Titel: Fritsche's Rad-Anker-Dynamo.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1893, Band 287 (S. 84–88)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj287/ar287031

W. Fritsche's Rad-Anker-Dynamo.

Mit Abbildungen.

Die Anordnung der von Fritsche und Pischon in Berlin, N., gebauten Rad-Anker-Dynamomaschine „Patent Fritsche, von welcher Fig. 1 (vgl. auch 1891 281 * 6 Fig. 17) eine Gesammtansicht gibt, beruht rücksichtlich der Ankerbewickelung und des Ankeraufbaues auf den beiden Patenten D. R. P. Kl. 21 Nr. 45808 und D. R. P. Nr. 57170 vom 19. Juni 1887 und 16. April 1890. Das erste Patent Fritsche, welches die sogen. Wellenwickelung (vgl. 1891 281 * 5 Fig. 15) umfasst, liegt der Anordnung der Ankerwickelung hinsichtlich ihrer „Schaltung“ zu Grunde, während die praktische Ausführung dieser Wickelung, wie überhaupt der Aufbau des Ankers auf dem zweiten Patent Fritsche beruht.

Textabbildung Bd. 287, S. 84
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Die Rad-Anker-Dynamomaschinen sind sämmtlich vielpolige Maschinen, bei denen die Eigenart der Wellenwickelung zur Geltung kommt. Für jede beliebige Anzahl von Polpaaren entsteht stets eine solche Schaltung der Ankerwickelung, dass nur zwei Stromabnahmestellen am Stromsammler erforderlich sind.

In Fig. 2 ist ein senkrechter Schnitt durch die Rad-Anker-Dynamo skizzirt, worin die einzelnen Theile der Maschine zur Geltung gebracht sind.

A ist das feststehende, mit dem gemauerten Maschinenfundament verankerte Gestell aus Gusseisen, an welches seitlich die Lager C und C1 angeschraubt sind. B ist die Anordnung der vielpoligen Feldmagnete, welche aus den Elektromagnetpolen mit ihren Wickelungen und Polschuhen, sowie aus den massiven Jochen besteht. Die rechtsseitige Magnetgruppe ist aus dem Maschinengestell herausgezogen dargestellt, die ihr gleichmässig gegenüberliegende linke Gruppe in ihrer richtigen Stellung gezeichnet. Eine perspectivische Ansicht, in welcher das Joch, die Schenkel, sowie die prismatischen Polschuhe deutlich hervortreten, bietet Fig. 5.

Textabbildung Bd. 287, S. 85
Der umlaufende Anker D bildet ein Rad mit schmiedeeisernen Speichen, die in einer Nabe gefasst sind. Der Felgenkranz des Rades ist der Stromsammler. Als besonderes Organ der Rad-Anker-Dynamo ist schliesslich noch der Bürstenschlitten, welcher aus Fig. 1 ersichtlich wird, zu erwähnen, welcher den Bürstenhalter und die Schleifbürsten trägt.

Zu jeder Dynamomaschine gehört, je nachdem dieselbe unmittelbar, oder mittels Riemenübertragung von einer Kraftmaschine angetrieben werden soll, eine Kuppelung, oder eine Riemenscheibe; ferner noch als Nebenapparat ein Regulator für den Nebenschluss-Stromkreis der Maschine.

Das Maschinengestell A, ein mehrfach durchbrochenes dünnwandiges Gehäuse aus Gusseisen, ist bei den Rad-Anker-Dynamomaschinen unter 100 Leistung zweitheilig, bei den grösseren viertheilig zusammengebaut. Der untere Theil des Gehäuses mit den beiden angegossenen Tragfüssen bildet gewissermaassen einen Trog, worin der Anker D in den angeschraubten Lagern C und C1 wie ein Schleifstein gehalten wird. Der obere Gehäusetheil setzt sich auf den unteren wie eine Kappe auf und umschliesst die obere Ankerhälfte. Ober- und Untertheil des Gehäuses sind mit einander verschraubt. Das Maschinengehäuse ist, trotz des geringen Materialaufwandes in ihm, sehr fest und leistet im Betriebe den mechanischen und magnetischen Kräften genügend Widerstand.

Bei sämmtlichen Rad-Anker-Dynamomaschinen ist das eine Lager C1 (Fig. 2) als Drucklager ausgebildet; dieses Lager sei bei den noch folgenden Auseinandersetzungen stets als vorderes Lager, das zweite Lager an der Seite der Kuppelung oder Riemenscheibe als hinteres Lager bezeichnet.

Die Lager der kleineren Rad-Anker-Dynamomaschinen haben sämmtlich Lagerschalen aus Metall, dieselben sind mit Weissmetall ausgegossen. Die Lager der grösseren Maschinen haben kräftige, gusseiserne Lagerschalen, ebenfalls mit Weissmetallfütterung. Sämmtliche Lagerschalen sind Buchsen, nur bei grösseren Dynamomaschinen kommen für die hinteren Lager zweitheilige Lagerschalen zur Anwendung.

In Fig. 3 und 4 sind zwei verschieden construirte Drucklager der Rad-Anker-Dynamomaschine dargestellt. In Fig. 3 ist ausser der Anordnung des Spurzapfens auch die für alle Lager der kleineren Dynamo angewandte selbsthätige Schmierung mittels der beiden Schöpfringe r und r1 angedeutet. Diese beiden Ringe, welche unmittelbar auf dem Wellenzapfen aufliegen, werden bei dessen Umlaufen langsam gedreht, so dass sie aus einem Oelsacke stets frisches Schmieröl auf den Zapfen schöpfen.

Textabbildung Bd. 287, S. 85
Bei dem in Fig. 4 dargestellten Drucklager einer grösseren Maschine ist der Spurzapfen ähnlich wie in Fig. 3 angeordnet; die gusseiserne Lagerschale ist eigenartig ausgebildet und eine Vorrichtung für die genaue Einstellung des Ankers zwischen den gegenüberstehenden Polen angebracht. An die Lagerschale l ist ein ringförmiger Flansch f angegossen, durch welchen drei Stellschrauben geführt sind. Mittels dieser Schrauben und zweier Muttern lässt sich die gusseiserne Lagerschale l sammt dem Zapfen bezieh. der Ankerwelle um einige Millimeter gegen den Lagerbock nach rechts oder links verschieben, also in bestimmter Lage genau einstellen. In Fig. 4 erfolgt die Schmierung mittels Schmiervasen.

Die Feldmagnete. Fig. 5 gibt von einer achtpoligen Nebenschluss-Rad-Anker-Dynamo die Schenkelwickelung in vollständiger Schaltung schematisch; die beiden gleichliegenden Gruppen sind perspectivisch neben einander gezeichnet. An die ringförmigen Joche j und j1 sind acht cylindrische Magnetschenkel, s und n, angeschraubt, über welche Spulen mit den Elektromagnetwickelungen aufgeschoben werden. Die Schenkel tragen sämmtlich prismatische Polschuhe, der Deutlichkeit wegen sind in Fig. 5 bei je zwei Schenkeln die Polschuhe fortgelassen. Wie durch Pfeile angedeutet, werden die Schenkelwickelungen in solcher Richtung vom Strome durchflossen, dass sich abwechselnd Nord- und Südpol ausbilden und jedem Nordpol ein Südpol gegenüber steht.

Bedeuten in Fig. 5 z + und z – die beiden Bolzen der Bürstenhalter (vgl. auch Fig. 8 und 9) und K1, K2 und K3 drei verschiedene am Maschinengestell angebrachte |86| Klemmbretter, so ist die Stromverzweigung folgende: Zwischen z + und K1, sowie z – und K2 wird mittels biegsamer sogen. Bürstenkabel die leitende Verbindung zwischen dem verschiebbaren Bürsten schütten und den festen Polklemmen K1 und K2 der Maschine hergestellt, von welch letzteren die Anschlusskabel zur Maschinenschalttafel abzweigen. An der positiven Polklemme K1 zweigt sich die Nebenschlussleitung ab, welche durch alle Schenkelwickelungen der linken Magnete führt und dann in einer Klemme I des Brettes K3 endet; ebenso zweigt sich von der negativen Polklemme K2 die Nebenschlussleitung ab, führt durch alle Schenkelwickelungen der rechten Magnete und endet in einer zweiten Klemme II des Brettes K3. Zwischen I und II ist der Nebenschlussregulator mit seinen Widerstandsspiralen geschaltet, so dass der Nebenschluss-Stromkreis durch denselben je nach der Stellung der Kurbel unter Einschaltung grösseren oder geringeren Widerstandes geschlossen wird.

Textabbildung Bd. 287, S. 86
Die Magnete werden bei den verschiedenen Modellen entweder gänzlich aus Gusseisen oder aus Gusseisen und Schmiedeeisen (aus letzterem die Pole, aus ersterem die Joche und Polschuhe) hergestellt.

Textabbildung Bd. 287, S. 86
Die Ankerwickelung. Fig. 6 bietet ein Wickelungsschema eines vierpoligen Rad-Ankers. Die beiden parallel geschalteten Zweige des inneren Stromkreises sind durch gestrichelte und ausgezogene Linien gekennzeichnet, die Pole durch Schraffur angedeutet. Der Deutlichkeit halber sind nur wenige Stäbe nach der Wellenwickelung (Patent Nr. 45808; vgl. 1891 281 * 5) geschaltet, nämlich 34 Stäbe. Nach der Formel x = 2 (m × n + 1) wird die Anzahl x der Ankerstäbe, welche nach der Wellenwickelung in zwei parallelen Kreisen geschaltet werden sollen, bestimmt; n bedeutet die Anzahl der Pole (also vier), m die Anzahl der Stromsammlertheile zwischen den beiden Stromabnahmestellen (zwischen den Bürsten). Zu dem Schema Fig. 6, worin 34 Stäbe nach der Wellenwickelung geschaltet werden, lautet die Formel: 34 = 2 (4 × 4 + 1). Die Zahl der Stromsammlertheile beträgt nur 17, es ist also nur jeder zweite Ankerstab mit einem Stromsammlertheile versehen, wie in Fig. 6 schematisch angedeutet. Die Stromsammlertheile sind mit den Zahlen Null bis Sechzehn numerirt. Werden auf Theil Null und Theil Vier die Bürsten b – und b + aufgelegt, so theilt sich, wie in Fig. 6 leicht an den gestrichelten und ausgezogenen Linien zu verfolgen, zwischen beiden Bürsten der innere Stromkreis in zwei Hälften. In dem einen Stromzweige befinden sich alle Stäbe mit ausgezogenen Linien, in dem anderen alle mit gestrichelten in Hintereinanderschaltung, so dass sich die in jedem Stabe inducirten elektromotorischen Einzelkräfte addiren. Aus diesem Schema ergibt sich eine allgemein gültige Regel für die Bürstenstellung bei allen Rad-Anker-Dynamomaschinen. Man findet die Lage der Bürsten stets, sobald man die Zahl der Stromsammlertheile; die in Wirklichkeit weit grösser ist als in Schema Fig. 6 gezeichnet wurde, durch die Zahl der Pole dividirt. Hat man z.B. bei der achtpoligen Rad-Anker-Dynamo 201 Stromsammlertheile (nach der oben gegebenen Formel wird die Zahl stets eine ungerade sein), so steht die eine Bürste auf Null, die andere auf dem Theil Nummer 26, denn 201 : 8 = 25. Wie aus dem Gesagten hervorgeht, werden bei den vierpoligen Maschinen die Bürsten etwa um je einen Winkel von 360 : 4 = 90°, bei den sechspoligen Maschinen um 360 : 6 = 60°, bei den achtpoligen Maschinen um 360 : 8 = 45°, sowie bei den zehnpoligen Maschinen um 360 : 10 = 36° von einander liegen.

Der Ankeraufbau. Der Rad-Anker besteht aus: der stählernen Welle, der gusseisernen Nabe, den schmiedeeisernen Ankerstäben mit ihren kupfernen Verbindern und dem Stromsammler. Auf die stählerne Ankerwelle ist eine gusseiserne Nabe aufgekeilt, welch letztere den geraden, radial gestellten eisernen Stäben einen festen Halt gibt. Diese Stäbe sind gewissermaassen Radspeichen, sie sind nach Maassgabe des Schemas Fig. 6 durch kupferne Verbinder zur Ankerwickelung geschaltet und bilden in der ausgeführten Anordnung gleichzeitig Ankerkern, Ankerwickelung und Tragegerüst. Jeder zweite Ankerstab trägt einen Stromsammlertheil aus Metall mit aufgeschraubter kupferner Auflageplatte, die sämmtlichen Theile und Auflageplatten, welche gegen einander sorgfältig isolirt sind, bilden in ihrer Gesammtheit einen vollständigen Felgenkranz des Rades.

Textabbildung Bd. 287, S. 86
Zur Ergänzung der Beschreibung des Rad-Ankers ist noch die in Fig. 7 dargestellte Vorrichtung zu erwähnen. |87| Dieselbe dient zum genauen Einstellen des Ankers zwischen den Polschuhen der Magnetschenkel, also demselben Zwecke wie die in Fig. 4 dargestellte Anordnung der gusseisernen Lagerschale. Auf die Ankerwelle w ist ein schmiedeeiserner Ring r in einem gewissen Abstande vom Nabenkörper warm aufgezogen und somit fest mit der Welle verbunden. Durch diesen Ring r sind zwei Zug- und zwei Druckschrauben geführt, die ersteren greifen in den Nabenkörper ein, die letzteren liegen an denselben an. Mittels dieser vier Schrauben gelingt es in ebenso einfacher als sicherer Weise den Anker in der Mitte zwischen den Polschuhen ein- und festzustellen.

Diese letztere Anordnung zur Verstellung des Ankers findet sich bei einigen Modellen, während bei anderen Modellen die nach Fig. 4 beschriebene Vorrichtung getroffen ist.

Textabbildung Bd. 287, S. 87
Der Bürstenschlitten. In Fig. 8 und 9 sind zwei Bürstenschlitten mit ihren Bürstenhaltern und Schleifbürsten dargestellt; der Schlitten Fig. 8 nebst Zubehör gehört zu einer kleineren Rad-Anker-Dynamo, der Schlitten der Fig. 9 zu einer grösseren. Das in dem Gesammtbilde der Maschine Fig. 1 ersichtliche Handrad, mittels dessen der Bürstenschlitten hin und her bewegt wird, sitzt auf der Welle s (Fig. 8 und 9), die auch das kleine Zahnrad trägt, mit dem und einer Zahnstange die Verschiebung des Bürstenschlittens gegen seine Bahn erreicht wird.

Rechts und links trägt der Bürstenschlitten die beiden Bolzen z und z1, auf welche die Bürstenhalter aufgeschoben und an welche die Bürstenkabel angeschlossen sind. Die Bolzen z und z1 sind mittels Buchsen gegen den Schlittenkörper isolirt. Für jede Schleifbürste b (Fig. 8) bezieh. für je zwei Schleif bürsten (Fig. 9) wird ein Bürstenhalter verwendet; die Bürstenhalter bestehen aus einem federnden Bügel h mit angegossenem Auge, welch letzteres ausgebohrt ist und genau auf den Bolzen z passt. Mittels einer Klemmplatte und einer Schraube kann der Bürstenhalter in beliebiger Stellung auf den Zapfen z festgebremst werden, die Schraube wird mittels Steckschlüssels gelöst und angezogen. An dem Bügel ist vorn ein Kasten angeschraubt, in welchem ein oder zwei Schleifbürsten befestigt sind. Die Befestigung der Bürsten mit ihren Hülsen erfolgt durch Klemmplatte und Schraube, für deren Kopf der erwähnte Steckschlüssel ebenfalls zu benutzen ist. Während bei den in Fig. 8 dargestellten einfachen Bürstenhaltern nur eine feste Einstellung der Bürsten in den Bügelkasten möglich ist, ist für die über einander lagernden Bürsten des Halters in Fig. 9 eine feinere Einstellung vorgesehen. Am hinteren Ende des Bügels ist noch ein kleiner Bock angeschraubt, in dem zwei lange Schrauben gelagert sind. Diese Schrauben dienen in der Weise zur genauen Einstellung der Bürsten, dass durch Rechts- oder Linksdrehen derselben die Verschiebung der Muttern m mit den darin festgeklemmten Bürsten erreicht wird. Je nach der Grosse der vom Stromsammler abzunehmenden Stromstärke sind auf die Bürstenbolzen zwei, drei, vier oder mehrere Bürstenhalter mit je einer, oder zwei über einander liegenden Bürsten aufgesteckt. Auf den Bürstenbolzen z und z1 sind passende Kabelklemmen aufgesetzt, in welche die Bürstenkabel eingelöthet sind. Diese Bürstenkabel vermitteln die Zuleitung des Maschinenstromes von den beweglichen Bürsten zu den festen Klemmenbrettern der Maschine, wie bereits in Fig. 5 erläutert.

Die Aufstellung der Dynamomaschine. Sämmtliche Rad-Anker-Dynamo bei unmittelbarer Kuppelung ihrer Wellen mit denen der Kraftmaschinen sowohl, wie bei Riemenübertragung, werden unmittelbar auf gemauerte Fundamente gestellt und mit diesen fest verankert.

Da die Umdrehungszahl bei allen Rad-Anker-Dynamos eine verhältnissmässig geringe ist, so werden die Ledertreibriemen niemals ausserordentlich, etwa durch zu grosse

Reihe A für unmittelbare Kuppelung mit den Betriebsmaschinen.

Textabbildung Bd. 287, S. 87

Reihe B für Riemenbetrieb.

Textabbildung Bd. 287, S. 87
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Riemengeschwindigkeit, beansprucht. Ferner haben bei richtig gewähltem Uebersetzungsverhältniss auch stets die Riemenscheiben der Dynamo grösseren Durchmesser als bei Schnelläufermaschinen, so dass davon abgesehen ist, die Dynamomaschine auf Gleitschlitten zu setzen, oder sonstige Riemenspannvorrichtungen zu verwenden.

Die Rad-Anker-Dynamomaschinen sind Gleichstrommaschinen und eignen sich für den gemeinschaftlichen Betrieb von Glüh- und Bogenlicht, für Elektrolyse, sowie als Elektromotoren für Kraftübertragung, und werden in Spannungen bis zu 1000 Volt gebaut. Sie werden nach Wunsch mit reiner Nebenschluss- oder mit gemischter Wickelung ausgeführt. Für sie gelten die vorstehenden Zahlen.

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