DE143631C

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Publication number: DE143631C
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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

Vorliegende Erfindung bezieht sich auf Feldmagnetkerne elektrischer Maschinen, bei denen die Bildung von Wirbelströmen vermieden, die Ankerrückwirkung verhindert und eine große und vollkommene Berührungsfläche zwischen den Kernen und dem Joch gesichert wird.The present invention relates to field magnetic cores of electrical machines in which the formation of eddy currents avoided, the armature reaction prevented and a large and perfect contact area between the cores and the yoke secured will.

Dies erreicht man durch Verwendung von Kernen aus geschmiedeten Eisen- oder Stahldrahten, die in das Joch der Dynamo oder des Motors eingegossen werden.This is achieved by using cores made of forged iron or steel wires, which are cast into the yoke of the dynamo or the motor.

Man hat zwar schon versucht, den Magnetkern zu denselben Zwecken aus Metallblä'ttern zusammenzusetzen, dabei aber nicht dieselben Erfolge erzielt, wie bei vorliegender Erfindung. Attempts have already been made to make the magnetic core out of metal sheets for the same purposes put together, but not achieved the same results as in the present invention.

Auch die Verwendung von runden, drei-, vier- oder mehreckigen Drähten ist an sich nicht neu.The use of round, triangular, square or polygonal wires is inherent in itself not new.

Ein Vorteil des Feldmagneten nach der vorliegenden Erfindung gegenüber den bekannten besteht in der Billigkeit und der Leichtigkeit seiner Herstellung, namentlich gegenüber den aus einzelnen Blechen hergestellten unterteilten Kernen. Die vorliegenden Feldmagnete können stets Zylinderform erhalten, und da der Umfang eines Zylinders mit kreisförmigem Querschnitt stets kleiner ist, als wenn vier-, fünf- oder mehrseitige Querschnitte in Betracht kommen, so tritt eine Ersparnis an dem zur Wickelung erforderlichen Kupferdraht ein.An advantage of the field magnet according to the present invention over the known ones consists in the cheapness and the ease of its manufacture, especially in relation to the Subdivided cores made from individual sheets. The present field magnets can always obtained cylindrical shape, and since the circumference of a cylinder with a circular cross-section is always smaller than when four-, five- or more-sided cross-sections are taken into account come, a saving occurs on the copper wire required for winding.

In der beiliegenden Zeichnung sind in Fig. 1 bis 4 derartige Kerne dargestellt, während die. Fig. 5 bis 10 Feldmagnete bekannter Bauart veranschaulichen. Fig. ,11 dient zur Veranschaulichung der Ankerrückwirkung an gewöhnlichen Magnetkernen. Im besonderen ist Fig. ι eine Vorderansicht (teilweise im Schnitt) eines Teiles des Joches mit Feldmagnetkern, Polschuh und Anker,In the accompanying drawing such cores are shown in Fig. 1 to 4, while the. Figures 5 through 10 illustrate known type of field magnets. Fig. 11 is used for illustration the armature feedback on ordinary magnetic cores. In particular, Fig. Ι is a front view (partially in Section) of a part of the yoke with field magnetic core, pole piece and armature,

Fig. 2 ein Längsschnitt durch den Magnetkern mit Polschuh und Joch,2 shows a longitudinal section through the magnetic core with pole piece and yoke,

Fig. 3 ein Querschnitt durch den Magnetkern, 3 shows a cross section through the magnetic core,

Fig. 4 ein Querschnitt durch den aus runden Eisendrähten hergestellten Kern;4 shows a cross section through the core made of round iron wires;

Fig. 5, 6 und 7 ist Vorderansicht, Längsschnitt und Querschnitt durch einen vollen Kern, der an das Joch festgeschraubt ist;Figs. 5, 6 and 7 is a front view, longitudinal section and cross-section through a full core bolted to the yoke;

Fig. 8 bis 10 zeigen in ähnlicher Darstellung einen Kern aus Metallblä'ttern, der in den Jochkörper eingegossen ist undFIGS. 8 to 10 show a similar representation a core made of metal sheets, which is cast into the yoke body and

Fig. 11 einen Längsschnitt durch einen senkrecht zur Ankerwelle liegenden Magnetkern und einen Ankerkern bekannter Bauart.11 shows a longitudinal section through a perpendicular to the armature shaft lying magnetic core and an armature core of known design.

Der Feldmagnet 1 (Fig. 1 bis 4) besteht aus Drähten 2 von Schmiedeeisen oder Stahl, die aber auch einen drei-, vier- oder mehreckigen Querschnitt aufweisen können. Das Drahtbündel 2 sitzt fest im Zylinder 3, nachdem es durch eine Druckwasserpresse oder andere geeignete Mittel in den Zylinder 3 hineingedrückt worden ist.The field magnet 1 (Fig. 1 to 4) consists of wires 2 of wrought iron or steel, the but can also have a three-, four- or polygonal cross-section. The bundle of wires 2 sits tightly in cylinder 3 after it has been passed through a pressurized water press or other suitable Means has been pressed into the cylinder 3.

