Magnetelektrische Kleinmaschine. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine magnetische Kleinmaschine der im Patentanspruch des Hauptpatentes gekenn zeichneten Art.
Bekannte Dynamomaschinen dieser und ähnlicher Art haben eine den umlaufenden Teil der Maschine tragende Welle, die längs verschiebbar ist und unter dem Einflusse eines Nachstellgliedes steht, wobei das Nach stellglied die Welle bezw. den rotierenden Teil gegen das mit dem feststehenden Teile der Maschine einstellbar verbundene Wider lager drückt. Durch Verstellen (Verschrau ben) des einstellbaren Widerlagers wird der zwischen den Polschuhen des Dauermagnetes und den Polschuhen des Ankers befindliche Luftspalt verändert bezw. auf den benötig ten Abstand eingestellt. Das Nachstellglied bewirkt dann die Einstellung des nötigen Spiels in der Lageranordnung und hält den Luftabstand gleichmässig.
Die Einstellung ,des Luftspaltes dient zur Einstellung der Leistung bezur. Spannung der Dynamo, da sieh mit der Änderung des Luftspaltes die Leistung bezw. .Spannung der Dynamo än dert.
Den bekannten. Dynamomaschinen der genannten Art hafteten noch verschiedene Mängel an. So zum Beispiel bestand der Nachteil der unbequemen Handhabung beim Einstellen des Luftspaltes bezw. der Lager; auch erforderten die bisherigen Lageranord nungen eine sehr genaue Ausbildung der Lagerstellen, der Gehäuse und der Gehäuse verschlüsse.
Anderseits war das eingestellte Spiel in der Lageranordnung entweder zu gross oder zu klein, wodurch der Lauf der Dynamo infolge zu grosser Reibung entweder zu schwer war oder die Lager durch die beim Fahren auftretenden Stösse und Erschütte rungen, insbesondere bei Anordnung von Kugellagern - durch den erschütterten rotierenden Teil (beispielsweise durch den schweren rotierenden Dauermagneten) - be schädigt wurden.
Bei andern bekannten Lageranordnungen besass .die Achse infolge ihrer zweiteiligen Ausbildung keine genü gende Festigkeit, da die seitlich angreifen- den Antriebskräfte durch Friktion des Reib- rades (Antriebsrades der Dynamo) an der Laufdecke des Fahrrades die steckerartig zu sammengesetzte Achse übermässig und unzu lässig durchbog; hierdurch traten Berüh rungen der Polschuhe des Magnetes mit den Polschuhen des Ankers ein, so dass die Dynamomaschine unbrauchbar wurde.
Ein besonders grosser Nachteil der bisherigen An ordnungen bestand auch darin, dass die Füh rungen der einzustellenden bezw. der sich verschiebenden Lagerteile zu kurz waren, das heisst der Durchmesser war gegenüber der Höhe derselben zu gross, wodurch die Lager teile leicht eckten und in der Führung klemmten. Ferner musste es bei den bekann ten Anordnungen als ein Nachteil betrachtet werden, dass ,das Nachstellglied zu wenig Be wegung und Einstellmöglichkeit hatte.
Alle diese Nachteile werden nach der Er findung dadurch vermieden, dass das Nach stellglied als Schraubenfeder ausgebildet ist, die derart um die Welle der Maschine an geordnet ist, dass sie durch Einwirkung auf den einen der beiden Laufringe des die Welle anderends als das mit dem fest stehenden Teil .der Maschine einstellbar ver bundene Lager stützenden Kugellagers die Teile desselben unter Druck zusammenhält. Hierbei ist es unwesentlich, ob die Schraubenfeder den Teil des Kugellagers unmittelbar oder mittelbar angreift.
Durch die Vereinigung dieser drei Elemente nach der Erfindung: durchgehende Achse, Abfede rung eines Kugellagerteils und dies durch eine Schraubenfeder werden eine grosse Reihe von Vorteilen erzielt bezw. eine Fahrrad dynamo geschaffen, die allen durch die Praxis an sie gestellten Anforderungen ge nügt.
Die durchgehende, nicht geteilte Achse verschafft der Dynamo eine vollkommen aus reichende Stabilität und Festigkeit. Trotz des seitlichen Antriebes .durch Friktion des Reibrades mit der Laufdecke und des ein seitigen Druckes dieses Antriebes treten keine Verbiegungen der Achse und kein Be- rühren der Polschuhe des Magnetes und des Ankers auf.
Das unmittelbare oder mittelbare An greifen eines Kugellagerteils durch die Schraubenfeder bei der gleichzeitigen Anord nung einer durchgehenden Achse hat den Vorzug der Vereinfachung und der Verkür zung der Baumasse der Dynamo und ferner den Vorteil der Erhöhung der Wirksamkeit der Schraubenfeder. Gerade die Ausbildung der das Kugellagerteil beeinflussenden Druckfeder als Schraubenfeder ergibt für den hier vorliegenden Zweck nicht nur .einen äusserst elastischen (geringer Lagerdruck), sondern auch einen den auftretenden Stössen genügenden festen und trotzdem für jede er denkliche Zeit ausreichenden ausdauernden Druck der Schraubenfeder.
Durch die Er zielung des geringen Lagerdruckes wird die benötigte Antriebskraft bezw. der Energie bedarf sehr vermindert. Ein Reissen und Platzen, wie dies Blattfedern eigen ist, tritt bei diesen Schraubenfedern gleichfalls nicht auf. Massdifferenzen in den Längsabmessun gen der Gehäuse und der Achse mit ihren Kugellagern werden von der Schraubenfeder sicher und einwandfrei ausgeglichen, ohne dass die Wirkung der Feder irgendwie schäd lich beeinflusst wird, weil .die Höhe der Fede rung sehr gross ist. Die Anforderungen an die Genauigkeit in der Fabrikation brauchen daher auch nicht zu hoch gestellt zu werden, was aus dem Umstande, dass es sich hier um einen Massenartikel handelt, von wesentlicher Bedeutung ist.
Bei der einen beispielsweisen Ausführung nach der Erfindung ist der äussere Kugel laufring .des Kugellagers in einer Hülse ge fasst bezw. gehalten, die in einer Lager führung achsial verschiebbar (gleitend) an geordnet ist, und unter der Wirkung einer Feder steht. Die als Nachstellglied dienende Feder greift am untern Ende bezw. am Rande der Hülse an und findet ihre Gegen schulter an der gante der Lagerführung.
Die Führung der Hülse des äussern Kugellauf ringes ist im Hinblick auf die am untern Ende bezw. am Rande derselben angreifende Feder und die grosse Höhe der Hülse nicht nur bedeutend verbessert, sondern auf voll kommen neue Grundgedanken aufgebaut, so dass kein Ecken oder Verklemmen des Kugel laufringes beim Gleiten in der Lagerführung stattfinden kann.
Bei einer andern beispielsweisen Aus führung nach der Erfindung gleitet auf der mechanisch ein starres Stück bildenden Welle der innere Kugellaufring und wird von dem selbsttätigen, federnden Nachstellgliede ständig in die übrigen Gegenstände des La gers gedrückt, während der umlaufende Teil der Maschine gegen das mit dem feststehen den Teile einstellbar verbundene Widerlager gedrückt wird.
Die Lageranordnung bezw. Vorrichtung zur Luftspalteinstellung nach der bisherigen Beschreibung eignet .sich ganz besonders zur Verwendung in einem aus dünnwandigem Bleche - beispielsweise 0,5 mm starkem Bleche - bestehenden Gehäuse, bei dem vorzugsweise die als Verschluss dienenden Gewinde durch einen rollenden Walzvorgang eingeprägt sind. Dies findet darin seine Be gründung, dass bei Verwendung eines dünn wandigen Gehäuses mit gerolltem Gewinde als Verschluss für beide Gehäuseteile infolge der grösseren Ungenauigkeit und Nachgiebig keit des dünnwandigen Materials und der als Verschlusselemente dienenden gerollten Ge winde nicht dieselbe endgültige Einstell genauigkeit in der Längsrichtung erzielt wird wie bei in starkwandigem Gehäuse material geschnittenem Gewinde.
Bisher war man vergeblich bemüht gewesen, die Ge häuseteile bei Dynamo für Fahrradbeleuch tungen, insbesondere bei den hier vorliegen den mit Übergang des Luftspaltes in einer Ebene, die Gehäuseteile sehr dünnwandig zu machen und als Verschlusselemente die nur aus dünnem Material zu rollenden Gewinde anzuwenden. Die Durchbildung dieser Art von Gehäusen für Dynamos ergibt ein voll kommen neues Moment und ist erst durch die vorliegende Lageranordnung bezw.
Vor richtung zur Einstellung des Luftspaltes unter Verwendung einer Schraubenfeder praktisch möglich, weil die auftretenden Ungenauigkeiten in der Achsrichtung durch die Lageranordnung mit Schraubenfeder ge mäss der Erfindung ausgeglichen werden, so dass alle Vorteile der Verwendung dieser dünnwandigen Gehäuse mit gerolltem Ver schlussgewinde nicht erst durch Nachteile der genannten Art erkauft zu werden brau chen. Die Vorteile des dünnwandigen Ge häuses gegenüber den bekannten starkwan digen Gehäusen sind: Materialersparnis, Ver ringerung der Herstellungskosten, Gewichts erleichterung der Dynamo, bequemere Mon tage (durch den Gewindeverschluss aus ge rolltem Gewinde), die für Massenartikel ausserordentlich wichtig sind.
Zweckmässig ist an dem einen Gehäuse teile eine Rändelung, Riffelung oder Korde- lung eingepresst. Um die Nachteile der Witterungseinflüsse zu vermeiden, ist ein Teil der mit Gewinde versehenen Gehäuse teile aus Messing und der andere aus Eisen hergestellt.
Auf der Zeichnung sind einige Ausfüh rungsbeispiele dargestellt, und zwar zeigt: Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Dynamomaschine, bei der der äussere Kugel laufring abfedert, Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine Dynamomaschine, bei .der der innere Kugel laufring abgefedert ist, Fig.3 bis 5 Längsschnitte durch Aus führungsarten der Kupplung zwischen Kugellaufring und dem umlaufenden Teile der Maschine.
In der Fig.,1 zeigt 1 :den etwa aus Mes sing bestehenden Halsteil und. 2' den zum Beispiel aus Eisen bestehenden Körperteil des Gehäuses einer Dynamo, die in ihrem Innern das Wicklungssystem (Anker) 3 und den Dauermagneten (Rotor) 4 mit Welle 5 aufnehmen. Hier ist beispielsweise das Wicklungssystem 3 fest im Gehäuseteil 2 und der Dauermagnet 4 kreisend zwischen den Kugellagern @6, 7, @ & und 9, .10, 11 an geordnet. Der Antrieb des Dauermagnetes erfolgt durch das Reibrad 12. Über dem obern Kugellager 6, 7, 8 ist eine Scheibe 13 mit Rand 14 angeordnet, in die eine Dich tungsscheibe 15 eingelegt ist.
In dem am untern Ende des Gehäuseteils 2 befindlichen Halsstück 16 ist eine Lagerkappe 17 zur Aufnahme des untern Kugellagers 9, 10; 11 mittelst des Gewindes 18 eingeschraubt. Zum Schutze gegen Staub und Witterungsein flüsse ist die Kappe 19 am untern Ende des Gehäuses 2 durch die Schraube 2:0 befestigt. Der äussere Kugellaufring 8 des Kugellagers, der in einer Hülse 21 gefasst bezw. gehalten wird, ist in einer Lagerführung 22 achsial verschiebbar angeordnet. Eine als Nachstell glied dienende Schraubenfeder '23 greift am untern Ende bezw. am Rande 2,4 der Hülse 21 an und findet ihre Gegenschulter an der Kante 25 der Lagerführung 22.
Sie drückt den äussern Kugellaufring 8 mittelbar über die Hülse 2'1 gegen die übrigen Kugellager teile 7, 6 und drückt ferner den kreisenden Dauermagneten (Rotor) 4 mit :der Welle 5 gegen das mit dem feststehenden Gehäuse teil 2 einstellbar verbundene Widerlager, die Lagerkappe 17. Die Grösse des Luftspaltes 26 kann, wie im Hauptpatent erklärt ist, dadurch reguliert werden, dass die Lager kappe 17 mehr oder weniger in das Hals stück<B>16</B> eingeschraubt wird. Nach richtig eingestelltem Luftspalte -26 wird die Lager kappe 17 durch die Sicherungsmutter 2.7 ge sichert.
Eine besondere Einstellung des obern Kugellagers 6, 7, 8 mit .der Hülse 2,1 und des Nachstellgliedes - Schraubenfeder 23 ist nicht erforderlich, da die Nachstellung selbsttätig federnd erfolgt.
Der aus dünnem Blech, zum Beispiel Eisenblech, bestehende Gehäuseteil 2 und .der gleichfalls aus dünnem Blech, etwa Messing blech, bestehende Gehäuseteil 1 besitzen je ein gerolltes Gewinde 2,8, 2;9; diese beiden Gewinde bilden gleichzeitig den Verschluss der beiden Gehäuseteile.
In .der in Fig. 2 dargestellten Konstruk tion zeigt 31 den Halsteil und 32 den Kör perteil des Gehäuses einer andern Dynamo, welche Teile in ihrem Innern das Wick lungssystem 33 und den Dauermagneten 34 mit Welle 35 aufnehmen. In dem am un tern Ende des Gehäuseteils 312 befindlichen Halsstück 46 ist entsprechend dem Ausfüh rungsbeispiele nach Fig. l eine Lagerkappe 47 zur Aufnahme des untern Kugellagers 39, 40, 41 mittelst des Gewindes 48 ein geschraubt. Wie sich aus Fig.2 erkennen lässt, ist hier der Kugellaufring 36 des obern Kugellagers auf der mechanisch ein starres Stück bildenden Welle 35 gleitend gelagert, und zwischen Kugellaufring 3,6 und um laufendem Dauermagneten 34 bezw. den Be festigungsmuttern 54 ist ein federndes selbst tätiges Nachstellglied in Form einer Schrau benfeder 51 angeordnet.
Die Schrauben feder 51 drückt den innern Kugellaufring 3,6 gegen die übrigen Kugellagerteile 37, 38 und drückt ferner den kreisenden Dauer magneten 34 mit der Welle 35 gegen das mit dem feststehenden Gehäuseteil 3''2 einstell bar verbundene Widerlager-Lagerkappe 47. Zwecks Einstellung des Luftspaltes 65 ist nur nötig, die Lagerkappe 47 durch Ein greifen eines entsprechenden Werkzeuges in die Löcher 52 zu drehen. Nach richtig ein gestelltem Luftspalte 65 wird die Lager kappe 47 durch die Sicherungsmutter 53 ge sichert. Eine besondere Einstellung des obern Kugellagers 3,6, 37, 38 und des Nach stellgliedes 51 ist nicht erforderlich, da die Nachstellung selbsttätig federnd erfolgt.
Zweckmässig ist nun der auf der Welle 35 gleitende innere Kugellaufring 36 mit Hilfe der Schraubenfeder,51 mit dem an liegenden Maschinenteile des umlaufenden Teils 34, der Mutter 54, gekuppelt. Die Kupplung dieser Teile erfolgt entsprechend Fig.3 durch Eingreifen der Enden 55, 56 der Schraubenfeder 51 in Bohrungen 57, 618 des innern Kugellaufringes 36 bezw. der Mutter 54.
An Stelle der Bohrungen 57, 58 können entsprechend Fig. 4 Schlitze 59, -60 als Eingriffe für die Kupplungsenden 55, @ä6 der Schraubenfeder 5:1 benutzt werden. Fig.5 zeigt eine Kupplung, die durch am Bunde 61,<B>62</B> greifende Gänge -63, 64 .der Schraubenfeder<B>51</B> erzeugt wird. An der der Schraubenfeder 51 entgegengesetzten Seite des Kugellaufringes 3.6 ist ein Spreng- ring 66 angeordnet, der in eine Nute 67 der Welle 35 eingreift.
Dieser Sprengring 06 hat die Aufgabe, den auf der Welle 35 glei tenden innern Kugellaufring 36 vor dem Zu sammenbau der Dynamo auf der Welle 3'5 festzuhalten.