DE127406C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

KLASSE 2\d. %-Sf

barem Material festgehalten wird.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen an gezahnten Ankern von Gleichstrom- oder Wechselstrommaschinen, also auf solche Anker, deren Umfang Rillen aufweist, in welchen die Wicklung angeordnet ist, die entweder aus Spulen oder aus Stäben besteht.

Die gegenwärtig in Gebrauch befindlichen Zahnarmaturen sind im Allgemeinen in der Weise gebaut, wie dies im Aufrifs und in der Vorderansicht und im Querschnitt in Fig. 1 und 2 dargestellt ist.

Hier ist.der eine Magnetpole; die Armatur besteht aus dünnen Lamellen b und trägt an ihrem Umfange Nuthen c, die durch volle Theile von einander getrennt sind, die also die eigentlichen Zähne d bilden.

In den Nuthen liegen die Wicklungen (Stäbe oder Spulen e), die mit einer isolirenden Hülle f umgeben sind.

Es ist bekanntlich von grofser Wichtigkeit, den magnetischen Widerstand des Luftzwischenraumes möglichst herabzusetzen und infolge dessen jede Verminderung der Eisenoberfläche an der Mündung der Nuthen zu vermeiden.

Aus diesem Grunde hat man versucht, die Entfernung g zwischen zwei Zähnen möglichst herabzusetzen. Beläfst. man nämlich dem Luftzwischenraum einen grofsen Querschnitt, dann verwirklicht man eine Ersparnifs an Kupfergewicht der Erregerspulen, wodurch auch eine Vereinfachung in der Herstellung herbeigeführt wird. .

Andererseits schwächt man durch eine Verminderung der Entfernung g zwischen zwei Zähnen die Wirkung der Wirbelströme, welche in den Polstücken entstehen. Hierdurch ist man in der Lage, für diese letzteren volles Eisen an Stelle von untertheiltem zu verwenden, was eine weitere Ersparnifs in der Herstellung zur Folge hat.

Diese bekannte Anordnung hat aber den Uebelstand, dafs ein rasches Auswechseln einer Spule ef unmöglich ist. ' Die Wicklung ist lang und kostspielig; man kann sie nicht auf Schablonen herstellen, sondern mufs sie unmittelbar auf der Armatur selbst anordnen durch ein fortgesetztes Durchziehen des Drahtes der Spule e in dem isolirenden Rohr f, welches in der Nuth c eingebettet ist.

Man hat nun, um diesen Uebelständen zu begegnen, versucht, vollkommen offene Rillen anzuwenden, derart, dafs die Zwischenräume g genügend grofs sind,. um bei Eintreten von Unfällen oder Beschädigungen, wo eine rasche Auswechslung nöthig ist, das Herausnehmen der Wicklung zu ermöglichen.

Hierbei kann die Wicklung auf Schablonen entsprechender Form mit Hülfe von Maschinen hergestellt werden.

Bei dieser Anordnung, die in Fig. 3 und 4 im Aufrifs und entsprechendem Querschnitt dargestellt ist, werden die Wicklungen ef in den Rillen c durch Keile aus Holz, Gummi, Ambroin oder sonstigem isolirenden Material festgehalten. Die Keile können leicht ein- oder ausgeführt werden.

Der Mangel dieser Anordnung besteht in einer erheblichen Verminderung des Luftquerschnittes, d. h. der für den Uebertritt der Kraftlinien verfügbaren Eisenoberfläche. Hieraus ergiebt sich eine Erhöhung des magnetischen Widerstandes, der eine gröfsere Aufwendung von Kupfer erfordert zur Erzeugung des magnetischen Kreises; aufserdem müssen hier die Pole α (Fig. 4) untertheilt sein, was die Schwierigkeiten und Kosten der Herstellung erhöht.

Allen genannten Uebelstä'nden der bekannten Systeme begegnet die vorliegende Erfindung, während sie gleichzeitig die Vorzüge beider Systeme aufweist.

Das Wesen der Erfindung besteht darin, die Wicklungen in Oeffnungen, welche hinreichend weit sind, um ihre Auswechslung leicht und rasch vornehmen zu können, mit Hülfe von Keilen festzuhalten, die oberhalb der Spulen angeordnet sind und aus einer magnetisirbaren getheilten Masse bestehen, wie etwa magnetisirbare Drahtspulen oder magnetisirbare Lamellen. ■

Der Keil bildet immer ein zusammengesetztes Ganzes. Er ist leicht wegzunehmen und kann aus einem oder mehreren Längstheilen, die magnetisch von einander isolirt sind, bestehen. Hierdurch wird ermöglicht, den Widerstand des magnetischen Stromkreises zu verringern, indem man je nach Bedarf die für den Uebertritt der Kraftlinien verfügbare Eisenoberfiäche vergröfsert.

Andererseits ist es bei den Keilen, wie solche in vorliegenden Unterlagen dargestellt sind, immer leicht möglich, in ihren mittleren Theilen querverlaufende Unterbrechungen in der Continuität herzustellen, zum Zwecke, die Selbstinduction zu verringern.

Diese Unterbrechungen sind natürlich auf das für den Uebertritt der Kraftlinien verfügbare Eisenvolumen beschränkt. Die Anwendung magnetischen Materials (Eisen und dergl.) hat den Vortheil, dafs der Luftquerschnitt nicht mehr verringert wird und dafs das Entstehen von Wirbelströmen in den Polstücken erheblich abgeschwächt wird.

Der Erfindungsgedanke ist durch mehrere Ausführungsformen in den beiliegenden Zeichnungen veranschaulicht.

Fig. 5 ist ein Längsschnitt quer zur Wicklung.

Fig. 6 ist ein entsprechender Querschnitt, wobei der Keil im Längsschnitt gezeigt ist, und zwar links nach X-Y von Fig. 5 und rechts nach K-L von Fig. 5.

Die Wicklungen ef sind in den Rillen, deren Oeffnung ebenso breit ist wie die Breite der Wicklung, durch Keile festgehalten, welche folgendermafsen hergestellt sind.

Zwei Stäbchen i aus Holz oder sonstigem Isolirmaterial, auf welche eine oder zwei Lagen feinen Eisendrahtes j aufgewickelt sind, sind mit einem dritten Stäbchen k verbunden, welches derartige Form hat, dafs das Ganze, in eine isolirende Hülle I eingeschlossen, wie ein aus einem Stück hergestellter Keil behandelt werden kann.

Man sieht ohne Weiteres ein, dafs die Anwendung eines solchen Keiles alle Vorzüge vorgenannter Systeme darbietet, ohne irgend einen Nachteil derselben aufzuweisen, und zwar:

1. Diese magnetischen Keile erlauben durch einfaches Herausschieben leicht und rasch eine oder mehrere Spulen, welche etwa schadhaft geworden sein sollten, herauszunehmen, so dafs die Auswechslung ohne Weiteres von Statten gehen kann;

2. gestatten die Keile eine ausreichende Befestigung der Wicklung in den Rillen und infolge ihrer Zusammensetzung aus einer magnetischen getheilten Masse eine Vergröfserung der für den Uebertritt der Kraftlinien verfügbaren Oberfläche, wodurch eine Ersparnifs auf Grund der Herabminderung des erforderlichen Kupfergewichtes der Erregerspulen erzielt wird;

3. haben die Keile den Vortheil, die Wirkung der Wirbelströme, welche in den Polstücken entstehen, trotzdem die Rillen eine grofse Breite haben, erheblich abzuschwächen, so dafs die Polstücke aus Volleisen anstatt aus untertheiltem Eisen hergestellt sein können.

Fig. 7 und 8 veranschaulichen verschiedene Ausführungsformen der Einrichtung nach Fig. 5'.

In Fig. 7 sind die beiden Stäbchen i nur mit einer Lage Eisendraht j bewickelt und zusammen von einer zweiten Wicklung m mit einer Isolirschicht I umgeben. An den äufseren Enden der Keile kann der Eisendraht (Fig. 6) durch ein Metallplättchen η festgehalten werden, das auf das innere Stäbchen k geschraubt wird. Die Entscheidung über die Anwendung des einen oder anderen Keiles hängt naiurgemä'fs von den besonderen Zwecken ab.

Beim Keil nach Fig. 5 wird der magnetische Flufs in der Mitte zwischen den beiden Stäbchen i und zu beiden Seiten des Keiles bei 2 und 3 unterbrochen, also im Ganzen dreimal. In den Beispielen der Fig. 7 und 8 ist der magnetische Flufs nur an den Seiten bei 2 und 3 unterbrochen; hierbei können die Zwischenräume χ und y kleiner oder gröfser und die Schichten der Wicklung mehr oder weniger stark sein. Hierdurch kann man die Selbstinduction nach Belieben verändern, indem man die Anzahl der Elemente oder Stäbchen z, welche den Keil bilden, ändert, und auf diese Weise in den Stäbchen Unterbrechungen der Continuität herbeiführt.

Der Keil oder "der magnetische Theil des Keiles kann, statt aus einer auf einer isolifen-r

den Seele vorgesehenen Wicklung, aus kleinen Segmenten neben einander gelegter Scheiben/ bestehen, welche auf eine Seele derart aufgezogen sind, dafs "sie einen Stab bilden, welcher im Querschnitt und im Längsschnitt in Fig. 9 und io veranschaulicht ist.

In letzterer ist die eine Hälfte ein Schnitt nach M-N und die andere nach O-P der Fig. 9. ■■ ■ ■ : . .-

Der Stab besteht aus zwei Packeten ■ i, die aus kleinen Blechsegmenten hergestellt sind und mittels ihrer Löcher auf eine Nadel aus nicht magnetischem oder widerstandsfähigem Material 0 aufgezogen sind. Die beiden Packete sind von einem Stab k aus Holz oder einem sonstigen Isolirmaterial getrennt und von einer Isolirhülle 7 eingeschlossen. Zwei Metallplättchen n, welche auf die Nadeln 0 aufgenietet sind, halten das Ganze in der Längsrichtung, fest.

Die Formen und Abmessungen können natürlich verschieden sein; so kann für gewisse besondere Zwecke die Selbstinduction erhöht werden, indem man Anordnungen gemä'fs Fig. 11 und 12 trifft, welche nur ein einziges Blechpacket t aufweisen. '

Man sieht aus dem Vorhergegangenen, dafs die Eisenoberfläche, welche für den Durchgang der Kraftlinie verfügbar ist und den gesammten magnetischen Flufs erzeugt, den Zwischenraum zwischen zwei Packeten der neben einander liegenden magnetischen Metallfläche begrenzt, zum Zwecke, die gewünschte Selbstinduction 'zu erhalten; diese Fläche kann, je nachdem man eine oder die andere der vorhergehenden Anordnungen trifft, abgeändert werden.

In dem Beispiel Fig. 11 sind die Segmente auf zwei nichtleitende, widerstandsfähige Seelen aufgezogen. .

In der Ausführungsform nach Fig. 12 haben die Scheiben t in der Mitte ein Loch und sind einfach auf einen gemeinschaftlichen Holzkern k aufgereiht.

Die Scheiben t können auch (Fig. 13) auf einen profilirten Holzkern aufgezogen sein. In diesem Beispiel ist übrigens die Selbstinduction verringert, da die Unterbrechung an drei Punkten stattfindet, und zwar bei 1, 2 und 3.

Ebenso könnte man die Selbstinduction dadurch verringern, dafs man in den Scheiben Ausschnitte s vorsieht (Fig. 14).

Fig. 15 bis 20 und 22 bis 26 zeigen verschiedene Abänderungen einer anderen Anordnung, welche die Anwendung von Wicklungen mit abgerundetem Querschnitt gestattet.

Der Keil, welcher im Querschnitt und theilweisem Längsschnitt in Fig. 15 und 16 dargestellt ist, setzt sich zusammen aus mehreren Serien von zwei' Packeten kleiner Blechsegmente t, die durch zwei isolirende Riegel q getrennt sind. Zwei Nadeln 0 aus nicht magnetischem Material (z. B. Neusilber)-halten die Scheiben zusammen in Gemeinschaft mit einer Isolirhülle I. Uebrigens können die Riegel auch aus Segmenten von dünnem Blech bestehen (Fig. 17 Längsschnitt).

Fig. 18 bis 20 und 22 bis 26 veranschaulichen Keile, welche sich von den vorher dargestellten durch· die Weglassung der Isolirhülle I unterscheiden.

Die Keile nach Fig. 18.und 19, 20 und 22 und 23 und 24 bestehen aus Serien von zwei Packeten Scheiben t, welche durch nicht magnetische Nadeln 0 und durch kleine Stäbe J: aus Holz oder einem sonstigen Isolirmateriai auf Riegel aus dünnen, über einander ■ gelegten Blechscheiben zusammengehalten werden. Der Keil nach Fig. 25 und 26 besteht nur aus einem Packet Scheiben.

Durch die Weglassung der Isolirhülse werden die Unterbrechungen der Continuität des magnetischen Flusses merklich aufgehoben. Ein einfacher Üeberzug genügt, um die vorstehenden Unregelmäfsigkeiten der Scheiben auszugleichen und ein leichtes Ein- und Ausschieben der Keile zu ermöglichen.

Wie schon bemerkt, können die Blechsegmente, aus denen die Keile zusammengesetzt sind, mit Aussparungen oder Löchern und dergl. versehen sein, um die Selbstinduction zu vermindern.

In der Längsrichtung werden die Segmente durch metallene Plättchen festgehalten, die auf die durchgehenden Stäbe geschraubt oder genietet sind.

Die Befestigungsschräubchen können aufsen mit einem kleinen Ring u (Fig. 6) versehen sein, welcher leicht anzufassen ist und somit das Herausziehen des Keiles vermittelt; auch kann das Herausnehmen durch Aufstofsen mittels einer Stange an der entgegengesetzten Seite bewerkstelligt werden. Man kann schliefslich noch den Stab aus Isolirmaterial überstehen lassen und die Scheiben durch eine Isolirhülle, die auf den Stab geklebt und geschraubt wird, festhalten (Fig. 21 Schnitt des Keiles nach U- V von Fig. 12). . .

Fig. 27 und 28 sind Schnitte nach X-Y von Fig. 28 bezw. W-Z von Fig. 27, und veranschaulichen die Anwendung der Keile auf eine Gleichstromdynamo.

Claims (5)

Patent-An Sprüche:

1. Zahnanker für elektrische Maschinen, bei welchen die Wicklung in bekannter Weise durch in Rillen der Zähne eingetriebene Keile festgehalten wird, dadurch gekennzeichnet, dafs die Keile ganz oder theilweise aus magnetisirbarem Material bestehen, zum Zwecke, den magnetischen Widerstand zwischen den Zahnenden beliebig zu verkleinern und dadurch die Bildung von

Wirbelströmen in den Polstücken möglichst zu beschränken.

Ausführung der Anordnung nach Anspruch ι, dadurch gekennzeichnet, dafs der Keil aus einem mit magnetischem Draht umwickelten Stab aus Isolationsmaterial besteht, welcher von den Zahnflanken durch eine nicht leitende Hülle isolirt ist. Abänderung der Ausführungsform nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch die Anordnung mehrerer durch ein isolirendes Mittelstück getrennter Stäbe, wobei die ^: Theile durch magnetischen Draht und eine isolirende Hülle oder durch letztere allein zu einem Keil vereinigt sind.

4. Ausführung der Anordnung nach Anspruch ι, dadurch gekennzeichnet, dafs der Keil aus beliebig gestalteten, auf einen oder mehrere Bolzen aufgereihten, magnetischen Blechen besteht, welche von den Zahnflanken durch eine Isolirhülle getrennt sind oder sich unmittelbar an dieselben anlehnen.

5. Abänderung der Ausführung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch die Vereinigung mehrerer Blechstäbe mit einem isolirenden Mittelstück, wobei die magnetischen Theile von den Zahnflanken durch eine Isolirhülle getrennt sind oder sich unmittelbar an dieselben anlehnen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen.