Titel: | Neuerungen an Elektromotoren (Dynamomaschinen) und Zubehör. |
Fundstelle: | Band 285, Jahrgang 1892, S. 97 |
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Neuerungen an Elektromotoren
(Dynamomaschinen) und Zubehör.
(Patentklasse 21. Schluss des Berichtes S. 84 d.
Bd.)
Mit Abbildungen.
Neuerungen an Elektromotoren (Dynamomaschinen) und
Zubehör.
9) J. A. Kingdon (vgl. 1891 281 * 51) hat für die Centralstation zu Woking die in Fig. 12 bis 14 nach den Industries, 1891 * S. 252, und dem Londoner Electrical Engmeer, 1892 Bd. 9 * S. 200, abgebildete,
von Woodhouse und Rawson United in London gebaute
Wechselstromdynamo entworfen. Die Spulen dieser Maschine, welche sowohl in Betreff
der Ankerspulen als auch der Magnetspulen einer gewöhnlichen Wechselstrommaschine
entsprachen, sind feststehend, während das sich innerhalb derselben drehende Rad
eine Anzahl von aus einzelnen Platten oder Scheiben zusammengesetzten Eisenkörpern
oder Inductoren trägt, welche bei ihrer Bewegung magnetische Wechsel in den
Eisenkernen der Anker- oder secundären Spulen erzeugen. Die Magnete dieser Maschine
sind aus einer Anzahl von gestanzten Eisenplatten zusammengestellt, welche die in
Fig. 14 gezeichnete
Form haben, und von denen jede mit vier nach innen vorspringenden Polen versehen
ist. Diese Platten sind zwischen zwei starke gusseiserne Rahmen geschraubt, welche
zugleich die Gestellwände der Maschine bilden und in der wagerechten Achse so
getheilt sind, dass nach Lösung der Verbindungsschrauben der Obertheil abgenommen
und das Rad herausgenommen werden kann. Der magnetische Ring hat 32 vorstehende
Magnetkerne; von denselben sind 16 mit den primären oder erregenden Spulen, 16 mit
den secundären Spulen, in welchen der Wechselstrom erzeugt wird, verbunden; primäre
und secundäre Spulen sind abwechselnd angeordnet; es bezeichnen in Fig. 14
N und S die primären Pole,
welche durch einen Erreger magnetisirt werden. Die zwischenliegenden Pole n und s sind die
secundären Pole, deren Polarität bei der Drehung des Inductorrades stets wechselt.
Die Zahl der Inductoren beträgt 16; sie sind aus einer Anzahl von gestanzten
Eisenscheiben hergestellt, die zwischen zwei Stahlscheiben gefasst und durch eine
Nabe auf der Welle befestigt sind. Die Wirkung der Maschine ist folgende: In der in
Fig. 12
gezeichneten Stellung des Rades haben die secundären Pole die in der Fig. 14 angegebene
Polarität, indem sie durch die primären Pole, mit denen sie durch die Inductoren
verbunden sind, magnetisirt werden. Wenn sich das Inductorrad um 1/32 des Umfanges
gedreht hat, so werden alle secundären Pole ihre Polarität gewechselt haben, indem
sie nun durch die Inductoren magnetisch mit den primären Magneten auf der anderen
Seite verbunden sind. Das Inductorrad wirkt als ein magnetischer Umschalter und
wechselt; indem es sich beständig dreht, fortwährend die Polarität der secundären
Magnete, so dass in den dieselben umgebenden Spulen Wechselströme erzeugt werden.
Die Polarität der secundären Magnete und die Stromrichtung wechselt während einer
Umdrehung 32mal, ist also doppelt so gross als die Zahl der Inductoren und ganz
unabhängig von der Zahl der primären oder secundären Spulen.
Textabbildung Bd. 285, S. 97Wechselstromdynamo von Woodhouse und Rawson United Die Dynamomaschinen der Woking Centrale sind unmittelbar mit
Dreifach-Expansionsdampfmaschinen gekuppelt, welche etwa 260 Umdrehungen in der
Minute machen. Jede Dynamo ist derart in zwei Hälften getheilt, dass sowohl der
obere als auch der untere Theil derselben jeder für sich allein, oder beide Theile
zusammen benutzt werden können. Jeder Theil gibt bei der angegebenen Umdrehungszahl
15 Ampère mit 2000 Volt. Wenn die Belastung weniger als 30000 Watt beträgt, wird nur
die eine Hälfte der primären Magnete erregt und
der Strom von der entsprechenden secundären entnommen. Die Hauptabmessungen der
Maschine sind folgende: Länge 2,032 m, Höhe 2,032 m, Breite 1,144 m, Durchmesser des
Inductorrades 1,373 m. Die Inductoren messen in der Ansicht 305 × 203 mm, die
Magnete sind 76 mm lang und messen in der Ansicht 305 × 76 mm. Der Widerstand von
acht hinter einander geschalteten primären Spulen ist 2,7 Ohm, derjenige von acht
secundären Spulen 1,8 Ohm. Das Gesammtgewicht der Maschine beträgt etwa 7,5 t.
