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Geberdynamoanordnung für elektrische Umdrehungsfernauzeiger beliebiger
Stromart; insbesondere für Schiffe oder sonstige Fahrzeuge. Die bisher gebräuchlichen
Umdrehungsferaanzeigeranlagen bestehen darin,'daß ein Geberdynamo beliebiger Stromart
(Gleich-, Ein- oder Mehrphasenstrom) von der auf ihre jeweilige Drehzahl zu überwachenden
Maschinen-, Schiffs-oder sonstigen Fahrzeugwelle bzw. Achse mittels Riemen-, Seil-,
Ketten- oder .Zahnradübertragung angetrieben wird, während sie an ein oder mehrere
elektrische Geräte geeigneter Art, wie z. B. Volt-, Millivoltmeter oder Periodenzeiger
usw., angeschlossen ist, die in Umdrehungen geeicht sind.
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- Während einerseits die bekanntlich mit veränderlichem Schlüpfungsfaktor
behafteten Rieinen- u. dgl. Antriebe für viele Fälle, wo es auf größte Konstanz
der Anzeige ankommt, von vornherein ausgeschieden werden müssen, sind anderseits
die genannten andern Antriebsarten, in#Iesondere die Kettenantriebe, nicht nur einem
raschen Verschleiß, sondern auch häufigen Unterbrechungen zufolge Reißens ausgesetzt,
insbesondere bei rasch umsteuerbaren Motoren, wie z. B. den Dieselmotoren und sog.
E-Maschinen (elektrischen Maschinen) auf.Unterseebooten. Zahnradantriebe wiederum
bieten wohl eine große Betriebssicherheit und sind einem. nur geringen Verschleiß
ausgesetzt, verursachen, hingegen ein in manchen Fällen unzulässiges Geräusch, insbesondere
auf U-BDoten.
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Es ist nun bereits die Anordnung von Gebermagnetsystemen unmittelbar
auf der zu überwachenden Schiffs- oder sonstigen Fahrzeug-oder Maschinenwelle in
Vorschlag gebracht worden, so daß .jegliche mechanische Übertragung, wie Riemen,
Ketten, Zahnräder usw., wegfällt. Der feststehende Teil solcher elektrischer Gebervorrichtungen
war dabei aber auf einem Fundament befestigt, so daß der umlaufende Teil derselben
bei Vibrationen der Welle der Gefahr des Anstreifens an jenem umlaufenden Teil ausgesetzt
war. Zudem erfördert diese Anordnung natürlich eine sorgfältige Montage und hat
noch den Nachteil, daß jene Gefahr sich durch Auslaufen oder Lageveränderungen der
Lagerstellen der Welle derart vergrößert, daß sie sogar zur Zerstörung des Gebers
führt.
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Dies wird nun durch die Geberanordnung nach der nachstehend des nähern
beschriebenen und in den Fig. i und 2 der Zeichnung durch Beispiele veranschaulichten
Erfindung vermieden. Diese Geberdynamoanordnung für elektrische Umdrehungsfernzeiger
beliebiger Stromart, insbesondere für Gleichstrom und für Schiffe oder sonstige
Fahrzeuge, bei welcher der umlaufende Teil der Geberdynamo (Anker oder Feld) unmittelbar
um die zu überwachende Maschinen-, Schiffs- oder Fahrzeugwelle bzw. Achse o. dgl.
(wie z. B. i-, Fig. i) mit derselben zwangsläufig verbunden eingebaut ist, besteht
nämlich darin, daß deren feststehender Teil (Feld bzw. Stator, wie z. B. 7 bis 8a
und 17 bis 24 in Fig. i) nicht auf fester Grundlage, (Fundament) ruhend, sondern
in einem oder mehreren an ihm konzentrisch um' jene Welle i angeordneten
Lagern (wie z. B. 9, 9, Fig: i)
hängt und lediglich gegen Umdrehungen
in beliebiger Weise gesichert ist, z. B. durch einen Anschlag, wie er in Fig. i
rechts bei 27 dargestellt ist.
