DE127406C

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Publication number: DE127406C
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Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

KLASSE 2\d. %-Sf CLASS 2 \ d. % -Sf

barem Material festgehalten wird.material is held.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen an gezahnten Ankern von Gleichstrom- oder Wechselstrommaschinen, also auf solche Anker, deren Umfang Rillen aufweist, in welchen die Wicklung angeordnet ist, die entweder aus Spulen oder aus Stäben besteht.The present invention relates to improvements in toothed anchors from FIG DC or AC machines, i.e. armatures with grooves on their circumference, in which the winding is arranged, which consists of either coils or rods.

Die gegenwärtig in Gebrauch befindlichen Zahnarmaturen sind im Allgemeinen in der Weise gebaut, wie dies im Aufrifs und in der Vorderansicht und im Querschnitt in Fig. 1 und 2 dargestellt ist.The dental fittings currently in use are generally in US Pat Built way as shown in elevation and in front view and in cross-section in Fig. 1 and FIG. 2 is shown.

Hier ist.der eine Magnetpole; die Armatur besteht aus dünnen Lamellen b und trägt an ihrem Umfange Nuthen c, die durch volle Theile von einander getrennt sind, die also die eigentlichen Zähne d bilden.Here is one of the magnetic poles; the armature consists of thin lamellas b and has grooves c on its circumference, which are separated from one another by full parts, which therefore form the actual teeth d .

In den Nuthen liegen die Wicklungen (Stäbe oder Spulen e), die mit einer isolirenden Hülle f umgeben sind.The windings (bars or coils e), which are surrounded by an insulating cover f , lie in the slots.

Es ist bekanntlich von grofser Wichtigkeit, den magnetischen Widerstand des Luftzwischenraumes möglichst herabzusetzen und infolge dessen jede Verminderung der Eisenoberfläche an der Mündung der Nuthen zu vermeiden.It is well known that the magnetic reluctance of the air gap is of great importance as much as possible and consequently any reduction in the iron surface to avoid at the mouth of the grooves.

Aus diesem Grunde hat man versucht, die Entfernung g zwischen zwei Zähnen möglichst herabzusetzen. Beläfst. man nämlich dem Luftzwischenraum einen grofsen Querschnitt, dann verwirklicht man eine Ersparnifs an Kupfergewicht der Erregerspulen, wodurch auch eine Vereinfachung in der Herstellung herbeigeführt wird. .For this reason, attempts have been made to reduce the distance g between two teeth as much as possible. Beläfst. namely, if the air gap is given a large cross-section, then one realizes a saving in the weight of copper in the excitation coils, which also simplifies the manufacture. .

Andererseits schwächt man durch eine Verminderung der Entfernung g zwischen zwei Zähnen die Wirkung der Wirbelströme, welche in den Polstücken entstehen. Hierdurch ist man in der Lage, für diese letzteren volles Eisen an Stelle von untertheiltem zu verwenden, was eine weitere Ersparnifs in der Herstellung zur Folge hat.On the other hand, reducing the distance g between two teeth weakens the effect of the eddy currents which arise in the pole pieces. In this way one is able to use full iron instead of divided iron for the latter, which results in further savings in manufacture.

Diese bekannte Anordnung hat aber den Uebelstand, dafs ein rasches Auswechseln einer Spule ef unmöglich ist. ' Die Wicklung ist lang und kostspielig; man kann sie nicht auf Schablonen herstellen, sondern mufs sie unmittelbar auf der Armatur selbst anordnen durch ein fortgesetztes Durchziehen des Drahtes der Spule e in dem isolirenden Rohr f, welches in der Nuth c eingebettet ist.However, this known arrangement has the disadvantage that a quick exchange of a coil ef is impossible. 'The winding is long and expensive; they cannot be made on templates, but have to be arranged directly on the armature itself by continuously pulling the wire of the coil e through the insulating tube f, which is embedded in the groove c.

