DE534319C - Elektrischer Stromerzeuger - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Erzeuger von elektrischem Strom, insbesondere kleine Erzeuger etwa für Fahrrad-, Motorrad- und Kleinwagenbeleuchtung, mit Läufer und Ständer, und zwar in erster Linie denjenigen dieser beiden Teile, welcher nicht als Erzeuger des magnetischen Kraftfeldes, sondern als (infolge der Bewegung der Teile zueinander) den magnetischen Kraftfluß abwechselnd erhöhender und erniedrigender Teil (Anker) dient, wobei jeder der Teile Läufer oder auch Ständer sein kann. Es hat sich herausgestellt, daß man bei kleineren und kleinen Maschinen mit sehr viel weniger Eisenquerschnitt im Anker, als man bisher für nötig erachtete, unter sonst gleichen Bedingungen ohne Herabsetzung der Leistung auskommt. Infolgedessen kann man den Anker — darin wird die Erfindung ihrem Hauptmerkmal nach gesehen — wesentlich einfacher und billiger herstellen, indem man die einzelnen Polkerne mit den anschließenden Jochteilen aus einem entsprechend geschnittenen Stück Blech durch bloßes Biegen desselben formt. Es ist somit auch möglich, gleich mehrere, ja sogar alle Polkerne mit den sie verbindenden Jochstücken, d. h. gleich den ganzen Anker, aus einem einzigen Blechstück, einem Blechband, zu formen. Für Maschinen von der für Fahrradbeleuchtungszwecke üblichen Größen-Ordnung z. B. reicht ein dünnes Blechband vollauf hin.

Die Vorteile liegen übrigens nicht nur in der Vereinfachung und Verbilligung der Herstellung ^:

des Ankers. Der Anker gemäß der Erfindung ist auch sehr viel leichter als ein Anker der bis^ her üblichen Maschinen gleicher Größenordnung und Leistung, was namentlich . für Fahrradbeleuchtungsmaschinen offenbar von großer Bedeutung ist. Ferner bieten die gemäß der Erfindung geformten Polkerne ohne weiteres eine außerordentlich einfache Möglichkeit, die Ankerspulen auf ihnen zu befestigen, wohingegen die Befestigung der Spulen auf den Polkernen der üblichen massiven Anker schwierig und längst nicht mit der Sicherheit möglich ist. Schließlich bietet die Erfindung noch die Möglichkeit, die Abhängigkeit der Spannung von der Tourenzahl derart zu begrenzen, daß die Spannung bei Überschreitung der ihr entsprechenden Tourenzahl. nicht mehr weiter ansteigt. Namentlich für Beleuchtungsmaschinen z.B. von Fahrzeugen, welche von den Radachsen angetrieben werden, deren Tourenzahl also nicht ohne weiteres entsprechend begrenzbar ist, hat dies offenbar große Bedeutung. Braucht man doch keine der üblichen besonderen Vorrichtungen für die Spannungsbegrenzung, wie Fliehkraftregler o.dgl., vorzusehen und erreicht man •doch — sogar mit größerer Sicherheit — dasselbe. Bei Fahrradbeleuchtungsmaschinen der zumeist üblichen baulichen und elektrischen Größenordnung z. B. wird mit der normalen Laufgeschwindigkeit des Rades die Spannung auf den höchstzulässigen Betrag begrenzt, wenn der Anker aus dünnem Blech einfacher Lage gebildet ist.

Die Bauart des Ankers gemäß der Erfindung bietet übrigens Vorteile nicht nur bei einfacher Blechlage, man Sann vielmehr — immer noch mit Vorteil gegenüber den,· Ankern der bisherigen BauartΓ— auch" zwei oder mehr gleichartig und flächig aufeinanderpassende, durch Biegen zu Polkernen mit anschließenden Jochteilen geformte Bleche zusammenschichten, wenn der Querschnitt einer einfachen Blechlage für den erwünschten höchsten Kraftlimennuß nicht ausreicht, man die Blechstücke aber nicht großer wählen will/ etwa weir die Verarbeitung sonst schwieriger oder ein hinreichend scharfes Biegen nachteilig wäre. Die Vorteile der einfacheren und' billigeren Herstellung sind ja im wesentlichen dieselben""wie bei einfacher Blechlage, ferner läßt sich auch ein mehrlagiger Anker, nach-der Erfindung- immer noch ohne weiteres an Gewicht geringer bauen als ein Anker der bisher üblichen Bauart, und schließlich bleibt auch der Vorteil der" ein?· fachen Spannungsbegrenzung erhalten." -■ -" Auf der Zeichnung sind mehrere beispielsweise Ausführungsformen von Einrichtungen nach der Erfindung dargestellt, bei welchen der Erzeuger des Kraftflusses beispielsweise durchweg der innere und umlaufende Teil ist, doch könnte auch der äußere Teil Kraftflußerzeuger sein, und es wäre ferner möglich, den äußeren Teil, sei er nun· Krafterzeuger oder Scnlußstück, statt des inneren Teiles als Läufer auszubilden.

In Abb. ι sei beispielsweise α der Läufer und ein Dauermagnet mit einer Anzahl vorspringender Pole. δ. Statt des Dauermagneten könnte auch ein fremd- oder" selbsterregter Elektromagnet, in Anwendung kommen. Die Anzahl der Pole b sei beispielsweise gleich der Anzahl der in !Richtung auf sie vorspringenden Teile c des die Kraftlinien aufnehmenden Ständers d, doch könnte auch eine ungleiche oder eine vielfache "Anzahl von Polen c oder nur ein Bruchteil derselben vorgesehen sein.

In den Abb. 6' bis 11 sind die Ständer allein dargestellt und mit demselben Bezugszeichen d bezeichnet wie der Ständer in Abb. 1, womit auch dargestellt sein soll, daß jeder dieser Ständer an die Stelle des Ständers in Abb. 1 treten kann. ·

Der Ständer d nach Abb. 1 ist aus einem Eisenblechstreifen gemäß der Abb. 2 hergestellt, aus welchen die den Kraftfluß aufnehmenden Vorsprünge c fingerhutartig herausgezogen oder gedrückt sind und dessen Längsenden, nachdem man ihn zu einem Ring gerollt hat, längs der sich ergänzenden Hälften zusammengelegt und gegebenenfalls verschweißt sind. Über die Vorsprünge c sind von innen her die Spulen e geschoben, oder es sind die Vorsprünge c selbst als Spulenkörper verwendet (wie z.B. in Abb. 8), wobei man natürlich eine isolierende Zwischenlage und zweckmäßig eine die Spule nach innen begrenzende Scheibe vorsieht.

Die Vorsprünge c des Ständers nach Abb. 1 brauchen übrigens nicht, wie Abb. 2 in Draufsieht und Abb. 3 in einem ■ Längsschnitt darstellen, fingerhutartig ringsherum geschlossen zu sein, man könnte auch die beiden in der Längsrichtung des Blechstreifens liegenden Biegelinien durchschneiden und das Material zwischen ihnen in der Form, wie es die Abb. 4 zeigt, herausheben, so daß der Raum innerhalb jedes Vorsprunges c in Richtung auf die beiden Längsseiten des Blechstreifens hier offen bleibt. - Man -kann nun noch einen Schritt weiter gehen, indem man die zu beiden Seiten der zu Vorsprüngen c herauszuhebenden Blechteile befindlichen, in ihrer ganzen Länge glatt bleibenden Teile des ganzen Blechstreif ens in Abb. 2 völlig fortläßt, d.ji. gleich von einem Blechstreifen, der nur die Breite der zu gewinnenden Vorsprünge .0 hat, ausgeht und diesen Streifen lediglich nach Art eines Frieses;, wie in Abb. 5 dargestellt, biegt.

"Die Vorsprünge c der Ausbildungsform nach Abb. 6 entstehen etwa dadurch, daß man aus einem Blech gemäß der Abb. 2, nachdem man (für jeden Vorsprung c) zwei einander parallele Schnitte in der Längsrichtung des Bleches und einen querlaufenden Schnitt in der Mitte zwischen den längslaufenden Schnitten angebracht hat, die durch die Schnitte dreiseitig frei gewordenen Lappen um die die Enden der längslaufenden Schnitte verbindenden Linien als Biegelinien senkrecht herausbiegt. Diese beiden Lappen bilden zusammen je einen Vorsprung c, können unmittelbar als Träger der Spule e dienen und nehmen mit ihren äußeren Kanten je.eine Hälfte des Kraftnusses aus den Polen b des Läufers α auf.

