Magnetelektrische Kleinmaschine. Die Erfindung betrifft eine magnetelek trische Kleinmaschine, welche zum Beispiel als Fahrradlichtmaschine ausgebildet sein kann, mit umlaufendem Dauermagneten, bei der -die Wicklung des feststehenden Ankers auf Spulenkörper gewickelt ist, welche aus einem als Träger für die Ankerwicklung die nenden und an einem Mantel aus magnetisier- barem Werkstoff vorgesehenen, radial stehen den Polkern und sich anschliessenden Flan schen bestehen, wobei an den einen Flanschen sich die Polflächen befinden.
Solche Maschi nen weisen,deshalb eine hohe Leistung auf, weil sich der magnetische Kraftlinienfluss auf kürzestem Wege und ohne wesentliche Streu- verluste über zwei benachbarte Polkerne, den ,dazwischen liegenden Mantelteil aus magne- tisierbaren Baustoff und den Dauermagneten schliesst.
Bei Maschinen dieser Art ist bereits vor schlagen werden, die Polkerne dadurch herzustellen, dass Lappen oder Vorsprünge aus einem Gehäusemantel aus Eisenblech nach innen herausgedrückt werden. Zur Ver- stärkung dieser Polkerne ist :dabei der Spulen körper zum Teil ,aus Eisen hergestellt, indem der radial stehende Spulenkern aus Eisen besteht und Flansche aufweist, von welchen die Innenflächen die Polflächen bilden. Die Spule ist auf den Polkern aufgeschoben und an ihm befestigt.
Der magnetische Kraft linienfluss von Pol zu Pol ist hierbei infolge der Unterbrechungen des Gehäusemantels durch die nach innen herausgedrückten Pol kerne ungünstig; die Herstellung .der Pol kerne erfordert einen besonderen Arbeitsgang und die Windungen der Spule, welche über eine Isolierscheibe gegen den Mantel anliegt, sind,durch die Isolierscheibe bei der Herstel lung der Spule und ihrer Anbringung am Gehäuse nur ungenügend geschützt.
Die den Gegenstand der Erfindung bil dende magnetelektrische Kleinmaschine kenn zeichnet sich dadurch, dass die gehäuseseiti- gen Flansche des für sich hergestellten Spu lenkörpers aus magnetisierbarem Baustoff bestehen, sich an den radialen Kern an schliessen und als Befestigungsglied zur Be- festigung der Spule am Gehäusemantel dienen. Der ganze Spulenkörper kann zum Beispiel aus Eisen bestehen; er kann für sich fertiggestellt und innen zum Beispiel an einem Gehäusemantel aus magnesierbarem Baustoff befestigt werden.
Hierdurch ist ein besonders guter magnetischer Kraftlinien- schluss zwischen benachbarten Polen, dem dazwischenliegenden Gehäusemantelteil aus magnetisierbarem Baustoff und dem Dauer magneten gesichert. Diese Bauart der Klein maschine ist einfach, da nur die Spulen mit dem Gehäusemantel verbunden zu werden brauchen, und die Windungen der Spulen liegen zwischen den eisernen Flanschen des Spulenkörpers bei der Herstellung der Spulen und bei der Anbringung am Gehäusemantel gut geschützt.
Insbesondere ermöglichen auch die gehäuseseitigen Flansche des Spulen körpers eine besonders leichte und schnelle Befestigung an der Spannvorrichtung der Wickelmaschine, indem die Flansche nur in Führungen der Spannvorrichtung eingescho ben. zu werden brauchen und bei einer magne tischen Spannvorrichtung die Eisenmassen dieser Flansche zur Befestigung beitragen.
Zur Erleichterung der Befestigung am Gehäusemantel kann vorteilhafterweise der Spulenkörper zwischen vom Gehäusemantel nach innen vorspringende Führungsleisten axial eingeschoben werden. Es bleibt dann der Gehäusemantel nach aussen hin abge schlossen, so dass Staub und Feuchtigkeit nicht in die Maschine eindringen können. Um dabei den guten magnetischen Kraftfluss zu sichern, sind zweckmässigerweise die Füh rungsglieder für die Spulenkörper als federnde, parallel zur Maschinenachse ver laufende Leisten aus magnetisierbarem Werk stoff ausgebildet, die in ihrer Längsmitte an dem Gehäusemantel aus dem magnetisier- baren Werkstoff befestigt und deren Längs ränder aufgebogen sind.