Man hat nun, um diesen Uebelständen zu begegnen, versucht, vollkommen offene Rillen anzuwenden, derart, dafs die Zwischenräume g genügend grofs sind,. um bei Eintreten von Unfällen oder Beschädigungen, wo eine rasche Auswechslung nöthig ist, das Herausnehmen der Wicklung zu ermöglichen.In order to counter these inconveniences, attempts have now been made to use completely open grooves in such a way that the gaps g are sufficiently large. in order to enable the winding to be removed in the event of accidents or damage where rapid replacement is necessary.

Hierbei kann die Wicklung auf Schablonen entsprechender Form mit Hülfe von Maschinen hergestellt werden.The winding can be carried out on templates of the appropriate shape with the aid of machines getting produced.

Bei dieser Anordnung, die in Fig. 3 und 4 im Aufrifs und entsprechendem Querschnitt dargestellt ist, werden die Wicklungen ef in den Rillen c durch Keile aus Holz, Gummi, Ambroin oder sonstigem isolirenden Material festgehalten. Die Keile können leicht ein- oder ausgeführt werden.With this arrangement, which is shown in elevation and corresponding cross-section in FIGS. 3 and 4, the windings ef are held in place in the grooves c by wedges made of wood, rubber, ambroin or other insulating material. The wedges can be easily run in or out.

Der Mangel dieser Anordnung besteht in einer erheblichen Verminderung des Luftquerschnittes, d. h. der für den Uebertritt der Kraftlinien verfügbaren Eisenoberfläche. Hieraus ergiebt sich eine Erhöhung des magnetischen Widerstandes, der eine gröfsere Aufwendung von Kupfer erfordert zur Erzeugung des magnetischen Kreises; aufserdem müssen hier die Pole α (Fig. 4) untertheilt sein, was die Schwierigkeiten und Kosten der Herstellung erhöht.The deficiency of this arrangement consists in a considerable reduction of the air cross-section, ie the iron surface available for the crossing of the lines of force. This results in an increase in the magnetic resistance, which requires a greater amount of copper to produce the magnetic circuit; In addition, the poles α (Fig. 4) must be subdivided here, which increases the difficulties and costs of manufacture.

Allen genannten Uebelstä'nden der bekannten Systeme begegnet die vorliegende Erfindung, während sie gleichzeitig die Vorzüge beider Systeme aufweist.All of the abuses mentioned of the known Systems counteracts the present invention while taking advantage of both Systems.

Das Wesen der Erfindung besteht darin, die Wicklungen in Oeffnungen, welche hinreichend weit sind, um ihre Auswechslung leicht und rasch vornehmen zu können, mit Hülfe von Keilen festzuhalten, die oberhalb der Spulen angeordnet sind und aus einer magnetisirbaren getheilten Masse bestehen, wie etwa magnetisirbare Drahtspulen oder magnetisirbare Lamellen. ■The essence of the invention consists in the windings in openings, which are sufficient are far, in order to be able to make their replacement easily and quickly, to hold the above with the help of wedges of the coils are arranged and consist of a magnetizable divided mass, such as for example magnetizable wire spools or magnetizable lamellae. ■

Der Keil bildet immer ein zusammengesetztes Ganzes. Er ist leicht wegzunehmen und kann aus einem oder mehreren Längstheilen, die magnetisch von einander isolirt sind, bestehen. Hierdurch wird ermöglicht, den Widerstand des magnetischen Stromkreises zu verringern, indem man je nach Bedarf die für den Uebertritt der Kraftlinien verfügbare Eisenoberfiäche vergröfsert.The wedge always forms a composite whole. It is easy to take away and can consist of one or more longitudinal parts which are magnetically isolated from one another. This makes it possible to reduce the resistance of the magnetic circuit, by adding the iron surface available for the crossing of the lines of force as required enlarged.

Andererseits ist es bei den Keilen, wie solche in vorliegenden Unterlagen dargestellt sind, immer leicht möglich, in ihren mittleren Theilen querverlaufende Unterbrechungen in der Continuität herzustellen, zum Zwecke, die Selbstinduction zu verringern.On the other hand, it is with the wedges, as shown in the present documents are, always easily possible, in their middle parts transverse interruptions in of continuity for the purpose of reducing self-induction.

Diese Unterbrechungen sind natürlich auf das für den Uebertritt der Kraftlinien verfügbare Eisenvolumen beschränkt. Die Anwendung magnetischen Materials (Eisen und dergl.) hat den Vortheil, dafs der Luftquerschnitt nicht mehr verringert wird und dafs das Entstehen von Wirbelströmen in den Polstücken erheblich abgeschwächt wird.These interruptions are, of course, due to what is available for the lines of force to be crossed Iron volume limited. The use of magnetic material (iron and the like) has the advantage that the cross-section of air is no longer reduced and that it arises is considerably weakened by eddy currents in the pole pieces.

Der Erfindungsgedanke ist durch mehrere Ausführungsformen in den beiliegenden Zeichnungen veranschaulicht.The idea of the invention is illustrated by several embodiments in the accompanying drawings illustrated.

Fig. 5 ist ein Längsschnitt quer zur Wicklung. Fig. 5 is a longitudinal section transverse to the winding.

Fig. 6 ist ein entsprechender Querschnitt, wobei der Keil im Längsschnitt gezeigt ist, und zwar links nach X-Y von Fig. 5 und rechts nach K-L von Fig. 5.FIG. 6 is a corresponding cross section, the wedge being shown in longitudinal section, specifically to the left to XY of FIG. 5 and to the right to KL of FIG. 5.

Die Wicklungen ef sind in den Rillen, deren Oeffnung ebenso breit ist wie die Breite der Wicklung, durch Keile festgehalten, welche folgendermafsen hergestellt sind.The windings ef are held in the grooves, the opening of which is as wide as the width of the winding, by wedges, which are made as follows.

Zwei Stäbchen i aus Holz oder sonstigem Isolirmaterial, auf welche eine oder zwei Lagen feinen Eisendrahtes j aufgewickelt sind, sind mit einem dritten Stäbchen k verbunden, welches derartige Form hat, dafs das Ganze, in eine isolirende Hülle I eingeschlossen, wie ein aus einem Stück hergestellter Keil behandelt werden kann.Two sticks i made of wood or other insulating material, on which one or two layers of fine iron wire j are wound, are connected with a third stick k , which has such a shape that the whole thing is enclosed in an insulating cover I , like one made of one piece manufactured wedge can be treated.

Man sieht ohne Weiteres ein, dafs die Anwendung eines solchen Keiles alle Vorzüge vorgenannter Systeme darbietet, ohne irgend einen Nachteil derselben aufzuweisen, und zwar:One can readily see that the use of such a wedge has all the advantages of the aforementioned systems without having any disadvantage of the same, namely:

1. Diese magnetischen Keile erlauben durch einfaches Herausschieben leicht und rasch eine oder mehrere Spulen, welche etwa schadhaft geworden sein sollten, herauszunehmen, so dafs die Auswechslung ohne Weiteres von Statten gehen kann;1. These magnetic wedges allow a quick and easy by simply sliding them out or to take out several coils, which should have become damaged, so that the substitution can proceed without further ado;

2. gestatten die Keile eine ausreichende Befestigung der Wicklung in den Rillen und infolge ihrer Zusammensetzung aus einer magnetischen getheilten Masse eine Vergröfserung der für den Uebertritt der Kraftlinien verfügbaren Oberfläche, wodurch eine Ersparnifs auf Grund der Herabminderung des erforderlichen Kupfergewichtes der Erregerspulen erzielt wird;2. The wedges allow the winding to be adequately secured in the grooves and an increase in size owing to their composition from a magnetic divided mass the surface available for the crossing of the lines of force, whereby savings are made Reason for reducing the required copper weight of the excitation coils is achieved;

3. haben die Keile den Vortheil, die Wirkung der Wirbelströme, welche in den Polstücken entstehen, trotzdem die Rillen eine grofse Breite haben, erheblich abzuschwächen, so dafs die Polstücke aus Volleisen anstatt aus untertheiltem Eisen hergestellt sein können.3. The wedges have the advantage, the action of the eddy currents, which in the pole pieces arise, in spite of the fact that the grooves have a large width, are considerably weakened, so that the pole pieces can be made of solid iron instead of divided iron.

Fig. 7 und 8 veranschaulichen verschiedene Ausführungsformen der Einrichtung nach Fig. 5'.FIGS. 7 and 8 illustrate different embodiments of the device according to FIG. 5 '.

In Fig. 7 sind die beiden Stäbchen i nur mit einer Lage Eisendraht j bewickelt und zusammen von einer zweiten Wicklung m mit einer Isolirschicht I umgeben. An den äufseren Enden der Keile kann der Eisendraht (Fig. 6) durch ein Metallplättchen η festgehalten werden, das auf das innere Stäbchen k geschraubt wird. Die Entscheidung über die Anwendung des einen oder anderen Keiles hängt naiurgemä'fs von den besonderen Zwecken ab.In FIG. 7, the two small rods i are wound with only one layer of iron wire j and are surrounded together by a second winding m with an insulating layer I. At the outer ends of the wedges, the iron wire (Fig. 6) can be held in place by a metal plate η which is screwed onto the inner rod k. The decision about the use of one or the other wedge generally depends on the particular purposes.

Beim Keil nach Fig. 5 wird der magnetische Flufs in der Mitte zwischen den beiden Stäbchen i und zu beiden Seiten des Keiles bei 2 und 3 unterbrochen, also im Ganzen dreimal. In den Beispielen der Fig. 7 und 8 ist der magnetische Flufs nur an den Seiten bei 2 und 3 unterbrochen; hierbei können die Zwischenräume χ und y kleiner oder gröfser und die Schichten der Wicklung mehr oder weniger stark sein. Hierdurch kann man die Selbstinduction nach Belieben verändern, indem man die Anzahl der Elemente oder Stäbchen z, welche den Keil bilden, ändert, und auf diese Weise in den Stäbchen Unterbrechungen der Continuität herbeiführt.In the case of the wedge according to FIG. 5, the magnetic flux is interrupted in the middle between the two rods i and on both sides of the wedge at 2 and 3, that is, a total of three times. In the examples of Figures 7 and 8, the magnetic flux is only interrupted on the sides at 2 and 3; in this case the spaces χ and y can be smaller or larger and the layers of the winding can be more or less thick. In this way one can change the self-induction at will, by changing the number of elements or rods z which form the wedge, and in this way interrupts the continuity of the rods.

Der Keil oder "der magnetische Theil des Keiles kann, statt aus einer auf einer isolifen-rThe wedge or "the magnetic part of the wedge, instead of one on an isolifen-r

den Seele vorgesehenen Wicklung, aus kleinen Segmenten neben einander gelegter Scheiben/ bestehen, welche auf eine Seele derart aufgezogen sind, dafs "sie einen Stab bilden, welcher im Querschnitt und im Längsschnitt in Fig. 9 und io veranschaulicht ist.winding provided for the core, consisting of small segments placed next to each other / exist which are raised on a soul in this way are, that "they form a rod, which in cross-section and in longitudinal section in Figures 9 and 10 are illustrated.

In letzterer ist die eine Hälfte ein Schnitt nach M-N und die andere nach O-P der Fig. 9. ■■ ■ ■ : . .- In the latter, one half is a section after MN and the other after OP of Fig. 9. ■■ ■ ■:. .-

Der Stab besteht aus zwei Packeten ■ i, die aus kleinen Blechsegmenten hergestellt sind und mittels ihrer Löcher auf eine Nadel aus nicht magnetischem oder widerstandsfähigem Material 0 aufgezogen sind. Die beiden Packete sind von einem Stab k aus Holz oder einem sonstigen Isolirmaterial getrennt und von einer Isolirhülle 7 eingeschlossen. Zwei Metallplättchen n, welche auf die Nadeln 0 aufgenietet sind, halten das Ganze in der Längsrichtung, fest.The rod consists of two packets made from small sheet metal segments and drawn onto a needle made of non-magnetic or resistant material 0 by means of their holes. The two packets are separated by a rod k made of wood or some other insulating material and enclosed by an insulating cover 7. Two metal plates n, which are riveted onto the needles 0, hold the whole thing in the longitudinal direction.

