Titel: | Neuerungen an Elektromotoren (Dynamomaschinen) und Zubehör. |
Fundstelle: | Band 276, Jahrgang 1890, S. 491 |
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Neuerungen an Elektromotoren (Dynamomaschinen)
und Zubehör.
(Patentklasse 15. Fortsetzung des Berichtes S. 433
d. Bd.)
Mit Abbildungen im Texte und auf Tafel 27.
Neuerungen an Elektromotoren (Dynamomaschinen).
Bei einer kleineren sogen. „indirekten Schweiſsmaschine“ (Fig. 27 Taf. 27) war der
Stromumsetzer in den Untersatz eingebaut. Die an beliebiger Stelle aufzustellende
Dynamo macht 1500 Umdrehungen in der Minute und ist eine 4polige, selbsterregende
Wechselstrommaschine, bei Welcher ein Theil der Ankerwickelung in gewöhnlicher Weise
für die Erregung des Feldes mit Hilfe eines 4theiligen Stromsammlers nutzbar gemacht
wurde; sie läuft auch mit 1500 Umdrehungen (vgl. Nr. 21).
Die Schweiſsmaschine ist für Stangen von 13 bis 25mm Stärke bestimmt; jede der beiden kupfernen Klemmbacken wird von einem
Federhebel von besonderer Form geschlossen, der auf einer schiefen Ebene wirkt, so
daſs jedes beliebig gestaltete Arbeitsstück leicht festgehalten werden kann, indem
man den Hebel an die geeignete Stelle auf der schiefen Ebene bewegt. Bei beendeter
Schweiſsung stöſst man gegen die Spitze des Hebels, da lassen die Backen rasch los.
Mittels des rechts sichtbaren Handrades, eines Kegelräderpaares und einer
Schraubenspindel ist einer der Klemmbacken gegen den anderen verschiebbar.
Mit der für schwache Stangen und Drähte bestimmten sogen. „direkten
Schweiſsmaschine“ (Fig. 28 Taf. 27) ist die
Dynamo gleich unterhalb verbunden. Die Wickelungsdrähte des Ankers, welche den
Schweiſsstrom liefern, vollenden nur eine einzige Windung; sie sind sämmtlich
parallel geschaltet und mit ihren Enden nach zwei auf der Anker welle sitzenden
Ringen geführt, von denen der Strom durch je zwei Bürsten abgenommen wird, damit dem
Strome ein genügender Metallquerschnitt dargeboten werde. Unter diesen Ringen
befindet sich ein Ständer mit zwei Kohlenbürsten, welche dazu dienen, die Ringe
stets rein und glatt zu erhalten. Ein Bürstenpaar ist mit der isolirten, festen
Klemmbacke, das andere mit der nicht isolirten, beweglichen Backe verbunden. Auf der
linken Seite der Ankerwelle sitzt noch ein zweitheiliger Stromsammler, von welchem
der Strom unmittelbar von den zur Selbsterregung bestimmten Ankerspulen nach den
Feldmagneten geleitet wird. Diese Maschine besitzt auch einen Zählapparat, um die
Anzahl der bewirkten Schweiſsungen, oder wenigstens die Anzahl der Erregungen des
Feldes bis zu der für das Schweiſsen erforderlichen Stromstärke zu zählen. Dieser
Apparat wird durch den Feldmagnet in Thätigkeit gesetzt, der ein Stück weichen
Eisens anzieht, sobald er bis zu dem erwähnten Grade erregt ist; diese Bewegung wird
durch Sperrkegel und Sperrrad auf ein gewöhnliches Zählwerk übertragen. Auch die
vorher beschriebenen Maschinen sind mit einem solchen Zählapparate versehen. Der hinter der
Schweiſsbank befindliche regulirbare Widerstand ist in den erregenden Stromkreis
eingeschaltet; der Umschalterarm trägt an der Contactstelle einen Kohlenstab und
dient dazu, die Maschine durch Schlieſsen oder Oeffnen des erregenden Stromkreises
in oder auſser Thätigkeit zu setzen. Die Maschine ist links noch mit zwei besonderen
für ganz schwache Drähte (von 1/200 Zoll = 0mm,127
bis 1mm,27) bestimmten Klemmen ausgestattet,
welche beim Gebrauche nach Bedarf in die groſsen Klemmbacken eingesetzt werden
können. Die Dynamo ist 2polig und macht 2400 Umdrehungen in der Minute. Die
bewegliche Klemmbacke wird mittels eines Hebels gegen die feststehende gedrückt, um
den bei der Schweiſsung nothwendigen Druck auszuüben.
Dieser Druck, sowie die Ausschaltung des Stromkreises nach beendeter Schweiſsung wird
bei der in Fig. 29 Taf. 27 dargestellten Maschine selbsthätig bewirkt. In der Figur
sind die beiden zu schweiſsenden Drähte W, W in ihrer
Stellung vor der Schweiſsung gezeichnet, die bewegliche Klemmbacke C auf der linken Seite; sie wird durch den Handgriff
H nach links, der Wirkung der Feder S entgegengesetzt, gezogen. Die Drähte werden in die
durch eine Lehre bestimmte richtige Entfernung gebracht. Wird dann der Umschalthebel
A nach links gelegt, wie gezeichnet, so ist der
Stromkreis geschlossen; durch einen Sperrkegel wird der Hebel in dieser Stellung
erhalten. Wie das Metall weich wird, tritt die Feder S
in Thätigkeit und übt einen Druck auf die Drahtenden aus, indem sich die bewegliche
Klemmbacke auf dem durch die Mitte gehenden Stabe verschiebt. Um hierbei stets guten
Contact zu sichern und gleichzeitig die Reibung zu vermindern, sind Kupferstangen
als Rollen zwischen die Klemmbacke und die Grundfläche eingelegt. Diese Backe nimmt
aber gleichzeitig den Hebel L mit, der so lange auf
einer geneigten Fläche des Sperrkegels ruht, bis die Backe den nach der Einstellung
ihr zugelassenen Weg zurückgelegt hat; dann wird der Hebel A vom Sperrkegel frei und der Stromkreis ist unterbrochen.
Mehrfache von Prof. A. E. Dolbear und Oberstlieutenant
F. H. Parker angestellte Versuche haben ergeben,
daſs bei halbzölligen Stahlstangen die Zugfestigkeit der Schweiſsstelle bei der
elektrischen Schweiſsung 79 Proc. der nicht geschweiſsten Stange betrug, die durch
das bloſse Erwärmen fast 5 Proc. verloren hatte; bei sehr feinem Stahl zeigte
dagegen die Schweiſsstelle die nämliche Festigkeit, wie die Stange selbst, und bei
Bessemer-Stahl 97 Proc. von der Festigkeit der
Stange.
18) Prof. Thomson's
„rückwirkende Spule“ (Fig. 30) wird beim elektrischen Schweiſsverfahren mit
Vortheil zur Regulirung der Stärke des primären Stromes benutzt. Sie wird in den
primären Stromkreis zwischen Dynamo und Schweiſsmaschine eingeschaltet und ist in
der Hauptsache ein Stromumsetzer mit geschlossenem secundärem Stromkreis. Sie
besteht aus zwei aus
Eisenscheiben gebildeten Kernen, von denen der innere C
beweglich ist; an letzteren ist der geschlossene secundäre, aus einer einzigen vollständigen Windung von dickem Kupfer bestehende
Stromkreis angeschraubt und kann mit ihr gedreht werden. Der äuſsere ringförmige
Kern ist feststehend und umgibt den inneren ringsum, ohne denselben zu berühren; um
ihn ist die primäre Drahtwickelung P gewickelt, bedeckt
aber, wie gezeichnet, nur einen Theil des Ringes. Der den secundären Kreis
schlieſsende Theil, welcher den Kern umgibt, kann durch den Hebel über diese
Wickelung bewegt und in jede beliebige Stellung gebracht werden. Wenn der secundäre
Stromkreis die primäre Wickelung bedeckt, so verschwindet der Widerstand oder die
elektromotorische Gegenkraft der primären, und der Hauptstrom begegnet keinem
Hindernisse. Wird dagegen der secundäre Kreis von der primären Wickelung im Bogen
fortbewegt, so wächst die Gegenkraft der primären und verringert in sehr
empfindlicher Weise den Hauptstrom durch eine ganz alimähliche Regulirung. Und doch
wird dabei keine Energie verbraucht, wie dies bei Widerständen der Fall ist. Mit
Hilfe der Schraube S und der halbkreisförmigen
Führungsstange kann der geschlossene secundäre Stromkreis in jeder Lage festgestellt
werden (Engineer vom 5. Juli 1889 * S. 3).
19) Prof. E. Thomson's
„Blitzableiter“ hat den Zweck, die etwaige
Entladung eines Blitzes auf die Leitungen einer elektrischen Beleuchtungsanlage für
die Maschine unschädlich zu machen. Er wird in den Hauptstromkreis der Anlage
eingeschaltet und besteht aus zwei getrennten Spulen, von denen in Fig. 31 nur die
eine C sichtbar ist. Beide Rollen sind parallel
geschaltet und aus 13mm Bandkupfer gewickelt; ihre
aus dünnen Eisenplatten gebildeten Kerne sind in einem gemeinschaftlichen
guſseisernen Gestelle verschraubt. Die Wickelung jeder Rolle ist wie in einer
inductionslosen Widerstandsspule ausgeführt, d.h. das Kupferband ist erst in der
Mitte zusammengelegt und dann von der Mitte an spiralförmig auf den Kern gewickelt,
wobei ein isolirender Streifen dazwischen gelegt ist; die nach der Wickelung frei
bleibenden beiden Enden werden paarweise in die Klemmen des Blitzableiters gelegt.
Dabei wird der Kern in der Rolle durch den Strom der Maschine nicht magnetisirt,
denn derselbe geht in beiden Richtungen um den Kern. Die durch die Zusammenlegung in
der Mitte entstandenen Doppelenden, welche den Anfang jeder Rolle bilden, sind mit
einem Spitzen-Entlader aus Bronze verbunden, welcher zwischen den beiden
Schieferplatten S, S angebracht ist und einer mit der
Erdleitung E in Verbindung stehenden Platte nahe
gegenübersteht, sie nahezu berührt. Je ein Blitzableiter ist mit einem der beiden
von der Maschine fortgehenden Hauptleiter L verbunden,
während der Draht M von der Maschine kommt. Erfolgt
eine Blitzentladung auf der Leitung, so bewirkt sie das Funkenüberspringen (d.h.
wohl: das unmittelbare Ueberleiten der atmosphärischen Elektricität) zwischen dem
Entlader und der Erdplatte; geschieht dies aber auf beiden Hauptleitungen zugleich,
so würde es eine Kurzschlieſsung der Maschine veranlassen. Dies wird aber dadurch
verhindert, daſs der Strom jetzt nur auf dem einen Wege in der Rolle um die Magnete
geht, diese magnetisirt und durch die magnetische Abstoſsung die Unterbrechung des
Funkenüberspringens (Elektricitäts-Ueberganges) veranlaſst (Engineer vom 5. Juli 1889, * S. 4).
20) Prof. E. Thomson's Wechselstrommotor ist in Fig. 32
skizzirt, wobei Stromsammler und Bürsten darunter in schematischer Darstellung
gegeben sind.
Die Maschine ist 6polig und sowohl die Feldspulen, als auch die Ankerspulen parallel
zur Welle gewickelt und am inneren bezieh. äuſseren Umfange der betreffenden Kerne
befestigt. Der Strom wird dem Motor durch die beiden angegebenen Polklemmen
zugeführt; von einer derselben ist ein Stromkreis durch die in zwei Gruppen zu je
dreien hinter einander angeordneten Magnetspulen nach einer der beiden Bürsten
geführt, während die zweite Bürste mit der anderen Polklemme verbunden wird. Der
Stromsammler hat sechs Abtheilungen, von denen die abwechselnden unter sich, zwei
gegenüberliegende aber mit den durch die hohle Welle geführten Enden der
Ankerwickelung verbunden sind. Um den Motor in Gang zu setzen, ist ein geringer
mechanischer Anstoſs erforderlich, worauf er sehr schnell seine regelrechte
Umdrehungszahl, etwa 1500 in der Minute, annimmt, wobei die Bürsten so lange
verschoben werden, bis sich keine Funken mehr zeigen. Wenn der Motor einmal dieselbe
Geschwindigkeit angenommen hat, wie die stromgebende Dynamo, werden die Bürsten so
weit zurückgenommen, daſs sie die Contacte A, A
berühren, welche die Bürsten sofort kurz schlieſsen, sie vom Stromsammler abheben
und so den Anker vollständig aus dem Stromkreis ausschalten, worauf sich der Motor
durch die von seinem Felde ausgeübte Induction weiter bewegt. Diese Ausschaltung des
Ankers wird selbsthätig bewirkt, indem die beiden innerhalb des Stromsammlers
befindlichen halbkreisförmigen Bogenstücke bei der angegebenen Geschwindigkeit durch
die Wirkung der Centrifugalkraft nach auſsen getrieben werden, bis sie sich gegen
die Abtheilungen des Stromsammlers legen und diese kurz schlieſsen.
21) Die Thomson-Houston International Electric Company
(vgl. 1883 250 * 114) hatte 1889 in Paris mehrere nach
Thomson's Art gebaute Dynamo und Elektromotoren auf
der Pariser Ausstellung.
Die gröſste der ausgestellten Dynamo lieferte den Strom für einen in der
amerikanischen Ackerbau-Abtheilung befindlichen 45 -Elektromotor; beide
Maschinen haben denselben Bau und gemischte Wickelung. Die Polstücke derselben sind
allein mit dem Hauptdraht bewickelt, während die Nebenschluſsspulen in der
gewöhnlichen Weise über die Schenkel geschoben sind. Um Beschädigungen der Maschine
bei Stromunterbrechungen zu verhüten, sind fünf hinter einander geschaltete Glühlampen von je 110 Volt
unten an der Maschine angebracht und mit einem Umschalter verbunden, welche den bei
Stromunterbrechungen entstehenden Extrastrom aufnehmen.
