Titel: Neuerungen an Elektromotoren (Dynamomaschinen).
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1888, Band 268 (S. 351–367)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj268/ar268067

Neuerungen an Elektromotoren (Dynamomaschinen).

(Patentklasse 21. Fortsetzung des Berichtes Bd. 267 S. 450.)

Mit Abbildungen im Texte und auf Tafel 21.

J.A. Fleming in London gibt in seinem englischen Patent Nr. 9478 vom 21. Juli 1886 folgende Vorrichtung zur Regulirung des Stromes solcher Dynamomaschinen, welche von einer, in ihrer Bewegung sehr unregelmäſsigen Kraftquelle, wie z.B. von der Achse eines Eisenbahnwagens oder einer Schiffswelle, betrieben werden. Die Feldmagnetspulen der Dynamo sind in hinter einander geschalteten Abtheilungen gewickelt. Das eine Ende dieser Schaltung ist mit der einen Bürste oder der Hauptklemmschraube der Maschine verbunden, das andere Ende ist isolirt. Jede dieser Feldmagnetspulen ist mit einem Contactstück eines Commutators, oder getheilten Contactbogens verbunden; diese Contactstücke sind gegen einander isolirt. – Ueber diesem Bogen bewegt sich ein Contacthebel, der durch einen Draht mit der zweiten Bürste oder der zweiten Hauptklemme der Maschine in leitender Verbindung steht. Hiernach wird die Anzahl der zwischen die Hauptklemmen der Dynamomaschine geschalteten Spulen abhängig sein von der Stellung des Contacthebels bezieh. sich mit dieser ändern. – Die erste Abtheilung der Feldspulen besteht aus Draht von geeignetem Querschnitt und Länge, und dient als erregende Nebenschluſsspule, wenn die treibende Maschine, also auch die Dynamo, mit der geringsten für die beabsichtigte Leistung (Beleuchtung) zulässigen Geschwindigkeit läuft. Alle folgenden Spulen |352| sind in entgegengesetzter Richtung gewickelt, so daſs jede folgende der in Hintereinanderschaltung noch hinzugefügten Spule in betreff der Erregung der Feldmagnete entgegengesetzt wirkende Windungen hinzufügt, wodurch die auf die Magnete wirkende Kraft entsprechend verringert wird. – Die mit wachsender Geschwindigkeit des treibenden Motores nothwendige allmähliche Einschaltung dieser negativen Spulen wird mit Hilfe eines Schwungkugelregulators bewirkt und die Geschwindigkeit der Maschine innerhalb gewisser Grenzen annähernd gleich erhalten.

Wird die Dynamo zum Laden von Speicherbatterien benutzt, so wird das bei zu geringer Geschwindigkeit zu befürchtende Auftreten eines Rückstromes von der Speicherbatterie nach der Dynamo dadurch verhindert, daſs der Regulator bei einer bestimmten Geschwindigkeit einen Relaisstromkreis öffnet oder schlieſst, der seinen Strom von den Speicherzellen erhält und mittels eines Solenoides auf einen Quecksilberumschalter einwirkt, durch welchen der die Zellen ladende Stromkreis geöffnet oder geschlossen wird. (Engineering, 1887 Bd. 44 * S. 239.)

A.B. Holmes und J.C. Vaudrey in Liverpool suchen nach ihrem englischen Patent Nr. 9708 vom 27. Juli 1886 die in den Stromkreis einer, zur Ladung von Speicherzellen bestimmten Dynamomaschine einzuschaltenden groſsen Widerstände durch folgende, das Oeffnen und Schlieſsen des Stromkreises selbstthätig bewirkende Vorrichtung zu ersetzen. Sie benutzen hierbei den Nebenstromkreis der Dynamo. In Fig. 10 Taf. 21 bezeichnet A einen um B frei schwingenden Hebel von weichem Eisen, der in seinem mittleren Theile von einer Spule G umgeben ist. Zu beiden Seiten der letzteren befinden sich die beiden Elektromagnete H und I, deren Spulen einen Theil des Hauptstromkreises zwischen der Dynamomaschine und den Speicherzellen bilden. Die Spule G ist mit einer zweiten Spule hinter einander geschaltet, welche die beiden Elektromagnetkerne umgibt, und zwar in einer solchen Richtung, daſs die gleichnamigen Pole beider Magnete auf einer Seite liegen, wie die Fig. 10 zeigt. Das Gewicht E auf dem einen Ende des Hebels A ist so regulirt, daſs es das Contactstück C am anderen Ende desselben aus dem Quecksilbercontacte D (oder von einem anderen Contact) hebt, wenn die Dynamomaschine nicht in Thätigkeit ist; gleichzeitig kommen in dieser Stellung des Hebels die Pole desselben in die Nähe der gleichnamigen Pole N und S der beiden Elektromagnete B und I. Hat die Dynamo ihre normale Geschwindigkeit, so veranlaſst die Abstoſsung zwischen den gleichnamigen Polen der Magnete und des Hebels und die Anziehung zwischen den ungleichnamigen Polen das Eintauchen des Contactstückes C in das Quecksilber bei D, wodurch der Hauptstromkreis geschlossen wird, und da dessen Strom nun in derselben Richtung durch die Hauptspulen der Magnete, wie durch die Nebenschluſsspulen geht, so wird der Hebel A in dem Quecksilber in D |353| festgehalten. – Vermindert sich durch irgend welche Ursachen die Geschwindigkeit und elektromotorische Kraft der Dynamo und der Strom beginnt von den Speicherzellen nach der Dynamo zurückzugehen, so wird die Polarität der Magnete umgekehrt oder geschwächt und das Gewicht E hebt das Contactstück C aus dem Quecksilber und unterbricht den Stromkreis. (Engineering, 1887 Bd. 44 * S. 239.)

Die von der Hawkeye Electric Manufacturing Company zu Oskaloosa in Jowa ausgeführte, von dem Elektriker Thone dieser Gesellschaft entworfene, in Textfig. 1 abgebildete „Thone“-Dynamomaschine zeichnet sich durch ihre Einfachheit, gedrängte Anordnung und geringen Raumbedarf aus.

Fig. 1., Bd. 268, S. 353

Sie besitzt, wie die Abbildung zeigt, einen Scheibenanker, welcher durch die aufrecht gestellten Polstücke der Magnete sowohl im Umfange, als auch von den Seiten fast ganz umschlossen wird. Die Spulen der Feldmagnete befinden sich im Nebenschlusse zu denen des Ankers, so daſs die Maschine sich selbst regulirt und jede weitere Regulirvorrichtung entbehren kann. Mit Hilfe eines einfachen Umschalters kann die Maschine ohne Schwierigkeit und ohne Gefahr in den Stromkreis eingeschaltet werden. Die Maschine wird in Gröſsen von ½ bis 10 ausgeführt; diejenigen bis zu 4 haben 50 bis 110 Volt; die gröſseren Maschinen 110 bis 220 Volt. (American Machinist vom 12. November 1887. Electrical World vom 12. November 1887 Bd. 20 * S. 258.)

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Das über Brown's Dynamo bereits 1887 264 * 588 Gesagte möge durch folgendes ergänzt werden. Die Maschine besitzt zwei horizontal über bezieh. unter dem Anker liegende Polstücke von Guſseisen, welche durch die zu beiden Seiten des Ankers aufrecht gestellten cylindrischen, schmiedeeisernen Magnetkerne in richtiger Entfernung gehalten bezieh. verbunden werden (Fig. 14 Taf. 33 Bd. 264). Am unteren Polstücke sind die Lager der Ankerwelle angegossen, und die ganze Maschine ist auf einer besonderen, mit Schlitzen versehenen Grundplatte befestigt, bezieh. mit Hilfe einer Schraubenspindel verstellbar, damit die Riemenspannung regulirt werden kann. Die Wickelung der Magnete liegt im Nebenschluſs. – Die Antriebriemenscheiben dieser, von der Werkzeug- und Maschinenfabrik in Oerlikon bei Zürich gebauten Dynamo haben schräg gestellte Arme, welche, als Ventilatorflügel arbeitend, stets einen Strom kalter Luft in den Hohlraum des Ankers sowie auf den Stromsammler und die Bürsten treiben. Die Maschinenfabrik Oerlikon benutzt bei ihren Anlagen den bereits 1888 267 * 453 beschriebenen Regulator von Brown.

Die nachfolgende Tabelle gibt die Hauptabmessungen der gewöhnlich von der Fabrik gebauten Maschinen.

Die Fabrik baut auch Dynamomaschinen mit Trommelanker und Siemens-Wickelung, besonders für Schiffsbeleuchtungen und elektrische Straſsenbahnen. Das Eisengestell dieser Maschine besteht in der Hauptform aus einem rechteckigen Rahmen, dessen kurze, aufrecht gestellte Seiten in der Längenmitte nach innen und zu einander gerichtete Ansätze haben. Die Magnetwickelung ist nur auf diesen Ansätzen angebracht und bildet 4 Pole, wovon 2 gleichnamige durch die bewickelten Kerne gebildet werden, während die beiden anderen in der Mitte der wagerecht liegenden Rechteckseiten des Rahmens entstehen, an welcher Stelle zur Aufnahme des Ankers etwas Material fortgenommen ist. („Mittheilungen des technologischen Gewerbe-Museums“. Niederösterreichischer Gewerbe-Verein, 1887 * 145.)

Carl Zipernowsky und Otto Titus Blathy in Budapest bezwecken in der Einrichtung des Ankers die Vortheile der Brown'schen Ankerwickelung (vgl. 1887 264 * 588) mit leichter Herstellung desselben zu vereinigen. Schon Pacinotti versah den Eisenkern des Ankers mit vorstehenden Zähnen, die zwischen den einzelnen Spulen hervorragen; diese Form des Ankers besitzt den Nachtheil, daſs die aus den Polschuhen in den Anker und umgekehrt übertretenden Kraftlinien Schichten von abwechselnd sehr groſser und kleiner Dicke bilden, die bei der Drehung des Ankers in Schwingungen gerathen. Da die Zahl derselben durch das Product aus der Umdrehungszahl des Ankers und der Zähnezahl gegeben ist, so ist der entstehende Energieverlust sehr bedeutend. Brown's Wickelung vermeidet zwar diesen Uebelstand, dagegen ist sie schwierig herzustellen. – Der neuere Anker von Zipernowsky und Blathy

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Gröſse Nr. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Volt 65 65 65 65 65 65 65 65 65 65 65 65
Ampère 15 30 50 75 100 150 200 300 400 600 800 1000
Watt 975 1950 3250 4875 6500 9750 13000 19500 26000 39000 52000 65000
Umläufe in 1 Minute, etwa 1800 1600 1400 1200 1000 700 600 550 500 400 350 300
Elektrisches Güteverhältniſs in Proc. 91 91 92 92 93 93 94 94 95 95 96 96
Commercielles Güteverhältniſs in Proc. 87 87 88 88 89 89 90 90 91 91 92 92
Nöthige Kraft bei obiger Beanspruchung, 1,5 3 5 7,5 10 15 19,5 29,5 39 58,25 77 96,5

Maschinen-Abmessungen
in mm
Länge, etwa
Breite „
Höhe, „
540
480
360
660
610
440
800
720
530
900
770
570
1000
840
670
1180
1000
730
1350
1140
820
1520
1300
930
1700
1490
1050
1900
1680
1200
2100
1870
1350
2350
2100
1500
Riemenscheibe Durchmesser in mm
Breite in mm
120
75
170
90
200
100
220
120
250
140
300
200
350
240
400
280
450
320
600
400
700
500
800
600
Gesammt-Gewicht in k, etwa 200 350 500 650 870 1350 1800 2700 3600 5400 7000 8500
Leistung: Glühlampen zu 16 N.-K. 18 36 60 90 120 180 240 360 480 720 960 1200
oder Bogenlampen zu 1500 N.-K. 1 3 5 7 10 15 21 30 40 60 80 100
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(Oesterreichisch-Ungarisches Patent vom 23. Juli 1887) hat ebenfalls vorstehende Zähne, die die Wickelungsräume bildenden Zahnlücken sind aber nach dem Polschuhe zu enger, als am Zahnfuſs, während die Zahnspitzen so nahe an einander liegen, daſs die Drähte der Wickelung noch bequem eingelegt werden können (Textfig. 2 bis 8).

Fig. 2., Bd. 268, S. 356
Fig. 3., Bd. 268, S. 356
Fig. 4., Bd. 268, S. 356
Fig. 5., Bd. 268, S. 356
Fig. 6., Bd. 268, S. 356
Fig. 7., Bd. 268, S. 356
Fig. 8., Bd. 268, S. 356
Da in Folge dieser Anordnung der Spielraum zwischen Magnetpol und Anker sehr gering sein kann, die mittlere Länge des zu magnetisirenden Luftraumes also sehr klein ist, so wird der magnetische Widerstand der Maschine dementsprechend verringert, auch sind die Kraftlinien viel gleichmäſsiger vertheilt, als bei Wickelungsräumen von rechteckigem Querschnitt, und endlich sind die Wickelungsdrähte gegen die Wirkungen der Centrifugalkraft geschützt. – Diese Zahnform kann aus beliebigen Geraden oder Curven gebildet werden; sie ist für die Mantelfläche eines Trommelankers, für die äuſsere oder innere Mantelfläche eines Ringankers (Textfig. 3 und 5), oder für die Stirnfläche eines solchen (Textfig. 6) anwendbar, auch kann der Wickelungsraum eines -Ankers die entsprechende Form (Textfig. 7 und 8) erhalten.

Fig. 9., Bd. 268, S. 356
Fig. 10., Bd. 268, S. 356
Fig. 11., Bd. 268, S. 356
Fig. 12., Bd. 268, S. 356
Die Vortheile dieser Ausführungsweise, nämlich geringer und gleichförmiger magnetischer Widerstand, leichte Herstellungsweise und genügende Festigkeit, kann man nach Angabe der Patentinhaber auch dadurch erreichen, daſs man den Anker mit Wickelungsräumen von rechteckigem Querschnitt versieht und die in denselben liegenden Drähte rechtwinkelig zu ihrer Richtung mit einer geeigneten Lage von Eisendraht (Textfig. 9 und 10) oder in verwandter Weise hochkantig gestellten) |357| Bandeisen umwickelt. Beide Anordnungen können auch mit einander vereinigt werden, oder man kann die Bänder mit Einschnitten versehen, welche dann Fortsetzungen der Wickelungsräume bilden (Textfig. 11 und 12).

G. Kapp in London benutzt in seiner neuesten Dynamomaschine (Englisches Patent Nr. 17056 vom 29. December 1886) einen flachringförmigen, aus isolirtem Bandeisen gewickelten Ankerkern C (Fig. 12 und 13 Taf. 21), welcher mittels des radförmigen Theiles R mit der Welle S verbunden ist. Zu beiden Seiten dieses Ringes steht eine gerade Anzahl von Magneten M mit abwechselnder Polarität, deren äuſsere Enden unter einander magnetisch verbunden sind, während die dem Anker zugekehrten und einander gegenüberstehenden Enden derselben entweder die Polstücke PP (Fig. 12 und 13) tragen, oder durch ein, je zwei gegenüberstehenden Magneten gemeinschaftliches, bügelförmiges Polstück P (Fig. 14 und 15) verbunden sind. In diesem Falle ist jedoch der Ringanker nur im inneren Theile C1 aus Bandeisen gewickelt, während die äuſsere Wickelung C2 aus Eisendraht hergestellt ist. Die äuſseren Enden der Magnete sind wieder durch die Polstücke Y verbunden. (Industries vom 16. December 1887.)

