Neuerungen an Elektromotoren (Dynamomaschinen) und Zubehör. (Patentklasse 21. Fortsetzung des Berichtes S. 154 d. Bd.) Mit Abbildungen. Neuerungen an Elektromotoren (Dynamomaschinen) und Zubehör. 14) In den aus dem Engineer, 1892 Bd. 73 * S. 430, entnommenen Fig. 15 und 16 ist die Bauart von S. Z. de Ferranti's Anker für Wechselstrommaschinen (vgl. 1883 247 * 450. 1890 276 * 433. 1891 279 * 132) im einzelnen ersichtlich. Die Spulen sind, wie Fig. 15 zeigt, paarweise elektrisch verbunden; ihre inneren Enden sind an einen mittleren bronzenen Stab vernietet und angelöthet, während ihre benachbarten äusseren Enden bei a zusammengelöthet sind. Die Kupferstreifen, aus denen die Spulen gewickelt sind, sowie die isolirende Zwischenlage zwischen den Lagen sind der Länge nach mit einer dicht anliegenden mittleren, in der Richtung der Streifen wellenförmigen Rippe versehen, wodurch jede Verschiebung der Streifen gegen einander bei der Bewegung (mit 350 Umdrehungen) unmöglich gemacht wird, i sind die isolirenden Streifen. Die elektrische Verbindung zwischen zwei benachbarten Spulenpaaren wird mit Hilfe der mittleren Bronzestäbe der beiden nächsten Spulen hergestellt, indem dieselben zwischen die beiden Backen einer metallenen Klammer b (Fig. 16) eingesetzt sind, in denen sie durch Querbolzen gehalten werden. Jede dieser Klammern ist mit vulkanisirter Fiber f ausgelegt, die unteren Theile der Spulen aber ruhen auf Kissen c (Fig. 15) von Fiber, die auf Blei befestigt sind und zuerst auf den Boden der Klammer eingelegt werden. Aus den Klammern b stehen Flügel w vor, welche Lüftungszwecken dienen. Die zur Befestigung der Spulen in den Klammern dienenden Querbolzen B und C (Fig. 15) stellen zugleich die elektrische Verbindung zwischen zwei Spulenpaaren her. Die Metallklammern sind mit einem cylindrischen Zapfen versehen, welcher in ein viereckiges Gusstück passt und in demselben durch einen Keil k befestigt wird. Diese Gusstücke sind mittels eines isolirenden Schwefelkittes in entsprechende Aussparungen des treibenden Ringes eingekittet, wobei dieser Kitt in heissflüssigem Zustande eingegossen wird. Die eben erwähnten Spulenklammern sind von dem Treibringe durch auf ihren Zapfen aufgeschobene und verkittete Ringe p von Porzellan isolirt, was bei einer Spannung von 2400 Volt in den Spulen sehr nothwendig ist. Ein Theil des fertig zusammengestellten Ankers ist in Fig. 16 abgebildet. Die Kerne der Spulen bestehen aus radial gerichteten, durch Asbestzwischenlagen gegen einander isolirten Bronzestreifen, wodurch die Bildung von Strömen verhindert und eine stabile Bauart erzielt wird. Textabbildung Bd. 289, S. 173Fig. 15.Ferranti's Anker.Textabbildung Bd. 289, S. 173Fig. 16.Ferranti's Anker. Die 24 Spulen des Ankers sind zu zwei parallel geschalteten Reihen vereinigt; die beiden Verbindungen derselben mit den Stromsammlerringen bestehen aus einem Paar concentrischer Leiter, die sich in einem Rohr auf der Stromsammlerseite des Ankers befinden und ihrerseits mit zwei Paaren von die Welle umfassenden, gegen dieselbe aber isolirten Stromsammlerringen verlöthet sind. Von diesen Ringen wird der Strom zur Abführung in dem isolirten Leiter L (Fig. 17) durch zwei aus zwei Hälften hergestellte Bronzeringe abgenommen, deren Hälften durch Kreisfedern zusammengehalten werden, wodurch