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Elektrische Maschine.
Die bisher bekannten Konstruktionen elektrischer Maschinen bestanden darin, dass die aktiven Teile des Stators, das sind das Blechgehäuse, mit der Wicklung in einem Gerippe zweckmässiger Gestalt eingelegt und befestigt sind und der Rotor in Lagern gelagert ist, welche ebenfalls in diesem Gerippe bzw. in mit diesem Gerippe verbundenen Schildern befestigt sind.
Es wurde ferner bereits vorgeschlagen, elektrische Wicklungen durch Ausfüllen der Zwischenräume mit einem inerten anorganischen Füllstoff und einer kieselhaltigen Imprägniermasse zu isolieren oder den Stator bzw. Rotor mit Isolationsmasse zu umhüllen. Diese bekannten Verfahren haben verschiedene Nachteile. So wurden z. B. isolierende Massen von im Betriebe sich entwickelnden Gasen angegriffen oder fand ein Lockern und Rissigwerden der Isolationsmassen infolge von Wärmewirkungen statt. Die anfangs genannte Konstruktion hat ebenfalls eine Reihe grundsätzlicher Nachteile, insbesondere bei Maschinen, welche serienweise hergestellt werden.
Der Hauptnachteil besteht darin, dass die frei im Raume liegende Wicklung gegen Berührung,
Staub, Feuchtigkeit, tropfendes Wasser, chemisch wirkende Dämpfe und ähnliches geschützt werden muss, wobei sie gleichzeitig mit Kühlluft beblasen werden muss. Infolgedessen ist es nötig, die Kon- struktion des Gerippes und der Stirnschilder den Betriebsbedingungen anzupassen und z. B. offene, offene geschützte, gegen Tropfwasser geschützte, verschlossene, staubdicht, mit Luftzu-und-abfuhr versehene, mit Oberflächenkühlung versehene usw. Maschinen zu bauen, wobei die Leistung der Maschine sich infolge der Änderung der Kühlung ändert. Ausserdem treten Fälle auf, wo es nötig ist, das Gerippe der mechanischen Benutzung der Maschine anzupassen, woraus wiederum z.
B. horizontale Maschinen, vertikale Maschinen, Maschinen mit Flansch usw. hervorgehen. Für den Erzeuger bedeutet diese Menge verschiedener Ausführungen die Instandhaltung eines grossen Modellagers, Gerippelagers mit dem Zubehör und eine Menge verschiedener Bearbeitungs-und Montagearten.
Durch die neue Konstruktion der elektrischen Maschine gemäss der Erfindung wird nicht nur eine Vereinfachung aller bisher nötigen Arten von elektrischen Maschinen mit Rücksicht auf ihren Schutz und die Kühlung der Wicklung ermöglicht, sondern man erzielt auch eine bedeutende Vereinfachung und Verbilligung der Herstellung überhaupt und infolge der sich nicht ändernden ständig vorzüglichen Kühlung auch eine gleiche Leistung für sämtliche Verwendungen der Maschine. Ebenso wird die mechanische Anpassung der Maschine an die Bedürfnisse der Verbraucher durch die neue Konstruktion in sehr bedeutendem Masse vereinfacht.
Im Wesen besteht die neue Konstruktion darin, dass der aktive Teil des Stators, d. i. das Blechgehäuse, mit der Wicklung mit einer geeigneten metallischen Masse umgossen oder bespritzt wird, welche mit dem aktiven Teil ein festes Ganzes bildet, welches beliebig bearbeitet werden kann und als konstruktives Grundelement für den Bau der ganzen Maschine benutzt wird. Das Umgiessen bzw.
Bespritzen des aktiven Teiles geschieht mittels eines zweckentsprechenden Metalls guter Wärmeleitfähigkeit und Festigkeit. Dabei versieht man die Wicklung mit einer Isolation aus nicht verbrennbarem Material, u. zw. entweder aus Asbest oder ähnlichem oder aus isolierendem Metalloxyd, z. B.
Aluminiumoxyd.
Das auf diese Weise ausgebildete Statorgehäuse in Form eines Ringes bildet ein vollkommen festes Ganzes und dieses wird als Grundelement für den Bau elektrischer Maschinen benutzt, wobei die Wicklung vollkommen geschützt ist, so dass ein derart ausgebildeter Stator ohne Schaden für sämtliche Mittel, z. B. auch in Wasser, benutzt werden kann.
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In den Fig. 1 und 1 a ist ein Stator veranschaulicht, welcher gemäss der Erfindung gebaut ist und der aus einem Blechpaket 1, einer Wicklung 2 und einem diese eng umgebenden Gehäuse 3 besteht. Die übrigen Teile der Maschine, wie die Lagerschilder, die Pratzen, die Flanschen und ähnliches, werden an dem derart ausgebildeten Gehäuse auf bekannte Weise befestigt.
Ein weiterer wichtiger Vorteil der neuen Konstruktion beruht darin, dass die Masse, welche den aktiven Teil des Stators umgibt, sämtliche Räume unregelmässiger Form zwischen den einzelnen Spulen ausfüllt bzw. zwischen den Leiterwicklungen und zwischen der Wicklung und dem Blechgehäuse, so dass die gesamte Oberfläche der aktiven Teile des Stators in enger Berührung mit dem umhüllenden Gehäuse steht. Dadurch wird erzielt, dass die gesamte Oberfläche der aktiven Teile des Stators für den Wärmedurchgang aus den aktiven Teilen in das sie umhüllende Gehäuse 3 zur Verfügung steht, welches diese Wärme weiter auf seine äussere Oberfläche leitet, die grösser ist als die Oberfläche der aktiven Teile und mittels Luft oder einem andern Mittel gut gekühlt ist.
