Titel: | Neuerungen an Elektromotoren (Dynamomaschinen) und Zubehör. |
Fundstelle: | Band 279, Jahrgang 1891, S. 50 |
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Neuerungen an Elektromotoren
(Dynamomaschinen) und Zubehör.
(Patentklasse 21. Fortsetzung des Berichtes Bd.
278 S. 108.)Vgl. auch 1890 276 325. 431. 433. 491. 277 * 73. * 74. 75. 278
18. 46. 108. 156. 479.
Mit Abbildungen.
Neuerungen an Elektromotoren (Dynamomaschinen) und
Zubehör.
1) Die neuen Wechselstromeinrichtungen der Brush Electric
Company (vgl. 1884 254 * 468. 1886 262 189. 1888 267 455. 268 366) werden nach den Patenten von C. F. Brush in Cleveland, Ohio, und Gustav Pfannkuche, dem Leiter dieses Geschäftszweiges
der Gesellschaft, ausgeführt. Die Wechselstrommaschine besitzt einen feststehenden
Anker und umlaufende Feldmagnete; ersterer enthält gar kein magnetisches Material,
von letzteren sind 24 vorhanden und fest mit der Welle verbunden.
Textabbildung Bd. 279, S. 49
Fig. 1.Wechselvorrichtung der Brush Electr. Co.
Die Abbildung Fig. 1 stellt den Anker einer solchen
Maschine mit einer Leistung von 60000 Watt für 1000 16kerzige Glühlampen dar.
Die Lager der Ankerwelle, die Lagerständer, Grundplatte und Ankerschlitten sind in
einem Stücke gegossen. Die Mitte der Welle liegt 424 mm über der Oberkante der
Grundplatte, die stählerne Welle hat in den Lagern 89 mm (3½ Zoll engl.), im
Uebrigen 101,6 mm (4 Zoll engl.) Durchmesser und trägt die schweren gusseisernen
Polstücke von 686 mm Durchmesser; in jedes derselben ist in gleicher radialer
sowohl, wie Umfangsentfernung der schmiedeeiserne Kern je eines der 12 Magnete mit
abwechselnder Polarität eingeschraubt. Die Polstücke mit ihren Bolzen wiegen etwa
431 k, die Magnetkerne etwa 140 k, die Drahtwickelung der Magnete etwa 181 k, so
dass das Gesammtgewicht dieser umlaufenden Theile 752 k beträgt und eine
Schwungmasse bildet, welche jede Ungleichmässigkeit der treibenden Maschine
auszugleichen sucht, um so mehr, als die Welle etwa 1100 Umdrehungen in der Minute
macht. Die Wirkungen der Centrifugalkraft sind bei erregten Magneten geringer als
bei nicht erregten, weil die magnetischen Kraftlinien zwischen den gegenüber
stehenden Polstücken der Centrifugalkraft entgegen wirken. Grössere Maschinen
erhalten eine geringere Umdrehungszahl, dieselbe beträgt bei einer 150000
Watt-Dynamo nicht mehr als 700 in der Minute, auch erhalten derartige Maschinen zwei
Betriebsriemenscheiben an den beiden Enden der Welle.
Die besprochene Maschine hat eine Scheibe von 356 mm Breite, welche über die
Grundplatte vorsteht, so dass der Riemen von irgend welcher Seite, von oben oder
unten kommen kann. Das Lager zunächst der Riemenscheibe hat 356 mm, das
entgegengesetzte nur 305 mm Breite.
Der in lothrechter Ebene feststehende Anker (Fig. 1)
ist scheibenförmig und besteht aus den flachen, aus iso-lirtem Bandkupfer über
Porzellankerne gewickelten Spulen. Das Kupferband jeder Spule ist auf jeder Seite
verstärkt durch starkes isolirendes Material von derselben Dicke wie das Porzellan.
Von diesen Verstärkungen hat die auf der einen Seite eine Nuth, die auf der anderen
Seite eine Feder, so dass zwei benachbarte Spulen mit diesen in einander greifen. Es
sind sechs gleichgrosse Spulen vorhanden, deren oberer Theil mit einer isolirenden
Platte von 8 mm Stärke bedeckt ist. Jede Spule ist mit einem doppelten Halter von
Neusilber versehen, welche aus einem, im Ganzen gedrehten Ringe geschnitten und
durch Schrauben mit versenkten Köpfen mit der Spule verbunden sind. Das Ende jedes
Kupferbandes ist mit einer Klemmschraube versehen.
