DE892303C - Ferraris-Maschine - Google Patents

Description

• Ferraris-Maschine Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine Ferraris-Maschine mit. einem konzentrisch zu einem inneren zylindrischen Eisenkern und zu einem äußeren Eisenschlußring angeordneten Trommelanker zu schaffen, die bei fest gegebenen äußeren Abmessungen eine größere Leistung abzugeben gestattet als es bisher möglich war, oder die bei einer bestimmten Leistung geringere äußere Abmessungen hat.
• Abb. i zeigt eine bisher übliche Ausführungsform einer Ferraris-Maschine der vorgenannten Art. Auf der Welle i sitzt der aus aufeinandergeschichteten Blechen aufgebaute innere zylindrische Eisenkern von der Ringbreite b1. Konzentrisch mit dem zylindrischen Eisenkern ist der umlaufende Trommelanker 3 angeordnet. Diesen umgibt konzentrisch der ebenfalls aus aufeinandergeschichteten Blechen bestehende Eisenjochring 4, in dessen Nuten n die Phasenwicklungen untergebracht sind. Der Kraftlinienverlauf zwischen Eisenkern und Eisenjoch ist in der Abbildung angedeutet. An Stelle .der Nuten können auch. ausgeprägte bewickelte Pole treten. Die Breite des den Nutkranz umgebenden Jochrings sei b2. Die Breite b1 des inneren Eisenkerns und die Breite b2 des äußeren Jochrings bestimmen die Eisenquerschnitte, welche zum Durchtreiben des magnetischen Flusses erforderlich sind.
• Abb. z zeigt demgegenüber eine Bauart gemäß der Erfindung. Der Außendurchmesser des auf der Welle i sitzenden inneren Eisenkerns a, dessen den Eisenschluß bestimmende Ringbreite b1 unverändert geblieben ist, ist um die doppelte Nutentiefe größer ' gewählt worden, um die Nuten n für die Phasenwicklungen aufzunehmen. Die Zahnhreitez zwischen zwei Nuten ist nahezu die gleiche geblieben wie vorher, da der Nutkranz nur um die an sich geringe Luftspaltdicke zentrisch nach innen verschoben worden ist. Den Eisenkern umgibt wieder der Trommelanker 3, dessen Durchmesser ebenfalls um die doppelte Nuttiefe zugenommen hat. Der Trommelanker ist von einem urbewickelten Eisenjoch 4. umgeben, welches nunmehr nur noch als magnetischer Rückschluß für den bewickelten Eisenkern dient. Die Ringbreite b2 des äußeren Eisenjochs ist ebenfalls unverändert geblieben. Bei konstantem Außendurchmesser der Maschine ist also eine erhebliche Vergrößerung des Trommeldurchmessers, d. h. eine dementsprechende Leistungssteigerung der Maschine erreicht worden. Entsprechend dem vergrößerten Durchmesser des Trommelankers kann die Wandstärke der Trommel geringer gewählt werden.
• Soll andererseits die Maschine der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Bauart für die gleiche Leistung dimensioniert werden wie eine Maschine der bisherigen Bauart, so kann bei Konstanthaltung der axialen Länge der Durchmesser des Eisenkerns des Trommelankers und damit der Außendurchmesser der Maschine entsprechend geringer gewählt werden. Ein weiterer Vorteil der vorgeschlagenen Bauart liegt in der leichteren Herstellbarkeit der Wicklung, da bei der alten Art der Nutenwicklung die Wicklungsdrähte von Hand in die an der inneren Begrenzungsfläche des Eisenjochs liegenden Nuten eingelegt werden müssen, während im Falle der Erfindung die Wicklungsdrähte maschinell in den auf der Außenseite des Eisenkerns befindlichen Nuten untergebracht werden können.
• Um einen möglichst großen Trommeldurchmesser bei gegebenen äußeren Abmessungen der Maschine zu erhalten, ist es zweckmäßig, mit wenigen Nuten auszukommen, da bei wenigen :Nuten die N uthöhe und damit der Trommeldurchmesser groß wirrt.
• Die Abb. 3 und q. zeigen zwei Ausführungsformen, bei denen sechs Nuten n1 bis in. zur Unterbringung zweier Phasenwicklungen benutzt sind. Zwei der Nuten sind größer als die übrigen: Jede Phasenwicklung besteht aus zwei gleichachsigen Wicklungssträngen. Gemäß Abb. 3 dienen die beiden größeren Nuten ne, n4 zur Unterbringung der beiden idie eine Phase W1 biltdenden Wicklungsstränge, während die beiden anderen Paare von kleineren Nuten n6, n2, n5, n3 je einen die andere Phase bildendere Wicklungsstrang 1f72 aufnehmen. Die Feldachsen der beiden Phasenwicklungen stehen hierbei senkrecht aufeinander.
• Abb. 4 zeigt eine hiervon abweichende Art der Wicklung. Bei dieser liegt jeder der vier Wicklungsstränge in je einer größeren und je einer kleineren Nut, und zwar verläuft die eine Phasenwicklung W1 in den Nuten n5, ne, n4, n2 und die andere Phasenwicklung W2 in den Nuten n4, a2., ras, 7i1. Die Feldachsen beider Phasenwicklungen sind hierbei um etwa 6o° gegeneinander geneigt.
