DE128224C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT,

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen an Dynamomaschinen und kann sowohl für Gleichstrom- als auch für Wechselstrommaschinen verwendet werden. Im Besonderen betrifft die vorliegende Erfindung Dynamomaschinen mit Zahnarmaturen, d. h. mit Armaturen, auf deren Umfang Nuthen angeordnet sind. In den letzteren sind die Inductionsspulen gelagert, die entweder durch Drahtwicklungen oder durch Metallstäbe gebildet sein können.

Im Allgemeinen sind die Zahnarmaturen wie in Fig. ι und 2 der beiliegenden Zeichnung dargestellt zusammengesetzt; diese Figuren stellen einen Theil einer solchen Armatur in Ansicht bezw. im Querschnitt dar.

Daselbst bedeutet α einen Magneten; der Anker, dessen Eisenkern untertheilt ist, besitzt auf seinem Umfange zellenartige Einschnitte c, die durch volle, Zähne bildende Theile h von einander getrennt sind. In diesen Zellen ist die Wicklung, die aus Stäben oder Spulen d besteht und durch eine Isolirschicht umkleidet ist, gelagert.

Bekanntlich ist es wichtig, den magnetischen Widerstand möglichst zu verringern und infolge dessen jede Verringerung der Eisenoberfläche zu vermeiden. Aus diesem Grunde wird die Entfernung g zwischen den Haltestücken in Bezug auf zwei auf einander folgende Zähne möglichst gering gemacht. Dadurch, dafs man der Eisenmasse eine grofse Oberfläche läfst, erhält man eine grofse Ersparnifs im Gewichte des verwendeten Kupfers, das zur Erzeugung des magnetischen Flusses nothwendig ist, wobei diese Ersparnifs aufserdem eine Vereinfachung der Arbeit nach sich zieht. Andererseits erhält man durch die Verringerung der Entfernungen g den bedeutenden Vortheil, dafs die Wirbelströme, welche sich in den Polstücken entwickeln, verringert werden, und dafs man als Polstücke massives Eisen verwenden kann und unterteilte'Armaturen nicht zu benutzen braucht, wodurch die Herstellungsweise erleichtert wird.

Diese bekannte Anordnung ermöglicht indessen nicht, eine beschädigte Inductionsspule ed rasch herauszunehmen und sofort wieder einsetzen zu können, und die Bewicklung ist schwierig und kostspielig, besonders wenn es sich darum handelt, hohe Spannungen zu erzeugen, die eine grofse Anzahl von Windungen auf jeder Elementarspule benöthigen. Man kann ferner die Wicklung nicht auf Schablonen ausführen, sondern mufs sie unmittelbar auf der Armatur durch ein fortgesetztes Hindurchführen des für die Spule ed benöthigten Drahtes durch die isolirenden Röhren e herstellen, die von vornherein in den Nuthen angeordnet sind.

Um diesen Nachtheil zu vermeiden, hatte man bereits zu der Verwendung von Nuthen oder Einkerbungen Zuflucht genommen, die vollständig offen sind, wobei die Spalte g grofs genug war, um die Herausnahme der Inductionsspulen zu ermöglichen, sofern eine Ausbesserung oder eine rasche Auswechselung nothwendig wurde. Die Inductionselemente können hierbei gesondert auf Schablonen geeigneter Form aufgewickelt werden, so dafs die Aufwicklung auf mechanische Weise bewirkt wird. Bei dieser in den Fig. 3 und 4

theilweise in Ansicht, theilweise im Querschnitt dargestellten Anordnung werden die Inductionsspulen e d in ihren Zellen oder Nuthen c mit Hülfe von Schiebern oder Keilen r gehalten, welche leicht eingeschoben und herausgenommen werden können und aus Holz, Hartgummi oder aus sonstigem geeigneten Isolirmaterial bestehen. Der Nachtheil dieser Anordnung besteht darin, dafs dadurch die Eisenoberfla'che beträchtlich verringert wird. Es folgt hieraus eine Vermehrung des magnetischen Widerstandes, welche wiederum eine gröfsere Menge Kupfer zur Erzeugung der magnetischen Kraftlinien erfordert. Aufserdem müssen dann .die Pole α untertheilt sein, wie dies in· Flg. 4 angedeutet ist, was wiederum die Herstellung erschwert und die Kosten der letzteren erhöht.

Die vorliegende Erfindung besitzt keinen der erwähnten, den beiden bekannten Systemen eigentümlichen Uebelstände, sondern weist die Vortheile beider auf.

Die vorliegende Erfindung besteht darin, dafs man die Inductionsspulen in Löchern anordnet, deren Oeffnungen grofs genug sind, um die Einführung der Spulen und die Ersetzung derselben leicht und rasch ermöglichen zu können, wobei die Spulen durch feststehende Deckel oder Kappen gehalten werden, die durch Haltestücke gebildet werden; letztere werden durch Schrauben auf den Zähnen des Ankers gehalten.

Diese Haltestücke werden aus magnetisirbarem unterbrochenen oder getheilten Material wie neben einander gelagerte magnetische Lamellen gebildet.

Aus der weiteren Beschreibung geht hervor, dafs die gesammte Anordnung ein festes Ganzes bildet, welches bequem zu handhaben ist und ein oder mehrere magnetische Längselemente enthalten kann, die von einander isolirt sind.

Die Verwendung dieser Haltestücke hat den Vortheil, dafs man nicht mehr die Eisenoberfläche zu verringern braucht, während andererseits die Entstehung der Wirbelslröme in den Polstücken beträchtlich erschwert ist. Aufserdem ist die leichte Einführung der Spulen d ohne die Anwendung von Hülfsorganen, wie die in den Fig. 3 und 4 erwähnten Keile oder Schieber r, ermöglicht.

Die weiteren Figuren stellen einzelne Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar. ¹ Fig. 5 veranschaulicht im Längsschnitt, der parallel zu den Eisenlamellen und quer zu den Inductionsspulen genommen ist, ein Bruchstück eines gezahnten Ankers b, der mit vorliegender Neuerung ausgestattet ist.

Fig. 6 ist ein entsprechender Querschnitt und zeigt das Haltestück in dem rechten Theil in Richtung der Linie G-H (Fig. 7). In dem linken Theil dieser Figur ist ein einfacher Schnitt durch die Ankerbleche c dargestellt; die Inductionsspule d mit ihrer Isolirhülle e ist dabei in Seitenansicht gezeichnet.

Fig. η zeigt ein Haltestück in Draufsicht.

Die Inductionsspulen d e werden in den Nuthen, deren Oeffnung immer so breit ist, dafs die gewickelte Spule mit Umhüllung eingeführt werden kann, durch Deckstücke, Kappen oder Ausbreitungen der Zähne bildende abnehmbare Haltestücke gehalten, die in folgender Weise hergestellt sind:

Die mit seitlichen Ausbreitungen versehenen magnetischen Lamellen j sind neben einander gelagert und auf Stäbchen i aus nicht magnetischem Material derart aufgereiht, dafs sie einen Stab bilden, der aus mehreren Reihen kleiner segmentartiger Packete besteht, die durch Stehbolzen n aus gleichfalls nicht magnetischem Material von einander getrennt sind.

Die besondere Ausführung dieser Stücke ist aus den Fig. 5 bis 13 ersichtlich.

Bei der in Fig. 5 und 6 dargestellten Ausführungsform sind die Haltestücke fest auf den Zähnen des Ankers mit Hülfe von Schrauben k befestigt, welche durch die Bolzen / hindurchgehen.. Letztere trennen die aus den Ankerblechen c bestehenden Packete von einander, während an den Enden die Schrauben k in die Backen m des gufseisernen Ankerrahmens greifen.

Bei der in Fig. 8 und 9 dargestellten Ausführungsform geschieht die Befestigung der Haltestücke auf andere Weise; anstatt letztere durch Schrauben zu befestigen, die in die Bolzen / eindringen, greifen besonders geformte Stücke ο unter Wahrung eines passenden Spielraumes in besondere, in den Blechen c vorgesehene Nuthen ein, wobei die genannten Stücke ο gleichzeitig als Muttern für die Schrauben k dienen.

An den äufsersten Enden der Armatur sind diese Kappen wie vorher bereits beschrieben befestigt.

Die Fig. ι ο bis 13 stellen Ausführungsformen dar, bei denen die die Zahnausbreitungen bildenden magnetischen Haltestücke gegen einander verschoben sind. Die Packete und die Stehbolzen, welche erstere trennen, sind abwechselnd in Bezug auf die Achse der Kappe derart befestigt, dafs das Ende des Packetes einer Kappe in den entsprechenden Ausschnitt der benachbarten Kappe eingreift. Die Packete ein und derselben Kappe bilden auf diese Weise abwechselnd das in den Fig. 11 und 12 dargestellte Profil.

Diese Anordnung besitzt den Vortheil, dafs die Fläche am Umfange des Ankers continuirlich wird und dafs die Wirbelströme, welche sich in den Polstücken α entwickeln, auf ein Minimum beschränkt sind. Hierdurch werden die Schwankungen des magnetischen Flusses, ohne dafs die Selbstinduction vermehrt wird, verringert.

Fig. 14, 15 und 16 veranschaulichen, wie das neue System bei Gleichstrommaschinen zur Ausführung gebracht wird; der Querschnitt ist in Richtung der Linie K-L und M-N der Fig. 15 geführt, während der Längsschnitt in Richtung der Linie O - P, Q. -R der Fig. 16 gezeichnet ist. Fig. 16 stellt die Ausführungsform im Grundrifs dar.

Die Breite der Inductionsspulen kann, wie aus den Zeichnungen hervorgeht, sehr grofs sein, damit man in eine einzige Nuthe mehrere Spulen legen kann; auch hieraus ergiebt sich eine beträchtliche Arbeitsersparnifs.

Fig. 17 stellt eine andere Ausführungsform der Kappe dar, bei der die abnehmbaren Ansätze oder Haltestücke mittelst Schwalbenschwanz auf den Zähnen des Ankers gehalten werden; die Stäbe, auf welche die magnetischen Segmente aufgereiht sind, sind ebenso wie die Bolzen, welche die verschiedenen Packete von einander trennen, isolirt und an den Enden vernietet, um eine völlig feste Kappe zu erhalten.

Aus dem Gesagten geht hervor, dafs die Verwendung der Kappen oder abnehmbaren Zahnerweiterungen, welche ein leicht herzustellendes Ganze bilden, nicht nur die Vortheile der bisherigen Systeme besitzt, sondern auch aufserdem die Unannehmlichkeiten der letzteren vermeidet.

Insbesondere mufs beachtet werden, dafs

1. die magnetischen Haltestücke durch einfaches Losschrauben oder Verschieben es ermöglichen, leicht und rasch eine oder mehrere der Inductionsspulen herauszuziehen, die nachzusehen oder durch neue zu ersetzen sind.

2. Vermehren diese Einsatzstücke, indem sie gut die Inductionsspulen in ihren Nuthen befestigen , durch ihre Bestandtheile die Eisenoberfläche, wodurch der Widerstand der letzteren verringert wird und eine Ersparnifs an Gewicht desjenigen Kupfers erzielt wird, welches zur Erzeugung der gesammten magnetischen Kraftlinien nothwendig ist.

3. Werden die Wirbelströme beträchtlich verringert, die in den Polstücken auftreten. Aus diesem Grunde können die letzteren auch aus massivem Eisen anstatt aus untertheiltem hergestellt sein, selbst wenn die Nuthen eine grofse Breite besitzen.

4. Es zeigt sich allgemein, dafs bei einem Unglücksfalle, d. h. wenn in der Armatur einer Wechselstrommaschine oder einer Gleichstrommaschine ein Kurzschlufs entsteht, aufser der beschädigten Spule auch der Rand der betreffenden Zähne beschädigt ist.

Um bei den bisher bekannten Maschinen die Ausbesserung in einem solchen Falle vornehmen zu können, mufste man oft diesen ganzen Theil demontiren.

Die Verwendung der magnetischen Kappen nach der vorliegenden Erfindung ermöglicht es im Gegentheil, nicht nur die genannten Vortheile zu erreichen, sondern auch die magnetischen Theile des beschädigten Ankers wieder in guten Zustand zu setzen, indem man die beschädigten Kappen durch neue ersetzt.

Es ist selbstverständlich, dafs vorliegendes System der abnehmbaren Kappe gleichfalls auf die gezahnten Armaturen von Motoren für einphasigen oder mehrphasigen Wechselstrom angewendet werden kann.

Die Befestigungsweise der Kappe auf den Zähnen und die mechanischen Organe, welche zur Befestigung dienen, ebenso wie die Anzahl der Elemente oder Packete, welche eine Kappe, bilden, können verschieden gewählt werden. Die Höhe der Kappen in Bezug auf die Höhe der. Zähne kann gleichfalls geändert werden, da der Zahn in besonderen Fällen gänzlich durch ein abnehmbares, mit Ausbreitungen versehenes Haltestück ersetzt sein kann.

Claims (3)

1. Patent-An Sprüche:

   ι. Zahnanker für elektrische Maschinen, bei welchen die Wicklung durch Halter aus magnetisirbarem untertheiltem Material festgehalten wird, dadurch gekennzeichnet, dafs die Halter in Form von Deckeln oder Kappen auf die freien Zahnenden aufgesetzt sind, wobei ihre Lage durch Verschraubung mit den die Ankerblechpackete trennenden Bolzen oder durch geeignete Vernuthung mit den Zahnenden gesichert wird.
2. 2. Ausführung der Halter bei der Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dafs dieselben aus symmetrisch gestalteten magnetischen Blechstücken bestehen, welche entsprechend den Ankerblechpacketen durch Stehbolzen aus nicht magnetischem Material bündelweise von einander getrennt sind, wobei das Ganze vermittelst durchgehender Bolzen zusammengehalten wird.
3. 3. Abänderung der Halter bei der Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dafs die Packete aus unsymmetrisch gestalteten, sich deckenden Blechen bestehen und die ungleichen Symmetriehälften der ersteren auf derselben Seite des Halters abwechselnd angeordnet sind, hauptsächlich zu dem Zwecke, die Schwankungen des magnetischen Flusses in den Feldpolen und die in letzteren erzeugten Wirbelströme zu vermindern.

   Hierzu 3 Blatt Zeichnungen.