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Rotierende elektrische Maschine Zusatz zum Patent: 1206 067
Die
Erfwdung betrifft Verbesserungen, Anderungen und Weiterbildungen der rotierenden
elektrisc,hen Maschinen gemäß dem Hauptpatent.
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Die den Gegenstand des Patents 1206 067 bildende rotierende
elektrische Axialluftspalt-Maschine weist im allgemeinen wenigstens zwei Elemente
von etwa scheibenförmiger Gestalt, nämlich einen Stator und einen Rotor, auf, die
zwischen sich einen etwa ringförmigen, axial verlaufenden ebenen Luftspalt bilden,
wobei wenigstens eines dieser Elemente eine zusammenhängende, fortlaufende Wicklung
mit innerhalb des magnetisch aktiven Bereiches etwa radial liegenden Leiterabschnitten
und sich beiderseits hiervon etwa in der gleichen Ebene anschließenden Verbindungsleitern
trägt und wobei wenigstens eines dieser Elemente Mittel zur Erzeugung eines Magnetfeldes
enthält; die hierbei durch Aufdruck dünner Flachleiter direkt auf die isolierenden
Oberflächen eines ebenen ringförmigen Trägers nach der bekannten Technik der »gedruckten
Schaltungen« gebildete fortlaufende Wicklung verläuft entweder homogen zusammenhängend
auf derselben Seite des Trägers oder entsteht durch Verbindung zwischen beidseitig
aufgedruckten Leiterabschnitten, und die freiliegenden Leiter bedecken den Träger
überwiegend und stehen in unmittelbarer Verbindung mit den Stromabnahme- und Stromzuführungsvorrichtungen.
Diese vorgeschlagenen Maschinen bestehen aus einem Stator, der in der Ebene des
Luftspaltes auf einen etwa ebenen Kranz eine Folge von permanenterregten Polschuhen
trägt, deren Polung rings um den Kranz regelmäßig abwechselt, und aus einem Rotor,
der eine ringförmige Wicklung trägt, deren Träger im wesentlichen die gleichen radialen
Ab-
messungen wie der Polschuhring aufweist.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Ausbildung
des Stators und des Rotors dahingehend zu verbessern, daß der Wirkungsgrad und ganz
allgemein die Wirksamkeit insbesondere bei Maschinen mit kleinen Leistungen und
geringer Trägheit verbessert werden.
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Die im Hauptpatent vorgeschlagene Statorausbildung enthielt ebenso
viele Permanentmagneten, wie Pole in der Maschine zu bilden waren, wobei diese Magneten
auf einem ringförmigen Magnetjoch verteilt waren und jeder Magnet in einem dem Luftspalt
zugewandten Polschuh endete.
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Gemäß vorliegender Erfindung sind bei einer Maschine nach dem Hauptpatent
die Polschuhe aus zwei Platten ausgeschnitten, die Joche für die Pole eines zylindrischen,
in Richtung seiner Umdrehungsachse magnetisierten Permanentmagneten bilden, der
koaxial zur Achse, des Rotors der Maschine gelagert, ist, und im Rotor sind die
Wickelköpfe auf einem dünnen isolierenden Kranz gebildet, der über den durch den
Polschuhkranz des Stators definierten nutzbaren Luftspalt hinausragt.
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Der im Hauptpatent vorgeschlagene Rotor besitzt eine Wicklung, die
auf beide Seiten einer Trägerscheibe aufgedruckt ist, deren äußerer Abschnitt die
Wickelköpfe trägt. Diejenigen Teile der Leiter, welche die Wickelköpfe bilden, sind
offensichtlich für die Induktion des Motors nutzlos, jedoch tritt natürlich in mechanischer
Hinsicht der hierzu nötige Trägerkranz für die Trägheit des Motors in Erscheinung.
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Deswegen wird gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung zur
Verringerung der Trägheit des Rotors die starre Trägerscheibe so ausgebildet, daß
sie nur bis zum äußeren Durchmesser des Luftspalts reicht, und die Wickelköpfe werden
von einem dünnen Isoliermaterial getragen, das praktisch kein merkliches Gewicht
besitzt. Die Leiter können ganz auf einer solchen dünnen Folie (oder auf zwei solchen
Folien) gebildet werden, worauf die so gebildete Anordnung anschließend auf die
Trägerscheibe aufgeklebt wird.
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Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt. Darin zeigt F i g. 1 eine seitliche Schnittansicht des erfindungsgemäß
ausgeführten Stators,
F i g. 2 eine Vorderansicht des Stators,
F i g. 3 eine seitliche Schnittansicht des Ankers und F i g. 4 eine
Vorderansicht des Ankers.
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In F i g. 1 und 2 ist bei 116 der ringförmige
Permanentmagnet dargestellt, der in dem erfindungsgemäßen Stator verwendet wird.
Dieser Magnet ist entlang seiner Umdrehungsachse so magnetisiert, daß er beispielsweise
der dem Rotor (Teile 12, 121) zugewandten Luftspaltseite seinen Magnetpol
N und der gegenüberliegenden Seite seinen Magnetpol S zukehrt. Auf
dem Magnetpol S ist eine Scheibe 118 aufgesetzt, die als Joch dient
und mit einem Flansch 119 versehen ist, der dazu dient, die Polteile
1172 in eine Ebene mit den Polteilen 1171 zu bringen. Letztere sind
an einer Scheibe 120 angebracht, welche auf dem Magnetpol N des Magneten
aufgesetzt ist. Wie aus F i g. 2 zu erkennen ist, greifen die Polschuhe
N
und S der Teile 120 und 119 regelmäßig mit ihren entsprechenden
Ausschnitten ineinander, und ihre Ausbildung ist ferner vorzugsweise so getroffen,
daß ihre Ränder etwa radial zu dem gedachten Kranz verlaufen, den sie einnehmen
und der den nutzbaren Teil des Luftspalts der Maschine darstellt.
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Aus F i g. 3 und 4 erkennt man, daß die Trägerscheibe 12 für
die Wicklung des Rotors die gleichen radialen Abmessungen wie der Polschuhring
17 des Stators und die zur Rückführung des Magnetflusses auf der anderen
Seite des Rotors oder Ankers dienende Jochplatte 18 aufweist. Der Durchmesser
der Trägerscheibe 12 der Wicklung ist also genau auf den nutzbaren Durchmesser begrenzt.
Dagegen werden die Wickelköpfe von einem dünnen dielektrischen Träger 112 getragen,
der radial über diesen Luftspalt hinausragt, jedoch keine für die Gesamtträgheit
des Rotors ins Gewicht fallende Trägheit besitzt. Als Beispiel ist in F i
g. 4 angedeutet, daß die aus den Abschnitten 13, 14 und
15 gebildete Wicklung durch doppelseitiges Bedrucken einer dielektrischen
Folie gebildet ist, die ganz allgemein aus einem an sich bekannten Kunststoff bestehen
kann. Es kann angenommen werden, daß die Folie eine Dicke in der Größenordnung von
0,04 mm besitzt, was ausreichend ist, damit sie sich nach dem Aufbringen
der doppelseitig aufgedruckten Wicklung, die im übrigen der. Ausführung des Hauptpatents
entspricht, von selbst trägt. Bei der Drehung wird natürlich diese selbsttragende
Wirkung für den äußeren Kranz, der die Leiter 14 der Wickelköpfe trägt, noch verbessert.
Die vollständige Anordnung wird auf der einen Seite der Scheibe 12 mit irgendeinem
thermoplastischen oder wärmehärtbaren Klebstoff aufgeklebt. Die Scheibe 12 besteht
aus einem harten Material, das sich selbst trägt, beispielsweise einem harten Kunststoff
oder Glas.