In den Spalt zwi schen diesen Rändern und dem Gehäuse mantel können nie Spulenkörper mit den ge häuseseitigen Flanschen axial eingeschoben werden, wobei diese Flanschen durch die Federung der Leisten fest gegen den Gehäuse- mantel angedrückt werden. Das gute An liegen der Flansche am Gehäusemantel und damit der unbehinderte Übertritt des magne tischen Kraftflusses ist auf diese Weise ge sichert.
Zur einfachen Herstellung des Spulen körpers kann dieser aus zwei U-förmig gebo genen, an ihren Stegteilen miteinander ver bundenen Gliedern aus magnetisierbarem Werkstoff zusammengesetzt werden. Die Polflächen bedürfen dabei keiner besonderen Bearbeitung, können vielmehr lediglich durch Biegen die erforderliche Form erhalten.
Zur Erzielung einer guten Leistung der Maschine muss der Dauermagnet in axialer Richtung den Polflächen genau gegenüber liegen. Dies kann in sehr einfacher Weise da durch erreicht werden, dass die im Gehäuse mantel axial verschiebbaren Spulenkörper beim Einsetzen des Dauermagneten in den Mantel durch eine am Oberteil quer zur Drehachse des Magneten gerichtete Anschlag fläche in die ordnungsmässige Gegenüber lage zum :Magneten geschoben werden.
Auf der Zeichnung ist eine Ausführungs form einer Kleinmaschine nach der Erfin dung in Form einer Fahrradlichtmaschine beispielsweise dargestellt.
Fig. 1 zeigt den Spulenkörper in der Vor deransicht.
Fig. 3 ist eine Draufsicht zu Fig. 1. Fig. ;3 zeigt eine Abwicklung einer Spu- lenkörperhälfte.
Fig. 4 ist ein Querschnitt durch den Ge häusemantel der Maschine mit einer einge schobenen Ankerspule.
Fig. 5 ist ein Längsschnitt durch Teile der nicht zusammengesetzten Maschine und veranschaulicht das Einschieben einer Spule.
Fig. 6 ist ein Querschnitt nach der Linie A-B der Fig. 5 mit eingezeichnetem Ma gneten, und Fig. 7 zeigt den Längsschnitt der Ma schine.
Bei der dargestellten Fahrradlichtma schine läuft ein Dauermagnet 1 in einem fest stehenden Anker um, :der in der üblichen Weise aus einem eisernen Gehäusemantel und daran befestigten, radial nach innen ragenden Polen besteht, die als Träger der Spulen 3 der Ankerwicklung dienen.
Die Spulenkörper bestehen aus zwei U-förmig gebogenen Eisenblechstücken, die mit ihren Stegen 4, 5 aneinandergelegt sind. Die -dem Dauermagneten 1 zugekehrten Flansche 6, 7 bilden zusammen die Polschuhe, während die :dem Gehäusemantel 2 zuge wandten Flansche 8, 9 zusammen als Be festigungsglied für .den Spulenkörper dienen. Die Stege 4, 5 sind an ihren Stirnflächen durch Punktschweissung 10 miteinander ver bunden.
Dieser Spulenkörper wird zur Herstellung der Spule 3 auf einer Wickelvorrichtung ein gespannt und der Draht, zum Beispiel ein Lackdraht, unter Einschaltung einer dünnen Isolierungsschicht 11 (Fig. 4) auf den Steg 4, 5 zwischen die Flanschen 6, 7 und 8, 9 aufgewickelt. Hierbei dienen die beiden Flanschen als Anschlagflächen, die das Ab rutschen der Windungen verhindern.
