Neuerungen an Elektromotoren (Dynamomaschinen) und Zubehör. (Patentklasse 21. Schluss des Berichtes S. 108 d. Bd.) Mit Abbildungen. Neuerungen an Elektromooren (Dynamomaschinen) und Zubehör. Textabbildung Bd. 291, S. 134Desrozier's Gleichstromdynamo. 7) Eduard Desrozier's Gleichstromdynamo, welche bereits 1890 276 * 441 (vgl. auch 1892 286 * 18) besprochen wurde, zeichnet sich besonders dadurch aus, dass im Ankerkern Eisen nicht verwendet ist. Da derselbe einen sehr grossen Durchmesser besitzt, eignet sich die Maschine besonders für unmittelbaren Antrieb. Der Ankerkern besteht aus einer runden Scheibe von Papiermache, welche in eine Anzahl Abschnitte, beispielsweise 32, getheilt ist. Die Art der Wickelung ist nach Engineering, 1893 Bd. 55 * S. 282, folgende. Geht man von dem Punkte R (Fig. 20) aus, so ist der Leitungsdraht in einer Krümmung nach dem Abschnitte c gezogen; hier ist derselbe durch die mit Löchern versehene Papiermachéscheibe gesteckt, dann auf der anderen Seite radial nach innen bis d gezogen und wieder durch die Scheibe gesteckt, um eine Strecke um die Nabe herum nach h zu gehen, von wo er wieder radial nach aussen geführt ist. Von hier, also bei Abschnitt 12, wird die Wickelung in gleicher Weise um die ganze Scheibe herum fortgesetzt, so dass bei 23 der zweite und bei 2 der dritte Theil der Wickelung beendet ist. Hier beginnt nun in gleicher Weise die zweite Spule 2, 13 u.s.w. (vgl. Fig. 21). Indem die Drähte durch die Scheibe gezogen sind, werden sie in ihrer Lage gesichert. Die Kernscheibe ist zwischen den äusseren und inneren Theilen, auf welchen die gebogenen Drähte liegen, ausgeschnitten, wie Fig. 21 erkennen lässt, wodurch ein guter Luftwechsel um dieselben herum erzielt wird, so dass ein stärkerer Strom als gewöhnlich erzeugt werden kann. Durch Arme von Neusilber, welche auf die Welle aufgekeilt sind, wird dem Ganzen grössere Festigkeit gegeben. Die Feldmagnete sind zu je 4 oder 6 zu beiden Seiten des Ankers im Gestell der Maschine befestigt und so angeordnet, dass die Pole der neben einander stehenden, sowie der einander gegenüber liegenden Magnete von verschiedenen Vorzeichen sind. In Frankreich, wo diese Maschine namentlich viel in der Marine und auf den Dampfern der Messageries Maritimes benutzt wird, wird sie von Bréguet in Paris gebaut, während für Grossbritannien und die Colonien die Brush Electrical Engineering Comp. das Ausführungsrecht erworben hat. Fig. 19 zeigt eine solche Maschine von 100 Kilo-Watt Leistung. 8) Zu der bereits 1893 290 * 26 (vgl. 1892 283 * 190) besprochenen Dynamo von Reignier und Parrat wäre aus Uhland's Technischer Rundschau, 1893 * S. 15, noch nachzutragen, dass die Ankerwickelung, ganz ähnlich wie bei Desrozier (vgl. nebenstehende Nr. 7), auf zwei getrennten Scheiben ausgeführt wird, die dann, durch eine isolirende Schicht getrennt, neben einander gelegt werden, so dass die ähnlich den Turbinenschaufeln gebogenen Streifen einander gegenüber liegen. Es sind nun die sowohl am Umfange als auch in der Nähe der Nabe über die Eisenstreifen vorstehenden Enden der Kupferstreifen der einen Scheibe durch parallel zur Achse gerichtete Kupferstreifen mit den daneben liegenden gebogenen Kupferstreifen der anderen Scheibe verbunden. 9) Die Maschinenfabrik Oerlikon in der Schweiz (vgl. 1891 279 * 104. 1893 290 * 56) hat für die Aluminium-Industrie-Actiengesellschaft zu Neuhausen die in Fig. 22 abgebildete Dynamomaschine erbaut, welche unmittelbar mit der stehenden Welle einer Turbine gekuppelt ist und 400 Kilo-Watt leistet. Der aus der Figur ersichtliche obere Stern enthält nach Industries, 1893 * S. 281, das obere Lager der Turbinenwelle und ist mit dem gusseisernen Magnetrahmen vereint, welcher 24 radial nach innen vorspringende Polstücke trägt und durch in der Zeichnung fortgelassene Säulen getragen wird. Die Turbinenwelle trägt den Anker und Stromsammler im Gesammtgewicht von etwa 12000 k. Es sind 120 Bürsten vorhanden, die innerhalb gewisser Grenzen mit Hilfe eines Handrades und Schneckengetriebes verstellt werden können. Die magnetischen Verhältnisse sind so gewählt, dass nur eine geringe Verstellung der Bürsten bei verschiedenen Belastungen nöthig ist. Die Maschinen haben Nebenschlusswickelung und sind selbsterregend. Bekanntlich benutzt die genannte Actiengesellschaft die Wasserkraft des Rheinfalles bei Schaffhausen; sie hat bis jetzt Dynamos von im Ganzen etwa 2000 im Betrieb. Ausserdem sind noch vier Stromerzeuger, ähnlich der abgebildeten Maschine, vorhanden, die mit 150 Umdrehungen in der Minute arbeiten und einen Strom von 7500 Ampère mit 55 Volt geben, so dass ihre Gesammtleistungsfähigkeit etwa 3900 beträgt. Die Turbinen sind von Escher, Wyss und Co. in Zürich geliefert. Textabbildung Bd. 291, S. 135Fig. 22.Neuhausener Dynamo. 10) Eine von Kolben entworfene Dreistrom-Wechselstromdynamo ist von den Oerlikon-Werken (vgl. 1892 286 * 16) für die Stadt Pergine in Südtyrol gebaut worden; Fig. 23 gibt nach Industries, 1893 * S. 65, eine Ansicht derselben. Die Kraftstation befindet sich in etwa 3,2 km Entfernung von der Verwendungsstelle und enthält eine schnellgehende Turbine, deren wagerechte, 600 Umdrehungen in der Minute machende Welle unmittelbar mit der Ankerwelle einer 100pferdigen Dreistrom-Wechselstrommaschine gekuppelt ist. Wegen der kurzen Entfernung, auf welche die Kraft zu übertragen ist, sind Stromumsetzer nicht nöthig. Die Spannung beträgt 1700 Volt. Die aus Gusstahl hergestellten, sich drehenden Feldmagnete des Erzeugers haben 12 Pole, welche durch eine einzige Wickelung, wie bei allen Mehrstrom maschinen der Oerlikon-Werke, erregt werden. Die Polstücke sind ausgestanzten Eisenblechscheiben zusammen gesetzt und an den gusstählernen Polen befestigt. Der feststehende, die Magnete umgebende Anker hat 18 Spulen, welche in Vertiefungen von besonderer Form gewickelt und in drei Gruppen, jede von 6 Spulen, vereinigt sind. Der Erreger ist unmittelbar mit der Dynamo verbunden. Die Maschine regulirt innerhalb 5 Proc. ohne irgend eine Reihenerregung. Die Erregung beträgt bei voller Belastung 1,1 Proc. der Leistung. Das Gewicht der Maschine beträgt etwa 3000 k. 11) Eine ähnliche Anordnung des magnetischen Feldes zeigt auch die Wechselstromdynamo der Gülcher Company (vgl. 1887 265 * 437. 1893 289 * 158). Fig. 24 gibt eine Maschine von 30 Kilo-Watt in Ansicht. Fig. 25 und 26 zeigen die Bauart des Feldes und des Ankers. Das magnetische Feld besteht nach dem Londoner Electrical Engineer, 1892 Bd. 10 * S. 134, aus einem sternförmigen schweren Gusstück, welches auf der Welle befestigt ist und auf seinen 12 Armen die Spulen trägt. Die Wickelung jeder derselben liegt auf einem Kerne, der aus dünnen Eisenblechplatten gebildet ist, die auf den vorstehenden Arm der Nabe aufgeschoben sind; die Wickelung nimmt nach aussen an Stärke zu, um möglichst viel Draht auf den Kern zu bekommen. Jede Spule wird mit Hilfe zweier in die Nabe eingeschraubter eiserner Bolzen festgehalten, die mit einer Deckplatte von Metall vernietet sind; diese beiden Bolzen haben sonach der Centrifugalkraft zu widerstehen. Die Spulen sind reihenweise geschaltet und mit zwei gegen die Welle gut isolirten Sammelringen verbunden, auf welche der erregende Strom durch Kohlenstäbe übertragen wird. Derselbe beträgt bei ¾ der vollen Belastung 2,33 Proc. Der feststehende Anker ist ebenfalls aus Holzkohlen-Eisenplatten (Fig. 25 und 26) von 0,406 mm Stärke gebildet, die zusammengelegt einen vollständigen Ring mit 24 radialen Einschnitten bilden, von denen immer je zwei zur Aufnahme einer Spule geeignet sind; der Zwischenraum zwischen zwei der letzteren ist hiernach ebenfalls mit Eisen ausgefüllt, wodurch Veränderungen in der magnetischen Strömung vermieden werden. Diese Kernplatten werden in dem gusseisernen Gehäuse durch zwei ebensolche Ringplatten mittels Schraubenbolzen zusammengehalten. Jede Spule besteht aus 25 ½ Windungen von Bandkupfer von 4,11 mm Breite und 2,03 mm Stärke; sie wird auf einer besonderen Form hergestellt, darauf von dieser abgenommen, gut erwärmt, mit Schellack überzogen und dann in die Vertiefungen des Ankerkerns eingelegt, wo sie gegen die benachbarten Theile desselben durch Asbest mit Schellacküberzug oder Fiber u. dgl. isolirt wird. Die Vortheile, welche diese Bauart der Maschinen bietet, sind folgende: Das Eisen des Ankerkernes bietet fast überall gleichen Widerstand, gleichviel wo die Pole sich befinden, und daher findet nur geringes Anschwellen der magnetischen Linien statt. In Folge des geringen Luftzwischenraumes ist zweitens die zur Magnetisirung erforderliche Kraft gering und kann daher trotz des beschränkten Wickelungsraumes und des Gebrauchs von Gusseisen auf ökonomische Weise erhalten werden. Die entsprechenden Nachtheile sind dagegen: Der Aufwand an Eisen im Anker ist ungefähr doppelt so gross als bei der etwas ähnlichen Bauart Elwell-Parker's, und die hysteretischen Verluste wachsen etwa in demselben Verhältniss, wie die magnetische Kraft abnimmt. Ferner wird, wie bei allen Gleichstrommaschinen mit in einander liegenden Leitern, die Rückwirkung des Ankers in Folge des geringen Luftzwischenraumes sehr verstärkt, so dass, wenn die Maschine in Thätigkeit ist, der erregende Strom beträchtlich verändert werden muss, um bei veränderter Belastung grosse Schwankungen im Spannungsunterschiede an den Klemmen zu vermeiden. Auch ist bei hohen Spannungen eine vollständige Isolirung der eingebetteten Spulen schwierig. Bei Parallelschaltung der Spulen werden 100 Volt und 300 Ampère erhalten. Textabbildung Bd. 291, S. 136Fig. 23.Dreistrom-Wechselstromdynamo von Oerlikon. Wie erwähnt, hat jede Spule 25 ½ Windungen; man erreicht hiermit den Vortheil, dass sämmtliche inneren Spulenenden auf der