her, ferner zwei starke rechteckige Holzsäulen (_g_), die ihrer
ganzen Länge nach zu durchbohren sind. Die Höhe der beiden Säulen muß
folgender Summe ~genau~ gleich sein: der Entfernung der unteren Seite
von _b_ bis zur oberen Fläche von _e_ plus 1 _mm_ plus der Dicke des
bewickelten Ankers plus 1 _mm_ plus der Entfernung der unteren Fläche
von _e¹_ bis zur unteren Seite von _b¹_. Durch die Längsbohrung von
_g_ und durch entsprechend einzubohrende Löcher in _b_, _b¹_ und _a_
wird eine an ihren Enden mit Gewinden versehene ~Messingstange~ (_h_)
gesteckt, und durch Aufschrauben der Muttern _i_ und _i¹_ werden
die einzelnen Teile fest zusammen gezogen. Es ist vorteilhaft, für
die Mutter _i_ in dem Grundbrett eine Versenkung einzubohren. Auf
der Unterseite von _g_ ist ein Einschnitt einzusägen, in den der
Bandeisenstreifen _b_ genau hineinpaßt, so daß die Säule nicht auf _b_
sondern auf _a_ aufsteht; natürlich darf der Einschnitt nur so groß
sein, daß auch _b_ noch genügend fest gehalten wird.
Für die Achse (_k_) des Ankers wählen wir eine je nach der Größe der
Maschine 5 bis 10 _mm_ starke Messingstange. Nach ihrer Dicke muß sich
die Weite der Bohrung durch den Holzkern (_l_) des Ankers richten.
Letzterer wird dadurch an der Achse befestigt, daß wir ihn an einem
an dieser angelöteten Messingblechscheibchen (_m_) anschrauben. Das
untere Ende der Achse ist ein wenig abzurunden und zuerst mit gröberer,
dann mit feinerer und schließlich mit allerfeinster Schmirgelleinwand
abzureiben. Unter der mittleren Bohrung von _b_ ist ein starkes
Glasplättchen (_n_) in _a_ einzulassen; es dient der Achse als
Auflager. Die beiden Lager (_o_) in _b_ wie in _b¹_ werden auf die
bekannte Weise mit Kupferdraht hergestellt und in den betreffenden
Bohrungen eingelötet (siehe Seite 22 u. f.). Die Lager sind ~sofort~
einzuölen.
Sind nun die einzelnen Teile in der angegebenen Weise montiert, so muß
sich der Anker ohne zu streifen zwischen den Polschuhen, von denen er
~höchstens~ 1 _mm_ Abstand haben darf, drehen lassen.
Es wären nun noch die Schleiffedern anzubringen. Sie sollen so den
Kollektor berühren, daß die Magnetpole an den Punkten α und β (Abb.
115) entstehen. Wie aus dem Schema Abb. 108 erhellt, entstehen die
Pole da, wo der Strom ein- und austritt. Die Verbindungslinie der
Berührungspunkte müßte also senkrecht stehen zu der Verbindungslinie
der Mitten der Magnetkerne. In Wirklichkeit aber ist die günstige Lage
der Berührungspunkte etwas im Sinne der Ankerdrehung verschoben. Da
wir diese Lage nur durch Probieren herausfinden können, müssen wir die
Schleiffedern an einem drehbaren Gestelle anbringen. Die günstige
Stellung können wir daran erkennen, daß beim Gang der Maschine die auf
dem Kollektor auftretenden Funken kleiner sind, als bei jeder anderen
Lage. Eine Platte aus dünnem Holz (Ahorn) oder besser aus Vulkanfiber
oder Hartgummi, deren Form aus Abb. 115 _p_ -- _p_ zeigt nur die eine
Hälfte -- hervorgeht, ist in der Mitte durchbohrt und wird so auf _b_
aufgelegt, daß die Achse durch diese Bohrung hindurchgeht. In jeder
Ecke dieser Platte wird ein in Abb. 114 mit _q_ bezeichneter 2 bis
3 _mm_ starker Kupferdraht befestigt. An je zweien auf der gleichen
Seite sich befindenden Drähten wird ein federnder Kupferstreifen
_r_ angelötet. _r_ ist so zu biegen und die zweimal rechtwinkelig
umgebogenen Drähte _q_ sind so zu stellen, daß die Schleiffeder unter
gelindem Druck auf dem Kollektor aufliegt. Hart neben _p_ ist ein Loch
in _b¹_ einzubohren und mit einem Gewinde zu versehen, in das die
Metallschraube _s_ (mit breitem Kopf) hineinpaßt. Indem wir nun _p_
während des Ganges der Maschine um die Achse drehen, können wir, wie
bereits erwähnt, die günstigste Berührungsstelle für die Schleiffedern
ausfindig machen und sie in dieser Lage durch Anziehen der Schraube _s_
fixieren.
[Illustration: Abb. 117. Bewickelungsschema.]
Wie die Spulen zu bewickeln und untereinander zu verbinden sind, geht
aus dem Schema Abb. 117 hervor.
[Sidenote: Bestimmung der Drahtstärken.]
Jetzt wollen wir noch sehen, wie wir die Stärken und Längen der Drähte
für unsere Bewickelungen bestimmen können. Man beachte folgende Punkte:
1. Der Widerstand der Bewickelung des Feldmagneten soll stets etwas
größer sein als der der Ankerwickelung (Feldmagnet = ⅗, Anker = ⅖). Der
Widerstand eines Drahtes ist proportional seiner Länge und umgekehrt
proportional seinem Querschnitte. Der Querschnitt _q_ berechnet sich
aus dem Durchmesser des Drahtes nach der Formel: _q_ = π · (_d_/2)²,
worin π = 3,14 ist. (Man benutze auch die Tabellen am Schlusse des
Buches.)
2. Der Widerstand in einem Ringanker ist gleich ¼ des Widerstandes im
ganzen Ankerdraht, da dem Strom zwei Wege, die nur halb so lang sind
als die genannte Ankerwickelung, offenstehen.
3. Bauen wir einen Motor mit Rücksichtnahme auf eine bestimmte
Stromquelle, so kann er um so größer ausgeführt werden, je mehr
elektrische Energie uns zur Verfügung steht. Die Energie eines Stromes
wird in Watt gemessen und ist gleich dem Produkt aus Spannung und
Stromstärke. 1 Watt gleich 1 Volt mal 1 Ampere (siehe auch zweiter
Vortrag S. 84 u. f.). Haben wir bei gegebener Energie verhältnismäßig
hohe Spannung und geringe Stromstärke, so ist es nach dem Ohmschen
Gesetze (S. 86 u. f.) vorteilhafter, längere und dünnere Drähte für
die Bewickelung zu verwenden, als wenn wir eine geringe Spannung und
eine große Stromstärke haben. Um einen Anhaltspunkt für die absoluten
Maße zu geben, sei folgendes gesagt. Ist der Feldmagnet eines Motors
an Größe dem Magnet einer mittelgroßen elektrischen Klingel gleich
und steht uns eine Batterie von etwa 3 bis 6 Leclanché-Elementen zur
Verfügung, so mag die Bewickelung des Feldmagneten gleich der der
betreffenden elektrischen Klingel sein, also für jede Spule etwa 20 _m_
eines 0,5 _mm_ starken Kupferdrahtes.
4. Schalten wir die Magnet- und Ankerwickelung hintereinander
(~Hauptstrommaschine~), das heißt so, daß der Strom zuerst die
Magnetschenkel umkreist, dann durch den Ankerdraht fließt und
schließlich wieder zur Stromquelle zurückkehrt (siehe auch Abb. 125),
so ist der Gesamtwiderstand der Maschine größer, als wenn wir die
beiden Wickelungen nebeneinander (~Nebenschlußmaschine~) schalten,
also so, daß sich der Strom beim Eintritt in den Motor teilt und
einerseits um den Feldmagnet, anderseits um den Anker fließt, um beim
Austritt aus der Maschine sich wieder zu vereinigen und zur Stromquelle
zurückzukehren (Abb. 126). Wollen wir einen Motor von vornherein als
Nebenschlußmaschine bauen, so ist der Widerstand der Ankerdrähte
eben so groß oder etwas kleiner zu wählen, als der der Drähte des
Feldmagneten. Näheres über die Unterschiede dieser Schaltungsweisen ist
bei der Beschreibung der Dynamomaschine ausgeführt (S. 148).
5. Um aus den hier gegebenen Anhaltspunkten die Drahtmaße für eine
der hier beschriebenen Maschinen berechnen zu können, vergleichen wir
zuerst den für den Motor zur Verfügung stehenden Strom mit dem, den
die unter 3. erwähnten 3 bis 6 Leclanché-Elemente liefern. Den inneren
Widerstand des oben erwähnten Motors berechnen wir mit Hilfe der
Widerstandstabelle (im Anhang) und erhalten für die Bewickelung des
Ankers 3,2 Ohm, dies sind ⅖ des gesamten Widerstandes: es kommen auf
den Feldmagneten ⅗, also 4,8 Ohm, so daß wir im ganzen einen Widerstand
von 8 Ohm erhalten. Haben wir einen Strom, der die doppelte Anzahl von
Watt liefert wie die 3 bis 6 Elemente, so sind die Dimensionen des
Motors etwa 1,5mal so groß auszuführen; der gesamte Widerstand (8 Ohm)
hat aber gleich zu bleiben für den Fall, daß auch das Verhältnis von
Spannung zu Stromstärke gleichgeblieben ist. Wollen wir dagegen den
Motor für einen Strom bauen, der zwar dieselbe Energie besitzt wie die
Leclanchébatterie, aber bei geringerer Stromstärke eine höhere Spannung
hat, so ist der Gesamtwiderstand der Maschine dadurch größer zu
machen, daß man mehr Windungen macht, also längeren und dünneren Draht
verwendet.
6. Sind wir nun über die Dimensionen und die Drahtwiderstände der
herzustellenden Maschine im klaren, so schätzen wir mit Hilfe der
Widerstandstabelle Länge und Stärke des Drahtes, der auf eine Spule
kommen soll, ungefähr ab. Um erkennen zu können, ob der Draht die
gegebene Spule auch ausfüllt oder auf ihr hinreichend Platz findet,
müssen wir den inneren Spulendurchmesser (also die Kerndicke) zu
dem äußeren Spulendurchmesser addieren -- die Maße sind immer in
Millimetern auszudrücken -- die Summe mit 2 dividieren und das Resultat
mit π (π = 3⅐) multiplizieren. Wir erhalten dadurch die mittlere Länge
einer Windung. Um die Zahl der Windungen festzustellen, müssen wir die
Dicke des Drahtes mit der Isolierung kennen.
Nehmen wir zum Beispiel an, der Kerndurchmesser sei 1 _cm_, der äußere
Spulendurchmesser 3 _cm_, die Spulenlänge 5 _cm_, der Widerstand des
Drahtes 1 bis 1,5 Ohm und die Drahtdicke hätten wir auf 0,5 _mm_,
mit der Isolierung also auf 0,7 _mm_, geschätzt. Wir wollen nun die
erforderliche Länge und den Widerstand berechnen.
Spulendurchmesser = 30 _mm_,
Kerndurchmesser = 10 _mm_,
somit mittlere Länge einer Windung
(10 + 30)/2 · π = 20 · ²²⁄₇ = 62,9 _mm_, rund 6,3 _cm_.
Wieviel Windungen haben auf der 50 _mm_ langen Spule eines mit der
Isolierung 0,7 _mm_ starken Drahtes Platz?
50 : 0,7 = #71,4# Windungen.
Wieviel Lagen gehen auf die Spule, wenn ihr Halbmesser 15 _mm_, der
Halbmesser des Kernes 5 _mm_ beträgt?
15 − 5 = 10 _mm_; 10 : 0,7 = #14,3# Lagen.
Somit ergeben sich 71,4 · 14,3 = #1021,02# Windungen. Jede Windung hat
eine durchschnittliche Länge von 6,3 _cm_, also ergibt sich für die
Gesamtlänge
rund 1021 · 6,3 _cm_ = #64,32# _m_.
Da die Dicke des Drahtes ohne die Umspinnung 0,5 _mm_ beträgt, so
ergibt sich nach der Tabelle ein Widerstand von
64,32 · 0,08 = #5,1# Ohm.
Wir haben also nicht sehr gut geschätzt; der Widerstand ist etwa 4mal
zu groß. Wir müssen deshalb die gleiche Rechnung nochmals für einen
etwas stärkeren Draht durchführen. Nehmen wir zum Beispiel für den
nackten Draht 0,7, für den umsponnenen 1 _mm_ an, so brauchen wir davon
31,5 _m_, deren Widerstand sich auf etwa 1,25 Ohm beläuft.
7. Die hier angegebenen Verhältnisse brauchen nur dann berücksichtigt
zu werden, wenn wir von dem Motor unter größtmöglicher Ausnützung
der vorhandenen elektrischen Energie Arbeit verlangen. Soll die
Maschine nur ein Spielzeug sein, das sich dreht, wenn man einen Strom
hineinleitet, so sind wir daran nicht gebunden und können die Maße für
die Bewickelungsdrähte ganz willkürlich wählen.
[Sidenote: Induktionsströme.]
Nachdem Rudi seine verschiedenen Motoren vorgeführt und erklärt hatte,
ging er dazu über, soviel über Induktionsströme zu sprechen, als
unbedingt zum Verständnisse der magnetelektrischen Maschine und der
Dynamomaschine nötig war. An einigen kurzen Experimenten zeigte er
zuerst die Haupterscheinungen der Magnetinduktion und dann die der
Elektroinduktion.
[Sidenote: Magnetinduktion.]
Zur Demonstration der Entstehung von Induktionsströmen hatte sich Rudi
eine große hohle Drahtspule gemacht, auf der nahezu 80 _m_ eines 0,5
_mm_ starken Drahtes aufgewickelt waren. (Es genügen für diesen Versuch
aber auch kleinere Spulen.) Eine größere Anzahl von Stricknadeln hatte
er einzeln magnetisiert (Magnetisieren siehe Seite 90 u. 140) und dann
so zu einem Bündel zusammengebunden, daß alle gleichnamigen Pole auf
derselben Seite waren. Dadurch war ein starker Stabmagnet entstanden.
Die Drahtenden der Spule verband Rudi mit seinem Vertikalgalvanoskop.
Sobald er dann den Stabmagnet in die Spule hineinschob, schlug die
Nadel des Instruments einen Augenblick nach der einen Seite aus;
als er ihn herauszog, geschah der Ausschlag nach der anderen Seite.
Das gleiche Experiment wiederholte er, indem er den Magnet viel
rascher hineinsteckte und herauszog; dabei wurden die Ausschläge des
Galvanoskopes größer als vorher.
Nach diesem Versuche schob Rudi eine kurze Betrachtung über die
Kraftlinien ein, über die er ja schon im zweiten Vortrag eingehend
gesprochen hatte. Er erklärte fernerhin, daß, wenn ein Leiter der
Elektrizität von Kraftlinien durchschnitten wird, in ihm elektrische
Ströme auftreten. In einem beliebig geformten Leiter sind die Ströme
ungeordnet und kommen nicht zur Geltung. Geben wir aber dem Leiter die
Form eines langen, zur Spule aufgewickelten Drahtes, so summieren sich
die kleinsten Stromimpulse zu einem durch seine Wirkungen erkennbaren
elektrischen Strome. Ein Strom wird nur so lange erzeugt, als die
Kraftlinien in Bewegung sind. Je rascher sie sich bewegen, desto
stärker ist der Strom. Der Strom, der beim Eintritte von Kraftlinien in
einem Leiter entsteht, ist in seiner Richtung dem Strom, der durch die
austretenden Kraftlinien hervorgerufen wird, entgegengesetzt.
[Sidenote: Elektroinduktion.]
Ähnlich wie ein Stahlmagnet wirkt eine von einem Strome durchflossene
Spule. Um auch das zu zeigen, hatte sich Rudi eine kleinere Spule
gemacht, die in die größere eingesteckt werden konnte. Auch die
kleinere Spule war hohl, so daß es möglich war, einen Eisenkern in sie
hineinzuschieben. Rudi führte den Versuch zuerst ohne, dann mit dem
Eisenkern aus. In letzterem Falle war die Wirkung bedeutend stärker, da
durch die Gegenwart des Eisens die Zahl der Kraftlinien sehr vergrößert
wurde.
Der dritte Versuch bestand darin, daß Rudi die kleine Spule mit dem
Eisenkern in der großen stehen ließ und den Strom zur kleinen plötzlich
ein- und ausschaltete. Beim Einschalten des Stromes erhielt er den
Ausschlag des Galvanoskopes nach derselben Seite wie beim Eintauchen
des Magneten; das Ausschalten entsprach in dieser Beziehung seinem
Herausnehmen.
Nach diesen einleitenden Versuchen ging Rudi zur Erklärung der
Wirkungsweise der magnetelektrischen Maschine über. Er hatte sich
selbst eine solche gefertigt, und wir wollen nun sehen, wie man dabei
zu Wege gehen muß, um zu einem sicheren und guten Ergebnisse zu
gelangen.
[Sidenote: Die magnetelektrische Maschine.]
Um eine gutgehende magnetelektrische Maschine herstellen zu können,
bedürfen wir vor allem eines starken Stahlmagneten, dessen Form von
der des Ankers abhängt. Von den drei uns schon bekannten Ankerformen
kommen nur die beiden in Abb. 118 dargestellten in Betracht.
[Illustration: Abb. 118. Ankerformen für magnetelektrische Maschinen.]
Für die Stahlmagnete eignet sich der dänische Stahl am besten; für
unsere Zwecke jedoch genügt gewöhnlicher Werkzeugstahl, der in 50 bis
70 _cm_ langen Stäben als Rund- und Bandstahl von den verschiedensten
Querschnittdimensionen in den Handel kommt. Es können auch Sägeblätter
verwendet werden.
Die Doppel-_T_-Anker sind für solche Maschinen geeigneter als die
sogenannten Hufeisenanker, haben aber den Nachteil, daß wir sie nicht
selbst herstellen können. Man kann sie dagegen bei jedem Mechaniker
kaufen.
Der Werkzeugstahl kommt meist in weichem, geglühtem Zustand in den
Handel; trotzdem ist es vorteilhaft, ihn vor der Bearbeitung nochmals
durchzuglühen. Da es sich hier um ziemlich starke Stücke handelt, wird
allerdings in den meisten Fällen selbst ein guter Bunsenbrenner nicht
mehr genügen, die Eisenstäbe richtig zum Glühen zu bringen.
[Illustration: Abb. 119. Die improvisierte Schmiedeesse (Schnitt).]
[Sidenote: Die Schmiedeesse.]
Wir müssen uns deshalb rasch eine kleine ~Schmiedeesse~ anfertigen. An
das eine Ende eines Gummischlauches stecken wir einen alten Trichter
aus Eisenblech, an das andere einen Blasebalg. Der Trichter wird mit
der Öffnung nach oben in eine mit Sand gefüllte Kiste gesteckt und
der Schlauch zu einem in die Seite eingebohrten Loche hinausgeleitet.
Die Trichteröffnung wird etwa zur Hälfte mit etwas mehr als nußgroßen
Kieselsteinen angefüllt. Den Schnitt durch diese Einrichtung zeigt Abb.
119.
Nehmen wir nun an, unser Anker habe einen Durchmesser von 25 _mm_
und eine Länge von 30 _mm_, so brauchen wir ein 60 _cm_ langes, 12
_mm_ breites und 3 _mm_ dickes, ferner ein 18 _cm_ langes, 15 _mm_
breites und 3 _mm_ dickes Stück Bandstahl. Ersteres wird in zehn, je
6 _cm_ lange, letzteres in vier, je 4,5 _cm_ lange Stäbe zerlegt. Wie
diese später zu einem Magnetstock angeordnet werden, geht aus Abb.
120 hervor. Um den Anker an einer möglichst großen Fläche nahe zu
umschließen, müssen in den einander gegenüberstehenden Magnetschenkeln
der Ankerkrümmung entsprechende Aushöhlungen angebracht werden
(siehe Abb. 120 _A_). Um die einzelnen Stäbe zu einem festen Ganzen
zusammenzuhalten, müssen die längeren an dem dem Ankerausschnitt
entgegenliegenden Ende, die kürzeren an beiden Enden durchbohrt
werden. Es erübrigt nun noch, alle Kanten, mit Ausnahme derer der
Ankerausschnitte, mit Feile und Schmirgelpapier wohl abzurunden.
Je dünner die einzelnen Stäbe sind, desto besser lassen sie sich
magnetisieren, weshalb sich Sägeblätter sehr gut eignen. Auch können
wir dann das Magnetisieren in Ermangelung eines starken Stromes durch
Streichen mit einem Stahlmagneten bewerkstelligen (siehe unten). Zum
Ausfeilen der Rundung für den Anker klemmen wir dann eine größere
Anzahl solcher Blätter zusammen in den Schraubstock und befeilen sie
mit der halbrunden Eisenfeile.
[Sidenote: Härten und Magnetisieren von Stahlstäben.]
Jetzt müssen die Stahlstäbe gehärtet werden. In einem Holzkohlenfeuer,
das wir auf unserer Schmiedeesse entfachen, werden sie einzeln bis
auf helle Rotglut erhitzt und dann direkt aus dem Feuer heraus in
kaltes Wasser geworfen. Nachdem so alle Stäbe gehärtet sind, werden
sie mit Schmirgelleinwand von der durch das Glühen entstandenen
Oxydschicht etwas befreit und müssen dann magnetisiert werden.
Zu diesem Zweck stellen wir uns eine Drahtspule her, in die die
Stahlstäbe gerade hineinpassen. Die Bewickelung muß so gewählt werden,
daß mit der uns zur Verfügung stehenden Stromquelle ein möglichst
~starker~ Gleichstrom durch möglichst ~viele Windungen~ fließt. Mit
Hilfe des Ohmschen Gesetzes (Seite 86 u. f.) ist es nicht schwer,
das festzustellen. Ist unsere Stromquelle überhaupt schwach, so
müssen wir den Strom entsprechend länger wirken lassen, was jedoch
den Mangel an Intensität bei weitem nicht ersetzen kann. Es ist weit
vorteilhafter, 12 Ampere 2½ Minuten wirken zu lassen, als z. B. 1
Ampere 30 Minuten. Nach einem andern Verfahren, das aber auch einen
starken Strom erfordert, verfährt man folgendermaßen: Man windet sich
aus 2 bis 2,5 _mm_ starkem, isoliertem Kupferdraht eine Spule, die
aber für die kürzeren Magnetstäbe nicht länger als 2 _cm_, für die
längeren nicht länger als 2,5 bis 3 _cm_ sein darf. In diese Spule
bringen wir den zu magnetisierenden Stab so, daß die Spule genau über
seiner Mitte liegt; erst jetzt wird ein möglichst starker Strom durch
die Windungen geschickt und der Stab so in der Spule etwa 15 bis 20
mal hin und her geschoben, daß das Stabende der einen Seite immer nur
bis zum Spulenende der gleichen Seite geführt wird. Man hört wieder in
der Mitte auf und zwar so, daß jede Stabhälfte gleich oft durch die
Spule gegangen ist; dann wird der Strom abgestellt. Steht uns kein
starker Strom zur Verfügung, so tun wir gut daran, das Magnetisieren
von einem zuverlässigen Mechaniker besorgen zu lassen. Stehen uns gute,
starke Stahlmagnete zur Verfügung, so können wir unsere Stäbe auch
durch Streichen magnetisch machen. Das einfachste Verfahren, wozu wir
auch nur ~einen~ Magneten brauchen, besteht darin, daß man erst den
einen, z. B. den Nordpol des Strichmagneten, in der Mitte auf den zu
magnetisierenden Stab aufsetzt, ihn unter starkem Aufdrücken nach dem
Ende zu führt, da hochhebt, in der Luft im Bogen zurückgeht, wieder
in der Mitte aufsetzt u. s. f. 10 bis 20 mal; dann wiederholt man
das gleiche Verfahren mit dem anderen Pol nach der anderen Seite des
Stabes. Bessere Resultate gibt folgendes Verfahren: Wir legen zwischen
2 Stabmagnete ein Holz, das so dick wie die Magnete und 1 bis 2 _cm_
kürzer als die zu magnetisierenden Stäbe ist; rechts liegt der Nordpol,
links der Südpol am Holz an. Darauf wird der Stahlstab so gelegt, daß
seine Enden auf den Magnetpolen aufliegen. Zwei weitere Stabmagnete
werden, durch ein 5 _mm_ dickes Hölzchen getrennt, so in der Mitte des
Stabes aufgesetzt, daß sie mit diesem Winkel von 45° bilden und daß
rechts der Nord-, links der Südpol aufliegt. Nun fährt man erst an das
eine Ende (nicht darüber hinaus!), dann über die Mitte weg nach dem
anderen u. s. f. 10 bis 20 mal und hört so in der Mitte auf, daß man
gleich oft über jede Hälfte gefahren ist.
Es ist besonders darauf zu achten, daß die eine Hälfte, also
fünf Stück, der längeren Stahlstäbe an dem mit dem Ausschnitt
versehenen Ende + (nord-) magnetisch, die andere Hälfte der Stäbe
an dem ausgeschnittenen Ende − (süd-) magnetisch werden. Mit einer
freischwebenden Magnetnadel stellen wir die Nord- und Südpole der
einzelnen Magnete genau fest und bezeichnen sie deutlich mittels
Tinte mit den Zeichen + und −. Nun werden diese Magnete in der aus
Abb. 120 hervorgehenden Anordnung zusammengestellt. Zwei Eisenstäbe,
die an beiden Enden mit Gewinden versehen sind, werden durch die
Löcher geschoben, und mit je zwei Muttern werden die Magnete fest
zusammengepreßt. Sollten an den Berührungsflächen der einzelnen
Magnete infolge des Glühens oder eines anderen Umstandes Unebenheiten
aufgetreten sein, so müssen diese durch Schleifen, was aber vor dem
Magnetisieren auszuführen ist, mit Schmirgel beseitigt werden, feilen
läßt sich gehärteter Stahl nicht mehr!
Den so gewonnenen Magnetstock können wir dadurch verstärken, daß wir
uns noch Magnete von passender Größe herstellen, mit denen wir die
Zwischenräume zwischen den einzelnen Stäben ausfüllen, natürlich unter
richtiger Berücksichtigung der Pole.
[Illustration: Abb. 120. Der aus einzelnen Stäben zusammengesetzte
Magnetstock.]
[Illustration: Abb. 121. Gleich- und Wechselstromabnehmer auf einer
Achse.]
Wir kommen nun zur Bewickelung des Ankers. Je länger und dünner der
Draht ist, den wir verwenden, desto höher ist die Spannung und desto
geringer die Stromstärke. Für eine Maschine in den hier angegebenen
Dimensionen dürfte ein 0,3 bis 0,5 _mm_ starker Draht die besten
Resultate ergeben. Die Drahtenden werden zu einem Kollektor geführt,
wie er schon auf Seite 123 beschrieben worden ist. Die Stellung der
Schleiffedern ist hier genau dieselbe wie dort. Außer diesem Kollektor,
der den in den Spulen induzierten Wechselstrom in Gleichstrom
umwandelt, können wir auch einen solchen zur Abnahme von Wechselstrom
auf der Achse anbringen. Er besteht einfach aus zwei nebeneinander
liegenden, aber voneinander isolierten Metallringen. Abb. 121 zeigt
beide Kollektoren nebeneinander auf einer Achse. Die Drahtenden der
Spule, die zu dem äußeren der beiden Kollektoren führen, müssen
natürlich ~unter~ dem inneren hindurchgehen.
[Illustration: Abb. 122. Verschiedene Formen für Feldmagnete.]
Verwenden wir statt des Doppel-_T_-Ankers den in Abbildung 118 _B_
abgebildeten, so ist der dazu nötige Stahlmagnet etwas einfacher
herzustellen. Abb. 122 zeigt drei verschiedene Formen. Für die
Verwendung von Sägeblättern dürfte die Form _C_ am geeignetesten sein;
natürlich müssen dann mehr als drei Streifen zusammengelegt werden. Die
Stirnfläche des Feldmagneten soll mindestens 1 _qcm_ groß sein.
Abb. 123 zeigt den Anker mit den Spulen (_d_) und deren Stellung zum
Feldmagnet (_a_) im Schnitt; _c_ ist die Achse, _b_ der Ankerkern, _e_
der Kollektor. Diese Teile sind den entsprechenden des auf Seite 123
beschriebenen Elektromotors in jedem Punkte gleich. Für die Bewickelung
gilt das nämliche wie beim Doppel-_T_-Anker.