Neuerungen an Elektromotoren (Dynamomaschinen) und Zubehör. (Patentklasse 21. Fortsetzung des Berichtes S. 87 d. Bd.) Mit Abbildungen. Neuerungen an Elektromotoren (Dynamomaschinen) und Zubehör. 17) C. P. Bary in Paris schützt durch das englische Patent Nr. 5016 vom 31. März 1890 eine umkehrbare Wechselstrommaschine. Ihr Inductor besitzt zehn Pole rings um eine Nabe M (Fig. 25 und 26), in welcher die Achse A frei umlaufen kann. Auf der Nabe sitzt ein zehnseitiger Kranz J, welcher die zehn Hufeisenelektromagnete C trägt; dieselben sind durch die Bolzen b neben einander auf J so befestigt, dass immer die sich berührenden parallelen Schenkel zweier benachbarten Magnete einen Pol bilden. Jeder Magnet besteht aus zwei starken Deckplatten m (Fig. 27), zwischen denen eine Anzahl dünner, gegen einander isolirter Platten e angebracht sind. Die wagerecht neben einander liegenden Schenkel zweier Magnete sind mit Drahtwickelung versehen und so geebnet, dass sie sich innig berühren. Der Anker der Maschine ist in ganz gleicher Weise hergestellt, die zehneckige Scheibe, worauf seine Magnete befestigt sind, hat eine cylindrische Verlängerung P, die als Antriebsriemenscheibe dient. Die Ankerwelle A ruht auf dieser Seite in dem besonderen Lager R, auf der anderen Seite dagegen in der Nabe M der die Magnete tragenden Scheibe. Die auf der Welle A befestigten, isolirten Ringe a1 und a2 bilden Schleifcontacte, von denen der Strom durch Federn abgenommen wird. Die sich gegenüber liegenden Spulen der Feldmagnete sowohl, wie die des Ankers können parallel, oder hinter einander, oder in Gruppen geschaltet werden, je nachdem es der Zweck, welchem die Maschine dient, verlangt. Textabbildung Bd. 288, S. 134 Bary's Wechselstrommaschine. Textabbildung Bd. 288, S. 134 Emmatt's Anker. 18) W. Emmatt und J. H. Rider in Halifax verwenden nach dem englischen Patent Nr. 5562 vom 12. April 1890 für den Anker ihrer Dynamo eine Wickelung, deren einzelne Theile B (Fig. 28 und 29) zunächst parallel zur Achse auf den Umfang des Ankerkernes gelegt, dann an dem einen Ende nach aussen über ein isolirtes Stück C an der Endplatte des Ankers gebogen und neben der ersteren Lage an der Aussenseite des Ankers zurückgeführt, dort wieder über ein ähnliches isolirtes Stück an der anderen Endplatte desselben gebogen und ebenfalls zurückgeführt werden, bis die ganze Wickelung beendet ist. Es werden auf dieseWeise soviel gekrümmte Bänder gebildet, als Magnetpole vorhanden sind. Die Enden der verschiedenen Drähte sind neben einander auf der einen Seite des Ankers nach aussen geführt und dann verbunden, die letzten Enden aber zu den auf der Anker welle X befestigten Stromsammlerringen F und G geführt. Die Feldmagnete K sind mit abwechselnden Nord- und Südpolen an dem äusseren Umfang des Ankers feststehend angeordnet; die erzeugten Ströme sind Wechselströme. 19) Die Société des Anciens Établissements Cail baut die nach dem Génié civil, 1891 Bd. 19 * S. 69, in Fig. 30 und 31 im Quer- bezieh. Längenschnitt, in Fig. 32 im Grundriss, sowie in Fig. 33 in perspectivischer Ansicht dargestellte Dynamo, die manche Eigenthümlichkeiten besitzt. Die Magnetkerne sind mit den sie umgebenden Gehäusen, sowie mit der Grundplatte in einem Stück, entweder in weichem Stahl oder in Gusseisen gegossen und die Pole so gestaltet, dass sie den Zutritt der Luft zum Anker gestatten, der bei regelrechtem Gange einen Strom von 6 Ampère und darüber auf 1 qmm entwickelt. Die Nebenschlusswickelung der Magnete, die sehr kurz im Verhältniss zu ihrer Breite sind, wirkt sowohl auf den inneren Magnetkern, als auch äusserlich auf das die Magnete umgebende