DE25128C

DE25128C - Innovations in dynamo-electric and electrodynamic machines

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Publication number: DE25128C
Application number: DENDAT25128D
Authority: DE
Original assignee: F. V. maquaire in Paris

Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMTPATENT OFFICE

Die nachstehend beschriebenen Elektromotoren beruhen auf folgenden Principien:The electric motors described below are based on the following principles:

I. Wie in Fig. 1 angegeben, sind zwei Reihen Magnete oder Elektromagnete einander so gegenübergestellt, dafs die ungleichnamigen Pole bei α und a¹, b und b^x, c und c¹ 11. s. w. sich entgegenstehen. Zwischen diesen beiden Magnetserien werden zwei Stäbe oder Stab- oder Drahtbündel von weichem Eisen oder anderem magnetischen Metall angebracht. Nimmt man die Diagramme der Magnetfelder, welche sich durch diese Zwischenlage unter der Wirkung der Magnete bilden, so wird man bemerken, dafs die magnetische Ausstrahlung den in der Fig. 1 angegebenen Linien entspricht.I. As indicated in Fig. 1, two rows of magnets or electromagnets are opposed to each other in such a way that the unlike poles at α and a ¹ , b and b ^x , c and c ¹ 11 sw oppose each other. Between these two series of magnets, two rods or rod or wire bundles made of soft iron or other magnetic metal are attached. If one takes the diagrams of the magnetic fields which are formed by this intermediate layer under the action of the magnets, one will notice that the magnetic radiation corresponds to the lines given in FIG.

Von jeder Polfiäche der Elektro-Inductoren gehen Linien magnetischer Kraft aus und nehmen ihre Richtung gegen den Stab, welcher der Fläche gegenüberliegt. Zwischen den beiden Stäben erscheinen ebensolche Linien magnetischer Ausstrahlung. Dieses' Diagramm zeigt an, dafs jeder der beiden Stäbe oder Bündel, welche zwischen die Magnetpole gelegt sind, ein umgekehrtes polarisches Verhalten zu dem gegenüberstehenden Inductorpol annimmt, und dafs die beiden Stäbe ebenso unter einander verschiedene Polarität haben, welche auf eine zwischen den Inductorpolen liegende Fläche einwirkt.From every pole face of the electro-inductors lines of magnetic force go out and take their direction towards the rod, which is the Face opposite. Lines of this kind appear more magnetic between the two rods Charisma. This diagram indicates that each of the two rods or bundles which are placed between the magnetic poles, an inverse polar behavior to the opposite Inductorpol assumes, and that the two rods are also different from one another Have polarity, which acts on a surface lying between the inductor poles.

Es geht hieraus hervor, dafs der Zwischenraum zwischen den beiden in den Abstand der Magnetpole α α¹ u. s. w. gelegten Stäbe oder Bündel ebenso, wie die beiden Zwischenräume zwischen den Magnetpolen und den Stäben, von den Ausstrahlungslinien dreier Magnetfelder eingenommen werden.It follows from this that the space between the two rods or bundles placed at the distance between the magnetic poles α α ^1, etc., as well as the two spaces between the magnetic poles and the rods, are occupied by the radiation lines of three magnetic fields.

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt zu Fig. 1, senkrecht durch zwei Inductorpole und das durch die Ausstrahlungslinien gegebene Diagramm gelegt; es ist daraus ersichtlich, dafs der ganze, jeden der beiden Stäbe umgebende Raum in ein Magnetfeld verwandelt ist.Fig. 2 shows a cross section to FIG. 1, perpendicular through two inductor poles and through the radiation lines given diagram laid; it can be seen from this that the whole the space surrounding each of the two rods is transformed into a magnetic field.

Wenn nun unter diesen Verhältnissen ein oder mehrere elektrische Spulendrähte e e^l auf die Stäbe oder Bündel gewickelt und diese in' den vorbezeichneten Magnetfeldern in entsprechende Bewegung gesetzt werden, so wird ein elektrischer Strom - in diesen Drähten hervorgerufen werden. In Fig. 2 ist die Richtung jedes dieser inducirten Ströme in den beiden Drahtspulen angegeben.If now, as an electric current under these conditions one or more electrical coil wires ee ^l wound on the rods or bundles and these are set in 'the aforementioned magnetic fields in corresponding movement - be caused in these wires. In Fig. 2 the direction of each of these induced currents in the two wire coils is indicated.

Umgekehrt würde eine Maschine dieses Systems in Bewegung gesetzt werden durch die Wirkung eines elektrischen Stromes, welcher durch die Spulendrähte der Armatur (Stäbe) und der an Stelle permanenter Magnete gesetzten Elektromagnete hindurchginge.Conversely, a machine of this system would be set in motion by the effect an electric current that flows through the coil wires of the armature (rods) and the Place permanent magnets placed electromagnets through.

Die Bewegung der Inductoren und der Armatur zu einander kann entweder in einem abwechselnden, geradlinigen oder bogenförmigen Hin- und Hergehen, oder, was am geeignetsten erscheint, in einem fortgesetzten Kreislauf eines der beiden Organe bestehen.The movement of the inductors and the armature to each other can either be in an alternating, going back and forth in a straight line or arc, or, what seems most appropriate, in a continuous cycle of one of the two organs exist.