• Die vorgeschlagene Bauart hat sich besonders für Kleinstmaschinen als wirksam erwiesen, deren Durchmesser und axiale Länge beispielsweise je etwa 2 cm bei einem Drehmoment von 7 cmg im Stillstand betrug. Als Anwendungsbereich derartiger Kleinstmaschinen können beispielsweise Momentengeber für Kreiselgeräte in Frage kommen.
• Bei derartig kleinen Maschinen ist es ferner wichtig, das Antriebsritzel für die Ankerwelle nicht mehr außerhalb der Lagerstellen der Ankerwelle, sondern zwischen diesen anzuordnen, um ein Schlagen des Antriebsritzels zu vermeiden.
• Abb. 5 zeigt im Längsschnitt eine derartig ausgebildete Kleinstmaschine gemäß der Erfindung. Das genutete, die Phasenwicklung W tragende Blechpaket des Eisenkerns 2 wird von einer mit dein linken Lagerschild 6 aus einem Stück gearbeiteten Hohlachse 5 getragen. Dien bewickelten Eisenkern umgibt das von dem Gehäusering 7 umschlossene urgenutete Jochblechpaket q.. Der Gehäusering 7 ist mit dem Lagerschild 6 durch Schrauben 8 verbunden, wobei die den Lu=ftspalt begrenzende Fläche des Eisenjochs q. zugleich als Zentrierfläche 16 des linken Lagerschildes dient. Die den Trommelanker3 tragende Ankerwelle i, die an ihrem zechten Ende für die Übertragung des Ankermomentes verstärkt und zwischen der Trommelstirnwand g und ihrer rechten Lagerstelle i2 als Antriebsritzel io ausgebildet ist, wird von rechts durch die Bohrung der Hohlachse 5 hindurchgeführt und in dem linken Lagerschild 6 durch ein dort angebrachtes Steinlager i i gehalten. Als Lagerstelle 12 für das rechte Wellenende dient ein Kugellager in dein rechten Lagerschild 13, das in den Gehäusering 7 mittels eines Innengewindes 14 einschraubbar ist. Auf diese Weise nimmt das Lager ia praktisch den gesamten Lagerdruck der Ankerwelle auf, während das Steinlager i i die Funktion eines Nebenlagers hat. In der Nähe der rechten Lagerstelle 12 ist das rechte Lagerschild 13 auf seiner Unterseite 15 zur Aufnahme des mit dem Ritzet io im Eingriff stehenden nicht dargestellten Gegenrades ausgespart.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: z. Ferraris-Maschine mit einem konzentrisch zu einem inneren zylindrischen Eisenkern und zu einem äußeren Eisenschlußring angeordneten Trommelanker, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenwicklungen (W) ixt Nuten (rz) des inneren Eisenkerns (2) untergebracht sind und der Trommelanker (3) von einem urbewickelten Eisenschlußring (¢) umgeben ist. z. Zweiphasig bewickelte Ferraris-Maschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß jede Phasenwicklung (W1, W2) aus zwei-gleichachsigen Wicklungssträngen gebildet ist und der Eisenkern (2) zwei größere und vier kleinere Nuten (n1 bis n.) besitzt; von denen die größeren zwei Wicklungsstränge und die kleineren nur je einen Wicklungsstrang aufnehmen. 3. Kleinst-Ferraris-Maschine nach Anspruch i oder 2, deren Ankerwelle ein Antriebsritzel trägt, dadurch gekennzeichnet, daß -das Antriebsritzel (io) zwischen den beiden und in der Nähe einer der Lagerstellen (i i und 12) der Ankerwelle (i) angeordnet und mit dieser aus einem Stück gearbeitet ist, während das Lagerschild (13), welches der in der Nähe des Antriebsritzels (io) liegenden Lagerstelle (12) zugeordnet ist, eine Aussparung (15) für den Eingriff des Antriebsritzels (io) mit seinem zugeordneten Gegenrad besitzt. q.. Kleinst-Ferraris-Maschine nach Anspruch 3 mit hohlem Kernhalter und einer durch diesen hindurchgeführten Ankerwelle, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Nähe der Trommelstirnwand (9) stark ausgebildete Ankerwelle (i) zwischen der Trommelstirnwand (9) und dem danebenliegenden, nahezu den gesamten Lagerdruck der Ankerwelle aufnehmenden Hauptlager (12) als Ritzel (io) ausgebildet ist, während die auf ihrer übrigen Länge dünn gehaltene Ankerwelle (i) mit ihrem: anderen Ende zu einem Nebenlager (ii) geführt ist. 5. Kleinst-Ferraris-Maschine nach Anspruch q., dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierfläche (16) des Nebenlagerschildes (6) und die den Luftspalt begrenzende Fläche des äußeren Eisenschlußringes (q.) den gleichen Durchme,sser haben.