DE421917C - Beleuchtungsdynamo, besonders fuer Kleinfahrzeuge - Google Patents

Description

• Beleuchtungsdynamo, besonders für Kleinfahrzeuge. Zur Beleuchtung von Kleinfahrzeugen werden in der Regel Wechselstromdynamos mit innenliegendem Polsvstem aus permanenten Tagneten verwendet. Es ist zweckmäßig, eine größere Polzahl (sechs und mehr) zu verwenden, um bei geringsten Abmessungen die Ausnutzungsfähigkeit möglichst zu steigern und bei niedrigen Drehzahlen ein Flakkern des Lichts zu vermeiden. Abb. r zeigt eine der gebräuchlichen Ausführungen einer solchen Wechselstromdynamo. Der Ständer a besteht aus einzelnen Blechen, in welche die Nuten für die Wicklung b,, b2, b3 eingestanzt sind, die Wicklungsspulen d,, d, werden auf die Zähne c" c, aufgeschoben. Der Läufer e besteht aus Stahlblech großer Remanenz und ist mit einer Reihe von Polansätzen f1, j*_, fs.. . versehen, die abwechselnd süd- und nordpolarmagnetisiert sind.
• Eine solche Ausführung ist mit Mängeln behaftet. Der an sich geringe magnetische Kraftfluß pro Pol wird nämlich durch die Streuung infolge der dicht aneinanderliegenden Pole verschiedener Polarität erheblich vermindert, so daß nur der geringe Teil, der den Ständer durchsetzt, zur Wirksamkeit kommt. Ferner treten während des Betriebs dadurch, daß die einzelnen Pole abwechselnd einem Zahn oder einer Lücke gegenüberstehen, starke Kraftflußschwankungen auf, die auf die Dauer den remanenten Magnetismus schwächen und die erzeugte Spannung vermindern. Das ruckweise sich ändernde Drehmoment kann schließlich ein Gleiten und damit eine schlechte Wirksamkeit des Antriebs bewirken, und die stetig wechselnde Magnetisierung verursacht Schwingungen und unangenehine Geräuschbildung.
• Die Herstellung permanenter Magi.ete erfordert eine kräftige Magnetisierung. Bei Polrädern nach Abb. r geschieht diese beispielsweise, indem man entsprechend Abb.2 zwei kräftige Elektroinag--etpole an zwei gegenüberliegende Polzähne anlegt und unter Wechsel der Polarität alle Zähne entsprechend magnetisiert. Es ist klar, daß die magnetische Streuung bei der geringe.. Polteilung eine außerordentlich ungünstige Wirkung hat, indem durch sie die benachbarten Zähne immer etwas entmagnetisiert werden, so daß der schließlich verbleibende remanente Magiietismus nicht genügend groß ausfällt. Die genannten Nachteile wurden durch nachstehend beschrieene Erfindung behoben, unter Beibehaltung des Grundprinzips, durch kreisende Pole Wechselstrom zu erzeugen. Eine solche Maschine ist in einem Ausführungsbeispiel in Abb.3 und d. dargestellt. Der Ständer a erhält eine entsprechende Anzahl (hier 1q.) Nuten b,., b2, b3. . ., die zweckmäßig halb offen sind und durch die Zähne c,, c, c3 , . voneinander getrennt werden. Die Wicklungen d2, d4, de . . . sind in den Nuten oder auf den Zähnen c2, c4, c. angeordnet. Die Wicklung kann nur um jeden .zweiten Zahn gelegt sein und erhält dann gleichen Wicklungssinn. Es ist aber auch möglich, jeden Zahn zu bewickeln. Die Schaltung muß dann derartig sein, daß die folgenden Zähne abwechselnd in der einen oder anderen Richtung vom Strom umflossen werden. Der Kraftfluß wird durch einen zweipoligen Läufer e, der aus Stahlblech großer Remanenz hergestellt sein kann, aufrechterhalten. Die zwei Pole tragen einzelne Polzähne f,., f 2, f 3 und f 4, f " f c. Der magnetische Kraftfluß schließt sich von den Zähnen f,, f2, f 3 ausgehend über Luftspalt, Ständerzähne, Ständerrücken und mündet in die Polzähne f4, f,,, f, Die Teilung der Läuferpolzähne ist zwischen Zähnen gleicher Polarität die doppelte der Ständerzahnteilung, zwischen Nord- und Südpol dagegen etwa das Dreifache der Ständerzahnteilung. Dadurch ergibt sich, daß beispielsweise nach Abb.3 die Zähne f,, f2, f3 sich vor den unbewickelten Ständerzähnen cl, c3, c, befinden, während die Zähne f4, f, f@ den bewickelten Ständerzähnen c., c"" c,2 gegenüberstehen. Da f1, f" f, Nordpole, f4, f, f. Südpole sind, so strömt der Kraftfluß durch die Zähne cl, c3, c, in entgegengesetzter Richtung wie durch die Zähne c8, Cl., c12. Tritt nun eine Veränderung der Kraftflüsse in den Zähnen ein, so wird in den Spulen c8, clo, c" eine gewisse Spannung erzeugt. In den Spulen d2, d4 wird trotz des durch die Zähne cl, c3, c. gehenden entgegengesetzten Kraftflusses eine Spannung gleicher Richtung erzeugt, da die Zähne cl, c3, c, sich zwischen den Spulen befinden. Da sämtliche Ständerspulen hintereinandergeschaltet sind, addieren sich ihre Spannungen. Die Veränderung des Kraftflusses wird durch die Drehung des Polrades bewirkt. Die in Abb.3 und 4 dargestellten zwei Stellungen sind die zwei Hauptstellungen, die sich beim Umlauf des Läufers immer wiederholen.
• Allgemein lassen sich für eine derartige Maschine nachstehende Bedingungen ableiten, die unbedingt erfüllt sein müssen, um eine Wirkungsweise überhaupt zu ermöglichen. Es sei bezeichnet die Zahl der Ständerzähne mit zs, die Zahl der Läuferzähne mit -t, die Ständerzahnteilung mit ts, die Läuferzahnteilung mit t, zwischen Zähnen gleicher Polarität, zwischen Zähnen entgegengesetzter Polarität mit t" die halbe Hauptpolzahl mit p, die Frequenz mit in, die Drehzahl mit n. Allgemein gilt für eine Wechselstrommaschine des grundlegenden Systems tF-24 Die besonderen Bedingungen für die Maschine nach der Erfindung sind folgende: Die Polzahnteilung t,. zwischen den ungleichen Pofen muß mindesteins drei Ständerzahnteilungen ts entsprechen, kann aber auch größer sein.
• Allgemein gilt t,. - a # ts, wobei a stets eine ungerade Zahl sein muß. Aus dieser Bedingung ergibt sich ferner, daß die Zähnezahl der Ständerwicklung nicht beliebig gewählt werden kann. Wählt maa eine zweipolige Anordnung, muB stets die halbe Zahl der Ständerzähne eine ungerade Zahl sein. Allgemein muß -wird Umdre- Maschine 350 Ab- messungen M Die Vorteile gegenüber einer Maschine nach Abb. i sind folgende: Bei gleicher Frequenz besitzt die Maschine nach Abb. 3 eine mindestens dreimal so große Polteilung zwischen den entgegengesetzten Polen. Die Streuung wird also erheblich geringer ausfallen. Die nur zweipolige Ausbildung und die geringe Streuung ist für die Remanenz außerordentlich günstig. Der gesamte magnetische KraftfluB ist in jeder Lage des Läufers praktisch derselbe. Es daher auch bei dauerndem Betrieb keine Schwächung der Magnetisierung eintreten. Ebenso bleibt das Drehmoment konstant, und eine Geräuschbildung tritt nicht ein. Die vollständige Ummagnetisierung der Zähne erfolgt nur mit der die ein Bruchteil der Wechseistromfrequenz ist. Der ungünstige EinfluB derselben auf die Remanenz in den Polzähnen ist also erheblich geringer als bei der Maschine nach Abb. i, bei der die Ummagnetisierung mit der Wechselstromfrequenz erfolgt. Da die Polzähne einer Maschine nach Abb. 3 erheblich weiter auseinanderstehen (zwei- bis dreimal so weit) als bei der gebräuchlichen aschine nach Abb. r, läßt sich bei denselben Außenabmessungen eine höhere Frequenz erzeugen, ohne daß die Pole zu klein ausfallen und die Streuung zu groß wird. Die aschine nach Abb.. i hat bei beispielsweise eine Frequenz von A die nach Abb. 3 dagegen Per.j sec.
• Ein Hauptvorteil liegt in der einfachen Magnetisierung des Polrades. Das Polrad wird nach Abb.S zwischen die Schenkel zweier Elektromagnete gebracht. Es können dabei sehr hohe Feldstärken in Anwendung gebracht werden, und die schädliche Einwirkung der streuenden Kraftlinien ist gänzlich ausgeschaltet. Die Magnetisierung ist daher eine außerordentlich starke und gleichmäßige, und sie erfolgt nur in einer Richtung. Der zurückbleibende remanente Magnetismus wird daher erheblich höher sein als bei Polrädern nach Abb. 2.
• Unter Berücksichtigung a11 dieser Eigenschaften ist es möglich, mit Hilfe der Erfindung eine Beleuchtungsmaschine von sehr geringem Gewicht und sehr geringen bei großer Dauerhaftigkeit der agnetisierung zu bauen.

Claims (1)

1. P TENT-ANSPRUCH: Beleuchtungsdynamo, besonders für Kleinfahrzeuge, die aus einem mit einer Wechselstromwicklung versehenen Ständer und einem mit Polzähnen versehenen umlaufenden Dauermagneten besteht, dadurch gekennzeichnet, daB auf der einen Hälfte des letzteren eine Gruppe nordpalarmagnetisierter, auf der anderen eine Gruppe süd.polarmagnetisierter Zähne liegt und daß die Zahnteilung zwischen den Polzähnen gleicher Polarität gleich der doppelten Ständerzahnteilung, die Teilung zwischen den Polzähnen ungleicher Polarität dagegen ein ungerades Vielfaches der Ständerzahnteilung ist.