sie mit einem gewissen Druck auf den Stromsammlerringen aufliegen.Ein ähnlicher federnder Bürstenhalter von Lundell ist im New Yorker Electrical Engineer, 1892 Bd. 14 * S. 546 beschrieben. Um diese Halbringe auf der inneren Fläche zu schmieren und gleichzeitig einen guten elektrischen Contact zu sichern, sind sie am inneren Umfange mit zahlreichen feinen Bohrungen versehen, in welche Stäbchen von Graphit eingesetzt sind. Textabbildung Bd. 289, S. 173Fig. 17.Isolirter Leiter. Die Lager der Ankerwelle sind beweglich, mit Weissmetall ausgegossen und mit sehr grossen Oelnuthen versehen. Das Oel wird durch eine kleine, von der Ankerwelle betriebene Pumpe in die Lager gedrückt. Ferranti's Maschinen werden z.B. auf der für 90000 Lampen eingerichteten Centralstation zu Deptford verwendet, von welcher aus der hochgespannte Strom durch vier concentrische Hauptleiter Ferranti's nach den Unterstationen in der Stadt geleitet wird. Von besonderem Interesse ist die Verbindung zweier Enden dieser Hauptleiter. Wie aus dem Querschnitt Fig. 18 ersichtlich, sind sowohl der innere, als auch der äussere Leiter röhrenförmig; beide haben gleich grossen Querschnitt; beide sind unter sich, sowie der äussere gegen die das Ganze umschliessende Eisenröhre E isolirt. Die Isolirmasse besteht aus dünnem, braunem Papier, welches gut getrocknet und mit einem besonders zubereiteten Wachs getränkt ist. Dieses Papier ist nicht spiralförmig um die Leiter, welche in Längen von 6,1 m angefertigt werden, gewickelt, sondern es ist in Streifen von derselben Länge (in mehreren Lagen) einfach rund um die Leiter gelegt. Der äussere Leiter ist mit der Erde verbunden, um sowohl Inductionswirkungen zu vermeiden, als auch zur Sicherung gegen Schläge, welche durch statische Ladung der eisernen Schutzröhre E in Folge des hochgespannten Stromes erzeugt werden könnten. Die Verbindung mit der Erde erfolgt von einem Pole der Dynamo oder des Stromumsetzers, welcher zur Spannungsverminderung vorhanden ist. Die mit einander zu verbindenden Enden A und B zweier Leiter werden in der aus Fig. 18 ersichtlichen Art vorgerichtet, indem von dem einen die innere Isolirung auf etwa 200 mm Länge kegelförmig zugespitzt, vom anderen aber entsprechend ausgebohrt wird; zur Herstellung der elektrischen Verbindung dient ein ohne Löthung in den inneren Leiter eingetriebener Kupferstab C, während über den äusseren Leiter eine Kupferhülse H fest aufgeschoben und an den Enden zusammengepresst wird, nachdem zuvor die inneren Leiter unter Druck gegen einander gepresst und die äusseren so nahe an einander gebracht worden sind. Die ganze Verbindungsstelle wird schliesslich mit Isolirmasse überzogen und durch eine eiserne Schutzmuffe gesichert. Diese Hauptleiter werden ohne besondere Schutzkanäle in den Erdboden gelegt; durch Versuche ist nachgewiesen worden; dass es nicht lebensgefährlich ist, wenn sie mit einem Meissel entzwei gehauen werden. Textabbildung Bd. 289, S. 174Fig. 18.Leiter.Textabbildung Bd. 289, S. 174Ferranti's Wechselstrommesser. 15) Ferranti's Wechselstrommesser beruht nach dem Engineer, 1892 Bd. 73 * S. 431, auf der Drehung eines wagerechten Metallringes, veranlasst durch ein sich drehendes magnetisches Feld, welches in zwei einander gegenüber liegenden Magneten erzeugt wird, deren Spulen von dem zu messenden Strome durchlaufen werden. Die Umdrehungsgeschwindigkeit des Ringes steht im geraden Verhältniss zum Strom und daher ist der Ring unmittelbar mit dem Zählwerk verbunden. Auf dem hornförmigen Ende des aus Blechstreifen gebildeten Endes eines jeden der beiden Elektromagnete w, m (Fig. 19) sind geschlossene Kupferstreifen k befestigt, die als geschlossener secundärer Stromkreis wirken und daher die Phase um denjenigen Betrag verzögern, welcher zur Hervorbringung einer dauernden Drehung nothwendig ist. Der Ring r (Fig. 19 und 20) besteht aus Eisen, ist auf drei Seiten galvanisch verkupfert und unterhalb einer Aluminiumplatte a befestigt, die auf einer senkrechten Achse x steckt. Letztere steht oberhalb mit dem Zählwerke in Verbindung und trägt unter dem Ringe zwei Windflügel w zur Regelung der Geschwindigkeit. Das Instrument wird dadurch justirt, dass die Elektromagnetpole dem Ringe r mehr oder weniger genähert werden können; seine Angaben erfolgen in den Einheiten des Board of Trade. 16) S. Z. de Ferranti's Sicherheitskurzschliesser für Lampen bewirkt sofort den Kurzschluss einer Lampe, sobald sich in einer der Leitungen derselben ein Endschluss zeigt. Der in Fig. 21 nach dem Engineer, 1892 Bd. 73 * S. 432, abgebildete Kurzschliesser wird in einen Nebenschluss zu der Hauptleitung eingeschaltet, in welcher 100 Volt Spannung herrscht. Ein kleiner Zweigstrom geht durch die feinen Drähte zweier Inductorspulen s, die mit Eisenkernen und den äusseren Eisenplatten e versehen sind. Die secundären Rollen dieser Inductoren sind entgegengesetzt eingeschaltet, weshalb sich, so lange die Ströme in den beiden primären Rollen gleich sind, die beiden Ströme der secundären Rollen gegenseitig aufheben. Dieses findet statt, so lange jede Hauptleitung mit dem 100-Volt-Strom gut isolirt ist. Vom Verbindungsdrahte der beiden primären Rollen ist eine Erdleitung abgezweigt; es wird daher, sobald ein Erdschluss an einem Leitungszweige entsteht, die primäre Rolle dieser Seite mehr oder weniger in Nebenschluss kommen und ein stärkerer Strom durch die Primärrolle der anderen Leitung gehen. Hierdurch wird aber das Gleichgewicht in den beiden secundären Rollen aufgehoben und ein Strom auftreten, der einen schwachen, ein kegelförmiges Gewicht w tragenden Draht d zum Schmelzen bringt. In Folge dessen fällt dieses Gewicht herunter und setzt sich zwischen zwei entsprechend gestaltete, mit dem Lampenstromkreise verbundene Backen n, wodurch zur Lampe ein Kurzschluss hergestellt wird. Textabbildung Bd. 289, S. 174Fig. 21.Ferranti's Sicherheitskurzschliesser. 17) Die Brush Electrical Engineering Company zu London und Loughborough hat sich seit etwa acht Jahren mit der elektrischen Beleuchtung von Eisenbahnwagen beschäftigt und als Ergebniss der zahlreichen Versuche die in Fig. 22 nach den Industries vom 27. Mai 1892 * S. 522, abgebildete Dynamo ausgeführt. Hauptbedingung für derartige Dynamo ist gleichbleibende elektromotorische Kraft bei in sehr weiten Grenzen veränderlichen Geschwindigkeiten. Die genannte Gesellschaft hat erreicht; dass bei Geschwindigkeitsänderungen von 500 bis 1500 Umdrehungen in der Minute die elektromotorische Kraft in dieser Dynamo nur um 2 Proc. schwankt. Das Ganze ist durchaus selbsthätig, so dass nur das Ein- und Ausschalten durch den Zugführer oder die Reisenden zu bewerkstelligen ist. Die Beleuchtungsanlage eines Eisenbahnzuges besteht aus der Dynamo, der Speicherzellenbatterie und den Regulirapparaten; in den Wagen sind gewöhnlich alle Lampen parallel geschaltet. Die Lampen können von der Batterie gespeist werden, gleichgültig ob die Dynamo und der Zug in Bewegung sind oder nicht. Sobald der Zug steht, werden die Bürsten vom Stromsammler abgehoben und die Lampen von der Batterie gespeist. Die Dynamo, welche etwa 1,83 m lang, 432 mm breit und 0,9 m hoch ist, wird mittels Riemens von der Achse des Gepäckwagens aus angetrieben. Sobald sich der Zug in Bewegung setzt, gleichgültig in welcher Richtung, werden die Bürsten selbsthätig in ihre richtige Lage zum Stromsammler gebracht und solche Verbindungen hergestellt, dass dem Felde die zu der besonderen Drehungsrichtung passende Polarität gegeben wird. Hat der Zug eine solche Geschwindigkeit erlangt, dass die Dynamo mit der geeigneten Umdrehungszahl, etwa 500 in der Minute, läuft, bei welcher sie die erforderliche elektromotorische Kraft entwickeln kann, so verbindet der in der Skizze angegebene Centrifugalregulator ein Relais mit der Batterie, so dass diese nun das Feld erregt. Ist das Feld genügend erregt, so wird der Stromkreis zum Laden der Batterie durch einen selbsthätigen Umschalter geschlossen und das Laden beginnt. Zu gleicher Zeit wird ein kleiner Widerstand in den Lampenstromkreis eingeschaltet, um den Unterschied in der elektromotorischen Kraft in den Hauptleitungen auszugleichen, welcher durch das Laden der Batterie entstehen würde. Von dieser Anfangsgeschwindigkeit beim Laden an unterhält die Dynamo eine gleichbleibende Spannung, bis der Zug seine grösste Geschwindigkeit erreicht, die etwa dreimal so gross ist; die Dynamo beginnt also das Laden bei einer Zuggeschwindigkeit, die ein Drittel der grössten beträgt, und setzt das Laden bei allen über dieser Anfangsgeschwindigkeit liegenden Geschwindigkeiten fort. Das Funkengeben wird durch den Centrifugalregulator verhindert, indem er mit Hilfe einer Kette die Bürstenhalter in die geeignete Stellung bringt, während eine Feder dieselben nach der Anfangsstellung hin zu drehen strebt. Der Regulator bewirkt also das Ein- oder Ausschalten der Dynamo, sowie das Oeffnen oder Schliessen des erregenden Stromkreises bei der dazu sich eignenden Geschwindigkeit. Diese automatischen Anordnungen sind hauptsächlich durch den Telegrapheningenieur Houghton der London, Brighton and South Coast Railway Co. ausgearbeitet worden und sind demselben patentirt. Textabbildung Bd. 289, S. 175Fig. 22.Dynamo der Brush Electrical Engineering Company. 18) Die in Fig. 23 abgebildete Dynamo ist in Amerika unter Nr. 473367 vom 24. Juni 1891 ab für S. H. Short (vgl. 1893 288 * 87) in Cleveland, Ohio, patentirt worden. Der Ankerkern besteht aus gezahnten Blechtafeln und ist gegen das eiserne Aeussere der Spulen isolirt; der Anker läuft in Contact mit den Feldmagnetpolen um, und es ist für eine entsprechende Oelung der Gleitcontacte gesorgt. Die Feldmagnete bilden die Lager für den Anker, dessen seitliche Verschiebung durch die magnetische Anziehung verhindert wird. Textabbildung Bd. 289, S. 175Fig. 23.Short's Dynamo.Textabbildung Bd. 289, S. 175Fig. 24.Lundell's Dynamo. 