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Elektrische Maschine mit einem losen, der kreisenden Ankerwicklung
nicht folgenden Kern. Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Maschine mit
losem, der kreisenden Ankerwicklung bz«-. der Welle nicht folgendem Kern, der itn
magnetischen Feld nahezu feststehend verbleibt, und der selbst entweder ein permalenter
Magnet sein kann oder durch eine Wicklung magnetisch wird. Die Erfindung besteht
im wesentlichen darin, daß die innerhalb eines von zylindrischetl oder kugelförmigen
Feldpolflächen und ebenso geformten Kernflächen begrenzten Luftraumes von annähernd
konstanter Stärke liegenden. zwischen radialen Armen befestigten Ankerleiter, die
im Bedarfsfalle noch durch einen Rahmen o. dgl. unterstützt sind und in an sich
bekannter Weise zum Teil aus unmagnetisierbarein, zum Teil aus magnetisierbarem
Material bestehen können, in zwei Richtungen schräg zur Welle, annähernd in Schraubengangforni
verlaufen, und daß jene Leiter, welche die beiden Systeme von umgekehrt verlaufenden
Schraubengängen bilden, sich ineinander schließen, wobei sie ml ihren Kreuzungsstellen
miteinander verflochten sein können, um einen zur Welle zylindrisch oder kugelförmig
gekrümmten Drehkörper zu bilden.
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Um den durch die Fliehkraft und die Treibkraft beanspruchten Drehkörper
il gehöriger Form zu erhalten, ist die Einrichtung getroffen, daß die Ankerleiter
durch auf der Welle sitzende Spannvorrichtungen straff angezogen oder zusammengepreßt
werden können.
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Es zeigen: Abb. i im Querschnitt einen Anker nach der Erfindung, Abb.2
in schematischer Ansicht eine abgeänderte Ausführungsforte der Wicklung, bei welcher
die Leiter eine zweite Windung erhalten haben, Abb. 3 in einer Einzelansicht den
zusaniinengesetztea Leiter vor der Zusammenpressung desselben, Abb.:i den in Abb.
3 dargestellten Leiter nach der Zusammenpressung, Abb. 5 eine abgeänderte Ausführungsform
eines zusammengesetztes Leiters, Abb. 6 eine Anzahl von Leitern nach Art des in
Abb. 3 dargestellten, die miteinander vereinigt sind, Abb. i eine Zusammensetzung
von miteinander verschlossenen Leitern von einfacherer Art, wie sie in den Abb.
5 und 6 dar-?estellt ist, Abb. 8 im Querschnitt eine abgeänderte Ausführungsform
des Leiters, welcher eine Anzahl von Drähten aufweist, die in der Gestalt eines
Rohres zusammengelegt sind und mit eingelegten Strähnen aus Kupfer oder Eisendraht
abwechselnd zusammengesetzt sind, Abb.9 ein derartiges Leiterrohr in Ausieht, wobei
die Drähte in der Art eines aus Strähnen gebildeten Rohres in Schraubengangform
angeordnet sind, Abb. i o einen Schutt nach der Linie G-H der Abb. i i, wobei das
aus Drahtsträhnen bestehende Rohr in rechteckiger länglicher Form zusammengepreßt
ist, Abb. i i eine Ansicht dieses Rohres, wobei die schraubenförmig gewundenen Drähte
in vollen und gestrichelten Linien dargestellt sind mit entsprechenden Schnittlinien,
Abb. 12, 13 und 1q. Längsschnitte aus der Abb. i i nach den Linien :1-B,
C-P und E-F.
Abb. j ; iin Sch -.litt eineu Teil der- zusaiuniengeschlossenen,
umgekehrt schraubenförinig rückkehrenden Ankerwicklung, Abb. 16 eine abgeänderte
Ausführuinrsforni eines Ankers gemäß der Erfindung.
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Abb. 17 ehze Stirnansicht des in Abb. 1(i dargestellten Ankers, woraus
im besonderen die Feststellschrauben zu ersehen sind, Abb. 18 eineu ähnlichen Anker
wie Abb. 15 mit einer besondere-,1 Art der 'Verflechtung der Leiter, Abb.19 in einer
Einzelansicht im Profil oder Querschnitt die Polstücke, die sich besonders für die
Benutzung bei Ankern eignen. wie sie in den Abb. 16 und 18 teilweise im Schnitt
dargestellt sind, Abb.2o in Auf-,vickelung eine Art der Wicklung.
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Der Erfindung gemäß kann das Feldmagnetsvstem von der üblichen Gestalt
sein, wenn es mit einem Anker der in Abb. 1 dargestellten Art in Benutzung genommen
wird.
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Der in Abb. 1 dargestellte Anker besteht aus zwei mechanisch unabhängig
voneinander wirkenden Teilen, nämlich einerri Kern i und einem LeitersvStein 2.
Der Kern 1 kann aus niagnetisierbarein'laterial. wieEisen, oderaus Mahl hergestellt
sein. welcher dauernd magnetisch bleibt. Der Kern i bildet den gesamten oder überwiegend
grüßten Teil des magnetischen Materials, (las im Anker vorhanden ist. Er ruht. in
Kugellager" 3. .@, um auf der Welle 5 und unabhängig von (lein Leiterwstem 2 sich
drehen zu können, in welchem die besonderen Leiter in einer schraubengangförmigen
Bahn zwischen den Befestigungsstellen angeordnet sind. Die Kugellager 3 und 4 besitzen
verdeckt liegende Ringe 6 aus unmagnetisierbarem Material, um die Kugellager 3 und
4 vorn Kern 1 teilweise magnetisch zu isolieren.
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Das Leitersystem 2 wird durch die Welle 5 in Umdrehung versetzt und
bewegt sich hierbei in dem Zwischenraum zwischen der Ober= fläche des Kernes 1 und
den Oberflächen der Polschuhe. An dem einen Ende ist ein geeigneter Stromwender
; vorgesehen. Jeder der Stäbe desselben dient dazu, ein Ende von zweien der Leiter
zu verankern, die einen Teil des Leitersystems 2 bilden. Jeder der Leiter ist bei
8 im wesentlichen in rechtem Winkel abgebogen. Das abgebogene Ende 8 wird zwischen
dem an der 1'C%elle 5 sitzenden Gliede 9 und einem Ring ro festgeklemmt gehalten,
zu welchem Zwecke durch beide Teile- Schrauien 11 hindurchgeführt sind.
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Es ist zweckmäßig, sämtliche Teile aus unniagnetisierbarein 'Material
herzustellen, soweit es möglich ist, es sei denn, daß gewisse Teile zu besonderem
Zwecke magnetisch sein müssen. Die Welle ; trägt eine Platte 1?,
.üben, dai3 (1i(#. Strähnen 14 runden ()tirrscluiitt Iwsitzeli
können. Dieselbe bestellt zweckmäßig ;ins weichem Eisendraht; die Strähne i() dagegen
besteht aus Kupfer, während der unihüllende Mantel 1; aus eine"' isolierenden Material
hergestellt ist. Bei einem solchen, aus zusammengesetzten und verankerten Leitern
bestelenden Svstem können voll Isolation frei gehaltene Teile der Leiter zur Stromabgabe
herangezogen werden, so (laß (tann ein besonderer Stromwender überflüssig wird.
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Um örtliche Spannungen im Leitersystem 2 auf ein Mindestmaß herabzusetzen
und die ungeeignete Benutzung voll Verbindedrähten zu vermeiden oder die Anzahl
derselben zu verringern oder die Benutzung eines einfacheren zusammengesetzten Leiters
zu gestatten, kann (las Leitersvstem 2 derartig angeordnet sein, daß es sich im
wesentlichen der Oberfläche eines festen umwickelten Körpers anpaßt, der dadurch
hergestellt wird, daß man eine lose biegsame Schnur o. dgl. um eine Achse wickelt,
die an verschiedenen Stellen entgegengesetzt gerichtete radiale Arme trägt, wobei
die Enden genannter Schnur an den Enden der Arme befestigt werden. Wenn die biegsame
Schnur o. d-1. von einer Länge gleich derjenigen zwischen (teil äußeren Enden der
genannten radialen Arme längs einer schraubenförmigen Bahn ist, so ergibt sich ein
zylindrischer Anker nach Abb. 1 und 2. Ist dagegen die Länge: eine größere, so entsteht
ein Anker nach Abb. 16 und 18.
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Gemäß Ausführungsform nach Abl. 16 wer-(ien zwei Stromwender ; benutzt,
wobei all jedem Steg desselben zwei Leiter befestigt sind. Bei dieser Ausführungsform
sind die Leiter 2 von solchem Profil, daß sie sich der Außenfläche des Kernes i
anpassen. Es werden hierbei Ringe oder Einschnürungsdrähte 18 beutzt, um die äußeren
Lagen des Leiters all dem Kern i angedrückt zu halten, wenn dies erforderlich erscheinen
sollte. Bei dieser Bauart sind die Stromwender ; an einem Körper ig befestigt. Jeder
der Körper ig ist mit den mit eineng vierkantigen Kopf versehenen Fußschrauben 13
ausgerüstet, deren Enden an eine an der Welle sitzende Platte 12 stoßen.
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Wenn ein Kern i und ein Leitersystem. 2 von der aus Abb. 16 ersichtlichen
Art benutzt wird, wird es erforderlich, die normale zylindrische Oberfläche der
Pole entsprechend abzuändern, um sie zu l:efähigen, in wirksamer Weise mit der gesamten
effektiven Oberfläche des Ankers und dein Kern i zusammenzuwirken.
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Eine derartige Ausführungsform ist aus Abb. ig zu ersehen, in welcher
die Pole 2o des Felchnagneten entsprechend der Oberfläche der Leiter 2 hzw. des
Kernes i gekrümmt siiirl. Wie Abb. iti zeit, ist (las Leitersystem 2 mit nur einmal
unter sich verschlungenen Leitern ausgerüstet. Es könnten jedoch die Leiter auch
mehrfach unter sich verschlungen .,ein, wie aus Abb. 18 zu ersehen.
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1.'11l (las Leitersystem 2 in richtiger Lage relativ zu den Stäben
des Stromwenders ; zu erhalten, werden Bindedrähte"2i benutzt. Statt zweier Stromwender
(Abb. 16 und 18) kann auch nur einer verwendet werden. In diesem Falle werden die
zusammengesetzten Teile des Leitersystems 2, wie in Abb. i dargestellt ist. umgebogen
und in ihrer Lage gehalten.
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Bei der Benutzung eines frei drehbaren Kernes i «erden die sonst eintretenden
Energieverluste, die sich zufolge des Auftretens voll Wirbelströmen und von magnetischer
Reibungsarbeit einstellen, wesentlich vermindert, so daß die Wirksamkeit der Maschine
sich entsprechend vergrößert.
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Bei der aus den Abb. 16 und 18 dargestellteil Ausführungsforen kann
ein Bürstensv stem üblicher Art verwendet werden. In manchen I# ällen empfiehlt
es sich auch, die Leiter in Geliüusc#n oder Rahmen aus niagnetisierbaren1 oder teilweise
niagnetisierbarein Material unterzubringen oder um (lieselbc herumzurühren. In einem
solchen Falle werden genannte Gehäuse oder Rahmen derartig angeordnet, daß sie den
magnetischen Widerstand in der "Zwischenstrecke zwischen den Polflächen und der
Oberfläche des Kernes i entsprechend vermindern und die gehörige mechanische Stärke
sichern, ohne (laß hierbei Leiter benutzt werden, in die magnetisches \laterial
einverleibt ist. Wenn aber das Gehäuse oder der Rahmen nicht genügendes tnagnetisierbares
oder teilweise magnetisierhares .lateriat enthält, so ist es zweckmäßig. noch eine
gewisse Menge von magnetisierbarein Material in dem zusammengesetzten Leiter anzuordnen.
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\-tanchinal können @lie Gehäuse oder Rahineti vollständig aus nichtmagnetisierbarem
.Material hergestellt werden. Hierbei werden zweckmäßig in dem Falle, in welchem
es nötig ist, (teil Widerstand in der Zwischenstrecke zwischen (teil Polflächen
und der Oberfläche des Kernes i zu verringern, zusammengesetzte Leiter vorgesehen,
die einen geeigneten Anteil nia-netisierbaren :Materials besitzen.
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(n den Abb.8 his 15 ist eine abgeänderte Ausführungsform eines Leiters
dargestellt. welcher die Eigenschaft besitzt, .Iagnetismu: in der Otierrichtulig
zu leiten, während elektrischer Strom in der Längsrichtung fließt.
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Gemäß Abb. 8 werden Kupfer- und Eisendrillte a und h (die letzteren
zur Vermeidung rles Rostes zweckmäßig verzinnt) zu einem Rohr verteilt. Tn manchen
Fällen kann die
Anordnung in vier Reise abgeändert @%?erden, daß
zwei oder mehrere kupferne oder eiserne Drähte nebeneinander verlaufend geführt
werden, desgleichen verändert man liicrbei' di,e Gesamtzahl der Drähte in ein oder
mehreren Lagen und die so gebildeten Rohre, derartig, daß sie nach erfolgtem Pressen
eine flache Stange oder ein Band bilden, dessen Drähte sich nach entgegengesetzten
Richtungen hin an ihren gegenüberliegenden Enden in schräger Richtung erstrecken,
wie aus Abb. 8 und 9 zu ersehen ist, die Querschnitte bzw. Ansichten dieser Anordnung
darstellen. Die so gebildeten Querschnitte werden leicht gekrümmt, bevor sie in
der aus Abb. 15 ersichtlichen Weise miteinander vereinigt «-erden. Diese Leiter
sind an dem Kern kantenweise befestigt und. zweckmäßig schraubenförmig zusammengelegt,
wobei die Kanäle sich ineinanderschließen (vgl. Abb. i5).
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Die Eisendrähte b berühren einander an der Stelle, an welcher sie
sich kreuzen, so daß der magnetische Fluß leicht von einem Draht zum anderen übergehen
kann (Abb. 12, 13 und i4). Die Benutzung von Eisendraht in der zweifachen Kapazität
des Übertragens von Magnetismus in der Chierrichtung sowie gleichzeitig des Leitens
von elektrischem Strom in der Längsrichtung bedeutet eine wirksame Inanspruchnahme
des Materials, wobei trotzdem Verluste an C2 R in einem Anker um 15 bis 2o Prozent
und selbst mehr in manchen Fällen vermieden bzw. vermindert werden.
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Die auf diese Weise dem Leiter erteilte magnetische Durchlässigkeit
macht die Anbringung von eisernen Vorsprüngen am Ankerkern, soweit der magnetische
Stromkreis hierbei in Betracht kommt und ein wirksamer Antrieb gesichert wird, überflüssig,
Dieser Vorteil ergibt sich zufolge der Anwendung einer in sich zurückkehrenden Windung
oder Wicklung, bei welcher die Leiter die Form von umgekehrt verlaufenden. Schraubengängen
erhalten, die an ihren Enden verankert und in Spannung gehalten werden. Bei dieser
Einrichtung werden in den meisten Fällen Verbindungsdrähte erübrigt, wie aus Abb.
15 zu ersehen ist. -Die den Ankerstäben erteilte . mechanische Verstärkung
gibt ihnen auch eine gehörige Tiefe, wodurch ein starres und stabiles, zylindrisches
Gebilde entsteht. Die Leiter sind nicht ganz flach, sondern leicht kanneliert, so
daß bei schraubenförmiger Anordnung zwecks Herstellung einer sieh verschließenden,
um-