Der Zylinder 3 kann aus Schmiedeeisen, Gußeisen oder Stahl hergestellt sein. An dem einen Ende des Kernes 1 ist ein Polstück 4 aus Gußeisen oder Stahl befestigt, während um das andere Ende des Kernes das Joch 5 gegossen wird.The cylinder 3 can be made of wrought iron, cast iron or steel. To the one end of the core 1 is attached a pole piece 4 made of cast iron or steel while around the other end of the core the yoke 5 is cast.

An diesem Ende des Kernes ragen die Drähte 2 etwas über den Zylinder 3 hervor und sind mit ihren Enden nach dem Umfange des Zylinders 3 umgebogen (Fig. 1).At this end of the core, the wires 2 protrude somewhat beyond the cylinder 3 and are bent with their ends to the circumference of the cylinder 3 (Fig. 1).

Während das Joch 5 um den Kern 1 gegossen wird, dringt ein Teil des geschmolzenen Eisens, das zur Herstellung des Joches dient,While the yoke 5 is cast around the core 1 part of the molten iron used to make the yoke penetrates,

in ν die Zwischenräume zwischen den einzelnen Drähten ein und stellt so breite und sichere Kontaktflächen her.in ν the spaces between the individual wires and thus provides broad and secure Contact surfaces.

An dem im Joch 5 sitzenden Ende hat der Zylinder 3 einen oder mehrere Längsschlitze 6. Hierdurch wird ein starres und zuverlässiges Umfassen der Drähte durch den Zylinder erleichtert, sobald beim Abkühlen des Joches sich letzteres zusammenzieht und den Zylinder zusammendrückt.At the end seated in the yoke 5, the cylinder 3 has one or more longitudinal slots 6. This makes it easier for the cylinder to grip the wires in a rigid and reliable manner, as soon as the yoke contracts as the yoke cools and compresses the cylinder.

Da sich der Kern 1 aus runden Eisenstäben 2 zusammensetzt, so ist er parallel zu seiner Achse unterteilt, wodurch die Bildung von Wirbelströmen vermindert wird.Since the core 1 is composed of round iron bars 2, it is parallel to divided along its axis, which reduces the formation of eddy currents.

Bei ähnlichen bekannten Feldmagneten ist der Kern 7 (Fig. 5 bis 7) aus einem Stück, folglich entstehen darin Wirbelströme; ferner beschränkt sich die Berührungsfläche zwischen Kern und Joch auf den Querschnitt des Kernes, ist also verhältnismäßig gering.In similar known field magnets, the core 7 (Fig. 5 to 7) is made of one piece, consequently eddy currents arise in it; furthermore, the contact area is limited between The core and yoke on the cross-section of the core are therefore relatively small.

Andere bekannte Feldmagneten (Fig. 8 bis io) besitzen Kerne 8 aus Eisenblechen oder -blättern, die senkrecht zur Richtung der Ankerwelle 9 in das Joch 5 eingegossen sind. Hier wird allerdings die Bildung von Wirbelströmen vermindert, jedoch sind häufig Luftblasen an der Berührungsfläche des Kernes 8 mit dem Joch 5 vorhanden.Other known field magnets (Fig. 8 to io) have cores 8 made of iron sheets or sheets, which are perpendicular to the direction of the armature shaft 9 are cast in the yoke 5. Here, however, the formation of eddy currents is reduced, however, there are often air bubbles on the contact surface of the core 8 with the yoke 5 available.

Beim Gießen des Joches 5 wird nämlich durch die hohe Temperatur des Gußeisens, das nach dem Erkalten das Joch 5 bildet, die auf der Oberfläche des Kernes befindliche Feuchtigkeit verdampft. Da der so entstandene Dampf nur schwierig oder gar nicht entweichen kann, verursacht er die erwähnten Luftblasen oder auch Kanäle.When casting the yoke 5 is namely due to the high temperature of the cast iron, which forms the yoke 5 after cooling, the one located on the surface of the core Moisture evaporates. Because the resulting steam can only escape with difficulty or not at all can, it causes the air bubbles or ducts mentioned.

Dieser Übelstand wird im vorliegenden Feldmagneten ι beseitigt, indem der Dampf durch die zwischen den runden Drähten 2 gebildeten Kanäle 10 (Fig. 3 und 4) mühelos abziehen kann und wodurch der Kern 1 einen guten und vollständigen Kontakt mit dem Joch 5 erhält. Vergleicht man die Ankerrückwirkung des neuen Feldmagneten gegenüber bekannten Ausführungsformen, dann ergibt sich folgendes:This inconvenience is eliminated in the present field magnet by the steam through easily pull off the channels 10 (FIGS. 3 and 4) formed between the round wires 2 can and whereby the core 1 a good and complete contact with the yoke 5 receives. If one compares the armature reaction of the new field magnet with known ones Embodiments, then the following results:

Da der Anker nur einen mit KupferdrähtenBecause the anchor only has one with copper wires

umwundenen unterteilten Eisenkern darstellt, so wird dieser bekanntlich bei Belastung durch einen elektrischen Strom magnetisch, d. h. der Anker einer Dynamo oder eines Motors ist selbst ein Magnet, wenn er mit Belastung läuft. Angenommen, der Ankerkern 11 habe den Nordpol oben und den Südpol unten (Fig. 11), dann ergeben sich Kraftlinien, die durch den Anker 11 die Luftlöcher 12 und den Magnetkern. 13 treten. (Eine Kraftlinie wird durch die punktierte Kurve abcd dargest Ht.)represents a wound, divided iron core, it is known that it becomes magnetic when subjected to an electric current, ie the armature of a dynamo or a motor is itself a magnet when it is running under load. Assuming that the armature core 11 has the north pole at the top and the south pole at the bottom (FIG. 11), then lines of force result through the armature 11, the air holes 12 and the magnetic core. 13 kick. (A power line is represented by the dotted curve abcd dargest Ht.)

Diese Kraftlinien entsprechen der durch den Ankerstrom bewirkten Magnetisierung. Hierbei ist die durch die Kurve abcd gelegte Ebene senkrecht zur Welle 9.These lines of force correspond to the magnetization caused by the armature current. Here, the plane laid down by the curve abcd is perpendicular to the shaft 9.

Die Wirkung der durch den Ankerstrom verursachten Magnetisierung ist ■ in Fig. 1 j an einer zweipoligen Maschine dargestellt; ähnlich wirkt sie aber auch bei mehrpoligen Maschinen.The effect of the magnetization caused by the armature current is ■ in FIG. 1 j a two-pole machine shown; However, it also has a similar effect on multi-pole machines.

Ein Mittel zur Beseitigung oder Verminderung der durch den Ankerstrom bewirkten Magnetisierung besteht in der Einführung von Zwischenräumen in den Teil b c der Kurve abcd. Besteht nun der Kern aus runden Eisendrähten 2 (Fig. 1 bis 4), dann ist gerade der Teil der Kraftlinien, die durch den Feldmagneten ι gehen, durch eine große Anzahl Öffnungen unterbrochen. Bei vollen Kernen (Fig. 5 bis 7) ist keine Unterbrechung zur,Verhinderung der Entmagnetisierung vorhanden. In Magnetkernen aus Blechen (Fig. 8 bis 10) verhindern die einzelnen Bleche den Durchtritt und die Entstehung der Ankerstromwirkung ebensowenig, weil sie senkrecht zur Ankerwelle 9 angeordnet sind, während die durch die Kraftlinien entsprechend der Ankerstromwirkung gelegte Ebene ebenfalls zur Armaturwelle senkrecht steht.One means of eliminating or reducing the magnetization caused by the armature current is to introduce gaps in part bc of curve abcd. If the core now consists of round iron wires 2 (FIGS. 1 to 4), then precisely the part of the lines of force that go through the field magnet ι is interrupted by a large number of openings. With full cores (Fig. 5 to 7) there is no interruption to prevent demagnetization. In magnetic cores made of sheet metal (Fig. 8 to 10), the individual sheets do not prevent the passage and the occurrence of the armature current effect, because they are arranged perpendicular to the armature shaft 9, while the plane laid by the lines of force corresponding to the armature current effect is also perpendicular to the valve shaft.

Vorteilhaft ist es ferner, daß der Magnetkern ι nach der vorliegenden Erfindung (Fig. 1 bis 4) einfach aus entsprechend langen Eisendrähten hergestellt wird, die dann in den Zylinder 3 fest eingepreßt werden; die Herstellung des Kernes kann also mit weniger Arbeit, d. h. billiger erfolgen, als dies bei dem unterteilten Kern 8 (Fig. 8 bis 10) der Fall ist, bei denen die Eisenbleche mühselig ausgestanzt und zusammengelegt werden müssen.It is also advantageous that the magnetic core ι according to the present invention (Fig. 1 to 4) is simply made from iron wires of appropriate length, which are then inserted into the cylinder 3 are pressed in firmly; the production of the core can be done with less work, d. H. cheaper than in the case of the divided core 8 (FIGS. 8 to 10) is the case where the iron sheets have to be laboriously punched out and folded.

Der Zylinder 3 kann auch rechteckigen oder länglichen Querschnitt haben. jThe cylinder 3 can also have a rectangular or elongated cross section. j

Claims

Patent claim ε:

ι. Field magnetic core for electrical machines consisting of a wire bundle, characterized in that the length in a cylindrical or otherwise shaped jacket made of steel, cast or Wrought iron fastened wires are cast into the yoke with one protruding end.

2. Embodiment of the arrangement according to claim 1, characterized in that the jacket surrounding the wires is equipped with longitudinal slots for the purpose of to facilitate a completely intimate gripping of the wires through the sheath, if the latter as a result of cooling and shrinking of the yoke is pressed firmly onto the wires.

1 sheet of drawings.