10) J. Nebel in Charlton erhielt das englische Patent
Nr. 4824 vom 27. März 1890 auf eine besondere Art der Ankerwickelung. Die bei
Trommelankern gebräuchliche Wickelung in zwei von Bürste zu Bürste führenden
Stromkreisen bedingt einen grossen Querschnitt der Leiter, welcher, da die radiale
Ausdehnung beschränkt ist, durch grosso Breite ersetzt werden muss, was den
Nachtheil hat, dass die Zahl der Leiter und Stromsammlerabtheilungen vermindert
wird. Um dies zu vermeiden und die Bürsten gleichzeitig mit mehreren
Stromsammlerabtheilungen in Berührung zu bringen, legt Nebel zwei, drei oder mehrere Sätze Spulen neben einander, die je eine
Reihe von Stromsammlerabtheilungen haben, so dass die Zahl derselben entsprechend
vermehrt, der für jeden Leiter erforderliche Querschnitt vermindert und eine
gleichzeitige Berührung so vieler Stromsammlerabtheilungen durch die Bürsten
erreicht wird, als parallele Windungen vorhanden sind.
11) John Vaughan Sherrin in Ramsgate hat in
Oesterreich-Ungarn vom 22. Juni 1891 folgende Neuerungen an Dynamomaschinen und
Elektromotoren patentirt erhalten, welche durch Fig. 16 bis 18 erläutert werden.
Wie aus Fig. 15 und 16 ersichtlich ist,
bestehen die Feldmagnete aus etwa 1 mm starken Scheiben A von Holzkohlenblech, welche in der gewünschten Form ausgestanzt und
durch die ebenso gestalteten Endplatten C mit Hilfe der
beide Theile durchdringenden Bolzen A1 zusammengehalten werden. Bevor die Endscheiben auf
den Kern gelegt werden, wird dieser mit einer Lösung von Schellack, Pech oder
anderem isolirenden Bindemittel bestrichen oder in dasselbe eingetaucht; während des
allmählichen Anziehens der Bolzen A1 wird der Kern angemessen warm erhalten, so dass
sich das Bindemittel überall fest ansetzt und die Kernscheiben zu einem festen
Blocke verbindet. Das Bindemittel kann auch auf Papier, Leinwand oder ähnliches
Gewebe aufgetragen werden.
Textabbildung Bd. 285, S. 98Fig. 15.Dynamo von Vaughan Sherrin. Die Bolzen A1
können, statt durch die Platten A zu gehen, auch
seitwärts derselben angeordnet werden, so dass sie nur durch die Platten C und die Endträger M
gehen. Die Feldmagnete können auch eine andere als die gezeichnete Form haben.
Textabbildung Bd. 285, S. 98Dynamo von Vaughan Sherrin. Der Ankerring B ist von gebräuchlicher Form;
der Stromsammler B besteht aus Bronze, seine einzelnen
Abtheilungen sind durch mit Schellack bestrichene Glimmerplättchen gebildet; das
Ganze ist in gewöhnlicher Weise auf der Welle befestigt. Die Bürsten G bestehen aus federnden Kupferstreifen, die durch
Stellschrauben G1 in
den auf den Bolzen J sitzenden Hülsen H befestigt sind. Die Bolzen J gehen durch die Träger K, welche mit
dazwischen liegenden Isolirstücken L2 in einem auf der Nabe des Endträgers M drehbaren Ringe L
befestigt sind. Der Ring L kann durch die Stellschraube
L1 in jeder Lage
festgestellt werden. Jeder Träger K hat einen Ansatz
K1 für eine
Stellschraube K2,
welche gegen die Bürste drückt, die sich beim Anziehen dieser Schraube mit ihrer
Hülse H um den Bolzen J
dreht. Die Bürsten sind so geformt und eingestellt, dass sie 1/12 bis ⅛ des
Stromsammlerumfanges bedecken und eine oder mehrere Ankerwindungen aus dem
Stromkreise ausschliessen. Durch diese Anordnung ist eine ruhige und vollkommene
Wirkung bei der Umschaltung und anderen verschiedenen Umständen in Betreff der
Leistung und Geschwindigkeit und zwar ohne Funkenbildung gesichert.
Textabbildung Bd. 285, S. 98
Fig. 18.Dynamo von Edison.
Die Bürsten sind sehr elastisch und brauchen nicht, wie die
gewöhnlich gebräuchlichen, für veränderliche Leistungsfähigkeit und Geschwindigkeit
besonders eingestellt zu werden, sondern werden immer nur von Fall zu Fall, wenn sie
sich abgenutzt haben, nachgestellt. Als Patentansprüche werden geltend
gemacht: Die Herstellung der Feldmagnete für Elektromotoren und Dynamomaschinen
aus Frischeisenblechscheiben, welche durch ein isolirendes Bindemittel mit einander
verbunden und in der angegebenen Weise zu einem massiven Stück vereinigt sind;
sodann die Anwendung der federnden und verstellbaren Bürsten in der beschriebenen
Art.
Textabbildung Bd. 285, S. 99Fig. 19.Dynamo von Edison.Textabbildung Bd. 285, S. 99Fig. 20.Dynamo von Edison. 12) Th. A. Edison's kleiner langsam laufender
Motor von 1891 ist nach dem New Yorker Electrical
Engineer, 1891 Bd. 11 * S. 611, in Fig. 18
bis 20 abgebildet. Er ist für Leistungen von 1/16 bis ½
berechnet und zur Benutzung für gewerbliche Zwecke bestimmt, läuft langsam,
besitzt einen hohen Wirkungsgrad, ist in der ersten Anschaffung und in der
Instandhaltung billig und fordert wenig Aufsicht. Die Bürsten liegen fest und
fordern keine weitere Beaufsichtigung, nachdem sie einmal eingestellt sind. Zum
Schmieren wird anstatt des Oeles Fett benutzt. Dadurch, dass die Ankerrollen mit dem
Stromsammler durch Neusilberdrähte verbunden worden sind, ist das sonst bei kleinen
Dynamo so lästige Funkensprühen ganz vermieden. Jede Rolle des Ankers ist von den
anderen ganz unabhängig gewickelt und lässt sich deshalb sehr leicht auswechseln.
