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Anker für dynamoelektrische Maschinen, bei dem die Wicklungen in den
Nuten durch kreisförmige Festhaltebänder gehalten werden Die Erfindung bezieht sich
auf Anker für dynamoelektrische Maschinen.
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Gemäß der Erfindung besitzt ein Anker für eine dynamoelektrische Maschine
einen genuteten geschichteten Kern, bei dem die Wicklungen in den Nuten durch kreisförmige
Festhaltebänder gehalten werden, wobei die Nuten ihre größte Breite an ihren offenen
äußeren Enden besitzen und die Festhaltebänder den größten Teil der Länge der Nuten
umgeben und aus einer Anzahl von ungebrochenen kreisförmigen Ringen aus magnetischem
Material bestehen, von welchen jeder im wesentlichen von gleichförmiger radialer
Dicke und dünn genug ist, um leicht gesättigt zu werden, und jeder mindestens teilweise
von den Nachbarringen durch einen geringen Schlitz getrennt ist, dessen axiale Breite
geringer als die der Ringe ist. Die Ringe können miteinander durch schmale voneinander
getrennte Rippen verbunden sein. Vorzugsweise sind die Rippen versetzt angeordnet,
um Wirbelströme am axialen Fluß von Ende zu Ende der Ringe zu verhindern.
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Die Ringe können einen festen Sitz auf dem geschichteten Kern haben,
oder statt dessen können sie anfänglich locker auf dem geschichteten Kern sitzen
und durch Walzen oder in anderer Weise durch Eindrücken einer Nut entlang eines
Schlitzes angepreßt werden.
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Die Erfinidung kann in verschiedener Weise in .der Praxis ausgeführt
werden; aber bestimmte
besondere Ausführungsformen sollen beispielsweise
unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben werden. Es stellt dar Fig. I eine
Ansicht des Ankers nach der Erfindung, Fig. 2 einen Querschnitt durch einen Elektromotor
mit einem Kern nach Fig. I und Fig. 3 einen Teilquerschnitt einer abgeänderten Form
des Ankers.
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Bei der in den Fig. I und 2 gezeigten Ausführungsform besitzt der
Anker I eine Welle 2, welche einen Stapel von Schichten 3 magnetischen Materials
trägt, welche durch Pressen oder in anderer Weise auf ihr befestigt sind, und einen
Kommutator 4 geeigneter Art. Die Schichten sind mit Nuten 6 zur Aufnahme von Wicklungen
7 versehen. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, sind die Seiten der Nuten 6 gerade und etwa
radial in bezug auf die Achse von Welle 2. Die Seiten der Nuten weichen etwas von
einem wahren Radius ab, damit der Zahn 8 zwischen ihnen eine Form mit parallelen
Seiten besitzen kann, d.h. eine Form von gleichmäßiger Breite, wobei die Seiten
jedes Zahns parallel zu einem Radius auf halbem Wege zwischen ihnen sind.
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Diese Nutform mit abgerundetem Grund, auseinandergehenden Seiten und
ihrer größten Breite am offenen Außenende ermöglicht, daß die Wicklungen sehr leicht
in die Nuten entweder von Hand oder von Maschinen gebracht werden können. Andere
Zahn- und Nutenformen mit breiten Eingangsöffnungen können gewünschtenfalls verwendet
werden.
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In Fig. 2 ist eine der Nuten in ihrem fertigen Zustand gezeigt, in
welchem die Wicklungen 7 von einer Nutauskleidung Io aus Isoliermaterial, z. B.
mit Kunststoffen imprägniertes Papier, umgeben sind. Auf den Nutauskleidungen liegen
Deckel II für die Nutöffnungen aus gleichem Material wie das der Nutauskleidung.
Die Form der Nuten erlaubt das besonders leichte An-Ort-und-Stelle-Bringen der Auskleidungen
und Deckel.
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Der Anker ist in Fig. 2 in Betätigungsstellung zu einem Zweipolfeld
I5 für einen schnell laufenden Universalmotor gezeigt.
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Nachdem die Nutauskleidungen und Deckel angeordnet wurden, wird eine
rohrförmige Umhüllung I2 aus dünnem magnetischem Stahl von hoher Festigkeit über
den Stapel von Schichten gepreßt. Die Umhüllung ist in eine Anzahl von kreisförmigen
Bändern, z. B. vier, unterteilt, welche teilweise voneinander durch enge kreisförmige
Schlitze I3 von z.B. o,8 mm getrennt sind. Wie in Fig. I gezeigt, sind die Bänder
I2 durch schmale, die Bänder I3 unterbrechende Rippen I4 verbunden. Die Rippen I4
sind, wie in Fig. I gezeigt, versetzt angeordnet.
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Es wurde gefunden, daß in der Umhüllung induzierte Wirbelströme geneigt
sind, axial zu fließen. Ihre Unterteilung in eine Anzahl getrennter, nur durch versetzte
Rippen I4 vereinter Bänder verringert diese Ströme in ausreichender Weise, um die
sich ergebenden Verluste innerhalb annehmbarer Grenzen zu halten. Es würde kostspielig
und mühsam sein, eine Anzahl getrennter Bänder auf den Anker mit dem geeigneten
Abstand zwischen ihnen anzubringen. Es ist deshalb zweckmäßig, eine Umhüllung zu
gebrauchen, welche zwar aus einem Stück, aber tatsächlich doch in magnetischer Beziehung
durch die Schlitze I3 unterteilt ist. Eine solche Umhüllung wird leicht aus einem
einzigen Stück rohrförmigen Stahls hergestellt und kann auf den Anker durch Pressen
oder Schrumpfen aufgebracht werden.
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Die Materialstärke kann z. B. I mm betragen, während die Breite der
Schlitze I3 o,8 mm sein kann.
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Bei Zusammenstellung des Ankers werden die Wicklungen in den Nuten
gewickelt und die Nutdeckel eingesetzt, worauf die Umhüllung über ihnen durch Schrumpfen
oder Pressen so aufgebracht wird, um einen dichten Sitz zwischen Umhüllung und Schichten
zu gewährleisten, welcher magnetische Verluste infolge des Vorhandenseins eines
Spalts zwischen ihnen verhindert.
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Die abgeänderte Ankerform gemäß Fig. 3 ist der von Fig. I und 2 sehr
ähnlich. Die gleichen Teile besitzen die gleichen Bezugszeichen mit einem Strich.
Tatsächlich unterscheidet sich diese Anordnung von der der Fig. I und 2 durch die
Art der Befestigung der Umhüllung I2' auf den Ankerschichten 3'. In diesem Fall
ist der Durchmesser der rohrförmigen Umhüllung etwas größer als der äußere Durchmesser
des Stapels der Schichten, so daß sie frei über diese geschoben werden kann, nachdem
die Nutdeckel in ihre Lage gebracht sind. Die Umhüllung I2' wird dann rund um den
Stapel durch Einwalzen einer kleinen Vertiefung oder Nut in ihr, wie bei 2o in Fig.
3 angezeigt, angedrückt, wobei das Ausmaß der Vertiefung zwecks besserer Darstellung
etwas übertrieben ist. Die Wicklungen 7' sind ausreichend lose in den Schlitzen
6', um ein leichtes zusätzliches Zusammendrücken der Drähte zu erlauben, wodurch
die verklammernde Vertiefung untergebracht werden kann.
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Die Erfindung schafft eine Konstruktion, welche dem Anker Nuten mit
sehr breiten Öffnungen erlaubt und daher ermöglicht, daß die Wicklungen leicht gewickelt
und die die Nuten verschließenden Deckelstreifen leicht angebracht werden können.
Die sehr dünne Umhüllung aus sehr starkem Stahl sichert die feste Verankerung aller
Teile in den Schlitzen selbst unter Bedingungen einer außerordentlich hohen Zentrifugalkraft.
Die geschlitzte Form der Umhüllung ermöglicht die Verwendung eines einzigen Stücks
und beschränkt doch Wirbelströme auf einen Wert, welcher die Verluste nicht auf
ein nachteiliges Ausmaß vergrößert. Die magnetische Wirkurig der dünnen Stahlumhüllung
ist als @nerhältnismäßig klein infolge der Sättigung bestimmt worden, welche ziemlich
schnell auftritt, worauf :die Umhüllung nur eine geringe verzerrende oder kurzschließende
Wirkung auf den das Feld und die Ankerkonstruktion verbindenden Stromfluß ausübt.
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Ein anderes wichtiges Kennzeichen der Erfindung ist, d@aß die isolierendem.
Nutdeckel Zentrifugalbeanspruchungen
nicht zu widerstehen und daher
nur stark genug zu sein brauchen, um den elektrischen Beanspruchungen zu widerstehen,
welchen sie unterworfen sind. Sie können daher merklich leichter und wohlfeiler
ausgeführt werden als bei den üblichen Konstruktionen.
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Bei der Zusammenstellung des Ankers werden die Nutauskleidungen Io
und Wicklungen 7 auf den Kern aufgebracht, welcher dann in einen Zusammenstellungsrahmen
gesetzt wird, der so konstruiert ist, daß die Deckel II in ihre Lage gebracht und
darin gehalten werden können, während die Umhüllung rundherum aufgebracht wird.
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Die Erfindung vereinfacht die Konstruktion der für das Ausstanzen
der Ankerschichten erforderlichen Formen, verringert die Kosten und die Schwierigkeit,
die Nutauskleidungen, Wicklungen und Nutdeckel auf dem Anker anzubringen, und verankert
zwangsläufig die Wicklungen in den Nuten durch eine einfache, wirtschaftliche, aus
einem Stück bestehende Umhüllung, welche großen, durch sehr hohe Geschwindigkeit
des Ankers hervorgerufenen Zentrifugalkräften widerstehen kann.