an seinem Umfange mit einer geraden Anzahl
gleichweit von einander entfernter Hervorragungen oder Polstücke F versehen ist; um diese sind die Spulen B gewickelt und dabei so angeordnet, daſs, sobald ein
Strom durch dieselben geschickt wird, die benachbarten Polstücke entgegengesetzte
Vorzeichen erhalten. Dieser Ring wird von Speichen getragen, welche von der auf der
Antriebswelle G sitzenden Nabe ausgehen. – Der die
Feldmagnete umgebende, feststehende Anker ist zusammengesetzt aus zwei eisernen
Auſsenringen D, einem aus Platten oder Bändern
hergestellten Kerne C und den Ankerspulen E. Die Auſsentheile D sind
mit der Grundplatte der
Maschine verschraubt; die einzelnen schwachen, ringförmigen Lagen des Kernes C sind sowohl unter sich, als auch gegen die Ringe D durch Glimmer oder gefirniſstes Papier isolirt. Die
am inneren Umfange dieses Kernes befestigten Ankerspulen E sind in derselben Anzahl vorhanden, wie die Feldmagnetspulen.
4) T. Parker in Wolverhampton hat sich in England
folgenden Umschalter für elektrische Ströme (Nr. 296
vom 7. Januar 1888) patentiren lassen. Auf einer, durch eine (nicht gezeichnete)
Handkurbel drehbaren Welle B (Fig. 5) ist eine Walze A von vieleckigem Querschnitt Bebst einer Kammscheibe
C befestigt, welche ebenso viele Hervorragungen
besitzt, wie die Walze Seiten. Eine der Walzenseiten ist leer gelassen, auf allen
übrigen aber sind metallische Platten E befestigt, die
entsprechend den verschiedenen Zusammenstellungen der zur Arbeit nöthigen Zellen mit
einander verbunden sind. Auf diesen Metallplatten E
sind in Richtung der Halbmesser Contactstücke F
aufgesetzt, welche ihre Stromkreise schlieſsen, indem sie sich zwischen eine Reihe
doppelter parallel zur Walze A angeordneter Bürsten G, G mit einer gewissen Reibung einzwängen. Auf
derjenigen Seite der Walze, wo sich die Kammscheibe C
befindet, ist unter der Welle ein einarmiger Hebel H
angeordnet und aus ihm steht ein Zapfen vor, der mit der Kammscheibe in
Wechselwirkung treten kann. An das freie Ende des Hebels ist die
Unterbrechungsstange K angeschlossen, durch welche der
Hebel in die punktirte Stellung gebracht werden kann. Rechtwinklig zu letzterem ist
der aus zwei Bürsten bestehende Contact L angebracht
und zwar sind diese beiden Bürsten Theile des Motorstromkreises, der also, wenn
beide durch den an H angebrachten Contactblock M in metallische Verbindung gebracht werden,
geschlossen, im entgegengesetzten Falle aber, also bei der punktirten Stellung des
Hebels H, unterbrochen ist. Wird ein Wechsel der Zellen
in dem Stromkreise gewünscht, so wird die Walze so lange gedreht, bis die, dieser
neuen Zusammenstellung entsprechenden Contactstücke F
mit den Bürsten G Contact machen. Bei dieser Drehung
der Walze wirkt aber eine der Hervorragungen der Kammscheibe C auf den Zapfen des Hebels H und schiebt
diesen in die punktirte Stellung, so daſs der Motorenstromkreis unterbrochen wurde,
bevor die Contactstücke F (welche sich in demselben
Stromkreise befinden) ihre Bürsten verlassen haben. Auf diese Weise wird das
Funkenüberspringen an den Stücken F verhindert. Wenn
die leer gelassene Seite D des Cylinders den Bürsten
G, G zugekehrt ist, so sind sämmtliche Stromkreise
unterbrochen. In die Zwischenräume zwischen den Hervorragungen der Scheibe C legt sich der Zapfen des Hebels H ein und verhindert dann eine zufällige Drehung des
Cylinders.
5) Der durch das englische Patent Nr. 295 vom 7. Januar 1888 geschützte Elektricitätsmesser von T.
