OSZETZKY GÁBOR:* ZIPERNOWSKY
K Á R O L Y K E V É S B É ISMERT
TALÁLMÁNYAIRÓL
A technika fejlődésének jelentős meggyorsulását az ipari forradalomtól szá mítjuk. Ekkor érlelődik meg társadalmi és gazdasági szempontból e g y a r á n t az az igény, hogy a t u d o m á n y o s és technikai fejlődéssel járó „ t ö b b l e t e t " mind gazdasági lag, mind társadalmilag kihasználhatóvá tegyék. A technika teljes területén általá nos és intenzív minőségi és mennyiségi gyarapodás indul meg, amely először csak a gazdaságilag fejlettebb országokban, később azonban egyetemesen is elterjed. Nem vitás, hogy a kiváltó okok többrétegűek, de a t u d o m á n y o s fejlődós minden esetben jelentős szempont. A technika ágazatai ezt az utat egyedenként is bejárják. Kora van a b á n y á szatnak, a k o h á s z a t n a k , beszélhetünk a vegyipar virágkoráról és említést t e h e t ü n k az elektrotechnika reneszánszáról is. Ez utóbbi számunkra különös jelentőséggel bír. A XIX. század vége ós a XX. század eleje, t e h á t az egyetemes elektrotechnika kialakulásának kezdeti 50 éve szinte telítve van magyar nevekkel. Az ekkor m á r jól ismert Ganz gyár egy új részlege, amely elektrotechnikai osztály néven alakult meg 1878-ban, olyan nevekkel fémjelzi eredményes működését, mint Zipernowsky Károly, Déri Miksa, B l á t h y Ottó, K a n d ó K á l m á n s a n é h á n y évtizeddel őket k ö v e t ő , szellemi koncepciójukban hozzájuk méltó Verebély László, Liska József, a közel m ú l t b a n elhunyt Mándi Andor, vagy Ratkovszky Ferenc. Legjelesebb találmányaik a világ minden táján megtalálhatók s ha az évtize dek során módosultak is, szilárd eszmei alapját a d t á k a ma erősáramú elektro technikájának. Neveik elsősorban a villamosenergia elosztás jelenlegi elvei, a transzformátor, a n a g y v a s ú t i villamosvontatás, a mindenki által jól ismert „villanyóra" megalko t á s á v a l íródtak be a technikatörténet a r a n y k ö n y v é b e . Alkotóik azonban nem álltak meg egy-egy t a l á l m á n y kivitelezésénél. Az évek során mind t ö b b és t ö b b szabadalom, újítás és elképzelés valósult meg kezük alatt. Ezeket a ma embere legnagyobbrészt ismeri s ha t a l á n nem is egészen abban a formában, ahogyan 50—60, esetleg 80 esztendővel ezelőtt megvalósultak, de végső soron elvekben azonosan m ű k ö d n e k és töltik be funkcióikat. Talán csak egy dologban v á l t o z t a k : eltűnt mellőlük a n é v , amely valamikor egy szabadalmi leírásban, vagy szakcikk alján szerepelt s ma csak használjuk őket, esetleg t u d o m á s u n k van jelenlétükről. A most ismertetésre kerülő szabadalmak eszmei szerzője Zipernowsky K á r o l y . Újításainak száma t ö b b tucatra t e h e t ő , csak 1880 és 1896 között mintegy negyve net szabadalmaztatott. (Mindezeket meg is jelentette 1900-ban: Zipernowsky •Országos Műszaki Múzeum, Budapest
Károly saját és másokkal közösen szabadalmaztatott t a l á l m á n y a i az elektro technika és rokon iparágak köréből, c. m u n k á j á b a n . ) Az ezek közül kiválasztott n é h á n y nem tartozik a legbefutottabbak közé, de talán éppen ezért feltétlenül érdemes bemutatni őket, mert híven tükrözik alkotójuk zseniális sokoldalúságát. Zipernowsky ismeretei és érdeklődése az elektrotechnikával kapcsolatos számos iparágra kiterjedt. A közlekedéstől a szerszámgépekig, a műszeripartól a háztar tási eszközökig minden t é m á b a n otthonos volt s elgondolásait szinte kivétel nélkül mindig siker koronázta. E közleménynek nem célja kutatni azt, hogy a leírt t a l á l m á n y o k végül is csak Zipernowsky nevéhez fűződnek-e. A lényeg az, hogy születésük a t u d o m á n y o s meglátás és a gyakorlati megvalósítás szerencsés találkozásának köszönhető. S ennek hordozója Zipernowsky Károly mérnök s egyetemi t a n á r .
?