Die so hergestellten sechs Spulen werden durch zwei halbkreisförmige, im lothrechten
Durchmesser mit einander verschraubte, im Querschnitte gitterförmige Rahmen von
Neusilber getragen, in deren Ausschnitte die sechs Spulen eingesetzt sind, wobei
sie, wie erwähnt, seitlich in einander greifen. Die Spulen bilden eine zwischen dem
kräftigen magnetischen Felde liegende Scheibe von 14,28 mm Dicke mit einer mittleren
Oeffnung zum Durchgange der Welle. Da im Anker kein magnetisches Material enthalten
ist, so bilden sich in ihm auch keine die Leistung schmälernde locale Ströme.
Die einzelnen Spulen sind unter sich und der feststehende Anker ist als Ganzes gegen
die Grundplatte gut isolirt. Die Spulen sind hinter einander geschaltet; die an
irgend einer radialen Theilungslinie zwischen zwei Spulen liegenden Klemmschrauben
bilden die Klemmschrauben für die Hauptleitung; Stromsammler und Bürsten zur
Stromabgabe sind nicht nöthig.
In Folge des geringen Widerstandes der Ankerspulen erscheint ein Verbrennen derselben
ausgeschlossen; sollte sich ein derartiger Fall dennoch ereignen, so ist die
Auswechselung der betreffenden Spule gegen eine neue leicht und schnell zu bewirken,
auch kann die schadhafte Spule ausgeschaltet und mit den übrig bleibenden fünf
weiter gearbeitet
werden. Eine vollständige Spule wiegt nur etwa 9 k.
Jede der beiden Ankerhälften kann nach Lösung der Verbindungsschrauben leicht zur
Seite geschoben werden, was bei dem geringen Gewichte von etwa 50 k jeder Hälfte
keine Schwierigkeiten bietet.
Die 24 Feldmagnete der Wechselstrommaschine werden durch den Gleichstrom einer
elfzölligen Brushdynamo erregt. Dieser erregende Strom wird den zwei Bürsten
zugeführt, welche auf zwei am Ende der Ankerwelle sitzenden isolirten Ringen ruhen,
und geht dann durch die hohle Welle der Magnete. Ein von Hand oder selbsthätig
verstellbarer Rheostat ist in einen Nebenschluss zum Stromkreise der Feldmagnete des
Erregers eingeschaltet, damit eine vollkommene Regulirung ohne Veränderung der
Bürstenstellung ausgeführt werden kann, und ohne dass Hand an die hochgespannten
Wechselströme gelegt zu werden braucht.
Die „kernlose“ Wechselstrommaschine von Brush-Pfannkuche wird jetzt gewöhnlich für 2000 Volt elektromotorische
Kraft gebaut, obwohl sie leicht eine grössere Potentialdifferenz entwickeln
könnte.
Textabbildung Bd. 279, S. 50
Fig. 2.Stromumsetzer der Brush Electr. Co.
Um die hochgespannten Ströme, deren Anwendung bei Kraftübertragung auf grosse
Entfernungen aus ökonomischen Gründen nothwendig ist, am Gebrauchsorte in solche von
geringer Spannung umzuwandeln, benutzt die Gesellschaft den in Fig. 2 abgebildeten Stromumsetzer. Bei ihm erscheint die primäre Wickelung als ein
ringförmiger Kern von polygonaler Gestalt, der bei grösseren Apparaten aus bestem
isolirten Eisendraht, bei kleineren
aus gelochten dünnen Blechplatten besteht, wobei im ersteren Falle mehrere
ringförmige Luftzwischenräume zwischen den Lagen gelassen sind. In jedem Falle ist
das Eisen so vertheilt, dass die Wirksamkeit des Stromumsetzers bei halber Ladung
wenig geringer ist, als bei voller Ladung,
Ueber jede Seite dieses Kernvielecks ist eine einfache Lage schweren Kupferdrahtes
gewickelt. Die beispielsweise vier oder fünf Lagen jeder Ringhälfte sind hinter
einander und diese beiden so gebildeten Gruppen dann einander parallel geschaltet;
das Ganze bildet die secundäre Spule. Die Polklemmen der letzteren sind mit der zur
Stromverbrauchsstelle führenden secundären Hauptleitung verbunden. Die meisten
Umsetzer sind so gewickelt, dass sie einen secundären Strom von 100 Volt geben, sich
aber sofort zum Liefern von 50 Volt bei verdoppelter Ampèrezahl umschalten lassen.
Ihre Grosse ist auf 2 und 5 bis 250 und mehr 16-Kerzen-Lampen bemessen.
Die dicken Kupferdrahtwickelungen sind von dem feinen Eisendrahtkerne durch 3 mm
starke an den Ecken zwischengelegte Platten getrennt, so dass auch zwischen diesen
isolirenden Eckstücken isolirende Lufträume vorhanden sind und eine gute
Luftbewegung ermöglichen.
Ueber jeden dieser einzelnen Theile der secundären Spule sind einige wenige Lagen
schwachen Kupferdrahtes gelegt, welche die entsprechenden Theile der primären
Wickelung ausmachen, jedoch sind diese Theile an den Ecken durch eine
isolirende Zwischenlage von der secundären Wickelung getrennt und so der nöthige
Spielraum für den Luftumlauf hergestellt.
Obwohl schon hierdurch ein Uebertreten des hoch gespannten Stromes aus dem primären
in den secundären Stromkreis unmöglich gemacht ist, so werden dennoch noch besondere
auf Schiefer oder Porzellan befestigte Sicherheitsschmelzpfropfen von grosser Länge
für die primäre Wickelung benutzt. Jeder Umsetzer wird übrigens in der Fabrik auf
die doppelte Ladung geprüft. Da die primäre Leitung billig ist, so wird der Umsetzer
möglichst nahe bei den von ihm gespeisten Lampen aufgestellt, damit die theuerere
secundäre Leitung möglichst kurz wird. Am leichtesten und billigsten wird der
Betrieb mit einem primären 2000-Volt-Strome und einem 100-Volt-Umsetzer. (Modern Light and Heat vom 25. Juli 1889.)
2) Rechniewsky's Dynamomaschine, ausgeführt von der Société l'Éclairage Électrique zu Paris, hat je nach
ihrer Leistung eine verschiedene Anordnung des magnetischen Feldes.
Maschinen bis zu 26 k Watt Leistung erhalten gewöhnliche Hufeisenmagnete und
Trommelanker mit Pacinotti-Kern.
Textabbildung Bd. 279, S. 50
Fig. 3.Rechniewsky's Dynamo.
Für 40 k Watt Leistung haben die Maschinen ein achtpoliges Feld und sind eine Art
mehrpoliger „Manchesterdynamo“ (Fig. 3) mit
Pacinotti-Gramme-Anker, während für Maschinen mit
sehr grosser Leistung die in Fig. 4 skizzirte Form
des Feldes gewählt und ein mit Gramme-Wickelung
versehener Anker angewendet wird, dessen Durchmesser verhältnissmässig gering ist.
Die Feldmagnete sind aus dünnen, ausgestanzten, durch Papier isolirten
Schmiedeeisenplatten hergestellt, welche durch starke Bolzen zusammengehalten und
mit den gusseisernen Rahmen verbunden werden. Die radial nach Innen vorspringenden
Magnetschenkel nehmen die Wickelung auf. (Industries
vom 21. Juni 1889 * S. 593.)
Textabbildung Bd. 279, S. 50
Fig. 4.Rechniewsky's Dynamo.
Die Bauart eines Ankers ist aus Fig. 5 und 6 (nach Centralblatt, Bd.
12 * S. 6) zu ersehen. Der Eisenkern T besteht aus
zahnradartig ausgestanzten Eisenplatten, welche von einer Bronzemuffe getragen
werden. Zum Schütze der Bewickelung gegen die scharfen Kanten dieser Scheiben ist an
jeder Seite eine Scheibe F aus Pflanzenfasern
gegengelegt; das Ganze wird durch Schraubenbolzen zusammengehalten. In den
Zahnzwischenräumen des Kernes sind die Wickelungsdrähte durch Karton von demselben
isolirt. Die Muffe hat innerlich auf der ganzen Länge zwei gegenüber stehende
Aushöhlungen C, die nur in der Mitte, wo der Stift b hindurch geht, unterbrochen sind. Auf der linken
Seite schliesst sich das Bronzestück V an, welches
ebensolche Aushöhlungen besitzt und zwischen den beiden Muttern G und g die durch Papier
von einander isolirten 24 Stromsammlerabtheilungen aufnimmt. Durch die erwähnten, in einen
theilweisen Schraubengang endigenden Höhlungen C tritt
die Luft ein und wird durch die zwischen der Wickelung und dem Eisenkerne
vorgesehenen Kanäle herausgeschleudert, so dass eine beständige Kühlung der ersteren
stattfindet. Die in den Vertiefungen des Kernes liegenden Kupferdrähte werden durch
die Bronzedrahtringe ff zusammengehalten und
gleichzeitig gegen Beschädigung durch Reibung an den Polstücken geschützt.
Textabbildung Bd. 279, S. 51
Fig. 5.Anker der Rechniewsky-Dynamo.
Bei einer der in Paris ausgestellten Maschinen von 1,2 m Länge, 0,57 m Breite und
0,63 m Höhe betrug der Durchmesser des Ankers 194 mm, seine Länge 280 mm; derselbe
war mit 24 Spulen von 96 Windungen versehen. Das Gewicht der Maschine war 560 k,
wovon 15 k auf das Kupfer des Ankers und 30 k auf das der Magnetwickelungen kommen,
auf 1 k des ersteren kommen 800, auf 1 k des gesammten Kupfergewichtes 270 nutzbare
Watt. Der elektrische Wirkungsgrad ist 95 Proc.
Textabbildung Bd. 279, S. 51
Fig. 6.Anker der Rechniewsky-Dynamo.
Textabbildung Bd. 279, S. 51
Fig. 7.Henrion's Dynamo.
3) Die Dynamo von Fabius Henrion in Nancy (vgl. 1889 273 * 300) ist eine wenig veränderte Schuckertmaschine,
die bei kleineren Leistungen mit zwei Polen, bei grösseren dagegen mit vier Polen
ausgerüstet wird. Bei der zweipoligen Maschine (Fig.
7) liegen beide Pole in einem gegen die Lothrechte geneigten Durchmesser,
um das Zusammenstellen der Maschine bequemer und die Bürsten und anderen Theile
leicht zugänglich zu machen. Der Ankerkern besteht aus weichem Eisendraht, welcher
auf einen bronzenen, leicht ausgehöhlten Kranz gewickelt ist. Die einzelnen auf
einander folgenden Lagen sind durch mit Paraffin getränktes Papier isolirt, um die
Bildung von Foucault'schen Strömen möglichst zu
verhüten. Der Kern ist durch Bandwickelung isolirt und wird seitwärts von
metallenen, radial vorstehenden Armen getragen. Die Kernwickelung ist gleich der Gramme'schen ausgeführt. Bei der 1889 273 * 301 Fig. 20 abgebildeten vierpoligen Maschine sind
die Pole von gleichem Potential durch die gewöhnliche Kreuz Verbindung vereinigt,
damit der Strom durch zwei, statt vier Bürsten abgenommen werden kann. Die
Polstücke sind Kreisbögen von derselben Grosse und Form wie bei der
Schuckertmaschine.
Textabbildung Bd. 279, S. 51
Fig. 8.Regulirung zu Henrion's Dynamo.
Die auf der Pariser Ausstellung befindlichen Maschinen waren zum Theil mit gemischter
Wickelung versehen und dienten zum Betriebe von Pilsenlampen mit einem Strome von 8
Ampère. Die Potentialspannung wird durch den in Fig.
8 dargestellten Apparat selbsttätig regulirt, welcher drei Solenoide oder
Elektromagnete enthält, von denen das obere als ein Relais für die beiden unteren
wirkt. Solange der Strom die normale Stärke hat, geht er in Hintereinanderschaltung
durch die drei Magnete. Der Kern des oberen Solenoids hängt an einer innerhalb
bestimmter Grenzen für jede Stromstärke regulirbaren Feder und ist an beiden Enden
mit Contactstücken versehen; er ist durch einen biegsamen Draht mit dem die beiden
unteren oder Arbeitssolenoide vereinigenden Drähte verbunden. Die beiden anderen
Klemmen und Bewickelungsenden dieser letzteren sind mit den Contactstücken
verbunden, zwischen welchen der Kern des Relais schwebend erhalten wird. Wird die
Stromstärke nach der einen oder anderen Richtung verändert, so wird der Relaiskern
oben oder unten Contact machen und das eine der beiden Arbeitssolenoide kurz
schliessen. Unter denselben ist ein doppelter Sperrkegel angebracht, welcher über
zwei auf derselben Achse sitzenden, mit entgegengesetzt gerichteten Sperrzähnen
ausgerüsteten Sperrrädern spielt. Auf die Achse dieser beiden Räder ist der
Contacthebel eines Rheostaten aufgekeilt, dessen Widerstandsspulen an der
Grundplatte des ganzen Apparates befestigt sind. Der Sperrkegel wird durch einen
Hebel in Schwingungen erhalten, in dessen unteren geschlitzten Arm ein excentrischer
Stift einer Welle eingreift, die durch Riemenübertragung von der Ankerwelle der
Dynamo aus in Umdrehung versetzt wird. Solange beide Arbeitsmagnete gleich stark
erregt sind, d.h. solange der Kern des Relais in seiner Mittelstellung zwischen den
beiden Contactpunkten verbleibt und keinen von beiden berührt, wird der Sperrkegel,
welcher den Anker der Arbeitsmagnete, bildet, wagerecht liegen und in keines der
beiden Sperrräder eingreifen. Verändert sich aber der von der Dynamo gelieferte
Strom, so wird einer der beiden Magnete kurz geschlossen, verliert dabei seine
Erregung, so dass
der andere den Sperrkegel anzieht, dessen entgegengesetzten Arm nun mit dem
entsprechenden Sperrrad in Eingriff bringt und dieses langsam dreht, so dass nun
eine Veränderung der im Nebenschlusse zu den Feldmagnetspulen der Dynamo liegenden
Widerstände und hierdurch eine Regulirung der elektromotorischen Kraft der Maschine
herbeigeführt wird, bis der Strom der Maschine seine normale Stärke wieder erreicht
hat. (Industries vom 21. Juni 1889 * S. 593.)