Gehäuse, und in Folge dieser Anordnung findet keine Zerstreuung der magnetischen Kraftlinien nach aussen statt. Der Anker ist bei Maschinen von 2 bis 50 Kilo-Watt trommelförmig, bei grösseren Maschinen ringförmig, im letzteren Falle ist die Maschine vielpolig, wie Fig. 35 zeigt; in allen Fällen aber ist der Anker so gestaltet, dass Luft in sein Inneres treten und bis zur Wickelung gelangen kann. Der Anker hat nur 440 mm Durchmesser und 480 mm Länge. Besondere Sorgfalt ist auch der Anordnung der Bürsten gewidmet, deren Träger auf zwei isolirten Zapfen sitzen, welche in die Arme eines auf dem Lager der Ankerwelle frei beweglichen Schwungrades eingesetzt sind. Der Bürstenträger selbst hat, wie Fig. 35 zeigt, die Form eines länglichen Z und besteht aus federndem Messingblech. Die Einstellung und Feststellung der Bürsten ist mit Hilfe des erwähnten Schwungrades sehr leicht und bequem auszuführen. Eine besondere Eigenthümlichkeit besteht bei den Gleichstrommaschinen von über 40 Kilo-Watt in der elektrisch hervorgebrachten selbsthätigen Lüftung des Ankers, welche aus den Fig. 30 bis 32, sowie aus der schematischen Skizze Fig. 36 ersichtlich ist. An einem Ende der Grundplatte ist der mit der Ankerwelle eines Elektromotors M unmittelbar gekuppelte Ventilator V angebracht; die von diesem ausgehenden Röhren T enden in zwei rechteckigen, auf die Mitte des Ankers mündenden Mundstücken, die in dem Gehäuse C befestigt sind. Die Luft wird daher von beiden Seiten des Ankers A her in den ringförmigen Raum zwischen diesem und den Polen P bezieh. dem Gehäuse C hineingetrieben. Der Luftstrom wird mit Hilfe eines besonderen, gewöhnlich am Schaltbrett angebrachten Apparates selbsthätig erzeugt und regulirt, da der den Ventilator V treibende Motor M von dem Strome der Hauptdynamo abhängig ist. Die Einrichtung ist folgende: In eine Zweigleitung des Hauptstromkreises ist ein Elektromagnet E (Fig. 36) eingeschaltet, dessen Ankerplatte P von weichem Eisen auf einer um O drehbaren Zunge sitzt und durch die mit Regulirschraube v versehene Feder r vom Magnet abgezogen wird. Der von der Polklemme a der Dynamo D ausgehende Strom speist die Lampen L, um sich dann bei f in zwei Theile zu zerlegen; der eine Strom geht nach dem Elektromagnete E, der andere durch den kleinen Widerstand R und beide durch den zu vernachlässigenden Widerstand R1 zurück nach der zweiten Polklemme b der Dynamo. Die Spannung der Feder r wird so geregelt, dass der Elektromagnet E seinen Anker P nur erst dann anziehen kann, wenn die Stromstärke so weit zugenommen hat, dass eine Erhitzung der Ankerwickelung eintritt. Dieses findet statt, wenn die Stromstärke etwa 4,5 Ampère für 1 qmm beträgt. In diesem Augenblicke wird der Anker P angezogen; hierdurch wird ein Contact C geschlossen, so dass sich der Strom bei f1 zum zweiten Male theilt. Ein Theil geht dann von f1 über C nach den Polklemmen b1 und a1 des Motors M zurück zur Hauptdynamo und setzt M und mithin den Ventilator V in Thätigkeit. Textabbildung Bd. 288, S. 135 Dynamo der Société Cail. An die oben erwähnten rechteckigen Lufteinströmungsöffnungen des ringförmigen Zwischenraumes schliessen sich zwei schraubengangförmige Kanäle an, der eine mit Rechts-, der andere mit Linkssteigung. In dem Maasse, wie der von der Dynamo entwickelte Strom an Stärke zunimmt, wachsen auch seine Abzweigungen, so dass der Motor M eine grössere Geschwindigkeit annimmt und der (blasende oder saugende) Ventilator V mehr Luft liefert. Der Vortheil dieser Lüftung besteht darin, dass man mit verhältnissmässig kleinen Dynamo bei normalem Gange eine sehr hohe elektrische Leistung erzielen kann. Der Motor M könnte auch in den Hauptstrom gelegt werden, oder in einen Nebenschluss zur Maschine. Für die Herstellung der Anker über 40 Kilo-Watt bedient sich die Gesellschaft Cail eines rechteckigen Leiters, der aus mehreren quadratischen Drähten zusammengesetzt ist, um den Raum für den bestimmten Drahtquerschnitt soviel als möglich zu verringern. In Folge dieser Verbesserungen beansprucht die Dynamo Cail einen verhältnissmässig geringen Raum. Die Erregung der Magnete erfordert noch nicht 2 Proc., der Betrieb der Ventilation kaum 3 Proc. der an den Polklemmen der Maschine verfügbaren Kraft. Trotz der grossen Stromstärke im Anker ist die erzeugte Wärme normal. Die kleineren Maschinen geben eine Ausbeute bis 1500 Watt für 1 k Kupfer des Ankers und etwa 150 Watt für 1 k des gesammten Kupfergewichtes. Durch die selbsthätige Lüftung erreicht man 200 Kilo-Watt mit 50 k Kupfergewicht des Ankers, d. i. 4000 Watt für 1 k Kupfer des Ankers und 330 Watt für 1 k des gesammten Kupfergewichtes. 20) Gisbert Kapp (vgl. auch 8) sucht durch die Anordnung der in Fig. 37 abgebildeten langsam laufenden Dynamo die bei Anlage von Centralbeleuchtungsstationen zu stellenden Hauptbedingungen zu erfüllen und eine Maschine herzustellen, welche bei jahrelangem Gebrauch nur etwa die Erneuerung der Lagerschalen verlangt. Durch eine derartige Maschine würden nicht allein öftere Unterbrechungen des Betriebes und kostspielige Ueberwachung der Anlage vermieden, sondern es würde auch das Anlagekapital für die maschinelle Ausstattung durch Fortfall von Aushilfsmaschinen bedeutend niedriger sein können. Die nach Engineering, 1892 Bd. 53 * S. 285, abgebildete, seiner Zeit in der Elektrischen Ausstellung im Crystal Palast aufgestellte, von Johnson und Phillips in Charleston gebaute Dynamo wird durch eine unmittelbar gekuppelte dreifache Expansionsmaschine von Davey, Paxman and Co. in Chelmsford betrieben und soll nur 130 Umdrehungen in der Minute machen. Beim Laden von Speicherzellen gibt sie einen schwachen Strom bis zu 300 Volt, sonst aber den Vollstrom von 550 Ampère mit 260 Volt. In der erwähnten Ausstellung arbeitete sie indess nur mit 115 Umdrehungen in der Minute, und auch durch Einschaltung eines Rheostaten in den Feldstromkreis war die Spannung verringert. Textabbildung Bd. 288, S. 136 Fig. 37.Kapp's Dynamo. Die Maschine soll ein Dreileitersystem, welches in Fig. 38 durch +, 0 und – bezeichnet ist, speisen, mit parallel geschalteten Speicherzellen zur Spannungsregulirung. Die Polklemmen der Dynamo sind mit D1 und D2 bezeichnet, die punktirten Kreisbögen stellen Umschalter vor, durch welche mehr oder weniger Zellen zwischen die Polklemmen D1 und D2 und die +- und –-Leiter eingeschaltet werden können,um die Stromspannung zu verändern. Beispielsweise würden in den Zeiten des geringen Stromverbrauches die Dynamoumschalter an die Enden der Batterie gestellt, um diese zu laden, während die Leitungsumschalter mehr nach innen gestellt werden, um eine Stromspannung von 200 Volt im Leitungsnetz zu erhalten. Bei grossem Stromverbrauch würden die letzteren Umschalter mehr nach aussen gestellt, um die Spannung zu erhöhen, und die Batterie würde zur Unterstützung der Dynamo benutzt. Textabbildung Bd. 288, S. 136 Fig. 38.Details zu Kapp's Dynamo. Der Anker hat 362, im Zickzack nach der früher von Scott (Firma Paris und Scott in Norwich; vgl. 1888 267 * 456) angegebenen Weise gewickelte Leiter. Der Strom theilt sich im Anker in zwei Hälften und die elektromotorische Kraft entspricht vier in Reihen geschalteten Polen. Die Enden der Leiter sind durch die in Fig. 39 skizzirten Verbindungsstucke, welche am Ende des Ankerkernes entlang seinem Umfange liegen, angebracht. Hierdurch wird der Potentialunterschied zweier benachbarter Platten auf höchstens 10 Volt beschränkt, so dass die Gefahr eines Kurzschlusses zwischen denselben beseitigt ist. Der Ankerkern hat 1,219 m Durchmesser, 457 mm Breite und 76 mm Dicke, radial gemessen; er besteht aus bogenförmigen Platten (Fig. 40), deren Stösse in den auf einander folgenden Lagen wechseln (vgl. Fig. 9 und 10 S. 90). Die Feldmagnete sind cylindrisch von 368 mm Durchmesser, die erregende Kraft für jeden schwankt von 10000 bis 14000 Ampère-Windungen. Das Joch, die Feldmagnete und Polstücke bestehen aus Gusseisen, doch wird bei noch neueren Ausführungen nur das Joch in Gusseisen, die übrigen Theile aber in Schmiedeeisen hergestellt. Textabbildung Bd. 288, S. 136 Details zu Kapp's Dynamo. In der für St. Pancras ausgeführten Centralstation befinden sich neun solcher, jedoch etwas kleinerer Maschinen; sie werden von Willans' Dampfmaschinen mit 380 Umdrehungen in der Minute betrieben, geben 680 Ampère bei Spannungen von 112 bis 130 und 145 Volt. Ferner laufen zwei Bogenlichtmaschinen mit 450 Umdrehungen und liefern 96 Ampère bei 530 bis 600 Volt. 21) Austin und Myers in Armley bei Leeds beschäftigen sich besonders mit dem Bau von Elektromotoren, die sie in den verschiedensten Grössen, von etwa 4,5 k Gewicht (vgl. 1891 279 * 179; 1892 286 * 15) bis zu 5 herstellen. Die allgemeine Anordnung ist aus Fig. 41 und 42 (nach Industries vom 11. März 1892 * S. 258) zu ersehen; letztere zeigt die Maschine in zerlegtem Zustande. Eine besondere Eigenthümlichkeit bildet die Lagerung der Ankerwelle auf Rollen oder Ringen, sowie die Anordnung der Bürsten. Letztere werden einfach radial verschoben durch einen von einer Feder beeinflussten, eigenthümlichen kämm artigen Theil. Sowohl die Bürsten, als auch die Rollenlager erfordern geringe Wartung während des Betriebes. Textabbildung Bd. 288, S. 137 Dynamo von Austin und Myers. Textabbildung Bd. 288, S. 137 Hall's Dynamo. 22) Die in England unter Nr. 11617 vom 21. Juni 1892 für C. J. Hall in Leeds patentirte Erfindung bezieht sich auf die Feldmagnete gewisser Arten von Dynamo und ist besonders auf die unter Nr. 16250 von 1891 patentirte Art anwendbar. In der zum Theil im Schnitt gehaltenen Ansicht (Fig. 43) und dem Verticalschnitte Fig. 44 ist A die in geeigneten Lagern laufende Welle; auf ihr sitzen zwei Eisenscheiben B, welche an ihrem Umfange eine Anzahl von Löchern für Bolzen C enthalten. Eine Reihe von U-förmigen Eisenplatten D bildet den Kern der Feldmagnete, die je zwei Bolzenlöcher in ihrem Buge haben, zwischen den Scheiben B vereinigt und mittels der Bolzen C festgemacht sind. Die Platten sind mit versetzten Stössen angeordnet, so dass Lufträume zwischen dem Mitteltheile des Buges der verschiedenen Platten bleiben, wodurch die Magnetkerne kühl erhalten werden sollen. Nahe an den Enden haben die Platten D eine Furche E auf jeder Seite, so dass, wenn die Bewickelungsrollen F aufgesteckt werden, eine in Fig. 45 besonders gezeichnete Messingkrone G so darüber geschoben werden kann, dass die Windungen in ihrer Lage erhalten werden. Jede Krone G besteht aus zwei Bücken, welche so gestaltet sind, dass sie eine viereckige Oeffnung zwischensich lassen, deren Seiten in die Furche an den radial stehenden Polen passen; dann werden die beiden Theile mit einander verbolzt. 