Parker und E. Rees in Wolverhampton besteht nach Fig. 6 und 7 im Wesentlichen aus
einer Anzahl an beiden Seiten offener, so in einander gesteckter Gefäſse A,
daſs dieselben einen geschlossenen Ring bilden, der auf einer Drehachse B befestigt ist. Diese Gefäſse enthalten eine bestimmte
Menge Schwefeläther. Unter dem Ring befindet sich eine Spule C, durch welche der zu messende Strom oder ein bekannter Theil desselben
geht und dieselbe erwärmt. Diese Spule, sowie ein Theil des Ringes A ist in einen Holzkasten D eingeschlossen, der oben offen und nahe am Boden mit Oeffnungen versehen
ist, so daſs die Luft in der Richtung der Pfeile durchstreichen kann. Dieser
Holzkasten steht in einem aus Kupfer oder aus einem andern gut leitenden Metall
hergestellten Kasten E und der aus D vortretende, der Temperatur der umgebenden Luft
ausgesetzte Theil des Ringes ist mit einer Metallkappe F überdeckt. Die Gefäſse A sind so
angeordnet, daſs auf diesem letztgenannten Theile des Ringes der untere Theil jedes
Gefäſses einen ringförmigen Trog bildet, welcher in dieser Stellung etwa in ihm
verdichtete Dämpfe auffängt und mitnimmt, die dann, wenn die Tröge auf der andern
Seite des Ringes sich befinden und umgekehrt sind, in den Gefäſsen A frei nach dem tiefsten Punkte des Ringes
zurückflieſsen können. Durch die Anwesenheit der verdichteten Dämpfe in dem, der
äuſsern Luft ausgesetzten Theil des Ringes wird diese Seite desselben schwerer und
sucht den Ring zu drehen, und diese Drehung wird proportional den verdampfenden und
abkühlenden Wirkungen sein, welche zur Zeit thätig sind. Fig. 8 gibt nun die
schematische Anordnung eines selbsthätigen Nebenschlusses zu der erhitzenden Spule,
um zu dieser Widerstände in Nebenschluſs zu bringen, nach Maſsgabe der wachsenden
Stromstärke, bezieh. der steigenden Temperatur der Spule, und ebenso auch umgekehrt
die Nebenschluſs-Widerstände auszuschalten, sobald sich die Stromstärke, bezieh. die
Erwärmung der Spule vermindert. C bezeichnet die Spule,
wie in Fig. 6
und 7, G eine mit einer Röhre verbundene und mit Quecksilber
gefüllte Kugel. In die Röhre sind einander gegenüberstehende Platindrähte
eingeschmolzen, welche mit den Widerstandspaaren H
elektrisch verbunden sind; der Stromkreis eines jeden der letzteren steht in
Verbindung mit dem Zu- und Rückleitungsdrahte der Spule C. Die das Quecksilber enthaltende Kugel hat eine solche Lage, daſs sie
von der Erwärmung und Abkühlung der Spule beeinfluſst wird; wird das Quecksilber
erwärmt, so dehnt es sich in der Röhre aus, bis es mit den Platindrähten des ersten
Widerstandspaares Contact macht und dessen Stromkreis schlieſst. Durch diesen
Widerstand wird ein Theil des Stromes abgeleitet, wodurch die Erwärmung der Spule
C sich vermindert. Ist der Strom so stark, daſs
dennoch die Erwärmung der Spule noch zunimmt, so wird das Quecksilber weiter
vorschreiten und die nächstfolgenden Widerstände in den Stromkreis einschalten
u.s.w., bis die Erwärmung der Spule unveränderlich bleibt. Bei Abnahme der
Temperatur werden die Widerstände allmählich ausgeschaltet.
6) T. Parker hat noch auf einen zweiten Elektricitätsmesser das englische Patent Nr. 302
ebenfalls vom 7. Januar 1888 erhalten. Bei diesem kommen zwei Metallthermometer A und A1 (Fig. 9) zur Anwendung,
welche aus ungleichen Metallen, also z.B. Stahl und Messing, hergestellt sind und
eine Krumme oder eine Spirale bilden, die sich bei zunehmender Temperatur
auszudehnen sucht. Tritt der zu messende Strom oder ein bekannter Theil desselben in
das Thermometer A, so wird sich dasselbe, seiner
Erwärmung entsprechend ausdehnen. Das äuſsere Ende jedes Thermometers ist fest, das
innere dagegen mit einer um den einen Endpunkt drehbaren Stange B verbunden. Beide liegen entgegengesetzt, so daſs eine
auf beide gleichmäſsig einwirkende Temperaturerhöhung die Stange B unbewegt läſst; wird dagegen durch einen elektrischen
Strom nur eins der Thermometer erwärmt, so wird die Stange B sich um einen, dem Temperaturunterschiede entsprechenden Winkel drehen.
Die Stange trägt einen Sperrkegel D, welcher in ein
Sperrrad C greift; ferner ist E eine, durch ein Uhrwerk in gleichmäſsige Umdrehung versetzte, mit einem
Stift F versehene Scheibe. Geht ein Strom durch das
Thermometer A, so nehmen die Stange und der Sperrkegel
die punktirte Stellung ein. Das mit gleichförmiger Geschwindigkeit umlaufende Rad
E wird, indem der Stift F mit der Stange B in Berührung kommt, diese
bei jeder Umdrehung einmal in die mit ausgezogenen Linien gezeichnete Stellung
bringen und dabei das Sperrrad um einen Winkel drehen, dessen Gröſse von der
Stromstärke abhängig ist. Bei der entgegengesetzten Bewegung gleitet der Sperrkegel
frei über das Sperrrad. Diese Bewegungen des Sperrrades werden auf ein Zählwerk oder
einen anderen Apparat, welcher die Zahl der Umdrehungen aufzeichnet, übertragen.
7) F. V. Schiodt in Kopenhagen, englisches Patent Nr.
17008 vom 22. November 1888, bezieht sich auf eine verbesserte Art der Wickelung,
bei der neben der gebräuchlichen Nebenschluſswickelung der Maschine und an Stelle
der vom Hauptstrom durchlaufenen Wickelung eine zweite Wickelung angewendet wird,
welche zwei, entweder im positiven oder negativen Leiter befindliche Punkte so
verbindet, daſs diese Wickelung eine Zweigleitung der positiven oder der negativen
Seite der gesammten Leitung wird. Diese Zweigleitung wird daher von einem Strom
durchlaufen, dessen Stärke abhängig ist von der Spannungsverminderung, welche
zwischen den beiden durch sie verbundenen Punkten stattfindet. Durch diese
„Spannungsverminderungs-Wickelung“, welche vollständig die
Hauptdrahtwickelung bei Maschinen mit gemischter Wickelung ersetzt, wird eine
Kupplung solcher Maschinen möglich gemacht, ohne daſs irgend welche Gefahr im Falle
eines Polwechsels zu befürchten ist, selbst wenn die eine Maschine zufälliger Weise
den Strom von der anderen erhalten sollte.
In Fig. 10
bezeichnen A und B die
beiden zusammenarbeitenden Dynamo mit den Stromsammlern K und K1; E F und E1
F1 sind die beiden
Leitungen zur Speisung von Lampen, Motoren u.s.w. Nimmt man diese Hauptleitungen von
beträchtlicher Länge an, so wird zwischen den Punkten E
und F eine Spannungsverminderung stattfinden, mithin
auch zwischen der Bürste C1 und dem Punkte H, und zwar ist diese
Verminderung proportional der Stärke des Stromes im Hauptleiter. Dasselbe findet
auch zwischen der Bürste C und dem Punkte G statt. – Die Spannungsverminderungs-Wickelung S der Maschine A geht von
der Bürste C um die Magnete nach dem Punkte G, während diejenige S1 der Maschine B von
der Bürste C1 um die
Magnete nach H geführt ist. Die Richtung der Ströme
wird unter gewöhnlichen Verhältnissen die durch die Pfeile angedeutete sein. Wenn
aber, beispielsweise, die elektromotorische Kraft der Maschine A diejenige von B so viel
überwiegt, daſs letztere Maschine Strom von A empfangen
würde, so würde die Stromrichtung nur in den Leitungen E
D1 und E1
D1 und in der
Ankerwickelung der Maschine B wechseln, während sie für
alle Magnetwickelungen dieselbe bleibt, so daſs die Polarität der Magnete nicht
geändert wird.
8) I. T. Roe in London gibt in dem englischen Patent Nr.
249 vom 6. Januar 1888 nachstehenden verbesserten Apparat zum Messen und Aufzeichnen
elektrischer Ströme, der auch als Elektromotor anwendbar ist.
Es wird hierbei die Erhitzung eines, vom elektrischen Strome durchflossenen Leiters
dazu benutzt, um eine in einem Behälter eingeschlossene Flüssigkeit oder ein Gas
auszudehnen. Der hierdurch ausgeübte Druck wird zur Bewegung eines Kolbens
verwendet, durch welchen Ausblaseventile für das erhitzte Gas und Eintrittsventile
für kaltes Gas geöffnet werden, so daſs die Bewegung des Kolbens geregelt und die,
durch den Leiter geschickte Strommenge aufgezeichnet wird.
Der untere Theil eines Gefäſses a (Fig. 11) ist mit einer
Flüssigkeit gefüllt, auf welcher ein Kolben d ruht, der
sich in dem Stiefel c bewegt. Letzterer ist umgeben von
der Spule b, durch welche der Strom geschickt wird. Die
äuſsere Verlängerung der Kolbenstange d1 bildet eine Zahnstange e, welche in ein, in geeigneter Weise gelagertes Trieb e1 eingreift. Dieses
steht in Eingriff mit dem Rade f, welches einen
Sperrkegel trägt, der in ein auf der Achse von f
sitzendes Sperrrad greift Mit Hilfe dieses Getriebes wird die Bewegung auf
Registrirscheiben übertragen. An dem Gefäſs a sitzen
das Ausblaseventil h und das Einlaſsventil h1, welche von der auf
die Kolbenstange d1
aufgesteckten Zwinge i aus durch Vermittelung eines
doppelarmigen ausbalancirten Hebels und einer mit demselben verbundenen
Steuerstange, die mit vorstehenden kammartigen Ansätzen auf die Ventile wirken kann,
derart bewegt werden, daſs sich, wenn der Kolben steigt, beide Ventile nach einwärts
öffnen. Senkt sich der Kolben, so verlassen die Ansätze der Steuerstange die Ventile und diese werden
durch Federn l geschlossen. – Wird ein Strom durch die
Spule b geschickt, so wird durch Erhitzung der
letzteren die Luft in a ausgedehnt und der Kolben muſs
steigen; aus der Gröſse seines Weges kann auf den Grad der Erwärmung und von dieser
auf die Stromstärke geschlossen werden.
9) E. Hopkinson in Manchester bringt nach seinem
englischen Patent Nr. 3981 vom 14. März 1888 bei elektrisch betriebenen Fahrzeugen,
Laufkrahnen u.s.w. den Anker des Motors unmittelbar auf der Treibachse des
betreffenden Fahrzeuges an, während die Magnete an derselben aufgehängt sind. Fig. 12 zeigt
die Anwendung dieses Gedankens auf einen Laufkrahn. Der Anker des Motors ist auf
einer der Laufachsen a angebracht, deren Laufräder t lose auf ihr sitzen, aber durch Kuppelungen g mit ihr verbunden werden, wenn der Krahn seine
Längsbewegung machen soll. – Die Motorachse trägt ferner ein Trieb k, ebenfalls lose, welches durch eine Kuppelung g mit ihr verkuppelt werden kann und dann unter
Vermittelung des Stirnrades m zur Bewegung der
Kettentrommel l dient, wenn durch deren Vermittelung
eine Last gehoben werden soll. Bei Wagen können die Magnete durch Tragstücke an den
Achslagern befestigt werden.
10) R. R. Hutchinson in London gibt nach dem englischen
Patent Nr. 13598 vom 20. September 1888 seinem Elektromotor nach dem Halbmesser des
Ankers gebogene, aus weichem Schmiedeisen geschmiedete oder gestanzte Polstücke A (Fig. 13 bis 15), welche
durch geeignete Bolzen mit den rechtwinklig zu den Polstücken gerichteten,
schmiedeisernen Kernen B der Elektromagnete verbunden
sind. Der hohle cylindrische Ankerkern besteht aus Ringen, welche aus den
Bogenstücken E zusammengesetzt sind, die unter sich
durch einen der Wärme widerstehenden Stoff, wie Asbest, isolirt und auf Bolzen von
nicht magnetischem Material befestigt werden. Dieser cylindrische Kern wird durch
die auf die Welle G aufgekeilten Scheiben F mit letzterer verbunden. Der Stromsammler H ist in der gewöhnlichen Weise hergestellt, um aber
seine Abnutzung möglichst zu vermindern, sind Rollencontacte an Stelle der
gewöhnlichen Bürsten angewendet. Diese Rollen e (Fig. 16) sind
von genügender Breite, um den Strom aufzunehmen; sie sind in Kloben gelagert, welche
an den gebogenen Federn f sitzen, die ihrerseits von
den Klammern g getragen werden, die an den Stehbolzen
D sitzen, aber gegen sie isolirt sind. Diese
Anordnung der Stromsammler hat noch den Vortheil, daſs die Umdrehungsrichtung des
Ankers geändert werden kann.
11) A. Siemens in London benutzt in seinem neuen, in
Fig. 17
dargestellten Voltanzeiger (englisches Patent Nr. 3670
vom 9. März 1888) zwei in einem Gehäuse befestigte Solenoide D und C, durch deren Rollen der aus der
Potentialdifferenz in den bei T befestigten beiden
Leitungen entspringende Strom geht. Auf der mitten zwischen beiden Solenoiden angebrachten drehbaren
Achse H sitzt ein Doppelhebel A aus nicht magnetischem Stoff, der am Ende jedes Armes ein gebogenes
Eisenstück B trägt, welche in die Solenoidspulen C und D eintreten. Das auf
der Achse H sitzende Zahnrad F greift in ein Trieb G und auf dessen Achse
ist ein Zeiger N aufgesteckt, der über einer Scala
spielt und entsprechend dem durch den stärkeren oder schwächeren Strom veranlaſsten
gröſseren oder geringeren Eintauchen der Bogenstücke B
in die Solenoide einen entsprechenden Ausschlag macht. Die Bewegung reguliren zwei
Federn E, welche einerseits an zwei messerförmigen, am
Rade F angebrachten Stiften, andererseits aber an den
Bolzen K so befestigt sind, daſs ihre Spannung regulirt
werden kann.
12) Die neueste Anordnung der für Beleuchtung bestimmten Dynamomaschine von Sperry ist nach Electrical
World, 1889 * S. 343, in den Fig. 18 bis 20 Taf. 27
abgebildet, und zwar geben Fig. 18 und 19 eine
Ansicht der vollständigen Maschine und des Ankers, Fig. 20 die Anordnung der
Magnete und ihrer Polstücke.
Der trommelförmige Anker besteht aus einer groſsen Zahl ringförmiger Scheiben von
ausgeglühtem Holzkohlenblech, welche durch Bolzen verbunden und unter einander gut
isolirt sind. Die Befestigungsbolzen sitzen mit dem freien Ende an den Speichen
einer Nabe aus nicht magnetischem Stoff, durch welche die Verbindung mit der
Antriebswelle hergestellt wird. Dieser ringförmige Trommelanker läuft zwischen den
inneren und äuſseren Polstücken der vier Magnete (Fig. 20). Da der Anker
einen ziemlich groſsen Durchmesser hat, so kann die Umdrehungszahl der Maschine eine
verhältniſsmäſsig geringe sein. Die Anordnung gestattet, etwaige Beschädigungen der
Ankerwickelung leicht auszubessern, weil der ganze Anker nach Beseitigung des einen
Achslagers bequem aus den Polstücken herausgezogen werden kann; auch findet stets
gute Luftbewegung um den Anker herum statt, so daſs Beschädigungen desselben durch
Erhitzung fast ausgeschlossen erscheinen. – Der Stromsammler, sowie die Bürsten sind
von der üblichen Anordnung.
Die Maschine ist mit einem selbsthätigen Regulator versehen, welcher darauf beruht,
daſs ein kleiner Betrag der mechanischen Energie der rotirenden Welle zur
Verstellung der Bürsten auf dem Stromsammler verwendet wird, entsprechend dem
veränderlichen Strombedarf in den Auſsenleitungen.
13) In Fig. 21 ist nach dem Centralblatt für Elektrotechnik, 1889 * S. 363, eine Dynamomaschine nach
der bereits in D. p. J.
267 451 besprochenen Anordnung von Hall dargestellt, wie sie jetzt von Charlesworth und Co. in Oldham gebaut wird. Dieselbe
ist für eine Leistung von 280 Ampère und 100 Volt Spannung bei 350 Umdrehungen in
der Minute berechnet. Der Antrieb geschieht durch Hanfseile; die Antriebscheibe kann
mittels einer Reibungskuppelung mit der Ankerwelle gekuppelt, oder ausgeschaltet
werden. Der Anker hat 375mm Dicke, 275mm Länge, sein Kern besteht aus 0mm,63 starken Scheiben aus Holzkohleneisen, die
durch Papier gegeneinander isolirt sind. Die Ankerwickelung besteht aus 160
Windungen aus 6mm,7 starkem Draht, der Widerstand
beträgt 0,0214 Ohm. Der Stromsammler hat 80 Abtheilungen. Die cylindrischen, aus
Schmiedeisen hergestellten Magnetkerne haben 275mm
Dicke und gemischte Wickelung. Die dem Kern zunächst liegende Hilfswickelung besteht
aus 18 Lagen 1mm,73 starken Drahtes von 36 Ohm
Widerstand, während die Hauptwickelung aus 56 Windungen mit 0,0056 Ohm Widerstand
besteht. Das gesammte Kupfergewicht beträgt 290kg.