Wie aus Fig. 2 hervorgeht, werden die Theile der beiden Spulen, welche zwischen den beiden Armaturringen liegen und dasselbe magnetische Feld passiren, von elektrischen Strömen in gleicher Richtung durchlaufen. Hieraus könnte eine nachtheilige Rückwirkung zwischen den beiden angrenzenden Stäben oder Bündeln der beiden Armaturringe entstehen, indem sie gegenseitig Induction hervorrufen. Um dies zuAs can be seen from Fig. 2, the parts of the two coils which are between the two Fitting rings lie and pass the same magnetic field, from electric currents in go through the same direction. This could lead to a detrimental reaction between the two adjacent rods or bundles of the two armature rings are created by cause mutual induction. To do this

vermeiden, kann man die Armaturrollen in der in Fig. 3 und 4 angegebenen Weise in versetzter Lage anordnen, um zu vermeiden, dafs die Wirkungen einander aufheben.avoid, you can arrange the armature rollers in the manner indicated in Fig. 3 and 4 in a staggered position to avoid dafs the effects cancel each other out.

II. In der vorstehend beschriebenen Anordnung war angenommen, dafs die inducirenden Magnete sich mit ungleichnamigen Polen gegenüberstehen, so dafs drei Magnetfelder gebildet und nutzbar gemacht werden können. Werden jedoch, wie in Fig. 5 dargestellt, die gleichnamigen Pole der inducirenden Magnete gegen einander gekehrt, so werden nur zwei Magnetfelder gebildet, welche zwischen den Polen der inducirenden Magnete und den Aufsenflächen der Armaturscheiben liegen. Die magnetischen Kerne dieser beiden Scheiben nehmen alsdann gleichnamige Polarität an, und zwar die den inducirenden Magnetpolen entgegengesetzte. Der zwischen den beiden Armaturkernen liegende Raum wird dann magnetisch neutral sein, indem er sich zwischen zwei Körpern gleicher Polarität befindet. Die Spulendrähte α α und b b werden in diesem Zwischenraum keiner magnetischen Ausstrahlung ausgesetzt sein. In diesem Falle wird jedoch eine gegenseitige Inductionswirkung zwischen den beiden angrenzenden Theilen der Drahtspulen α und b stattfinden, welche sehr nahe an und parallel zu einander liegen und gleichzeitig von Strömen entgegengesetzter Richtung durchlaufen werden. Diese Induction wird folglich hier eine günstige, den Strom verstärkende Wirkung ausüben.II. In the arrangement described above it was assumed that the inductive magnets face each other with unlike poles, so that three magnetic fields can be formed and made usable. If, however, as shown in FIG. 5, the poles of the same name of the inductive magnets are turned towards one another, only two magnetic fields are formed which lie between the poles of the inductive magnets and the outer surfaces of the armature discs. The magnetic nuclei of these two disks then assume the same polarity, namely the opposite polarity to the inducing magnetic poles. The space between the two faucet cores will then be magnetically neutral because it is between two bodies of the same polarity. The coil wires α α and bb will not be exposed to any magnetic radiation in this space. In this case, however, a mutual induction effect will take place between the two adjoining parts of the wire coils α and b , which lie very close to and parallel to one another, and at the same time are traversed by currents in opposite directions. This induction will consequently have a favorable effect here, increasing the current.

Unter diesen Verhältnissen erhält man, wie in Fig. 5 angedeutet, eine Reihe zusammenwirkender Effecte. A und B sind die beiden gleichnamigen Pole der inducirenden Magnete, A¹ und jB' sind die Scheiben oder Ringe mit magnetischem Kern, welche zwischen A und B eingeschaltet sind; sie erhalten gleichnamige Polarität, aber entgegengesetzt zu den Polen A und B. Die Linien α α und b b geben die beiden Ströme an, welche durch die directe Wirkung der Magnetfelder, d. h. der Magnetpole A und B, hervorgerufen werden. Da beide Ströme entgegengesetzte Richtung verfolgen, parallel und nahe an einander vorbeilaufen, so werden durch gegenseitige Induction zwei neue Ströme erzeugt, welche durch die Linien a^l a^l und b¹ b¹ bezeichnet sind.Under these conditions, as indicated in FIG. 5, a number of interacting effects are obtained. A and B are the two poles of the same name of the inductive magnets, A ¹ and B ' are the disks or rings with a magnetic core, which are interposed between A and B ; they have the same polarity, but opposite to the poles A and B. The lines α α and bb indicate the two currents which are produced by the direct action of the magnetic fields, that is, the magnetic poles A and B. Since both currents follow opposite directions, pass parallel and close to one another, two new currents are generated by mutual induction, which are indicated by the lines a ¹ a ¹ and b ¹ b ¹ .

Man erhält hiernach die Vereinigung folgender Wirkungen:The following effects are then combined:

ι. α α ζ= durch A inducirter Strom,ι. α α ζ = current induced by A,

. 2. b b = durch B inducirter Strom
durch magnetische Induction hervorgerufene Ströme, erzeugt durch die Bewegung der Scheiben A¹B¹ durch die Magnetfelder der Pole A und B; . 2. bb = current induced by B
magnetic induction currents generated by the movement of the discs A ¹ B ¹ by the magnetic fields of poles A and B;

3. a^x a¹ z= durch α inducirter Strom,3. a ^x a ¹ z = current induced by α,

4. b¹ P = durch b inducirter Strom
durch galvanische Induction zwischen den parallel in entgegengesetzter Richtung an einander vorbeigehenden Strömen α und b erzeugte Ströme.4. b ¹ P = current induced by b
by galvanic induction between the parallel currents α and b which pass each other in opposite directions.

Diese Anordnung gestattet, also, gleichzeitig eine primäre und eine secundäre Induction, deren Wirkungen sich vereinigen, nutzbar zu machen, wodurch eine Kraftersparnifs erzielt wird, weil die von der galvanischen Induction herrührenden Ströme sonst absorbirt zu werden pflegen.This arrangement allows, that is, at the same time a primary and a secondary induction, the effects of which are combined, can be used make, whereby a power saving is achieved, because that of the galvanic induction Currents originating from it tend to be absorbed.

III. Das vorliegende System gestattet auch, die inducirenden Magnetpole in kreisförmigen Reihen anzuordnen, wobei alle Magnete der einen Reihe unter sich gleichnamig, die Magnete der anderen Reihe ebenfalls unter sich gleichnamig, aber entgegengesetzt polarisch zu denen der ersten Reihe sind. Die Pole der beiden Reihen können sich entweder mit ihren Stirnflächen direct gegenüberstehen oder in versetzter Lage gegen einander angeordnet sein, so dafs die Pole der einen Serie den Zwischenräumen zwischen den Polen der anderen Serie entgegenstehen, wie in Fig. 3 und 4 dargestellt.III. The present system also allows the inductive magnetic poles to be circular Arrange rows, with all magnets of the one row under the same name, the magnets the other series also have the same name among themselves, but opposite polarity to them are in the front row. The poles of the two rows can either face each other directly opposite or be arranged in a staggered position against each other, so that the poles of one series oppose the spaces between the poles of the other series, as shown in Figs.

IV. Dieses Maschinensystem gestattet ferner, dafs die inducirenden Magnetpole beider sich gegenüberstehenden Serien sämmtlich gleichnamig sind. Bei der letzteren Anordnung fällt die Befürchtung fort, dafs die magnetischen Kerne der Armaturringe im ganzen und beständig gleichartig polarisirt werden, da die Weicheisenkerne, wie später gezeigt wird, in Sectionen getrennt werden. Um die Bildung von anormalen, unmagnetischen Punkten in den magnetischen Körpern, aus denen die Inductoren bestehen, zu vermeiden, empfiehlt es sich, eine Zwillingsmaschine, d. h. eine Maschine mit zwei Paar Armaturringen, zu construiren, wie in Fig. 6 dargestellt. In dieser Construction wird die mittlere Inductorscheibe T von geradlinigen Magneten oder Elektromagneten gebildet, deren einer Pol gegen das erste Paar, der andere Pol gegen das zweite Paar Armaturringe gekehrt ist. Die beiden äufseren Inductorscheiben U U\ welche durch ihre eiserne Achse V magnetisch verbunden sind, bilden eine Art Elektromagnet eigenthümlicher Form, dessen beide Pole gegen einander hin zurückgebogen sind, wie ein doppeltes Rad, dessen Verzahnung von den Inductorspulen, die mit dem Draht des inducirenden Stromes umwunden sind, gebildet wird. Diese Anordnung hat den Vortheil, dafs zwei Armaturen durch nur drei Inductorscheiben in Wirkung gesetzt werden können, sowie im allgemeinen 11 Armaturen durch η -\- 1 Inductorräder. 'IV. This machine system also permits the inductive magnetic poles of both series facing each other to be all of the same name. With the latter arrangement there is no fear that the magnetic cores of the armature rings will be polarized as a whole and constantly in the same way, since the soft iron cores, as will be shown later, are separated into sections. In order to avoid the formation of abnormal, non-magnetic points in the magnetic bodies of which the inductors consist, it is advisable to construct a twin machine, that is, a machine with two pairs of armature rings, as shown in FIG. In this construction, the central inductor disk T is formed by rectilinear magnets or electromagnets, one pole of which faces the first pair and the other pole faces the second pair of armature rings. The two outer inductor disks UU, which are magnetically connected by their iron axis V , form a kind of electromagnet of a peculiar shape, the two poles of which are bent back towards one another, like a double wheel, the interlocking of which is connected to the inductor coils with the wire of the inductive current are wound around, is formed. This arrangement has the advantage that two fittings can be activated by only three inductor disks, and, in general, 11 fittings by η - 1 inductor wheels. '

Die beiden zuletzt beschriebenen Systeme (III und IV), in denen die kreisförmig angeordneten Inductorpole jeder einzelnen Magnetserie unter sich gleichnamig sind, haben im übrigen eine im allgemeinen sehr wichtige Eigenschaft, indem sie die volle magnetische Wirkung der Inductoren nutzbar machen. In der That findet, imThe last two systems described (III and IV) in which the circularly arranged Inductor poles of each individual magnet series have the same name, by the way, have one generally very important property in that it has the full magnetic action of the inductors make useful. In fact, im

Gegensatz zu allen bisher gebauten Maschinen zur Erzeugung elektrischer Ströme, keinerlei Ausstrahlung mehr in die die Inductoren trennenden seitlichen Zwischenräume statt, da auf jeder Scheibe alle Pole gleichnamig sind. Die magnetische Wirkung des vorliegenden Systems geschieht also ganz und ausschliefslich nach vorn, d. h. von den Inductoren direct gegen die Armaturscheiben, so dafs ein Maximum von Inductionseffect erzielt wird durch die unverminderte Einwirkung der ganzen inducirenden Kraft auf die Armatur.In contrast to all previously built machines for generating electrical currents, none Radiation more in the lateral spaces separating the inductors instead of on each one Disc all poles have the same name. The magnetic effect of the present system happens therefore completely and exclusively to the front, d. H. of the inductors directly against the Armature washers, so that a maximum of induction effect is achieved through the undiminished Action of the whole inductive force on the armature.

Wenn die Inductoren aus permanenten Magneten oder aus Elektromagneten, deren Polarität nicht wechselt, bestehen, so folgt aus der vorbeschriebenen Anordnung, dafs, wenn elektrische Leitungsdrähte um die Armaturkerne gewickelt und in entsprechende Bewegung gegenüber den Inductormagneten gebracht werden, in diesen Drähten Inductionsströme mit abwechselnd entgegengesetzter Richtung hervorgerufen werden. Dies sind dann Wechselströme.If the inductors are made from permanent magnets or from electromagnets, their polarity does not change, it follows from the above-described arrangement that, if electrical Conductor wires wrapped around the valve cores and moving in relation to the Inductormagneten are brought, in these wires induction currents with alternately opposite ones Direction. These are then alternating currents.

