DE140958C

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Publication number: DE140958C
Application number: DENDAT140958D
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

- JVIl40958 -KLASSE 20 /e.

Es ist bekannt, daß statt des sich drehenden Feldes ein wanderndes Feld dann entstehen muß, wenn man sich einen Drehfeldmotor ab- ;.'.'.■ gewickelt oder unendlich groß denkt. Gemäß vorliegender Erfindung wird der hierbei auftretende schädliche, einseitige Zug zwischen dem induzierenden und induzierten Teil durch die Anordnung beider Teile vermieden bezw. nutzbar gemacht; ferner soll als weitere Maßregel für eine praktische Verwertung der obigen Tatsache trotz möglichst großer Annäherung beider Teile eine Berührung verhindert und ein Anfahren ohne zu große Stromstärke trotz Verwendung eines Kurzschlußankers ermöglicht werden.
In der Zeichnung ist

Fig. i eine schematische Darstellung des Grundgedankens der Erfindung,

Fig. 2 eine AusfUhrungsform des Verfahrens, Fig. 3 eine Seitenansicht von Fig. 2,

Fig. 4 eine weitere AusfUhrungsform des Verfahrens,

Fig. 5 eine Vorderansicht des induzierten Teiles von Fig. 4,

Fig. 6 eine Vorderansicht des induzierenden Teiles von Fig. 4,

Fig. 7, 8 und 9 eine dritte, vierte und fünfte Ausführungsform des Verfahrens.

Als Ausführungsbeispiel ist ein Dreiphasen- oder Drehstrommotor und seine Anordnung für eine elektrische Bahn zugrunde gelegt, doch ist es selbstverständlich, daß auch jeder Einphasen- und jeder andere Mehrphasenmotor in ähnlicher Weise als Wanderfeldmotor umgewandelt und auch zu anderen Traktionszwecken, wie für Kräne, WalzenzUge, Aufzüge, Werkzeugmaschinen mit hin-und hergehenden Teilen, Grubenlokomotiven usw., angewendet werden kann. Hierbei wird der Strom in der bei Straßenbahnen üblichen Weise durch Leitung mit Stromabnehmer dem Fahrzeug zugeführt oder auf dem letzteren selbst in irgend einer bekannten Weise erzeugt. Bei Voraussetzung der unendlichen Länge der primären und sekundären Teile ergibt sich für einen herausgegriffenen Teil ein unterteiltes Stück Eisen mit drei Wickelungen und einem darunter befindlichen Anker. Das unterteilte Polstück e (Fig. 1) mit den drei Wicke-. lungen abc befindet sich in der Entfernung d über dem Anker, der etwa, entsprechend den Kupferwindungen und dem Eisenkern eines Kurzschlußankers, aus der Messingplatte g und der Eisenplatte f bestehen möge. Die drei Spulen erzeugen drei magnetische Felder, welche sich zu einem resultierenden Feld vereinigen, dessen Maximal- und Nullwerte längs des Poles mit der Zeit entsprechend der Periodenzahl sich verändern, so daß ein wanderndes Feld entsteht, dessen Geschwindigkeit durch das Produkt aus Pollänge und Periodenzahl gegeben ist.

Durch das Wandern des Feldes werden im Anker Ströme induziert, und es entsteht daher eine in Richtung des Pfeiles ι bezw. bei Vertauschung zweier Phasen in Richtung des Pfeiles k wirkende Kraft, welche eine relative Verschiebung beider Teile hervorruft. Hängt man jedoch einen solchen Pol (e) oder eine Kombination von parallel, in Reihe oder in

Gruppen geschalteten Polen unter irgend ein Fahrzeug, z.B. einen Eisenbahnwagen, so besitzt ein solcher Wagen zwar gegenüber allen anderen Kraftwagen den großen Vorteil, daß ein Adhäsionsgewicht nicht erforderlich ist, aber es wirkt zwischen Pol und Anker eine

, starke Anziehungskraft, die einer Bremsung bezw. Überlastung des Wagens gleichkommt. Deswegen wird gemäß vorliegender Erfindung

ίο die dem Drehfeldmotor entsprechende Konstruktion verlassen, und es werden die Ankerplatten auf Hochkant gestellt, d. h. zu einer Schiene umgebildet. Gleichzeitig wird hierdurch die kostspielige Anwendung der beiden Schienen vermieden, indem entweder nur eine Messingschiene, d. h. eine Schiene aus un-

■■;.'■ magnetischem Stoffe, oder eine solche aus magnetischem Stoffe, also Eisen, verwendet wird. Im ersteren Falle bewegt sich längs der Schiene auf der einen Seite der Pol und auf der anderen Seite ein mit ihm starr verbundenes Eisenpaket, welches den Schluß für die magnetischen Kraftlinien abgibt. Die unmagnetische Schiene g (Fig. 2 und 3) befindet sich also in der Mitte zwischen dem unterteilten Pol e und dem unterteilten Eisenpaket/, welche beide durch den isolierenden Steg h unter dem Wagenkasten bezw. am Wagenrahmen befestigt und im gewünschten Abstande gehalten werden.

Im zweiten Falle liegt je ein Pol auf jeder

, Seite der Schiene (Fig. 4 und 6). Die Schiene/ aus nicht unterteiltem Eisen befindet sich also in der Mitte zwischen den beiden unterteilten Polen e. Die Form der Pole sowie ihre Schaltung kann hierbei eine sehr mannigfaltige sein, ähnlich wie bei den Drehstrommaschinen. Während z. B. in der Schaltung laut Fig. 1 jede Phase eines Poles zwei Nuten ausfüllt, ist /40 die Wickelung laut Fig. 4 auf je drei Nuten verteilt.

■.■''·,■■ Auch die Ausführung der den Kurzschluß-. anker bildenden Schiene kann eine sehr verschiedenartige sein.

Am günstigsten ist es, dieselbe mit regelmäßigen Ausstanzungen zu versehen (Fig. 5), entsprechend dem Gitteranker. Es wird hierdurch eine größe Gewichtsersparnis und eine völlige Ausnutzung der induzierten Ströme erzielt, weil diese sich dann nicht in sich kurzschließen können. Diese Querschnittsverminderung wird auf der Bahnstrecke in der Weise ausgeführt, daß die Schiene den der Berechnung entsprechenden Ohm'schen Widerstand besitzt. Auf den Haltestellen dagegen wird man die Aussparungen breiter machen, so daß der Widerstand der Längeneinheit den mehrfachen Wert des Streckenwiderstandes besitzt ■und daher ein Anfahren bei voller Zugkraft und normalem Stromverbrauch erreicht wird. Zur Verstärkung der induzierten Strömekann man die Schiene auch, etwa bei starken Steigungen,· mit einer Kurzschlußwickelung versehen.

Sowohl bei der Ausführungsform laut Fig. 2 wie auch bei der laut Fig. 4 ist eine Vorrichtung erforderlich, welche bei den während der Fahrt auftretenden seitlichen Schwankungen des Wagens eine Berührung zwischen der Schiene und dem Pole verhindert. Zu diesem Zwecke wird der Motor so aufgehängt, daß eine Verschiebung rechtwinklig zur Schienenrichtung ermöglicht wird, etwa indem ein den Pol tragendes Gestänge m mit Hülfe der Rolle 0 in der Führung ρ einigen Spielraum für seitliche Bewegungen besitzt (Fig. 6). In einen Zahn bezw. in mehrere Zähne eines jeden Poles ist ferner ein Führungsrädchen / eingelassen, welches nur wenig hervorragt und im allgemeinen die Schiene nicht berührt, bei starken, seitlichen Schwankungen des Wagens jedoch den Abstand des Poles sichert, d. h. dessen Anstoßen an die Schiene verhindert. Statt des Rädchens kann auch eine Rolle oder eine kugelförmige Führung angewendet werden, welche an einer Außenfläche der Pole befestigt wird.

Statt die Pole in dieser oder ähnlicher Weise verschiebbar anzubringen, kann man sie auch zur Erreichung desselben Zweckes pendelnd aufhängen.

Statt die üblichen zwei Schienen für eine durch einen Wanderfeldmotor betriebene Bahn beizubehalten, empfiehlt es sich, das Einschienensystem zu wählen, weil dieses so aus- geführt werden kann, daß es den für den Wanderfeldmotor nötigen Gitteranker (die Schiene / bezw. g) gleichzeitig bildet. Die Kosten für den Gitteranker werden hierdurch erspart, und da dieser gleichzeitig bei einer solchen Bahnanlage die Führung für den Wagen gibt, fallen die vorher beschriebenen Mittel zur Innehaltung der Distanz zwischen Pol und Schiene fort. Die Hauptschiene / (Fig. 7), zu deren beiden Seiten sich die Polpaare e bewegen und damit den Zug fortziehen, kann man bei Kurven nach der Außenseite hin etwas verstärken,· wodurch eine der Zentrifugalkraft entgegenwirkende magnetische Kraft gewonnen wird, die um so stärker wirkt, je schneller der Zug fährt.

Statt die Pole auf beiden Seiten einer Schiene anzuordnen, kann man den einseitigen magnetischen Zug durch eine kleine Änderung der Anordnung auch in der Weise beheben, daß die Pole einander abgewendet sind und auf zwei Schienen wirken, wie in Fig. 8 bei einem Aufzuge schematisch dargestellt; Jeder der beiden Pole e wirkt auf eine Schiene/ induzierend, wobei sich die Anziehungskraft beider Pole auf ihre Schienen aufhebt. Die Pole brauchen nicht direkt am Aufzuge, son-

dem können auch am Aufzugsseile angreifen, und können so bemessen werden, daß sie gleichzeitig als Gegengewicht dienen.

Da es auf die relative Bewegung zwischen den Polen und dein Anker ankommt, kann auch die Ankerschiene am Aufzuge angebracht sein oder als Gegengewicht dienen, während die Pole in den erforderlichen räumlichen Abständen voneinander fest angeordnet sind.

to Bei allen vorher beschriebenen Anordnungen erreicht die vorliegende Erfindung ihren Zweck, nämlich die Aufhebung der schädlichen Wirkung des einseitigen magnetischen Zuges vermittels zweier entgegengesetzt wirkender Zugkräfte. In einigen Fällen wird dieser Zweck jedoch noch einfacher erreicht werden, nämlich durch Nutzbarmachung dieses einseitigen Zuges, indem dieser der Schwere entgegenwirkt und daher das Gewicht der zu befördernden Last verringert. Dieses Verfahren läßt sich z. B.

^: bei Bahnen nach Art der sogen. Schwebebahnen anwenden. Der von den Hauptstützen der Bahn getragene I-Träger f (Fig. 9) kann wieder als Anker ausgestaltet werden, und zwar diesmal nicht an seinen Seitenwänden, sondern dadurch, daß das untere Querstück entsprechend stärker konstruiert wird. Die Pole e werden direkt unter diesem Träger auf dem Wagen angebracht, sie wandern, sobald ein zwei- oder mehrphasiger Wechselstrom in sie hineingeleitet wird, den Träger entlang und vermindern durch die magnetische Anziehung das Gewicht des Wagens. Auch bei einer solchen Anlage ist die Führung der Pole überflüssig.

Claims

Patent-Ansprüche:

i: i. Eine elektrische Beförderungsanlage iinter Benutzung eines Wanderfeldmotors, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker zu einer Platte oder Schiene (f g) ausgebildet und zu den Magnetpolen (e) in der Art angeordnet ist, daß die schädliche, einseitige magnetische Anziehung aufgehoben oder nutzbar gemacht wird, indem, wenn die Schiene (g) aus unmagnetischem Ma-_ terial besteht, auf der einen Seite ein Wanderfeldpol (e), auf der anderen Seite ein Eisenpaket (f) sich befindet, dagegen, wenn sie aus magnetischem Material besteht, auf beiden Seiten der Schiene (f) Wanderfeldpole (e) in einigem Abstande von der Schiene angebracht werden (Fig. 2 bis 7), oder indem zwei Pole bezw. Polgruppen und zwei Schienen in der Weise angeordnet sind, daß der magnetische Zug der beiden Pole auf die beiden Schienen nach entgegengesetzten Richtungen wirkt und sich daher aufhebt (Fig. 8), oder indem die gegenseitige magnetische Anziehung der Schwerkraft entgegenwirkt und so das Gewicht der zu befördernden Last vermindert.

(Fig· 9)·
2. Bei Beförderungsanlagen nach Anspruch ι die Ausbildung der Schienen (fg) 65' zu einem Gitter zwecks Gewichtsersparnis ·—■ und besserer elektrischer Ausnutzung und die Anordnung verschieden breiter Stäbe zur Erleichterung des Anfahrens.
3. Bei Beförderungsanlagen nach Anspruch ι eine Einrichtung zur Vermeidung einer Berührung zwischen Pol und Schiene bei etwaigen Abweichungen der Schiene aus der Mittellage, indem in den Pol (e) eine Führungsrolle (I) eingelassen ist, und indem der Pol (e) pendelnd oder quer zur Fahrrichtung verschiebbar angebracht ist.
4. Bei Beförderungsanlagen nach Anspruch ι die Verstärkung der Ankerschiene bei Kurven nach der Außenseite zum Zwecke der Verminderung oder Aufhebung der Fliehkraft.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.