einen, sämmtliche äusseren Enden der Spulen immer auf der anderen Seite des Ankers liegen, so dass, wenn Parallelschaltung gewünscht wird, ein einfacher Leitungsring genügt, um alle Spulenenden auf einer Seite zu verbinden. Jede Spule kann einzeln aus dem Anker genommen werden, der zu diesem Zweck mittels Schraubenspindel auf einer Gleitbahn parallel zur Welle verschiebbar ist. Da die die Spulen aufnehmenden Schlitze im Eisenkern des Ankers eine geringe Veränderung der Induction an der Oberfläche der Magnete veranlassen, so sind, um Nebenströme zu verhüten, Rinnen von etwa 1,6 mm Breite und etwa 6 mm Tiefe eingedreht. Die oben abgebildete 30 Einheiten-Maschine gibt bei 700 Umdrehungen in der Minute 100 Volt und 300 Ampère mit 70 vollständigen Perioden in der Secunde. Das Gewicht derselben ist etwa 1524 k. Die Ankerwickelung wiegt etwa 18 k. Die gusseisernen Magnetkerne haben einen Querschnitt von 254 × 133 mm. Die Maschine nimmt eine Fläche von 1,47 × 0,92 m ein und ist 1,25 m hoch. 12) Mordey's Victoria-Wechselstrommaschine (vgl. 1888 270 * 115. 1891 279 * 101) besitzt ebenfalls feststehenden Anker und sich drehende Feldmagnete. Die Richtung der durch die Ankerspulen gehenden Kraftlinien wird hier nach dem Londoner Electrical Engineer, 1892 Bd. 10 * S. 135, niemals umgekehrt, sondern die elektromotorische Kraft wird durch eine Veränderung des magnetischen Feldes von Maximum bis zu Null hervorgebracht, zu welchem Zweck doppelt so viel Ankerspulen als Magnetpole angeordnet sind. Wenn hierbei eine Spule genau einem Pole gegenübersteht, so hat sie das Maximum des Feldes in sich, während die benachbarten Spulen, die sich dann gerade zwischen zwei Polen befinden, thatsächlich gar nicht magnetisch beeinflusst sind. Der magnetische Stromkreis besteht in Wirklichkeit aus einem kurzen gusseisernen, durch eine grosse Spule erregten Stabe mit nach innen gerichteten an jedem Ende befestigten klauenförmigen Polstücken, welche den Rückweg der magnetischen Linien bilden. Der Mittelkern aus Gusseisen ist auf die Welle aufgekeilt, gegen die beiden Seiten desselben sind sternförmige Gussstücke geschraubt, welche die nöthige Zahl der Pole bilden. Die erregende Spule ist auf den Kern aufgeschoben. Im Mittelpunkt der Spule ist ein Zwischenraum in der Wickelung gelassen, um die Ankerspulen zu klären. Der erregende Strom wird durch zwei mit den erregenden Spulen verbundene Metallringe aufgenommen, jedoch nicht mit Hilfe von Bürsten, sondern mittels eines biegsamen Bandes von Kupfergaze, welches auf den Ringen liegt und einerseits mit der Polklemme verbunden, andererseits durch ein Gewicht belastet ist, wodurch stets guter Contact gesichert wird. Textabbildung Bd. 291, S. 136Fig. 24.Wechselstromdynamo der Gülcher Company. Die Ankerspulen sind auf Porzellankerne gewickelt, welche bei Steifigkeit und guter Isolirung keine Möglichkeit zur Bildung von Nebenströmen geben, wie dies bei metallischen Kernen geschieht. Als Leiter wird ein blanker Kupferstreifen verwendet; die einzelnen Lagen desselben sind durch Zwischenlagen gegen einander isolirt. Die inneren bezieh. äusseren Enden sind durch biegsame Leiter verbunden, welche durch die aus Neusilber hergestellten, die inneren und äusseren Enden haltenden Klammern gehen. Die Bolzen, welche diese Klammern auf die Spulen drücken, haben eine federnde Unterlage, so dass ein elastischer Druck auf die Porzellankerne ausgeübt wird. Die eine Seite der Klammer ist abgedreht, so dass sie, wenn am Rahmen des Ankers befestigt, die Spulen in einer zur Achse senkrechten Ebene erhalten. Bei grossen Maschinen ist jede Ankerspule am inneren Ende mit einer Metallklemme versehen, um jede Verschiebung der Wickelungslagen zu verhindern. Der Rahmen des Ankers besteht aus einem gewöhnlich aus zwei Hälften gegossenen Ringe (Fig. 27); gegen eine abgedrehte Fläche werden die Spulen geschraubt. Die Bolzenlöcher sind in radialer Richtung länglich, so dass die Spulen in dieser Richtung verschoben und stets dicht an einander gepresst werden können, wenn sich dieselben beim Laufen der Maschine etwas gelockert haben sollten. Die Ankerspulen sind zur Hälfte hinter einander, die beiden Hälften aber parallel geschaltet, wodurch ein hoher Spannungsunterschied zwischen benachbarten Spulen verhütet wird, wie er sonst bei Maschinen über 50 Kilo-Watt auftritt. Zwei kleine von der Welle mittels Riemen getriebene Oelpumpen sichern während des Laufes guten Oelumlauf. Fig. 28 gibt eine Ansicht der Maschine. Textabbildung Bd. 291, S. 137Wechselstromdynamo der Gülcher Company.Textabbildung Bd. 291, S. 137Mordey's Victoria-Wechselstrommaschine. Die 100 Kilo-Watt-Maschine gibt 2000 Volt und 50 Ampère bei 430 Umdrehungen in der Minute. Das Gesammtgewicht ist etwa 9100 k. Der Ankerring ist mit 28 Spulen versehen und hat 1,778 m Durchmesser. Jeder mit 14 Polen ausgestattete Magnet hat 1,422 m Durchmesser; es ergeben sich sonach 100 volle Perioden in der Secunde. Die Grundfläche misst 2,522 m und 1,950 m. Die 50 Kilo-Watt-Maschine gibt 2000 Volt und 25 Ampère bei 100 Umdrehungen in der Minute. Das Gewicht beträgt etwa 4000 k. Der Ankerring hat 20 Spulen und 1,372 m Durchmesser. Die Magnete mit 10 Polen haben 1,032 m Durchmesser; sie braucht 2,019 m × 1,686 m Bodenraum. Textabbildung Bd. 291, S. 137Fig. 29.Emerson-Ventilatormotor. 13) Den in Fig. 29 abgebildeten Emerson-Ventilatormotor (vgl. 1892 285 * 101) baut die Emerson Electric Manufacturing Co. in New York für Wechselströme. Jeder Motor besitzt nach dem Engineering and Mining Journal 1892 * S. 644, zwei Kohlenbürsten, einen Stromumschalter und eine Rückcontactbürste. Die Bürsten reguliren sich von selbst, die Rückbürste wird selbsthätig gegen den Stromumschalter gestellt und keine Einstellungen sind nöthig. Jede der Bürsten kann von jedermann an die richtige Stelle gebracht werden durch Zurückschieben des Umschalters und Einrücken der Bürste. Der Ventilator ist für wechselnde Stromspannung eingerichtet. Seine Geschwindigkeit wird durch einen kleinen Regulator an der Rückseite regulirt. Er ist besonders für Läden und Waarenlager bestimmt. Er läuft mit 1650 Umdrehungen und vermag dabei ohne weitere Mühe als gelegentliches Oelen 6 Monate lang zu laufen. Da der ganze Motor nebst seinen Lagern eingeschlossen ist, so kann auch kein Oeltropfen auftreten. Diese Ventilatoren sind nach Weston's System ausgeführt. 14) Die von der General Electric Power and Traction Co. in ihren Kentish Town-Werken für die Greenside Mining Co. von Cumberland gebaute elektrische Grubenlocomotive ist nach dem Londoner Electrical Engineer, 1892 Bd. 10 * S. 220, für eine Bahn von 1080 m Länge und nur 0,8 m Breite bei 0,55 m Gleisweite bestimmt. Daher konnte der Motor nicht quer über den Rahmen, mit seiner Welle zu den Radachsen parallel gelegt werden; vielmehr liegt er parallel zu den Rädern. Drei Uebersetzungen waren erforderlich, die eine mittels Kegelrädern. Das ganze Rahmen werk der Maschine ist an der Triebachse aufgehängt, welche deshalb ausnahmsweise kräftig gemacht wurde; das Gewicht auf den anderen Achsen wird von kräftigen Spiralfedern auf der Spitze von Bronze-Achslagern aufgefangen. Der „Immish“-Motor wurde gewählt wegen des von ihm den Feldwindungen gebotenen Schutzes; die Reihenwickelung desselben ist für 200 Volt Spannung berechnet und liefert 15 Brems- bei 1000 Umdrehungen in der Minute. Der Strom wird zwei nackten, auf Isolatoren liegenden Kupferdrähten entnommen. Die elektromotorische Kraft wird von 500 auf 200 Volt gebracht mittels eines Motorumsetzers, der an dem einen Ende der Linie aufgestellt ist. Als Kraftquelle dient ein reichlicher Wasservorrath an der Seite eines Hügels; das Wasser wird in 379 mm-Röhren am Hügel herabgeführt und treibt eine grosse Vortex-Turbine, diese aber treibt eine vierpolige Immish-Djnamo, welche bei 600 Umdrehungen 100 elektrische liefert. Die Dynamo hat gemischte Wickelung mit wirksamer Potentialdifferenz von 600 Volt und liefert den Strom auch für Pumpenmotoren und Lüftungsanlagen, ebenso zur Beleuchtung über und unter der Erde. Textabbildung Bd. 291, S. 138Siemens' Wechselstromdynamo. 15) Gebr. Siemens in London, J. Nebel und W. Collings in Charlton, Kent, haben ein englisches Patent Nr. 359 vom 7. Januar 1892 (vgl., auch 1893 287 144 und englisches Patent Nr. 20840 vom 30. November 1891) erlangt auf die in Fig. 30 und 31 abgebildete Siemens'sche Wechselstromdynamo mit Scheibenanker. Die Feldmagnete sollen einfacher und ihre erregenden Rollen wirkungsvoller werden. Ein Anker von Scheibenform mit eiförmigen Spulen isolirten Drahtes, welcher auf nichtmagnetische Kerne gewickelt ist, läuft zwischen zwei kreisförmigen Rahmen um, deren jeder der Scheibe eine Anzahl von kreisförmig in gleichen Entfernungen und mit wechselnder Polarität gestellten Polstücken zuwendet. Jeder Rahmen ist aus Eisen hergestellt und besitzt zwei kreisförmige Reihen von Vorsprüngen B und C von nahezu rechteckigem Querschnitt. Die Vorsprünge der einen Reihe sind weiter vom Mittelpunkte entfernt als die der anderen Reihe, so dass eine kreisförmige Spule D von isolirtem Draht zwischen die inneren Flächen der äusseren Vorsprünge und die äusseren Flächen der inneren Vorsprünge gewickelt werden kann. An jedem Vorsprunge ist ein Polstück angebracht, das seine Fläche parallel zu und ganz nahe an die Seite des Scheibenankers legt, und diese Polstücke werden zufolge der Lage der Vorsprünge, an denen sie der Reihe nach angebracht sind, und da sie abwechselnd an entgegengesetzten Seiten der einen Rolle sich befinden, wenn die letztere von einem elektrischen Strome durchlaufen wird, Magnetpole von wechselnder Polarität, weshalb sie elektrische Wechselströme in den Ankerspulen erregen, wenn dieselben hinter ihnen umlaufen.