DE691781C

DE691781C - Device for generating extremely high, short-term bursts of energy

Info

Publication number: DE691781C
Application number: DE1933V0029722
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Heinrich List
Original assignee: VERTRIEBS GES DES LEIPZIGER LE
Current assignee: VERTRIEBS GES DES LEIPZIGER LE
Priority date: 1933-07-12
Filing date: 1933-07-12
Publication date: 1940-06-05

Description

Das Hauptpatent 621 209 betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung von .extrem hohen, kurzzeitigen Energiestößen, insbesondere zum Schweißen, bei der unter Zuhilfenahme von S Mittel- und Hochfrequenzstromerzeugern bei gleichzeitiger starker Überbemessung der Felderregung des Stromerzeugers die in umlaufenden Schwungmassen gespeicherte mechanische Energie magnetisch-induktiv in extrem hohe Energiestöße bei regelbarer Drehzahl 'der Schwungmassen und regelbarer Felderregung kurzzeitig umgewandelt, wird, wobei der regelbare Strom zur Erregung des Stromerzeugers durch Zeitschalter o. dgl. zeitlich begrenzt wird. Der zur kurzzeitigen Erregung des Stromerzeugers notwendige Energiestoß wird · ebenfalls der umlaufenden Masse des Energiespeichers entnommen, wobei die Überbemessung in bezug auf das Schwungmoment regelbar ist.The main patent 621 209 relates to a device for generating .extremely high, short-term energy surges, especially for welding, with the aid of S Medium and high frequency generators with simultaneous strong overdimensioning of the field excitation of the power generator, the mechanical energy stored in rotating centrifugal masses is magnetically inductive in extreme high energy surges with controllable rotational speed of the centrifugal masses and controllable field excitation briefly converted is, with the controllable current to excite the power generator is limited in time by time switches or the like. The one for short-term excitement The energy surge required by the power generator is also the rotating mass of the Energy storage removed, the oversizing with respect to the moment of inertia is adjustable.

Die Erfindung betrifft eine weitere Ausbildung der Vorrichtung zur Erzeugung von extrem hohen, kurzzeitigen Energiestößen nach dem Hauptpatent und besteht darin, daß der Eisenquerschnitt der die Erregerwicklung des Generators umfassenden und klauenartig ineinandergreifenden Polzähne des ■ Polrades von dem dem Ständer gegenüberliegenden Kopf bis zum Zahnfuß hin stark zunimmt und daß die Polzähne nur wenig ineinandergreifen, die Polbedeckung also klein ist, während der Ständer aus einem im Verhältnis zur Polradbreite schmalen Ring aus Eisenblechen besteht. Das Polrad wird dabei vorteilhaft aus ■ zwei Hälften zusammengesetzt, die einen weiten, ringförmigen Raum für die durch einen Ring aus nicht magnetisierbarem Werkstoff zusammengehaltene, stark überbemessene Erregerspule freilassen und deren nach dem äußeren Umfang zu sich verjüngenden Polzähne die Erregerwicklung umfassen und klaiienartig ineinandergreifen. Die Breite des aus Eisenblechen zusammengesetzten · Ständers wird dabei vorteilhaft kleiner gehalten als der Abstand zwischen den Zahnfüßen der beiden Polradhälften. Die Zahl der Zähne und damit die der Polwechsel kann sehr hoch gewählt werden. Der Läufer erhält vorteilhaft im Verhältnis zu seinem Durchmesser und seiner elektrisch wirksamen Wicklungslänge ein so großes Eigengewicht, daß er gleichzeitig als mechanischer Energiespeicher dienen kann.The invention relates to a further embodiment of the device for generating extremely high, short-term energy surges according to the main patent and consists in the fact that the Iron cross-section of the one encompassing the excitation winding of the generator and engaging in a claw-like manner Pole teeth of the ■ pole wheel increases sharply from the head opposite the stator to the tooth base and that the pole teeth interlock only slightly, so the pole coverage is small during the The stand consists of a ring made of sheet iron, which is narrow in relation to the width of the rotor. The pole wheel is advantageously composed of ■ two halves, the one wide, ring-shaped space for the through a ring made of non-magnetizable material Free the held together, greatly oversized excitation coil and its outer circumference tapering Pole teeth encompass the excitation winding and interlock like claws. The width of the The stand composed of sheet iron is advantageously kept smaller than the distance between the tooth roots of the two halves of the pole wheel. The number of teeth and thus the pole change can be chosen very high. The runner gets beneficial in relation to its diameter and its electrically effective winding length its own weight is so great that it also serves as a mechanical energy store can.

Es sind im übrigen Hochfrequenzwechselstromgeneratoren," z. B. für die Funkentelegraphie, bekannt, die ebenfalls Polräder mitThere are also high-frequency alternating current generators, "e.g. for spark telegraphy, known, which also has pole wheels

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:*) The patent seeker stated as the inventor:

Dipl.-Ing. Heinrich List in Berlin-Steglitz.Dipl.-Ing. Heinrich List in Berlin-Steglitz.

klauenartig ineinandergreifenden Zähnen, sog. Klauenpolräder, aufweisen. Sie vermögen zwar einen hochfrequenten Wechselstrom- abzur geben, sind aber nicht geeignet, extrem hi^ kurzzeitige Energiestöße herzugeben, einerseits das Schwungmoment zu kleind die Felderregung nicht überbemessen ist, -^: anderseits eine große Streuung zwischen den Polen bei Belastung auftritt und ein nur geto ringer Nutzfi'uß den Ständer durchdringt. In der erfindungsgemäßen Bauart eignet sich die Maschine bei weitem besser zur Abgabe kurzzeitiger hoher Energiestöße als die bekannten normalgebauten Generatoren. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, wobeiHave claw-like interlocking teeth, so-called claw pole wheels. They are able to give although abzur a high-frequency alternating current, but are not suitable extremely hi ^ brief bursts of energy to give away, on the one hand, the flywheel is not oversized to kleind field ^excitation: - occurs on the other hand, a large spread between the poles under load and only Geto ringer Nutzfi'uss penetrates the stand. In the design according to the invention, the machine is far better suited for delivering short-term high energy surges than the known, normally built generators. In the drawing, an embodiment of the invention is shown, wherein

Abb. ι ein Schnitt durch den Generator und Abb. 2 eine Draufsicht auf einen abgewickelten Teil des Umfanges des Läufers ist. α ist die Welle des Generators mit einer Bohrung/ für die Zuleitung zur Erregerwicklung; b¹ und b² sind die beiden Hälften des Polrades, die etwa tellerartig ausgebildet und auf der Wellen aufgekeilt sind, c ist der in beiden Polradhälften b¹ und &² ausgesparte Raum für die in der Zeichnung nicht dargestellte Feldwicklung, zu deren Abschluß^ und fester Einlagerung ein Ring g aus nicht ma-. gnetisierbarem Werkstoff hoher Festigkeit jo dient. Die Polradhälften b¹ und ö² sind in radialer Richtung nach außen zu verjüngt und tragen am äußeren Umfang die Zähne d¹ undd'². Das Polrad b¹, b² ist von dem aus dünnen Eisenblechen aufgebauten Ständer e umgeben, der in bekannter Weise die Ständerwicklung e¹ trägt.Fig. Ι a section through the generator and Fig. 2 is a plan view of a developed part of the circumference of the rotor. α is the shaft of the generator with a hole / for the feed line to the excitation winding; b ¹ and b ² are the two halves of the pole wheel, which are roughly plate-like and wedged on the shafts, c is the space left out in both pole wheel halves b ¹ and & ² for the field winding, not shown in the drawing, to conclude it ^ and solid storage a ring g made of not ma-. gnetisable material of high strength jo serves. The pole wheel halves b ¹ and ö ² are tapered outward in the radial direction and have teeth d ¹ and d ' ² on the outer circumference. The pole wheel b ¹ , b ² is surrounded by the stator e constructed from thin sheet iron, which carries the stator winding e ¹ in a known manner.

Wie die Größe des Raumes Cin Abb. 1 zeigt, ist die Erregerwicklung (Amperewindungszahl) sehr stark überbemessen, damit der starken Rückwirkung von Seiten des belasteten Ständers, die eine erhöhte Feldstreuung zwischen den .Zähnen des Polrades b¹, b² verursacht, entgegengewirkt wird und so nennenswerte Felder durch den Nutzquerschnitt des Ständereisens hindurchgezwungen werden.As the size of the space C in Fig. 1 shows, the excitation winding (number of ampere turns) is very much oversized, so that the strong reaction on the part of the loaded stator, which causes an increased field scattering between the teeth of the pole wheel b ¹ , b ² , counteracts and so significant fields are forced through the useful cross-section of the stator iron.

Man braucht nun einen bestimmten Fluß und eine bestimmte Frequenz. An der Übergangsstelle vom Läufer zum Ständer werden . zur Erzielung dieses Flusses und zur Verminderung der Streuung die Zähne so ausgebildet, daß ihr Querschnitt am Kopf so klein wie möglich ist und nach den Zahnfüßen hin stark zunimmt. Außerdem erhalten die Zähne der beiden Polradhälften b¹ und b² einen mögliehst großen Abstand voneinander, indem .man sie nur wenig weit ineinandergreifen läßt.You now need a certain flow and a certain frequency. Be at the transition point from the runner to the stand. To achieve this flow and to reduce the spread, the teeth are designed so that their cross-section at the head is as small as possible and increases sharply towards the tooth roots. In addition, the teeth of the two magnet wheel halves b ¹ and b ² get the greatest possible distance from one another by allowing them to intermesh only a little.

Schließlich wird gleichzeitig mit der starken Querschnittbemess'ung des Eisenkernes des .. Läufers b¹, b² zum Zweck der Erreichung eines ",kleinen magnetischen Widerstandes eine er-'he'bliche Schwungmasse im Läufer untergebracht, so daß der bei kurzzeitigen, extrem .hohen Stromstößen auftretende Belastungsstoß von den umlaufenden Massen als Energiespeicher aufgenommen wird und ein besonderer Energiespeicher sich erübrigt. Wegen der außerordentlichen Kürze der Arbeitszeiten bedarf es einer Rücksichtnahme auf die Erwärmung des Eisens nicht. Da ferner die Schaltung so· eingerichtet ist, daß das Erregerfeld nur für Bruchteile von Sekunden wirken wird, ist auch eine unzulässige Erwärmung des Ständereisens nicht zu befürchten.Finally, at the same time as the strong cross-sectional dimensioning of the iron core of the rotor b ¹ , b ² , a considerable centrifugal mass is accommodated in the rotor for the purpose of achieving a "small magnetic resistance, so that the momentary, extreme. high current surges occurring load surge is absorbed by the rotating masses as energy storage and a special energy storage is unnecessary. Because of the extremely short working hours, there is no need to consider the heating of the iron Will work for a fraction of a second, there is also no risk of inadmissible heating of the stator iron.

Claims

Patent claims:

■ i. Device for generating extremely high, short-term energy surges, in particular for welding, according to patent 621209, characterized by a AC generator of the claw pole type with a rotor designed in such a way that the Iron cross-section of the 'encompassing the excitation winding' and interlocking in a claw-like manner Pole teeth from the head opposite the stator to the tooth base increases sharply, and that the pole teeth mesh only slightly during the The stator carrying the alternating current winding is narrow in relation to the width of the pole wheel is.

2. Apparatus according to claim !, characterized in that the runner from consists of two plate-like halves, which have a wide annular space for the through a ring of non-magnetizable material held together, heavily oversized Leave the excitation coil free and taper radially outwards »and run out into the pole teeth.

3. Apparatus according to claim 1 and 2, characterized in that the width of the stator composed of sheet iron is kept smaller than the distance between the tooth roots of the two pole wheel halves. j

4. Apparatus according to claim 1 to 3, characterized in that the runner in relation to its diameter and its effective winding length has such a high dead weight that it is equal to uo early IaIs mechanical energy storage is used.

1 sheet of drawings