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Der Bau elektrischer Maschinen aller Art an sich ist hinlänglich bekannt
und bedarf daher keiner, weiteren Erläuterung. Im übrigen ist nun leicht einzusehen,
daß das Wesentliche der neuen Geberdynariioanordnung nach der Erfindung darin besteht,
daß nicht nur der umlaufende, sondern auch der feststehende Geberteil (Stator) allen
radialen und auch den achsialen Lageveränderungen der zu überwachenden Welle i zwangsweise
folgen muß, da er ja gleichfalls auf letzterer gelagert ist, so.daß, wenn die Welle
z. B. in Vibrationen gerät, was insbesondere bei einer Schiffswelle nach plötzlicher
Umsteuerung der Fall ist, auch der Geberstator mitvibrieren muß, er somit an dem
umlaufenden Geberteil auch in diesem Falle nicht anstreifen wird.
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In der Zeichnung Fig. i bedeuten: i die zu überwachende Maschinen-,
Schiffs- . oder Fahrzeugwelle bzw. Achse, 2 die Anker- und evtl. zugleich Kommutatorbüchse
des Gebers, 3 Innenrippen an derselben, 4 gegebenenfalls eine besondere Kommutatorbüchse,
5, 6 Schrumpfringe für die Kommutatorlamellen 12, 7, 7 a; 8, 8a die Statorgehäuseteile;
8b ein Schutzgehäuse für die letzteren bzw. den ganzen Geber, 9, 9 Lagerbüchsen
an dem feststehenden Geberteil (Stator 7 bis 8a), io Ankereisenblechpaket, ii Ankerwicklung
(Trommelsystem), 12 Kommutatorlamellen, 13, 14, 15, 16 Stromabnahmebürsten beliebiger
Art, insbesondere Bronzekohle- oder Metallblätterbürsten, 17, 18, 19,2o Feldmagnetpole,
21, 22, 23, 24. Feldmagnete, insbesondere Dauerstahlmagnete, 25 evtl. vorhandene
Feldmagnetwickelungen auf denselben behufs evtl. Fremderregung, 26. Verbundwinkel
der Statorgehäuseteile 7 bis 8a, 27 Anschlag für die letzteren, 28, 29, 30, 31 beispielsweise
je zwischen zwei anderen Bürstensätzen der vierpoligen Geberdynamo angeschlossene
Umdrehungsfernzeiger.
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In Fig. 2 bedeuten: i wiederum die zu überwachende Welle, 36 die Anker-
und evtl. zugleich Kommutatorbüchse, 37 deren Innenrippen, 38, 40, 42, 46 mehrteilige
Stützringe für die Kommutator- bzw. Ankerbandagen 39, 41, 43 und 47, 45 z. B. eine
besondere' Ankerbandalte, die unmittelbar auf die durch Nuten oder Löcher 57 in
der VerLtärkungswand-44 des Ankereisenblechpaketes 56 geführte Wicke- . lung 6o
frei gewickelt ist,. 48, 48 a, 49, 49 a Teile des Statorgehäuses, 50 dieselben
radial tragende und führende Kugel- oder Rollenlager, 5.z deren Drehbolzen, 52 deren
Halter, die an den Statorgehäuseteilen 48 bis 49a befestigt und evtl. radial verstellbar
sind, 53 Kugel- oder Rollenlager, die an den Statörgehäuseteilen 48 bis 49' befestigt
sind, um diese achsial an der Anker-bzw. Kommutatorbüchse 36 zu führen, 54 ihre
Drehbolzen, 55 deren Halter, die an den Statorgehäuseteilen 48 bis 49a befestigt
und z. B. durch . Unterlägen verschiedener Dicke achsial verstellbar sind, 56 Ankereisenblechpakete,
57 äußere, 58 innere Wicklungsnuten <>der Löcher in den Blechpaketen, 59 innere
Isolation der Blechpakete 56 und der Wicklung 6o gegen die Ankerbüchse 36, 6o Ankerwicklung
nach Grammscher Art, 61 Kommutatorlamellen, 62, 63, 64, 65 . Stromabnahmebürsten,
deren diametral gegenüberliegende z. B. in bekannter Weise unmittelbar odedurch
Widerstände leitend miteinander verbänden sein können, ebenso wie die Bürsten 13,
15 bzw. 14, 16 in Fig. 1, 66, 67, 68', 69 Feldmagnetpole, von denen 69 nicht gezeichnet
ist, 70, 71, 72, 73 Feldmagnete, insbesondere Dauerstahlmagnete, von denen nur 7o
und 71' in der Zeichnung zu sehen sind. 74 eine als Beispiel gezeigte Feldmagnetwicklung
im Falle der Anwendung solcher behufs Fremderregung des Gebers, 75, 76, 77, 78 und
79 Umdrehungsfernanzeiger, von denen z. B. 75 und 79 zu dem bereits bei Fig. i genannten
Zweck je zwischen die Bürsten 62 und 65 bzw. 63 und 64, die übrigen drei Anzeiger
z. B. parallel zwischen die Bürsten 62 und 63 geschaltet sind.
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Der Geberanker wird am besten für Niederspannung (2 bis 6 Volt) und
dagegen große Stromstärke, also dickdrahtig oder mit Stabwicklung ausgeführt, z.
B. in Formeines Trommelankers. (wie z. B. ii,. Fig. i). Diese Spannungen genügen
nach neueren Erfahrungen völlig, um noch Anzeiger mit genügend kleinem; d. h. auch
z. B. auf Kriegsschiffen mit hoher Raumtemperatur . noch zulässigem Ohmschen Temperaturkoeffizienten
anwenden zu können, während andererseits bei einem solchen Geber der Spannungsabfall
im Anker, selbst bei gleichzeitigem Anschluß einer größeren Anzahl Anzeiger, praktisch
kaum- bemerkbar ist und Kurzschlußströme in einer Anzeigerleitung ohne Schwächung
des Dauermagnetfeldes des Gebers ,verlaufen, wenn sie aber in gewisser Entfernung
vom Geber entstehen, sogar unbeschadet bestehen bleiben können, indem sie dann nur
wenige Arüpere Stärke erreichen und kaum einige Prozent Spannungsabfall im Anker
verursachen.
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Da ein solcher. Niederspannungsgeberanker auch wenig empfindlich gegen
mechanische oder chemische Einwirkung (Feuchtigkeit, Seewasser usw.) ist, so kann
er demnach ungeteilt schon bei Montage einer Schiffswelle i auf dieselbe mit seiner
Büchse (2, Fig. i) aufgeschoben und auf ihr verkeilt oder sonstwie gegen Verdrehung
gesichert werden, während der Stator (wie z. B. 7 bis 8_a; Fig. i) in üblicher Weise
um den Anker gebaut sein
könnte. Um aber letzteres und die dafür
nötigen Kosten zu erübrigen; besteht die Geberdynamoanordnung erfindungsgemäß darin,
daß jener feststehende Teil (Feld oder Stator, wie z: B. 7 bis 8a, 17 bis 24, Fig.
i) nicht auf fester Grundlage (Fundament) ruht, sondern daß er in einem oder, mehreren,
an ihm konzentrisch um die jenen umlaufenden Teil (Anker) tragende Maschinen- Schiffs-
oder Fahrzeugwelle angeordneten Lagern (wie z. B. 9, 9, Fig. i) hängt und lediglich
gegen Umdrehungen in beliebiger Weise gesichert ist, z. B. durch einen Anschlag
27 (Fig. i).
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Anstatt in Gleitlagern (9, Fig. i) wird _ der Stator (Feld) aber zweckmäßiger
in Kugel-oder Rollenlagern auf der Welle i gelagert. Da aber z. B: eine Schiffswelle
oft mehr als 300 mm Durchmesser hat, so würden um sie passende Kugellager
zu teuer kommen. Statt dessen besteht eine Ausführungsform darin, daß als Lager
mindestens zwei radial wirkende, sich an der Welle i abrollende Kugel- oder Rollenlager
kleineren Durchmessers (wie z. B. 5o, Fig. 2) an dem feststehenden Teil wie z. B.
7, 7a bzw. 8, 8a, Fig. i, oder an 48, 48a bzw. 49, 49a, Fig. 2) angeordnet
sind, und zwar im Falle von nur zwei Stück Lagern insbesondere zum Tragen der Gewichtslast
des Stators, während die übrige radiale Führung z. B. durch einfache Gleitanschläge
bewirkt werden kann. Im Falle einer Mehrzahl von Kugellagern (z. B. von je drei
oder mehr um entsprechende Drehwinkelgegenemander versetzt angeordneten Lagern)
dienen sie' dagegen gleichzeitig auch zur allgemeinen radialen Führung, während
in jedem Falle zur achsialen Führung gegen die Ankerbüchse (2, Fig. i, bzw. 36,
Fig. 2) wiederum einfache Gleitlager (wie z. B. 9, Fig. i) oder Gleitanschläge oder
aber mindestens zwei Kugel- oder Rollenlager (wie z. B. 53, Fig. 2) angeordnet sind.
Solche Gleitanschläge können bekanntlich in Zylindersegmenten von kurzer Bogenlänge,
also z. B. in Segmenten der vollen Lagerbüchsen 9 (Fig. i) bestehen.
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Es ist jedoch nicht immer angängig oder erwünscht, den einteiligen
Geberanker, wie z. B: in Fig. i angenommen, über die Welle i schieben' zu müssen,
oder es ist dies z. B. nicht möglich, weil letztere aufgeschrumpfte Kupplungsbünde
hat. Alsdann besteht. eine Ausführungsform der Geberdynamoanordnung. darin, daß
ihr umlaufender Teil (Anker oder Feld): mehrteilig ausgeführt, wie es, in Fig 2
an einem Beispiel gezeigt ist, und erst an Ort und Stelle um die bereits betriebsfertig
montierte Welle i umgebaut wird. Gemäß Fig. 2 ist die Zweiteilung des Ankers z.
B. mittel von der Mitte des Feldpoles 67 ausgehenden, diametral verlaufenden Schnittes
angenommen, derart, das Ankereisen 56, die -Is:olation 59 und die Ankerbüchse 36
in zwei Hälften teilend; während die in den Nuten 57 eingebettete Stabwicklung 6o
des Ankers nach Grammescher Art, lediglich in bezug auf ihre Kommutatorverbindungen
an der Schnittstelle getrennt ist, die .nach Umbau des Ankers um die Welle i leicht
nachträglich an den zwei betreffenden Kommutatorsegmenten (wie 61 usw.) in bekannter
Weise zusammen verlötet werden können. Die Schnittstellen des Kommutators 61 selbst
führen am einfachsten je durch ein Isolationssegment, wie in Fig. 2 angenommen ist.
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Danach wird den Teilen des Ankers der nötige Zusammenhang entgegen
der Fliehkraft z. B. durch um sie gelegte Bandagen verliehen, z. B. eine Umwicklung
aus Stahl- oder Bronzedraht oder Band (wie z. B. 45, Fig. 2), und es wären solche
natürlich auch an andern Stellen, so z. B. bei 47 um den Anker sowie z. B. bei 41
und an einer zweiten Stelle auf den Kommutator 61 isoliert aufzubringen.
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Bei einer Ausführungsform werden die Bandagen (wie z. B. 39, 41, 43
und 47,- Fig. 2) auf besonderen, mehrteiligen, am besten mit Rändern versehenen
Stützringen (wie z: B. 38, 40, 42 und 46, Fig. 2) angebracht, die gleichzeitig 46
zur Fassung des Ankereisens 56, *hier z. B. zusammen mit der besonderen Verstärkungsscheibe
44, bzw. zur Fassung der etwa vorhandenen Kommutatorsegmente 61 dienen (wie z. B.
g8 und 42) und am besten je gegenseitig verschraubt oder vernietet sind, evtl. isoliert
wegen der Wirbelströme: Wie bereits erwähnt, besteht der mehrteilige umlaufende
Teil am besten in - einem Anker nach Grammescher Art mit Dickdraht- ode-: Stabwicklung
für niedrige Spannung, deren Außenleiter durch Nuten oder Löcher (wie z. B. 57,
Fig. 2) des Ankereisens 56 geführt sind, indem die Wicklung eines Trommelankers
(wie z. B. Fig. i) nicht zu beiden Seiten eines diametralen Schnittes liegt. Selbstverständlich
können auch die Innenleiter einer solche; Gramme-Wicklung (Fig. 2) durch Nuten bzw.
Löcher (wie z: B. 58, Fig. 2 rechts oben) de:, Ankereisens 56 geführt werden, oder
aber dieses kann innen entsprechend weiter ausgebohrt sein (vgl. Fig. 2'rechts oben),
und die Innenleiter 58 alsdann als innere Oberflächenwicklung an ihin (56) anliegen
und so gleicL-zeitig als antimagnetische Isolation des Ankereisens gegen die Ankerbuchse
oder Welle i dienen.
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Des weiteren werden bei der Geberdynämoanordnung die elektrisch wirksamen
umlaufenden Teile bzw. das Ankereisen und der etw;: vorhandene Kommutator, auf,
einer Büch@c (wie z. B. 2, Fig. i, bzw. 36, Fig. 2) angeordnet, die mit nach innen
ragenden Rippen (wie z: B. 3. Fig. i, bzw. 37, Fig. 2) versehen ist, um deren Ausbohrung
dem jeweils in Betracht kommenden
Durchmesser der Welle i ohne
Änderung der Ausbohrung jener wirksamen umlaufenden Teile anpassen, somit eine Gebertype
für- verschiedene Wellendurchmesser i anwenden zu können.
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Im übrigen'wird der, feststehende Teil (Sta-Ior, Feld) des Gebers
in an sich bekannter Weise mehrteilig ausgeführt, um ihn insbe-_>öndere auf Schiffen
und im Falle der Einteiligkeit des umlaufenden Teiles (Ankers, wie z. B. Fig. i)
beliebig später wie diesen einbauen zu können, wobei seine Teile. außer mittels
an ihren Lagerarmen angebrachter üblicher Augen,(vgl. Fig. i rechts), z. B. mittels
je an den zugehörigen Hälften der geteilten Feldpole (wie z. B. 18, 2o, Fig. i)
befestigter Verbundwinkel (wie z. B. 26) zusammen verschraubt sein können. Selbstverständlich
könnte die Teilungslinie des Stators bzw. Feldpolgestelles statt dessen z. B. um
45' versetzt, d. h. durch die Mitten der Feldinagnete. (z. B. in Richtung der Leitung
an Bürste 13, Fig. i) verlaufen, was jedoch im Falle von Dauermagneten ungünstiger
wäre.
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Bemerkt sei, daß natürlich auch Geberdynamos beliebiger anderer Bau-
und Stromart, insbesondere solche für Wechsel- oder Mehrphasenstrom, oder erwünschtenfalls
z. B. auch zweipolige Gleichstromkollektormaschinen derart als Geber einer Urimdrehungsfernanzeige_-anlage
angeordnet, werden können.
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Im Falle einer, mehrpoligen Gleichstromkollektordynamo als Geber mit
urfiter ent-@.prechenden Drehwinkeln verteilter Anzahl Bürstensätze (wie z. B. 13
bis 16, Fig. i; bzw. 62 bis 65, Fig. 2) besteht eine Ausführungs-:`orm darin, daß
unter Vermeidung einer unmittelbaren Verbindung der gleichpoligen Bürstensätze (d.
h. z. B. voll, 13 mit 15 und von 14 mit 16, Fig. i) zwischen je zwei auf- ', einanderfolgenden
Bürstensätzen (wie z. B. 13, 14, Fig. i, oder 62, 63; Fig. 2) je nur ein oder mehrere
der gesamten Anzeiger (wie z. B. 28 bis 31, Fig, i, bzw. 75 bis 79, Fig. ä) angeschlossen
sind, zum Zweck, deren gegenseitige Beeinflussung, insbesondere aber die Wirkungen,
eines Kurzschlußstromes in einer der Anzeiger-Leitungen auf die andern Anzeigerleitungen
und Bürsten zu mildern. Indessen können jene gleichpoligen Bürsten durch Widerstände
verbunden sein. j Die Wirkung dieser Anordnung ist nämlich die, daß mangels solcher
unmittelbarer Bürstenverbindungen ein zwischen zwei benachbarten Bürstensätzen entnommener
Nutz- oder Kurzschlußstroin zum größten Teil nur in der dazwischenliegenden Ankerabteilung(z.
B. zwischen den Bürsten 13 und 14, Fig. i) verläuft, somit der durch seine Abzweigung
in den z. B. drei übrigen Ankerabteilungen (Fig. i) eine weit geringere. Stärke
und störende Wirkung erlangt: