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Dynamo.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Dynamo geringer Leistung, die mit einer stark wechselnden
Umlaufzahl angetrieben wird, wie sie bei Fahrzeugen, insbesondere bei Fahrrädern. zur Speisung der
Lichtquellen verwendet wird. Derartige Dynamos sind gewöhnlich zur Erzeugung von Wechselstrom eingerichtet und mit einem Dauermagneten ausgerüstet. Der magnetische Kreis besteht ferner noch aus einem Weicheisenteil, der mit einer Wieklung versehen ist, in welchem der Kraftfluss seine Richtung absatzweise wechselt, so dass in der Wicklung eine elektromotorische Kraft induziert wird.
Die Erfindung hat den Zweck, eine Dynamo sehr einfacher und betriebssicherer Bauart zu schaffen, bei der ausserdem die Spannung bis zu einer verhältnismässig niedrigen Umlaufzahl praktisch vollkommen konstant bleibt. Dies wird durch besondere Ausgestaltung und Bemessung des magnetischen
Kreises und durch besondere Anordnung der Wicklung erreicht.
Die konstante Spannung ist wahrscheinlich unter anderm dem Umstand zu verdanken, dass der magnetische Kreis, in dem der Kraftfluss wechselt, nicht lamelliert ist. wodurch bei zunehmender
Umlaufzahl der Kraftfluss infolge des von den Wirbelströmen auf die Induktionslinien ausgeübten, verdrängenden Einflusses abnimmt. Es ist an sich bekannt, den magnetischen Kreis massiv auszubilden, da Lamellierung bei Dynamos von derart kleinen Ausmassen eine erhebliche Verwicklung bedeutet.
Der feststehende, die Wicklung tragende Teil der Dynamo gemäss der Erfindung ist in bekannter Weise nach der Klauenpolbauart ausgebildet. Der umlaufende Anker ist zylindrisch ausgebildet und in radialer Richtung magnetisiert. Gemäss der Erfindung ist die Länge des Ankers mindestens von derselben Grösse wie sein Durchmesser.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert, in der die Fig. 1-7 Einzelteile einer Ausführungsform einer Dynamo gemäss der Erfindung darstellen, während Fig. 8 eine Dynamo im Schnitt darstellt.
Die Fig. 1 und 2 stellen in Seitenansicht bzw. in Draufsicht den dauernd magnetisierten Läufer dar, der aus einem zylindrischen Teil 1 und einer Welle 2 besteht. D2r Zylinder 1 ist am Umfang mit einer geraden Anzahl von vorspringenden Polen 8 versehen, die abwechselnd entgegengesetzte Polarität besitzen. Die Pole können jedoch auch im glatten Zylinderumfang erzeugt sein. Falls die Dynamo zur Fahrradbeleuchtung dient, kann der Läufer auf bekannte Weise von einem z. B. durch Schraubengewinde auf der Welle 2 befestigten Rad 22 (Fig. 8) angetrieben werden, dessen Umfang auf dem Reifen des Fahrrades aufruht.
In den Fig. 3,4 und 7 sind die ortsfesten Teile des Kreises dargestellt, die auf die in Fig. 5 ange- gebene Weise vereinigt werden. Die aus den Polen des Kernes heraustretenden Kraftlinien durchlaufen einen gewissen Luftweg und gehen dann auf die Teile 5 und 5'über. Diese Teile, deren Anzahl derjenigen der Pole entspricht, sind symmetrisch in bezug auf den Kern angeordnet, so dass sie unter dem Einfluss der Pole des Kernes abwechselnd eine entgegengesetzte Polarität erhalten. Beim Drehen des Kernes wechselt die Polarität dauernd. Die an der Scheibe-3 befestigten Teile 5 greifen zwischen die an der Scheibe 4 befestigten Teile 5', so dass. von denjenigen Augenblicken abgesehen, in denen sich die Pole gerade zwischen den Teilen befinden, die Teile 5 stets eine andre Polarität als die Teile 5'besitzen.
In einer mittleren Öffnung der oberen Scheibe.' ! ist eine Hiilse 6 befestigt, die eine mittlere Bohrung 7 aufweist, in der die Welle 2 drehbar ist. Der Kraftfluss schliesst sich durch den Zylinder 10 aus ferromagnetischem Material, der gleichzeitig das Innere vor dem Eindringen von Feuchtigkeit und Stauh
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schützt. Der Zylinder 10 hat an den Enden 11 einen etwas grösseren Innendurchmesser. Die Innendurchmesser sind derart gewählt, dass die scheibenförmigen Teile J und 4 gerade in die Enden passen und an dem dickeren Mittelteil anliegen. Sie können mit Hilfe von Schrauben oder durch Umbördelung des Randes festgestellt werden.
Die Teile 8, 5, 6 und 10 können auch aus einem einzigen Stück hergestellt, zweckmässig gegossen werden. Man erhält in diesem Fall, ausser einer einfachen Bauart, den weiteren Vorteil, dass bei den Übergängen der verschiedenen Teile keine Stossfugen entstehen. Diese Ausführungsform ist in Fig. 8 dargestellt, in der 13 und 13 die Anschlussklemmen bezeichnen, die in der Scheibe 4 isoliert befestigt und mit einer Kappe 17 bedeckt sind, die mittels einer Schraube 16 befestigt wird. Der Zylinder 10 weist ferner Bohrungen 14 und 15 auf, in denen Stifte angeordnet werden können, mittels deren die Dynamo an dem Fahrrad befestigt wird. Bei der in Fig. 8 dargestellten Ausführungsform wird die Scheibe 4 mittels der Schrauben M, 19 am Teil 10 befestigt.
Weitere Bohrungen 20 und 21 dienen zur Befestigung von Ansehlagstiften u. dgl. In dem Raum zwischen den lang-
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Zylinder 10 ist die Spule 9 angeordnet, die von dem sieh durch den Zylinder 10 schliessenden Teil des
Kraftflusses umspannt wird. Fig. 5 stellt einen Schnitt senkrecht zur Achse dar. Die Teile 5, 5'können an den freien Enden, an denen der Kraftfluss nur eine geringe Dichte hat, abgeschrägt sein. Dies bietet den Vorteil einer Beschränkung der Streuung zwischen den freien Enden der Teile 5 bzw. 5'und den Scheiben 4 bzw. 8, die den wirksamen Teil des Kraftflusses verkleinert. Sämtliche erwähnten Eisenteile werden aus massivem ferromagnetischem Material hergestellt. Die fest angeordnete Spule 9, die in Fig. 6 besonders dargestellt ist, hat sehr einfache zylindrische Gestalt.
Es ist einleuchtend, dass bei der beschriebenen Bauart infolge der besonderen Ausgestaltung und Anordnung der Teile 5 und 5'die Länge des Kraftlinienweges in den Teilen, in denen der Kraftfluss wechselt, gross ist, und dass der magnetische Widerstand dieser Teile einen verhältnismässig hohen Wert hat. So kann an denjenigen Stellen, an denen der Kraftfluss eine grosse Dichte hat, d. h. dort, wo die Teile 5, 5'in der Scheibe 8 bzw. 4 befestigt sind, eine hohe Induktion des Eisens auftreten.
Dagegen hat infolge des Umstandes, dass die genannten Teile eine grosse Länge haben, der Luftspalt einen ziemlich grossen Querschnitt und ist dessen magnetischer Widerstand verhältnismässig gering. Dies ist bei geringen Geschwindigkeiten von Wichtigkeit, bei denen der magnetische Widerstand der Weicheisenteile des Kreises noch verhältnismässig gering ist, da in diesem Fall das von den Wirbelströmen im Eisen erzeugte Gegenfeld noch gering ist. Da sich ferner die Teile 5 und 5'über einen grossen Teil ihrer Länge nebeneinander erstrecken, ist zwischen ihnen eine grosse Streuung vorhanden.
Infolge der hohen Streuung der von dem Beleuchtungsstrom erzeugten Gegenfelder, der Wirbelströme und der verhältnismässig hohen Eisenverluste, welche Faktoren alle mit der Frequenz zunehmen, wird eine bei sich ändernder Fahrgeschwindigkeit sehr konstante Spannung erhalten.
Es wurde gefunden, dass bei der Dynamo gemäss der Erfindung eine Spannungsänderung von weniger als 5% erhalten wird, wenn die Geschwindigkeit des Fahrrades zwischen 10 und 20 km in der Stunde schwankt, und von weniger als 25%, wenn die Geschwindigkeit zwischen 5 und 30 km in der Stunde schwankt. Bei den bisher gebräuchlichen Bauarten ist diese Änderung viel grösser.
Ausser einer sehr einfachen Bauart der Dynamo und einer über einen grossen Bereich sehr konstanten Spannung bietet die Dynamo gemäss der Erfindung den weiteren Vorteil, dass nur eine sehr geringe Menge magnetischen Materials benötigt ist. Ausserdem ist nur eine einzige, überdies noch stillstehende Spule 9 vorhanden, so dass Bürsten und Schleifkontakte nicht erforderlich sind. Der Zylinder 10, der einen Teil des magnetischen Kreises bildet, dient gleichzeitig dazu, das Innere der Dynamo vor Feuchtigkeit und Staub zu schützen, so dass sich eine besondere Hülle erübrigt.