Fig. 13., Bd. 268, S. 357
Fig. 14., Bd. 268, S. 357
Die Dynamomaschine von Ch. Lever besitzt einen aus dünnen Eisenblechscheiben zusammengesetzten Anker, und zwar wechselt immer eine Anzahl (ein Satz) Scheiben von kleinerem Durchmesser mit einer gleichen Anzahl Scheiben von gröſserem Durchmesser (Textfig. 13), so daſs der Umfang des Ankers im Längenschnitt einer Zahnstange gleicht. Dieser Form des Ankers entsprechend sind die Polstücke (Textfig. 14) mit ausgedrehten Nuthen versehen, so daſs sie den Anker in allen Theilen möglichst innig umschlieſsen. Durch diese Form des Ankers wird seine wirksame Eisenfläche nicht unbedeutend vermehrt, während gleichzeitig durch die überall dicht anschlieſsenden Polstücke der Uebertritt der magnetischen Kraftlinien sehr erleichtert wird. Die Polstücke der wenig Raum einnehmenden Maschine sind, wie aus Textfig. 15 ersichtlich, über und unter dem |358| Anker angeordnet, so daſs sie die eine Seitenwand der Maschine bilden, an welche einerseits das Lager der Ankerwelle, andererseits die beiden Magnetkerne angesetzt sind. Die entgegengesetzten Enden der Magnete sind mit der zweiten Gestellwand verbunden, die auch das zweite Lager der Ankerwelle trägt. Der Anker der hier abgebildeten Maschine hat 190mm Länge, 203mm Durchmesser, 1,81 Ohm Widerstand; per der Magnetwickelung beträgt 0,84 Ohm. Bei 1550 Umdrehungen in der Minute liefert die Maschine einen Strom von 11 Ampère mit 210 Volt Spannung. (Le Génie civil, 1888 * S. 134.)

Fig. 15., Bd. 268, S. 358
R. Schorch in Darmstadt vereinfacht die Dynamomaschine dadurch, daſs er nur einen, seitwärts vom Anker vertikal stehenden Magnetschenkel anordnet, der ein oberes und unteres nach der Seite hervorragendes Polstück hat, welche, wie Fig. 16 Taf. 21 zeigt, den Anker etwa zur Hälfte umfassen. Durch diese Anordnung wird erreicht, daſs sowohl der Weg der magnetischen Kraftlinien, als auch die Zahl der Magnetwickelungen möglichst klein ausfallen, wodurch das Eisen- und Kupfergewicht der Maschine möglichst verringert, ihre Leistungsfähigkeit aber möglichst erhöht wird, während gleichzeitig die Herstellung der Maschine sehr vereinfacht ist.

Die Maschine wird von Schorch und Wilk in Darmstadt in 12 verschiedenen Gröſsen sowohl 2polig, wie Fig. 16 Taf. 21 zeigt, als auch 4polig ausgeführt. (Centralblatt für Elektrotechnik 1887 * S. 801.)

Blakey, Emmot und Company zu Halifax (Northern Telegraph Works) befolgen (ähnlich wie 1886 Fein, vgl. 1888 267 * 65) bei ihrer in Textfigur 16 dargestellten Dynamomaschine das von Kapp angegebene Constructionsprinzip, indem sie einen -förmigen, schmiedeeisernen, aufrecht gestellten Elektromagnet verwenden, zwischen dessen nach oben gerichteten Polstücken der ringförmige Anker rotirt. Letzterer ist mit einer einzigen Drahtlage bewickelt; sein Kern besteht aus, von einander isolirten, ausgeglühten schmiedeeisernen Scheiben, welche auf bronzenen Speichen befestigt sind, deren Nabe auf der Welle festgekeilt ist. Die aufrechten, mit gemischter Wickelung versehenen Magnetschenkel sind auf der guſseisernen Grundplatte befestigt. Der Commutator hat 40 |359| durch Glimmer von einander isolirte, aus besonders hart gezogenem Kupfer hergestellte Abtheilungen. Der Strom wird durch 2 Paar Bürsten abgeleitet; jede Bürste ist verstellbar. Die hier abgebildete Maschine ist für 60 Ampère und 100 Volt bei 1100 Umdrehungen in der Minute bestimmt. – Die Magnetschenkel haben 193qcm,5, der Anker 129qcm wirksamen Eisenquerschnitt. Die Länge des auf den Anker gewickelten Drahtes ist 109m,5. Das Gewicht des Kupfers im Anker beträgt 5k,9, in der ganzen Maschine 43k; es kommen also 1017 Watt auf 1k Kupfer des Ankers und 139,5 Watt auf 1k des gesammten Kupfergewichtes. – Die elektrische Nutzleistung wird auf 92 Proc. angegeben. (The Engineer vom 18. November 1887 * S. 409.)

Fig. 16., Bd. 268, S. 359
Die Dynamomaschine von J. Grice Statter in West-Drayton bietet zwar in ihren Anordnungen nichts Neues, dagegen wird in ihr durch eine eigenthümliche Vorrichtung der von der Maschine erzeugte Strom konstant erhalten. Wie Textfig. 17 zeigt, sind die beiden Magnete aufrecht gestellt auf der Grundplatte befestigt; die Polstücke der Magnete sind oben zur Aufnahme des Ankers ausgebohrt. Die Lager der Ankerwelle sind auf hohen, mit der Grundplatte aus einem Stück gegossenen Ansätzen befestigt. Diese Anordnung macht die Maschine wenig stabil, weil der Angriffspunkt der treibenden Kraft sehr hoch über der Grundplatte liegt. Die Bürsten sind in der gewöhnlichen Weise angebracht, |360| jedoch ist ihre Stellung auf dem Stromsammler abhängig von dem Strom, welcher den von der Maschine gespeisten Stromkreis durchflieſst. Zu diesem Zweck wird dieser Strom durch ein Solenoid geleitet und durch dasselbe ein Widerstand ein- oder ausgeschaltet. Dasselbe ist an dem betreffenden Lägerständer der Maschine angebracht und beeinfluſst einen von der Ankerwelle in schwingende Bewegung versetzten Hebel, welcher auf zwei entgegengesetzt gerichtete Sperrkegel wirkt, die jeder in ein Sperrrad, deren Zähne also entgegengesetzt stehen, eingreifen. Bei normaler Stromstärke kommt keiner dieser Sperrkegel zum Eingriff; ändert sich aber die Stromstärke, so wird der an einer Feder hängende Kern des Solenoides losgelassen oder angezogen, hierdurch gelangt einer oder der andere Sperrkegel zum Eingriff mit seinem Sperrrad, dessen Bewegung durch eine Räderübersetzung auf den Bürstenhalter übertragen wird.

Fig. 17., Bd. 268, S. 360

Die Bürsten werden entweder nach rechts oder links um den Commutator gedreht, so daſs die Stromentnahme an einer anderen Stelle desselben, |361| die der normalen Stärke entspricht, erfolgt und ein Funkengeben der Maschine vermieden wird. – Diese Maschinen mit constantem Strom eignen sich besonders für Bogenlampenanlagen, deren einzelne Lampen hinter einander geschaltet und unabhängig von einander sind.

Die hier abgebildete Maschine ist 890k schwer; die Elektromagnete haben 178mm Durchmesser, der Anker hat 305mm Durchmesser, 254mm Länge und 222qcm Eisenquerschnitt; der Widerstand des Ankers beträgt kalt 5,1, der der Magnete 1,25 Ohm. Die Maschine liefert einen Strom von 9,5 Ampère, (Iron vom 25. November 1887 * S. 479.)

Parson in Gateshead verbindet die Ankerwelle der Dynamomaschine unmittelbar mit der Welle der von ihm construirten Dampfturbine, die als Neuerung in den Motoren zum Betriebe von Dynamomaschinen bezeichnet werden muſs. Gestützt auf die Thatsache, daſs Dampf bei seinem Ausfluſs aus einem Gefäſs mit 1k,1 Druck auf 1qcm (15,6 Pfund auf 1 Quadratzoll engl.) in ein anderes mit 1k,05 auf 1qcm Druck eine Geschwindigkeit von 111m,5 in der Secunde annimmt, und daſs diesem Spannungsverlust von 0k,05 auf 1qcm einem Volumenunterschied von 4 Proc. entspricht, ordnet er auf einer gemeinschaftlichen Welle, auf deren Mitte die Dampfeinströmungsöffnung O (Fig. 17 Taf. 21) mündet, zu jeder Seite der letzteren 45 Turbinen an, von denen die folgende immer einen um 4 Proc. gröſseren Fassungsraum besitzt, als die vorhergehende. Der Dampf tritt mit einer Spannung von 4k,85 auf 1qcm ein, welche beim Durchgang durch die erste Turbine um 0k,186 auf 1qcm vermindert wird. Dieser Spannungsverminderung entspricht eine Geschwindigkeit von 117m,65 und eine Volumenzunahme von 3,85 Proc. des ursprünglichen Volumens. Beim Durchgang durch die zweite Turbine beträgt der Spannungsverlust 0k,179 auf 1qcm bei 3,85 Proc. Volumenzunahme. Beim Eintritt in die letzte Turbine ist die Spannung nur 1k,97 auf 1qcm, beim Austritt aus derselben 1k,05 auf 1qcm. diesem Spannungsverlust entspricht eine Geschwindigkeit von 111m,5 in der Secunde. Die Geschwindigkeit des Turbinenrades ist bei 9200 Umdrehungen in der Minute 45m,72 in der Secunde oder 39,9 Proc. der mittleren Geschwindigkeit des Dampfes in den Turbinen.

Aus einem Vergleich dieser Geschwindigkeit mit den von J.B. Francis an einer Wasserturbine zu Lowell, Mass., gewonnenen Versuchsergebnissen wird gefolgert, daſs über 72 Proc. derjenigen Kraft nutzbar gedacht werden, welche man durch Verwendung des Dampfes in einer vollkommenen Hochdruckmaschine erhält. Verglichen mit einer guten Hochdruckmaschine, welche bei 4k,08 auf 1qcm Kesseldruck 9k,3 Dampf in der Stunde und für die Pferdekraft verbraucht, würde eine Dampfturbine 13k,3 Dampf in der Stunde und für die Pferdekraft brauchen, doch geben die Versuche im günstigsten Falle 23k,5. – Abgesehen hiervon bietet die Turbine manche Vortheile, von denen der gröſste eine, in Folge der groſsen Gleichmäſsigkeit der Geschwindigkeit des |362| Motores, wesentlich verlängerte Lebensdauer der Glühlampen sein soll. Als Beispiel wird die Phönix-Mühle in New-Castle angeführt, welche 159 Edison-Lampen besitzt, von welchen bei etwa 11 Stunden täglicher Brennzeit innerhalb zweier Jahre erst 94 unbrauchbar wurden, während die verbleibenden 65 nach 6500 Brennstunden noch in gutem Zustande sind.

Die Turbinen bestehen, wie Fig. 17 erkennen läſst, aus den äuſseren Leitschaufelapparaten R und den Turbinenrädern S. Die Leitschaufeln R sind auf den inneren Umfangen von Metallringen eingeschnitten, welche nach dem Einschneiden der Schaufelflächen in 2 Hälften zerlegt und mittels Nuth und Feder im oberen und unteren Theil des Cylindermantels befestigt sind. Die Schaufeln der Turbinenräder S sind auf dem äuſseren Umfang von Metallringen geschnitten, welche in geeigneter Weise auf der Welle befestigt und durch Endscheiben, welche auf die Welle aufgeschraubt sind, zusammen gehalten werden. Der bei O eintretende Dampf gelangt, nachdem er die zu beiden Seiten befindlichen Turbinen durchströmt hat, durch die an den Enden des Cylindermantels einmündenden Ausströmungskanäle zur Ausblaseöffnung.

Die in Fig. 18 besonders dargestellten Lager der Welle bestehen aus einer metallenen Kernbüchse, auf welche eine Anzahl Scheiben, die genau auf die Büchse und in die Bohrung des Lagerkörpers passen, so aufgesetzt sind, daſs je 2 derselben eine Scheibe von Metall zwischen sich halten, welche in ihrer Bohrung 0mm,75 gröſser als die Kernbüchse, im äuſseren Durchmesser aber 0mm,75 kleiner als die Bohrung des Lagerkörpers sind. Diese Folge von schwachen Scheiben wird am äuſseren Ende des Lagers durch eine breite Scheibe geschlossen, gegen die sich eine Spiralfeder N legt, welche mit Hilfe einer, auf die Kernbüchse geschraubten Mutter angespannt wird und so die schmalen Scheiben gegen einander drückt. Die ganze Anordnung soll etwaige Erzitterungen der Welle aufheben, welche sich bei der groſsen Umdrehungszahl in Folge ungleichen Ausbalancirens einzelner Theile in schädlicher Weise bemerkbar machen würden. Das Oelen der Lager geschieht mit Hüte eines kleinen, auf der Welle befestigten Schraubenrädchens I. – Der Spiegel des Oeles in den Röhren F und E und dem Oelgefäſs D (Fig. 21) liegt tiefer als das Schraubenrad, wird aber durch die Saugkraft des kleinen Ventilators K in die Standröhre H gehoben, von wo es in den Bereich der Schraube I kommt und von dieser nach dem Lager A geführt wird. Der Ueberschuſs an Oel geht durch die Röhre E nach dem anderen Endlager C (Fig. 21), während der Ueberschuſs durch die Röhre F nach dem Oelgefäſs D zurückflieſst, nachdem noch ein Theil durch die hohle Ankerwelle der Dynamo nach dem Mittellager B geflossen ist, welches seinen Ueberschuſs an den Oelbehälter D abgibt Von diesem wird es durch die Röhre G in Folge der Saugwirkung des Ventilators K nach dem Standrohr H befördert.

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Die Saugkraft des Ventilators K beeinfluſst aber auch ein Diaphragma L und bildet mit diesem und der Feder M, die auf die Drosselklappe V des Dampfeinlaſsventiles wirkt, den Haupttheil des Regulators. Das Diaphragma L wird aber auch durch den in Fig. 19 und 20 in gröſserem Maſsstabe dargestellten elektrischen Regulator beeinfluſst, der auf dem oberen Querstück des Elektromagneten der Dynamo angebracht ist. Dieser Regulator besteht aus einer drehbaren stehenden Achse, auf welche eine kleine zeigerartige Stange von weichem Eisen und ein Doppelhebel T aufgekeilt ist. An die stehende Achse ist auſserdem das eine Ende der Spiralfeder X angeschlossen, deren anderes Ende mit Hilfe der Klemmmutter Y auf dem oberen Querstück befestigt ist. Während nun der Magnet die zeigerartige Stange anzieht, wirkt die Feder X, deren Spannung regulirt werden kann, diesem Bestreben entgegen; gleichzeitig dreht sich auch der Hebel T mit der Achse, und durch den einen Arm desselben wird die in der linksseitigen Stütze U befindliche Lufteinströmung mehr oder weniger geschlossen. Da nun diese Oeffnung durch die Röhre W mit dem Diaphragma L in Verbindung steht, wird auf die angegebene Weise der Zutritt der Luft zu diesem Diaphragma regulirt. Der zweite Arm des Hebels T tritt in Thätigkeit, sobald die Commutatorbürsten versagen oder der magnetische Kreis unterbrochen wird die Nadel wird dann nicht mehr angezogen, die Feder X wirkt allein und wirft den zweiten Arm vor die Lufteintrittsöffnung, die nun geschlossen wird, so daſs die Geschwindigkeit der Maschine ein bestimmtes Maſs nicht überschreiten kann. Diese Art der Regulirung ist so empfindlich, daſs schon eine Spannungsveränderung von einem Bruchtheil eines Volt eine Aenderung in der Stellung der Drosselklappe bewirkt und die Spannung des elektrischen Stromes trotz der gröſsten Veränderungen im Stromkreis (innerhalb der Leistungsfähigkeit der Dynamo) bis auf 1 Volt constant erhalten werden kann.

Die Dynamomaschine ist, wie schon erwähnt, unmittelbar an die Welle des Motors gekuppelt; der Anker ist trommelförmig und aus dünnen, durch Papier von einander isolirten Eisenblechscheiben aufgebaut, die dann sorgfältig abgedreht sind; in den Umfang sind Nuthen eingefräst, welche die Wickelungsdrähte aufnehmen. Für eine Spannung von 60 bis 80 Volt sind 15 Wickelungen oder 30 Nuthen vorhanden. Die Art der Wickelung ist aus Fig. 22 ersichtlich; sie beginnt rechts bei b, der Draht geht dann spiralförmig über ¼ des Umfanges bei a, läuft dann in einer Nuth parallel zur Achse, um dann nieder in der Spirale d über ¼ des Umfanges und so weiter bis g, wie die Figur zeigt, geführt zu werden, wo er dann mit der nächsten Wickelung verbunden wird. Der Commutator besteht aus Ringen in einzelnen Abtheilungen von kurzer Länge; jede Länge ist schwalbenschwanzförmig zwischen conische Stahlringe eingesetzt: alle Theile sind durch Asbest isolirt und werden durch Endmuttern zusammen gehalten. Die 15 Wickelungen |364| sind jede mit einer Abtheilung des Commutators verbunden. Die Magnete haben Nebenschluſswickelung und bestehen aus weichem Guſs-eisen. Der Anker hat 0,0032, die Magnete 17,7 Ohm Widerstand; die Leistung der Maschine ist 200 Ampère mit 80 Volt. Der Wirkungsgrad dieser Dynamo ist 90, bei gröſseren 94 Proc. Nimmt man an, daſs die Dampfturbine 70 Proc. der gesammten Dampfleistung ergibt, und daſs die Dynamo 90 Proc. nutzbar macht, so ergibt sich eine Ausnutzung der mechanischen Kraft des Dampfes von 63 Proc.

Die Parsori'sche Dynamo mit ihrem Motor ist schon längere Zeit, namentlich für Schiffsbeleuchtung in Gebrauch, wurde jedoch bei stationären Anlagen selten verwendet. Erst bei der Newcastle-Ausstellung von 1887 kam dieselbe zu gröſserer Verwendung. Es waren daselbst 13 Maschinen in Thätigkeit; während der ganzen Dauer der Ausstellung kam nur eine einzige Undichtigkeit an einer Nebenrohrleitung vor, während die Turbinen und ihre Dynamomaschinen tadellos arbeiteten. (Engineering vom 13. Januar 1888 * S. 35.)

Die Actiengesellschaft Helios in Ehrenfeld bei Cöln schlägt eine Schaltung bei Elektricitätserzeugern vor, durch welche Gleichstrommaschinen zur Hergabe von Wechselströmen verwendet, Wechselströme zur Kraftübertragung benutzt und Wechselströme in gleichgerichtete Ströme umgewandelt werden können.

Um von einer Gleichstrommaschine Wechselströme zu erhalten, bringen die Erfinder zwei gegenüberliegende Streifen c und e des Stromsammlers a (Fig. 23 Taf. 21) einer solchen Maschine, deren Bürsten b, b aber das magnetische Feld der Maschine parallel zum Inductor schalten (d.h. daſs eine Nebenschluſsmaschine für Gleichstrom vorhanden ist) mit zwei isolirten Schleifringen d und f, die sich mit der Ankerwelle drehen, in leitende Verbindung, hier also Streifen c mit Ring d und Streifen e mit Ring f. Die auf den Ringen d und f liegenden Schleiffedern g und h geben dann Wechselströme in die Auſsenleitung ab.

Bei mehrpoligen Maschinen sind alle Inductorspulen, welche zu gleichnamigen magnetischen Feldern gleiche Lage haben, unter sich leitend zu verbinden, sei es durch leitende Verbindung der betreffenden Spulen selbst, oder ihrer Leitungsdrähte nach dem Stromsammler, oder der entsprechenden Streifen des letzteren.

Eine so geschaltete Maschine kann daher zur Abgabe von Wechselströmen mittels der Federn g und h, oder zur Abgabe gleichgerichteter Ströme mittels der Bürsten b, b benutzt werden.

Um Wechselströme zur Kraftübertragung zu benutzen und um Wechselströme in Gleichstrom zu verwandeln, verwendet man die gleiche Anordnung wie oben.

Führt man einer derartig geschalteten Maschine mittels der Federn g und h Wechselströme zu, so geht dieselbe sehr langsam an, während der Stromzufluſs in Folge der elektromotorischen Gegenkraft der Eisenpassen |365| in der Maschine ein sehr geringer ist. Die Umdrehungszahl der Maschine nimmt jedoch sehr schnell zu und mit ihr der Stromzufluſs und zwar so lange, bis die Umdrehungsgeschwindigkeit der Maschine in das richtige Verhältnis zur Anzahl der Strom Wechsel im Wechselstrom gekommen ist. Sobald die richtige Umdrehungszahl erreicht ist, führt die Maschine sowohl im Inductor als in ihrem magnetischen Felde Gleichstrom. Sie ist daher nicht allein zur Kraftübertragung mittels Wechselstrom, sondern auch zum Betriebe von Gleichstromlampen und für galvanische Zwecke verwendbar. (Zeitschrift für Elektrotechnik, 1888 * S. 84.)

W.E. Hyer in Newburgh, N.-Y., hat die elektrische Ausstellung des American Institute mit einer kleinen Maschine beschickt, welche nach Electrical World vom 12. November 1887, Bd. 20 * S. 257, in Textfig. 18 in perspectivischer Ansicht, in Fig. 24 Taf. 21 im Schnitt abgebildet ist. Der Anker liegt innerhalb der Rollen der Feldmagnete, welche auf Spulen von nicht magnetischem Material gewickelt sind. Diese Rollen und der Anker sind von einem eisernen Gehäuse umgeben, das in zwei Theilen gegossen ist; die Lager stehen daran vor und laufen quer über die offenen Seiten. Zu Folge der so erzielten magnetischen Schlieſsung ist äuſserlich kein Magnetismus zu spüren. Der Wirkungsgrad soll bei einem solchen Motor von 0,1 65 Proc. betragen.

Fig. 18., Bd. 268, S. 365
Der Anker ist ein Gramme-Ring, dessen Kern aus Ringen von weichem Eisen aufgebaut ist, die magnetisch gegen einander isolirt sind. Er ist in Abtheilungen bewickelt, deren Zahl sich mit der Gröſse des Motors ändert. Auf der Achse ist er durch zwei Messingscheiben befestigt; eine derselben stemmt sich gegen eine Schulter an der Achse, die andere wird durch eine Mutter gegen die Wickelung gepreſst.

Der abgebildete Motor ist auf 0,1 berechnet, kann aber ohne Schaden ⅛ beschaffen; er braucht 100 × 100mm Grundfläche, ist 125mm hoch und wiegt 2k,95. Der Motor von 0,5 braucht 175 × 150mm, ist 175mm hoch und wiegt 13k,6. Diese Motoren haben mit Ausnahme des von 0,1 gemischte Wickelung.

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The Baxter Electric Manufacturing and Motor Company in Baltimore, Md., baut nach ihrem englischen Patente Nr. 5292 vom 12. April 1887 kleine Motoren, bei denen die Feldmagnete schräg gestellt sind, mit ihren oberen, durch eine Verbindungsplatte vereinigten Enden an den Anker herantreten, mit ihren unteren Enden dagegen auf einer Brücke stehen, von deren Mitte aus sich die Lager für den Anker erheben. Die ganze Anordnung hat eine gewisse Aehnlichkeit mit der Maschine von Fein (1888 267 * 67 Fig. 6 und 7). Mittels einer an den Bürstenträger befestigten Schnur kann der Träger, wenn man den Motor zum Stillstand bringen will, ein wenig gedreht werden, wodurch die Bürsten an Stifte anstoſsen und vom Commutator abgehoben werden.

William Adolph Leipner in Bristol ordnet nach seinem englischen Patente Nr. 114 und * D.R.P. Nr. 40523 vom 4. Januar 1887 an dem Umfang einer Nabe A Aussparungen a an, in welche Speichen von der in Fig. 11 Taf. 21 ersichtlichen Form eingefügt werden, welche aus einzelnen von einander isolirten Platten zusammengesetzt sind. Der Kern C der Spule D ist gleichfalls aus einzelnen Platten zusammengesetzt und derart gestaltet, daſs der über die Spulen Windungen hervorragende Theil die zwischen den Speichen B vorhandenen Erweiterungen b ausfüllt, wodurch die Spulen D verhindert werden, in radialer Richtung sich zu verschieben. Durch aufgeschraubte Ringe E mit Ansatz e einerseits und Ring F und einzelnen Knaggen G andererseits wird die Spule vor seitlicher Verschiebung gesichert.

Verbesserte Oldham-Kuppelung für Dynamomaschinen. Nachdem man die Umlaufszahl der Dynamomaschinen bei gutem Wirkungsgrad auf 200 herabgebracht hat, lag es namentlich für Maschinen zur Schiffsbeleuchtung nahe, die Dynamowelle unmittelbar, ohne Uebersetzung, von der Welle der Dampfmaschine treiben zu lassen. Dies ist u.a. nach dem Scientific American, Supplement 1888, Bd. 28 * S. 10032, bei der Einrichtung des elektrischen Lichtes auf den beiden Schiffen Victoria und Britannia der Peninsular and Oriental Steamship Company geschehen. Die Ausführung war der Anglo-American Brush Electric Light Company in London übertragen. Sie besteht aus einer Tangye-Dampfmaschine mit Cylindern von 200mm und 400mm Durchmesser und 250mm Hub, welche eine für 450 Lampen ausreichende Victoria Brush-Dynamo treibt. Zwischen der Dampfmaschinen welle und der Ankerwelle ist eine verbesserte Form der Oldham-Kuppelung angebracht, welche aus zwei Kuppelungsplatten und einer dazwischen liegenden Scheibe besteht. Aus jeder Platte stehen zwei flache Zapfen vor, welche in einen Schlitz auf der einen Seite der Scheibe hin eingreifen; die Schlitze auf den entgegengesetzten Seiten der Scheibe stehen unter 90° gegen einander. Wenn daher die beiden Wellen nicht mehr genau in derselben geraden Linie liegen, so gestattet die Kuppelung ihnen beiden eine freie Bewegung.

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Die Dynamo hat 6 Pole, gibt ihre gröſste Leistung bei 200 Umdrehungen in der Minute und regulirt sich selbst.

Die ganze Anlage ist doppelt, aber jeder Satz vermag sämmtliche Lichter zu speisen.

Damit diese Schiffe bei Nacht durch den Suez-Kanal fahren dürfen (vgl. 1886 259 429), sind dieselben mit einem Kasten ausgerüstet worden, der oberhalb des Schiffsbordes aufgehängt ist und bis auf 2m,44 über Wasser herabgelassen wird; in demselben befindet sich eine Bogenlampe für einen Strom von 70 Ampère und 65 Volt, die von einem daneben sitzenden Wärter regulirt wird. Der Lichtstrahl wird von einem Spiegel von 559mm Durchmesser und 305mm Brennweite zurückgeworfen und dann durch Zerstreuungslinsen seitlich auf einen Bogen von 22° ausgebreitet.

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