4) Heisler in St. Louis beschäftigt sich hauptsächlich
mit Beleuchtungseinrichtungen für die Strassen kleinerer Städte, bei welchen er die
kostspieligen Einrichtungen der Bogenlampen durch Anwendung einer grossen Zahl
hinter einander geschalteter Glühlampen mit niedriger Stromspannung zu beseitigen
sucht. Während Heisler in der Anwendung geringer
Spannungen mit Bernstein übereinstimmt, unterscheidet
sich Heisler's. Anordnung jedoch durch die Anwendung
von Wechselströmen, oder richtiger zweier Wechselströme an Stelle des Gleichstromes
in Bernstein's Anlagen.
Die mit besonderer Rücksicht hierauf ausgeführte Dynamo von
Heisler hat nach den Industries 1889 * S. 112
zwei unabhängige Stromkreise, deren jeder von einem Strome von 5 Ampère durchlaufen
wird. Die Lampen sind auf 30 Kerzenstärken berechnet, da sie aber jede nur 70 Watt
(5 Ampère und 14 Volt) verbrauchen, so wäre es vielleicht richtiger, sie auf 20
Kerzen zu berechnen. Die Anwendung zweier von einander unabhängiger Stromkreise in
jeder Maschine bezweckt einmal die Verringerung der Spannung in jedem derselben,
sodann aber auch die gegenseitige Ergänzung beider, so dass ein Fehler in einem
derselben nicht die Unterbrechung der Beleuchtung in der ganzen Anlage nach sich
ziehen kann; endlich aber soll eine bessere Leistung der Wechselstrommaschine
erzielt werden. Letzteres ist dadurch erklärlich, dass jede der beiden getrennten
Ankerwickelungen zufolge des Wegfalls der Gegenwirkung in einzelnen Drähten
derselben Spule mehr leistet, als jede Hälfte einer, mit dem nämlichen
Materialaufwande hergestellten, aber nur einen
Stromkreis bildenden Ankerwickelung, wie a. a. O. näher ausgeführt wird.
Textabbildung Bd. 279, S. 52
Fig. 9.Heisler-Dynamo.
Die Heisler-Dynamo, von welcher Fig. 9 eine Ansicht gibt, ähnelt der selbsterregenden Gramme'schen Wechselstrommaschine. Die Feldmagnete sind
sternförmig angeordnet, auf der Welle befestigt, und drehen sich innerhalb des
feststehenden cylindrischen Ankers, der auf seiner inneren Mantelfläche die mit
einander abwechselnd zu zwei Stromkreisen vereinigten Spulen trägt. Die Verbindungen
zwischen den Spulen sind so ausgeführt, dass grosse Potentialunterschiede zwischen
benachbarten Spulen vermieden werden. Auf der den sternförmigen Feldmagnet tragenden
Welle ist noch ein, in der Abbildung ersichtlicher gewöhnlicher Gramme-Ring befestigt, der mit einem Stromsammler und
einem Paare Bürsten in der gewöhnlichen Weise versehen ist. Dieser Ring läuft
zwischen vier festen Polen um und bildet die erregende Dynamo, deren Strom in die
sich drehenden Feldmagnete der Wechselstrommaschine abgegeben wird. Der ganze Anker,
sowie der Ring sind zum Schutz gegen äussere Störungen in einen schmiedeeisernen
Mantel eingeschlossen. Die Maschinen werden gewöhnlich mit 830 Umdrehungen in der
Minute betrieben. Da die Lampenanlage einen beständig gleich stark bleibenden Strom
verlangt und die Lampen durch Kurzschliessung ausgelöscht werden, so muss die
gesammte elektromotorische Kraft jedes Stromkreises proportional der Anzahl der in
ihm brennenden Lampen sein und jeder Veränderung der elektromotorischen Kraft kann
durch eine Aenderung des erregenden Stromes begegnet werden. Da dieser aber nicht
einen, sondern zwei Stromkreise erregt, so muss den verschiedenen Anforderungen
beider genügt werden, wozu noch eine besondere Regulireinrichtung nothwendig ist.
Von besonderem Interesse ist noch der für diese Verhältnisse entworfene selbsthätige Regulator Heisler's, der in Fig. 10 abgebildet ist.
Es muss bei der Anlage zunächst darauf gesehen werden, dass jeder der beiden
Stromkreise annähernd dieselbe Lampenzahl erhält; auch dass dieselbe während des
Betriebes annähernd gleichbleibt, was keine Schwierigkeiten hat, sobald sich beide
Stromkreise ergänzen. Da aber eine vollständige Gleichheit der Zahl der brennenden
Lampen in beiden Stromkreisen nicht immer aufrecht erhalten werden kann, so wird von
Heisler bei der geringsten Verschiedenheit in der
elektromotorischen Kraft beider Stromkreise ein Widerstand in denjenigen Stromkreis
eingeschaltet, welcher die kleinere Anzahl brennender Lampen enthält.
Es ist sonach eine zweifache Regulirung vorhanden; erstens die des erregenden
Stromes, wodurch die elektromotorische Kraft in beiden Stromkreisen gleichzeitig
geändert wird, und es wird dieses Mittel so lange angewendet, als die Veränderung
der Lampenzahl in beiden Stromkreisen gleichzeitig erfolgt. Wenn dagegen ein
bemerkbarer Unterschied in der Belastung der beiden Stromkreise eintritt, so tritt
die zweite Art der Regulirung in Thätigkeit, nämlich die Einschaltung eines
Widerstandes in den schwächer belasteten Stromkreis.
Der hierzu dienende selbsthätig wirkende Regulator hat folgende Einrichtung. Eine
wagerechte, durch eine Schnur von der Dampfmaschinen welle selbst, oder von einer
andern geeigneten Welle beständig angetriebenen wagerechten Welle F setzt mit Hilfe von Excentern die Sperrkegel G1 und G in Bewegung, welche an zwei nahezu wagerecht und in
einem Durchmesser einander gegenüber liegenden Punkten in das gezahnte Rad C eingreifen; die Welle D
des letzteren trägt an der hinteren Seite den Contacthebel, welcher über den
kreisförmig angeordneten Contactstücken des Widerstandsumschalters E gleitet, die mit im Untersatze des Apparates
angebrachten Widerstandsspulen in Verbindung stehen.
Die Sperrkegel sind so angeordnet, dass der eine das Rad C nach der einen Richtung zu drehen sucht, wobei der Widerstand des
Rheostaten vermindert wird, während der andere das Rad in entgegengesetzter Richtung
dreht, wobei der Widerstand vergrössert wird. Ist keine Regulirung nothwendig, so
werden die Sperrkegel ausser Eingriff mit den Rädern erhalten. Die Wirksamkeit der
Sperrkegel wird bedingt durch die vom Strom im Hauptstromkreise beeinflusste
Stellung des Stückes B. Dieser Strom geht nämlich durch
die erregenden Spulen eines Elektromagnetes A, dessen
Kern und Anker aus Platten zusammengesetzt ist. Der Anker ist um eine wagerechte
Achse drehbar und wird in seinem Bestreben, sich den Polen des von den
Wechselströmen erregten Magnetes zu nähern, durch eine um seine Achse gewickelte
regulirbare Feder gehindert. Mit diesem Anker ist nun das Stück B verbunden und zwar so, dass es sich nach abwärts
bewegt, wenn der Strom zunimmt, und der Anker in Folge dessen eine mehr wagerechte
Lage erhält; dagegen bewegt sich B nach aufwärts, wenn
der Strom abnimmt und der zuletzt erwähnten Feder gestattet, den Anker weiter von
den Polen zu entfernen und in eine mehr senkrechte Stellung zu bringen. Im letzteren
Falle kann der eine der beiden Sperrkegel in das Zahnrad C eingreifen und dasselbe nach der einen Richtung drehen, während beim
Niedergange des Stückes B der andere Sperrkegel zum
Eingriff kommt und das Rad in entgegengesetzter Richtung dreht. Bei normaler
Stromstärke befindet sich B in einer mittleren Stellung
und hält beide Sperrkegel ausser Eingriff mit dem Zahnrade.