Die Lager der Ankerwelle bestehen, wie dies Fig. 21
deutlicher sehen lässt, aus genau abgepassten Messingbügeln, die sich bei
eintretender Abnutzung ebenfalls leicht und rasch erneuern lassen. An die Pole der
Feldmagnete sind nach Fig. 19 besonders gestaltete
Polstücke aus weichstem norwegischen Schmiedeeisen angesetzt; da sie aus Streifen
gebildet sind, erhitzt sich das Feld nicht und der Motor kann selbst bei Ueberladung
kühl laufen. Da die Elektromagnetrolle unter dem Anker liegt, so liegt der
Schwerpunkt tief und die Maschine steht fest.
Der Anker (Fig. 20) ist aus dem weichsten gewalzten
Schmiedeeisen hergestellt und besitzt Zähne, zwischen denen die Rollen liegen und
fest gehalten werden. Zugleich können dabei die Zähne den Polen möglichst nahe
gebracht und so der Luftzwischenraum thunlichst klein gehalten werden, ohne dass ein
Abschaben der Rollen befürchtet werden müsste.
Textabbildung Bd. 285, S. 99Fig. 21.Dynamo von Edison. Die Edison General Electric Co. baut diese
Motoren in folgenden Grössen:
HP
Volt
Ampère
Geschwindig-keit
Gewicht
1/16
125
0,4
2200
14,75
⅛
125
0,8
2000
20,25
¼
125
1,6
1300
28,50
½
125
3,2
1500
37,625
Einen anderen kleinen Edison-Motor für 0,25 Kilowatt zur Speisung von 5
Edison-Glühlampen oder als ¼ -Motor hat der Londoner Electrical Engineer, 1891 Bd. 8 * S. 133, nach dem Scientific American beschrieben. Hier liegt der Anker unten und die
Schenkel des Hufeisenelektromagnets ragen darüber empor; sowohl der Bug, wie die an
die Grundplatte angeschraubten gusseisernen Polstücke sind durch kräftige, in die
Kerne eingeschraubte Bronzebolzen mit diesen verbunden und halten die Schenkel
fest.
13) Crompton's elektrische Fördermaschine.In der Berg- und Hüttenmännischen Zeitung, 1892
* S. 75, findet sich eine Zusammenstellung über: Elektrische
Grubenlocomotiven in Deutschland, worin über die Erfahrungen auf der
Hohenzollern-Grube, ferner in Zauckeroda und Neu-Stassfurth berichtet wird,
sowie über eine von der Allgemeinen
Elektricitätsgesellschaft ausgeführte Anlage in der Laurahütte. –
Ebenda S. 78 folgen Mittheilungen aus einem von E.
Masson verfassten Artikel über elektrische Förderung in
nordamerikanischen und deutschen Steinkohlengruben aus der Revue universelle des mines, 1891 S. 187, worin
namentlich die Anforderungen an die Grubenlocomotiven und die Mängel und
Gefahren derselben aufgeführt werden. – Ausführliche Mittheilungen über die
elektrische Motorenanlage in dem Kohlenbergwerke Sacré-Madame zu Dampremy
hat E. Grosseries in der Revue universelle des mines, 1891 Bd. 15 S. 22,
gegeben; für diese Anlage waren bei 50 Ampère und 70 Volt Klemmenspannung 80
bis 85 Nutzleistung der Motoren zugesichert und Versuche mit dem Prony'schen Zaume haben dieselbe zu 83 Proc.
ergeben. Nach den Industries, 1891 *
S. 354, ist im vorigen Herbste in den Abercanid-Gruben für die Hill's Plymouth Co. in South Wales die in Fig. 22 abgebildete elektrische Fördermaschine
aufgestellt worden, welche 27 sammt der zugehörigen Mannschaft ersetzt. Es
ist dies die erste so umfangreiche Anlage unter Tage. Crompton und Co. in Chelmsford haben sie ausgeführt. Die Windeeinrichtung
ist die gewöhnliche, mit Haupt- und Nebenseil. Der Motor ist eine Crompton-Dynamo
mit Reihenwickelung, läuft mit 600 Umdrehungen
in der Minute bei 80 Ampère und 450 Volt; beim Anlaufen verträgt sie ohne
Nachtheil 160 Ampère. Der Motor liegt an dem einen Ende des Schmiedeeisenrahmens,
worauf die Trommel und das Zahnrad liegt. Die stählerne Trommelwelle wird durch ein
Räderpaar von der treibenden Welle und diese von der Dynamo durch sechs 25 mm-Seile
getrieben. Die Fördermaschine hat zwei Trommeln von 1,67 m Durchmesser und 0,3 m
Breite, auf welche eine Kuppelung und eine Fussbremse wirken. Die Anlage fördert die
Kohle von drei verschiedenen Seiten der Grube her, und obwohl diese zur Zeit nicht
weit vom Motor entfernt sind, so hofft man doch, die Kohle fast 1,6 km weit
herzuschaffen.