Um continuirliche Ströme zu erhalten, braucht man nur die Armaturrollen in eine genügende Anzahl von Abtheilungen zu zerlegen und sie in gewohnter Weise durch einen Stromsammler zu verbinden, wie solche seit Erfindung der Indnctionsmaschinen, z. B. in den nach Pixii, Clarke, Pacinotti, Gramme, Siemens u. A. benannten Constructionen angewendet werden, um durch Anordnung von Contactvorrichtungen die nach den neutralen Zonen der Magnetfelder convergirenden Ströme aufzunehmen.In order to obtain continuous currents, one needs one only has to divide the armature rolls into a sufficient number of sections and use them to be connected in the usual way by a current collector, as has been the case since the invention of the Induction machines, e.g. B. in the following Pixii, Clarke, Pacinotti, Gramme, Siemens and others. named constructions are applied to by arrangement of contact devices to absorb the currents converging towards the neutral zones of the magnetic fields.

Diese Contactvorrichtungen können auf dem oder den Stromsammlern in derselben Zahl angeordnet sein, wie Inductoren auf der Scheibe sich befinden oder wie Stromkreise durch die Inductorpaare hervorgebracht werden, oder sie können unter einander so gruppirt sein, dafs sie Combinationen von Stromkreisen bilden. Andererseits können die Armaturrollen unter sich, unabhängig von der Zahl der Inductorpaare, gruppirt werden, so dafs entweder Combinationen von Stromkreisen oder ein einziger Stromkreis entstellt; es ist dabei nur immer nothwendig, dafs nur homologe und gleiche Abtheilungen, d. h. solche, welche zu den Inductoren symmetrisch angeordnet sind, vereinigt werden, Fig. 7.These contact devices can be arranged on the current collector or collectors in the same number be how inductors are on the disk or how circuits through them Pairs of inductors are produced, or they can be grouped with one another in such a way that they form combinations of circuits. On the other hand, the armature roles can under are grouped independently of the number of inductor pairs, so that either combinations defaced by circuits or a single circuit; it is always necessary that only homologous and equal divisions, d. H. those which are arranged symmetrically to the inductors are combined, FIG. 7.

In nachstehendem soll eine specielle Einrichtung einer Maschine beschrieben werden, welche bestimmt ist, sich selbst anzuregen durch die Gesammtheit oder einen Theil ihres inducirten Stromes.In the following a special set-up of a machine is to be described, which is destined to stimulate itself by all or part of its induced Current.

Der um die Elektro - Inductoren gewickelte Draht mufs so viele isolirte Stromkreise oder einzelne Leitungen bilden, als Abtheilungen oder Einzelstromkreise in der Armatur, in dem Raum zwischen den Polen, von Achse zu Achse, vorhanden sind. Auf diese Weise wird bei jeder Lage, in der ein Maximum von Induction in jeder Abtheilung der Armatur erzeugt wird, ein Maximum von Erregungsüberschufs im Inductor vorhanden sein. Fig. 7 zeigt beispielsweise nur zwei Stromkreise, welche in jedem interpolaren Raum enthalten sind. Die Inductoren sind durch e N,e S₁ e* N₁ e^x Sangedeutet. Die beiden Serien von Contacten hhh und h^l Ä¹ /z¹ sind so angeordnet, dafs die Ströme aller Einzelabtheilungen dieser Serien nach ihrem entsprechenden Sammler, Fig. 8 und 9, geleitet werden. Die Vorrichtungen zum Sammeln des Stromes sind hier auf zwei nach einander folgenden Abtheilungen des Sammelrades dieser Serie, Fig. 8, angeordnet. Jeder inducirte Stromkreis oder jede Gruppe von homologen, inducirten Stromkreisen wirkt wie eine vom Inductorstrom ausgehende Kraft und mufs an einen speciellen Sammler gelangen, der ihn umkehrt, um von da nach seinem besonderen Stromkreise in den Inductoren zu gelangen. In diesem Falle wird die Resultante der von der Gesammtheit der inducirenden Ströme ausgeübten Wirkungen sich als Sinusoid darstellen. Diese Curve zeigt als allgemeines Verhalten für das Inductorsystem an, dafs das Maximum der magnetischen Kraft der Zahl der in einem interpolaren Raum von Achse zu Achse eingeschlossenen Sectionen der Armatur entspricht.The wire wound around the electro-inductors must form as many isolated circuits or individual lines as there are sections or individual circuits in the armature, in the space between the poles, from axis to axis. In this way, in every position in which a maximum of induction is produced in every part of the armature, there will be a maximum of excess excitation in the inductor. For example, Fig. 7 shows only two circuits contained in each interpolar space. The inductors are indicated by e N, e S ₁ e * N ₁ e ^x S. The two series of contacten hhh h and ^l Ä ¹ / z ¹ are arranged so that currents DAF all Einzelabtheilungen this series according to their respective collectors, Fig. 8 and 9 are passed. The devices for collecting the current are arranged here on two successive sections of the collecting wheel of this series, FIG. Every induced electric circuit or every group of homologous, induced electric circuits acts like a force emanating from the inductor current, and must reach a special collector, who reverses it in order to get from there to its particular electric circuit in the inductors. In this case the resultant of the effects exerted by the entirety of the inductive currents will be represented as a sinusoid. As a general behavior for the inductor system, this curve shows that the maximum of the magnetic force corresponds to the number of sections of the armature enclosed in an interpolar space from axis to axis.

Es läfst sich ferner auch noch folgende Anordnung treffen: Die Spulen der Armatur werden in die gleiche Anzahl einzelner Gruppen getheilt, wie die inducirenden Elemente, und zu einem oder zu mehreren Stromkreisen verbunden, je nachdem der ganze inducirte Strom oder nur ein Theil desselben zur Erregung der Inductoren dienen soll. Der erregende, inducirte Strom wird durch zwei isolirte Ringe gesammelt, um in die Inductoren geleitet zu werden. Letztere werden dann ihre Polarität beim jedesmaligen Hindurchgehen eines inducirten Stromes wechseln, von einer Polarregion zur anderen, so dafs die Wirkungen immer dieselbe Richtung haben, wie in der Armatur. Es würde bei dieser Einrichtung nur erforderlich sein, zwei solcher Systeme auf einer gemeinschaftlichen Achse zu vereinigen und die inducirten Ströme des einen Systems wechselseitig zur Erregung der Inductoren des anderen zu benutzen, damit sich jedes dieser Inductorsysteme im Moment der Maximalerregung so regulirt, dafs einer Abirrung begegnet wird, indem dieser Moment mit demjenigen zusammenfällt, in welchem die Lage der entsprechenden Armatur die gröfste Wirkung ergiebt.The following arrangement can also be made: The coils of the armature are divided into the same number of individual groups as the inductive elements, and connected to one or more circuits, depending on the whole induced current or only part of it is to serve to excite the inductors. The exciting, induced Current is collected by two insulated rings to be conducted into the inductors. The latter then become their polarity each time an induced current passes through them change from one polar region to the other, so that the effects are always in the same direction like in the faucet. Only two would be required with this facility to unite such systems on a common axis and the induced currents to use one system alternately to excite the inductors of the other, thus Each of these inductor systems regulates itself at the moment of maximum excitation in such a way that an error occurs is countered in that this moment coincides with that in which the position of the corresponding fitting is greatest Effect.

Nachdem nun in vorstehendem das Princip erklärt worden ist, auf welchem die Generatoren mit duomagnetischer Armatur zur Erzeugung elektrischer Ströme beruhen, sind noch einige nicht unwichtige constructive Einrichtungen zu beschreiben, welche dazu beitragen, eine vorzügliche Leistung, eine Schonung der Arbeits-Now that the principle on which the generators based on duomagnetic armature to generate electrical currents, there are still a few to describe not unimportant constructive facilities, which contribute to an excellent Performance, a protection of the work

theile und einen leichten und sicheren Betrieb zu gewährleisten.parts and to ensure easy and safe operation.

In den Elektromotoren, deren Armatur einen Weicheisenkern besitzt, pflegt eine Abschwächung des Nutzeffectes, ein Arbeits- oder Kraftverlust stattzufinden, welcher hier verhütet werden soll.In the electric motors, the armature of which has a soft iron core, there is a weakening the beneficial effect, a loss of work or strength to take place, which is to be prevented here.

Der inducirte Ström in jedem Einzelstromkreis wirkt auf seinen Weicheisenkern in der Art, dafs er ihm eine Polarität zu geben sucht, die derjenigen entgegengesetzt ist, die er unter dem Einflufs des Inductors annimmt. Es entsteht an diesen Kernen eine beständige Neigung zur Bildung immagnetischer Punkte an' jedem Ende der Stromkreise oder der Einzelsectionen. Diese Gegenpolarisirung ist um so stärker, je kräftiger der inducirte Strom ist, und sie reagirt entsprechend auf den Inductor, indem sie dessen Kraft vermindert. Infolge dieser nachtheiligen Rückwirkungen werden die zur Verwendung kommenden magnetischen Kräfte, durch deren Wirkung die elektrischen Ströme erzeugt werden sollen, nicht vollkommen ausgenutzt. Aufserdem wird in den meisten Fällen die Gegenpolarisation der Kerne noch durch deren Form unterstützt, indem sie mit dem gröfsten Theil ihrer Länge dieselbe Richtung einnehmen wie die Bewegung, d. h. die Richtung, in welcher die Polaritäten des Inductors sich abwechselnd folgen. Da der magnetische Kern in dieser Richtung keinerlei Unterbrechung hat, so bilden sich die unmagnetischen Punkte ohne Hindernifs. Aus denselben Gründen bewirken die zahlreichen Depolarisirungen, die der Kern durchmachen mufs, eine Verlangsamung, welche eine weitere ungünstige Rückwirkung hervorbringt. Ein nicht unbeträchtlicher Theil der Betriebskraft wird hierdurch absorbirt und geht gänzlich verloren.The induced current in each individual circuit acts on its soft iron core in the manner that he seeks to give it a polarity which is opposite to that which it is under the Assumes influence of the inductor. At these nuclei there is a constant tendency to Formation of immagnetic points at each end of the circuit or the individual sections. These Counter-polarization is the stronger, the stronger the induced current is, and it reacts accordingly on the inductor by reducing its power. As a result of this detrimental The magnetic forces used by their Effect the electrical currents are to be generated, not fully exploited. Besides in most cases the opposite polarization of the nuclei is supported by their shape, in that they assume the same direction as the movement with the greater part of their length, d. H. the direction in which the polarities of the inductor alternate. There If the magnetic core has no interruption in this direction, the non-magnetic ones are formed Points without obstacles. For the same reasons the numerous depolarizations which the core has to go through, one slowdown, which is another unfavorable one Brings about feedback. A not inconsiderable part of the operating power is thereby obtained absorbed and is completely lost.

Dem wird durch folgende Einrichtung gesteuert. Anstatt die magnetischen Kerne der Armatur aus massiven Stücken, Stäben oder Drahtbündeln herzustellen, welche einen geschlossenen Kreis bilden, oder aus Körpern, welche in ihrer gröfsten Länge parallel zur entsprechenden Bewegung der elektrischen Organe der Maschine liegen, werden hier die Weicheisenkerne in Sectionen getheilt, welche unter sich vollständig magnetisch isolirt sind und welche aufserdem die kleinstmögliche Ausdehnung in der Bewegungsrichtung haben. Nach praktischen Versuchen empfiehlt es sich, die Breite einer Section dem interpolaren Zwischenraum des Inductors gleich zu machen. Durch diese Anordnung wird der Vortheil erzielt, dafs eine rasche Depolarisation der Kerne eintritt, dafs sie folglich während der Wirkung möglichst lange neutral bleiben, und dafs die Störung des Magnetismus sowohl in der Armatur als auch in den Inductoren selbst auf das geringste beschränkt, d. h. die Bildung von unmagnetischen Punkten vermieden wird.This is controlled by the following device. Instead of the magnetic cores of the Manufacture armature from solid pieces, rods or wire bundles, which form a closed Form a circle, or from bodies, which in their greatest length parallel to the corresponding Movement of the electrical organs of the machine lie, the soft iron cores are here divided into sections, which are completely magnetically isolated from each other and which also have the smallest possible expansion in the direction of movement. After practical experiments, it is advisable to to make the width of a section equal to the interpolar space of the inductor. This arrangement has the advantage that a rapid depolarization of the nuclei is achieved it occurs that they consequently remain neutral as long as possible during the action, and that the The slightest disturbance of the magnetism in the armature as well as in the inductors limited, d. H. the formation of non-magnetic points is avoided.

Die Generatoren nach vorliegendem System werden hiernach wie folgt construirt. A, Fig. io und ii, ist ein Kupferkranz, in welchen die speichenförmigen Stäbe A¹ radial eingesetzt sind; das äufsere Ende dieser Stäbe ist gegabelt, und in diesen Gabeln sind die beiden grofsen Kupferringe B B' befestigt, welche die Armatur tragen und dieselbe mittelst der Bolzen P mit dem Maschinengestell verbinden. In C sind zwei Sectionen der Armatur dargestellt. Die Kerne C¹, Fig. ii, bestehen aus einfachen Blechstreifen aus weichem Eisen. Dieselben sind an und mit nichtmagnetischen Verbindungstheilen befestigt und ihre Enden sind in zwei Platten E E¹ eingesetzt, welche die Verbindung mit den Kränzen A und B herstellen. In F, Fig. io, sind zwei Sectionen der Armatur mit der Um Wickelung gezeigt; die Art dieser Draht-LimWickelung ist in Fig. ii durch F¹ dargestellt; die Zahl der Drahtlagen ist auf dem äufseren, gröfseren Radius jeder Spule dieselbe wie auf dem inneren, kleineren Radius. Es bildet sich dabei ein innerer Hohlraum in der Spule, welcher darauf berechnet ist, das Raumerfordernifs in der Breite mit der in der Tiefe zu compensiren, damit bei der letzten Drahtlage der Spulen die beiden Flächen parallel liegen und kein leerer Zwischenraum vorhanden ist. In Maschinen von grofser Dimension können die einzelnen Spulen der Armatur rechteckigen Querschnitt haben, anstatt ein Trapezoid zu bilden; sie werden dann nach gebräuchlicher Art mit einer gleichen Zahl Drahtlagen auf allen Theilen umwickelt, wobei jedoch ein innerer Hohlraum von gleichmäfsiger Form rings um den Kern verbleibt.The generators according to the present system are constructed as follows. A, Fig. Io and ii, is a copper ring in which the spoke-shaped rods A ¹ are inserted radially; the outer end of these bars is forked, and in these forks the two large copper rings BB 'are fastened, which carry the armature and connect it to the machine frame by means of the bolt P. In C two sections of the fitting are shown. The cores C ¹ , Fig. Ii, consist of simple sheet metal strips made of soft iron. These are attached to and with non-magnetic connecting parts and their ends are inserted into two plates EE ¹ , which make the connection with the rings A and B. In F, Fig. 10, two sections of the fitting are shown with the order winding; the nature of this wire-Lim-winding is represented in Fig. ii by F ¹ ; the number of wire layers is the same on the outer, larger radius of each coil as on the inner, smaller radius. An inner cavity is formed in the coil, which is calculated to compensate for the space requirement in width with that in depth, so that the two surfaces of the last wire layer of the coil are parallel and there is no empty space. In machines of large dimensions, the individual coils of the armature may have a rectangular cross-section instead of forming a trapezoid; they are then wrapped in the usual way with an equal number of layers of wire on all parts, but leaving an inner cavity of uniform shape around the core.

Diese Einrichtung der Armatur hat eine besondere, sehr wichtige Eigenschaft. Alle metallischen Theile, welche die Magnetfelder nach einander in umgekehrter Richtung durchlaufen, sind der Erhitzung unterworfen, wenn sie nicht einen offenen Stromkreis von Drähten mit schwachem Querschnitt oder einen geschlossenen Stromkreis mit genügendem äufseren Widerstand bilden. Besonders pflegen sich die magnetischen Kerne stark zu erhitzen. Ihre Wärme überträgt sich auf den Spulendraht der Armatur und vermehrt deren Widerstand beträchtlich; die Isolirmasse wird angegriffen und die Arbeit der Maschine wird unzuverlässig, bei gröfserer Stromstärke gefährlich. Der in jeder Section der Armatur vorgesehene Hohlraum verhütet diese Uebelstände; er giebt sowohl den Magnetkernen als deren Umhüllung eine grofse Kühlungsfläche, welche beständig von dem durch die Bewegung der Maschine erzeugten Luftstrom bespült wird. Um nicht unnützer Weise Kraft bei dieser Ventilation zu verlieren, werden die Inductoren mit zwei Kupfer- oder Zinkringen umgeben, um nach Willkür den Verbrauch an angesaugter und herausgedrückter Luft zu re-This installation of the fitting has a special, very important property. All metallic Parts which the magnetic fields pass through one after the other in the opposite direction, are subject to heating when not having an open circuit of wires a small cross-section or a closed circuit with sufficient external resistance form. The magnetic cores in particular tend to get very hot. Your warmth transfers to the coil wire of the armature and increases its resistance considerably; the insulating mass is attacked and the work of the machine becomes unreliable, with larger Amperage dangerous. The cavity provided in each section of the fitting prevents these evils; it gives both the magnetic cores and their covering a large cooling surface, which is constantly flushed by the air flow generated by the movement of the machine. So as not to force uselessly To lose with this ventilation, the inductors are made with two copper or zinc rings surrounded in order to reduce the consumption of sucked in and expelled air at will.

guliren, wobei den in Bewegung befindlichen Theilen ein Querschnitt zu geben ist, welcher eine Drehung um eine Achse gestattet, die mit der Achse der Maschine zusammenfällt.guliren, whereby the moving parts are to be given a cross-section, which allows rotation about an axis coincident with the axis of the machine.

Man könnte aufserdem die Erhitzung der magnetischen Kerne noch dadurch verringern, dafs man sie auf geeignete Weise als Leitung benutzt. Die Inductorrollen // von ellipsoidischem Querschnitt haben die Polausstrahlungsflächen MNO, Fig. 12, deren Seitenflächen nach den Radien der Scheibe abschneiden, so dafs sie bei der Annäherung an und Entfernung von den Rollen der Armatur sich parallel zu denselben stellen und präciser auf dieselben einwirken.The heating of the magnetic cores could also be reduced by using them appropriately as conduits. The inductor rollers // of ellipsoidal cross-section have the pole emitting surfaces MNO, Fig. 12, the side surfaces of which cut off according to the radii of the disk, so that when they approach and move away from the rollers of the armature they are parallel to them and act more precisely on them.

Der inducirende Draht ist in der Regel aus mehreren isolirten Drähten zusammengesetzt, welche jedoch gleichzeitig aufgewickelt werden, sowohl um das Aufwickeln zu erleichtern, als auch um die Eintheilung in Serien oder in Bündeln besser zu bewerkstelligen, so dafs entweder ein einheitlicher oder mehrere getrennte inducirende Stromkreise gebildet werden, welche je durch einen besonderen Strom gespeist werden können, der aus der Armatur der Maschine selbst oder aus einem anderen Generator hergeleitet wird.The inductive wire is usually composed of several insulated wires, however, which are wound up at the same time, both to facilitate winding, as also in order to better accomplish the division into series or in bundles, so that either a single unit or several separate ones inductive circuits are formed, which are each fed by a special current derived from the valve of the machine itself or from another generator will.

Aufser diesen auf eine zweckmäfsige Wirkungsweise abzielenden Einrichtungen der vorliegenden Maschinen bleiben noch einige Aufgaben zu lösen, welche den praktischen Betrieb betreffen, nämlich eine Erleichterung des von einander unabhängigen Ganges der verschiedenen Organe, Vermeidung der Beschädigungen und Erleichterung der Reparaturen.In addition to these facilities of the present, which aim at an expedient mode of operation Machines still have some tasks to be solved, which concern the practical operation, namely a relief of the mutually independent movement of the various organs, Avoiding damage and making repairs easier.

Diese Zwecke werden erreicht durch die Eintheilung der Armatur in Sectionen und deren bewegliche und sehr einfache Montirung, ohne dafs dadurch der Nutzeffect, die solide Bauart, die Luftkühlung und die vollständige Beherrschung der Maschine irgendwie leidet. Alle Theile können im Falle einer Beschädigung leicht durch Ersatztheile ausgewechselt werden.These purposes are achieved by dividing the valve into sections and their movable and very simple assembly, without affecting the usefulness, the solid construction, the air cooling and the complete control of the machine somehow suffers. All Parts can easily be exchanged for replacement parts in the event of damage.

Die Einrichtung, dafs die Sectionen der Armatur aus dem Magnetfelde entfernt werden können, gestattet überdies mit Leichtigkeit, ihre Anordnung entweder einzeln oder serienweise so zu treffen, dafs sie in einer durch die Achse der Maschine gehenden Richtung bewegt werden können, und zwar entweder direct von Hand oder durch einen aufserhalb stehenden elektrischen oder sonstigen Motor oder auch selbstthätig unter Anwendung eines die Stromstärke beherrschenden Regulators. Diese selbst während des Ganges der Maschine ausführbare Bewegung hat den Zweck, die Sectionen der Armatur mehr oder weniger in das inducirende Magnetfeld hineinzubringen. Die von der elektrischen Induction geleistete Arbeit kann auf diese Weise von Null bis zur Maximalleistung der Maschine beliebig abgestuft werden, und zwar sowohl hinsichtlich einer einzelnen Section der Armatur, als hinsichtlich mehrerer Sectionen oder sämmtlicher zugleich.The device so that the sections of the armature are removed from the magnetic field can be arranged either individually or in series with ease so that it moves in a direction passing through the axis of the machine can be done either directly by hand or by someone standing outside electric or other motor or even automatically using a current intensity dominant regulator. This can be carried out even while the machine is in motion The purpose of movement is to divert the sections of the armature more or less into the inducible Bringing in magnetic field. The work done by electrical induction can be applied to this Way from zero to the maximum power of the machine, namely both with regard to a single section of the fitting and with regard to several sections or all of them at the same time.

Diese Anordnung, welche die theilweise oder ganze Ausschaltung der Armatur aus dem Magnetfelde gestattet, hat zur Folge, dafs nicht allein die aus der Induction auf die Spulen der offenen Stromkreise der Armatur resultirende Arbeit vermindert oder ganz unterdrückt wird, sondern auch, dafs der bedeutende Arbeitsverlust vermieden wird, welcher aus der Rückwirkung zwischen den Inductorpolen und den magnetischen Kernen der Armatur entsteht, wenn die Stromkreise der letzteren offen und dadurch wirkungslos sind. Es ist also die Möglichkeit gegeben, dafs die Antriebskraft immer genau der zu erzielenden elektrischen Arbeit (Stromstärke) entspricht, was für grofse Elektromotoren von aufserordentlicher Wichtigkeit ist.This arrangement, which enables the valve to be partially or completely removed from the Permitted magnetic fields, has the consequence that not only those from induction on the coils of the the work resulting from open circuits of the valve is reduced or completely suppressed, but also that the considerable loss of work resulting from the reaction is avoided between the inductor poles and the magnetic cores of the armature arises when the circuits of the latter are open and are thereby ineffective. There is therefore the possibility that the driving force is always corresponds exactly to the electrical work (current strength) to be achieved, which for large electric motors is of paramount importance.

In Fig. 13 ist dargestellt, in welcher Weise die Aus- und Einschaltung der Armatursectionen bewerkstelligt werden kann.In Fig. 13 it is shown in which way the switching on and off of the fitting sections can be done.

A" A'" sind Schraubenspindeln, welche einzeln oder mittelst Winkelradübertragung gleichzeitig durch eine Handkurbel gedreht werden und die kreisförmig angeordneten Sectionen in radialer Richtung nach innen oder aufsen bewegen. A "A '" are screw spindles which are turned individually or by means of angular gear transmission at the same time by a hand crank and move the circularly arranged sections in the radial direction inwards or outwards.

Die Schraubenspindeln i?¹ werden dagegen selbstthätig, und zwar durch einen Motor in Betrieb gesetzt, welcher, beispielsweise nach Siemens'schem System, von einem aus der Maschine abgezweigten inducirten Strom seine Triebkraft empfängt. Bei C^x ist ein Elektromagnet angeordnet, welchen der Strom durchläuft. Die Regulirung geschieht durch den in der Spule gleitenden Weicheisenkern, dessen Bewegungen auf den Bürstenträger des Motorarmaturringes derart übertragen werden, dafs letzterer auf der Achse des Ringes gedreht wird. Die beiden Bürsten stehen mit dem Sammler auf der Mittellinie der Inductionspole des Motors dann in Berührung, wenn die Stromstärke normal ist; bei dieser Stellung steht der Motor still. Sobald jedoch der inducirende Strom an Stärke zu- oder abnimmt, wird der Weicheisenkern im Elektromagnete C¹ herabgezogen werden oder emporsteigen; dadurch wird die Stellung der Contactbürsten verschoben, der Motor kommt in Bewegung und bewirkt eine Drehung nach rechts oder links, welche auf die Schraubenspindeln B^y übertragen wird, bis die Armatursectionen die Stellung in den Magnetfeldern einnehmen, welche die Wiederherstellung der normalen Stromstärke zur Folge hat.The screw spindles i? ¹ , on the other hand, are put into operation automatically by a motor which, for example according to the Siemens system, receives its driving force from an induced current branched off from the machine. An electromagnet through which the current passes is arranged at C ^x. The regulation is done by the soft iron core sliding in the coil, the movements of which are transmitted to the brush holder of the motor fitting ring in such a way that the latter is rotated on the axis of the ring. The two brushes are in contact with the collector on the center line of the induction poles of the motor when the current is normal; in this position the engine stands still. But as soon as the inductive current increases or decreases in strength, the soft iron core in the electromagnet C ^{1 will be} drawn down or rise; This shifts the position of the contact brushes, the motor starts moving and causes a rotation to the right or left, which is transmitted to the screw spindles B ^y until the armature sections assume the position in the magnetic fields which restores the normal current strength .

Dieselbe Wirkung wird erreicht, wenn man einen Gramme'schen Motor mit Geschwindigkeitsregulator, wie in Fig. 14 dargestellt, anwendet. Es können ebensowohl auch elektrische Motoren eines anderen Systems oder auch andere Hülfsmaschinen, die durch Gas, WasserdruckThe same effect is achieved if a Gramme motor with a speed regulator, as shown in Fig. 14 applies. It can also be electrical Motors of another system or also other auxiliary machines that are powered by gas, water pressure

oder dergleichen betrieben und von dem in den inducirten Strom eingeschalteten Elektromagnete C¹, Fig. 13, regulirt werden, zum gleichen Zweck Anwendung finden.or the like, and regulated by the electromagnet C ¹ , Fig. 13, inserted into the induced current, can be used for the same purpose.

Claims

Patent Claims:

1. The movable or fixed armature, which consists of two cylmdrischen or disk-shaped Ring systems, which are placed against each other in such a way that their wire wrapping and their connection with one another produces a mutual effect which increases the strength of the current, such as explained by FIG. 5.

2. The use of inductive electromagnets with several conductors isolated from one another, each of which was derived from a particular one, from one of the sections of the armature of the machine Current is traversed as illustrated by FIGS. 7, 8 and 9.

3. The means for disengaging and engaging the single or multiple autopsies of the armature during the transition of the machine either manually by screw spindles A "A"'and winches, Fig. 13, or selbstthätig by the screw spindles J5 ¹ by of a the changes in the current in the motor activated, Fig. 13, or a motor with a regulator controlled by the current, Fig. 14, are rotated so that the armature sections change their position in relation to the inductors, whereby the current is regulated. .

1 sheet of drawings.