Titel: Ueber Neuerungen an Elektromotoren (Dynamomaschinen).
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1886, Band 262 (S. 49–62)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj262/ar262018

Ueber Neuerungen an Elektromotoren (Dynamomaschinen).

(Patentklasse 21. Fortsetzung des Berichtes Bd. 261 S. 497.)

Mit Abbildungen im Texte und auf Tafel 4.

Alb. Spörel in Breslau (* D. D. P. Nr. 28952 vom 28. März 1884) bezweckt in dynamo-elektrischen bezieh. magnet-elektrischen Maschinen die Nutzbarmachung der Foucault'schen Ströme, welche entstehen, wenn eine Kupferscheibe zwischen entgegengesetzten Magnetpolen sich dreht, und die bisher nicht nutzbar gemacht werden konnten, da sich immer Kreisströme bildeten.

Der in einer Scheibe i (Fig. 1 und 2 Taf. 4) spiralförmig über einander gewickelte Draht, dessen Windungen ähnlich den Foucault'schen Stromwegen gewählt sind, soll zwischen zwei sich gegenüber liegenden, entgegengesetzten Magnetpolen hindurchgeführt werden, um die dabei in demselben inducirten Ströme zu gewinnen. Die Scheibe i besteht aus zwei oder mehreren, aus übersponnenem Kupferbande von rechteckigem Querschnitte hergestellten Spiralen. Die Mitte der Spiralen bleibt frei oder wird aus Hartgummi gebildet. Diese Spiralen sind unter einander verbunden und so gewickelt, daſs immer nur ein Strom entstehen kann. Die Spiralen werden durch den eisernen Ring a zusammen gehalten und mit Hilfe der 3 Scheiben b, c und d auf der Achse e befestigt; b und d sitzen mit Nuth und Feder auf der Achse, während c lose auf derselben, aber durch 4 Stellschrauben fest an die Spiralen gedrückt ist. Die Scheibe i ist in einem eisernen Gestelle gelagert und oben und unten von den Schenkeln je eines hufeisenförmigen Stahl- oder Elektromagnetes möglichst eng umschlossen. Diese Magnete bestehen aus hufeisenförmig gebogenen, reihenweise über einander gelegten, in Schuhen befestigten Stahldrähten. Jeder Schuh trägt auf der inneren Seite eine kreisabschnittförmige Platte, welche so angeordnet ist, daſs sie bei jeder Umdrehung der Scheibe i die Mitte jeder Spirale 2 mal bedeckt. Die Pole der beiden über einander liegenden Magnete sind entgegengesetzt und die beiden Pole eines jeden Magnetes stehen so dicht an einander, daſs sich die Scheibe i noch frei dazwischen bewegen kann. Auf der Achse e befindet sich noch auſser der Antriebscheibe der getheilte Ring m (Fig. 2) mit zwei Schleiffedern. Je nachdem die beiden Enden der Spirale an zwei Ringe mit Schleiffedern oder an einen getheilten Ring mit Schleiffedern greifen, entstehen bei Drehung der Scheibe i entweder Wechsel- oder gleichgerichtete Ströme.

Der von L W. Stockwell in Cleveland, Nordamerika (* D. R. P. Nr. 28925 vom 9. Januar 1884) angegebene Elektromotor soll die gröſste Leistung bei einer gegebenen elektromotorischen Kraft liefern; es wird bei demselben die Drehung der Ankerwelle durch beständige, gleichartige Einwirkung der feststehenden Magnete auf den Anker hervorgebracht, nicht durch abwechselnde Anziehung und Abstoſsung. Auſserdem kann man |50| den Anker in beliebiger Richtung umlaufen lassen und denselben anhalten, indem man den Anker stromlos macht, wo dann die feststehenden Magnete als Bremsen wirken.

Die feststehenden, im Querschnitte kreisförmigen Magnete A (Fig. 3 und 4 Taf. 4) werden von Bodenscheiben b des Gehäuses B getragen; ihre Pole a ragen nach einwärts. Die Verbindung mit dem Gehäuse erfolgt mit Hilfe der Endstücke a1 (Fig. 3), welche mit den Endscheiben b verbolzt sind; auſserdem wird der Magnet durch die nichtmagnetischen Stangen a2 gestützt, welche den Magnetpolen gegenüber mit dem Magnete und dem Gehäuse verbunden sind. Die Polschuhe a treten beiderseits etwas über die in gewöhnlicher Weise um den Kern des feststehenden Magnetes ausgeführte Wickelung C hervor; ein Ende dieser Drahtspule ist mit der am Gehäuse sitzenden Klemmschraube D verbunden, zu welcher der Draht vom positiven Pole der den Strom für den Elektromotor liefernden Batterie oder sonstigen Stromquelle führt; das andere Ende jener Spule ist dagegen mit der Klemmschraube E an der vorderen Gehäusewand verbunden. An letzterer befindet sich eine zweite Klemmschraube F, welche den vom negativen Pole der Batterie kommenden Draht aufnimmt. Sämmtliche Klemmschrauben sind vom Gehäuse isolirt. Die vordere Bodenscheibe b des Gehäuses trägt eine nach auſsen vorspringende Nabe b1 , welche sowohl als Lager für die Motorachse, als auch für die drehbare Umschalterplatte G dient, die an ihren beiden gegenüber stehenden Enden mittels der isolirten Bolzen oder Schrauben I (Fig. 6 und 7 Taf. 4) die Contactknöpfe H trägt. Diese Bolzen treten durch gekrümmte Schlitze in der Bodenscheibe b nach innen und tragen hier die Contactbürsten. Die isolirten Klemmschrauben E und F tragen die halbkreisförmigen Contactplatten K und L. Die Enden der Contactplatten K und L liegen so dicht bei einander, daſs, wenn die Umschalterplatte G derart gedreht wird, daſs die Contactknöpfe H zwischen die Enden der Contactplatten kommen, diese Platten an beiden Enden gegen die Knöpfe drücken. In dieser Stellung geht dann der Strom durch die Spulen der festen Magnete auf folgendem Wege: Von der positiven Klemme D durch die Spulen der festen Magnete zur Klemme E, durch die Contactplatte K, den Knopf H zu der anderen Contactplatte L, zur Klemmschraube F und zum negativen Pole der Batterie. Bei dieser Stellung wird der Strom natürlich von den Bürsten abgelenkt, es geht kein Strom durch die Ankerspulen und der Motor steht still.

Die Ankerachse S, welche sich innerhalb des von den radialen Polschuhen der festen Magnete gebildeten Kreises dreht, trägt nahe an einem Ende, gerade innerhalb des Endstückes b, einen Ring M aus Vulkanit, auf welchem die leitenden Stromsammlerstücke m und n (Fig. 3) angeordnet sind. Von diesem Ringe M wird überdies an seinem den Ankerspulen zugewendeten Ende eine isolirende Flansche N getragen. Die Bürsten oder Federn o und p, welche an dem isolirten, durch die |51| Bodenscheibe b hindurchragenden, die Contactknöpfe H tragenden Bolzen I befestigt sind, schleifen auf dem Sammelringe. Die Welle S trägt zwei Ankermagnete Q und R, deren Kerne senkrecht auf der Achse und auf einander stehen und mit ihrer gröſsten Breite parallel zur Achse bezieh. zur Längenrichtung der Kerne der festen Magnete liegen. Die Pole dieser Ankermagnete sind so verbreitert, daſs sie im Querschnitte einen Kreisbogen bilden und sich dicht an den ebenso gebogenen Polschuhen a der festen Magnete vorüber bewegen. Die Ankermagnete Q und R sind in gewöhnlicher Weise gewickelt; die Enden der Wickelungsdrähte des ersteren gehen nach den Sammelstücken n, die des letzteren nach den gleichen Stücken m.

Dreht man die die Bolzen I tragende Umschalterplatte G, so kommen die Bürsten o und p in die der Figur 3 entgegengesetzte Lage zu den Sammelstücken, wodurch gleichzeitig der Contact der Knöpfe H und der Platten K und L gewechselt wird. Hierdurch wird die Polarität der Ankermagnete Q und R, also auch die Umdrehungsrichtung des Motors umgekehrt. In der Mittelstellung dagegen, wo die Knöpfe H mit den Platten K und L in Berührung treten, wird der Strom von den Ankerspulen abgeleitet, geht aber doch noch durch die Wickelung der festen Magnete, so daſs derselbe hemmend auf den magnetischen Anker einwirkt und diesen zum Stillstande bringt.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich, sind die Bürsten o gerade, die Bürsten p dagegen an ihren Enden so gebogen, daſs sie an o vorbeigehen. Hierdurch entstehen zwei Berührungspunkte jedes Bürstenpaares, wodurch während einer Umdrehung eine gleichmäſsige Einwirkung der festen Magnete auf die beiden Ankermagnete erzielt wird. Wenn nämlich beispielsweise, wie in Fig. 3 und 4 angenommen, die Pole des Ankermagnetes Q den Polen des festen Magnetes gegenüber stehen, so ist die Spule des ersteren vollständig ausgeschaltet, weil zwischen den Bürsten o, p und den Stücken n keine Berührung stattfindet. Der Ankermagnet Q setzt demnach der Einwirkung des festen Magnetes auf den zweiten Ankermagnet R den geringsten Widerstand entgegen und dieser empfängt den ganzen Strom. Dreht sich aber der Anker um etwa 25° weiter, so kommen die Bürsten p in Berührung mit den Stücken w, während die Bürsten o noch mit m in Berührung sind. Der Strom wird getheilt, geht durch die Spulen beider Ankermagnete, welche nun der gleichzeitigen Einwirkung der festen Magnete ausgesetzt sind, so daſs die gröſste Leistung erzielt wird. Geht der Anker noch weiter, so kommen die Pole des Magnetes R den festen Magneten gegenüber, die Bürsten o gehen von m auf n über, der Magnet R ist ausgeschaltet, so daſs der ganze Strom durch den anderen Ankermagnet Q geht.

Eine eigentümliche, in Fig. 5 Taf. 4 dargestellte Form der Bürsten ist noch zu erwähnen. Die Bürsten bestehen aus dem quadratischen oder cylindrischen, in den isolirenden Haltern U sitzenden Schafte T, |52| mit den gabelförmigen Köpfen t, welche an dem Sammelringe schleifen und durch Spiralfedern, wie bei T1, oder elliptische Federn, wie bei T2, gegen denselben gedrückt werden. Um jeden Theil einer Bürste genau einstellen zu können, empfiehlt es sich, den Schaft derselben in der Längenrichtung zu trennen, wie auf der rechten Seite der Figur 5 angedeutet ist.