5
1. ábra. A változtatható fé yerejű ívlámpa kapcsolási rajza. n
Változtatható fényerejű
ívlámpa.
1881.
Az 1. á b r á n l á t h a t ó h á r o m (1; 2; 3;) bejövő vezeték egy kapcsolószerkezetre kerül, amelyet Z kar forgatásával m ű k ö d t e t h e t ü n k . A Z karhoz rögzített z fogasív elforgatásakor időrendben kontaktust létesít, vagy szünetet meg a h á r o m kapcsolópólus segítségével. A kapcsolóháztól az á r a m S mellékáramkörre j u t , amely annyi tekercsből áll, a h á n y fokozatú a fényerőszabályozás, esetünkben h á r o m . Az 1. vezeték közvetlenül az S tekercsre csatlakozik, míg a 2. és 3. számú egy-egy elektromágnesen keresztül j u t ugyanerre a pontra. Az S tekercshármas azonos hosszúságú, de különböző keresztmetszetű anyagból készül, így ellenállá saik a keresztmetszet függvényében változnak. (Gyakorlatüag s ö n t k é n t foghatók fel.) A 2. és 3. vezeték elektromágnese 8 kör ellenállását változtatja, miáltal a főáramkör á r a m a is változik, így a változó á r a m h a t á s á r a változó fényerőt ered ményez. A szabadalom t o v á b b i része a szénszálak üzemszerű rövidülésével bekövet kező fényponteltolódás kiküszöbölését írja le. Ennek gyakorlati kivitelezése egy k e t t ő s parallelogramma megoldással történik — l d . ábra — ahol egy q súly alkal mazásával a k é t szénszál k, k' tehermentesíthető. A szabadalmi igények t o v á b b á a felső szénszál utáneresztését biztosító kilincs műre és egy különleges megoldású széntartó szerkezetre vonatkoznak.
Galvanikus szekunder telep. 1882. Ismert dolog, hogy az a k k u m u l á t o r o k kapacitása az elektródafelületek függ vénye, í g y van ez az ólom-akkumulátor esetében is, melynek negatív sarka ólom, pozitív pólusa pedig ólomoxid. Mindeddig nehézséget okozott a tiszta fém és az oxidréteg között a jó fémes érintkezést és a biztos felületi t a p a d á s t létrehozni. Ez u t ó b b i t az ú n . indifferens anyagok hozzávegyítésével érték el, amelyek azonban az ólom „fémtisztaságát" r o n t o t t á k . Az így kialakított elektródák tömeg-felület a r á n y a kedvezőtlen volt, tetemes súlytöbbletük miatt. A szabadalmaztatott a k k u m u l á t o r éppen ezeket a h á t r á n y o k a t küszöböli k i azáltal, hogy nagy elektróda felületeket biztosít a tömeg-felület a r á n y jelentős javításával. Az eljárás lényege az, hogy galvanikus, vagy mechanikus ú t o n — p l . ólomreszelékkel — ólomlemezeket vonunk be, majd elektromos töltés és kisütés során oxidáljuk a felületeket. Az így létrehozott, megnövelt felületű ólomlemezek éppen az oxidréteg miatt kellő stabüitással rendelkeznek. A kialakított ólom-ólomoxid lemezeket k í v á n t vastagságú kötegekké egyesítik s azokat a t o v á b b i stabilitás növelés végett valamilyen lyukacsos anyaggal, p l . flanellal, vonják be. Az eljárás t o v á b b i része m á r ismert: saválló edénybe helyezve, megfelelő elektrolittal — esetünkben 25 — 30 százalékos kénsavval — feltöltve az a k k u m u l á tor m á r megnövelt kapacitással rendelkezik.
Félfüggesztő készülékek izzólámpákhoz
tűzveszélyes
helységek számára.
1884.
Gyakran felmerülő igény olyan helyiségek világítását megoldani, amelyek robbanás-, vagy tűzveszélyesek. Miután az izzólámpák igen vékony, s ebből adódóan igen törékeny üvegből készülnek, célszerűnek látszik azokat valamilyen védőburkolattal ellátni. Ezt a követelményt eddig dróthálóval, esetleg homályos üvegbúrával o l d o t t á k meg. Az alkalmazott üvegvastagság 3 m m volt.
2. ábra. Tűzbiztos izzólámpa kivitelezési rajza
Az ismertetésre kerülő szabadalom esetében az alkalmazott védőbúra-anyag vastagsága 4 — 5 m m , ezáltal szilárdabb és az egész felfüggesztésnek nagyobb sta bilitást kölcsönöz. A védőbúra alakja — l d . 2. ábra — a kívánalmakhoz igazodó, peremmel el l á t o t t , három csavarral rögzíthető. Az izzó a búra által zárt, papírral, nemezzel, vagy r u g g y a n t á v a l hermetikusan t ö m í t e t t térben helyezkedik el. Az üvegbúra a tokhoz csatlakozik, amely a foglalatot, a vezetékek bekötését, esetleg a kapcsolót is m a g á b a foglalja. Felső része elkeskenyedő, s a bejövő k é t vezeték helyigényéhez illeszkedő furattal biztosítható a bekötések tehermentesítése. A fényterelést sza bályozó reflektáló felület is szabadalmi igény.
Dinamóelektromos
szabályozó.
1887.
(Zipernowsky K . — Déri M.) A szinkrongenerátorok elterjedése előtt az á r a m o t olyan dinamókkal hozták létre, melyek fordulatszáma nem elektromos ú t o n volt szabályozott. A dinamó kapcsain fellépő feszültség első közelítésben az alábbi formula szerint alakul: TJ = c<2>n; ahol c-konstans, 0 a fluxuskapcsolódás, n pedig a fordulatszám. Ebből is könnyen b e l á t h a t ó , hogy a kapocsfeszültség egyenesen arányos a fordulatszámmal. Ha a terhelés csökken, a hajtógép felpörög, növekszik a feszültség. A fogyasz t ó k nagy része feszültségérzékeny — világítás — t e h á t az elektromos terhelés csökkenésével járó fordulatszám-növekedést valamilyen ú t o n szabályozni kell. Ezt a célt szolgálja a következőkben ismertetett szabadalom, amely t ö b b változat ban is papírra került. Az elgondolás alapja az, hogy a motor mellék-, vagy főáramkörébe helyezett v á l t o z t a t h a t ó ellenállás nagysága a fordulatszám függvényében értelemszerűen változzék. A 3. á b r á n l á t h a t ó R regulátor L karja a hajtómotor fordulatszámától függően emelkedik, vagy süllyed. A szabályozókarnak ez a mozgása egy higannyal telt edény szintjét változtatja, amelybe az előtétellenállás ferdén lemetszett végei n y ú l n a k . Ezáltal az edény magassági helyzetétől függően t ö b b , vagy kevesebb ellenállás kapcsolódik sorba a motor állórészével. Az ellenálláson eső feszültség pedig végső soron a motor fordulatszámára hat. A másik megoldás a 4. ábrán l á t h a t ó . A váltakozó á r a m ú gép főáramkörébe sorosan kapcsolt 8 szolenoid L vasmagra hat. A vasmag szolenoidhoz viszonyított helyzete a főáramkör á r a m á t ó l , t e h á t a fordulatszámtól függ. Az á r a m nagyságától függően a mellékáramkörben bekapcsolásra kerülő W ellenállások B elektromág nesre dolgoznak. Az ábrából egyértelműen adódik, hogy a főáramköri áramnövekedés a ger jesztőáramot csökkenti, ez a t é n y pedig éppen az előbb leírtak alapján fordulat szám-csökkenést okoz.
3. ábra. Dinamoelektromos szabályozó egyik kivitelezési formája
4. ábra. Dinamoelektromos szabályozó
Új eljárás rugók edzésére elektromos úton. 1888. A rugók edzése olyan módon történik, hogy lángon bizonyos izzási hőfokig hevítjük, majd alkalmas közegben — víz, olaj, vagy higany — hirtelen lehűtjük őket. E z u t á n a kilágyítás következik, amely bizonyos hőmérsékletre való hevítés u t á n egyenletes lehűlést kíván. Ez utóbbi eljárás során könnyen előfordulhat, hogy az egyenetlen felmelegedés következtében a rugó különböző helyei m á s és m á s keménységi fokot nyernek. A lehűtési fázisban vigyázatlan kezelés esetén a rugó alakja k ö n n y e n megváltozhat. Az új eljárás lényege abban rejlik, hogy az edzendő anyagot valamely megfeelően méretezett áramkörbe kapcsolva abban hő fejlődik. Ez a hő — egyenletes anyageloszlást feltételezve — az egész anyagot egyenletesen melegíti s a hőmérséket pontos értéken t a r t h a t ó . 9
Technikatörténeti Szemle VI.
129
Érdekességként megemlíthető, hogy 8 évvel később 1896-ban éppen Zipernowsky az, aki az indukciós eljárást szabadalmaztatja. Erre később még vissza térünk. Az előbb említett eljárásnál a remanens transzverzál-magnetizmus elkerülésére egyenáramot használ. A rugó különböző helyeinek eltérő keménységi fokát — ha erre szükség van — mellékzárlatokkal oldja meg, amely különböző hőmérsékletre hevíti fel a rugó egyes helyeit. Megeresztésnél a rugó hőmérséklete sokkal jobban kézben t a r t h a t ó , mint ha gyományos esetben, mert az egyenletes hőmérsékletcsökkenést csökkenő áramintenzitással lehet létrehozni.
Vasutak elektromos világítása.
1888.
A vasúti kocsik áramellátása úgy történik, hogy a kocsitengellyel kényszer vagy b o n t h a t ó kapcsolatban levő d i n a m ó egy akkumulátortelepre, vagy magára a fogyasztó hálózatra dolgozik. A világítási hálózat feszültségigénye ± 1 0 — 1 5 % között ingadozhat, az a k k u m u l á t o r o k töltésénél is ez a maximálisan megengedett tűrés. Miután azonban a vasúti kocsik sebessége nulla és egy maximális érték k ö zött változik, a töltő á r a m , ül. feszültség értéke is változó, mégpedig hasonlóan nagy h a t á r o k között. Zipernowskynak ez a szabadalma a feszültségszabályozás mechanikus úton történő megoldására irányul és célja az, hogy a dinamó és a kocsitengely közötti kapcsolat a szerelvény sebességétől függetlenül csak minimális fordulatszám vál tozást eredményezzen. Az 5. ábrán l á t h a t ó vázlat alapján az A kocsitengely W és JF tengelyek közve títésével a D d i n a m ó t hajtja. W tengelyen egy súrlódó kötés helyezkedik el, ami a szabadalom lényeges része. A súrlódó kötés külső R- tárcsája A tengelyről kap köz vetlen hajtást, forgathatóan rögzített W- tengelyen, mégpedig úgy, hogy K\K súrlódó pofák F-F rugók által 67-67 súlyok ellenében biztosítják a súrlódó kapcsola tot. A dinamó tengelyére ékelt M tárcsa a lendítőkerék szerepét tölti be. Amenynyiben a fordulatszám egy meghatározott értéket meghalad, 67 súlyok centrifugális ereje F rugók ellenében az R tárcsát felszabadítja. A kónyszerkapcsolat a d i n a m ó és a hajtótengely között megszűnik, a d i n a m ó t m á r csak M forgó tömeg tartja mozgásban. A fordulatszám csökkenésével újból F rugó hatásos, a kényszerkap csolat t e h á t megint létrejön. A szabadalmi leírás említést tesz arról is, hogy ha a fordulatszám egy megha tározott minimumot nem ér el, bizonyos elektromos főkapcsoló a főáramkört meg szakítja, a világítás t o v á b b á akkumulátorokról történik. Bővebb leírást azonban nem meüékel s ezt a t é n y t a szabadalmi igénypontok sem rögzítik. A kapcsolás minden valószínűség szerint elektromágneses úton történik. A kényszerkapcsolat a kocsitengely és a dinamó forgórésze között mechanikus úton a kocsiból bármikor megszüntethető. 1
2
5. ábra. Vasúti kocsi elektromos világításának rajza
Újítások elektromos akkumulátorok
előállításában.
1888.
A leírás szerint az a k k u m u l á t o r töltési és kisütési folyamata során az elektró dok felülete folytonosan töredezik és porlad s az így leváló részek egyrészt az elekt r ó d á k felületét csökkentik, másrészt pedig az edény aljára kerülve cellák közötti zárlatot hozhatnak létre. Ez utóbbiak jelentősen csökkentik az a k k u m u l á t o r o k k a p a c i t á s á t , de é l e t t a r t a m á t is. E jelenséget és következményeit megelőzendő, szabadalmaztatta Zipernowsky a következő v á l t o z t a t á s o k a t : Elektród g y a n á n t alulról zárt edényeket kell kiképezni, amelyekben a kémiai reakciók során leváló anyag nem okozhat zárlatot. A jól vezető fémből készült edényeket lyukacsos fallal kell kiépíteni, hogy az elekt rolit a h a t ó anyaggal érintkezhessek. A t ö b b lehetséges kialakítási forma közül az egyiket a 6. ábra mutatja. 9*
131
6. ábra. Elektromos akkumulátor megnövelt felületi kivitelezése
Újítások elektromos áramok részére szolgáló dugókontaktusokon.
1889.
A szabadalom t á r g y á t képező dugókontaktusok vezető végek csatlakoztatására szolgálnak. K é t fő részből állnak, a tokból és a dugóból. A tok egy hengeres, szélein kifelé hajló fémhüvely és egy, ezzel koncentrikus spirálrugó megfelelően összeszerelt egysége. A fémhüvely bajonettnyílással ellátott, jól vezető anyagból — p l . réz — készül. A dugó egy hengeres fémhüvely, a tok bajonettnyílásaiba üleszkedő k e t t ő da rab diametrális csappal ellátva, közepébe koncentrikusan csatlakozó fémcsúccsal. A k é t fémalkatrész egymástól szigetelt, m i n d k e t t ő áramcsatlakozással rendelkezik. A k é t alkatrész illesztése a bajonettzár segítségével történik, amely mechani kai szempontból stabilitást, elektromos szempontból kielégítő érintkezést biztosít. K i a l a k í t á s u k a t a felhasználási szempontok szabják meg. A t o k ugyanis fo gyasztót, vagy biztosítékot foglalhat m a g á b a , de k i a l a k í t h a t ó csatlakozóként is. Egyik kivitelezési formáját a 7. ábra mutatja.
7. ábra. Dugókontaktus rajza
Eljárás és szerkezetek hő előállítására lása ipari és egyéb célokra. 1890.
elektromos áramok segélyével és e hő felhaszná
Az elektromos á r a m h ő h a t á s a m á r eddig is alkalmazást nyert, mégpedig k é t féle formában. Az egyik megoldás az elektromos fényív volt. Ebben az esetben az elektródok összeérintése u t á n azokat széthúzva a létrejövő fémionizáció igen magas fényívhőmérsékletet biztosított. Ezt a jelenséget főleg fémolvasztásoknál használták fel. A másik eljárás az ellenállással történő melegítés, amely hevítőtekercses meg oldásban főleg a kovácsolásnál nyert alkalmazást. Jelen szabadalom a fent jelzett módszerek között a k ö z é p u t a t foglalja el, m i u t á n i t t a melegfejlesztés tökéletlen érintkezés által jön létre. Az érintkezések száma és elhelyezése a felhasználás függvénye, kivitelezése pedig valamilyen rossz kontaktussal oldható meg. (A szabadalmi leírás nem t é r k i pontosabban a laza érintkezés fogalmára. Minden valószínűség szerint az á t m e n e t i ellenállás t ö b b helyen t ö r t é n ő csökkenése apró íveket hoz létre, ezek összessége a hőtermelés forrása.) Ilyen laza érintkezést p l . csavar és rugó megfelelő összeépíté sével tudunk létrehozni. Az így kialakított hőtermelők felhasználási területe s o k r é t ű : főzés, sütés, for ralás céljára éppúgy a l k a l m a z h a t ó k , mint olvasztásra. Egy transzformátorral meg valósított megoldást mutat be a 8. ábra. Hasonló elv alapján készült el 1890-ben a „fémeknek elektromos ú t o n való forrasztására szolgáló szerkezet" szabadalma. Zipernowsky a laza érintkezést i t t speciálisan fémek forrasztására kívánja fel használni az erre a célra k i a l a k í t o t t szerkezettel. A kialakítást a 9. ábra mutatja. L és L a k é t áramvezető. T csavarral C érintkező finom szabályozása oldható meg. x
2
8. ábra. Az elektromos áram hőhatásának egyik gyorsulati alkalmazása; fémforrasztás.
9. ábra. Fémforrasztó szerkezet
A h ő á t a d á s L csúcsára i r á n y í t o t t , ez a felület melegszik fel legjobban. Zipernowsky ezeket a szerkezeteket t ö b b kivitelben is elkészítette. A forrasztópálcák csúcsát, melyek jó hővezető anyagból készültek, a munkafolyamatnak megfelelő alakra képezte k i , egyeseket cserélhető fejjel l á t o t t el. A forrasztás áramigénye nagy, ezért többnyire valamely transzformátor sze kunder tekercséről táplálta őket, alacsony feszültségszintről. x
Súrlódási tengelykapcsolás. 1892. Oldható tengelykötések szerkesztésének egyik fő követelménye, hogy a ten gelykapcsolódás fokozatos legyen, a súrlódó munka egyenletesen növekedjék, így az üzemszerű tengelykapcsolódás simán, lökés nélkül menjen végbe. A legtöbb tengelykötésnól a kapcsolódó felületeknek a tengelyektől való v i szonylag nagy távolsága nem tudja ezt a feltételt m a r a d é k nélkül teljesíteni, ezáltal a hirtelen n y o m a t é k á t a d á s heves lökéseket okoz. Mindezek kiküszöbölésére Zipernowsky egy olyan eljárást javasol, melynél a n y o m a t é k o t egy alkalmas fémből készült spirális szalag viszi á t a hajtóról a hajtott tengelyre, azon elv alapján, hogy a hajtó tengelyre felcsavart spirális k é t végét, melyek a hajtott tengelyen rögzítettek, egymástól távolítva átmérőcsökkenés lép fel. í g y a spirálvégek eltávolodásának függvényében a n y o m a t é k egyenletesen á t kerül a hajtott tengelyre. A spirális teljes hosszára azonos csavaró és húzóerő hat, az erő egyenletesen oszlik meg. A kényszerkapcsolat megszakítása esetén a spirális végeit egymáshoz közelítve a súrlódó erő csökken, a n y o m a t é k á t a d á s egyenletesen szűnik meg a hajtott tengelyen. A 10. ábra az eljárás egy egyszerűsített v á l t o z a t á t mutatja be. Az alkalmazott spirális anyaga bronz, az egész tengelykapcsoló olajjal telt edényben nyer elhelyezést. A n y o m a t é k á t a d á s növelésére t ö b b p á r h u z a m o s spirál is alkalmazható.
10. ábra. A súrlódási tengelykapcsolás elvi rajza.
Újítások varratnélküli tásánál. 1894.
forgási testek elektrolitikai és mechanikai eljárás szerinti gyár
Ipari területen igen gyakran használnak olyan hengeralakú varratnélküli for gástesteket, amelyek mechanikai igényhevétele jelentős, így helyes méretezésük fontos szempont. Gondoljunk csak olyan csövekre, vagy hengerekre, amelyekben n a g y n y o m á s ú folyadék, vagy gőz kering. Az ilyen igénybevételnek kitett a l k a t r é szek biztonságos méretezése minden esetben jelentős anyag-, és térfogat-, t e h á t súlytöbbletet jelent. A szilárdság, térfogat és súly szempontjából méretezett anyagok e jellemzői nek egy optimuma van, ahol a szilárdság jelentős növekedése mellett az u t ó b b i két jellemző — térfogat és súly — még mindig elfogadhatóan kis értéken t a r t h a t ó . Ennek megvalósítására irányul az alábbi szabadalom: A k í v á n t csőméret belső átmérőjének megfelelő t ö m ö r hengerre elektrolitikus ú t o n 0,5 mm vastagságú fémburkolatot képeznek. Az így kapott hengert 2 mm vastag ságban megfelelő átmérőjű acélhuzallal sűrű és szabályos menetekben befedik, majd a menetek között adódó egyenetlenségeket fémmel kiöntik. Az így kapott forgás test szilárdsága az acéléhoz hasonló, de a korróziónak igen jól ellenáll, mert a gal vanizáló fémet a k í v á n a l m a k n a k megfelelően választhatják. Az így leírt eljárás természetesen többször ismételhető, a szükséges szilárdsági foknak megfelelően, (ld. 11. ábra.)
11. ábra. Varrat nélküli forgási test rajza
Amennyiben a csőrendszerre hosszirányú erő is hat, úgy az acélhuzalos eljárást előbb kereszt-, majd hosszirányban is alkalmazzák. A g y á r t á s menete most is meg egyezik az előzőkkel. (12. ábra.) A korrózióvédelmet egy kezdő — belső — és egy záró — külső — ón, vagy rézréteggel, oldják meg.
12. ábra. Varrat nélküli forgási test hosszirányú erőhatásokra méretezve
Elektromos padlófényező gép. 1894. A szabadalom célja a padlófényezés műveletének gépesítése elektromotor segítségével. A megoldás elve a 13. és 14. á b r á k o n l á t h a t ó . Az m elektromotor csapágyazott fekvőtengelye c-d fogaskerekek által & hengeralakú kefét hajtja meg i lánchajtáson keresztül. A felülnézeti képen jól l á t h a t ó a két p-p stabilizáló kerék, amely az egész szerkezet súlyát viseli. A szabadalmi igénypontok kiterjednek l. hálózati csatlako zóra is, amely a letekeredett elektromos vezetéket előfeszített spirálrugó segítségé vel húzza vissza, vagy tartja feszesen. A készülék hálózati kapcsolója t fogantyú ban helyezkedik el, így k ö n n y ű elérhetőséget és kezelhetőséget biztosít. A tisztítókefék forgásiránya olyan, hogy a gépet a kezelő felé mozgatja, aki a megfelelő ellenerőt kifejtve, a kefékre lefelé h a t ó erőt gyakorol.
13. ábra. Elektromos padlófényező gép működési elve
14. ábra. Elektromos padlófényező gép felülnézeti képe
Újítás gázmotorok indítókészülékeinél.
1894.
Nagyteljesítményű gázmotorok indítása, üzembehelyezése nehézséggel jár, mert a motor főtengelyét az elindításhoz kézzel, vagy emelőkkel többször á t kell forgatni. A megfelelő fizikai erőkifejtésen túlmenően a beindítás balesetveszélyes is. Az újítás célja a gázmotorok beindításának megkönnyítése és a balesetveszély megszüntetése. E célból a motor főtengelyére valamilyen erőátviteli ú t o n egy dina m ó t kapcsolnak, amely a járó gázmotortól meghajtva egy akkumulátortelepet tölt. Az álló gázmotor elindítása ezen telep segítségével történik oly módon, hogy az a k k u m u l á t o r á r a m á v a l meghajtjuk a most m o t o r k é n t kapcsolt dinamót, amely forgásba hozza a gázmotort. Az indítás u t á n a telep á r a m á t lekapcsoljuk, így az elektromotor újból dinamóként működik s a gázmotortól forgatva újból feltölti az ismételt indításhoz szükséges akkumulátor-telepet.
15. ábra. Elektromágneses tengelykötés
Elektromágneses
tengelykötés. 1895.
Az eddig használatos fogas tengelykötések jelentős h á t r á n y ó k k a l bírnak. A hajtott tengely folytonos lökések sorozatával indul meg, az indulás t e h á t nem folyamatos, a kapcsolórész kopása ebből adódóan n a g y m é r v ű . Erőhatárolóval nem rendelkeznek, hirtelen igénybevételkor így m a r a d a n d ó károsodás következhet be. E h á t r á n y o k megszüntetését célozza az elektromágneses tengelykötés. (15. ábra.) A k é t k ö t e n d ő tengelyfél k ö z ö t t helyezkedik el az / spirálrugó, amely a kap csolt tengelyek azonnali szétválasztását teszi lehetővé. A tengelyfelek recézett t á r csákkal illeszkednek egymáshoz. A hornyok kiképzése olyan, hogy azok nagyobb erőhatás felléptekor egymáson elcsúszni képesek. A v tengely tárcsája hornyolt kiképzésű, melyben w tekercs foglal helyet. Áramellátása S leszedő gyűrűkkel biz tosított. A tengelykapcsolás folyamatosan történik. A w tekercs á r a m á n a k h a t á s á r a g és t tengelyfelek / rugó ellenében kapcsolódnak. A kapcsolódás azonban nem szoros, mert v tengely n fordulaton van, míg v még áll. A forgás az elektromágne sek h a t á s á r a fokozatosan kerül á t v -re is, miközben a hornyok egymáson elcsúsz nak. Ezt viszonylag kopásmentesen éppen / rugó teszi lehetővé. Minél jobban meg közelíti v fordulatszáma v -ét, a n n á l kisebb az elcsúszás a hornyokon. Végül v = v , ekkor létrejön a fix kapcsolódás. A hornyok egymásba illenek, a mágneste kercsen kívül ezek is résztvesznek a n y o m a t é k á t v i t e l b e n . A kötés bontásakor / rugó azonnal szétkapcsolja a k é t tengelyfelet s m á r csak a hajtott rész fékezéséről kell gondoskodni. 2
1
2
z
1
1
2
2
16. ábra. Egy eszterga sebessógszabályozása elektromos úton
Munkagépek
sebességének szabályozása.
1895.
Az elektromotornak a gyakorlatban t ö r t é n ő elterjedésével a szerszámgépek hajtási sebességét sokkal egyszerűbben lehet változtatni, mint ez eddig a transz missziók alkalmazásakor t ö r t é n t . Ez utóbbiaknál ugyanis a szíj-, vagy fogaskerék váltás menetközben történő megvalósítása többnyire hosszú időt vett igénybe és gyakorlata balesetveszélyes volt. Az ilyen h á t r á n y o k kiküszöbölését szolgálja a most ismertetésre kerülő újítás. A 16. á b r á n egy esztergapad k é t k é p e l á t h a t ó . Hajtótengelyét az üreges h tengelyrész képezi, melyet az orsórúd egyik végén, g átmenőtengely felett helyez tek el. Az üreges h tengellyel i szíjdob, z fogaskerék és k-l kapcsolás k része áll össze függésben, mely utóbbi h tengelyrész hosszirányában m o z g a t h a t ó . Az á t m e n ő g tengely k-l kapcsolás l részét, az m-n kapcsolást és 1:2:3: 4: előtétkerekeket hordja. A k-l: m-n: valamint 1: 2: 3: 4: és a: b: c: d: fogaskerekek elektromágneses kapcsolódásúak, áramellátásukat áramvezető kefékről egy alkalmasan kiképzett kapcso lón keresztül kapják. (Az elektromágneses tengelykötés szabadalmát l d . előbb.) Az orsórúd szintén k é t részből áll. Egy t ö m ö r e részből s egy üreges folytatás ból. Az üreges tengelyrész o és g fogaskerekeket hordja, míg e tengelyre a: b: c: d: kapcsolások illeszkednek. Ha k-l kapcsolás á r a m m e n t e s , k az Z-en elforog, az m-n kapcsolás szintén n y i t o t t , az eszterga előtét nélkül dolgozik. A hajtás menete ü y e n k o r : * szíj-z-o és a: b: c: d: közül valamelyik. Ha m-n zárt, a gép előtéttel dolgozik. A hajtás menete ilyenkor: i szí)-z-o-ő-m-nés 1: 2: 3: 4: közül valamelyik. í g y a gép nyolcféle fordulatszám beállításra alkalmas. A 17. ábrán az m-n, vagy k-l hajtások a: b: c: d: fogaskerekekkel történő kapcsolási vázlata l á t h a t ó . Az r kar 180 fokkal t ö r t é n ő elfordításakor a háromfázisú hajtómotor k i - és bekapcsolása, valamint forgásirányváltoztatása eszközölhető.
rvVWWW
VWvYVV
17. ábra. Szerszámgépek elektromos fordulatszám szabályozásának villamos kapcsolási rajza
Indukciós
kemence. 1896.
Az elektromos á r a m h ő h a t á s á t többféleképpen lehet hasznosítani. Az egyik formája az, amikor a melegítendő t á r g y a t az á r a m k ö r szerves részévé teszik, ez által az átfolyó á r a m függvényében rajta hő keletkezik. Ez az eljárás azonban is mert okok miatt nem jó hatásfokú. Elképzelhető olyan mód is a melegítésre, amikor a melegítendő t á r g y egy transz formátor rövidrezárt szekunder tekercsét képezi. Ebben az esetben a t á r g y b a n m a g á b a n , ha az elektromosan vezető anyag, feszültség indukálódik, t e h á t á r a m folyik, amely az illető t á r g y a t felmelegíti. Ha a t á r g y nem vezető anyagból készül, akkor a hevítés csak közvetett lehet, p l . oly módon, hogy a szekunder tekercset egy fémburok képviseli, amely az indukált á r a m hatására felmelegszik s a keletkezett hőt p l . sugárzással adja á t a terében elhelyezett melegítendő t á r g y n a k .
18. ábra. Az indukciós hőfejlesztés elve.
Egy ilyen gyakorlati megvalósítást mutat be a 18. ábra. S tekercs a transzfor m á t o r primer tekercse, míg a szekunder tekercset e csőkígyó és g rövidrezáró k é p viseli. A csőkígyón így átfolyó víz a meghajtó teljesítmény függvényében felme legszik. Az indukciós kemence elve hasonló. A szekunder tekercs maga a megolvasz t a n d ó fémdarab, melyben az indukált á r a m létrejön, míg a primer rész alkalmasan elhelyezett, a hőhatástól kellően védett tekercs. ZUSAMMENFASSUNG Über weniger bekannte Erfindungen von Karl Zipernowsky. Karl Zipernowsky (1853 — 1942) Ingenieur und Professor der Technischen Universität Budapest war einer der bedeutendsten Vertreter der Elektrotechnik in Ungarn. Seine Erfindungen (mit M. Déri und O. Bláthy) sind auf der ganzen Welt bekannt: Selbsterre gender Wechselstromgenerator (1882); Umformer (1884); Transformator (1885); Diese Mitteilung verhandelt über weniger bakannte Erfindungen von Karl Ziper nowsky, von denen viele bis heute in unveränderter Form gebrauchlich sind. Es wurden besprochen die folgenden Patente: Bogenlampe mit veränderhicher Lichtstärke (1882); Galvanische sekundär Batterie (1882); Beleuchtung für feuergefährliche Räume (1884); Dynamoelektrischer Regler (1887); Abhärtung der Federn mit elektrischem Strom (1888); Elektrische Eisenbahnbeleuohtung der Eisenbahnwagen (1888); Neues Verfahren zur Herstellung Wärmeentwicklung durch elektrische Ströme (1888); Stift-Stecker (1889); An wendung der durch Elektricität hervorgebrachten Wärme (1890). Metall-Lötung mit elek trischem Strom (1890); Reibungskupplung (1892); Elektrolytische Herstellung nahtloser Rotationskörper (1894); Elektrischer Bonner (1894); Startgerät für Gasmotoren (1894); Elektromagnetische Kupplung (1895); Geschwindigkeitsregulierung von Werkzeugmas chinen (1895); Induktionsofen (1896);