Der Motor, welcher für die Kraftübertragung bei 500 Volt eingerichtet ist, hat im
Felde Nebenschluſswickelung und im Anker Trommelwickelung; er trieb in der
Ausstellung mittels Riemen eine Dynamomaschine für Glühlichtbeleuchtung mit
gemischter Wickelung von 220 Volt bei 1150 Umdrehungen in der Minute. Der Anker hat
eine kugelförmige Gestalt und ist in etwa 60 Abtheilungen gewickelt. Der an die
verschiedenen Licht oder Kraft benöthigenden Stellen hingeleitete Strom hat 110
Volt. Um dies zu erreichen ist ein dritter Hauptleiter zwischen die beiden mit der
Maschine in Verbindung stehenden Hauptdrähte gelegt, und in jeden Hauptleiter werden
die zu betreibenden Lampen oder Motoren eingeschaltet. Wenn bei dieser Anordnung die
Belastung jedes Hauptleiters plötzlich und oft geändert wird, so ist es schwierig,
die Potentialdifferenz stets gleich zu erhalten; denn wenn die eine Verbindung mehr
Belastung hat als die andere, so wird das Potential zwischen ihren Enden geringer
als das normale, während das der anderen Verbindung gröſser wird als das normale. Um
diesem Uebelstande abzuhelfen, wird nach Fig. 33 ein „Potential-Ausgleicher“ zwischen die Dynamo und
den Stromkreis der gespeisten Lampen oder Motoren eingeschaltet; dies ist eine
besondere im äuſseren Ansehen einer Dynamo oder einem Motor gleichende Maschine,
jedoch sind seine Ankerspulen in zwei getrennte Gruppen getheilt, deren jede mit
einem besonderen Stromabgeber und mit besonderen Bürsten am Ende der Ankerwelle
verbunden ist. Das Feld dieser Maschine befindet sich im Nebenschlusse zu den
Hauptpolklemmen und erhält mithin einen stets gleichen Grad der Erregung. Die Anker
sind hinter einander geschaltet. Die Stromwirkungen in den beiden Abtheilungen des
Ankers haben das Bestreben, denselben in gleicher Richtung zu bewegen wie einen
Motor von gleicher Kraft, wenn die Belastung an beiden Polen die gleiche ist. Sobald
aber ein Theil der Belastung eines Hauptleiters ausgeschaltet wird, demnach also das
Potential dieses Leiters wächst, so wird der entsprechende Theil des Ankers des
Ausgleichers mehr elektrische Energie empfangen und dem mit ihr laufenden anderen
Ankertheil eine gröſsere mechanische Energie ertheilen. Dieser liefert nun
seinerseits bei seiner Drehung die erforderliche Potentialzunahme dem anderen
Hauptleiter, während das Potential des erstgenannten Leiters der durch den Motor
verbrauchten Kraft entsprechend verringert wird, so daſs die Potentiale beider
Leitungen gleich erhalten werden.
Die Anordnung der von der Gesellschaft angewendeten Meſsinstrumente ist aus Fig. 33a ersichtlich;
sie ist sowohl für die Ampère als auch für die Voltmeter die nämliche; beide
unterscheiden sich nur durch Gröſse und Widerstand des Drahtes, jedoch haben die Meſsinstrumente für
Ströme von mehr als 150 Ampère nur eine Spule mit einer
Windung. Es sind zwei gleich groſse Spulen A A und B B neben einander, jedoch etwas gegen einander
verschoben angebracht; die Wickelung ist in beiden entgegengesetzt; dieselben sind
hinter einander geschaltet. Wie aus Fig. 33a ersichtlich,
bewegen sich innerhalb der Spulen 2 Nadeln, deren gemeinschaftliche in Achatlagern
ruhende Spindel auſserhalb der Mitte der Spulen angebracht ist; hierdurch wird den
Nadeln ein bestimmtes Feld ihrer Wirksamkeit angewiesen. Da die seitliche Lage der
Spindel gegen die Mitte und die Richtung der Wickelung in beiden Spulen
entgegengesetzt sind, so suchen beide Nadeln die Spindel nach derselben Richtung zu
drehen; da ferner beide Nadeln von weichem Eisen hergestellt sind, so ist die
Richtung der Bewegung auch für Ströme verschiedener Richtung dieselbe und es eignet
sich demnach das Instrument auch für Messungen von Wechselströmen.
Die zwei ausgestellten Wechselstromdynamo hatten die in
Fig. 34
wiedergegebene Form. Die 10 Magnetkerne sind am inneren Umfange des aus einem Stück
hergestellten guſseisernen, den Bug der Magnete bildenden Gehäuses angebracht. Der
Anker ist cylindrisch und auf einem Sterne befestigt, dessen Arme am Ende
schaufeiförmig gestaltet sind, damit sie eine Luftströmung im Inneren des Ankers
erregen. Die Ankerwindungen laufen spiralförmig und liegen flach auf der Oberfläche
des cylindrischen Kernes; jede derselben besteht nur aus einer Lage; sie werden
mitunter aus rechteckigem Draht gewickelt.
Die beiden ausgestellten Maschinen (Modelle A6 und B3) machen jede 1500 Umdrehungen in der Minute, so
daſs sich bei 10 Magneten (1500 . [10 : 2] : 60) = 125 Strompaare (periodic
frequency) in der Secunde ergeben. Ueberhaupt machen alle Wechselstrommaschinen,
deren Spulenzahl von 10 abweicht, so viel Umdrehungen, daſs sich überall 125
Strompaare in der Secunde ergeben.
Die Maschine Modell A6
ist selbsterregend; es sind zu diesem Zwecke zwei Drähte von der erregenden
Ankerspule durch die Welle nach einem 10theiligen Stromsammler geführt und mit zwei
gegenüberliegenden Abtheilungen desselben verbunden. Zwei Bürsten nehmen den Strom
unmittelbar von diesem Sammler und leiten ihn zu den Feldspulen. Diese Maschine
leistet 50 bei 1000 Volt an den Klemmen; sie speist 600 Lampen, welche
entweder durch Stromumsetzer unter Parallelschaltung betrieben, oder unmittelbar von
der Hauptleitung in hinter einander geschalteten Reihen von je 40 Lampen von 25 Volt
vereinigt werden können. Im letzteren Falle wird ein besonderer selbsthätiger
Ausschalter verwendet.
Die Maschine Modell B3
ist bemerkenswerth wegen ihres Feldes, welches in Fig. 35 schematisch
dargestellt ist. Acht Feldspulen F F werden durch eine besondere
kleine Dynamo erregt, während die beiden übrig bleibenden, einander im Durchmesser
gegenüberliegenden Spulen H H mit starkem Draht
gewickelt sind und von dem von der Maschine gelieferten Hauptstrome durchlaufen
werden. Eine Polklemme des Ankers A ist mit einem auf
der Ankerwelle sitzenden Ringe R verbunden, während von
der anderen ein Draht durch die Welle nach dem am Ende der letzteren sitzenden
Stromsammler C geführt, und ein zweiter auf der Welle
sitzender Ring R mit der entgegengesetzten Abtheilung
des Stromsammlers verbunden ist. Der in den Leitern L,
L fortgehende, den äuſseren Stromkreis der Stromumsetzer speisende Strom
geht daher vom Ring nach dem 10 Abtheilungen enthaltenden Stromsammler, worin er in
einen Gleichstrom umgewandelt wird, so daſs er zugleich in den beiden Feldspulen H H wirken kann. Ein Nebenschluſs N, welcher ein für allemal in der Werkstatt abgepaſst
wird, ist mit den Enden dieser beiden Spulen H H
verbunden und die gemischte Wickelung so gewählt, daſs das Potential der Maschine
entsprechend dem Procentsatze der bei zunehmender Belastung in der Leitung
zugelassenen Spannungsverminderung steigt. Auf diese Weise wird bei veränderlicher
Belastung ein sich gleich bleibendes Potential für die Lampen bei gleich bleibender
Geschwindigkeit der Maschine erhalten. Die ausgestellte Maschine lieferte 300 Volt,
die Vertheilung in die Lampenstromkreise erfolgte nach der sogen.
„Ausgleicher-Anordnung“. Der Ausgleicher (Compensator) besteht in einem
mit den vom Stromerzeuger kommenden Hauptdrähten L, L
im Mittelpunkte der Vertheilung verbundenen Widerstände W (Fig.
36). Von demselben gehen 6 Drähte aus; die beiden äuſsersten derselben
sind mit den beiden Hauptleitungen L, L selbst, die
beiden innersten unter sich und die beiden zwischenliegenden Drähte mit
Zwischenpunkten im Ausgleicher verbunden. Es sind hiernach zwei Dreileiter-Gruppen
vorhanden, welche in jedem Zweige einen Strom von 75 Volt liefern (Engineering, 1889 Bd. 46 * S. 539).
22) Zwei elektrische Locomotiven für Straſsenbahnen
(vgl. 1888 270 336), welche die Thomson-Houston International Electric Company gebaut und 1889 in Paris
ausgestellt hatte, sind in ihrem Untertheile in Fig. 37 bis 39 (nach Engineering, 1889 Bd. 47 * S. 541) abgebildet. Sie
besitzen zwei Motoren; die Aufhängungsweise derselben ähnelt der von E. Hopkinson (vgl. Nr. 9), indem der Motor
gewissermaſsen an der Treibachse hängt. Das die Lager der Ankerspindel des Motors
und der Zwischenvorgelege enthaltende Gestell ist bei beiden aus einem Stücke
gegossen. In beiden ruht das Gestell mit an einer Seite angebrachten Lagern T, T (Fig. 38) auf der
Haupttreibachse, während die andere Seite bei der einen (Fig. 37) mittels
Gummifedern auf einer zwischen beiden Treibachsen befindlichen Querverbindung des
Wagengestelles ruht- die Feldmagnete F M sind an das
eben erwähnte guſseiserne Gestell angeschraubt. Nach der neueren Anordnung (Fig. 38 und
39)
dagegen stützt sich jener Lagerrahmen am freien Ende mittels eines an den Polstücken P des Motors befestigten bronzenen Trägers bei S auf einen Querstab, dieser aber verbindet die 4 Gummifedern, welche
zwischen zwei Querträgern befestigt sind. Die Schiene, woran die Querträger bei B befestigt sind, hängt an aufrechten
Verbindungsstangen etwa 305mm unter dem Oberrahmen
des Wagengestelles. Die beiden Räderpaare, welche die Bewegung der Treibachse auf
die Ankerwelle des Motors übertragen, haben zusammen ein Uebersetzungsverhältniſs
von etwa 13 : 1. Das Wagengestell ist mit der Bremseinrichtung L und den Schienenreinigungsbürsten Q, Q versehen. Die Motoren für Straſsenbahnen haben
hinter einander geschaltete Wickelung und geben 500 Volt Spannung.
Die Geschwindigkeit wird mit Hilfe des in Fig. 40 und 41 skizzirten
Widerstandes regulirt. Derselbe besteht aus neben einander gestellten Eisenstreifen,
welche überall da, wo nicht Contact gemacht werden soll, durch Glimmer isolirt sind.
Zwischen dieselben sind in geeigneten Abständen dicke Eisenstreifen als Contacte
eingefügt, welche oberhalb umgebogen sind, so daſs der Umschalthebel nach jeder
Richtung leicht über dieselben hingleiten kann. Der Umschalthebel, welcher von dem
Stehbrette des Wagens aus mittels eines um die Trommel D gewickelten Drahtseiles gestellt werden kann, trägt an einem Ende die
Schleifcontactfeder, welche aus einer Reihe C-förmig gestalteter dünner Eisenplatten
C (Fig. 41) besteht und
durch die Feder S auf die Contacte niedergedrückt wird.
Am Ende seines Weges, wenn der Stromkreis unterbrochen ist, wird ein Elektromagnet
M in den Stromkreis eingeschaltet, indem derselbe
an Stelle eines Widerstandes zwischen zwei benachbarten Contacten eingefügt ist, und
verhindert das Funkengeben. Das Feld des Motors ist ebenfalls getheilt, so daſs es,
wenn nöthig, noch besonders regulirt werden kann. Die Umwechselung der Fahrtrichtung
wird durch einen Umschalter bewerkstelligt, der die Ankerverbindungen umkehrt. Die
Bürstenhalter haben eine besondere Anordnung zum Tragen der Kohlensammler, welche
seit einiger Zeit mit gutem Erfolge angewendet worden sind.
Die Stärke der Motoren richtet sich nach der Beschaffenheit der zu befehrenden Bahn-
ihre Stärke beträgt im Allgemeinen 7½ bis 12 EP; bei Bahnen mit starken Steigungen,
etwa 1 : 10, wird ein Paar 10pferdiger Motoren angewendet. In einigen Fällen wird
für eine gröſsere Kraft gesorgt, so daſs eine Locomotive nicht nur einen Wagen mit
40 Fahrgästen, sondern, wenn nöthig, noch zwei andere Wagen ziehen kann. Im
Allgemeinen werden oberirdische Leitungen mit darauf laufenden Nuthenrädern
verwendet, doch kommt da, wo es wünschenswerth ist, auch ein unterirdisches
Leitungssystem in Anwendung. Die zum Laden der Linie verwendeten Stromerzeuger haben
die gewöhnliche Einrichtung; sie werden parallel geschaltet und dem zunehmenden
Verkehr entsprechend in ihrer Anzahl vermehrt.
23) Der in England unter Nr. 17415 vom 17. December 1887 patentirte Meſs- und
Registrirapparat für elektrische Ströme von J. G.
Lorrain in London gleicht in seinem Grundgedanken dem in D. p. J., 1889 272 * 23,
beschriebenen Apparate von E. Thomson. Eine U-förmig
gebogene Röhre A (Fig. 42) endet auf jeder
Seite in einer Kugel B und B1 und ist theilweise mit Quecksilber
gefüllt, über dem sich in jeder der Kugeln Luft befindet; in diesen Luftraum treten
die Drähte W und W1 ein. Geht nun ein elektrischer Strom
beispielsweise durch den Draht W, so wird durch die
Erwärmung desselben die Luft in B ausgedehnt, sie
verdrängt dabei etwas Quecksilber nach der Kugel B1, die bei ihrem dadurch bedingten Niedergange den
Strom umschaltet und durch W1 schickt, so daſs nun B1 niedersinkt u.s.w. Diese schwingende Bewegung wird
durch Sperrkegel D und D1 und Sperrräder E und E1
zunächst auf die Welle C so übertragen, daſs C immer dieselbe Drehungsrichtung beibehält. Von dieser
aus wird ein Zählwerk Z von bekannter Einrichtung in
Thätigkeit gesetzt.
Fig. 43., Bd. 276, S. 499
24) Die Oerlikon-Werke zu Zürich hatten auf der Pariser
Weltausstellung drei ihrer Dynamomaschinen nach Brown's
Bauweise (1887 264 * 588. 1888 268 354) von verschiedener Gröſse ausgestellt. Die nach Engineering, 1889 Bd. 47 * S. 509, in Fig. 43 abgebildete Dynamo ist unmittelbar mit ihrer
Betriebsdampfmaschine von 20 gekuppelt. Der Cylinder der letzteren steht
auf den beiden senkrechten Ständern; das Schwungrad derselben ist mit einem
Centrifugalregulator ausgestattet, der unmittelbar auf die Verstellung des Hubes des
Expansionsexcenters wirkt. Die beiden den Cylinder tragenden, zugleich die
Geradführung bildenden Ständer, sowie die Feldmagnete und Polstücke der Dynamo und
die gemeinschaftliche Grundplatte sind in einem Stücke
gegossen. Die Maschine ist im Besonderen für Schiffsbeleuchtung bestimmt und mit
Rücksicht darauf, daſs sich keine dem Kompaſs nachtheiligen magnetischen
Einwirkungen geltend machen sollen, ist das Feld so angeordnet, daſs der Anker, die
Polstücke und Spulen vollständig von Eisen umgeben sind, das wie ein Schild wirkt.
Die Anordnung des Feldes ist noch in Fig. 44 im Querschnitte
dargestellt; sie bietet gleichzeitig einen Schutz der feineren Theile beim Transport. Die
Bewickelung ist eine gemischte und in solcher Richtung geführt, daſs die beiden
einander wagerecht gegenüberstehenden Pole gleiche Polarität haben. Es sind demnach
im Eisen zwei entsprechende Pole vorhanden, welche rechtwinkelig zu ersterem liegen
(also über und unter dem Anker) und das entgegengesetzte Vorzeichen haben. Die
einander entgegengesetzt liegenden Abtheilungen des Stromsammlers sind, wie in den
meisten 4poligen Maschinen, innerlich verbunden, so daſs nur zwei um 90° von
einander entfernte Bürsten nöthig sind.
Der Querschnitt des Eisens der Feldmagnete beträgt 387qc. Die Länge der Maschine beträgt 1m,295, die Höhe einschlieſslich der Grundplatte 0m,610. Der Anker hat 432mm Länge und
432mm Durchmesser, über der Wickelung
gemessen; die Maschine entwickelt bei 480 Umdrehungen in der Minute 70 Volt und 200
Ampère. Die bewegten Theile der Maschine sind gut ausbalancirt, so daſs dieselbe
ganz geräuschlos arbeitet.
Diese Maschine betrieb in der Pariser Ausstellung einen Elektromotor, der mit Hilfe
einer Wellenleitung eine Anzahl Werkzeugmaschinen derselben Fabrik in Thätigkeit
setzte.
Eine gröſsere Dynamo, mit ihrer 60pferdigen mit 350 Umdrehungen laufenden
Verbunddampfmaschine unmittelbar gekuppelt, diente zur Beleuchtung der Gallerien.
Die Dampfmaschine hat einen Regulator derselben Bauart, wie oben beschrieben. Die
Dynamo ist 2polig; das obere Joch und der obere Pol sind in einem Stücke gegossen;
ebenso sind der untere Pol, das untere Joch und die gemeinschaftliche Grundplatte
zusammengegossen. Die beiden diese Theile verbindenden aufrechten Kerne, über welche
die vorher gewickelten Spulen geschoben werden, bestehen aus Schmiedeeisen und
greifen mit einem oberen und unteren Ansätze in entsprechende Vertiefungen der
Joche, mit denen sie schlieſslich verschraubt sind. Die Wickelung des Feldes liegt
in einem Nebenschlusse, die Polklemmen sind unter Vermittelung isolirender
Unterlagen auf dem oberen Joche befestigt. Sie sind durch ein schweres Kabel – die
Maschine kann 500 Ampère leisten – mit dem äuſseren Stromkreise, durch schwache
Drähte mit dem Nebenstromkreise und dem Handregulator verbunden, welcher zur
Erhaltung der gleichen Potentialdifferenz dient; die Verbindung mit den Bürsten wird
durch vier parallel geschaltete isolirte Drähte auf jeder Seite hergestellt. Die
Stromspannung beträgt nur 65 Volt.
Der in Anwendung gebrachte selbsthätige Regulator hat die 1888 267 * 453 beschriebene Brown'sche
Anordnung.
Diese Maschine speiste 25 Bogenlampen, welche sämmtlich parallel geschaltet, aber in
Gruppen zu je fünf eingetheilt waren; jede Gruppe konnte durch einen besonderen
Umschalter am Hauptschaltbrette beliebig ein- oder ausgeschaltet werden; doch
standen diese Umschalter nicht in unmittelbarer Verbindung mit der Dynamo, sondern sie waren mit einem
Generalumschalter verbunden, der also den ganzen Strom aufnahm. Die Rückleitung
jeder Gruppe war an eine besondere Klemme angeschlossen, an welcher der Strom ganz
unterbrochen werden konnte. Der Hauptstrom ging dann durch ein Ammeter.
Die von den Oerlikon-Werken angewendeten Umschalter
haben zwei starke halbkreisförmig gebogene Kupferstreifen, welche mit dem einen Ende
an zwei entgegengesetzte Seiten eines quadratischen Blockes angeschraubt sind, der
mittels eines Handgriffes gedreht werden kann. Dieser Block hat an jeder Ecke einen
Vorsprung; gegen diese Vorsprünge auf entgegengesetzten Seiten des Blockes stemmen
sich zwei starke, am Gestelle des Umschalters befestigte Federn, die zunächst eine
Drehung des Blockes in der falschen Richtung verhindern, während sie gleichzeitig
durch ihren auf entgegengesetzten Seiten ausgeübten Druck die beiden Kupferstreifen
zwingen, sich scharf gegen die Contactklemmen, an welche die Leitungen angeschlossen
sind, zu legen, sobald der Umschalter geschlossen ist, bei offenem Umschalter
dagegen liegen die Streifen im rechten Winkel gegen die Klemmen.
Jede Lampe hat noch ihren eigenen regulirbaren Widerstand, ihren Sicherheitsdraht und
Umschalter, welche in dem durch Fig. 46 und 47
dargestellten Apparate vereinigt sind, von dem Fig. 48 und 49 einzelne
Theile zeigen. Die Drähte W und W1 (Fig. 49) sind die
Leitungen von und zu der Lampe; der durch eine derselben zugeführte Strom tritt
zunächst durch den Sicherheitsdraht f (Fig. 47 und 49) mitten
durch einen mit einer Drahtspirale umgebenen Cylinder an einen zweitheiligen
Contact, in den ein Umschalterarm eingelegt werden kann. Ist dies der Fall, so ist
eine Verbindung nach der aufrechten Messingstange T
hergestellt, an welcher das den Cylinder umfassende Band R mittels Preſsschraube S (Fig. 48) verstellbar ist.
Der Strom geht dann durch alle Drahtwindungen oberhalb des Bandes und tritt an der
anderen Polklemme wieder aus. Durch Heben oder Senken des Bandes kann der Widerstand
verändert werden. Der Cylinder ist mit Asbestplatten belegt, die Spirale besteht aus
Nickeldraht und hat einen Gesammtwiderstand von 3 bis 4 Ohm. Der mit Handgriff
versehene Umsehalthebel öffnet und schlieſst den Stromkreis nicht selbst, sondern er
trägt eine Feder, welche, wenn der Hebel am Ende seiner Bewegung angekommen ist, den
Contacthebel plötzlich herumwirft und in das zweitheilige Contactstück preſst, so
daſs ein guter Contact hergestellt wird. Diese Widerstände und Umschalter waren im
Inneren des einen geschlossenen Holzkasten bildenden Schaltbrettes reihenweise
angebracht und konnten hier durch einen eingetretenen Arbeiter genau nachgesehen
werden.
Auſser diesen beiden bisher beschriebenen Dynamo war noch eine solche von 250
und ein zugehöriger Elektromotor ausgestellt, beide nach Brown's Patent ausgeführt. Der Stromerzeuger wurde durch eine stehende
Verbunddampfmaschine von der nämlichen Stärke, welche 180 Umdrehungen in der Minute
machte, durch Riemenübertragung angetrieben. Diese Dynamo ist 4polig, gibt einen
Gleichstrom von 600 Volt und ist mit Reihenwickelung versehen; der von ihr
getriebene Motor hat dieselbe Gröſse und Bauart. Das magnetische Feld hat eine
sechseckige Form, ist aus zwei in der wagerechten Mittellinie zusammengesetzten
Hälften gegossen und hat 1096qc Querschnitt. Der
Anker besteht aus ringförmigen Scheiben von schwachem, weichem Eisenblech, welche
mit acht Nuthen auf die Arme der Nabe passen. Dieser Ring ist mit Gramme-Wickelung versehen, hat 178mm radiale Tiefe, 940mm äuſseren Durchmesser und 559mm Länge.
Der Strom wird von vier Bürsten aufgenommen.
Jede Maschine ist mit einem magnetischen Ausschalter von
der in D. p. J., 1889 271 *
270, beschriebenen Einrichtung versehen.