Die European Electric Company in New-York (* D. R. P. Nr. 20515 vom 18. Januar 1882) will behufs Erhöhung der Leistung den feststehenden Magnetkern und den kreisenden Inductorkern so anordnen, daſs sämmtliche Drahtwickelungen des letzteren während ihrer Drehung zwischen den feststehenden Elektromagneten gleichmäſsig wirksam werden. Die neue Dynamomaschine soll nach Wunsch Wechselströme oder gleichgerichtete Ströme erzeugen. Bei Hervorbringung der ersteren ist die leitende Verbindung zwischen den Drahtwickelungen der feststehenden, durch einen Batteriestrom von auſsen erregten Elektromagnete und denen des Inductors unterbrochen; während bei Erzeugung gleich gerichteter Ströme diese beiden Drahtwickelungen in leitender Verbindung stehen, wogegen die Verbindung der feststehenden Elektromagnete mit der äuſseren Batterie aufgehoben ist. Dieser doppelte Zweck wird durch Verschiebung der mit dem Stromwender in Verbindung stehenden Contact- oder Schleiffedern und der dieser Verbindung entsprechenden Umschaltung des Stromes erreicht. Fig. 12 Taf. 4 bietet eine schematische Skizze des Stromlaufes mit der Stellung der Schleiffedern für eingeschalteten Stromwender, nebst punktirt gezeichneten Schleiffedern für ausgeschalteten Stromwender.

Der Kern A des feststehenden Elektromagnetes besteht am besten aus einem einzigen Stücke Schmied- oder Guſseisen und ist in 20 durch die inneren Verbindungstücke a1 zusammenhängende Abtheilungen a2 getheilt, welche auf diese Weise die Kerne von ebenso viel Elektromagneten bilden, deren Wickelung überall in demselben Sinne durchgeführt ist. Die inneren und äuſseren Enden jeder dieser Spiralen sind so mit einander verbunden, daſs ein dieselben durchlaufender Strom seine Richtung bei jedem folgenden Drahtbündel wechselt. So ist z.B. das äuſsere Ende der Wickelung b1 mit dem äuſseren Ende der benachbarten Wickelung b2 und das innere Ende der letzteren mit dem inneren Ende der folgenden Wickelung b3 verbunden. Das äuſsere Ende von b3 aber ist wieder mit dem äuſseren Ende von b4 verbunden u.s.f. bis zu der neben b1 liegenden letzten Wickelung b20. Die inneren Enden der Wickelungen b1 und b20 gehen nach den auf den Ständern sitzenden Klemmschrauben B. Bei dieser Art der Verbindung besitzen die mit ungeraden Zahlen bezeichneten Wickelungen alle dieselbe Stromrichtung, während die mit geraden Zahlen bezeichneten die entgegengesetzte Stromrichtung haben. In Folge dieses Stromlaufes bilden die einzelnen, mit Draht umwickelten Abtheilungen des feststehenden Kernes A mit |53| ihren nach innen gekehrten Sehenkeln ebenso viele Elektromagnete, deren gleichnamige Pole in den Schenkeln dicht neben einander liegen und durch das Polstück a1 verbunden sind. Der elektrische Strom geht durch den einen Draht b in die Spiralen des feststehenden Kernes und tritt, nachdem er dieselben alle durchlaufen hat, durch den anderen Draht b wieder aus. Je nachdem die Spiralen nach der einen oder anderen Richtung um den Kern A gewickelt und die Enden derselben mit einander verbunden werden, wird dieselben der elektrische Strom in der einen oder in der anderen Richtung durchlaufen. Dieser so gebildete feststehende Magnet wird von zwei auf der Grundplatte befestigten Ständern getragen; die Klemmschrauben B sind von letzteren isolirt.

Im Inneren dieses feststehenden Elektromagnetes kreist der Inductor C, dessen Kern ebenfalls 20 Abtheilungen enthält, welche aus den nach auſsen gerichteten radialen Schenkeln c2 mit den inneren Verbindungsstücken c1 bestehen. Ueber letztere ist nun wieder zwischen den Schenkeln c2 die Drahtwickelung gelegt und zwar überall in derselben Richtung; die inneren und äuſseren Enden dieser Spiralen sind in derselben Weise verbunden wie beim feststehenden äuſseren Magnete A. Es bildet daher dieser Inductor ebenfalls 20 Elektromagnete, deren gleichnamige Schenkel c2 an einander liegen und durch die Polstücke c1 verbunden sind. Natürlich wechselt die Polarität dieser Elektromagnete während der Drehung des Inductors beständig. Der eine Draht d geht vom inneren Ende der Wickelung d1 nach einem auf der Inductorachse sitzenden Metallringe D, während das innere Ende der Wickelung d20 mit einem zweiten auf dieser Achse sitzenden Metallringe D1 durch den anderen Draht d verbunden ist. Die beiden Ringe D und D1 sind sowohl von einander, als auch gegen die Achse isolirt; auf denselben ruhen die von metallenen Stützen gehaltenen Schleiffedern oder Bürsten E und E1 , welche mit den Drähten e verbunden sind. Diese Stützen sind von den die Lager der Achse bildenden Armen des feststehenden Elektromagnetes isolirt. Die Drähte d führen weiter von den Ringen D und D1 nach einer der beiden Metallplatten des auf der Achse sitzenden Stromwenders H. Diese beiden Platten sind kammförmig ausgestanzt und greifen mit ihren Zinken oder Fingern in einander; doch sind dieselben sowohl von einander, als auch gegen die Achse und von den Ringen D und D1 isolirt. Jede Platte hat halb soviel Finger, als der Ankerring Abtheilungen besitzt. Die Schleiffedern E und E1 können bis zur Berührung mit den Stromwendern, also in die Lage J bezieh. J1 gebracht werden. Der Kern des Inductorringes wird aus einer groſsen Anzahl dünner, von einander isolirter Eisenblechscheiben gebildet, welche durch Bolzen zusammen gehalten werden und mit Hilfe einer Nabe, deren Arme in die Zwischenräume der Schenkel c2 eingepaſst sind, auf der Achse von C befestigt werden. In Folge der Zusammensetzung des Inductorkernes aus dünnen Scheiben, im Gegensatze zu dem aus dem Ganzen hergestellten |54| feststehenden Kerne, wird ersterer sehr leicht magnetisirt und entmagnetisirt, was besonders wesentlich ist, wenn die Maschine als Motor benutzt wird, weil der im Kerne des feststehenden Elektromagnetes verbleibende, wenn auch nur geringe remanente Magnetismus, sofort einen schwachen Inductionsstrom in den Spiralen erzeugt, sobald sich der Anker in Bewegung setzt.

Um einen fortdauernd gleichgerichteten Strom zu liefern, müssen die Umschalter M und M1 den Stromkreis schlieſsen, während K und K1 geöffnet sind. Der in den Spulen des Inductors erzeugte elektrische Strom geht dann mit Hilfe der Drähte d nach den beiden Platten des Stromwenders H, welcher die Wechselströme in einen Gleichstrom umwandelt. Der Strom geht dann durch die Bürste J, den Draht h, den Umschalter M, die Drähte g und b nach den Spulen des feststehenden Elektromagnetes; nachdem der Strom dieselben durchlaufen hat, geht derselbe durch Draht g1, Umschalter M1 und Draht i in die Leitung o, deren anderes Ende durch den Draht j mit der Bürste J1 in Verbindung steht. Durch die Drähte N und mittels der Klemmschrauben B wird ein besonderer Batteriestrom in die Windungen des feststehenden Elektromagnetes geleitet, so daſs bei Drehung des Inductors in seinen Spiralen Inductionsströme entstehen. Führt man dagegen bei derselben Stellung der Umschalter M und M1 den äuſseren Batteriestrom durch die Leitung o ein, so kann die Maschine als Motor benutzt werden.

Um Wechselströme zu erzeugen, bringt man die Bürsten aus der Stellung J bezieh. J1 in die punktirt gezeichneten Stellungen E und E1, d.h. man schaltet den Stromwender H aus, die Ringe D und D1 dagegen ein. Dazu öffnet man die Umschalter M und M1 und schlieſst durch Drehung von K und K1 den Strom zwischen e, f und e1, f1. Durch die Drähte N wird der Batteriestrom in die Wickelungen des feststehenden Magnetes geleitet. Die in den Spulen des Inductors erregten Ströme gehen dann durch die Drähte d, die Ringe D und D1, die Bürsten E und E1, die Drähte e und e1, durch die Umschalter K und K1 sowie die Klemmschrauben L und L1 in die Leitungen o zur beliebigen Verwendung.

Hopkinson's Verbesserungen der Edison'schen Dynamomaschine beziehen sich nach dem Scientific American Supplement, 1884 * S. 6929 einerseits auf die Elektromagnete, andererseits auf den Anker. Bei den ersteren ist es namentlich die Anwendung eines groſsen starken Eisenkernes für jeden Schenkel, statt der früher benutzten zwei oder drei runden Eisenstäbe, deren jeder mit Draht umwickelt war. Die Maschine erhält dadurch die bereits in D. p. J. 1884 254 * 469 skizzirte mehr gedrungene Form. Zugleich führte Hopkinson die Umwickelung der Magnete mit Draht von quadratischem Querschnitte ein, wodurch der Wickelungsraum besser ausgenutzt wird als bei rundem Drahte. Bei der Construction des Ankerkernes sind die die einzelnen Eisenscheiben desselben zusammenhaltenden Längsbolzen beseitigt und durch groſse Muttern ersetzt, |55| welche auf die Welle aufgeschraubt sind. Die früher verwendeten Bolzen und Endscheiben bildeten einen besonderen Stromkreis, in welchem schädliche, nur eine nachtheilige Erhitzung herbeiführende Nebenströme kreisten. Ferner werden die Mittellöcher in den Eisenscheiben des Ankerkernes möglichst klein gemacht, um bei demselben Durchmesser mehr Eisen im Kerne zu haben. Durch diese Verbesserungen ist es möglich geworden, daſs z.B. die frühere 150 Lampen-Maschine jetzt für 250 Lampen ausreicht. Das neue Modell der letzteren Gröſse hat einen Anker von 255mm Durchmesser mit 0,02 Ohm Widerstand kalt und 17 Ohm Widerstand in den Magneten.

R. J. Gülcher in Biala (vgl. 1882 245 283. 1884 254 466) verbesserte besonders die Wickelung der Feldmagnete, um eine gleichbleibende Spannung an den Klemmschrauben zu sichern. In seiner 4poligen Maschine sind 8 Magnetkerne zu wickeln. Jeder derselben erhält eine Nebenschluſsspule von dünnem Drahte und über dieser eine Hauptspule von starkem Drahte. Die ersteren 8 Spulen sind dann hinter einander geschaltet und als Nebenschluſs zu den Polklemmen, wogegen die 8 Hauptspulen parallel geschaltet sind. Der beabsichtigte Zweck wurde namentlich bei kleineren Maschinen sehr gut erreicht, indem z.B. eine solche auf 65 Volt berechnete Maschine bei einem äuſseren Strome von 36 bis 88 Ampère genau 65 Volt, bei 105 Ampère 64 Volt und bei 130 Ampère 63,5 Volt ergab. Gröſsere Maschinen lieferten nicht so befriedigende Ergebnisse.

Gülcher's Dynamomaschine für galvanoplastische Zwecke unterscheidet sich von den für Beleuchtungsanlagen besonders durch den Anker. Derselbe besteht, wie in Fig. 9 bis 11 Taf. 4 veranschaulicht ist, aus einem aus mehreren Theilen verleimten flachen Holzringe als Kern, der an beiden Seiten mit mehreren schwachen, von einander isolirten Ringen von Holzkohlenblech bekleidet ist, welche letztere mittels durchgehender Nieten mit dem Holzkerne verbunden sind. Der hölzerne Kern springt jedoch sowohl nach innen, als auch nach auſsen über die Eisenringe vor und diese vorstehenden Theile sind mit einer gröſseren Anzahl Ausschnitten versehen, in welche die aus Fig. 9 und 10 ersichtlichen Kupferstäbe eingelegt sind. Je zwei dieser Kupferstangen A und B bilden zusammen eine Spule; das innere Ende der Stange A ist an einem in den Holzkern eingelassenen Kupferstücke befestigt, welches bis B reicht. Die Stange A ist nun 2 mal in der Richtung von links nach rechts um den Holzkern gewickelt; das innere Ende der Stange B schlieſst sich ebenfalls an das erwähnte Kupfer stück an; doch ist die Stange B selbst von rechts nach links, aber ebenfalls 2 mal um den Holzkern gewickelt. Die äuſseren Enden der beiden Stangen sind mit dem Stromsammler C verbunden, der nach Fig. 11 innerhalb der Ständer der Maschine liegt. In den so gebildeten beiden Theilen der Spule hat der Strom dieselbe Richtung. Der so hergestellte Anker wird durch 2 Scheiben getragen, |56| von denen die eine auf der Welle festgekeilt ist, während die zweite durch Schrauben mit dieser verbunden wird. Durch die Kegelform des äuſseren Randes dieser Scheiben wird der Ankerring selbst festgehalten. Es sind 8 Magnetspulen E vorhanden, welche mit Hilfe eines Umschalters entweder sämmtlich hinter einander, oder in zwei gleichen Gruppen parallel geschaltet werden können. Bei der ersten Schaltungsweise lieferte die Maschine, welche sich s. Z. nach Engineering, 1884 Bd. 38 * S. 423 auf der Londoner Gesundheitsausstellung 1884 befand, bei 800 Umgängen in der Minute einen Strom von 1700 Ampère und 5 Volt. Jede Spule hatte 80 Windungen Draht von 8mm Dicke mit 0,1 Ohm Widerstand; der Strom geht durch dieselben in Reihen von 50 Ampère. Sind die Spulen zu zwei Stromkreisen vereinigt, so geht durch jeden derselben der doppelte Betrag vom Strom.

Fig. 1., Bd. 262, S. 56
Die Victoria-Dynamomaschine der Anglo-American Electric Light Corporation ist eine von Mordey abgeänderte Schuckert'sche Flachringmaschine, weiche sich namentlich durch die Polstücke von den früheren Maschinen dieser Art unterscheidet und sowohl mit 4, als auch mit 8 Polen ausgeführt wird. Entsprechend den von Prof. S. Thompson an älteren Maschinen gemachten Beobachtungen, daſs die weit umfassenden Polstücke derselben zu falscher Induction Veranlassung geben, hat Mordey jedes der Polstücke auf etwa 30° des Umfanges beschränkt, während dieselben sich in radialer Richtung auf den ganzen Anker erstrecken. Diese aus Guſseisen hergestellten Polstücke sind auf die Weicheisenkerne der Magnete aufgegossen. Der Anker der Maschine gleicht mehr dem Pacinotti'schen als dem Gramme'schen Ringe; er besteht aus am Umfange gezahnten Ringen von Holzkohlenblech, welche sowohl elektrisch, als auch magnetisch sorgfältig von einander isolirt sind, wobei auch die Verbindung derselben durch Längsbolzen vermieden ist. (Vgl. oben S. 54 Hopkinson's Verbesserungen an Edison's Maschinen.) Zwischen die Zähne dieser Ringe sind die Drahtspulen gewickelt. Diese Maschinen haben nur zwei Bürsten, zu welchem Zwecke Mordey diejenigen Bogenstücke der Ankerspulen unter einander verband, welche hinsichtlich der Pole gleiche Stellung haben, und diejenigen Stäbe des Sammlers in metallische Verbindung brachte, welche dasselbe Potential besitzen. Es sind also bei der 4 poligen Maschine die gegenüber liegenden Stäbe des Sammlers verbunden und die beiden Bürsten sind 90° von einander entfernt.

Textfig. 1 ist ein Diagramm der Potentiale am Sammler; bei a liegt die positive, bei b die negative Bürste. Die Victoria-Dynamomaschine ist selbstregulirend, indem jeder Magnet mit Doppelspule gewickelt ist; die innere dient für den Hauptstrom, die äuſsere für den Nebenstrom.

|57|

Bei den von derselben Gesellschaft gebauten 8 poligen Maschinen kommen nach dem Scientific American Supplement, 1884 * S. 6930 ebenfalls nur 2 Bürsten zur Anwendung; der Ankerring hat 120 Abtheilungen, so daſs zwischen jedem Pole sich 15 derselben befinden; jede Abtheilung des Sammlers ist mit der um 90°, 180° und 270° entfernten verbunden.

B. E. Crompton's Verbesserungen der Bürgin'schen Dynamomaschine (vgl. 1882 245 * 283) beziehen sich zunächst auf den Anker, indem er statt der ursprünglich angewendeten, aus Eisendraht gewickelten, quadratischen Ringe, welche neben einander auf der Achse sitzen, solche von sechsseitiger Form mit 6 Spulen anwendete, dabei gleichzeitig die Zahl dieser Ringe auf 10 erhöhend, so daſs der Anker aus 60 Abschnitten besteht. Auch die ursprüngliche schraubenförmige Anordnung wurde verlassen und die Eisenmasse in den sechsseitigen Ringen vermehrt. Zu gleicher Zeit wendeten Crompton und Kapp die gemischte Wickelung der Magnete an. Eine weitere Abänderung des Ankers besteht darin, daſs die 10 schmalen Ringe durch 4 breite Ringe ersetzt wurden, so daſs auch der Sammler jetzt nur 24 Theile statt der bisherigen 60 erhielt. In den neuesten Maschinen verwendet Crompton indeſs auch einen cylindrischen, aus dünnen Ringen von Holzkohlenblech hergestellten Anker, ähnlich dem Pacinotti'schen Ringe. Bei der Wickelung der Magnete ist die Spule für den Hauptstrom unmittelbar auf den Eisenkern, die für den Nebenstrom auf erstere gewickelt, also entgegengesetzt der Gramme'schen und Gülcher'schen Methode.

