Neuerungen an Elektromotoren (Dynamomaschinen) und Zubehör. (Patentklasse 21. Schluss des Berichtes S. 34 d. Bd.) Mit Abbildungen. Neuerungen an Elektromotoren (Dynamomaschinen) und Zubehör. Textabbildung Bd. 293, S. 85Hookham's Elektricitätsmesser. 15) G. Hookham in Birmingham hat auf Verbesserungen seines Elektricitätsmessers (englische Patente Nr. 40 und 4064 vom Jahre 1891) das englische Patent Nr. 14239 vom 6. August 1892 erhalten. Nach Industries and Iron besteht das Instrument aus einem Gefäss A von Rothguss oder Bronze (Fig. 43 und 44), welches eine Anzahl permanenter Magnete B enthält, deren gemeinsame obere und untere Polstücke CC1 seitliche Verlängerungen haben und durch eine Säule verbunden sind, deren Endstücke DD1 aus weichem Eisen, das Mittelstück D2 aber aus nichtmagnetischem Material (Messing) bestehen. Mit den beiden Theilen DD1 sind flache Weicheisenstücke EE1 so verbunden, dass sie als oberes und unteres Polstück einander gegenüber stehen. Auf dem unteren Stück E1 ist ein Kupferring F befestigt, der mit einer ringförmigen Oeffnung und äusseren Hervorragungen versehen ist, an welche sich Leitungsdrähte anschliessen. In der Platte Ex ist ausserdem ein Bolzen G befestigt, der unterhalb mit einer Klemmschraube, oberhalb aber mit einem Spurzapfen zur Aufnahme des unteren Endes der senkrechten Metallspindel H versehen ist. Ein scheibenförmiger Anker I, der mit Ausnahme seiner Enden und eines mittleren Theiles mit Nickel plattirt ist, sitzt fest auf der Spindel H, der mittlere Theil dieses Ankers ist amalgamirt. Mit Hilfe einer Scheibe J von vulkaniserter Fiber schwimmt der Anker J auf dem in dem Kupferring F enthaltenen Quecksilber, und zwar ist die Einrichtung so getroffen, dass bei geringen Geschwindigkeiten die Spindel an dem oberen Zapfen K ihr Lager findet; der deshalb besonders sorgfältig gearbeitet ist; bei starken Strömen dagegen wird in Folge der Centrifugalkraft des sich drehenden Quecksilbers die untere, kräftigere Lagerung in Anspruch genommen. Der Deckel L des Ringes F besteht ebenfalls aus weichem Eisen; über ihm befindet sich eine Kupferscheibe M, welche als Bremse für die sich drehenden Theile des Apparates dient und deshalb zwischen einem Ausschnitt im oberen Polstücke und dem Deckel sich dreht. Letzterer ist an der mit der Spule O versehenen Weicheisenstange N befestigt, so dass er ein Zwischenstück zwischen Bremse und Anker bildet und als Magnet wirkt. Die die Bremsscheibe und den Anker tragende Spindel ist mit einem geeigneten Zählwerk verbunden. Wenn das Instrument in Thätigkeit ist, geht der Strom durch einen Leitungsdraht P nach dem Kupferring F, durch das Quecksilber in demselben nach den Kanten des Ankers und von dessen mittlerem amalgamirten Theil nach dem unteren Zapfen und veranlasst hierbei die Drehung der Ankerscheibe. Von dem Zapfen wird der Strom durch die Spule O geleitet und von dieser in eine zweite Spule Q, welche auf die, die Pole verbindende Säule gewickelt ist, um jede Einwirkung des Stromes auf die Bremse aufzuheben. Zuletzt geht dann der Strom mit Hilfe des Drahtes B nach der zweiten Polklemme des Apparates. Textabbildung Bd. 293, S. 86Fig. 45.Dynamos für Bergwerke von Hurd. 16) F. Hurd in Wakefield hat in dem englischen Patent Nr. 14124 vom 4. August 1892 eine Bauart von Dynamos oder Motoren angegeben, welche hauptsächlich in Bergwerken Verwendung finden sollen, wo reine Luft gewünscht wird und gleichzeitig eine Sicherheit gegen Explosionen schlagender Wetter durch etwaige Funken der elektrischen Maschine gegeben sein muss. Die Industries and Iron entnommenen Fig. 45 bis 47 stellen die Maschine, Fig. 48 ihren Anker, theilweise im Schnitt, dar. Die Ankerwelle ruht in Lagern, welche in den Ständern AA der Maschine angebracht sind, die ihrerseits mit den Polstücken B verbunden oder in einem Stücke mit denselben gegossen sind. Die Ständer A umschliessen gleichzeitig den Anker und sind ausserdem isolirte Kappen C zwischen den Ständern und den Polstücken angebracht, um, wenn beide Theile aus demselben Material hergestellt sind, sie magnetisch von einander zu isoliren. Diese Kappen C sind mit eingesetzten Schaugläsern versehen, damit man die Verbindungen jederzeit besichtigen kann, ohne diese Kappen zu entfernen. Zwischen die Polstücke sind Zwischenstücke D eingesetzt, um den Anker auch von der Seite vollständig einzuschliessen. In diesen Zwischenstücken sind Aussparungen für die Spulen F in der Art angebracht, dass ein Strom gepresster Luft durch dieselben gehen kann. Von der Welle der Dynamo wird unmittelbar ein Luftcompressor G angetrieben, von dem die gepresste Luft aus dem Luftbehälter H durch die im Gestell angebrachte Röhre L, durch den Anker und nach den Magneten getrieben wird. Der Anker ist zu diesem Zwecke mit Kanälen, wie Fig. 48 zeigt, versehen, durch welche die Luft in der Richtung der eingezeichneten Pfeile geht. Die Luft tritt dann in die Umschalterbüchse J und verlässt die erzeugende Maschine durch eine Röhre J, welche gleichzeitig das den Strom nach dem Motor leitende Kabel enthält. Auf diese Weise wird also gleichzeitig der Motor mit Luftkühlung versehen, der in ähnlicher Weise eingekapselt ist; die Luft geht in umgekehrter Reihenfolge durch die Theile desselben und hat in seinem Anker die den Pfeilen der Fig. 48 entgegengesetzte Richtung. Schliesslich tritt die Luft durch ein entsprechend belastetes Ventil aus, welches unmittelbar mit dem Motoranker in Verbindung stehen kann. Textabbildung Bd. 293, S. 86Dynamos für Bergwerke von Hurd. 17) Crompton und Co. (vgl. 1886 262 57. 264 591. 1889 272 118. 1891 279 178) haben in neuerer Zeit eine Wechselstrommaschine construirt, welche besonders für Beleuchtungsanlagen mit weit verzweigtem Leitungsnetz und für Lampen mit niederer Spannung bestimmt ist, bei welchen der Gleichstrom grosse und deshalb theuere Leitungsquerschnitte bedingen würde. Nach Electrical Engineer, Bd. 12, ist bei diesen Maschinen, deren eine in Fig. 49 abgebildet ist, der Erfüllung folgender Bedingungen besondere Aufmerksamkeit gewidmet worden. 1) Leichte Zugänglichkeit des Ankers, behufs Besichtigung und Ausbesserung; zu diesem Zwecke sind beide Magnete aus je zwei, durch Scharniere verbundene Hälften hergestellt. 2) Leichte Erneuerung und genaues Wiedereinsetzen der Spulen. 3) Beschaffung eines kräftigen magnetischen Feldes bei geringer Ankerreaction, so dass die Wechselstrommaschine nur geringe Veränderung des erregenden Stromes bei Aenderung ihrer Belastung bedarf. 4) Hohe Nutzleistung sowohl bei voller, als auch bei geringerer Belastung. Zu diesem Zwecke ist ein Anker ohne Eisenkern angewendet, ferner ist die Kraft zur Erregung des magnetischen Feldes möglichst beschränkt und endlich ist das Gewicht des Ankers möglichst verringert, um eine geringe Belastung der Lager zu erhalten. Der Anker ist demnach ein Scheibenanker mit keilförmigen; rund um die Peripherie befestigten Spulen und ähnelt vermuthlich einer von Siemens im J. 1878 angegebenen Anordnung. Die von Crompton und Co. angewendete Bauart des Ankers hat die Eigenthümlichkeit, dass jede Spule radial nach einwärts angezogen werden kann, so dass der fertige Anker in sich dicht geschlossen ist und alle nachtheiligen Schwingungen der Leiter desselben vermindert werden. Auch kann eine neue Spule schnell und jederzeit dicht schliessend mit den übrigen eingesetzt werden. Der Stromsammler ist vollständig eingekapselt; um jede Berührung desselben und daraus folgende Unfälle zu verhüten. Die Bürsten sind in doppelter Zahl vorhanden und so angeordnet, dass jede derselben während des Ganges herausgenommen und besichtigt werden kann. Die abgebildete Maschine ist bestimmt, eine Spannung von 2000 Volt bei 600 Umdrehungen in der Minute zu entwickeln, hat aber bei Versuchen mit erhöhter Geschwindigkeit bis zu 3500 Volt gegeben. Die Kraft zur Erregung des Feldes beträgt bei voller Belastung nur 1¼ Proc. (750 Watt) und wird die commercielle Nutzleistung auf 91 Proc. angegeben. Die Maschinen werden in Grössen von 15 bis 200 Kilowatt gebaut; von 65 Kilowatt ab erhalten dieselben drei Lager der Ankerwelle, derart, dass die Antriebscheibe zwischen zwei Lagern liegt, wie Fig. 50 zeigt. Textabbildung Bd. 293, S. 87Fig. 49.Crompton's Wechselstrommaschine.Textabbildung Bd. 293, S. 87Fig. 50.Crompton's Wechselstrommaschine.18) Schuckert und Co. in Nürnberg (1884 253 467. 1893 288 89) haben für die Kohlenzeche „Vereinigte Bonifacius“ bereits früher eine mittels Accumulatoren, welche auf der Maschine untergebracht waren, betriebene elektrische Locomotive geliefert, die nach Industries and Iron vom 29. September 1893 im J. 1893 durch eine anderweitige Maschine ersetzt worden ist. Bei derselben sind die Accumulatoren auf einem besonderen Wagen untergebracht; wodurch sowohl die Handhabung der Maschine, als auch der ganze Apparat vereinfacht sein sollen. Die Bewegungsrichtung kann nach Belieben geändert werden, ohne dass es nöthig ist, die Stellung der Bürsten zu wechseln. Der Motor ist mit Reihenwickelung versehen, die Magnetwickelungen sind in Abtheilungen zerlegt, so dass die Geschwindigkeit der Maschine mit Hilfe eines Regulatorumschalters leicht verändert werden kann. An jedem Ende der Maschine ist ein Führersitz angebracht, in dessen unmittelbarer Nähe die Umschaltapparate sich befinden. Die Abmessungen der Maschine sind so gewählt, dass sie im Schacht hinabgelassen werden konnte und selbstverständlich so, dass sie sich in den Strecken und Querschlägen der Grube frei bewegen kann. Ihre volle Geschwindigkeit beträgt 110 m in der Minute; eine geeignete Bremse ist ebenfalls angebracht. Die Accumulatorbatterie, von der Hagener Accumulatorenfabrik geliefert, enthält 40 Zellen, die in geeignete starke Kasten eingeschlossen sind, deren Deckel durch eine starke Glasplatte, mit einem kleinen Loch in der Mitte, gebildet werden. Besondere Vorkehrungen sind getroffen, um ein Verschütten von Säure während der Bewegung zu verhindern. Die Verbindung zwischen Batterie und den Umschaltern der Maschine wird durch einen biegsamen Leiter und Klappencontact hergestellt. Das Leistungsvermögen der Batterie ist so gewählt, dass es zum Betrieb der Locomotive mit normaler Belastung von 10 Wagen während einer Schicht ausreicht. – Die Stromzuführung kann auch durch eine hoch liegende Leitung erfolgen und dienen dann die Schienen als Rückleitung. 19) Ueber die in Chicago von Siemens und Halske in Berlin ausgestellt gewesenen Dynamomaschinen und Elektromotoren bringt Uhland's Technische Rundschau in Nr. 37 Jahrg. 7 einige Mittheilungen, denen wir das Folgende entnehmen: Die Gleichstrommaschinen mit Trommelanker zeigen die durch Fig. 51 veranschaulichte Bauart. Der Anker, in Fig. 52 besonders abgebildet, besitzt einen aus dünnen, durch Papier von einander isolirten Eisenblechplatten zusammengestellten Kern, auf welchem die Wickelung parallel zur Achse liegt. Durch die Verwendung einzelner Scheiben zur Kernbildung wird die Bildung von Foucault-Strömen und damit eine schädliche Erhitzung des Ankers verhindert; die Scheiben werden aus sehr weichem Eisen hergestellt, um den magnetischen Widerstand und die Remanenz möglichst zu verringern; aus demselben Grunde ist auch die Eisenmasse des Kerns ziemlich bedeutend. – Die in der Regel mit der Grundplatte und den Polschuhen in einem Stück gegossenen Magnetschenkel haben Hufeisenform und einen rechteckigen, aussen jedoch durch einen Halbkreis abgeschlossenen Querschnitt, wodurch es möglich wird, dass die Polschuhe den Anker vollständig umschliessen, um den magnetischen Widerstand zu verringern. Ausnahmsweise werden die Magnetschenkel von Schmiedeeisen hergestellt. Die Lagerschalen der Ankerwelle sind nach Seller's Bauart ausgeführt und mit selbsthätiger Schmierung versehen. Da die Ankerwelle sehr kräftig gehalten ist, können die Maschinen mit hoher Umdrehungszahl laufen, so dass man mit verhältnissmässig kleinen Maschinen grosse Leistungen erhält. Die Commutatorsegmente sind leicht auszuwechseln und ist es hierbei nicht nothwendig, die Anschlüsse der Wickelungsenden zu lösen. Die beiden Bürsten stehen im wagerechten Durchmesser einander gegenüber, sind also leicht zu beobachten, können einzeln abgehoben, auch bei Belastungsänderungen leicht eingestellt werden. Diese Maschinen werden für 1450 bis 80000 Voltampère gebaut und zwar für gewöhnlich als Nebenschlussmaschinen, in besonderen Fällen aber auch als Gleichspannungs- oder Reihenschlussmaschinen. Die Stromspannung beträgt 65 oder 110 Volt. Textabbildung Bd. 293, S. 88Fig. 51.Dynamomaschinen und Elektromotoren von Siemens.Textabbildung Bd. 293, S. 88Fig. 52.Dynamomaschinen und Elektromotoren von Siemens. Die Innenpolringmaschinen von der in Fig. 53 abgebildeten Bauart sind besonders für hohe Leistungen bestimmt und eignen sich für unmittelbare Verkuppelung mit der Dampfmaschine. Der Anker dieser Maschine ist aus ringförmigen Eisenblechscheiben zusammengesetzt. Die Wickelung besteht entweder aus isolirten Drähten oder Kupferstäben mit angelötheten passenden Endstücken zur Verbindung der Wickelung. Während die abgebildete Maschine einen besonderen Commutator besitzt, fehlte derselbe bei einer gleichfalls ausgestellten Maschine und legten sich die Bürsten derselben unmittelbar auf die abgedrehten Wickelungsstäbe des Ankerringes. Die Zahl der Bürstengruppen entspricht dann derjenigen der Feldmagnete und sind natürlich ebenso viel positive als negative Bürsten vorhanden. Je nach der Grösse der Maschine werden 4 bis 10 Feldmagnete verwendet, die im Inneren des sich drehenden Ankers sternförmig angeordnet sind. Bei der geringen Schenkellänge ist der magnetische Widerstand gering und die magnetische Streuung wegen der radialen Anordnung der Schenkel nicht erheblich. Da die grossen Maschinen einen Commutator nicht besitzen, ist auch ihr Wirkungsgrad hoch. Der Ankerring erhält ziemlich grossen Durchmesser, es kann also schon bei geringerer Umdrehungszahl die nothwendige Umfangsgeschwindigkeit erzielt werden. Die Bürsten sind an einem sternförmigen Halter so befestigt, dass sie mit Hilfe einer geeigneten Hebelvorrichtung gleichzeitig und leicht verstellt werden können. Textabbildung Bd. 293, S. 88Fig. 53.Siemens' Innenpolringmaschinen. Die Maschinen werden für Leistungen von 20 bis 1200 gebaut; ohne Commutator liefern dieselben 30000 bis 850000 Voltampère bei Normalspannungen von 150 bis 600 Volt. Mit Commutator schwanken die Leistungen von 20000 bis 700000 Voltampère bei 300 bis 1000 Volt Spannung. Die Polzahl beträgt in beiden Fällen 4 bis 10. Die ferner ausgestellte Ausgleichmaschine (Fig. 54) für das Fünfleitersystem besteht aus vier neben einander gestellten Gleichstrommaschinen, deren Anker auf einer gemeinschaftlichen Welle sitzen. Um Raum zu sparen, sind die Commutatoren nicht cylindrisch, sondern scheibenförmig angeordnet. Da die Umdrehungszahl der Maschine stets dieselbe bleibt und ein Verstellen der Bürsten nicht nöthig ist, bedarf die Maschine keiner besonderen Wartung. In der Ausstellung wurde der von der Drehstrommaschine erzeugte Strom mittels Stromumwandler in hochgespannten Strom umgesetzt, der durch concentrisch mit Bandeisen umsponnene Dreileiterkabel für hohe Spannung nach der entfernten Secundärstation geleitet und dort in Strom von der Gebrauchsspannung umgesetzt wurde. Die Drehstrommaschinen sind als Dreiphasenstrommotoren gebaut. Die Ankerwickelung einer solchen Maschine besteht aus drei Wickelungssystemen, von denen jedes gegen das benachbarte um ⅓ Periode der Phasen abweicht. Beträgt z.B. die Anzahl der Nuthen eines Elektromagnetschenkelpaares sechs, so bilden die Nuthen 1 und 4, 2 und 5, 3 und 6 je ein, von den anderen unabhängiges System; diese drei Systeme sind in Dreiecks- oder Sternschaltung mit einander verbunden. Die drei freien Enden führen zu drei Polklemmen, von denen der Drehstrom entnommen wird. Textabbildung Bd. 293, S. 89Fig. 54.Siemens' Ausgleichmaschine. Die Drehstromtransformatoren bestehen aus drei, oder je nach Grösse aus mehreren aus Eisenblechen zusammengesetzten Kernen, von denen jeder eine primäre und eine secundäre Wickelung, beide sorgfältig von einander isolirt, trägt. Die Schenkelkerne sind an beiden Enden durch Eisenkörper verbunden. 20) J. C. Richardson in London hat auf Anordnungen, welche er an Apparaten zur elektrischen Zersetzung chloridischer Lösungen von Soda und Potasche und zur Trennung der Producte trifft, das englische Patent Nr. 5694 vom 16. März 1893 erhalten. Diese Anordnung besteht in der Anwendung eines Behälters von Schiefer oder anderem nichtleitenden Material mit einem geschlossenen Abtheil für die Anode. Die Kathode (der negative Pol) ist ein Theil oder bildet einen Theil eines umgekehrten, auf dem Boden sich erstreckenden Troges, dessen Enden sich über die Seiten des Anodenabtheils in aufrechter Richtung erstrecken. Das Innere des Kathodentrogs besteht aus Eisen oder anderem geeigneten Material, während der Rücken, d.h. der Theil zunächst der Anode, aus Porzellan, Ebonit oder anderen Nichtleitern hergestellt ist. Die elektrolytische Wirkung an der Kathode geht daher unter- oder innerhalb dieses Troges vor sich, so dass die entwickelten Gase, welche aufsteigen wollen, darin zurückgehalten werden und nur an den Enden des Troges, getrennt von dem Anodenabtheil, entweichen können, zu dem ihnen der Zutritt verwehrt ist. (Industries and Iron.) 21) O. Knöfler und F. Gebauer, beide in Charlottenburg bei Berlin, erhielten (durch A. J. Boult in London) das englische Patent Nr. 20214 vom 9. November 1892 auf einen für elektrolytische Verfahren aller Art bestimmten Apparat; im Besonderen soll derselbe verwendet werden bei der Behandlung wässeriger, für die Bleicherei von Stoffen bestimmter Lösungen chloridischer Metallverbindungen. Der Apparat besteht aus plattenförmigen Elektroden, welche aus Metallblech, Kohlenplatten, Manganerzen und anderem Material hergestellt werden können, die durch zwischengeschaltete Rahmen von einander isolirt sind. Die Elektroden und die Trennungsrahmen haben rechteckigen oder runden Querschnitt; sie bilden, wenn zusammengestellt, eine Reihe geschlossener Abtheilungen oder Kammern, welche die zu behandelnde Lösung aufnehmen können. Platten und Rahmen werden durch einen gemeinsamen Rahmen getragen, ähnlich der bei Filterpressen gebräuchlichen Bauart. Mit Hilfe seitlich vorstehender Lappen ruhen sowohl die Elektroden, als auch die Rahmen auf Führungsstangen, sind aber von denselben in geeigneter Weise isolirt. Mit Hilfe zweier Endplatten und einer Schraubenspindel werden die Platten und Elektroden zusammengepresst und durch geeignete Packungen zwischen den Stössen dicht gemacht. Jeder der Rahmen ist mit einem Zuflusshahn für die zu behandelnde und einem Abflusshahn für die behandelte Flüssigkeit versehen; es ist dabei Vorsorge getroffen, dass alle Abtheilungen gleichzeitig und gleichmässig von einer Vertheilungsröhre aus gespeist werden. Die besondere Eigenthümlichkeit der Erfindung besteht darin, dass jede Platte an einer Seite die Anode, an der anderen die Kathode bildet. Zu diesem Zweck sind die Platten nicht parallel geschaltet, wie sie angeordnet sind, sondern hinter einander, indem die erste und letzte Platte mit der Elektricitätsquelle verbunden sind. (Industries and Iron.)