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Maschine zur Erzeugung einer Wechselspannung mittels eines an einer
Gleichspannung liegenden Kondensators mit periodisch veränderlicher Kapazität Die
Erzeugung einer Wechselsp-anmu,ng mittels, einer Maschine mit einer periodisch veränderlichen
undl an einer Gleichspannung liegenden elektrischen Kapazität ist an sich bekannt.
Für die Erzielung von periodischen Schwankungen der Kapazität besitzen. die bekannten
Maschinen Stege und Nuten längs den Außenflächen des. zylindrischen Läufers. Die
auf solche Weise erzielbare wechselnde Kapazität hat aber nur einen geringen. Betrag:
Daher wurde vorgeschlagen, Ständer und, Läufer derart auszubilden, daß beide Zahnkränze
erhalten, die nach Art der Leit- und Laufschaufelkränze bei: Dampfturbinen ineinaudergreifen.
Die Herstellung der Kapazitätsflächen ist; dabei aber sehr schwierig, zumal eine
erhebliche Genauigkeit in der BearbeitUng gefoTdiert wird, damit der notwendige
Luftspalt zwischen: den zum Ständer und den zum Läufer gehörenden Stegen. überall
den kleinsten zulässigen Betrag hat.
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Bei einer Maschine zur Erzeugung einer
Wechselspannung
mittels eines an einer Gleichspannung liegenden Kondensators mit periodisch veränderlicher
Kapazität, deren, Ständer und Läufer mit nach Art der Leit-und Laufschaufelkränze
für Dampfturbinen ineinandergreifenden Zäh:nkränzen versehen: sind:, deren Oberflächen
die Konde:nsatorbelegung bilden, bestehen erfindungsgemäß der Ständer und der Läufer
aus in Achsrichtung aneinandergereihten Kreisringscheiben oder Kreisscheiben. Durch
diesem Aufbau wird' die Herstellung der ebenen oder kege@ligen kreisringförmigen,
genuteten: Kapazitätsflächen des Ständers und des Läufers sehr erleichtert, und
die Herstellungsgenauigkeit wird wesentlich erhöht. Den Abstand zwischen den Kreisscheiben
oder Kreisringscheiben: können zwischengelegte Scheiben, sichern.
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Die kreisringartigen Flächen des Läufers und. des Ständers besitzen
radial verlaufende Zähne, zwischen denen ein- gewisser Abstand besteht.
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Ebenso können auch die zur Absta.n@dsbestimmungeingefügtenZwischenscheiben
mit Zähnen und Zahnlücken versehen sein, so daß auch sie zur Vergrößerung der Kapazitätsänderungen
beitragen. Die einander gege.nüberstehee:nden und nach Art der Schaufelkränze von
Dampfturbinen ineinandergreifenden Kreisscheiben und Kreisringe können mit schrägen
Seitenflächen versehen sein, so daß sie bei einem Schnitt in einer Ebene, welche
einem Durchmesser der Maschine und der Maschinenachse folgt, die Form eines Dreiecks
öder eines Dreiecks mit abgeschnittener Spitze besitzen. Gegenüber der Anordnung
mit parallelen Seitenflächen der Zähne ergibt eine Anordnung mit prismatischen Zähnen
den: Vorteil, daß man keine Zwischenscheiben für die Abstandsbestimmung benötigt
und infolgedessen bei gegebener axialer Baulänge der Maschine eine größere Anzahl
von. mit Zähnen: versehenen Scheiben unterbringen kann.
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Die Ausnutzung nicht allein der Stirnflächen, sondern auch, je zweier
Flanken der Zähne stellt bauliche Maßnahmen zur Erzielung möglichst großer Kapazitätsänderungen.
dar. Man wird ferner durch Anwendung einer gleichen Zähnezahl in Ständer und Läufer
dafür sorgen., daß beim Lauf der Maschine stets gleichzeitig alle Zähne die maximale
Kapazität bzw. die minimale Kapazität ergeben, weil auf diese Weise die stärksten
Kapazitätsänderungen erzielt werden.
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Die Form der Zähne ist für die Kurvenform der erzeugten Wechselspannung
von. Bedeutung, so daß man durch eine geeignete Form der Zähne und Zahnlücken für
einen hinreichend sinusförmigen Verlauf der Wechselspannung oder des Wechselstromes
sorgen kann. An sich ist es auch, möglich, durch elektrische Mittel die erzeugte
Wechselspannung von Oberwellen zu reinigen, so daß man die sinusförmige Grund-,velle
erhält. Es empfiehlt sich, den Zahn schmaler zu machen als die Zahnlücke und gleichzeitig
den Zahnflanken wie auch den Begrenzungsflächenr der Zahnlücke schräge Lagen zu
geben, so daß der Zahn und die Lücke im Querschnitt trapezförmge Gestalt besitzen.
Man kann vorteilhafterweise auch scharfe Ecken öder Kanten und plötzliche Übergänge
zwischen den äußeren Flächen der Zähne und Lücken durch entsprechende Vierrundung
vermeiden.