Ferranti, Thomson und Ince haben ihre Dynamomaschine (vgl. 1884 254 * 476) in mehrfacher Hinsicht verbessert und bei Gelegenheit der Gesundheitsausstellung zu London 1884 eine für 1000 Lampen bestimmte, von der Hammond Electric Light Company in London ausgeführte derartige Maschine ausgestellt. Dieselbe wird, wie auch die früheren Maschinen, durch eine besondere Siemens'sche Dynamomaschine erregt. Die allgemeine Anordnung und namentlich auch die der Magnete ist dieselbe wie früher; an jeder Seite des Gestelles befinden sich 24 Magnetkerne angegossen, über welche die aus 3mm,5 starkem, doppelt über sponnenem Drahte über besonderen Formen vorher gewickelten Spulen geschoben sind. Die 48 Spulen sind parallel geschaltet. Der erregende Strom hat 30 Ampère. Die in 470mm langen Phosphorbronzelagern laufende Stahlachse ist hohl, um einerseits das Gewicht zu verringern, andererseits um die Hauptleiter nach dem auſserhalb liegenden Stromsammler zu führen. Die Achse hat in den Lagern 114mm Dicke. Fig. 15 bis 17 Taf. 4 zeigen die Einrichtung.

Die hohle Ankerachse C nimmt zwei concentrische Kupferleitungen auf, mit welchen sämmtliche Kupferstreifen des Ankers elektrisch verbunden sind. Auf der Achse C ist mit Hilfe von Nuth und Feder die aus 2 Theilen bestehende Scheibe D befestigt, deren beide Hälften |58| durch Schrauben zusammengehalten und gegen den Centrirungsring E gedrückt werden. Die Scheibenhälften D haben halb soviel (also 6) Arme, als der Anker wellenförmige Biegungen besitzt, und an jedem derselben wird die nach innen gerichtete Biegung der Wickelung durch eine Schraube F (Fig. 16) gehalten. In Fig. 15 und 16 ist die Isolirung aller einzelnen Theile von einander durch schwarze Linien angedeutet. Auſserhalb der Scheibe D, aber von dieser isolirt, befindet sich dann noch die zweitheilige Hülse G mit 6 Armen, welche den durch die innere Nabe D nicht bereits gesicherten Einbiegungen des Ankers entsprechen. Die Verbindung ist hier durch Nieten und Stehrollen F1 hergestellt und zwar ist eine um die andere mit einer Folge der Enden der Kupferstreifen der Ankerwickelung verbunden, wodurch die Hülse G einen Weg für den Strom nach den Sammlern bildet. Die andere Folge der Enden jener Kupferstreifen ist in gleichen Abständen mit dem metallenen, sternförmigen, den Kern der Ankerwickelung bildenden Ringe H verbunden (vgl. Fig. 17). Die Arme dieses Sternes H sind in gleicher Höhe mit den Nieten F1 abgeschnitten; der Strom geht daher von dem Sterne H durch die Bolzen I in die Hülse J, von hier durch die Bolzen K zu der Kupferröhre L, an deren Ende eine der Sammelscheiben P aufgesetzt ist. Der andere Stromtheil geht, wie bereits erwähnt, durch die Hülse G, die Bolzen M zu dem inneren Leiter N und durch diesen nach der zweiten Sammelscheibe P. Diese beiden Leiter L und N sind zunächst durch Elfenbeinstücke in richtiger Entfernung gehalten und dann ist eine geeignete, nichtleitende Masse in den Zwischenraum gepreſst, so daſs beide ein sehr festes Ganze bilden. Die Schleifen des Ankers sind von 8 Kupferstreifen von 9mm,5 Breite und 1mm,5 Dicke gewickelt, mit 0mm,5 starken Zwischenlagen von vulkanisirter Faser. Jeder Streifen ist etwa 28m,5 lang und macht 4 vollständige Wickelungen. Der Widerstand des Sternes beträgt 0,0062 Ohm zwischen den Sammelscheiben. Bei 600 Umdrehungen in der Minute beträgt die elektromotorische Kraft an den Klemmen 110 Volt; 10 Volt werden auf Verluste in den Leitungen gerechnet; diese Grenze kann durch den erregenden Strom der Siemens'schen Dynamomaschine inne gehalten werden.

Die wichtigste Neuerung an der beschriebenen Maschine ist jedenfalls die Art und Weise, wie Ferranti einen vollständigen Contact zwischen den Sammelscheiben und den zu den Lampen führenden Hauptleitungen herstellt. Bei allen Bürsten und ähnlichen diesem Zwecke dienenden Vorrichtungen wird durch das Vorhandensein der wenn auch noch so dünnen Oelschicht zwischen Sammler und Bürste ein nicht unwesentlicher Widerstand in den Stromkreis eingeführt und die Veranlassung zur Funkenbildung an den Bürsten gegeben. Um dies zu vermeiden, füllt Ferranti den Zwischenraum zwischen den Sammlern und Leitungen mit einer unter Druck stehenden Quecksilberschicht aus und erhält so eine groſse Contactfläche bei geringstem Widerstände. Die Einrichtung |59| dieser Sammler ist aus Fig. 13 und 14 Taf. 4 ersichtlich. Die Sammler sind vollständig aus Eisen und Stahl hergestellt und bestehen jeder aus einer Scheibe P, welche auf den beiden oben erwähnten concentrischen Leitern L und N (Fig. 16) aufgesetzt sind und in einem ausgebohrten Kasten kreisen, ohne dessen innere Fläche zu berühren. Diese Kasten sind auf den Büchsen R befestigt, welche auf den am Hauptlager sitzenden Bolzen Q stecken, jedoch durch Elfenbeinbüchsen von diesem isolirt sind. Die eine Büchse R hat eine seitliche Verlängerung (vgl. Fig. 14), welche durch eine Kupferstange mit den im Fuſsboden liegenden Hauptleitungen verbunden ist. Das Quecksilber wird von einem Gefäſse bei O in die Kasten der Stromsammler eingeführt, wo es sich, sobald die Maschine in Ruhe ist, am Boden sammelt und durch einen Hahn abgezogen werden kann. Wenn sich die Sammelscheibe P dreht, wird das Quecksilber mitgenommen und durch die Centrifugalkraft nach dem Umfange der Scheibe getrieben, wo es zwischen dieser und dem Kasten eine dünne Haut bildet; der Druck, unter welchem das Quecksilber steht, wird an einem Standglase gemessen. Mit 80mm Druckhöhe kann vollkommener Contact ohne Reibung erzielt werden.

Die Schmierung der Lager ist bei dieser Maschine ebenfalls eigenthümlich und erfolgt aus einem seitwärts höher stehenden Oelgefäſse, von welchem Röhrchen nach den zu ölenden Stellen geführt sind. Auf denselben sitzen kurze Glasröhren, über denen sich ein Regulirventil befindet, welches so gestellt wird, daſs das Oel tropfenweise durch das Glas abflieſst. (Vgl. Engineering, 1884 Bd. 38 * S. 333.)

Die sogen. „Clerc and Bureau Dynamo“, welche die Electric Sun Lamp and Power Company in London auf der Gesundheitsausstellung 1884 vorgeführt hat, besitzt Aehnlichkeit mit der Gramme'schen Wechselstrommaschine. Auf der Hauptachse der Maschine ist eine 12seitige Nabe befestigt für die 12 radial stehenden Magnetkerne, welche in den aus Engineering, 1884 Bd. 38 * S. 353 entnommenen Schnittfiguren 18 und 19 Taf. 4 dargestellt sind. Die Bolzen dieser Kerne sind, wie ersichtlich, durch Muttern in der Nabe befestigt. Die nach auſsen stehenden Pole der Magnetkerne sind abwechselnd Nord und Süd; dieselben werden durch eine besondere Siemens'sche Dynamomaschine erregt, deren Strom durch Bürsten auf die Sammelringe am Ende der Achse übertragen wird und durch innere Leiter nach den Magneten geht. Der Inductionsstrom wird in feststehenden Spulen erzeugt, die eine Art feststehenden Gramme'schen Ring bilden. Jede derselben ist auf einen eisernen Kern (Fig. 19) gewickelt, welcher nicht vollständig vom Wickelungsdrahte bedeckt wird, sondern mit seinen umgebogenen Enden frei liegt und so dem inducirenden Einflüsse der kreisenden Magnete unmittelbar ausgesetzt ist. Jeder Kern ist mit 2 hölzernen Seitenstücken, welche die Flanschen der Spule bilden, und mit einem hölzernen Mittelstücke versehen, welches die Spule in 2 Theile scheidet. Diese Holzstücke |60| springen über die Enden der Spulen vor und sind an bogenförmigen Endstücken befestigt, welche zusammen einen von den Ständern der Maschine getragenen Ring bilden. Die Enden der Spulen sind nach einem Sammelbrete geführt, wo sie nach Wunsch geschaltet werden können. Die Anordnung der feststehenden Spulen gestattet, mit Leichtigkeit eine Veränderung in der Spannung und Stromstärke vorzunehmen, da die Spulen hinter einander, parallel oder gemischt geschaltet, oder auch zu verschiedenen unabhängigen Gruppen vereinigt werden können, so daſs man Glühlicht- und Sonnenlampen gleichzeitig speisen kann. Die ausgestellte Maschine machte 600 Umgänge in der Minute und erzeugte einen Strom von 12 Ampère mit 1200 Volt.

Fig. 2., Bd. 262, S. 60
Obgleich die neueren Dynamomaschinen von Weston (vgl. 1884 253 * 483) keine wesentlichen Aenderungen aufweisen, mag hier noch ein selbstthätiger Regulator erwähnt werden, welcher besonders da angewendet wird, wo die Geschwindigkeit sehr leicht wechselt, und der darauf beruht, durch Nebenschluſs einen geeigneten Betrag an Strom in die Spulen der Feldmagnete zu schicken, um die Gleichmäſsigkeit des magnetischen Feldes zu erhalten. Dieser Regulator enthält, wie nach dem Engineer, 1884 Bd. 58 * S. 300 aus Textfig. 2 zu entnehmen, einen Elektromagnet M im Hauptstromkreise, welcher auf den durch die Feder S abgezogenen Anker m wirkt. Die Scheibe D wird von dem Triebwerke aus in Drehung versetzt und veranlaſst dabei eine schwingende Bewegung eines dreiarmigen Hebels C (vgl. Fig. 8 Taf. 4), welcher die Klinken P und P1 trägt, die für gewöhnlich auf den entsprechenden Schalträdern R bezieh. R1, jedoch ohne einzugreifen, ruhen. Sobald aber durch Zunahme des Stromes der Anker m angezogen wird, greift die eine Klinke in ihr Rad, dessen drehende Bewegung sich derart auf den Arm J überträgt, daſs mit Hilfe der auf einem Stromsammler gleitenden Contacte j ein Widerstand in den Stromkreis der Feldmagnete eingeschaltet wird. Hat der Strom seine normale Stärke wieder erlangt, so tritt die Feder S in Thätigkeit und der andere Schaltkegel gelangt mit seinem Rade in Eingriff, wodurch der Widerstand allmählich wieder ausgeschaltet wird.

Van Depoele construirt nach Engineering, 1884 Bd. 38 * S. 435 den |61| Ankerkern seiner Dynamomaschine aus schmiedeisernen Stangen, welche parallel zur Achse an dem inneren und äuſseren Umfange mehrerer schmiedeiserner Ringe aufgenietet sind, so daſs dadurch ein cylindrischer Körper entsteht, welcher in geeigneter Weise mit der Achse verbunden wird. Die Kerne der Feldmagnete bestehen ebenfalls aus Schmiedeisen; dieselben haben rechteckigen Querschnitt mit stark abgerundeten Ecken und sind in geeigneter Weise mit den halbkreisförmigen Polstücken, zwischen welchen der Anker kreist, verbunden. Die gröſseren Maschinen sind mit einem besonderen Erreger für die Magnete versehen und es wird, um bei Dynamomaschinen für 20 bis 40 Lampen constanten Strom zu erhalten, eine gemischte Wickelung des Ankers in Verbindung mit zwei verschiedenen Stromsammlern verwendet. Ein Theil der Spulen ist mit dem kleineren Stromsammler verbunden und dient allein zur Erregung der Feldmagnete, während die übrigen Spulen mit dem gröſseren Stromsammler in Verbindung sind und den Hauptstrom geben. Die Bürstenhalter sitzen auf einem Ringe, der entweder von Hand oder selbstthätig mit Hilfe eines Stromregulators eingestellt werden kann.

A. de Meuron und Cuénod in Genf, Schweiz (* D. R. P. Nr. 29836 vom 6. November 1883) ordnen die gewöhnlich rechteckig gestalteten Magnete A (Fig. 21 und 22 Taf. 4) ihrer Dynamomaschine in Vielecksform um den Anker an; die gleichnamigen Pole zweier benachbarter Magnete stoſsen in den Ecken des Vieleckes zusammen und werden durch die die Vielecksecken ausfüllenden, die Ankertrommel auf etwa ¾ ihres Umfanges umgebenden Polstücke P verbunden. Die Ankertrommel selbst besteht aus Scheiben K, auf deren Umfang eine isolirende Masse I aufgetragen ist, über welche dann Eisendraht oder ein anderes magnetisches Material gewickelt ist. Auf dieser Drahtunterlage, welche die Wirkung des magnetischen Feldes verstärken soll, sind die Drähte 1, 2, 3 u.s.w. (vgl. Fig. 20 Taf. 4) parallel zur Achse aufgelegt, welche durch die Drähte a, b, c.., α, β, γ.. und a1, b1, c1.. nach einem gewissen Systeme verbunden sind. So ist z.B. der Leiter 4 an dem einen Ende der Trommel durch den Draht a mit dem auf derselben Trommelseite liegenden Ende des Leiters 1 verbunden. Das auf der anderen Trommelseite liegende Ende von 1 ist durch Draht α mit dem Leiter 6 verbunden, während 6 wiederum an der anderen Seite durch den Draht b, welcher auf derselben Seite wie a liegt, verbunden wird; ferner steht 3 mit 8 durch Draht β wieder auf der Seite von α in Verbindung u.s.w. Wie aus Fig. 20 zu ersehen ist, kann der Wickelungsdraht, bevor derselbe von 1 nach 6 geführt wird, noch ein oder mehrere Male durch die zu a parallele Sehne a1 nach 4 zurückgeführt werden. Die Entfernung der Leiter 1 und 4, 6 und 3 u.s.f. bestimmt sich nach der Zahl der Magnete, beträgt also hier ⅙ des Umfanges, während sich die Entfernung zwischen 1 und 6, 3 und 8 nach der Zahl der Bogenstücke des Stromsammlers C richtet, und ist hierdurch die Anzahl der Gruppen bedingt, |62| zu welchen die Leiter vereinigt sind. Jede dieser Gruppen ist durch ein von den Verbindungsdrähten α, β, γ.. ausgehendes Stück l mit dem einen Bogenstücke des Stromsammlers verbunden. Auf letzterem schleift ein System von Bürsten D, deren Halter an einem auf dem Lager drehbaren Sterne F befestigt sind. Durch Verschiebung dieses Systemes um ⅙ Umdrehung kann die Stromrichtung umgekehrt werden.

Die Leiter können, statt parallel zur Achse, auch radial angeordnet sein und dann wird die Trommel durch eine Scheibe von groſsem Durchmesser ersetzt. Die Verbindungsdrähte a, b, c.. sind dabei auf der einen Seite dem äuſseren Umfange nach, auf der anderen Seite in einer gewissen Entfernung von der Achse und die Magnete dann in diesem Falle zu beiden Seiten der Ankerscheibe angeordnet.

(Schluſs folgt.)

Suche im Journal   → Hilfe
Alternative Artikelansichten
  • XML
  • Textversion
    Dieser XML-Auszug (TEI P5) stellt die Grundlage für diesen Artikel.
  • BibTeX
Tafeln


Orte
Feedback

Art des Feedbacks:
Ihre E-Mail-Adresse:
Anmerkungen: