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Wechselstromgenerator, insbesondere von Hand betriebener Kurbelinduktor
Die Erfindung betrifft einen Wechselätromgenerator, insbesondere einen vorn. Hand
betriebenen Kurbelinduktor, mit einem als Hufeisenrmagnet wirkenden Ständer, welcher
einen feststehenden Polschuhkranz mit .mehr als zwei Polpaaren besitzt, einer feststehenden
Wicklung und einem innerhalb der Wicklung rotierenden Polrade, welches :den Magnetfluß
abwechselnd in verschiedenen Richtungen durch die Wicklungsanordnung leitet. Das
Wesen ,der Erfindung besteht darin, :daß zwecks Erzeugung höherer Frequenzen, insbesondere
Tonfrequenzen, die Drehachse des Polrades in Richtung vom Nord- zum Südpol des Ständers
verläuft und Nord- und Südpol des Ständers eine Vielzahl von gegeneinander versetzten,
ineinandergreifenden Polfingern besitzen, die derart angeordnet sind, daß das Polrad,
@dessen Pole !den gleichen Teilungsabstand ,besitzen wie die untereinander ,gleichpoligen
Polfinger, jeweils abwechselnd alle oberhalb der Wicklung ,angeordneten Nordpole
mit allen unterhalb :der Wicklung angeordneten Südpolen .des Ständers und nach Drehung
des Polrades um eine halbe Polradteilung alle Südpole oberhalb .der Wicklung mit
allen Nordpolen unterhalb,derselben magnetisch miteinander verbindet. Das Polrad
besteht vorzugsweise aus einem Blechpaket.
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Wechselstromgeneratoren mit einem ,als Hufeisenmagnet wirkenden Ständer,
welcher einen feststehenden Pol:schuhkranz mit mehr als zwei Polpaaren besitzt,
einer feststehenden Wicklung und einem.in.nerhalb ,der Wicklung rotierenden Polrade,
welches den Magnetfluß abwechselnd in verschiedenen Richtungen :durch die Wicklungsanordnung
leitet, sind an ;sich bereits bekannt. Zum Unterschied von ,einer bekannten derartigen
Ausführung ist jedoch erfindungsgemäß die Drehachse des Polrades in Richtung vom
Nord- zum Südpol des Magneten angeordnet, wodurch es ermöglicht wird, die Polschuhe
,als gegeneinander versetzte, ineinandergreifende Polfinger auszubilden, die ,derart
angeordnet sind, :daß das Polrad, .dessen Pole den :gleichen Teilungsabstand besitzen
wie ,die untereinander gleichpoligen Polfinger, jeweils abwechselnd alle
Nordpole
auf der Oberseite der .aus nur einer Wicklung bestehenden Wicklungsanordnung mit
allen Südpolen auf der Unterseite derselben und nach Drehung des Polrades um eine
halbe Palradteilung alle Südpole auf der Oberseite der Wicklung mit allen Nordpolen
auf der Unterseite derselben magnetisch miteinander verbindet. Auf diese Weise wird
es möglich, höhere Frequenzen zu erzeugen, ohne zu der bekannten Lösung greifen
zu müssen. bei welcher zwecks Steigerung der Frequenz vier in verschiedenen Ebenen
liegende Spulen erforderlich sind, wobei diese Zahl von Spulen zwecks weiterer Steigerung
der Frequenz immer mehr erhöht werden müßte. Erfindungsgemäß ist dagegen für beliebig
viele Polpaare und beliebig hohe Frequenzen immer nur eine einzige Wicklung erforderlich.
Es liegt auf der Hand, daß der so erzielte Vorteil liinsic.litlicli Herstellung
und Größe des Generators sehr erheblich ist und praktisch erst hierdurch die Anordnung
überhaupt für die Erzeugung höherer Frequenzen bei niäßiger Drehzahl verwendbar
wird.
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Bei einer anderen bekannten Ausführungsform liegt zwar die Drehachse
der als Polrad aufzufassenden Teile ebenfalls wie bei der erfindungsgemäßen Anordnung
in der Richtung vom Nord- zum Südpol :des Ständ:ermagneten. aber das Polrad rotiert
(hier nicht innerhalb der Wick ung. Hieraus ergeben sich verschiedene Nachteile,
nämlich die -Notwendigkeit der Verwendung .zweier Polräder mit in-,-gesamt vier
Luftspalten, welche sämtlich genau eingepaßt sein müssen. Die erfindungsgemäße Anordnung
ist demgegenüber eihel>-lich einfacher und ermöglicht aus diesem Grunde auch eine
weitgehende Vervielfachung der Polzahl zur Erzeugung entsprechend holie-r @r°quenzen
bei kleiner Drehzahl, während dies bei der letzteren .bekannten Anordnung nicht
in dem Maße möglich ist. Auch der erfindtnigsgeinäße Aufbau der abwechselnd in verschiedenen
Richtungen magnetisch durchfluteten Teile a:us Blechpaketen, die für höhere Frequenzen
zwecks Verringerung der Wirbelstromv erluste unbedingt erforderlich sind, wäre bei
der letzteren bekannten Anor#1-aung nicht durchführbar.
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Die Erfindung ist in der Zeielinung beispielsweise schematisch veranschaulicht.
Es bedeuten: Abla. i eine Seitenansicht einer Ausführungsform der Erfindung.
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Abts. einen Sehn.itt nach der Linie 111-111 der Abb. i.
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Gemäß Abb. i ist ein Perinanent:niagnet i mit mehreren Polschuhen
1" und N" des Nordpols 1; und Polscliulien S' und S" des Südpols s versehen.
welche fingerartig ineinandergreifen, derart, rlaß die Nordpolschulie jeweils in
der Lücke zwischen zwei benachbarten Südpolschu:hen liegen. Symmetrisch zur Achse
der beiden Polschuhkreise befindet sich die Induktionswicklung 2, durch «-elche
eine Welle 3 hindurchgeht; auf der Welle 3 sitzt ein Polrad .1., .das mit Aussparungen
versehen isst, derart, daß Zähne 6 entstehen, die so angeordnet sind, :daß jeweils
eine magnetische Verbindung nur entweder zwischen den oberen Polfingern
N' und den unteren Polfingern S" oder, bei Drehung der Scheibe d um die Entfernung
zwischen zwei benachbarten Polfingern N', S', zwischen den unteren Polfingern N"
und den oberen Polfingern .S' hergestellt wird. Der Verlauf der Kraftlinien für
die zuerst erwähnte Stellung ist in Abb. a durdli die Pfeile angedeutet. Es fließt
also in diesem Augenblick :durch die Seheibe :1 ein Magnetfluß in Richtung N'-S",
also von oben nach unten. Im nächsten Augenblick dagegen, wenn Süddie oberen Zähne
6 zu den oberen Südpolschuhen S' und die unteren Zähne 6 zu den unteren Nordpolschuhen
N" gelangen, schließt sich der Magnetfluß durch hie Scheite 4 in Richtung
N"-S', also von unten nach oben. Die Wicklung -2 wird also abwechselnd in schneller
Folge in umgekehrter Richtung magnetisch durchflutet, und es wird demzufolge in
dieser Wicklung ein Wechselstrom induziert.
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Der Antrieb der Scheibe q. erfolgt hei Haudantrieb zweckmäßig mittels
eines Ritzels io, welches von einem großen Zahnrad: i i angetrieben wird, das auf
einer Welle 12 tunit Kurbel 13 sitzt. Die Welle 1z kann ini Magneten selbst
gelagert sein und :besteht zweckmäßig aus Messing. Bei mechanischem Antrieb kann
:gegebenenfalls die Welle 3 direkt mit dem Antriebsmotor gekoppelt «-erden.
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Die Scheibe a. kann in einfachster Weise aus einem Blechpaket bestehen,
dessen Bleche gemäß Ahib. 2 ausgestanzt sind. Hierdurch werden gleichzeitig Wi:rbelströine
in der Scheibe weitgehend vermieden. Der Pertnanentinagnet i kann in der dargestellten
Form in an sich bekannter @'Gei,se d:urcli Pressen aus Stahlpulver mit Bindemitteln
hergestellt wer-.den. Die Wicklung 2 ist zweckmäßig nicht quadratisch, sondern rechteckig
ausgebilckt, um die Scheibe ,1 möglichst dicht zu umschli:eßen.
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Ein sehr wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung besteht
darin, claß nur eine einzige @`'icklung benötigt wird und trotzdem bei geringer
Drehzahl und einfacher Ausbildung der Magnetteile eine verhältnismäßig hohe Frequenz
erzeugt «-erden kann. Der Generator kann Anwendung finden z. B. als Rufmittel für
Signalanlagen. Bisher hat man für solche Zwecke meist mit Frequenzen von 50-10o
Ilz gearbeitet, dagegen ermöglicht
die Erfindung durch einfache
handbetriebene Kurbelinduktoren :die Erzeugung von Ruffrequenzen von z. B. 8oo-iooo
Hz, welche man direkt über .die Telefon- oder Signalleitungen auf :den :empfangsseitigen
Hörergeben kann, beispielsweise bei batterielosen Geräten. Es erübrigt sich dadurch
die Vorsehung :einer besonderen Klingel. Abgesehen von dieser Verwendung für Signalzwecke
kann :die Anordnung aber .auch :als Leistungsgenerator für Kraftzwedke mit Vorteil
Verwendung finden, wobei gegebenenfalls der Permanentmagnet durch einen weichen
Weicheisenkern mit Erregerwicklung ersetzt werden kann.