Ein solcher Apparat ist, wie die Abbildung erkennen lässt, auf beiden Seiten
angebracht; zwischen denselben befindet sich die zur Regulirung der Stärke des
magnetischen Feldes dienende Einrichtung; die Aenderung der Stärke des erregenden
Stromes wird durch Veränderung der Bürstenstellung an der erregenden Dynamo
bewirkt.
Wie aus Abbildung Fig. 9 ersichtlich ist, befindet
sich unterhalb des das vordere Lager tragenden Rahmenstückes ein kleines conisches
Kegelräderpaar, dessen senkrechte Welle durch die Zahnräder mit der senkrechten
Welle L in der Mitte des Regulators (Fig. 10) verbunden ist. Die wagerechte Welle in Fig. 9 trägt eine in der Abbildung nicht sichtbare
Schnecke, die mit einem, mit dem Querstück des Bürstenhalters verbundenen
Schneckenrade im Eingriff steht, so dass eine Drehung der Welle L nach der einen oder anderen Richtung eine Drehung der
Bürsten der erregenden Dynamo nach rechts oder links bewirkt, wodurch eine Aenderung
der am Stromsammler abzunehmenden elektromotorischen Kraft bedingt wird, die
wiederum eine Aenderung der elektromotorischen Kraft in den beiden Hauptstromkreisen
bedingt.
Zur Erreichung dieses Zwecks trägt die Welle F (Fig. 10) zwei Kammscheiben, durch welche den beiden
Hebeln M eine schwingende Bewegung ertheilt wird, die
sich mit Hilfe der in der Abbildung ersichtlichen gekrümmten Stücke auf die Stangen
N überträgt, welche zwei gegenüber liegende
Sperrkegel bethätigen, die in ein, auf der senkrechten Welle L aufgekeiltes Zahnrad greifen. So lange als die Hebel M an den Kammscheiben der Welle F anliegen, bewegen sich die Sperrkegel vor- und rückwärts, dagegen hört
diese Bewegung auf, sobald das Stück M1 zwischen die Hebel M
geschoben wird und diese von den Kammscheiben abhebt. Dies geschieht, wenn einer der
beiden Contacthebel des Rheostaten E auf seinem
Nullpunkt steht; der betreffende Rheostat ist dann vollständig ausgeschaltet und der
Stromkreis wird mit der vollen Klemmenspannung der Maschine gespeist. Der andere
Stromkreis, den wir als geringer belastet annehmen, wird dann mit geringerer
Spannung gespeist, und diese Verminderung ist die Folge des durch den anderen
Rheostaten verursachten Verlustes an elektromotorischer Kraft.
Textabbildung Bd. 279, S. 53
Fig. 10.Heisler's selbsthätiger Regulator.
Werden nun in dem ersteren Stromkreise einige Lampen gelöscht, so wird die Belastung
beider Stromkreise wieder annähernd gleich. Der unmittelbare Erfolg hiervon wird
eine geringe Zunahme des durch den ersten Stromkreis gehenden Stromes sein und diese
wird den Regulirapparat in Thätigkeit setzen, d.h. es wird ein bestimmter Widerstand
in den ersten Stromkreis eingeschaltet, so dass nun beide Stromkreise Widerstände
enthalten. Dies würde jedoch eine nutzlose Kraftverschwendung sein, welche durch
Verminderung der elektromotorischen Kraft an den Polklemmen der Maschine zu
vermeiden ist, und zwar auf den für den stärker belasteten Stromkreis noth wendigen
Betrag, bei gleichzeitiger Ausschaltung der beiden entsprechenden Widerstände. Dies
bewirkt nun der Regulator selbsthätig. Sobald nämlich der Contacthebel auf dem
Rheostaten des ersten Stromkreises den Nullpunkt verlässt, macht das Stück M1 eine Bewegung nach
abwärts und gestattet den Hebeln M sich zu bewegen, so
dass durch die oben beschriebene Uebertragung die Bürsten in eine Stellung gebracht
werden, wo eine geringere elektromotorische Kraft aufgenommen wird. Da hierdurch der
Strom in beiden Hauptstromkreisen ein wenig geschwächt wird, so werden beide
Regulatoren Widerstände ausschalten; erreicht hierbei einer der beiden Contacthebel
den Nullpunkt, so hebt sich das Stück M1 wieder und die Verschiebung der Bürsten hört
auf.
Bei vermehrter Belastung des ersten Stromkreises treten die entgegengesetzten
Wirkungen ein: die Bürsten werden nach einer Stelle grösserer elektromotorischer
Kraft geschoben und Widerstand in den zweiten Stromkreis eingeschaltet.
Auf diese Weise ist der zu irgend einer Zeit eingeschaltete Betrag an Widerständen
stets nur so gross, als erforderlich ist, um den Unterschied in der Belastung beider
Stromkreise auszugleichen, und der Verlust an Energie ist auf das geringste Mass
beschränkt.
Heisler's Anordnung ist in mehreren Anlagen in den
Vereinigten Staaten ausgeführt, namentlich in St. Louis für 3000 Lampen und in fünf
andern Städten für 300 bis 400 Lampen.
Textabbildung Bd. 279, S. 54
Fig. 11.Thornycroft's Schiffsdynamo.
5) Thornycroft's Schiffsmaschine
für Dynamo. In Fig. 11 ist nach Industries, 1889 * S. 180, eine von John J. Thornycroft und Co. in Chiswick zum Treiben von
Dynamomaschinen auf Schiffen angegebene neue Dampfmaschine mit schnellem Lauf
abgebildet.Ueber Dampfmaschinen zum Betriebe von Dynamo vgl.: Schnellgehende Dampfmaschinen 1889 276
* 337.* 538. 277 * 97. * 289. 278 * 7.* 67. * 162. * 193. S. auch Ausstellung
278 246 u. f. Solche Maschinen
müssen einfach, stetig und kräftig sein, und das ist diese Maschine in hohem Grade.
Da sie eine Schiffsmaschine im Kleinen ist, so wird sie den Schiffsmaschinisten
willkommen sein als eine, mit deren gesammten Einzelheiten sie bereits vertraut
sind. Die Maschine ist eine dreifache Expansionsmaschine und hat ihren Condensator
und ihre Pumpen bei sich. Mit 150 Pfund Druck im Kessel und 28 Zoll Luftleere hat
sie indicirte 50 ; sie macht 350 Umdrehungen in der Minute. Alle Theile sind
besonders sorgfältig ausgeglichen, auch hat die Maschine ein schweres Schwungrad.
Zuerst wurde eine solche Maschine für die elektrische Lichtanlage auf der bei
Thornycroft und Co. erbauten Dampfyacht Thetis angewendet.
Textabbildung Bd. 279, S. 54
Fig. 12.Smith's Dynamo nebst Dampfmaschine.
6) Smit's Dampfmaschine nebst Dynamo. Eine nette
Verbindung von einer Dampfmaschine mit einer zur Beleuchtung für einen
Seescheinwerfer bestimmten Dynamo hat Smit in
Slikkerveer, Holland, ausgeführt, und zwar in der Absicht, das Gewicht so gering als
möglich zu halten. Dieselbe ist in Fig. 12 nach den
Industries, 1890 * S. 348, abgebildet. Die Leistung
der Dynamo ist 65 Volt bei 70 Ampère, wie sie für das Torpedoboot Cerberus der holländischen Marine nöthig war. Der Anker
hat eine Gramme-Wickelung aus 3,5 mm dickem Draht; die Geschwindigkeit beträgt 450
Umdrehungen in der Minute und wird von einem in einem Nebenschluss eingeschalteten
elektromagnetischen Regulator überwacht. Die Dampfmaschine hat einen Stiefel von 102
mm Weite, einen Hub von 127 mm, mithin eine Kolben Geschwindigkeit von 1,9 m in der
Minute, was in Anbetracht der neuerdings sehr gesteigerten Geschwindigkeit sehr
massig erscheint. Der Arbeitsdampfdruck beträgt 100-150 Pfund. Dampfmaschine und
Dynamo zusammen wiegen 840 Pfund engl. (381 k) und der 508 mm Scheinwerfer
entsprechend 520 Pfund (236 k), das Gesammtgewicht beträgt also 1360 Pfund. Die
Länge misst aussen 1,142 m, die Höhe 0,762 m und die Breite 0,445 m.
(Fortsetzung folgt.)