. Bei solcher Ausführungsform hat aber der Luftraum zwischen den Polen & und den von den herausgebogenen Lappen gebildeten Vorsprüngen c keine größere Flächenäusdehnung als die aufnehmenden _Kanten der beiden Blechlappen. Infolgedessen wird gegebenenfalls nicht so viel an Kraftlinien aufgenommen, als der-Läüfer α hergeben und der Eisenquerschnitt des Ständers d führen kann., Zur Beseitigung dieses Nächteiles kann man nun ein zweimal rechtwinklig gebogenes Blechstück f oder, wenn man den Zwischenraum zwischen den Lappen auch noch seitlich schließen will, einen fingerhutartig ringsum geschlossenen Teil gleicher Schnittform wie f etwa von der Außenseite des Ständers her zwischen die Lappen einführen, womit man ja erreicht, daß jeder Vorsprung c des Ständers dem Läuferpol eine große Eisenfläche als Aufnahmefläche bietet.

Von der Ausführungsform gemäß der. Abb. 6 unterscheidet sich die Ausführungsform gemäß der Abb. 7. dadurch, daß der zweimal gebogene

Streifen g von der Innenseite her über die beiden lappen c geschoben ist. \ Man lat danii den Vorteil, diesen Teil, der natürlich auch wieder geschlossene Hutform haben könnte, zugleich als Körper der Spule ausbilden zu können.

Die Vorsprünge c nach der Äusführungsform gemäß der Abb. 8 werden dutch je nur einen dreiseitig aus dem Blechstreifen herausgeschnittenen und senkrecht herausgebogenen Lappen

ίο gebildet. Hierbei kann jeder Lappen c zugleich als Körper der Spule e dienen. Diese Ausführungsform ist aber insoweit nachteilig, als den aus den Polen δ des Läufers α heraustretenden Kraftlinien nur die schmale Kantenfläche des Lappens c als Aufnahmefläche geboten wird, so daß bei Verwendung vergleichsweise dünner Bleche der Luftwiderstand infolge des geringen Querschnittes des Luftweges unzweckmäßig groß wird. Vorteilhaft ist diese Ausführungsform jedoch andrerseits insofern, als die Spule e in dem Sinne flach sein kann, daß die die Kraftlinien schneidenden Teile der Drahüängen unverkürzt bleiben, während die in der Zeichnungsebene verlaufenden Teile der Drahtlängen, die nur als Ohmsche Widerstände

ν wirken, auf die geringst möglichen Längen herabgedrückt werden. ... .

Man kann nun aber den erwähnten Nachteil vermeiden, ohne den nachher genannten Vorteil entbehren zu müssen, indem man nämlich einen besonderen Spulenkörper h aus Eisen vorsieht und ihn über den Lappen c schiebt, wie dies in Abb. 9 dargestellt ist. Dieser Spulenkörper h ist etwa aus einem Winkeleisen in der Art hergestellt, daß in der Längsmitte des Winkeleisens ein kurzes Stück des einen Schenkels ausgeschnitten und an dieser Stelle der andere Schenkel um 180 ° gebogen ist, daß die beiden Hälften des umgebogenen Winkeleisens in einem der Stärke des Lappens 0 etwa gleichen Abstand zueinander parallel laufen. Die freien Längsenden der Schenkel können miteinander verbunden werden, so daß sie dem Lappen c einen ringsum geschlossenen Einschieberaum bieten. Man könnte solche Spulenkörper h auch durch Herausziehen aus einem Blechstück gewinnen. Die voneinander getrennten Schenkel des Körpers h bilden die Kraftlinienaufnahmefläche und einen Flansch, die beiden einander parallel laufenden Schenkel den Innenteil der Spule.

Statt dessen kann man auch gemäß Abb. ir so vorgehen, daß man einfach ein Stück Winkeleisen i mit dem Lappen c zusammen als Träger der vor dem Aufschieben fertigzumachenden Spule e benutzt, wobei diese die beiden aneinanderliegenden Teile des Winkeleisens i einerseits und des Lappens c andrerseits zusammenhält. Es ist nun aber unvorteilhaft, die Spule e

So als Mittel des Zusammenhaltens der Teile zu benutzen, weswegen zweckmäßig andere Mittel zur Befestigung:, des.^:Winkeleisens ί an .dem Lappens vorzusehen sind. Am besten-ist es wohl, die Teile i und c miteinander etwa punktförmig zu verschweißen. .. ⁶S

Schließlich könnte man auch den Flächenansatz für die möglichst großflächige Aufnahme der Kraftlinien aus den Polen δ gleich aus dem Blechstreifen mit herausbiegen, womit man darin die Ausbildungsform der Abb. 10 erhielte. Diese bildet aber die Schwierigkeit, daß sie die Spule gleich auf die Vorsprünge c zu wickeln zwingt, wenn man nicht so verfahren will, daß man die Äbbiegung des Stirnflachenteiles des Lappens c erst nach dem Aufbringen der Spule 75-vornimmt.

Selbstverständlich könnten statt der in allen Ausfiihrungsformen angenommenen viereckigen Vorsprünge c auch etwa zylindrische zur Verwendung kommen.

Ferner sei bemerkt, daß die Spulen auch auf den Polen δ des Läufers α angebracht werden könnten; wobei die gemäß der Erfindung ausgebildeten, hier beispielsweise die Ständer bildenden Teile i, c, welche die Kraftlinien aufnehmen, lediglich als periodisch wirkende Schlußstücke dienen wurden.

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Elektrischer Stromerzeuger, insbesondere für Fahrrad-, Motorrad- und Wagenbeleuchtung, dadurch gekennzeichnet, daß die mit den Ankerspulen zu versehenden einzelnen Polkerne und die anschließenden Jochteile aus einem Stück Blech durch Biegen desselben aus der Umfangsform der Jochteile in die radial vorspringende Form

, der Polkerne gewonnen sind.

2. Stromerzeuger nach Anspruch!, dadurch gekennzeichnet, daß die Polkerne mit den anschließenden Jochteilen aus mehreren Lagen gleichartig gebogener Blechstücke zusammengesetzt sind.

3. Stromerzeuger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß (Abb. 5) . die Polkerne (c) aus einem Blechband durch bloßes Biegen desselben etwa in die Form eines Mäanderfrieses gewonnen sind.

4. Stromerzeuger nach Anspruch 1 no oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß (Abb. 2 und 3) die Polkerne (c) aus einem Blechband durch Drücken oder Ziehen herausgebogen sind. r

5. Stromerzeuger nach Anspruch 1 j.15 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß (Abb. 4) die Polkeme (c) aus einem Blechband je zwischen zwei in der Bandlänge verlaufenden Schnitten durch Drücken oder Ziehen herausgebogen sind.

6. Stromerzeuger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß (Abb. 6,

7, 8, cf, ίο lind if) die Polkerne (c) durch Herausbiegen von Lappen aus dem Blechband (d) gewonnen sind,- - . .

7. Stromerzeuger jnach. Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß (Abbi 6 und 7) zur Bildung der Polkerne aus dem: Blechband (d) zwei Lappen (c) geschnitten und aus der Fläche des Bandes herausgebogen sind und die die Kraftlinien aus dem Kraftlinienerzeuger (a, V) aufnehmende bzw. auf denselben zurück übertragende Stirnfläche des einzelnen Pols aus einer zwischen (Abb. 6) oder über (Abb. 7) die Lappen (e) schiebbaren Hülse (f bzw. g) besteht, welche im

Fall des Überschiebens (Abb. 7) zugleich als Spulenkörper (g) dienen kann,

8. Stromerzeuger, nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß (Abb. 9) zur Bildung der Polkerne aus.dem Blechband je nur ein Lappen (c) herausgebogen ist und die Stirnfläche des Pols einem Körper (h) angehört, welcher auf den Lappen (e) aufgeschoben ist und zugleich als Spulenkörper (Spule e) dienen kann.

9. Stromerzeuger nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß (Abb. 9) der Stirnflächenkörper [W), welcher zugleich auch als Spulenkörper "dienen" kann, aus einei3 Stück Wüikeleisen. derart hergestellt ist/ . daß in der Längsmitte des Winkeleisens der eine Schenkel desselben ein- oder ausgeschnitten und der andere Schenkel um 180° gebogen ist, wobei die Hälften dieses Schenkels in einem Abstand voneinander ge-' halten sind, welcher der Stärke des Lappens; (c) entspricht, und wobei ferner die freien Enden der beiden" Schenkel miteinander verbunden sein können, so daß'dem "Lappen (c) ein ringsum geschlossener Einschieberaum geboten wird. - _

10. Stromerzeuger nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, ■ daß (Abb. 10) zur Bildung-der Polkerne aus dem Blechband je nur ein Lappen (c) herausgebogen ist, welcher langer ist, als der Pol radial vor-_v springt, wobei aus der überschießenden Menge durch Abbiegen die Stirnfläche gewonnen ist.

11. Stromerzeuger nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß (Abb. 11) ein besonderer Stirnflächenkörper (i) an dem herausgebogenen Lappen (c)'einseitig angeordnet ist, welcher zugleich als Spulenkörper dienen kann.

Hierzu I Blatt Zeichnungen