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Elektrische Maschine
Bei Gleichstrommotoren mit flachem axialem Luftspalt, die einen aus einer Scheibe bestehenden An- ker aufweisen, der auf beiden Seiten eine Lamellenwicklung besitzt, wird die Kommutation im allge- meinen durch Bürsten bewirkt, welche direkt auf den Platten der blanken Leiter schleifen. Zwecks Er- zielung einer genauen Kommutierung soll der Teil der Leiter, welcher mit den Bürsten in Berührung kommt, vorzugsweise gerade sein und die Leiter müssen eine genügende Grösse haben, damit eine gute
Kommutierungsfläche gebildet wird.
Ausserdem erhöht sich der Verschleiss und die Erhitzung der Bürsten mit der linearen Geschwindigkeit der Leiter relativ zu den Bürsten ; diese Relativgeschwindigkeit ist eine Funktion des mittleren Durchmes- sers des Kommutators und man ist daher bemüht, denselben möglichst klein zu halten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kreisförmige, aus geraden Teilen bestehende Kom- mutatorbahn zu schaffen, bei der die Erhitzung und der Verschleiss der Bürsten verringert und gleichzeitig das mechanische Verhalten des Ankers verbessert wird.
Die Maschine gemäss der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass höchstens die Hälfte der Leiter der einen Seite der Wicklung an der Bildung der in der Nähe des inneren Randes der Scheibe des Ankers liegende Kommutatorschleifbahn beteiligt und zu diesem Zweck gegen die Mitte der Scheibe in Form von genau geraden verbreiterten Teilen verlängert und in radialer Richtung oder in einer zu dieser Richtung schwach geneigten Richtung angeordnet ist, wobei die genannten Leiter mit jenen Leitern, welche an der Bildung der Schleifbahn unbeteiligt sind in solcher Weise abwechseln, dass jeder von ihnen zwischen zwei dieser letzteren oder zwei ihrer Gruppen eingeschoben ist.
Die folgende Beschreibung, die unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung ein nicht einschränkendes Beispiel erläutert, schafft das Verständnis, wie die Erfindung praktisch angewendet werden kann.
Fig. 1 zeigt einen Aufriss des Ankers, Fig. 2 ist eine Teilansicht eines axialen Schnittes, welche die Anordnung des Ankers an der Scheibennabe zeigt. Die Fig. 3 und 4 zeigen Einzelheiten der Wicklungsausführung in zwei verschiedenen Varianten und die Fig. 5 und 6 stellen verschiedene Ausführungsformen der Kommutatorschleifbahn dar.
Gemäss den Fig. l und 2 besteht der rotierende Anker aus einer isolierenden Scheibe 1, auf deren beiden Seiten eine lamellenartige Wicklung angeordnet ist, welche entweder durch das an sich bekannte Verfahren des Aufdruckens von Schaltungen oder durch irgendein anderes Verfahren erzeugt werden kann, und welche aus einer Vielzahl von halben Windungen besteht, die miteinander in solcher Weise verbunden sind, dass eine Wicklung gebildet wird.
Jede Halbwindung besteht aus einem geraden Teil 2, welcher in gekrümmte Teile übergeht, deren einer, 3, bis zur Peripherie geht und dort mit der entsprechenden Halbwindung 4 der gegenüberliegenden Seite, welche in der Fig. 1 strichliert angedeutet ist, verbunden ist, während der andere gekrümmte Teil 5 zum mittleren Teil der Scheibe führt.
Dieser letztere Teil 5 der Leiter ist beispielsweise bei einer von je zwei Halbwindungen genau radial gegen die Mitte der Scheibe, so wie dies bei 6 gezeigt ist, verlängert. Die Gesamtheit dieser Verlängerungen 6 bildet die Kommutatorschleifbahn gemäss der Erfindung, auf welcher die relative Geschwindig-
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keit der Bürsten im Vergleich zu jenen bekannten Maschinen mit axialem Luftspalt und lamellenartiger
Wicklung, bei welchen die Bürsten im allgemeinen auf dem Teil 2 der Wicklung schleifen, verringert ist.
Der Teil der Scheibe, der dieser Schleifbahn entspricht, ist an einen Teil der Radnabe 7 angelehnt, 5 welcher durch einen isolierenden Ring 8 gebildet wird, auf welchen sie z. B. durch einen isolierenden Schrumpfring9 und eine Schraubenmutter 10 befestigt und das Ganze durch Nieten 11 fixiert ist.
Der Druck der Bürsten 12, die auf den Platten 6 der Schleifbahn gleiten, wird so auf einen Teil der sich auf die Nabe abstützenden Scheibe ausgeübt, welcher sich überhaupt nicht deformiert, wodurch die
Kommutatorbahn starr und eben ist, was zur Folge hat, dass sich die Kommutation unter den besten Be- ) dingungen vollziehen kawi.
Die Enden der Halbwindungen, welche an der Bildung der Kommutatorschleifbahn nicht beteiligt sind, werden durch das Entstehen dieser Schleifbahn festgehalten und sind durch die Verbindungen 14 (Fig. 3) mit den Halbwindungen der gegenüberliegenden Seite, welche in Fig. 1 strichliert angedeutet sind, verbunden.
Diese Anordnung, in welcher nur eine gewisse Zahl von Leitern die Schleifbahn bildet, hat einen zweifachen Vorteil : sie ermöglicht die Platten der Schleifbahn in einer mit der Abmessung der Bürste in Übereinstimmung stehenden Grösse bei verringerten Durchmesser der Schleifbahn auszubilden und ausser- dem sind die Verbindungen zwischen den Leitern der beiden Seiten ausser jenen, die am peripheren äusse- ren Umfang liegen, auf mindestens zwei Umkreise auf beiden Seiten der Kommutatorschleifbahn ver- teilt.
Wie man aus Fig. 3 ersieht, besitzt diese Anordnung aber doch einen gewissen Nachteil. Die Leiter 6 weisen nämlich, bevor sie sich zur Schleifbahn erweitern, eine Einschnürung 15 an den geraden Verbin- dungen 14 der Enden 16 der beiden Leiter 5 auf, zwischen welchen sie eingeengt sind.
Um Abhilfe zu schaffen, benützt man die Anordnung, welche in Fig. 4 gezeigt ist, bei welcher abwechselnd ein Leiter von zweien, welche an der Ausbildung der Schleifbahn nicht beteiligt sind, beträcht- lich in der Richtung des Radius bei 17 verlängert ist, wodurch die darüberliegende Einengung vermieden wird und ausserdem der Abstand zwischen den beiden Verbindungen 14 vergrössert wird, welche sich auf diese Weise nicht nur auf einen einzigen Kreis verteilen. Ausserdem wird durch diese Massnahme die me- chanischeFestigkeit der Scheibe erhöht, weil die Abstände zwischen den Bohrungen grösser sind und diese
Bohrungen nicht mehr in einer (Kreis-) Linie ausgerichtet sind.
Die Enden der Platten 6, welche die Schleifbahn bilden, sind in bekannter Weise mittels Verbindun-
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angedeutet ist.
Um das Geräusch zu vermeiden, welches entsteht, wenn die Bürste auf der Kommutatorschleifbahn von einer Platte zur andern schleift, benützt man die Anordnung der Fig. 6, bei welcher die Platten der Schleifbahn nicht mehr in radialer Richtung, sondern in einem gewissen Winkel Cl zum Radius der Scheibe geneigt angeordnet sind.
Die Anordnungen der Kommutatorschleifbahn gemäss der Erfindung können auch in dem Falle angewendet werden, wenn der Anker den Stator der Maschine bildet und die Kommutatorbürsten auf dem vom Induktor gebildeten Rotor der Maschine befestigt sind.
Die Verstärkung der Schleifbahn durch die Nabe kann, wenn nötig, durch irgendeine andere bekannte Vorrichtung ersetzt werden, ohne dass damit der Rahmen der Erfindung überschritten wird.
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