DE195544C

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Publication number: DE195544C
Application number: DENDAT195544D
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Description

TP^e

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- Jig 195544 KLASSE 21 d. GRUPPE

BIRGER LJUNGSTRÖM in STOCKHOLM.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 28. Mai 1907 ab.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung an Dynamomaschinen, elektrischen Kraftmaschinen u. dgl. elektrischen Maschinen, besonders auf Gleichstromdyriä'mos und -Kraftmaschinen.

Die Geschwindigkeit, mit welcher ein Gleichstromerzeuger vorteilhaft betrieben werden kann, wird hauptsächlich durch die Vibration des sich drehenden Teiles begrenzt, welche

ίο Schwingungen den Kollektor und die Bürsten so stark erschüttern können, daß ein schlechter Gleitkontakt, starke Funkenbildung und daher Verlust an elektrischer Energie sowie . eine schnelle Abnutzung der Bürsten und des Kollektors eintreten.

Es dürfte hierin auch die Ursache zu suchen sein, daß die bei Dampfturbinen und Schleudertrommeln üblichen Vorrichtungen mit federnder Welle oder federndem Halslager bei elektrischen Maschinen noch nicht zur Ver-

. Wendung gekommen sind, weil die Selbsteinstellung, die bei diesen Vorrichtungen stattfindet, ein Unrundlaufen des Kollektors zur Folge haben würde.

Es wird selbst beim Dampfturbinenbetrieb die Betriebsgeschwindigkeit durch die erwähnten Verhältnisse und damit auch die Vorteile, die durch sehr hohe Umdrehungszahlen zu erreichen sind, begrenzt. Bemerkenswerte Vorteile wurden auch bei anderer Verwendung hoher Umdrehungszahlen, z. B. bei elektrischen Umformern für Wechsel- und Gleichstrom, erreicht werden können.

Die Erfindung bezieht sich' nun auf eine Anordnung am drehbaren. Teil der elektrischen Maschinen, wodurch hohe Umdrehungszahlen und federnde Lagerungen zulässig werden, ohne daß die erwähnten Ubelstände an Kollektor und Bürsten auftreten. Die Erfindung, welche auf den beiliegenden Zeichnungen in einer Anzahl von Ausführungsformen dargestellt ist, besteht darin, daß der Kollektor, z. B. eines Gleichstrommotors, nicht wie bisher auf der Welle des drehbaren Teiles (Ankerwelle) befestigt, sondern statt dessen in eigenen Lagern gelagert wird, die von den Vibrationen des sich drehenden Teiles in möglichst geringem Maße beeinflußt werden. Diese Schwingungen können somit nicht wie bisher auf den Kollektor übergehen, sondern dieser wird auch dann ohne Erschütterungen in seinen Lagern rotieren, wenn sehr große^: Ausschläge am drehbaren Teil der Maschine vorkommen. Der Kollektor muß dieser Relativbewegungen wegen sowohl hinsichtlich des mechanischen Antriebes wie auch der Stromleitung mit dem drehbaren Teil der elektrischen Maschine beweglich gekuppelt sein. Zur Erzeugung der Drehbewegung des Kollektors können verschiedene, zu anderen ähnlichen Zwecken gebräuchliche Kuppelungen mit Leichtigkeit verwendet werden. Was die stromleitende Verbindung betrifft, so kann diese nicht einfach nur durch Verlängern der Kuppelungsdrähte, sondern muß durch besondere, unten beschriebene Ausführungen erzielt werden.

Die Lagerung des Kollektors kann in verschiedener Weise geschehen. Die Welle 1 ist in Fig. ι in kugelförmigen Lagerschalen 2 ruhend dargestellt, die nötigenfalls von Federn 3 beeinflußt sein können. 4 ist der

Claims

Anker und 5 der Kollektor, der auf einem Rohr 6 angebracht und mit dem Induktor gelenkig verbunden ist.

Gemäß Fig. 2 ist der Kollektor 5 in besonderen Stützlagern 7 gelagert.

Ein Stützlager 8 ist bei der Ausführung gemäß Fig. 3 am Kollektor 5, im übrigen ohne Verbindung mit dem Maschinengestell angeordnet. Hierdurch werden die Vibrationen des Kollektors in noch höherem Grade reduziert,, besonders wenn das eigentliche Maschinengestell mit einer federnden Unterlage versehen ist.

Fig. 4 zeigt den Anker und den Kollektor auf einer stehenden Welle 9 angebracht, die z. B. mittels einer Turbine IO angetrieben wird und mit einem federnden Halslager 11 versehen ist.

Es ist selbstverständlich, daß verschiedene bekannte Lagerkonstruktionen zum Lagern des Kollektors benutzt werden können.

Eine bewegliche mechanische Verbindung zwischen der Welle und dem Kollektor kann beispielsweise nach der Ausführung der Fig. I, welche Fig. 5 in größerem Maßstabe zeigt, bewirkt werden. Die vom isolierten Ringe 12 umgebenen Kollektorlamellen 13 sind, wie oben erwähnt, auf einem von der Welle 1 getrennten Rohr 6 angebracht, das mittels eines zwischenliegenden Ringes 14 mit konkaver Seitenfläche an einem in entsprechender Weise geformten, auf der Welle festgeschraubten Ringe 15 anliegt. Als Mitnehmer für den Kollektor können beispielsweise ein oder mehrere in das Rohr 6 eingreifende Stifte 16 dienen.

Eine andere bewegliche Verbindung ist in Fig. 7 gezeigt, wo ein auf der Welle 1 befestigter Ring 17 mit Ansätzen 18 in entsprechende Aussparungen 19 des Rohres 6 greift, während andere Ansätze 20 in Nuten 21 des stärkeren Wellenteiles fassen, wodurch eine Art Universalgelenk gebildet wird. Die bewegliche stromleitende Verbindung zwischen dem Kollektor und dem Anker kann gleichfalls in verschiedenen Weisen ausgeführt werden.

Es sind gemäß Fig. 5 und 6, von denen letztere einen Horizontalschnitt nach A-B (Fig. 5) zeigt, mittels beweglicher Nietverbindungen 22 (Fig. 5) o. dgl. am Anker paarweise Platten 23 befestigt, während andere den Kollektorlamellen 13 anliegende Platten 24 zwischen die Platten 23 greifen und mittels Nietverbindungen 25 o. dgl. mit ihnen verbunden sind. Die verschiedenen Plattenpaare 23 und die Platten 24 sind voneinander durch einen Ring 26 aus Kautschuk o. dgl. mit Vorsprüngen 27 isoliert, und außerdem liegt eine Anzahl Federn 28 mit Anschlagsteilen 29 an dem Ring 26 an.

. Am Anker kann auch ein lameliierter Ring zur Erzielung der elektrischen Verbindung angeordnet sein. Ein Beispiel hiervon ist in Fig. 7 und 8 veranschaulicht, wobei letztere einen Horizontalschnitt nach C-D (Fig. 7) zeigt. Der genannte lameliierte Ring 30 ist mit den Kollektorlamellen 13 mittels Gruppen von dünnen Platten 32 verbunden, die zwischeneinander greifen und durch bewegliche Nietverbindungen 310. dgl. miteinander vereinigt sind; diese Plattengruppen sind abwechselnd an die Kollektor- und Induktorlamellen mit Hilfe schwalbenschwanzförmiger Kuppelungsstücke 33 angeschlossen, welche infolge ihrer radial nach außen zunehmenden Breite während der Rotation auf ihren Plätzen gehalten werden. Nach Fig. 10 und 11 besteht· die biegsame stromleitende Verbindung aus dünnen Blechlamellen 34, in solcher Form gebogen, daß die .Fliehkraft keine nennenswerte Formveränderung derselben bewirken kann.

Die biegsame Verbindung nach Fig. 12 und 13 besteht aus dünnen Platten 35 von ungefähr rechtwinkliger Dreiecksform, welche " zwischen den Kollektorlamellen 13 und dem lamellierten Ring 30 lose eingeführt und so angeordnet sind, daß die eine Kathete den Induktorlamellen 30 anliegt, während eine Feder 36 gegen die' andere Kathete wirkt, welche Feder die Platte auf deren Platz hält. Die Hypothenuse der Platten liegt einer mit konkaver Seite versehenen Platte an, die in einer entsprechend geformten Vertiefung in der Kollektorlamelle angebracht ist, in welche Vertiefung auch die Platte 35 ragt. Durch die Fliehkraft wird eine vollständig sichere und außerdem bewegliche Verbindung erzielt.

Die Fig. 14 bis 19 zeigen verschiedene Arten, um die zwischen dem Anker und dem Kollektor angeordneten Lamellen mit letzterem zu verbinden. Die Enden der Lamellen 38 sind gemäß Fig. 14 und 16 in Aussparungen der Kollektorlamellen 13 eingesetzt und werden in diesen durch Keile 39 festgehalten. Fig. 16 und 17 zeigen in punktierten Linien, wie die Lamellen 38 um einen ringförmigen Schwalbenschwanzvorsprung 40 der Ko.llektorlamellen 13 geführt und darauf in radialer Richtung um den genannten Vorsprung zusammengeklemmt sind.

Fig. 18 und 19 zeigen die Lamellen 38 in ähnlicher Anordnung, aber in Nuten 41 am Ende der Kollektorlamellen 13 eingeführt.

Pate nt-An serüche:

i. Schleifkontakt-Stromabgeber für elektrische Maschinen, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromabgeberteile ihre besondere Lagerung haben und mit dem

rotierenden Teil der Maschine (Ankerwelle) beweglich verbunden sind.
2. Schleifkontakt - Stromabgeber nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Kollektorlamellen mit der Ankerwicklung mittels beweglicher Kuppelteile stromleitend gekuppelt sind.
3. Schleifkontakt-Stromabgeber nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromabgeberteile durch ein mit dem Maschinengestell nicht unmittelbar verbundenes Lager unterstützt sind.
4. Schleifkontakt - Stromabgeber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß am rotierenden Teil ein besonderer in der Richtung des Umkreises lamellierter, z. B. ringförmiger Teil angebracht ist, dessen Lamellen gemäß den für die Kollektoren solcher Maschinen üblichen Methoden an die Drahtwicklungen des Drehkörpers (Ankers) gekuppelt sind und deren Lamellen gleichzeitig durch bewegliche Kuppelungen mit jenen des besonders gelagerten Kollektors in Verbindung stehen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.