Textabbildung Bd. 285, S. 100Fig. 22.Crompton's elektrische Fördermaschine. Als Stromerzeuger dient eine wagerechte Crompton-Dynamo, welche mit
gemischter Wickelung versehen ist und bei 550 Umdrehungen 160 Ampère bei 500 Volt
liefert. Nach der Förderungsanlage läuft von ihr ein 2900 m langes Seil, das aus 37
Schäften aus bestleitendem Kupferdraht Nr. 14 gebildet und mit vulkanisirtem Pech
gut isolirt, mit zwei Bandschichten und zwei zwischen ihnen liegenden Lagen von
Jutegarn versehen ist und darüber zwei entgegengesetzt gewickelte Hüllen von 30
bezieh. 36 Stahldrähten Nr. 8 besitzt; der Widerstand ist 0,3192 Ohm, was einen
Verlust von 51 Volt oder 10 Proc. zulässt. Das Seil ist in den Schacht hinabgeführt
und kann bei einem etwaigen „Fall“ mit 10 t auf 1 Quadratzoll (= 6,451 qc)
dem Abscheren widerstehen.
Die Anlage kommt nur halb so hoch zu stehen, als eine mit Pressluft und gibt 65 Proc.
als Wirkungsgrad, letztere dagegen nur 30 Proc. (? D. R.)
14) Die elektrische Pumpmaschine, welche in Amerika am 27. März 1891 unter Nr. 458873
für C. J. van Depoele in Lynn, Mass., patentirt worden
ist, enthält einen diamagnetischen Stiefel, einen röhrenförmigen Kolben aus einem
magnetisirbaren Stoff und um den Stiefel eine Elektromagnetrolle, welcher der Strom
zugeführt wird, damit sie den Kolben hebe und wieder fallen lasse, wobei die zu
pumpende Flüssigkeit durch den Kolben hindurch geht.
15) Die Elektrotechnische Fabrik Rheydt (Max Schorch und Co. hat in Gemeinschaft mit der
Centrifugenfabrik der Gebrüder Heine in Viersen eine
elektromagnetische Centrifuge ausgeführt, welche in Fig. 23 und 24 nach der Leipziger Monatsschrift für Textil-Industrie, 1892 * S.
3, abgebildet ist. Dieselbe besitzt mehrere Vorzüge vor der etwas früher schon
von den Deutschen Elektricitätswerken in Aachen
ausgeführten Centrifuge. Vor allem ist die Heine'sche
Centrifuge von oben vollständig offen und von jeder Seite her zugänglich. – Da
ausserdem die ganze Höhe nur etwa 1 m beträgt, so ist hiermit für eine bequemere
Bedienung der Centrifuge gesorgt. – Drittens liegt der vierpolige Schorch'sche Elektromotor unterhalb der Trommel und ist
der Anker derselben unmittelbar auf die Welle gekeilt, so dass die Kuppelungen nicht
locker werden können. Damit ferner bei ungleichmassiger Belastung der Schwungtrommel
die hierdurch entstehenden Erschütterungen nicht nachtheilig auf die Achse und deren
Lager rückwirken, ist erstere nicht fest, sondern in eigenartiger Anordnung
elastisch gelagert, so dass sie bei etwaigen Schwingungen leicht federnd nachgibt
und durch einen Gleichgewichtsregulator sich selbsthätig zu ruhigem Laufe centrirt.
In Folge dessen bedarf diese Centrifuge keines besonderen Steinfundamentes und kann
die Maschine in jedem Stockwerk aufgestellt werden. Ferner wird der Verschleiss an
Maschine und Elektromotor durch diesen vollkommen ruhigen Gang auf das geringste
Maass gebracht. Alle Lager und Oelgefässe liegen unterhalb der Trommel, so dass das
Oel nicht in die Trommel gelangen und deren Inhalt verderben kann.
Textabbildung Bd. 285, S. 100Elektromagnetische Centrifuge von Max Schorch und Co. und Gebrüder
Heine. Umdrehungszahl 850 bis 1000, Leistung ½ bis ¾ , Nutzleistung 75
Proc. Der Motor kann auch als Bremse wirken.
16) Der von B. D. Sothard entworfene, von der von
ihm geleiteten Chicago Electric Motor Co. gebaute
Chicago-Ventilator-Motor ist in Fig. 25 nach dem New
Yorker. Electrical Engineer, 1891 Bd. 11 * S. 616,
abgebildet. Der etwas abgeänderte Gramme-Ringanker besitzt sehr gute Isolation, so
dass ein Abbrennen unmöglich wird. Der Feldmagnetkern ist aus bestem Schmiedeeisen;
er ist an dem einen Ende mit dem einen der gusseisernen Polstücke verbunden, welche
nach oben zu Füsse bilden, auf denen der Motor steht. Der Aus- und Einschalter ist
oben auf dem Motor angebracht. Die ⅛ -Motoren sind für 110 bis 500 Volt
gewickelt und tragen einen 0,30 bis 0,38 cm-Windflügel; andere Grössen werden nach
Verlangen ausgeführt.
Textabbildung Bd. 285, S. 101Fig. 25.Chicago-Ventilator-Motor von Sothard.Textabbildung Bd. 285, S. 101Fig. 26.Westinghouse-Ventilator-Motor von der Westinghouse Electric
and Manufacturing Co. 17) In Fig. 26 ist nach dem New Yorker Electrical Engineer, 1891 Bd. 11 * S. 613, der tragbare
Westinghouse-Ventilator-Motor abgebildet, den die
Westinghouse Electric and Manufacturing Co. baut.
Derselbe kann in einen Wechselstromkreis für Glühlampen eingeschaltet werden und
nimmt nicht mehr Strom weg, als eine Lampe. Ein solcher Motor hat bei einer
6monatlichen Benutzung keinerlei Aufmerksamkeit gefordert, da nicht einmal eine
Oelung nöthig ist. Die Ankerrollen und die von ihnen zum Stromsammler führenden
Drähte liegen vollständig in einem Cementstoffe, was jede Kurzschliessung und
jedes Brechen eines Drahtes durch raube Behandlung ausschliesst. Die Geschwindigkeit
lässt sich leicht verändern. Der Motor hat zwei Kohlenbürsten, welche jahrelang
nicht erneuert zu werden brauchen; ein Drehen der Bürsten nach rechts oder nach
links verlangsamt oder beschleunigt die Bewegung. Der Windflügel ist mit Nickel
platirt, der Ständer aus Bronze.
Dem Verlangen nach grossen, langsam laufenden Stromerzeugern für Strassenbahnen kommt
diese Company durch den Bau von vielpoligen Maschinen mit gemischter Wickelung für
125, 250 und 500 entgegen. Nach dem New Yorker Electrical Engineer, 1891 Bd. 11 * S. 637, gleicht diese Dynamo der
bekannten Westinghouse-Wechselstromdynamo (vgl. 1887 265
* 440. 1889 272 118), doch haben die 125 und 250
-Dynamo nur vier, die 500 -Dynamo nur sechs nach innen vorragende
Polstücke. Die Lager sind selbstölend. Der Anker ist ein Gramme-Ring. Diese Dynamo
sind zu 500 Volt bewickelt, können aber bis 550 oder selbst 600 Volt bei derselben
Ankergeschwindigkeit betrieben werden, indem man Widerstand aus dem
Nebenschlusskreise mittels eines Handregulators ausschaltet. Die Zahl der Bürsten
gleicht jener der Polstücke; die gleichnamigen sind mit einander verbunden.
18) Zum Treiben des bekannten Blackman-Ventilators sind
schon mehrfach, aber ohne günstigen Erfolg Elektromotoren verwendet worden. Kürzlich
hat Watel (von der Blackman
Ventilating Co.) einen Motor angegeben, bei welchem nach dem Electrician, 1892 Bd. 28 * S. 406, die Ankerrollen am
Umfange des Ventilators selbst angebracht und ringförmig von den Rollen der
Feldmagnete umgeben sind; dieser Motor, bei dem die beiden Ringe sich die
vorstehenden Pole zukehren und nur zwei Bürsten nöthig sind, ähnelt sehr dem 1842
von Elias in Amsterdam gebauten. Ein Flügel von 0,6 m
fordert für das Laufen mit 450 Umdrehungen 70 Volt, 1,5 Ampère, ¼ und
liefert 76,5 cbm Luft in der Minute in einer 0,6 m weiten Leitung. Der Strom kann
von der nächsten Lampe entnommen werden.
19) Ueber die Dampf- und Dynamomaschinen von O. L. Kummer und
Co. in Niedersedlitz in Dresden (vgl. 1890 275 *
539) ist in Uhland's Technischer Rundschau, 1892 * S.
145, berichtet worden. Die Dampfmaschinen sind mit dem Moment-Achsenregulator
„System Fischinger-Leck“ ausgerüstet.
Derselbe gestattet einerseits einen höchst einfachen Schiebermechanismus und
andererseits ist die Regulirung der Maschine eine vollkommene. Grössere Maschinen
sind mit zwei Schiebern für den Hochdruckcylinder ausgerüstet; der eine davon wird
gemeinschaftlich mit dem Schieber des Niederdruckcylinders vom Regulator beherrscht.
Der Vortheil in Bezug auf Oekonomie liegt bei einer derartigen Einrichtung auf der
Hand. Versuchsweise wurde eine Maschine plötzlich beim Leergang mit 402 Touren fast
vollständig belastet; dabei sank die Tourenzahl während 4 Secunden auf 383 herab und
stieg dann wieder bis zu 394; die letztere Umdrehungszahl wurde dann constant von
der Maschine eingehalten. Der in Fig. 27 dargestellte
Schwungradregulator gewöhnlicher Anordnung empfiehlt sich wegen seiner empfindlichen
Wirkungsweise gerade bei Dampfmaschinen zum Betriebe elektrischer Lichtanlagen, weil
hierbei einerseits so plötzliche Belastungswechsel sehr leicht eintreten können,
andererseits auch ein
gleichmässiger Gang der Maschine für die Güte des Lichtes Erforderniss ist.
Die in Fig. 28 abgebildete Dampfdynamo von O. L. Kummer und Co. besitzt einen Cylinder; sie ist
aber ebenfalls mit dem beschriebenen Achsenregulator ausgerüstet. Eine solche
Maschine macht 500 Umdrehungen in der Minute und leistet dabei 2300 Volt-Ampère.
Textabbildung Bd. 285, S. 102Fig. 27.Dampfdynamo von Kummer und Co.Textabbildung Bd. 285, S. 102Fig. 28.Dampfdynamo von Kummer und Co. Besonders für Torpedoboote und auch überall da, wo man eine leichte, wenig
Raum beanspruchende Maschine aufstellen will, eignet sich die in Fig. 28 dargestellte Maschine; bei dieser ist auch die
Anordnung der Magnete eine wesentlich andere. Während in Fig. 27 die Achsen der Magnetbewickelungen wagerecht liegen und die
Magnetpole, zwischen denen der Anker umläuft, nach aussen ausladen, sind hier die
Magnetkerne in einem Ringe angeordnet, in dessen Mittelachse auch die Achsen der
Magnete liegen. Um eine Streuung der Magnetlinien nach der Maschine zu verhindern,
die durch die Eisentheile derselben veranlasst werden könnte, sind sämmtliche
anderen Theile der kleinen Maschine aus Phosphorbronze hergestellt. Das
Gesammtgewicht dieser Dynamo beträgt 475 k, die Leistung bei 500 Umdrehungen in
der Minute 6,5 . Die Materialverwendung steht bei dieser Maschine in einem
äusserst günstigen Verhältnisse; es kommen bei derselben auf 1 nur 73 k des
Gesammtgewichtes von Dynamo und Dampfmaschine.
Textabbildung Bd. 285, S. 102Fig. 29.Dampfdynamo von Kummer und Co. Das Epsilon-Modell der Firma veranschaulicht Fig.
29. An einem kräftigen Ringe ist unten die Grundplatte angegossen; in
derselben Weise ist der Ring nach innen zu mit vier oder mehr Magnetkernen
ausgerüstet, während er seitlich für die Riemenscheibe einen Lagerarm trägt. Der
Lagerarm der Stromsammlerseite ist durch Schrauben befestigt. Die Lager (nach Sellers' Anordnung) sind im Verhältniss zur Bohrung
sehr lang, wodurch der Flächendruck der Welle ein verhältnissmässig geringer ist.
Der Stromsammler hat einen ziemlich weiten Durchmesser und kann deshalb vieltheilig
gemacht werden, ohne dass die Breite der einzelnen Streifen zu gering ausfallen
würde. Der Anker besteht aus sehr dünnen Eisenblechscheiben, deren verhältnissmässig
grosser Durchmesser ermöglicht, dass trotz der geringen Umdrehungszahl eine einzige
Drahtschicht zur Bewickelung genügt. Die einzelnen Theile der Maschine sind von
aussen leicht zugänglich, so dass etwaige Ausbesserungen schnell vorgenommen werden
können und ferner eine stetige Controle möglich ist. Der elektrische Wirkungsgrad
der Dynamomaschinen schwankt zwischen den Werthen von 78 Proc. bei kleineren und 93
Proc. bei den grössten Modellen.
Den Elektromotor „Delta“ der Firma O. L. Kummer und
Co. führt Fig. 30 vor; derselbe wird in
sechs verschiedenen Grössen, und zwar von ½ an bis 3 gebaut. Die
Motoren können in jeder beliebigen Lage – ob aufrecht, oder wagerecht, oder geneigt
– arbeiten, ohne dass die schräge Stellung der Wellenachse auf die Lagerung irgend
welchen Einfluss hätte. Grössere Motoren werden nach dem beschriebenen Typus der
Dynamomaschinen „Epsilon“ oder „Delta“ gebaut. Die Elektromotoren der
Art nach Fig. 30 machen bei einer Grösse für 2
effective 900 Umdrehungen und bei einer solchen für 3 effective
1400 Umdrehungen.
20) Francis B. Crocker (vgl. 1888 267 * 454) hat am
20. Mai 1891 vor dem American Institute of Electrical
Engineers (vgl. Transactions, Bd. 8 * S. 187,
und den New Yorker Electrical Engineer, 1891 Bd. 11 *
S. 594) einen Vortrag über die Vervollkommnung der Elektromotoren für gewerbliche Zwecke gehalten, an den sich auch eine
lebhafte Besprechung (vgl. Transactions, Bd. 8 S. 201)
angeschlossen hat. Aus demselben mögen einige Bemerkungen hier eingereiht
werden.
Textabbildung Bd. 285, S. 103Fig. 30.Elektromotor „Delta“ von Kummer und Co. Der Feldmagnet sollte zweipolig sein, ausser bei grösseren Maschinen über
10 , weil sonst der ganze Bau zu verwickelt wird. Das Feld sollte lieber
einen einfachen magnetischen Kreis bilden, weil dies in Bezug auf den erforderlichen
Draht und Strom ökonomischer ist, als bei auf einander folgenden wechselnden
Polen.
Das Feld kann in drei Formen ausgeführt werden: 1) Edison-Form; die Pole stehen an der Grundplatte; hier ist ein dazwischen
zu legender nicht magnetischer Stoff (gewöhnlich eine Zinkplatte) nöthig, damit das
Eisen der Grundplatte den magnetischen Kreis nicht schliesst. 2) Manchester-Form; die eiserne Grundplatte bildet das
eine der Polstücke; hier wächst der magnetische Verlust sehr stark, da dieser für
die Praxis proportional der Fläche ist, welche der Luft ausgesetzt ist. 3) Caps-Form oder umgekehrte
Hufeisenform; die Eisenplatte bildet den Bug des nach oben gerichteten
Hufeisens; hier sind weder die Verluste, noch die Fehler der anderen Formen
vorhanden und vortheilhaft die Polstücke möglichst von der Grundplatte, den Lagern
u.s.w. entfernt; die Grundplatte kann bei ihrem grossen Querschnitte und der dadurch
bedingten grossen Durchlässigkeit für die magnetischen Kraftlinien aus Gusseisen
gemacht werden; die Kerne sollten aus Schmiedeeisen gemacht werden, weil sie bei
Gusseisen fast den doppelten Querschnitt erhalten müssten, was zugleich grössere
Verluste nach sich zieht; auch die Polstücke sollten aus ähnlichen Gründen aus
Schmiedeeisen sein.
Textabbildung Bd. 285, S. 103Fig. 31.Kernwickelung von Crocker und Wheeler.Die Wickelung soll vollkommen isolirt sein und auf eine völlig feuer- und
wasserdichte und bestens isolirende Spule kommen, damit nicht bei etwaigem Erhitzen
des Drahtes eine Ableitung nach dem Kern und der Erde eintritt.
Der Ankerkern sollte Zähne haben, und zwar ist die trapezförmige Gestalt der Zähne,
wie in Fig. 31, besonders vortheilhaft, weil da in
den nach innen zu weiter werdenden Schlitzen der Draht sowohl gegen die
centrifugale, als gegen die tangentiale Kraft besser fest gehalten wird, noch besser
gegen Beschädigung geschützt ist, da er fast ganz von Eisen umgeben ist, und weil da
der Anker den Polstücken eine nahezu ununterbrochene magnetische Oberfläche
darbietet und dadurch das Widerstreben der Lufträume in dem magnetischen Kreise und
den magnetischen Verlust auf das Geringste herabbringt und das Entstehen
Foucaultscher Ströme und Kraftverluste in den Polen vermeidet. Zudem passt dabei der
Querschnitt der Schlitze noch besser zu dem Querschnitte, der sich für die Windungen
auf der Innenseite des Ringes darbietet (vgl. Fig.
31), wo ja der Raum durch radiale Linien in Abtheilungen zerlegt wird; und
überdies ist diese Schlitzform ökonomischer, weil die grössere Windungszahl in den
inneren Lagen liegt, wo sie kürzer sind.
Textabbildung Bd. 285, S. 103Fig. 32.Anker von Crocker und Wheeler. Nach diesen Grundsätzen haben Crocker und Dr.
S. S. Wheeler ihre Elektromotoren entworfen. Die
Felder stellen sie in der aus Fig. 32 ersichtlichen
Weise her, indem sie Kern und Polstück aus einem Stücke schmieden und genau formen,
dann aber so in einem Halter befestigen, dass die Kernenden genau der Ankerbohrung
angepasst werden; in eine gusseiserne Grundplatte werden Löcher in entsprechender
Entfernung gebohrt und die Kerne bis zur richtigen Tiefe, nach der sie abgepasst
sind, eingesetzt. Es wird auf diese Weise ein ganz vorzüglicher magnetischer Kreis
gebildet; es sind bloss zwei Verbindungsstellen da, die Berührungsfläche ist an
jeder etwa viermal so gross, als der Kernquerschnitt, und die Verbindungen sind
vollkommen passend. Die Löcher in der Grundplatte werden gleich beim Giessen mit
hergestellt und später nur erweitert. Die Weite der Schlitzöffnungen im Ankerkern
misst nur 1,5 mm. Dies vermindert die zur Erregung nöthige Drahtmenge so, dass nur
sehr kurze Kerne und Rollen nöthig sind: dadurch wieder kommt die Welle des Ankers
entsprechend tief zu liegen, bei der 3 -Maschine liegt die Achse der Welle
weniger als 0,3 m über dem Boden. Für den 3 -Crocker-Wheeler-Motor mit 115
Volt gelten folgende Zahlen:
Gesammtgewicht
350
Pfund
Gewicht des Felddrahtes (Nr. 24 A. W. G.)
12
„
„ „ Ankerdrahtes (Nr. 13 A. W. G.)
11
„
Widerstand des Feldes
310
Ohm
„ „ Ankers
0,4
„
Elektromotorische Kraft
115
Volt
Gesammtstrom bei voller Belastung
24,3
Ampère
Strom zur Erregung des Feldes
0,37
„
Gesammtstrom beim Leerlaufen
1,9
„
Für den Leerlauf verbrauchter Theil
der Gesammtenergie
0,08
Commercieller Wirkungsgrad
0,80
Ankergeschwindigkeit (Umdrehungen in der
Minute)
975
Gesammter magnetischer Verlust
0,17
Magnetischer Wirkungsgrad (Kraftlinien durch den
Anker: gesammte Kraft- linien)
0,83.
21) W. Stanley jun. in Pittsfield, Mass. (vgl. 1891 279 178), und J. F. Kelly in
New York wollen nach ihrem englischen Patente Nr. 9522 vom 4. Juni 1891 die Wirkung
der Selbstinduction durch Einschaltung eines Condensators von entsprechender
Capacität beseitigen. Bei einem Motor mit Hintereinanderschaltung ist der
Condensator in Hintereinanderschaltung mit den Rollen der Feldmagnete und des
Ankers, bei einem Motor mit Nebenschlusswickelung dagegen bloss mit den Rollen der
Feldmagnete, in denen besonders die Selbstinduction auftritt und beim Betrieb mit
Wechselströmen durch Verzögerung der Stromphasen in dieser störend wirkt.
22) Eingehende Versuche über die Verluste im magnetischen Felde der Dynamomaschinen
hat Win. L. Puffer angestellt und in Technology Quarterly, Boston 1891 Bd. 4 * S. 205,
veröffentlicht unter Mitaufnahme der Ergebnisse der Versuche von E. D. Brown und F. M.
Greenland, aus der Klasse 1890 des Massachusetts
Institute of Technology und einiger eigener Versuche aus dem Winter
1887/88. Er findet das Verhältniss v der gesammten
Kraftlinien im Feldmagnete zu den im Anker
bei Magneti-sation
beim Ent-magneti-siren
bei einer Edison-Dynamo für Glühlicht zu
v = 1,53
v = 1,57
„ „ Thomson-Houston-Dynamo für Glühlicht zu
v = 1,42
v = 1,40
bei einer Weston-Dynamo für Glühlicht zu
v = 1,27
v = 1,27
Bei einer für das Mining Department des Massachusetts
Institute für eine Höchstleistung von 50 Ampère bei 50 Volt besonders
gebauten „Eddy“-Dynamo (Wirbel-Dynamo) fand sich
bei Composition
v = 1,49
„ Eisen
v = 1,63
23) Bei dem von der Simplex Motor Co. in Boston gebauten
Simplex-Motor liegt nach dem New Yorker Electrical
Engineer, 1891 Bd. 11 * S. 522, der ringförmige Anker ausserhalb des
Feldes; der Anker kann deshalb beliebig gross gemacht werden und sehr langsam
laufen, so dass er wenig Reibung in den Lagern gibt. Die vier Kerne der unter 90° zu
einander stehenden Spulen stehen aus diesen etwas vor, damit der Luftzwischenraum im
magnetischen Feld thunlichst klein werde.
Dieser Simplex-Motor kann in verschiedener Weise an Wagen angebracht werden, entweder
unmittelbar, indem man den Motor zu einem Rad des Wagens macht, oder er kann vom
Wagen herabhängen und unmittelbar mit der Achse verbunden werden, oder er kann auf
einer Locomotive untergebracht und ähnlich wie bei einer Dampflocomotive durch
Seitenstäbe mit der Achse verbunden werden, oder mittels Riemen.
24) In seiner „Universal“-Dynamo hat Charles F.
Winkler, der Elektriker der Troy Dynamo Co. in
Troy, N. Y., zunächst den Stromsammler völlig funkenlos, die Maschine selbst aber
unabhängig von der Belastung im äusseren Stromkreise zu machen gesucht. Er bewickelt
nach dem New Yorker Electrical Engineer, 1891 Bd. 11 *
S. 699, den Anker mit zwei unabhängigen Wickelungen, von denen die eine den Strom
für die Feldmagnete, die andere den Strom für den äusseren Stromkreis erzeugt.
Die erstere besteht, damit die Luftzwischenräume möglichst klein werden, aus geraden
Eisenstangen, von denen die inneren trogförmig sind, sich mit ihren Enden den
Endscheiben des Ankers anschmiegen und mit den benachbarten geraden Stäben
verbinden, so dass ein völliges Seitenstück zur Gramme-Wickelung entsteht; die sich
vereinigenden Enden sind in gewöhnlicher Weise mit dem Stromsammler verbunden. Der
Zwischenraum zwischen den Trogstäben und den geraden ist mit weichem Eisendraht
ausgefüllt. Ausserhalb dieser Wickelung liegt die den äusseren Stromkreis speisende.
Natürlich hat diese Dynamo zwei Stromsammler.
Bei einer Maschine für 400 Lichter besteht der Gramme-Ring aus 40 Stäben, die mit
einem 40theiligen Stromsammler verbunden sind, und liefert bei 850 Umdrehungen 10
Ampère bei 34 Volt. Die äussere Siemens-Wickelung besteht aus 40 Spulen von Nr. 3 B.
und S.-Draht, jede mit zwei Windungsanlagen.
Da das Feld für sich erregt wird, so ist die gewöhnlich auftretende, sich durch
Funken anzeigende Rückwirkung zwischen Feld und Anker hier nicht vorhanden und es
können grosse Stromschwankungen im äusseren Stromkreise sich vollziehen, ohne Funken
am Stromsammler zu bilden. Bei der geringen Selbstinduction des im äusseren
Stromkreise liegenden Ankertheiles kann dieser Stromkreis mit beiden Enden in der
Hand unterbrochen werden, ohne dass man einen fühlbaren Schlag bekommt.
Diese Dynamo lässt sich ferner noch ohne Rheostat reguliren, da man durch Verstellung
der Bürsten des erregenden Stromes das Potential innerhalb weiter Grenzen ändern, an
jeder Stelle aber unveränderlich erhalten kann. Diese Anordnung lässt sich auch für
Bogenlichtmaschinen anwenden, wo die Regulirung ebenfalls gänzlich durch Verstellung
der Bürsten bewirkt werden kann.
25) Kleine Motoren nach den Entwürfen von W. B. Luce
bauen auch E. S. Ritchie und Co. in Brookline, Mass.;
die kleinsten zum Betreiben eines Spielzeugs oder eines Ventilators bis zu so
grossen, welche eine Nähmaschine u. dgl. treiben können. Nach dem New Yorker Electrical Engineer, 1891 Bd. 11 * S. 380, ruhen die
vier unter 45° gegen die Wagerechte gestellten, mit den Enden an einander gefügten
Feldmagnete auf einem gefälligen Fusse, und im Inneren des Vierecks läuft der Anker
um, welcher aus vier strahlenförmig vereinigten Rollen besteht. Auch Handdynamo baut
die Firma, welche einen guten Strom liefern.