DE199906C

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Description

ΐί Si'!i;'''"

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Elektromotoren können ohne jegliche Kontakte, wie z. B. Kommutatoren usw., betrieben werden, wenn sie von Wechselströmen gespeist werden (vgl. z. B. die sogenannten Ferrarismotoren).

Für den Betrieb mittels Gleichstrom geeignete Motoren dagegen sind bisher in der Regel mit Kontakten, insbesondere mit Kommutatoren, ausgerüstet worden, die bekanntlich,

»ο wenn sie nicht sorgfältig behandelt werden, vielfach zu Störungen Veranlassung geben. Auch verteuern sie die Herstellungskosten der Maschine.

Des ferneren weisen auch eine Reihe von Wärmekraftmaschinen, wie z. B. Gasmotoren, Kolbendampfmaschinen usw., Steuerungsteile auf, welche in Parallele mit den Kommutatoren von Gleichstrommaschinen gestellt werden können und nebst den Arbeitskolben und Zylindern viel Kosten für Wartung und Erneuerung sowie hohe Herstellungskosten solcher Maschinen verursachen.

Den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet ein System von Motoren, bei welchem weder Kontakte noch abgedichtete Kolben, Zylinder, Gestänge usw. angewendet sind, sondern bei welchem, ähnlich wie bei Wasser- und Dampfturbinen, lediglich sich nahe aneinander vorbei bewegende Motorteile vorhanden sind, die sich nicht zu berühren brauchen und deren Betrieb allein durch Erzeugung verschieden hoher. Wärmepotentiale unterhalten werden kann. Diese können natürlich nicht nur mittels beliebiger Heizmaterialien (Gase, warmer Dämpfe usw.) oder durch Kühlmittel (Eis, Kälteerzeugungseinrichtungen, kalte Flüssigkeiten oder Gase usw.) oder durch beide Gruppen zugleich, sondern auch durch die Wärmewirkung elektrischer Ströme oder von Lichtstrahlen jeder Art erzeugt werden.

Das System der Motoren beruht darauf, daß sogenannte thermoelektrischeElemente irgendwelcher Art und ihre Stromschlußleiter derart zu Windungen geformt und beweglich (z. B. um eine Achse drehbar) oder feststehend angeordnet werden, daß sie der Gegenwirkung von feststehend bzw. beweglich angeordneten magnetischen Feldern beliebiger Art, wie z. B. Stahlmagneten, Stromwindungen, Elektromagneten usw., ausgesetzt sind. Des ferneren darauf, daß die Höhen der die Thermoelemente beeinflussenden' Erregerwärmepotentiale derart entsprechend der Polzahl oder der sonstigen Eigenart dieser Gegenmagnetfelder in der Bewegungsrichtung der Motorteile aufeinanderfolgen, daß in den Thermoelementen und ihren Stromschlußleitern bei Eintritt einer Bewegung der Motorteile Thermoströme von einer der Polzahl bzw. dem Richtungswechsel USAV. der Gegenmagnetfelder sowie dem eigenen Aufbau der Thermo-Leitergebilde entsprechenden Stärke und Richtung entstehen, welche Zugkräfte auf die Gegenmagnetfelder ausüben. Dementsprechend muß ζ. B. in einer " Windung bei Eintritt in den Wirkungsbereich eines Gegenfeldes anderer Richtung der vorher wirksame Thermostrom in ihr sich vermindern oder erlöschen oder auch seine Rich-

tung wechseln; oder wenn cine Windung ζ. Β. im gleichen Feld bleibt und in ihrer Zugkraft nachläßt, muß sie durch eine Gegenkraft oder durch einen in ihr erregten Thermostrom urngekehrter Richtung ebenfalls zurückbewegt werden, also hin und her gehende Bewegungen bzw. Oszillationen ausführen.

In Fig. ι der beiliegenden Zeichnung ist z. B. ein einfaches derartiges Thermo-Lcitergebilde schematisch dargestellt, t, t¹, iv, iv, zv bilden eine Windung, bestehend aus den thermoelektrische!! Kontakten t, t¹ und ihren Stromschlußleitern, welche der Einwirkung des durch Pfeile angedeuteten magnetischen Feldes S, N ausgesetzt ist. σ ist die Drehachse, um welche das Ganze drehbar angeordnet ist.

Nimmt man nun an, h bedeute die Lage des höheren Erregerwärmepotentials, welches

ao durch irgendein Heizmittel, eine Flamme, einen warmen flüssigen oder gasförmigen Strom, eine Heizschlange, einen elektrischen Heizkörper bzw. Leiter usw. erzeugt sein kann, und nimmt man z. B. des ferneren an, der eine Bestandteil des Thermoelementes, die obere gerade Platte t, P, bestehe. /.. B. aus Kbnstantan oder einem andern Stoff gleichen Vorzeichens der thermoelektrischen Spannungsreihe, das andere U-förmige Metall dagegen bestehe z. B. aus Kupfer, so entstehen in dem in sich geschlossenen Leitergebilde Thermoströme in der Richtung der eingezeichneten Pfeile, d. h. in der Uhrzeigerrichtung.

Die Folge hiervon ist, daß das Leitergebilde im Sinne des Pfeiles neben t und des um die Achse α geschlungenen Pfeiles so lange gedreht wird, bis der Hebelarm des drehenden Kräftepaares gleich Null geworden ist oder die Zugkraft infolge Austrittes des Leitergebildes aus dem Bereich des Wärmepotentials h nachgelassen hat. Bringt man nun aber ein Erregerwärmepotential, wie z. B. Ji¹, zur Einwirkung auf die andere Kontaktstelle t¹ des Thermoelements, so entsteht in dem Leitergebilde ein Strom umgekehrter Richtung und demzufolge auch eine in umgekehrter Richtung sich äußernde Zugkraft und Drehung. Würde das Thermoelement schon bei Ausführung der ersten Drehrichtung über einen Winkel von 90⁰ gegen das Feld hinausgelangen, so daß ζ. B. t¹ bis in den Wirkungsbereich von h käme, So Avürde t¹ die vorherige Wirkung von / ausüben usw.

Würde t nun inzwischen auch an die Stelle von t¹ gerückt sein, so wäre es wahrscheinlich noch so stark erwärmt, daß keine große Differenz der beiderseitigen Wärmepotentialc, trotz nunmehriger Erwärmung von f¹, und damit auch kein Stromfluß in dem Maße wie vordem eintreten würde.

Diesem Übelstande kann dadurch abgeholfen werden, daß etwa diametral g'eg'enüber von /; die durch Pfeile angedeutete AVirkung'szone eines durch Kühlmittel irgendwelcher Art erzeugten niedrigeren Erregerwärmepotentials k angeordnet wird, so daß die Kontaktstelle des Thermoelementes, welche in dieser Lage zweckmäßig ein niedriges Wärmepotential haben soll, dieses rascher und vollkoinmener annimmt, als wenn lediglich die Einwirkung des umgebenden Mediums, also z. B. der Luft, in Frage käme. Selbstverständlich wird die Wirkungszone von k zweckmäßig etwas umfangreicher, namentlich entgegen der Drehrichtung bis zum toten Punkt, zu bemessen sein, um die bestmögliche Wirkung des Apparates zu erzielen.

Diese Umstände nun sind bei \^rorlieg'ender Erfindung zur Bildung eines zu einer vollen Umdrehung und mehr oder zu hin und her gehenden Bewegungen befähigten Thermo-Elektromotors ausgenutzt worden.

Ordnet man nun z. B. in Einwirkung auf das einspulige Thermo-Leitergebilde (Fig. 1) eine Hilfskraft beliebiger Art. wie z. B. einen auf der Achse α sitzenden, in bekannter Weise von einem Magneten beeinflußten Hilfsanker. oder eine in bekannter Weise von Federn beeinflußte Kurbel, oder einen Elektromotor. oder sonstige Hilfsmittel derart an, daß das Gebilde über die toten Punkte (Stellungen von 90⁰ zur Richtung von S, N) hinausbewegt wird, so ist das Gebilde bei geeigneter thermoelektrischer Erregung zur Ausführung eines größeren Drehungswinkels wie i8o° bzw. auch zu einer vollen Umdrehung und zu deren beliebig häufigen Wiederholung befähigt.

Fig. 2 bis το stellen Beispiele verschiedener Ausführungsformen solcher Thermo - Elektromotoren dar. Hierin bedeuten t. t¹ usw. die Kontaktstellen, w, iv¹ usw. die Stromschlußleiter der Thermo-Leitergebilde (Anker), a die Drehachse, h, h¹ usw. soAvie k, k¹ usw. die Lage der Erregerwärmepotentiale, 5", N die magnetischen Gegenfelder.

An dem Thermo-Leitergebilde (Fig. 1) sind keine besonderen Verbindungsleitungen zwischen den eigentlichen Thermoelementen und den U - förmigen Stromschlußleitern w, zv, iv no vorhanden, sondern die letzteren bilden gleichzeitig das eine Metall des Thermoelementes oder umgekehrt. Der Stromkreis ist in sich geschlossen, und die Kontaktstellen sind dabei symmetrisch um die Achse verteilt gegeneinandergeschaltet.

Auf diese Weise wird ein möglichst geringer Ohmscher Widerstand des Ganzen und demzufolge trotz der geringen Thermo-Stromspannung eine möglichst hohe Stärke der Thermoströme für gegebene Differenzen der Erregerwärmepotentiale, sowie ein einfacher

Aufbau erzielt. Außerdem kann zufolge der den Polen des Gegenmagnetfeldes Rechnung tragenden Symmetrie der Kontaktstellen die eine der letzteren nach der Drehung die andere gleichwertig vertreten.

In Fig. 2 ist ein Thermo-Elektromotor einfachster Art dargestellt, der hin und her gehende Bewegungen bzw. Oszillationen ausführen kann. Das z. B. einspulige Thermo-Leitergebilde t, t¹, w, w sucht sich zufolge exzentrischer Anordnung seines Schwerpunktes, unter dem Einfluß einer Hilfskraft, entgegen der Uhrzeigerrichtung um seine Achse α zu drehen, wobei die Thermo-Kontaktstelle t des Gebildes in.den Wirkungsbereich des Erregerwärmepotentials höheren Grades h gerät, während das niedrigere Potential vorläufig durch das umgebende Medium, z. B. die Luft, erzeugt werden kann. Durch die Zugkraft,

ao welche die in t, t¹, w durch α entstehenden Thermoströme auf ein Gegenmagnetfeld, z. B. S, N, nebst seinem paramagnetischen Leiter e ausüben, kann die Gegenkraft überwunden werden und eine Drehung in Richtung des Uhrzeigers eintreten, bis zufolge Entfernung von t aus der Wirkungszone von h eine Verminderung der Thermoströme und schließlich eine rückgängige Bewegung eintritt, worauf sich das Spiel von neuem wiederholen kann, sofern h noch in Wirkung ist, und sofern Vorsorge getroffen ist, daß der Anker nicht an dem Punkt stehenbleiben kann, wo die Gleichgewichtslage zwischen den beiden einander entgegenwirkenden Kräften erreicht ist.

Diese oszillierenden Bewegungen können natürlich in mannigfachster Weise übertragen und zu beliebigen Zwecken nutzbar gemacht \verden. Es kann z. B. mittels Schaltklinke .? ein Zahnrad n, welches der Übersichtlichkeit wegen nur teilweise dargestellt ist, je nach Anordnung von i und der Zahnung, in der Pfeilrichtung oder umgekehrt fortgeschaltet und z..B. durch eine Sperrklinke j¹ ,am Rückgang verhindert werden. Selbstverständlich könnte diese oszillierende Bewegung auch mittels Kurbel und Gestänge in eine umlaufende umgewandelt werden und auf ein Rad η¹ übertragen werden, wobei die Hilfskräfte auch auf letzteres einwirken können.

Zur Vervollkommnung der Wirkung einer solchen Maschine nach. Fig. 2 könnte natürlich ein durch Kühlmittel erzeugtes Erregerwärmepotential niedrigen Grades angeordnet werden, z. B. derart, daß die Kontaktstelle t etwa in der punktierten- Stellung davon beeinflußt würde.

Bei einem derartigen Apparat würden indessen nur in einer Drehrichtung Thermoströme wirken, bei einem Motor nach Fig. 3 dagegen in beiden Drehrichtungen, wie leicht aus den zum Teil punktiert gezeichneten drei Stellungen ' des Thermo - Leitergebildes t, t> bzw. "t, "i¹ bzw. '"t, "'i¹ ersichtlich ist, indem noch ein zweites Erregerwärmepotentiäl höheren Grades h¹ angeordnet ist. Hat nämlieh das Thermo - Leitergebilde die Stellung "t, "t¹ erreicht, so tritt es aus dem Bereich von h und tritt in denjenigen von h¹ ein, welch letzteres einen Thermostrom umgekehrter Richtung erzeugt. Dabei können die Bewegungen durch Anschläge, wie z. B. l·, b¹, begrenzt sein und die anfängliche Stellung t, t¹ durch eine Hilfskraft, wie z. B. eine Feder f, gesichert werden, jedoch ist eine solche nicht unbedingt erforderlich.

Fig. 4 veranschaulicht eine weitere Ausbildung der vorbeschriebenen Motoren. Um die Drehachse α sind - gegeneinander verdreht mehrere gleichwertige, aus Kontaktstellen t bis t⁵ und einer entsprechenden Zahl Strom-Schlußleiter w, w¹- usw. bestehende Thermo-Leitergebilde angeordnet, so daß bei Drehung jedes dieser Gebilde an Stelle des vorhergehenden tritt und die von letzterem oder mehreren zusammen eingeleiteteBewegungoderDrehung fortsetzt und also volle Umdrehungen ohne weitere Hilfsmittel eintreten können.

Bevor z. B. i² die \¥irkungszone des höheren Erregerwärmepotentials h verlassen hat, d. h. stromlos geworden ist, ist bereits t^s an seine Stelle getreten und unterstützt t², wenn dieses an Stelle von t getreten ist. Hat letzteres eben vordem h verlassen, so kann t, i¹ immer noch eine verhältnismäßig hohe Stromstärke führen, i², i⁴ dagegen vorläufig noch etwas weniger. i⁵ sollte am zweckmäßigsten bereits ein mög- . liehst niedriges Wärmepotential erlangt haben, d. h. in t^s, t⁵ der Strom tunlichst auf ο gesunken sein, um nach weiterer Drehung auf das Gegenfeld, wie z. B. S, N, keine unerwünschte rückwirkende Zugkraft auszuüben.

Die Umdrehungen können entweder in beliebiger Weise unmittelbar ausgenutzt oder auf irgendeine Maschine, wie z. B. auf das Rad η, mittels beliebiger Übertragungsmittel übertragen und zur Verrichtung motorischer. Leistungen herangezogen werden. Durch die Isolationen ϊ,ί¹ (Fig. 4 a) sind die drei Gebilde voneinander isoliert. Selbstverständlich könnten z. B. auch nur zwei um 90⁰ gegeneinander verdrehte derartige Thermo - Leitergebilde oder eine beliebige sonstige Mehrzahl solcher bei entsprechender Anordnung und Bemessung der Wirkungszonen der Erregerwärmepotentiale usw. in allen denkbaren/Zusammenstellungen, entsprechend beliebigen Polzahlen der Gegenmagnetfelder usw., angewendet werden.

Es sei hier noch bemerkt, daß sowohl in Fig. 4 als auch in Fig. 2, 6 und 8 die niedrigeren Erregerwärmepotentiale, deren Lage der Übersichtlichkeit halber nicht eingezeichnet

ist, natürlich durch das umgebende Medium, wie z. B. die Luft, gebildet sein können und daß sich die Lagen der Wirkungszonen etwa angewendeter Kühlmittel aus dem bereits gesagten ergeben.

Zur Vereinfachung des Aufbaues sowie zur weiteren Verminderung des Ohmschen Widerstandes können diese verschiedenen Thermo-Leitergebilde, wie eben geschildert, einerseits

ίο unmittelbar leitend untereinander verbunden bzw. sogar aus nur einem gemeinsamen Metallstück verfertigt oder aber zusammengesetzt sein, wie z. B. in dem Abriß π»², w\ w^s, a, Mitte Fig. 4 dargestellt, unter Wegfall der auf

¹S einer Seite befindlichen Isolationen i.

Natürlich lassen sich derartige Motoren für jede beliebige Polzahl und Art der Gegenmagnetfelder sowie mit jeder beliebigen Form der Thermo-Leitergebilde bauen. In Fig. 6 ist z. B. ein LeitergebÜde nach Art der Scheibenanker dargestellt, auf das ein vierpoliges Gegenmagnetfeld S, N, S, N wirkt. Dementsprechend sind die Teile t, t¹ des Thermo-Leitergebildes um 90⁰ gegen die Teile i², t³ verdreht, ebenso die übrigen der acht Teile bzw. Windungen, während zwei Erregerwärmepotentiale höheren Grades h, h¹ angeordnet sind und diejenigen niedrigen Grades dementsprechend dazwischen liegen. Wie bereits erwähnt, können letztere z. B. von der umgebenden Luft erzeugt werden. Ähnlich dieser flachen Form lassen sich natürlich auch Trommel- oder Ringanker für beliebige Polzahlen in mancherlei Art ausführen.

35. Es ist nun keinesfalls erforderlich, daß ein Motor gemäß vorliegender Erfindung lediglich in der bisher beschriebenen Weise ausgeführt wird, sondern es können auch schon bestehende Konstruktionen, soweit geeignet, verwendet werden. Z. B. kann man die Ankerwicklungen von Gleichstrommaschinen (mit Trommel-, Flach- oder Ringanker usw.) ohne weiteres mit geeignet gruppierten Thermoelementen verbinden, die Erregerwärmepotentialen verschiedener Höhen ausgesetzt werden. Der etwa noch an dem Motor belassene Stromwender braucht hierbei als solcher nicht in Anspruch genommen zu werden. Eine derartige Ausführungsform veranschaulicht z. B. Fig. 5.

An dem Stromwender w, w¹ eines damit verbundenen. Ankers irgendwelcher Wickelungsart sind von einem Steg zum anderen, wie z. B. w, w oder w¹, w¹, also parallel zu der daselbst angeschlossenen Windung oder Spule, und sofern der Anker keine reine Reihenwicklung besitzt, selbstverständlich auch parallel zu der Gesamtheit der übrigen Spulen, beispielsweise je drei Thermoelemente, wie t, t¹, t² angeschlossen. Dabei könnten w, w, w¹, w¹ usw.

natürlich auch die Enden einer Stabwicklung oder ähnlichen Wicklung sein, welche nur eine Windung bildet, auf die aber drei Thermoelemente entfallen. Ordnet man nun an geeigneter Stelle, also mit Rücksicht auf den Verlauf der Windungen bzw. auf die Wickelungsart des Ankers überhaupt sowie auf die Polzahl der Gegenmagnetfelder usw. Erregerwärmepotentiale höheren Grades an, welche die Thermoelemente beeinflussen, wie z. B. h (Fig. S), so werden die durch die Ankerwindüngen verlaufenden Thermoströme unter Einwirkung der Gegenmagnetfelder, wie z. B. .S", N, auch einen solchermaßen aufgebauten Thermo-Elektromotor in Bewegung setzen. Durch künstliche Vergrößerung des niedrigeren Wärmepotentials mittels Kühlmittel kann natürlich auch hier eine wesentlich raschere Anpassung der Kontaktstellen der Thermoelemente an die Differenzen der Erregerwärmepotentiale erzielt werden, und damit eine höhere, die in den Windungen auftretende elektromotorische Gegenkraft überwiegende Spannung der Thermoelemente, sowie zufolgedessen raschere Bewegungen und Umdrehungen des Ankers. .

Es kann, wie z. B. in Fig. 5 gezeigt ist, durch ein mit Öffnungen versehenes Rohr r¹ das Kühlmittel k an geeigneter Stelle auf die abzukühlenden Stellen der Thermoelemente geleitet werden. In ähnlicher Weise wird der das höhere Wärmepotential erzeugende Stoff h, wie z. B. irgendeine. brennbare Gas- oder Flüssigkeitsart usw., mittels eines Rohres r an geeigneter Stelle auf die zu erwärmenden Kontaktstellen der Thermoelemente geleitet.

Insbesondere bei trommelartigen Thermo-Leitergebilden ergibt sich nun die Möglichkeit, einen oder mehrere Mittelleiter einzufügen, wie z. B. ν (Fig. 8), in das Gebilde t, w, w¹, t¹. Dies hat nebst weiterer Verringerung des gesamten Ohmschen Widerstandes zur Folge, daß sowohl die Thermoströme als auch die naturgemäß unter dem Einfluß der Gegenmagnetfelder in den Leitergebilden entstehenden Eigeninduktionsströme in jeder durch den Mittelleiter gebildeten Hälfte des Ganzen gesondert verlaufen können, nicht wie sonst nur als Differenzstrom der beiden in bezug auf Polarität einander ja entgegengeschalteten Thermoelementgruppen, wie z. B. t, t², t^s bzw. t^x, t*, f° (Fig. 8). Während in der einen Hälfte des Leitergebildes (Fig. 8) ein Arbeitsstrom verläuft, kann in der anderen Hälfte ein Eigeninduktionsstrom in stärkerem Maße auftreten, als wenn ν fehlen würde, da in letzterer Hälfte ja kein Thermostrom vorhanden zu sein braucht bzw. nur in geringem Maße als Differenzstrom. Dieser Umstand ist von großer Wichtigkeit in bezug auf eine für manche Fälle erwünschte elektrische Bremswirkung dieser Eigeninduktionsströme. Schließlich können der oder die Mittelleiter gleichzeitig

als Stabilitätsbindeglieder des Ganzen dienen, oder auch die Drehachse bilden, wie z. B. a (Fig. 8).

. Bekanntlich beträgt die mittels nur eines Thermoelementes erzielbare höchste Stromspannung bei ununterbrochener Erhaltung der größten möglichen Differenz der Wärmepotentiale seiner beiden Kontaktstellen meistens nur wenige Millivolt. Wie bereits erläutert,

ίο entstehen nun in den Thermo-Leitergebilden der vorliegenden Motoren, namentlich bei größeren Bewegungsgeschwindigkeiten, elektromotorische Gegenspannungen, welche selbst in nur einer Windung schon einen beträchtlich höheren Spannungsbetrag wie die erwähnte höchsterreichbare Spannung nur eines Thermoelementes ausmachen. Ist nun, wie bei Motoren nach vorliegender Erfindung, durch die Polzahl der Gegenmagnetfelder, den Aufbau des Thermo-Leitergebildes sowie durch die erwünscht hohe Geschwindigkeit der motorischen Bewegungen auch ein rascher Wechsel der Höhen der Wärmepotentiale der Thermoelemente bedingt, so sinken die in letzteren erregten Arbeitsstromspannungen und Ströme natürlich auf einen noch weit geringeren Betrag wie bei stabiler Erregung.

Aus diesen Gründen wird es häufig' erforderlich sein, für jede Windung . des Thermo-Leitergebildes eine Mehrzahl von Thermoelementen einzubauen, wie beispielsweise bereits bei Besprechung von ■ Fig. _ 5 erwähnt wurde und in weiteren Beispielen in Fig. 8 und 9 zur ' Anschauung gebracht ist. In Fig. 8 sind z. B. sechs Thermoelemente t bis t" und t¹ bis ϊ¹" in das nur eine Windung bildende Leitergebilde eingefügt, die sich bezüglich der von ihnen erzeugten Ströme unterstützen können, wenn sie in geeigneter Weise erregt werden. Zu diesem Zwecke könnten z. B. die inneren Kontaktstellen der links befindlichen drei Elemente auch diametral gegenübergeführt und dort mit den äußeren Kontaktstellen t, £², i³ der rechts befindlichen drei Elemente dem höheren Wärmepotential ausgesetzt werden, desgleichen umgekehrt die inneren Kontaktstellen der drei rechts befindlichen Elemente. Oder die Anordnung kann verbleiben, und die z. B. links befindlichen drei Elemente können an ihren äußeren Kontaktstellen einem noch niedrigeren Wärmepotential ausgesetzt werden, wie die inneren Kontaktstellen der drei rechts befindlichen Elemente usw. Dies trifft namentlich dann zu, wenn der Mittelleiter ν nicht vorhanden ist. Das ebenfalls nur eine Windung bildende Thermo - Leitergebilde (Fig. 9) enthält zwei Thermoelemente bzw. die vier Kontaktstellen derselben t, t¹, t², t^s. Werden z. B. die diagonal gegenüberliegenden Kontaktstellen t, i² durch die Erregerwärmepotentiale höheren Grades h, h¹ beeinflußt,

während die Kontaktstellen t¹, i^s Wärmepotentialen niedrigeren Grades ausgesetzt sind, so ergänzen sich die von den beiden Thermoelementen erzeugten Ströme und verlaufen bei geeigneter Wahl der verschiedenen Stoffe der Thermoelemente z. B. in der durch Pfeile angedeuteten Richtung. Die Erregerwärmepotentiale können dabei durch Kühlmittel beliebiger Art, z. B. mittels kalter Flüssigkeitsstrahle k, die durch Rohr r¹, r² auf die Kontaktstelle i¹ und t^s geleitet werden, erzeugt werden. Selbstverständlich könnten auf diese Weise noch eine beliebige weitere Anzahl Thermoelemente und deren Kontaktstellen in ähnlicher Weise angeordnet und auch eine Reihe anderer Zusammenstellungen gemacht werden.

Es bietet sich jedoch auch noch ein weiteres Mittel, um die Leistungsfähigkeit solcher Thermo-Leitergebilde zu erhöhen und insbesondere ihren Kontaktstellen eine größere Anpassungsfähigkeit an erforderliche Differenzen der Erregerwärmepotentiale zu verleihen. Dieses besteht darin, daß insbesondere den unmittelbar dem Einfluß der Wärmepotentiale ausgesetzten Teilen der Thermo-Leitergebilde durch Anordnung von Einschnitten, Löchern, durch mehrblätterige oder mehrdrähtige Ausführung bzw. durch sonstige gute Unterteilung u. dgl. eine verhältnismäßig große Oberfläche verliehen wird zwecks Vergrößerung der Heiz- und Kühlflächen der Gebilde. Hierdurch wird natürlich die für die Annahme der verschiedenen Höhen der Erregerwärme-Potentiale erforderliche Zeit wesentlich verkürzt. In Fig.. 9 sind einige derartige Anordnungen ersichtlich. Die Kontaktstelle i⁴ eines Thermo-Leitergebildes ist z. B. mit Einschnitten d^s versehen, während der Teili⁵ eines solchen Gebildes z. B. mit Einschnitten d und Löchern d¹ versehen ist. t° stellt den Abriß eines Thermo - Leitergebildes, vor und kann, wie ersichtlich, entweder z. B. vielblätterig oder z. B. aus einer Mehrzahl feiner Drähte bestehend ausgeführt sein, wobei sich an den verdickten Stellen die Kontaktstellen der Thermoelemente befinden können. Auch die von hier ausgehenden "übrigen Teile des Ganzen, die eigentlichen wirksamen Windungen, können wenigstens teilweise feindrähtig oder auch mehrblätterig oder sonstwie unterteilt ausgeführt und geeigneten Falles, wie in bezug auf Mitte Fig. 4 geschildert, auf der einen Seite leitend vereinigt sein.

Weitere solche Mittel können darin bestehen, daß z. B. das eine Metall der Kontaktstellen über diese hinaus verlängert wird, wie z. B. bei t (Fig. 9), oder man verlängert beide Metalle und spreizt sie auseinander oder ordnet Ansätze wie c oder Einsätze wie c¹ u. dgl. Mittel mehr an.

Wie hier bereits mehrfach, insbesondere an Hand der Fig. ι und 5, erläutert wurde, werden die niedrigen Erregerwärmepotentiale zweckmäßig künstlich durch Kühlmittel erzeugt. Namentlich bei Anwendung von flüssigen Mitteln solcher Art,.z. B. von Kühlwasser, ergibt sich naturgemäß die Notwendigkeit, diese nicht nur durch die Zuführungsleitungen, wie z. B. die Rohre r, r¹ usw.

auf geeignete Stellen der Thermoelemente zu leiten, sondern auch von letzteren derart abzuleiten, daß die erwähnten Kühlmittel oder aber beliebige Heizmittel nicht unerwünschte andere Stellen der Thermo-Leitergebilde treffen

!5 und beeinflussen können. Dies kann z. B. dadurch erreicht werden, daß den von besagten Mitteln zunächst betroffenen Stellen der Flächen dieser Gebilde eine geeignete Richtung, z. B. eine Schrägstellung gegenüber den nebenliegenden Teilen erteilt wird, wie z. B. t, t¹, t², t³ und C₁C¹ (Fig. 9). Der aus dem Rorjr r¹ kommende Kühl- oder Heizmittelstrahl k wird dann nur die obere schräge Fläche von t¹, aber nicht ■ die nebenliegenden Teile treffen und außerdem durch das Ansatzstück c noch weiter abgelenkt werden. Von der Stelle t^s wiederum läuft der aus dem Rohr r² kommende Strahl senkrecht nach unten von der entsprechend gerichteten Stelle t^s ab, ohne deren Außenseite zu treffen. Ebenso trifft der Strom k¹ nicht die untere Fläche von t, auf welche das Erregerwärmepotential h einwirkt.

Der Träger des letzteren, also z. B. ein Heizkörper oder sonstiger Wärmeleiter, kann hierbei diese unteren Flächen von t unmittelbar berühren, um eine ausgiebigere und namentlich raschere Übertragung des Wärmepotentials auf diese Stellen zu ermöglichen. Nun dürfte es gerade in einem solchen Fall manchmal erwünscht sein, daß diese Flächen anderseits vom Kühlmittel nicht betroffen werden, also z. B. nicht naß werden, weil sich sonst auf ihnen leicht eine die Wärme schlecht leitende Oxydschicht bilden könnte. Dasselbe kann

z. B. für h¹ und i² in Betracht kommen, oder bei beliebigen andern der hier beschriebenen Thermo-Leitergebilde. Die bei einer solchen unmittelbaren Berührung aufzuwendende Reibungsarbeit wird in manchen Fällen unzulässig und auch nicht erforderlich sein, in andern Fällen, namentlich bei Motoren mit hoher Leistung, jedoch reichlich durch eine größere Leistungsfähigkeit aufgewogen werden. In gleicher Weise kann natürlich auch bei allen andern derartigen Thermo-Elektromotoren eine solche unmittelbare Berührung der Träger der Heiz- oder Kühlmittel und der Wärmeleiter angeordnet werden, insbesondere auch bei Motoren mit hin und her gehenden Bewegungen, wie z. B. t- an h (Fig. 2) usw. Reibung kann hierbei vermieden werden.

Um die besagten Erregerwärmepotentiale mit möglichst wenig Aufwand an Energie unterhalten zu können, empfiehlt es sich, ihre Einwirkungszonen mit Schutzgehäusen zu umgeben, oder wenigstens teilweise abzuschirmen, .wobei zweckmäßig das Gehäuse ganz aus Wärmeschutzmasse hergestellt oder doch mit solcher ausgekleidet'wird. Fig. 7 und 10 zeigen Ausführungsformen dieser Art. In ersterer Figur ist ein Thermo-Leitergebilde t, t¹, w um eine vertikale Achse α drehbar angeordnet. Die Gegenmagnetfelder sind der Deutlichkeit halber weggelassen, und deren Anordnung ergibt sich aus dem bisher gesagten. Das höhere Erregerwärmepotential h, welches bei t einwirken soll, wird hier z. B. durch eine Feuerungseinrichtung für Brennmaterial erzeugt, und das Gehäuse g dient dazu, die Heizgase an die richtige Stelle von t zu leiten und die Einwirkungszone von h abzuschirmen, t kann sich unbehindert durch eine passende Öffnung von g bewegen. Das andere niedrigere Wärmepotential h¹ wird durch das Gehäuse g¹ abgeschirmt und diesem durch das Rohr r³ zugeführt. Soweit das Kühlmittel noch flüssig ist, kann es durch das Rohr r¹, soweit es etwa schon in Dampf- oder Gasform übergegangen ist, durch das Rohr r² seinen Abfluß nehmen. In Fig. 10 ist ein Thermo- g₀ Elektromotor dargestellt, dessen Thermo-Leitergebilde t, t¹, w usw. um eine horizontale Achse α drehbar angeordnet sind und der Einwirkung der Gegenmagnetfelder S, N unterliegen. Das Gehäuse g umschließt die.Einwirkungszone des höheren, durch Kreuze bezeichneten Erregerwärmepotentials h, dessen Erzeuger z. B. durch die Öffnungen 0, o¹ zu- und abgeleitet werden kann, g kann natürlich an geeigneten Stellen auch offen oder mit leicht zu öffnendem Deckel usw. versehen sein.
. Die horizontale Lagerung des Ankers sowie die übrigen Anordnungen gestatten es nun, diesen behufs Erzielung des niedrigen Erregerwärmepotentials z. B. durch eine passende Öffnung in einem mit dem Kühlmittel k angefüllten Gehäuse g¹ laufen oder eintauchen zu lassen. Durch die Rohre r bzw. r¹ kann das Mittel zu- bzw. abgeführt werden, und dasselbe braucht bei dieser Anordnung natürlich nicht unter Druck zu stehen, indem der Behälter g sich unterhalb der Drehachse befindet.

Um die Wirkung solcher Schutzgehäuse möglichst ausgiebig zu gestalten, erscheint es zweckmäßig, die Thermo-Leitergebilde der Motoren möglichst dicht an den Rändern der Öffnungen der Gehäuse vorbeilaufen zu lassen, wie z. B. in Fig. 7 und 10. zu ersehen. Hierfür ist es aber zweckmäßig, den äußeren Umrissen der Thermo - Leitergebilde die Form eines Rotationskörpers mit tunlichst glatter Oberfläche zu verleihen, wie z. B. in Fig. 7 und 10

durch die punktierten Linien in bezug auf t, t¹, w dargestellt ist. Zur Erreichung dieses Zweckes kann jedoch auch ein an sich z. B. polygonförmig gestaltetes Thermo - Leitergebilde mit einer die Wirkung nicht zu sehr beeinträchtigenden Umhüllung aus geeignetem Material umgeben werden. In diesen Fällen kann natürlich die Anpassung der Öffnungen der Schutzgehäuse, wie z. B. g, g¹, bis zur Abdichtung vervollkommnet werden, sofern die hierdurch entstehende Reibung zulässig erscheint. Gleichzeitig werden durch Anordnung einer solchen rotationskörperförmigen Gestaltung der Thermo-Leitergebilde auch die

!5 Reibungswiderstände der letzteren gegen die sie umgebenden Medien, insbesondere gegen die Luft und die Kühlmittel, wie z. B. Wasser, bedeutend vermindert.

Schließlich soll nicht unerwähnt bleiben, daß bei Thermo-Elektromotoren nach vorliegender Erfindung natürlich auch die Thermo-Leitergebilde .feststehend und dagegen die Gegenmagnetfelder sowie die Erregerwärmepotentiale beweglich angeordnet sein können oder auch in beiden Arten zugleich. ■.

Bezüglich der. Schutzgehäuse, wie g, g¹ (Fig. 7 und 10), sei noch erwähnt, daß deren Schirmwirkung durch geeignete Vorrichtungen, wie leicht zu öffnende Deckel, Schieber, Klappen u. dgl., regelbar eingerichtet sein kann. Diese Vorrichtungen lassen sich auch selbsttätig wirkend ausführen.

Claims

Patent-Ansprüche:

I. Thermo - Wechselstrom - Motor, dadurch gekennzeichnet, daß feste oder bewegliche, der Einwirkung beweglicher oder ruhender Gegenmagnetfelder ausgesetzte, Windungen bildende Thermoelemente und ihre Stromschlußleiter durch die motorischen Bewegungen derart periodisch wechselnd unter den Einfluß von in der Bewegungsrichtung abwechselnd in verschiedenen Höhen wirkend angeordneten, von beliebigen Energiearten bzw. Stoffen erzeugten Erregerwärmepotentialen geraten, daß in ihnen periodisch unterdrückte bzw. ihrem eigenen und dem Aufbau bzw. der Polzahl der Gegenmagnetfelder entsprechend periodisch pulsierende oder Wechsel-Thermoströme entstehen, deren dementsprechende Wechselzugkraft den beweglichen Teil selbsttätig entweder in hin und her gehenden oder in kreisenden motorischen Bewegungen erhält, gegebenenfalls mittels einer periodisch wirkenden beliebigen Hilfskraft.
2. Thermo - Elektromotor nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerwärmepotentiale zum Teil oder völlig durch elektrische Ströme erzeugt

werden, zum Zweck, jegliche Stromart mittels ein und derselben Vorrichtung ohne Kontakte, Stromwender usw. in motorische Leistungen umwandeln zu können.
3. Thermo - Elektromotor nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß bezüglich ihrer Polarität einander entgegengeschaltete Kontaktstellen der Thermo-Leitergebilde symmetrisch in bezug auf die Polanordnung der Gegenmagnetfelder angeordnet sind, also z. B. bei zweipoligen Feldern diametral gegenüber der Drehachse der Motorteile, zum Zweck, symmetrische Wirkungen der Motorteile bei Eintritt von Umdrehungen usw. derselben aufrechtzuerhalten. " .
4. Thermo - Elektromotor nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Metalle der Thermoelemente, oder mindestens eines derselben, nämlich das mit dem geringeren Leitungswiderstand behaftete, gleichzeitig die wirksamen Windungen, also in sich geschlossene Thermo-Leitergebilde bilden und daß deren wirksame Thermo-Kontaktstellen· aus dem Umriß der Thermo - Leitergebilde heraustreten, so daß sie für die Erregerwärmepotentiale besser zugänglich sind.
5. Thermo - Elektromotor nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die wirksamen Thermo - Kontaktstellen außerhalb der Bewegungs- oder Drehungszone der wirksamen Stromschlußleiter der Thermo - Leitergebilde angeordnet sind, zum Zweck, große Entfernungen der einzelnen Stellen untereinander und lange Bewegungswege derselben von einer Höhe der zugehörigen Erregerwärmepotentiale zu einer andern und damit eine möglichst ausgiebige und rasche Annahme des er-, forderlichen Temperaturwechsels der wirksamen Kontaktstellen zu erzielen.
6. Thermo - Elektromotor nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß an sich nicht zu vollen Umdrehungen befähigte einfache Thermo-Leitergebilde, wie z. B. sogenannte Einspulengebilde o. dgl., ängewendet und die beweglichen Motorteile durch Hilfskräfte beliebiger Art (Magnet, n₀ Feder, Hilfsmotor usw.) über die toten Punkte hinwegbewegt werden, zum Zweck, auch mittels solch einfacher kontaktloser Thermo-Elektromotoren g'rößere Drehungswinkel wie i8o° oder volle Umdrehungen zu erzielen.
7. Thermo - Elektromotor nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß um die Drehachse der beweglichen Motorteile, unter geeigneten Winkeln gegeneinander verdreht · und in - oder übereinander gelagert, meherere etwa gleichwertige,

aus Kontaktstellen von Thermoelementen und ihren Stromschlußleitern bestehende Thermo - Leitergebilde angeordnet sind, welche bei Eintritt einer Drehung der beweglichen Motorteile nacheinander abwechselnd unter den Einfluß der verschiedenen Höhen der Erregerwärmepotentiale geraten, zum Zweck, während des erforderlichen Ausgleiches und Wechsels der

ίο Temperaturdifferenzen der einen dieser Thermo - Leitergebilde mittels der andern dennoch die erwünschten motorischen Bewegungen oder volle Umdrehungen der beweglichen Motorteile ohne besondere Hilfskräfte zu erzielen.
8. Thermo - Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wirksamen Stromschlußleiter der Thermo-Leitergebilde oder die wirksamen Windungen derselben etwa in ihren Mitten leitend untereinander verbunden sind, hauptsächlich zum Zweck, einen einfachen Aufbau der Thermo-Leitergebilde und gleichzeitig eine weitere Verringerung des Ohmschen Widerstandes zu erzielen.
9. Thermo - Elektromotor nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Thermoelemente und ihre aktiven Stromschlußleiter oder nur diese ein flaches scheibenförmiges Leitergebilde bilden, dessen Windungsflächen senkrecht zur Achse der beweglichen Motorteile stehen.
10. Thermo - Elektromotor nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Thermoelemente an Ankerwicklungen üblicher Bauart angeschlossen sind, zum Zweck, die Ausführung des Thermo-Elektromotors an die bekannten Konstruktionen von Wechsel- oder Gleichstrommotoren anschließen zu können.
-. > 11. Thermo - Elektromotor nach An_r Spruch i, dadurch gekennzeichnet, daß für jede die Thermoströme führende, der Einwirkung der Gegenmagnetfelder ausgesetzte wirksame Windung der Thermo-Leitergebilde eine Mehrzahl von Thermoelementen in Reihe geschaltet angeordnet wird, zum Zweck, die Spannung in jeder Windung und dadurch die Geschwindigkeit des Motors zu erhöhen.
12. Thermo - Elektromotor nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß insbesondere den unmittelbar dem Einfluß der abwechselnden Höhen der Erregerwärmepotentiale ausgesetzten Teilen der Thermo-Leitergebilde durch Anordnung von Einschnitten, Löchern, durch mehrblätterige, mehrdrähtige oder sonstige gute Unterteilung, durch An- oder Einsätze o. dgl.

Zusatzteile mehr, eine verhältnismäßig große Oberfläche verliehen ist, zum Zweck, die Zeit für die übertragung der erforderlichen Wechsel· der Höhen der Erregerwärmepotentiale auf die Thermoelemente zu verkürzen.
13. Thermo - Elektromotor nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die an den jeweils geeigneten Abschnitten der Thermo - Leitergebilde erforderlichen niedrigen Erregerwärmepotentiale zum Teil oder völlig statt durch die umgebende Luft durch besondere wirksamere Kühlmittel, wie Eis, kalte Flüssigkeiten oder Gase erzeugt werden, wobei diese den wesentlichen Energieaufwand bilden können.
14. Thermo - Elektromotor nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlen der Sonne oder beliebiger künstlicher Lichtquellen zur Erzeugung von Erregerwärmepotentialen in geeigneter Weise auf die Thermo-Leitergebilde gelenkt werden, zum Zweck, die Lichtenergie unmittelbar in Bewegungsenergie umzusetzen.
15. Thermo - Elektromotor nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß von den zur Amvendung gelangenden Erregerenergiestoffen, wie Kühl- oder Heizmitteln, betroffene Stellen der Thermo - Leitergebilde derart gerichtet sind, daß diese Stoffe go in Richtungen gelenkt werden, in welchen sie unerwünschte andere Stellen der Thermo-Leitergebilde nicht beeinflussen.
16. Thermo - Elektromotor nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die die erregenden Medien führenden Heizoder Kühlkörper mit den von ihnen zu erregenden Stellen der Thermo-Leitergebilde oder deren Umhüllungen in unmittelbare Berührung gebracht werden, zum Zweck, hierdurch eine ausgiebigere und raschere Übertragung der Erregerwärmepotentiale zu erzielen.
17. Thermo - Elektromotor nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Einwirkungszonen der höheren oder der niedrigeren Erregerwärmepotentiale ganz oder teilweise wärmegeschützt abgeschirmt sind, wobei die Schirmwirkung durch von Hand oder selbsttätig bewegte Ventile, wie Deckel, Schieber, Klappen regelbar eingerichtet sein kann, zum Zweck, die Einwirkung der Erregerwärmepotentiale auf bestimmte Stellen der Thermo - Leitergebilde zu beschränken und gegebenenfalls eine nahe räumliche Aufeinanderfolge verschie- , den hoher Erregerwärmepotentiale besonders bei mehrpoligen Anordnungen zu ermöglichen.
18. Thermo - Elektromotor nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Thermo - Leitergebilde in einem oben

offenen, mit einer Erregerflüssigkeit gefüllten Behälter läuft oder oszillierend in diesen eintaucht.
19. Thermo - Elektromotor nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Umrisse der Thermo - Leitergebilde die Form eines Rotationskörpers mit tunlichst glatter Oberfläche oder eine derartige für die Erregerwirkung genügend durchlässige Umhüllung aufweisen, und zwar entweder über den ganzen Umfang oder zumindest an den in das Gehäuse bzw. den Behälter gemäß Anspruch 17 und 18 eingreifenden Stellen derselben, zumZweck, eine möglichst dichte Anpassung dieser Gehäuse an die in Betracht kommende Oberfläche der Thermo-Leitergebilde, erforderlichen Falles sogar eine den Austritt der Erregermedien verhütende Abdichtung anordnen zu können und die Reibungswiderstände der Thermo - Leitergebilde gegen die umgebenden Medien zu vermindern.
20. Thermo - Elektromotor nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die hin und her gehenden (oszillierenden) Bewegungen des beweglich angeordneten Motorteiles mittels üblicher Elemente (Kurbel und Gestänge) auf eine mit Schwungmassen verbundene, in gleichbleibender Richtung umlaufende Achse übertragen werden, wobei auf letztere auch die etwa angewendeten Hilfskräfte einwirken können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.