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Elektromotor.
Die Erfindung betrifft Elektromotoren, die äusserlich den bekannten sogenannten Einzelpolmaschinen ähnlich, sich von diesen in ihren Eigenschaften sehr wesentlich unterscheiden. Während nun bei den bekannten Einzelpolmaschinen Stator und Rotor aus einzelnen auf einem festen und einem beweglichen Ring im Kreise angeordneten Polkernen mit umgebender Wicklung bestehen und die Pol- flächen der Polkerne einander frei gegenüberstehen bzw. sich aneinander vorbeibewegen und die Zahl der Pole von Stator und Rotor stets die gleiche ist, ist der Motor nach der Erfindung dadurch gekenn- zeichnet, dass die auf eisernen Platten oder Tragkörpern sternähnlicher Gestalt angebrachten Polkerne an den einander zugekehrten Enden durch geschlossene Polringe verbunden sind.
Im Gegensatz zu den bekannten Einzelpolmaschinen mit der gleichen Anzahl von Stator-Rotor-Polen, welche ein unregelmässiges Drehmoment, schlechten Wirkungsgrad und unzureichende Tourenregulierbarkeit besitzen, ergibt sich nun, dass der Polring die Möglichkeit gewährt, mit einer verschiedenen Zahl von Stator-und Rotorpolen zu arbeiten, indem nicht das Feld jedes Rotorpoles jeweils durch einen bestimmten, nächstgelegenen Statorpol geleitet werden muss, sondern auch die Felder zweier oder mehrerer benachbarter Rotorpole durch den Ring gemeinsam bis zum nächsten Statorpol geführt werden und in diesen eintreten können. Dass das Feld den Ring verlässt und den Luftspalt tatsächlich durchsetzt, wird dadurch erreicht, dass der magnetische Widerstand des Ringes gross, also seine Sättigung hoch, der Luftspalt dagegen im allgemeinen klein gewählt wird.
Die Drehzahl eines solchen Motors ist im allgemeinen sowohl vom Belastungsdrehmoment als auch von Schwankungen der Betriebsspannung sehr weitgehend unabhängig, und es kann auch leicht, da die Drehzahl nicht durch die gegenelektromotorisehe Kraft beim Schwinden von Kraftlinien in einem Felde wie beim gewöhnlichen Trommelanker bestimmt wird, sondern durch die Anziehungs-und Abstossungskräfte der Polkerne, die, da zu Kreisen von sehr beträchtlicher Selbstinduktion gehörig, ihre Feldrichtung nur verhältnismässig langsam ändern, eine sehr niedere Drehzahl bei den üblichen Gebrauchsspannungen erreicht werden.
Anderseits ist es aber möglich, dadurch dass man durch Polumschaltung eine verschiedene Anzahl von Rotorpolen einem Statorpol zuordnet oder die Stator-oder die Rotorspulen entweder in Serie oder parallel oder gemischt schaltet, sehr verschiedene Drehzahlen bei gleicher Betriebsspannung oder aber die gleiche Drehzahl bei sehr verschiedenen Betriebsspannungen (z. B. 110 und 220 Volt) zu erhalten. Ausserdem eignen sich dieselben Motoren für Gleichund Wechselstrom, und es ist bei letzterem auch die Schaltung als Repulsionsmotor möglich.
Solche Motoren sind von besonderem Vorteil bei gewissen Antrieben, insbesondere solchen kleiner Leistung, bei denen ausser einer vom Drehmoment und der Spannung möglichst unabhängigen Drehzahl ein direkter Antrieb ohne Übersetzungsgetriebe und die Verwendbarkeit derselben Motortyp bei verschiedenen Gebrauchsspannungen, gegebenenfalls auch mit verschiedener, durch blosse Umschaltung von aussen veränderlicher Drehzahl, verlangt wird. Sie sind daher von ganz besonderem Vorteil für Grammophonantriebe, bei denen noch ausserdem ihre Geräuschlosigkeit und das Fehlen von Erschütterungen, auch bei Betrieb mit Wechselstrom, und die einfache Bauart, welche keine Ankerwicklung erfordert, eine Überlegenheit bedeutet. Auch sonst eignen sich diese Motoren für alle Antriebe nicht zu grosser Leistung, bei denen eine oder die andere der obengenannten Eigenschaften verlangt wird, z.
B. für Filmantriebe, Nähmaschinenantriebe und andere häusliche oder Wirtschaftszwecke.
Auf der Zeichnung zeigt Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Motors und Fig. 2 eine Draufsicht auf den Motor.
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Die Feldwicklung besteht beim gezeigten Ausführungsbeispiel aus vier getrennten Wicklungen oder Spulen 1, deren Kerne auf der eisernen Grundplatte nahe deren Umfang und in gleichen Abständen voneinander angebracht sind. Die Wicklungen 1 sind schraubenförmig auf Spulen 4 gewickelt und können paarweise parallel geschaltet werden, -so dass abwechselnd Nord-und Südpole entstehen ; sie können aber auch in Reihe geschaltet werden und so, dass zwei oder vier Feldpole entstehen ; die hiezu notwendigen Verbindungen werden durch die Kontakte 5 eines Hauptschalters und durch einen oder mehrere entsprechend, bewegliche Kontakte, die mit den ersteren zusammenwirken (auf der Zeichnung nicht dargestellt), hergestellt.
Die unteren Enden der Kerne 2 sind vorteilhaft eingefräst und in fester Verbindung mit der eisernen Grundplatte 3, während die oberen Kernenden alle durch einen geschlossenen Eisenring 6 miteinander in Verbindung sind. So sind alle unteren Enden der Kerne 2 der Erregerwicklung durch die Grundplatte 3 und die oberen Enden durch den Ring 6 miteinander in magnetischer Verbindung ; der Ring 6 ist vorteilhaft von dreieckigem Querschnitt, wobei die innere Dreieckseite, wie bei 7 zu sehen, eine senkrechte Wand bildet.
Der Rotor besteht aus einem Teil 8, der z. B. eine Scheibe oder ein sternförmiger Tragkörper sein kann, die auf die lotrechte Welle 9 aufgekeilt ist, welch letztere in einem in der Grundplatte 3 angebrachten Spurlager 10 läuft und deren Oberteil in einem zentralen Halblager 11 einer metallenen Deckplatte 12 gelagert ist, die parallel zur Grundplatte 3 angebracht und mit Bolzen 13 od. dgl. mit der Grundplatte fest verbunden ist.
Der Rotorkörper 8 trägt eine Reihe von Wicklungen 14 auf Spulen 15, in gleichen Abständen an ihrem Umfange, u. zw. so, dass die Kerne 16 der Rotorwicklung mit ihren oberen Enden an der Unterseite des Körpers 8 befestigt sind. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel sind zwölf Rotorspulen 14 zu sehen, es kann aber jede gewünschte oder passende Zahl derselben vorhanden sein. Es sind also die oberen Enden der Kerne 16 durch den Körper 8 in magnetischer Verbindung miteinander, während ihre unteren Enden durch einen geschlossenen Eisenring 17 magnetisch verbunden sind, der eine lotrechte Aussenfläche aufweist, die in unmittelbarer Nähe der lotrechten Fläche 7 des Feldringes 6 vorbeirotiert, wie bei 18 gezeigt ist.
Die Rotorspulen sind in bekannter Weise mit einem isoliert auf der Welle 9 sitzenden Kommutator 19 verbunden, und es sind vier Bürsten 20 vorhanden, die in hohlen, zylindrischen Bürstenhaltern 21 sitzen, welch letztere in entsprechender Isolation an der Grundplatte 3 angebracht sind, wobei die Bürsten 20 unter Federdruck an den Kommutator 19 angepresst werden. Der Strom wird dem Rotor durch die Klemmen 22 zugeführt, die über die Bürstenhalter 21 mit den Bürsten 20 leitend verbunden sind.
Das obere Ende 23 der lotrechten Welle 9 trägt eine Rolle 24, die mit dem angetriebenen Teil durch einen geeigneten Treibriemen verbunden wird, wenn eine Übersetzung erfolgen soll.
Die magnetischen Kraftlinien der einzelnen Wicklungen werden durch die geschlossenen Eisenringe derart zusammengefasst, dass ein störungsfreier, gleichmässiger Lauf erzielt wird. Selbst mit Wechselstrom hoher Frequenzen läuft der Motor geräuschlos bis auf das mit dem Lauf eines Rotors bei hoher Geschwindigkeit untrennbar verbundene leichte Brummen.
Selbstverständlich kann der Motor in jeder gewünschten Lage betrieben werden, und die Ausführung mit waagrechter Grundplatte und lotrechter Welle wurde nur zur Vereinfachung der Darstellung und Beschreibung gewählt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Elektromotor mit aus Einzelspulen bestehendem Rotor und Stator, dadurch gekennzeichnet, dass die auf eisernen Platten oder Tragkörpern (3, 8) angeschraubten Polkerne (2, 16) der Spulen an den einander zugekehrten Enden durch geschlossene Polringe (6, 17) verbunden sind, so dass der Motor zwei-oder mehrpolig in Hauptstrom-, Nebenschluss- und Compoundschaltung mit Wechsel- und Gleich- strom und bei Wechselstrom ausserdem als Repulsionsmotor arbeiten kann.