Die Spulenkörper 4-9 bilden zugleich die Pole. Zwischen den Befestigungsstellen für ,die Pole sind an dem .eisernen Gehäuse mantel 2 Leisten 12 angebracht, die sich gegenüber .dem Dauermagneten 1 in axialer Richtung erstrecken (Fig. 4 und 5). Die Leisten 12 bestehen aus einem federnden, magnetisch gut leitenden Eisen und sind an ihren Längsrändern 13 aufgebogen. In ihrer Längsmitte sind sie durch Punktschweissun gen 14 (Fig. 4) an dem Gehäusemantel 2 befestigt, so dass sie seitlich von diesen Be festigungsstellen frei federn können.
Die Flanschen 8, 9 des Spulenkörpers stehen in der Umfangsrichtung um :so viel über den Wickelraum vor, dass sie beim axialen Ein schieben des Spulenkörpers in den Gehäuse mantel 2 unter die Längsränder 13 greifen.
Die .die Polflächen aufweisenden Flansche 8, 9 des Spulenkörpers sind an den Stirn enden ihres Stosses mit Ausschnitten ver sehen, die zusammen schlitzartige Ausspa rungen 15 bilden (Fig. 1).
Nach Aufwickeln der Drähte auf den Spulenkörper (Fig. 2) wird dieser mit den Flanschen 8, 9 axial .in .die Spalten zwischen die Längsränder 13 zweier aufeinanderfolgen der Leisten 12 und den Gehäusemantel 2 ein geschoben (Fig. 5). Diabei liegt die Spule 3 geschützt zwischen den. Flanschen 6, 7 und 8, 9, so dass eine Verletzung der dünnen Lack schicUt bei Verwendung von Lackdrähten ausgeschlossen ist. Die Federung der Leisten 12 ist so stark, dass die Flansche 8, 9 des Spulenkörpers fest gegen den eisernen Ge häusemantel 2 ,gedrückt werden.
Dadurch ist der gute magnetische Kraftfluss gesichert, .der, wie in Fig. 6 angedeutet ist, von dem einen eisernen: Spulenkörper durch den Dauermagneten 1 zum benachbarten :Spulen körper und zurück zum ersten Spulenkörper durch das dazwischenliegende Segment des Gehäusemantels 2 verläuft.
Vorteilhafterweise werden die beiden U-förmig gebogenen Tellre ,des Spulenkörpers aus je einem im Grundriss doppel-T-förmigen Eisenblech hergestellt (Fig. 3). An den mit strichpunktierten Linien dargestellten Stellen 25 werden zum Beispiel die Flansche 8 und 6 vom Steg 4 in ;die Stellung <B>16</B> abgebogen. Der Steg 4 ist etwas kürzer als die Flansche 6 und 8, so dass die Windungen kleiner wer den, stirnseitig aber weniger vorstehen, als wenn der Steg gleich lang wäre wie .die Flansche.
Dadurch, dass die Stege 4, 5 anein- and-erhegen und die die Polflächen aufwei senden Flansche 6, 7 von den Stegen ab gebogen sind, entstehen die Aussparungen 15, die durch die Kanten 17 .dieser Flansche (Fig. 2 und 3) und die Stege begrenzt sind.
Der Dauermagnet 1 ist mit seiner Welle 18 genau axial in dem Oberteil 19 fliegend gelagert (Fig. 5), der mit :dem Reibrad 20 versehen ist.
Der Oberteil ist ;mit einer axial gerichteten Zentrierfläche 21 versehen, deren Durchmesser dem eines Kreises entspricht, der durch die der Maschinenachse zugekehr ten Aussenflächen der Flansche 6, 7 der Spulenkörper, also die Polflächen geht.
Der in axialer Richtung gemessene Abstand dieser Fläche 21 von dem Magneten 1 ist so gross, ,dass sich,die Fläche beim Einsetzen des Ma- gneten in ,den Anker an .den Flanschen führt, ,die auch beider Betriebslage von Magnet und Ankerspulen in der Einsetzrichtung des Ma gneten über diesen hinausragen.
Ferner ist der Oberteil 19 mit einer sich an die Zentrierfläche 21 anschliessenden, senk recht zur Drehachse des Magneten gerichteten Anschlagfläche 2? versehen. Der axiale Ab stand dieser Fläche von dem Magneten ist so gross. dass sie auf den der Öffnung des Gehäusemantels 2 zugewandten Stirnkanten der Spulenkörper aufliegt, wenn Magnet und Spulenkörper ordnungsmässig einander gegen überliegen.
Der Oberteil 19 ist noch mit einer Schul ter 23 versehen, .die sich auf den Gehäuse mantel 2 auflegt. Die sich anschliessende axiale Ringfläche 24 hat einen Durch messer, der etwas kleiner als der Innendurch messer des Gehäusemantels 2 ist.
Die mit den Spulen 3 versehenen Spulen körper 4-9 werden beim Zusammenbau nicht ganz in den Gehäusemantel 2) eingeschoben. Wird der Oberteil 19 in den Anker einge setzt, so führt sich zunächst die Zentrier- flä.che \?1 auf den Polflächen der Flansche 6, 7 der Spulenkörper. Ist dabei der Abstand der einen oder andern Polfläche vom Ge häusemantel 2 grösser als der der übrigen Polflächen, so kann sich der Oberteil und mit ihm der Magnet 1 etwas seitlich verschie ben, dazwischen der Ringfläche 24 und dem Mantel 2 hinreichend Spielraum ist.
Hier durch ist eine sehr genaue Zentrierung des Magneten 1 ermöglicht. Der Luftspalt kann daher sehr klein gehalten sein, ohne dass zu befürchten ist, dass infolge einer ungleichen Massenverteilung im Magneten dieser an den Anker anschlägt. Die Spulenkörper werden durch die am Oberteil befindliche, quer zur Achse des Magneten gerichtete Anschlag fläche 22 weiter in den Gehäusemantel 2 hineingeschoben, bis sie die Lage (Fig. 7) einnehmen, bei der sie ordnungsmässig dem Magneten 1 gegenüberliegen.
Die Erfindung ermöglicht es also, dass durch den blossen Montagehandgriff des Einführens des Oberteils der Fahrradlicht maschine zusammen mit dem Magneten in das Maschinengehäuse ,sowohl die genaue Lage der Polschuhe dem Magneten gegen über in axialer .Richtung als auch die genaue Lage beider zueinander in radialer Richtung und damit die Erzielung des geringen Luft spaltes herbeigeführt wird, ohne dass irgend welche teueren Bearbeitungsmassnahmen dazu erforderlich sind und ohne dass die genauen Zentrierungen durch Masstoleranzen von Zwi schenteilen beeinflusst. werden.
Die genaue Zentrierung ist somit in .denkbar einfachster und billigster Weise herbeigeführt, was bei derartigen Massenartikeln wie Fahrrad lichtmaschinen von besonderer Bedeutung ist. Ferner ist auch die Gewähr dafür vorhanden, dass die genaue Zentrierung auch nach län gerer Betriebsdauer der Fahrradlichtmaschine trotz der Stösse, denen ein Fahrrad ausgesetzt ist, erhalten bleibt. Falls ein Spulenkörper Schluss hat und ausgewechselt werden muss, ist, es ohne weiteres möglich, nasch dem Ab ziehen des Oberteils die schadhafte Spule aus ihren Halteschienen nach oben herauszu ziehen und durch eine neue zu ersetzen, welche ebenfalls einfach wieder hineingescho ben wird.
Bei dem neuerlichen Zusammen fügen nach der Instandsetzung erfolgt wieder die schon geschilderte, gewissermassen selbst tätige Zentrierung in axialer und radialer Richtung.
Der Spulenkörper kann auch getrennt her gestellte Flanschen aufweisen, die am Steg befestigt sind, und er kann auch mit dem Gehäusemantel in verschiedener Weise, zum Beispiel durch Schrauben, verbunden sein, die von aussen durch den Mantel in den an ihm anliegenden Flansch eingeführt sind.
Der Gehäusemantel kann auch aus einuni Isolierstoff, zum Beispiel Kunstharz, be stehen; der magnetische Kreis aus magneti- sierbarem Baustoff verläuft dann über die äussern Fla.nsehe der Spulenkörper und die dazwischenliegenden Leisten, wobei die äussern Flanschen und die Leisten den Mantel aus magnetisierbarem Werkstoff bilden.