Fig. 21., Bd. 276, S. 441
14) Desrozier's Dynamomaschine (Textfig. 22) besitzt nach dem Génie civil
1888 Bd. 13 S. 409, 1889 Bd. 14 * S. 33 sechs Pole und wird besonders für
Schiffsbeleuchtung verwendet, in welchem Falle der Anker 350 Umdrehungen in der
Minute macht. Der Anker enthält kein Eisen. Die Wickelung wird über zwei von
einander getrennten Platten aus gepreſstem Karton hergestellt; letztere sind mit
Löchern versehen, durch welche die Drahtenden geführt werden, um die Kreuzung der
Drähte zu vermeiden. Die Platten werden auf den beiden Seiten einer, mit der Welle
in geeigneter Weise verbundenen, etwa 2mm starken
Neusilberscheibe befestigt. Dieses Metall ist bekanntlich sehr widerstandsfähig und
läſst den Energieverlust durch Wirbelströme erheblich vermindern. Die Ankerwickelung
besteht aus 32 Abtheilungen; jede derselben enthält zwei Spulen, von denen die eine
auf der vorderen, die andere auf der hinteren Kartonplatte sitzt. Jede Abtheilung
ist mit dreien der 24 Stromsammlertheile verbunden, weil die 6polige Maschine so
angeordnet ist, daſs sie drei auf Spannung geschaltete Dynamo ersetzt. Zu dem Zwecke sind an jede
Abtheilung drei Drähte angelöthet, die sich von einer zwischen Anker und
Stromsammler angebrachten Scheibe (Connecteur genannt) derart vertheilen, daſs der
erste Draht unmittelbar zu einem Stromsammlertheile, jeder der beiden anderen aber
zu den beiden von diesem um 120° entfernten Theile führt. In Folge dieser Anordnung
sind auch nur zwei Bürsten nöthig. – Der Anker steht, wie die Abbildung erkennen
läſst, über die Polschuhe der Magnete vor und ist durch ein Eisenblechband
geschützt. Die Magnetkerne bestehen aus Thomasstahl.
Fig. 22., Bd. 276, S. 442
Während Desrozier bei seinen ersten Maschinen ein sehr
starkes magnetisches Feld (6000 C.G.S-Einheiten) anwendete, wodurch für die Magnete
ein 9mal so groſses Kupfergewicht nöthig war, als für den Anker, verwendet er bei
seinen neuesten Maschinen (Modell M), welche für 16 000
Watt bemessen sind, ein schwächeres Feld. Die Hauptverhältniſse einer solchen
Maschine sind folgende:
Stromstärke
170 A.
Klemmenspannung
105 V.
Kupfergewicht des Ankers
42k.
Widerstand desselben
0,079 Ohm.
Mittler Durchmesser
550mm.
Kupfergewicht der Nebenschluſswickelung
88k,6.
Widerstand derselben
13,6 Ohm.
Kupfergewicht der Hauptwickelung
40k.
Widerstand derselben
0,0104 Ohm.
Gesammt-Kupfergewicht
170k,7.
Gewicht der Maschine
1200k.
Mittlere Dichte des magnetischen Feldes
3200 C. G. S-Einheiten.
Elektrischer Wirkungsgrad
83,2 Proc.
1k Kupfer der
Gesammtwickelung liefert bei 100 Umdrehungen nahezu
30 V. A.
Diese Dynamomaschinen werden auf Schiffen gewöhnlich mit einer von Bréguet gebauten, meist 2cylinderigen Hochdruck- und
Verbunddampfmaschine unmittelbar gekuppelt.
15) W. S. Hill in Boston (Mass., Nordamerika) schlägt in
dem englischen Patent Nr. 2933 vom 27. Februar 1888 folgende Einrichtung zur
Regelung der Kraft von Dynamomaschinen oder Elektromotoren vor. In Fig. 23 und 24 bezeichnet
B den zwischen den Magneten A umlaufenden Anker; auf dem Stromsammler C
ruhen die Bürsten D, welche durch an einem Querstücke
E vorspringende Arme getragen werden. Dieses
Querstück sitzt lose auf der Ankerwelle b, damit die
Bürsten mehr oder weniger nahe an die neutrale Linie des magnetischen Feldes
eingestellt werden können. Die Anordnung, durch welche diese Verstellung des
Querstückes E bezieh. der Bürsten bewirkt wird, besteht
in einem Arm F und einer Gelenkstange G, welche mit dem an der Grundplatte der Maschine
drehbar befestigten Hebel H verbunden ist. Auf einer,
etwa in der Mitte dieses Hebels angebrachten Welle sitzt ein Schneckenrad K. Ferner sitzt auf dem äuſseren Ende der Ankerwelle
eine Schnecke L, welche in ein Schneckenrad M greift; letzteres ist auf einer Welle N aufgekeilt, die etwa in ihrer Mitte mit einem, dem
Schneckenrade K entsprechenden Gewinde versehen ist und
mit diesem Rade in Eingriff steht. Diesem Eingriffspunkte im Durchmesser gegenüber
greift eine zweite Schnecke in das Rad K, welche sich
auf der Welle O befindet. Beide Wellen sind in ihrer
gegenseitigen Stellung unveränderlich gehalten; sobald sich beide mit derselben
Geschwindigkeit in entgegengesetzter Richtung drehen, wird das Rad K einfach um seine Achse gedreht, ohne irgend welches
Bestreben zu äuſsern, sich in der Längenrichtung der Wellen zu verschieben. Sollte
dagegen eine der Wellen sich schneller drehen, als die andere, so wird das Rad K auſser seiner Umdrehung auch geradlinig verschoben,
und zwar nach links, sobald die Welle N sich rascher
dreht, dagegen aber nach rechts, sobald das Rad O eine
gröſsere Geschwindigkeit besitzt. Diese geradlinige Verschiebung wird aber durch die
Theile H, G und F auf das
Querstück E übertragen und dieses, sowie die Bürsten
auf dem Stromsammler etwas gedreht. Die Welle N wird
von der Ankerwelle aus mit gleichförmiger Geschwindigkeit angetrieben, während die
zweite Welle O von der Ankerwelle eines kleinen Motors
Q ihre Bewegung empfängt, der in den Stromkreis der
Hauptmaschine unmittelbar, oder im Nebenschluſs eingeschaltet ist. Sobald sich die
Stärke dieses Arbeitsstromes ändert, z.B. durch Ein- oder Ausschalten mehrerer
Lampen einer Beleuchtungsanlage, wird sich auch die Geschwindigkeit des Motors Q ändern und dadurch die Verschiebung der Bürsten der Hauptmaschine
bewirkt werden.
16) Prof. E. Thomson in Lynn. (Mass., Nordamerika) gibt
im Englischen Patente Nr. 14129 vom 2. Oktober 1888 nachstehende Verbesserung für
Wechselstrommaschinen an. Der den Anker umschlieſsende, das Gehäuse der Maschine
bildende Feldmagnet F (Fig. 25) von kreisrundem
oder vieleckigem Querschnitte ist mit einer Anzahl nach dem Mittelpunkte hin
vorspringender Magnetkerne versehen, zwischen welchen der Anker sich dreht. Derselbe
ist mit einer erregenden Spule E und mit einer Anzahl
Spulen C versehen, welche Wechselströme in die
äuſseren, von der Maschine gespeisten Stromkreise senden. Die nach der Länge des
Ankerkörpers über denselben gewickelte erregende Spule E ist allein mit einem Stromwender K
verbunden, der die empfangenen Wechselströme in einen Gleichstrom umwandelt und
diesen in einen Stromkreis schickt, in welchen ein veränderlicher Widerstand V und die Feldmagnetspulen M eingeschaltet sind. Die Spulen C werden
durch Drahtbänder B (Fig. 26) auf dem
Ankerkern festgehalten. Die erregende Spule E hat, um
ja das Ueberspringen von Funken zu vermeiden, so wenige Windungen, daſs das
Potential der von ihr erzeugten Ströme unter demjenigen
bleibt, welches nöthig ist, um einen Lichtbogen zwischen zwei benachbarten, durch
einen nur kleinen Zwischenraum getrennten Metallstücken zu bilden. Sowohl die
Feldmagnetspulen M, als auch die erregende Spule E müssen mit starkem Draht von so geringem Widerstände
gewickelt sein, daſs die Spule E bei ihrer geringen
elektromotorischen Kraft einen genügend starken erregenden Strom entwickelt.Ueber Thompson's
Strommesser vgl. 1889 272 * 23.
17) Prof. Elihu Thomson's elektrische Schweiſsmaschine (vgl. 1887 263 * 230, und auch D. R. P. Kl. 49 Nr. 39765 vom 10. August 1886) war in
Paris durch die Thomson Electric Welding Company in
mehreren Ausführungen ausgestellt.
Das elektrische Schweiſsverfahren ist nach den Angaben und Ausstellungsgegenständen
dieser Gesellschaft nicht nur auf Schmiedeeisen oder Stahl anwendbar, sondern auch
auf Guſseisen, Kupfer, Messing, Bronze, Neusilber, Zink, Zinn, Blei und Aluminium
und zwar nicht allein zum Schweiſsen gleichartiger Metalle, sondern auch zur
Verbindung ungleicher; so bestand eine ausgestellte Probe aus Eisen, Neusilber,
Messing und Kupfer.
Die gröſste der ausgestellten Einrichtungen bestand (nach dem Engineer vom 5. Juli 1889, Bd. 68 * S. 2) aus der Wechselstromdynamo mit
ihrem Erreger und der eigentlichen Schweiſsmaschine. Die den Strom in den primären
Stromkreis der Schweiſsmaschine liefernde Wechselstromdynamo ist 6polig und leistet
bei 1000 Umdrehungen in der Minute
120 Ampère mit 300 Volt Spannung. Die Ankerwindungen derselben sind flach auf den
Umfang des cylindrischen Eisenkerns in seiner Längenrichtung gewickelt, die beiden
Enden der Wickelungsreihen sind nach zwei auf der Ankerwelle sitzenden Ringen
geführt, von denen der Wechselstrom mittels Bürsten abgenommen wird. Die Regulirung
der elektrischen Energie während einer Schweiſsung wird durch Einschaltung
veränderlicher Widerstände in den Haupt- und erregenden Stromkreis bewirkt.
Die Schweiſsmaschine besteht zunächst aus einem Stromumsetzer, welcher durch
Induction einen Strom von der zur Erhitzung starker Metallstangen erforderlichen
Stärke hervorbringt. Durch denselben wird der in die primäre Spule eintretende Strom
von 120 Ampère in einen solchen von 30000 bis 40000 Ampère in der secundären Spule
umgewandelt, wobei die ursprünglichen 300 Volt auf etwa 1 Volt vermindert werden.
Der Umsetzer selbst besteht aus einem, aus dünnen Ringen aus weichem Eisen
aufgebauten Hohlcylinder als Kern von 381mm Länge
und 305mm äuſserem Durchmesser. Um diesen Kern ist
die primäre Spule nach Art eines Gramme-Ankers
gewickelt; sie besteht aus 17 Windungen, deren jede vier isolirte Drähte enthält,
die in zwei Reihen hinter einander verbunden sind. Der secundäre Stromkreis wird
durch ein Kupferstück gebildet; der eine Arm desselben geht durch den hohlen Kern,
ist röhrenförmig gestaltet mit 114mm äuſserem und
44mm,5 innerem Durchmesser; der zweite Arm
besteht aus zwei rechteckigen Stäben von 135qc,5
Querschnitt, welche an ihrem freien Theile mit den zur Aufnahme des Arbeitsstückes
dienenden kupfernen Klammern oder Klemmbacken verbunden sind. Die linksseitige Backe
ist fest mit der Maschine verbunden, jedoch gegen dieselbe isolirt, wogegen die
rechtsseitige mittels eines Sperrrades und Sperrhebels parallel zum Kerne gegen die
linke verschiebbar ist; sie ist nicht isolirt und gleitet in genauen Führungen, so
daſs beim Gegeneinanderpressen der sich berührenden Enden während des Schweiſsens
die zu schweiſsenden Stangen immer in der Verlängerung von einander bleiben. Zwei an
der Auſsenseite der Backen liegende Handräder dienen zum Anspannen des beweglichen
Backens jeder Klammer gegen die Stangen. Die zu vereinigenden Stangen werden
zunächst an den Enden schwach kegelförmig gefeilt oder geschliffen, so daſs die
Schweiſsung in der Mitte beginnt und mit der Zunahme des durch den Sperrhebel
ausgeübten Druckes sich nach auſsen fortsetzt, wobei gleichzeitig alle fremdartigen
Theile, 'wie Schlacke, Oxyd u.s.w., entfernt werden.
(Fortsetzung folgt.)