Infolgedessen ist die Kühlung der aktiven Statorteile bedeutend wirksamer als bei den bisherigen Ausführungen. Bei den bisherigen
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Oberfläche der aktiven Teile dringt. Dort, wohin die Kühlluft nicht dringen kann, setzt sich Staub an, welcher Wärme nicht ableitet und die Ableitung der Wärme noch mehr verschlechtert.
Die äussere Oberfläche des Statorgehäuses in ihrer einfachsten Ausführung ist in den Fig. 1 und 1 a ersichtlich. Die ganze Oberfläche ist glatt, was für die Reinigung der Maschine vorteilhaft ist. Falls die ganze Oberfläche, die glatt ist, für die Ableitung der Wärme des Stators nicht genügt, wird sie mit Rippen zur Vergrösserung der Oberfläche versehen. Die Rippen können aus dem gleichen
Material wie das Statorgehäuse 3 ausgebildet sein und sind gleichzeitig abgegossen oder ausgespritzt oder können z. B. aus Eisenblech sein und beim Abguss in das metallische Gehäuse 3 eingelegt werden, wodurch sie sich mit diesem fest verbinden. Eine derartige Ausführung ist in den Fig. 2 und 2 a ver- anschaulich, wo 4 die Rippen bedeuten und die übrigen Bezeichnungen dieselben sind wie in Fig. 1.
Mit Rücksicht darauf, dass der Luftzwischenraum bei elektrischen Maschinen gewöhnlich sehr klein ist, darf die Wand 5 des Statorgehäuses (Fig. 1) nicht stark sein. Manchmal ist es vorteilhaft, diese Wand schon beim Abgiessen überhaupt auszulassen oder sie nach dem Abgiessen auszudrehen. In den
Fig. 2 und 2 a ist diese Wand ausgelassen.
Manchmal pflegt es vorteilhaft zu sein, das Blechpaket 1 des Stators durch bekannte Mittel zu pressen, wie z. B. durch Endplatten und Querstücke, welche auf der äusseren Oberfläche an das Blechgehäuse geschweisst sind, damit das Blechgehäuse beim Einlegen der Wicklung 2 zusammengehalten wird, wie dies in Fig. 3 angedeutet ist. Die Endplatten 6 halten die Bleche 1 vor dem Umgiessen des
Gehäuses 3 zusammen und sind in diesem Gehäuse eingegossen. Das Eingiessen kann allenfalls auf diese Weise durchgeführt werden, dass die äussere Fläche des Blechpaketes 1 unumgossen bleibt und gegebenenfalls mit einem besonderen Metallring geschützt werden kann.
Die Konstruktionselemente, welche zur Verbindung des Statorgehäuses gemäss den Fig. 1, 1 a, 2,2 a, und 3 mit dem Rotor und mit dem Fundament nötig sind, wie die Lagerschilder, die Pratzen, die Angüsse für die Spreizen und ähnliches werden zweckmässig aus demselben Material wie das Gehäuse 3 und gleichzeitig mit ihm abgegossen. Als Beispiel ist in Fig. 4 eine Maschine in einer Ausführungsform gemäss der Erfindung veranschaulicht. Auf einer Seite der Maschine ist hier der Stern 7 aus metallischem Material angegossen, welcher durch Verlängerung der Rippen 4 ausgebildet ist und der in der Mitte eine Pfanne 8 besitzt, in welche das Kugellager 9 gelegt wird. Auf der andern Seite wird ein ähnlicher Stern 10 zentriert und angesehraubt, u. zw. direkt auf die Rippen des Gehäuses 3.
In Fig. 5 ist eine Stator veranschaulicht, dessen Gehäuse 3 mit den Pratzen 11 und dem Flansch 12 versehen ist, welche aus demselben metallischen Material und aus einem Stück mit dem Gehäuse. 3 sind. Manchmal ist es zweckmässig, das Gehäuse 3 bloss mit Angüssen zu versehen, an welche hierauf die nötigen grösseren mechanischen Teile, wie z. B. die Pratzen, die Flanschen u. dgl., angesehraubt werden, oder es werden in das Gehäuse 3 entsprechende Konstruktionselemente aus metallischem Material eingegossen, an welche hierauf die angeführten Teile befestigt werden. Als Beispiel einer ähnlichen Ausführung ist in Fig. 5 in ihrem unteren Teil der Flansch 13 an den Ring 14 angeschraubt, welcher in das Gehäuse 3 bei seinem Abguss eingegossen wurde.
Der Flansch 18 ist hier aus anderem metallischen Material als das Gehäuse 3.
Ein anderes Beispiel veranschaulicht Fig. 6. Hier ist in das Gehäuse 3 der Ring 15 eingegossen, an welchen die Pfanne 16 angeschraubt und zentriert wird, die das Kugellager ? y trägt. Auf der andern Seite der Maschine ist die ganze Stirnseite aus einem Stück mit dem Gehäuse 3 gegossen, in welches der Ring 18 aus anderem metallischen Material eingegossen ist, in dem das Kugellager 19 eingeschlossen ist.
Die beschriebene Konstruktion gewährleistet einerseits eine einfache Herstellung von Statoren elektrischer Maschinen, die allen individuellen Forderungen angepasst werden kann, anderseits einen vollkommenen Schutz und Kühlung der Statorwicklung, wobei der gleich ausgebildete Stator für jede Verwendungsart ohne jedwede Befürchtungen, dass die Wicklung beschädigt wird, benutzt werden kann.
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