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Für die Herstellung der Zähne wird vorteilhafterweiseein Vervielfältigungsverfahren
benutzt, so daß die Zähne beispielsweise durch Fräsen, gegebenenfalls nach dem Abwälzverfahren,
oder durch Pressen, Gießen, oder Spritzen erzeugt werden. Beim Pressen, Gießen oder
Spritzen kann man zugleich mit den Zähnen, auch die Kreisscheiben: oder die Kreisringe
;herstellen, so daß also die Scheiben und die Ringe mit den Zähnen in einem einzigen
Verfahren. entstehen.
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Zur Erläuterung der Erfindung dienen die Fig. i a bis 3, die jedoch
nur Beispiele von Ausführungsformen der Erfindung wiedergeben, ohne daß die Erfindung
auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt sein soll.
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In Fig. i a und i b ist der Aufbau des Läufers und des Ständers aus
einzelnen Scheiben erläutert. Die Maschinenwelle ist mit i bezeichnet; der Läufer
besteht aus Kreisringsc'heiben 2a bis 2e. Die Scheiben 2b und 2d
tragen an
ihrem äußeren Umfang Zähne. Die Scheiben 2a, 2c und 2e dienen zur Sicherung
eines bestimmten Abstandes zwischen den Zahnscheiben. 2b und 2d. Die Scheiben
des Läufers werden zusammengehalten durch Preßschrauben oder Niete 3, von: denen
mehrere auf den Umfang verteilt vorgesehen sind.
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Der Ständer,besteht ebenfalls aus einzelnen Teilen, nämlich aus Ringen
5a bis 5e. Hierbei besitzen die Ringscheiben 5a, 5c und Se eine größere radiale
Ausdehnung als die Ringe 5b und 5d, so daß sich die Seitenflächen dieser Ringe einerseits
und die Seitenflächen der Zahnkränze der Läuferscheiben 2b und 2d
andererseits
gegenüberstehen, da die Ringe 5a, Se und Sein die Lücken zwischen den Läuferzähnen
eindringen.
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Die Form der einander gegenüberliegenden Flanken der Ständerzah.nkränze
auf den Kreisring?scheben 5a, Sc und 5e sowie der Zahnkränze auf den Scheiben 2b
und 2d des Läufers sind in der Draufsicht in Fig. i b erkennbar. Bei: den zum Läufer
gehörenden Zahnkränzen sind Pfeile eingetragen, welche die Bewegungsrichtung andeuten.
In der in Fi.g. i b dargestellten gegenseitigen Lage des
Läufers
und des Ständers ist die Kapazität zwischen beiden auf ihrem Höchstwert. Die Scheiben
des Ständers. werden ebenfalls durch Bolzen oder Niete 7 zusammengehalten. Der Luftspalt
zwischen Ständer und Läufer ist mit 8 bezeichnet.
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Die wirksamen Oberflächen der Zähne des Läufers und. dies Ständers
sind bei dem in Fit-'- i dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung, wie bereits
vorgeschlagen ist, mit einem Stoff 4a, 4b, 4.0,4,d, 4e bzw. 6a, 6b, 6e,
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und 6e bekleidet, welcher eine höhere Dielektrizitätskonstante besitzt
und zugleich auch eine höhere elektrische Durchschlagsfestigkeit aufweist als, Luft.
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In den: Fig. 2 a und 2 b sind Zahnkränze von keilförmiger Gestalt
angewendet. Bei. dieser Anordnung sind die in: Fig. i erkennbenen Zwischenscheib
n 2a, 2e, 2e bzw. 5b und 5d nicht erforderlich. Im übrigen sind in
Fig. 2 a die gleichen Bezeichnungen wie in Fig. z a verwendet. Auch erkennst man
den Überzug aus Stoff mit höherer Dietektiizitätskoustante auf den Flanken der Zähne
des Ständers und des Läufers.
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Fig. 2 b zeigt im linken Teil die keilförmigen Zahnlücken und prismatischen
Zähne 6 des Ständers und im rechten Teil entsprechend die Zähne und, Zahnlücken
des Läufers 2 sowie die Befestigungsschrauben oder Bolzen 3 und 7.
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Eine Anordnung, bei der die Zähne auf dem Läufer 2 mit einer Isolationsschicht
4 überzogen sind, zeigt Fig. 3. Die Lücken 9 sind keilförmig, die Zähne 6 haben
prismatische Form mit stumpfer Stirnfläche. Die Breite der vorderen Stirnfläche.
der Zähne ist geringer als die Breite der Öffnung der Zahnlücken, so daß die Kapazität
in der Mittelstellung das Läuferzahnes gegenüber einer Lücke im Ständer 5 am kleinsten
ist.
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Der Läuferkörper 2 kann auch aus einem Leiehtmetailll bestehen, wobei
die Zahnkränze auf diesen Körper aufgesetzt sind und z. B. durch einen Splint oder
durch Aufschrumpfen befestigt sind. Die Form der Zähne kann dabei rechteckig oder
trap.ezförmig mit Abrundung oder scharfkantig sein.