23) L. E. Storey's elektrischer „Solenoid“-Motor ist so angeordnet, dass ein unmittelbarer Betrieb des Werkzeuges durch ihn ermöglicht wird. Wenn man mit Elektromotoren das Werkzeug unmittelbar treiben kann, so ist dies weit bequemer und weniger Raum erfordernd, als wenn man Riemen- oder Räderbetrieb anwenden muss. Bereits 1886 hat I. E. Storey in den Minen von Colorado einen Motor für einen Bergbohrer mit unmittelbarem Betrieb (vgl. auch Siemens und Halske, 1892 283 172 und 173, 285 168 Anm. 2 und * 277; van Depoele, 1892 285 119 und 168; Sperry, 1893 287 192) zur Anwendung gebracht mit bestem Erfolg, trotz höchst ungünstiger Verhältnisse. Seitdem hat er die Sache weiter verfolgt und in verschiedenen Ländern einen eigenartigen Motor patentirt, welcher bei höchster mechanischer Vollkommenheit den grössten elektrischen Wirkungsgrad im Verhältniss zum Gewicht besitzt und ganz frei von magnetischem Verlust ist. Textabbildung Bd. 288, S. 137 Fig. 46.Storey's Solenoid-Motor. Nach dem New Yorker Electrical Engineer, 1893 Bd. 15 * S. 267, ist der Motor eine ganz cylindrische, luftdicht geschlossene Maschine, mit Endansätzen für die Lager und den Stromsammler. Das elektromagnetische Feld bilden zwei Rollen C (Fig. 46), deren Kerne A sich ⊤-förmig verbreitern. Die beiden nach innen zu gegen den Anker hin aus der Rolle vortretenden Füsse nn des T erstrecken sich als ein Paar Pole von der Mitte aus nach beiden Seiten hin entlang dem zwischen ihnen liegenden Trommelanker. Die beiden äusserlich vortretenden Füsse des T erweitern sich und vereinigen sich zu einer geschlossenen Röhre, von deren Stirnflächen her sich je zwei Fortsätze nach der Mitte hin erstrecken, ohne sich zu berühren, und ein zweites Polpaar bilden, das genau in der Mitte zwischen den beiden ersten Polen A liegt, jeder in 90° Abstand von seinen beiden Nachbarn. Die Maschine besitzt somit in eigenthümlicher Weise vier Pole, insofern das Innere der Maschine von einerlei Polarität ist, die Enden von entgegengesetzter Polarität, aber beide Enden von gleicher Polarität. Obgleich die Maschine vierpolig ist, hat sie doch acht verschiedene magnetische Kreise, so dass die magnetischen Linien ungewöhnlich kurz und von sehr geringem Widerstände sind, daher die höchste Leistung bei geringer Drahtmenge geben. Die auf Spulen gewickelten Rollen werden von den Spulen herab lose in den cylindrischen Raum hineingeschoben, liegen darin in einer zur Mittellinie der Achse normalen Ebene und werden durch die vier Pole in ihrer Lage erhalten. Die beiden an die Stirnflächen angeschraubten Kappen G und F dienen als Träger für die Achse und bilden die Aussenkammern für die selbstölenden Lager; die eine Kappe F trägt zugleich die beiden an den in dieser Kappe befindlichen Stromsammler sich anlegenden Bürsten. Die Lager sind so geformt, dass der Motor in jede Lage gebracht werden kann, wenn nur die Mittellinie der Achse wagerecht liegt; die Enden der Kappen sind nämlich durch eine sich über die Oeffnung der Büchse hin erstreckende Kappe gedeckt, so dass die Büchsen für Staub und Feuchtigkeit unzugänglich sind. Wo aber viel Feuchtigkeit ist, werden diese Kappen durch Stopfbüchsen ersetzt. Bei dem vollkommenen Verschlusse der Maschine kann weder eine Beschädigung von aussen her erfolgen, noch eine von der Maschine aus nach aussen hin, z.B. beim Abbrennen des Ankers oder des Feldes, oder beim Funkengeben an den Bürsten. Leicht lässt sich dieser Motor, der in den Hornell Iron Works in Hornellsville, N. Y., gebaut wird, für verschiedene Werkzeuge verwenden. So ist a. a. O. noch eine stehende 12zöllige Bohrmaschine abgebildet, bei welcher zwei senkrecht an einander liegende Reibungsscheiben die Bewegung von der wagerechten Motorwelle auf die lothrechte Bohrspindel übertragen; dieselbe hat bei mehrmonatlichem Gebrauche allen Anforderungen entsprochen. (Fortsetzung folgt.)