Die Formen und Abmessungen können natürlich verschieden sein; so kann für gewisse besondere Zwecke die Selbstinduction erhöht werden, indem man Anordnungen gemä'fs Fig. 11 und 12 trifft, welche nur ein einziges Blechpacket t aufweisen. 'The shapes and dimensions can of course be different; as the self-induction can be increased for certain special purposes, by arrangements gemä'fs Fig. 11 and 12 meet, which have only a single sheet Packet t. '

Man sieht aus dem Vorhergegangenen, dafs die Eisenoberfläche, welche für den Durchgang der Kraftlinie verfügbar ist und den gesammten magnetischen Flufs erzeugt, den Zwischenraum zwischen zwei Packeten der neben einander liegenden magnetischen Metallfläche begrenzt, zum Zwecke, die gewünschte Selbstinduction 'zu erhalten; diese Fläche kann, je nachdem man eine oder die andere der vorhergehenden Anordnungen trifft, abgeändert werden.It can be seen from the foregoing that the iron surface, which is for the passage the line of force is available and generates the entire magnetic flux, the gap bounded between two packets of the adjacent magnetic metal surface, for the purpose of obtaining the desired self-induction; this area can, depending on one or the other of the foregoing arrangements can be made.

In dem Beispiel Fig. 11 sind die Segmente auf zwei nichtleitende, widerstandsfähige Seelen aufgezogen. .In the example of Figure 11, the segments are raised on two non-conductive, resilient souls. .

In der Ausführungsform nach Fig. 12 haben die Scheiben t in der Mitte ein Loch und sind einfach auf einen gemeinschaftlichen Holzkern k aufgereiht.In the embodiment according to FIG. 12, the disks t have a hole in the middle and are simply lined up on a common wooden core k.

Die Scheiben t können auch (Fig. 13) auf einen profilirten Holzkern aufgezogen sein. In diesem Beispiel ist übrigens die Selbstinduction verringert, da die Unterbrechung an drei Punkten stattfindet, und zwar bei 1, 2 und 3.The disks t can also (Fig. 13) be drawn onto a profiled wooden core. Incidentally, in this example the self-induction is reduced, since the interruption takes place at three points, namely at 1, 2 and 3.

Ebenso könnte man die Selbstinduction dadurch verringern, dafs man in den Scheiben Ausschnitte s vorsieht (Fig. 14).The self-induction could also be reduced by making cutouts s in the disks (Fig. 14).

Fig. 15 bis 20 und 22 bis 26 zeigen verschiedene Abänderungen einer anderen Anordnung, welche die Anwendung von Wicklungen mit abgerundetem Querschnitt gestattet.15-20 and 22-26 show various modifications of another arrangement, which allows the use of windings with a rounded cross-section.

Der Keil, welcher im Querschnitt und theilweisem Längsschnitt in Fig. 15 und 16 dargestellt ist, setzt sich zusammen aus mehreren Serien von zwei' Packeten kleiner Blechsegmente t, die durch zwei isolirende Riegel q getrennt sind. Zwei Nadeln 0 aus nicht magnetischem Material (z. B. Neusilber)-halten die Scheiben zusammen in Gemeinschaft mit einer Isolirhülle I. Uebrigens können die Riegel auch aus Segmenten von dünnem Blech bestehen (Fig. 17 Längsschnitt).The wedge, which is shown in cross-section and partial longitudinal section in Figs. 15 and 16, is composed of several series of two packets of small sheet metal segments t, separated by two insulating bars q . Two needles 0 made of non-magnetic material (e.g. nickel silver) hold the disks together with an insulating cover I. Incidentally, the bars can also consist of segments of thin sheet metal (FIG. 17, longitudinal section).

Fig. 18 bis 20 und 22 bis 26 veranschaulichen Keile, welche sich von den vorher dargestellten durch· die Weglassung der Isolirhülle I unterscheiden.18 to 20 and 22 to 26 illustrate wedges which differ from those previously shown in that the insulating cover I is omitted.

Die Keile nach Fig. 18.und 19, 20 und 22 und 23 und 24 bestehen aus Serien von zwei Packeten Scheiben t, welche durch nicht magnetische Nadeln 0 und durch kleine Stäbe J: aus Holz oder einem sonstigen Isolirmateriai auf Riegel aus dünnen, über einander ■ gelegten Blechscheiben zusammengehalten werden. Der Keil nach Fig. 25 und 26 besteht nur aus einem Packet Scheiben.The wedges according to Fig. 18. and 19, 20 and 22 and 23 and 24 consist of a series of two packets of disks t, which are secured by non-magnetic needles 0 and by small rods J: made of wood or some other insulating material on bars of thin, about sheet metal disks placed on top of one another are held together. The wedge according to FIGS. 25 and 26 consists of only one packet of disks.

Durch die Weglassung der Isolirhülse werden die Unterbrechungen der Continuität des magnetischen Flusses merklich aufgehoben. Ein einfacher Üeberzug genügt, um die vorstehenden Unregelmäfsigkeiten der Scheiben auszugleichen und ein leichtes Ein- und Ausschieben der Keile zu ermöglichen.By omitting the Isolirhülse the interruptions in the continuity of the magnetic flux is noticeably canceled. A simple cover is enough to complete the above Compensate for irregularities in the panes and slide them in and out easily to allow the wedges.

Wie schon bemerkt, können die Blechsegmente, aus denen die Keile zusammengesetzt sind, mit Aussparungen oder Löchern und dergl. versehen sein, um die Selbstinduction zu vermindern. As noted, the sheet metal segments that make up the wedges can be used are to be provided with recesses or holes and the like in order to reduce the self-induction.

In der Längsrichtung werden die Segmente durch metallene Plättchen festgehalten, die auf die durchgehenden Stäbe geschraubt oder genietet sind.In the longitudinal direction, the segments are held in place by metal plates that are attached to the continuous rods are screwed or riveted.

Die Befestigungsschräubchen können aufsen mit einem kleinen Ring u (Fig. 6) versehen sein, welcher leicht anzufassen ist und somit das Herausziehen des Keiles vermittelt; auch kann das Herausnehmen durch Aufstofsen mittels einer Stange an der entgegengesetzten Seite bewerkstelligt werden. Man kann schliefslich noch den Stab aus Isolirmaterial überstehen lassen und die Scheiben durch eine Isolirhülle, die auf den Stab geklebt und geschraubt wird, festhalten (Fig. 21 Schnitt des Keiles nach U- V von Fig. 12). . .The fastening screws can be provided on the outside with a small ring u (Fig. 6), which is easy to grasp and thus facilitates the pulling out of the wedge; the removal can also be done by opening it by means of a rod on the opposite side. Finally, the rod made of insulating material can still protrude and the panes can be held in place by an insulating sleeve that is glued and screwed onto the rod (Fig. 21 section of the wedge according to U-V of Fig. 12). . .

Fig. 27 und 28 sind Schnitte nach X-Y von Fig. 28 bezw. W-Z von Fig. 27, und veranschaulichen die Anwendung der Keile auf eine Gleichstromdynamo.FIGS. 27 and 28 are sections along XY of FIG. 28 and FIG. The application of the wedges tool of Fig. 27, and illustrate a direct current dynamo.

Claims

Patent-to sayings:

1. Toothed armature for electrical machines, in which the winding in a known manner is held in place by wedges driven into the grooves of the teeth, characterized in that that the wedges consist wholly or partly of magnetizable material, for the purpose of reducing the magnetic resistance between the tooth ends as desired and thereby the formation of

To limit eddy currents in the pole pieces as possible.

Execution of the arrangement according to claim 1, characterized in that the wedge consists of a rod made of insulation material wrapped with magnetic wire and which is insulated from the tooth flanks by a non-conductive sheath. Modification of the embodiment according to claim 2, characterized by the arrangement of several isolirendes by a central piece of separate rods, ^the: parts are united by the magnetic wire and a sheath or isolirende by the latter only to a wedge.

4. Execution of the arrangement according to claim ι, characterized in that dafs the wedge made of randomly shaped magnetic strings on one or more bolts There is sheet metal, which are separated from the tooth flanks by an insulating cover or directly lean against the same.

5. Modification of the design according to claim 4, characterized by the association several sheet metal rods with an insulating middle piece, the magnetic parts from the tooth flanks through an Isolirhülle are separated or lean directly on the same.

In addition 3 sheets of drawings.