DE609332C - Hochfrequenz-Stromerzeuger - Google Patents

Description

Zur Erzeugung hoher Frequenzen sind Gleichpolinduktormaschinen bekannt. Diese Maschinen sind aber im Vergleich zu ihrer Leistungsfähigkeit schwer; außerdem macht es Schwierigkeiten, die große, den ganzen Anker umspannende Erregerspule abzunehmen und anzubauen. Infolge der diesen Maschinen anhaftenden Nachteile ist die gleichpolige Maschine für niedere Frequenzen durch die wechselpolige Maschine verdrängt worden, die im Gewicht bei gleicher Leistungsfähigkeit erheblich leichter wird.

Die Erfindung bezieht sich auf Hochfrequenz-Stromerzeuger letzterer Art. Der wicklungslose und nur als magnetischer Rückschluß dienende Hauptläufer ist am äußeren Umfange mit axial verlaufenden Hohlkehlen versehen, in denen Nebenläufer drehbar angeordnet sind. Die Nebenläufer

ao erhalten eine zum Hauptläufer zusätzliche Drehgeschwindigkeit, da die beiden Drehgeschwindigkeiten, also die des Hauptläufers und die des Nebenläufers, addiert werden können. Es ist demnach möglich, in der Zeiteinheit eine bei weitem größere Kraftlinienzahl zu schneiden als bei den bisher üblichen Maschinen dieser Art, die nur einen Lauf er hatten, da die Drehgeschwindigkeit des Hauptläufers durch die mechanischen Fliehkräfte im Läufer begrenzt wird. Die Nebenläufer gemäß der Erfindung sind von bedeutend geringeren Abmessungen als der Hauptläufer; sie können demnach mit höheren Drehgeschwindigkeiten als der Hauptläufer angetrieben werden.

Als weiterer Vorteil der Durchbildung nach der Erfindung ist die Auswechslung der Antriebsritzel und Antriebsräder für die Nebenläufer zu erwähnen. Es ist dadurch möglich, in ein und derselben Maschine mit nur einem Hauptläufer eine erhebliche Anzahl verschiedener Frequenzen zu erzeugen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung geht aus den Zeichnungen hervor'

Abb. ι zeigt eine Seitenansicht der Maschine, teilweise im Schnitt;

Abb. 2 zeigt einen Schnitt längs durch die Maschine;

Abb. 3 zeigt die linke Hälfte eines Schnittes durch die Maschine in Richtung 3-3.

Der Rahmen 10 hat eine Anzahl radial angeordneter Polkerne 11. Die Kerne tragen die üblichen Feldwicklungen 12. Es ist eine gerade Anzahl von Wicklungen vorzugsweise vorgesehen, so daß die Wicklungen sich paarweise gegenüberliegen. Diese Wicklungen werden in üblicher Weise von einer außerhalb angeordneten Hilfsstromquelle erregt.

Die Kernen sind mit den üblichen Polschuhen 13, die an den inneren Seiten der

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Magnetkerne angeordnet sind, fest mit dem Ständer verbunden.

Eine Hauptwelle 15 ist drehbar in Lagern 16 in den Enden des Gehäuses 10 gelagert. Auf dieser Welle sitzen an den Stirnseiten des Hauptläufers die Tragscheiben 18. In den Tragscheiben 18 sind eine Anzahl von Nebenläufern 20 drehbar angeordnet. Jeder Nebenläufer 20 ist in entsprechenden Lagern 21 in den Scheiben 18 gelagert. Diese Lager sind auf einem Kreise in der Nähe des Umfangs jeder Scheibe 18 angeordnet.

Jeder Nebenläufer 20 trägt eine Wicklung, die sich längs über ihn erstreckt. Die Leiter liegen fest in Nuten des Nebenläufers.

Es sind Ritzel 22 auf den Nebenläuferwellen 23 befestigt; sie greifen in die Innenverzahnung eines Ringrades 25, das drehbar im Gehäuse 10 angeordnet ist. Das Ringrad 25 liegt konzentrisch zur Welle 15 und besitzt noch eine Außenverzahnung 27 (Abb. 1). in diese greift ein Treibrad 30, das bei 31 im Gehäuse 10 gelagert ist. Dieses Rad kann in irgendeiner passenden Weise angetrieben werden, etwa über ein Ritzel 32 und eine Welle 33 von irgendeiner entsprechenden Kraftquelle.

Die Wellen 23 der Nebenläufer sind vorzugsweise abwechselnd in entgegengesetzter Richtung verlängert, so daß Ritzel 22 einer Gruppe von Nebenläufem auf der linken Seite in das Ringrad 25 und Ritzel 35 der anderen Gruppe von Nebenläufern auf der rechten Seite in ein Ringrad 36 eingreifen. Das Ringrad 36 kann durch ein Rad 37, Ritzel 38 und Welle 39 angetrieben werden. Das Ritzel 35 und das Ringrad 36 können dieselbe Größe wie das Ritzel 22 und das Ringrad 25 aufweisen; sie können aber auch verschiedene Größe haben, wie beispielsweise in Abb. 2 dargestellt. Die Welle 39 kann sich mit derselben oder mit einer anderen Geschwindigkeit als die Welle 33 drehen.

Ein Sperrbolzen 40 ist für jedes Treibrad 30 bzw. 37 vorgesehen. Sind die Bolzen eingerückt, so werden die entsprechenden Treibringräder festgehalten; sie können sich dann nicht drehen.

Für jeden Nebenrotor 20 sind Bürsten 50 vorgesehen; sie können mit Drähten 52 verbunden werden," die sich zur öffnung 53 in der Treibwelle 15 hin erstrecken. Durch die Öffnung S3 gelangen die Drähte nach außen zu einer Anzahl von Schleifringen 54. Die Nebenläufer können mit den Schleifringen 54 in den verschiedensten Kombinationsmöglichkeiten verbunden werden. Für jeden Nebenläufer können getrennte Ringe angeordnet sein, oder es können alle Nebenläufer in Reihe oder parallel mit einem einzigen Schleifringpaar verbunden werden. Die Nebenläufergruppe der Treibräder 22 kann auch entweder in Parallelschaltung oder in Reihenschaltung mit einem Schleifringpaar verbunden werden, während die andere Nebenläufergruppe der Treibräder 35 mit einem anderen Schleifringpaar entsprechend verbunden werden kann. Das Gehäuse 10 ist mit einem passenden Außenmantel 60 versehen. Durch den Manteleinlaß 61 kann die Luft hindurchgeleitet werden, um die Maschine während des Betriebes zu kühlen. Die Luft tritt durch öffnungen 62 in das Innere der Maschine und wird durch Öffnungen an den Enden oder durch Öffnungen 63 abgeführt.

Im folgenden soll nun die Wirkungsweise der Maschine erläutert werden.

Wenn die Sperrstifte 40 eingerückt sind und die Hauptwelle 15 gedreht wird, so drehen sich die Nebenläufer 20 infolge der Drehung der Tragscheiben 18. Jeder Nebenläufer dreht sich um seine eigene Achse infolge des Abrollens der Ritzel 22 und 35 in der Innenverzahnung der feststehenden Ringräder 25 und 36. Da jeder Nebenläufer an den Polschuhen 13 vorbeistreicht, schneidet er Kraftlinien. Die Spannung jedes Nebenläufers wird durch seine Drehgeschwindigkeit um seine Achse, durch die Drehgeschwindigkeit um die Welle 15 und gleichfalls durch die Anzahl der Leiter, die im Nebenläufer enthalten sind, bestimmt.

Die weiteren Vorteile der erfindungsgemäßen Bauart bestehen darin, daß eine viel größere Leiterzahl in den dicht beieinanderliegenden Nebenläufern vorgesehen werden kann als auf dem Umfang eines einzigen großen Läufers. Weiterhin kann jeder .Nebenläufer schneller um seine eigene Achse gedreht werden als ein einziger großer Läufer. Die Leistung der Maschine kann man also, etwa bei gegebenem Gehäuse, erfindungsgemäß beträchtlich erhöhen.

Die Polschuhe 13 sind in den Zeichnungen für verhältnismäßig Ideine Nebenläufer bemessen. Man kann sie in ihrer Breite und auch in ihrer Anzahl verändern.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Zeichnungien ist in den Nebenläufern etwa die n₀ doppelte Leiterzahl wie in einem einzigen großen Läufer von entsprechenden Abmessungen untergebracht. Infolgedessen werden zweimal soviel Leiter das magnetische Feld schneiden. Abgesehen von anderen Vor- n₅ teilen, wie die erhöhte Drehgeschwindigkeit, die sich durch die kleinen Abmessungen der Nebenläufer ergibt, wird die Leistung der Maschine gemäß der ,Erfindung also mindestens verdoppelt.

Es sind auch noch andere Vorteile bei der Verwendung . der Erfindung, vorhanden. .Die

Ritzel 35 und das Rad 36 können in ihrer Größe von den Ritzeln 22 und dem Rad 25, wie in Abb. 2 dargestellt, verschieden sein. Die Nebenläufer 20 mit den Ritzeln 35 werden sich dann beispielsweise langsamer als die Nebenläufer 20 mit den Ritzeln 23 um ihre eigene Achse drehen. In den. Nebenläufern mit den Ritzeln 35 wird also ein Strom von geringerer Spannung und niedrigerer Frequenz erzeugt. Der Strom kann durch getrennte Schleifringe, wie schon beschrieben, abgenommen werden. Infolgedessen kann eine einzige Maschine benutzt werden, um gleichzeitig Wechselstrom zweier verschiedener Spannungen und Frequenzen zu erzeugen.

Die Geschwindigkeit der Nebenläufer kann auf einen gewünschten Wert dadurch erhöht werden, daß man die Ringräder 25 und 36 über die Treibwellen 33 und 39 in entgegengesetzter Richtung wie die Tragscheiben 18 dreht. Drehen sich die Ringräder in derselben Richtung wie die Tragscheiben, so wird die Drehgeschwindigkeit der Nebenläufer vermindert.

Will man einen größeren Frequenz- bzw. Spannungsunterschied zwischen den zwei Nebenläufergruppen erzielen, so ist es zweckmäßig, nur einen Sperrstift 40 auszulösen und nur ein Ringrad 25 oder 36 anzutreiben.

Ein Sperrstift 50' (Abb. 2) kann vorgesehen werden, durch den die Tragscheiben bzw. der Hauptläufer festgehalten wird. Jeder Nebenläufer wird sich dann um seine eigene Achse drehen, wenn die Ringräder 25 und 36 gedreht werden.

Die Erfindung stellt also einen in weitesten Grenzen regelbaren Hochfrequenz-Stromerzeuger dar, der gut geeignet ist, Wechselströme von sehr verschiedener Spannung und Frequenz zu liefern.

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   i. Hochfrequenz-Stromerzeuger der Wechselpolbauart mit feststehenden Erregerpolen, dadurch gekennzeichnet, daß der wicklungslose Hauptläufer am äußeren Umfang axial verlaufende kreisförmige Aussparungen aufweist, in denen mit Wicklungen versehene Nebenläufer (20) drehbar angeordnet sind.
2. 2. Hochfrequenz-Stromerzeuger nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß an den Stirnseiten des Hauptläufers Tragscheiben (18) angeordnet sind, in denen die Nebenläufer (20) drehbar gelagert sind.
3. 3. Hochfrequenz-Stromerzeuger nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb der Nebenläufer von einer beliebigen Kraftquelle aus über eine besondere Welle (33, 39) mit Ritzeln (32, 38) und über im feststehenden Gehäuse gelagerte Zahnräder (30, 37) auf die Außenverzahnung von Ringzahnrädern (25, 36) erfolgt, in deren Innenverzahnung die Antriebsritzel (22, 35) der Nebenläufer (20) eingreifen.
4. 4. Hochfrequenz-Stromerzeuger nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb der Nebenläufer (20) von der Hauptwelle (15) abgeleitet wird, indem die Tragscheiben (18) mit den Nebenläufern (20) gedreht werden und die Antriebsritzel (22, 35) der Nebenläufer (20) sich in der Innenverzahnung der feststehenden oder umlaufenden Ringzahnräder (25, 36) abrollen. ·
5. 5. Hochfrequenz-Stromerzeuger nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Sperrbolzen (40, 50') zum Festlegen der Ringzahnräder (25, 36) und des Hauptläufers vorgesehen sind.
6. 6. Hochfrequenz-Stromerzeuger nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebe (22, 35 und 25, 36) der einzelnen Nebenläufer (20) verschiedene Übersetzungsverhältnisse aufweisen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen