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Als Klauenpolmaschine ausgebildete schleifkontaktlose Lichtmaschine
für Fahrzeuge Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine schleifkontaktlose
Lichtmaschine für Fahrzeuge zu schaffen. Der Vorteil schleifkontaktloser Lichtmaschinen
liegt darin, daß weder Stromwender noch Schleifringe noch Bürsten benötigt werden.
Es entfallen also alle Teile, die einer Wartung bedürfen und die Anlaß zu Störungen
geben können. Schleifkontaktlose Lichtmaschinen für Fahrzeuge werden in zwei Bauarten
ausgeführt, nämlich in Kaskadenbauart und in Klauenpolart.
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In der letztgenannten Bauart ist eine Maschine bekannt, deren die
Erreger- und die Arbeitswicklung tragender feststehender Teil auf einer magnetisch
leitfähigen Welle angeordnet ist. Da hierbei die Erregerwicklung unterhalb des Blechpaketes
liegt, ergeben sich ungünstige Streuungsverhältnisse sowie große radiale Abmessungen
der Maschine. Weiterhin ist es nachteilig, daß der um diesen feststehenden Teil
rotierende, die magnetisch leitfähigen Stücke tragende, umlaufende Teil als einseitig
gelagerter Glokkenkörper gebildet ist. Dadurch ergeben sich ungünstige mechanische
Beanspruchungen der Maschine, die durch entsprechend große Wandstärken des umlaufenden
Teiles ausgeglichen werden müssen.
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Die Erfindung schafft dagegen eine schleifkontaktlose Lichtmaschine,
die gegenüber mechanischen Beanspruchungen sehr widerstandsfähig ist. Sie geht von
einer als Klauenpolmaschine ausgebildeten schleifkontaktlosen Lichtmaschine für
Fahrzeuge aus, die aus einem feststehenden, auf einer magnetisch leitfähigen Welle
angeordneten, die Erreger- und die Arbeitswicklung tragenden Teil, bei dem die Erregerwicklung
zu beiden Seiten des Blechpaketes angeordnet ist, und aus einem umlaufenden Teil
besteht. Gemäß der Erfindung wird der umlaufende Teil aus zwei Klauenkörben gebildet,
die zur Lagerung und zum magnetischen Rückschluß dienen und in an sich bekannter
Weise durch die Einfügung nicht magnetisierbarer Teile zu einem Hohlzylinder zusammengefaßt
sind; ferner sind im feststehenden Teil die Erregerwicklungen, beidseitig am Blechpaket
anschließend, unmittelbar um die feststehende Welle angeordnet.
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An sich ist eine Klauenpolmaschine, deren feststehender Teil den umlaufenden
Teil als Hohlzylinder umgibt und bei welcher die Erregerwicklungen zu beiden Seiten
des Blechpaketes angeordnet sind, bekannt. Da jedoch bei dieser bekannten Maschine
der magnetische Rückschluß über den Gehäusemantel verläuft, muß das Blechpaket durch
nicht magneti- ; sierbare Abstandstücke vom Gehäusemantel getrennt sein. Die besondere
Anordnung der Erregerwicklung zu beiden Seiten der nicht magnetisierbaren Abstandstücke,
die das Blechpaket tragen, bewirkt keine Ersparung an radialer Bauhöhe der Maschine.
Die Erregerwicklung befindet sich vielmehr auf einem relativ großen Durchmesser
und erfordert einen entsprechend großen Kupferaufwand.
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Bei der schleifkontaktlosen Lichtmaschine gemäß der Erfindung ist
die Erregerwicklung zu beiden Seiten des Blechpaketes unmittelbar auf der magnetisch
leitfähigen, den feststehenden Teil der Maschine tragenden Welle angeordnet. Es
ist daher nur verhältnismäßig wenig Kupfergewicht für die Erregerwicklungen erforderlich.
