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Magnetelektrische Kleinmaschine, insbesondere für Fahrräder o. dgl.
Die Erfindung bezieht sich auf eine magnetelektrische Kleinmaschine, insbesondere
für Fahrräder o. dgl., die eine Spule aufweist, welche von einem als magnetischer
Leitweg dienenden Käfig umschlossen' ist, der aus zwei entgegengesetzten, axial
ineinandergeschobenen Hälften besteht, welche am Umfang der Spule, jeweils abwechselnd,
Pole entgegengesetzter Polarität bilden.
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Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Käfighälften aus
einer oder mehreren Schichten von einer Anzahl am Umfang der Spule angeordneter,
U-förmig gebogener Bleche bestehen, die so ausgebildet sind, daß jedes Blech die
Spulendicke umfaßt und daß einer der Schenkel des U einen Pol und der andere Schenkel
einen Teil der den magnetischen Leitweg zwischen zwei benachbarten Polen bildenden
Käfigwand darstellt. Dadurch, daß jedes Blech die Spulendicke umfaßt, wird der Vorteil
einer billigen. AusfÜhrung des magnetischen Leitwegs erhalten. Die Bleche können
auf einfache Weise durch Stanzen und Umbiegen hergestellt und überdies leicht auf
die Spule aufgeschoben werden, wobei sie z. B. durch eine Schablone in die richtige
Lage gebracht werden. Obwohl die einzelnen Bleche durch den Spulenkörper schon gewissermaßen
in ihrer Lage festgehalten werden, ist es zweckmäßig, die freien Enden der Bleche
durch zusätzliche Mittel, z. B. durch eine Rille von zwei in dem Gehäuse angebrachten
Ringen, festzuhalten. Auf diese Weise ist dann unter allen Umständen die richtige
Lage der Bleche bezüglich der sie umgebenden Teile der Maschine gewährleistet.
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Die Vorteile der einfachen Herstellung und Montage der Bleche sind
auch dann vorhanden, wenn, wie bereits vorgeschlagen wurde,
die
zu jeder Käfighälfte gehörenden Bleche zusammen einen aus einem einzigen Stück bestehenden
ringförmigen Teil bilden und die Schenkel dadurch entstanden sind, daß ebene Bleche
ringförmig ausgestaltet -vyerden und durch Stanzen mit nach innen und außen gerichteten
Schenkeln versehen werden. In manchen Fällen ist jedoch diese Bauart nicht zu verwenden,
da sie nicht zuläßt, daß die Länge der nach innen gerichteten Schenkel größer ist
als der Radius des ringförmigen Teiles. Dies bedeutet, daß man beim Entwurf der
Kleinmaschine bei gegebenen Abmessungen des z. B. als permanenter Magnet ausgebildeten
rotierenden Läufers, wenn das Verhältnis zwischen Länge und Durchmesser groß ist,
in der Höhe des Käfigs, die ja durch die Länge der Schenkel bestimmt, beschränkt
ist, während die Abmessungen des Läufers gerade eine größere Länge der Schenkel
erfordern würden. Dieser Nachteil wird durch die Anordnung von einzelnen Blechen
gemäß der Erfindung völlig behoben, weil diese Bleche getrennt voneinander gestanzt
werden und .deshalb bei jeder Dimensionierung des Läufers eine willkürliche Länge
der Schenkel möglich ist. Außerdem ergibt sich eine erhebliche Materialersparnis.
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Die erwähnten und weitere Merkmale der Erfindung werden an Hand der
die Ausführungsbeispiele veranschaulichenden Figuren näher erläutert. Fig. i zeigt
einen Teil des Spulensystems nach der Erfindung. Ein Teil einer kreisförmigen Spule
ist mit i bezeichnet. Diese Spule wird von einem als magnetischer Leitweg dienenden
Käfig 2 umschlossen, der aus zwei entgegengesetzt axial inein:andergeschobenen,
aus U-förmigen. Blechen 3 bzw. 4. aufgebauten Hälften besteht, welche am inneren
Umfang der Spule, jeweils abwechselnd, Pole entgegengesetzter Polarität 5, 6, 7
usw. bilden.
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Die Bleche 3 und q. sind so ausgebildet, daß jedes Blech die Spulendicke
umfaßt und daß der eine Schenkel des U einen Pol 5 bzw. 6 bzw. 7 bildet und
der andere Schenkel 8 bzw. 9 bzw. io einen Teil der den magnetischen Leitweg zwischen
zwei benachbarten Polen 5, 6 bzw. 6, 7 bildenden Käfigwand darstellt. Es ist zweckmäßig,
die Schenkel 8, 9, 1o usw. durch einen Ring i i, der ein Teil des Gehäuses sein
kann, zu umgeben, damit ein möglichst geringer magnetischer Widerstand beim Übergang
von einem Schenkel, z. B. 8, zum anderen, z. B. 9, entsteht.
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Die Bleche können durch ihre [-Form leicht auf die Spule aufgeschoben
werden und in einfacher Weise durch Aufklemmung auf dem Spulenkörper in ihrer Lage
gehalten werden. Dadurch, daß der magnetische Leitweg aus einzelnen, je nur einen
Pol s, 6 oder 7 enthaltenden Blechen aufgebaut ist, wird erreicht, daß die Länge
der Pole 5, 6, ; usw. bei einem gegebenen, von dem Durchmesser des Läufers bestimmten
Spulendurchmesser der kreisförmigen Spule i beliebig gewählt werden kann, so daß
bei verhältnismäßig geringem Innendurchmesser der Spule doch eine große Länge der
Pole und damit der axialen Länge des Läufers möglich ist.
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In Fig. 2 sind dieselben Teile mit denselben Bezugszeichen versehen.
Die Bleche sind hier jedoch derart ausgebildet, daß die nicht als Pole ausgebildeten
Schenkel 8, 9, io usw. von zwei benachbarten Blechen sich teilweise derart
überlappen, daß die auf diese Weise gebildete Außenwand des Käfigs einen möglichst
geringen magnetischen Widerstand aufweist. Hierdurch wird der Vorteil erhalten,
daß kein besonderer Ring, wie der Ring i i in Fig. i, vorgesehen zu werden braucht.
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Die in den Fig. i bzw. 2 gezeichneten Bleche weisen unter sich alle
dieselbe Form auf. Dies braucht aber keine notwendige Voraussetzung zu sein, obwohl
es selbstverständlich zweckmäßig ist, weil in diesem Falle nur eine einzige Stanzmaschine
erfor--lerErh sein würde. In manchen Fällen ist es erwünscht, die in dem magnetischen
Leitweg auftretenden Wirbelstromverluste zu beschränken.
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Es ist dann zweckmäßig, sämtliche Wände des Spulenkäfigs aus mehreren
Schichten aufzubauen. In Fig. 3 ist ein Teil eines in dieser Weise gebildeten doppelwandigen
Spulenkäfigs nach der Erfindung gezeichnet. Die Bleche weisen dabei eine Form auf,
wie diese in Fig. ,I gezeichnet ist, wobei die sich in i entgegengesetzten Richtungen
erstreckenden und gegeneinander versetzten Lamellen 12 und 13 der Bleche 14 gemäß
den gestrichelten Linien 15 gleichsinnig senkrecht zur Zeichnungsebene umgebogen
sind. Bei einem Teil der Bleche werden die Lamellen 12 und 13 senkrecht nach unten
und bei einem anderen Teil der Bleche senkrecht nach oben gebogen. Die gleichartig
gebogenen Bleche der ersten Gruppe werden nebeneinander auf die Spule geschoben
und bilden in dieser Weise die erste Schicht der in Fig. 3 mit i6 bezeichneten unteren
Käfighälfte. Die Bleche der zweiten Gruppe bilden in derselben Weise einen Teil
der ersten Schicht der oberen Käfighälfte 17. Danach werden eine Anzahl Bleche der
zweiten Gruppe derart über die die Käfighälfte 16 bildenden Bleche geschoben, daß
die Pole 18 bzw. i9 sich überdecken. Dadurch wird erzielt, daß die in dem magnetischen
Leitweg zwischen zwei benachbarten Polen vorhandenen Luftspalte, z. B. von den
Schenkeln
deY Bleche der zweiten Schicht, z. B. 21, überlappt werden, so daß der magnetische
Widerstand der Luftspalte 2o erheblich verringert wird. In derselben Weise wird
eine Anzahl Bleche 22 der ersten Gruppe über die die Käfighälfte 17 bildendem- Bleche
geschoben. Das Ganze bildet nun einen Spulenkäfig, der aus zwei Schichten aufgebaut
ist. Die nicht als Pole ausgebildeten Schenkel einer Schicht und die gleichartigen
Schenkel einer dran anschließenden Schicht überlappen sich- dabei teilweise.
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In den Fällen, wo ein verhältnismäßig geringer Spulendurchmesser erwünscht
ist, ist es zweckmäßig, den Blechen eine gebogene Form zu geben, wie z. B. in Fig.
5 dargestellt. Auch das Umbiegen der Schenkel ist dabei vorteilhaft gemäß den gebogenen
gestrichelten Linien durchzuführen.
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Obwohl in den oben beschriebenen Fällen die Pole immer die Innenwand
des Spulenkäfigs bilden, ist die Erfindung keinesfalls hierauf beschränkt. An dem
erfindungsgemäßen Aufbau des Käfigs ändert sich im Wesen nichts, wenn die Pole an
dem Außenumfang des Käfigs angeordnet sind und die geschlossene Wandung sich an
der Innenseite befindet. In dem letzten Falle wird bei gleichbleibendem Durchmesser
ein gewisser Raumverlust erhalten, weil der ringförmig ausgebildete Läufer aus permanent
magnetischem Material rings um den Käfig außerhalb desselben angeordnet werden.
muß. überdies haben die gezeichneten Ausführungsbeispiele mit an der Innenseite
angeordneten Polen den Vorteil, daß ein einfacher, massiver, zylindrischer Läufer
angewendet werden kann.