19) Eine eigenthümliche Anordnung besitzt die in Fig. 24 abgebildete, als Motor und als Stromerzeuger brauchbare Maschine von R. Limdell in Brooklyn, welche am 14. März 1892 in Amerika unter Nr. 481701 patentirt und auch im New Yorker Electrical Engineer, 1892 Bd. 14 * S. 544 ausführlich beschrieben worden ist. Die beiden Pole des Feldmagnetes sind nur von einer Rolle umgeben und greifen über den umlaufenden Anker über. Der ganze Motor ist in einer aus zwei Theilen bestehenden magnetischen Schale eingeschlossen, welche die Lager für die Ankerwelle trägt und ebenso die Stromsammlerbürsten, welche verstellbar in isolirenden Hüllen eingeschlossen sind. Textabbildung Bd. 289, S. 175Irish' unterirdische Stromzuführung. 20) Für elektrische Strassenbahnmotoren hat W. E. Irish als Verbesserung seiner älteren Anordnungen eine unterirdische Stromzuführung angegeben, bei welcher jede der beiden Leitungen fest in einer vollständig geschlossenen, wasser- und staubdichten elastischen Hülle von etwa 25 mm Durchmesser liegt, die Leitungsführung also ganz gefahrlos ist. Nach dem New Yorker Electrical Engineer, 1892 Bd. 14 * S. 599, wird der Stromkreis geschlossen oder unterbrochen, je nachdem die Laufrolle von unten gegen die Wand der Hülle empordrückt oder nicht. Die Rolle läuft an den einzelnen, durch kleine Zwischenräume getrennten Abschnitten einer aussen an der Hülle angebrachten Bahn hin. Diese Abschnitte sind nach Fig. 25 und 26 mittels durch die Wand der Hülle hindurchgehender Schrauben mit ähnlichen Abschnitten im Inneren der Röhre verbunden; jedes Paar der Abschnitte ist gegen das andere isolirt und die zwischenliegende Kautschukröhre bildet nach Fig. 27 eine Art Aufhängung zwischen ihnen und ermöglicht, dass jedes Paar einzeln mit der oben in der Hülle liegenden Stromzuleitung in Berührung gebracht werden kann; für gewöhnlich aber liegen die inneren Abschnitte unten und sind also von der Zuleitung entfernt, wie in Fig. 25 und 28. An dem Motorwagen befindet sich ein Arm, welcher sich in bekannter Weise in einem Schlitze eines etwa 330 mm tiefen Kanals bewegt und entsprechend den beiden Leitungen zwei Contactrollen trägt. Soll dem Motor Strom zugeführt werden, so wird durch eine Hebelvorrichtung dieser Arm schräg gelegt (Fig. 27) und die Contactrollen legen sich an die äusseren beiden Abschnitte und pressen die im Inneren der elastischen Röhren liegenden Abschnitte an die oberen Hauptleitungen. Hierdurch ist eine Stromverbindung zwischen letzteren und dem Contactarme und von letzterem in zwei Drähten nach dem Motor hergestellt. Dies zeigen die Fig. 26 und 27. Die Abschnitte können aus einem inneren und einem äusseren Theile bestehen, welche mittels Schrauben zusammengehalten werden. Der Contactarm ist selbstredend federnd befestigt, so dass derselbe ohne Beschädigung der elastischen Hülle die einzelnen Metallabschnitte nach einander an die Strom führenden Leiter anpressen kann. Eine Unterbrechung des Stromes und ein Funkenüberspringen tritt dabei nicht ein. Die Leitungen werden durch Schrauben in ihrer Lage erhalten. Textabbildung Bd. 289, S. 176Irish' unterirdische Stromzuführung. Ein Loslassen des Handhebels oder des ihn ersetzenden Fusstrittes gibt den Contactarm frei und macht sofort den Motor stromlos. Natürlich kann auch die Erde als Rückleiter benutzt werden und dann ist bloss eine Leitung nöthig.