Durch den konzentrierten Aufbau der Arbeits- und Erregerwicklung besitzt die Maschine
ferner nur geringe Streuverluste und eine geringe radiale Bauhöhe. Der umlaufende
Teil der Maschine wird aus zwei Klauenkörben gebildet, die der Polpaarzahl entsprechende
ferromagnetische Zylindersegmente aufweisen. Diese Segmente sind längs des Umfanges
der Maschine abwechselnd mit der rechten und mit der linken ferromagnetischen Stirnwand
der Klauenkörbe verbunden, die auf der den feststehenden Teil der Maschine tragenden
Welle drehbar gelagert sind. Die beiden Klauenkörbe sind untereinander gleichartig
geformt und in an sich bekannter Weise durch nicht magnetisierbare Teile zu einem
Zylinder zusammengefaßt. Die Maschine zeichnet sich also durch einen einfachen und
zweckmäßigen Aufbau aus, der gleichzeitig eine hohe mechanische Festigkeit besitzt.
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An dem in Fig.1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sei die Erfindung
erläutert. Die gemäß der
Erfindung ausgebildete schleifkontaktlose
Lichtmaschine besteht aus der feststehenden, magnetisch leitfähigen Welle 1, die
das Blechpaket 2 trägt. Zu beiden Seiten des Blechpaketes 2 wird die Welle 1 von
den Erregerspulen 3 bzw. 4 umschlossen, so daß die Welle in axialer Richtung gleichsinnig
erregt wird. An der dem Luftspalt zugekehrten Seite des Blechpaketes 2 befindet
sich die Arbeitswicklung 5, die in üblicher Weise, z. B. als Zweischichtwicklung,
ausgeführt ist.
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Der umlaufende Außenteil der Lichtmaschine besteht aus magnetisch
leitfähigen Zylindersegmenten, deren Anzahl gleich der Polzahl ist. Im dargestellten
Ausführungsbeispiel einer zweipoligen Lichtmaschine besteht der umlaufende Außenteil
aus den beiden Zylindersegmenten 6 und 7, von denen das Zylindersegment 6 nur mit
der linken ferromagnetischen Stirnwand der Maschine und mithin mit dem linken Ende
der Welle 1 magnetischen Schluß hat, während das Zylindersegment 7 nur mit der rechten
ferromagnetischen Stirnwand der Maschine, also nur mit dem rechten Ende der Welle
1 magnetisch leitend verbunden ist. Durch die Einfügung nicht magnetisierbarer Teile
sind die beiden Zylindersegmente 6 und 7 zu einem mechanisch festen Hohlzylinder
ergänzt, der eine ausreichende mechanische Festigkeit aufweist, die den auftretenden
Fliehkraftbeanspruchungen gewachsen ist.
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Mit Hilfe der Lager 8 und 9 ist der umlaufende Außenteil der Lichtmaschine
auf der Welle 1 gelagert. Zum Antrieb kann beispielsweise der im linken Teil der
Fig. 1 dargestellte Riemen 10 verwendet werden.
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In Fig. 2 ist zum besseren Verständnis eine Abwicklung des umlaufenden
Teils der Lichtmaschine der Fig. 1 mit den beiden ferromagnetischen Zylindersegmenten
6 und 7 dargestellt, die durch die nicht magnetisierbaren Schrauben und Abständshalter
11 und 12 miteinander verbunden sind. Das eingetragene Maß z" gibt hierbei die Breite
der Polteilung an.
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Die Maschine arbeitet folgendermaßen: Der von den beiden Erregerspulen
3 und 4 erzeugte Gleichfluß durchsetzt die Welle 1 beispielsweise von rechts nach
links, wie es die eingezeichneten Pfeile andeuten. Dieser Gleichfluß fließt dann
in Zylindersegmente 6 von links nach rechts; er durchsetzt weiterhin das Blechpaket
2 mit der Arbeitswicklung 5 von oben nach unten und tritt dann in das Zylindersegment
7 ein, das er ebenfalls von links nach rechts durchsetzt. Infolge des Umlaufes der
Zylindersegmente 6 und 7 wird daher das Blechpaket 2 von einem Drehfluß durchsetzt.
Die dargestellte Achterform des von den Erregerspulen 3 und 4 erzeugten Gleichflusses
bleibt jedoch erhalten. Die massive Welle 1 wird daher stets nur von einem Gleichfluß
durchsetzt.
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Statt mit einem einzigen Polpaar, wie es im Ausführungsbeispiel in
Fig. 1 und 2 angedeutet ist, kann die Maschine auch mit höherer Polpaarzahl ausgeführt
werden. Der Querschnitt der feststehenden Welle muß hierbei stets für den Summenfluß
bemessen sein. Die Größe der Polpaarzahl hat demzufolge auf die Bemessung der Welle
keinen Einfluß.