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Anordnung zur Leistungsverbesserung bei magnetelektrischen Fahrradlichtmaschinen
Die Erfindung bezieht sich auf magnetelektrische Fahrradlichtmaschinen, bei denen
ein mehrpoliger Sternmagnet innerhalb eines die Induktionsspule tragenden Stators-
umlaufend angeordnet ist. Der Stator ist bei diesen Lichtmaschinen vielfach als
sogenannter Außenringstator ausgebildet, wie er in bekannter Form in den Ab#b. i
und 2 schematisch dargestellt ist.
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Dia von den Polen des Dauermagneten i ausgehenden magnetischen Teilflüsse
werden hierbei von den Polblechen 2a aufgenommen und über den Rücken 3 in kurzen
Schleifen um die Ringspule q. herum zu den Polblechen 2b und damit zum Magneten
zurückgeführt. Der Rücken 3 wird zunächst durch nochmaliges Umbördeln der Polbleche
2a und 2b gebildet, so daß das Eisengestell des Stators aus zwei Halbschalen gebildet
wird, die ineinandergeschoben bzw. gegeneinandergepreßt werden. Es ergibt sich bei
dieser Statorform zwangläufig, daß der den magnetischen Fluß führende Eisenquerschnitt
im Statorrücken 3 um ein Mehrfaches größer ist als der Gesamtquerschnitt der den
gleichen magnetischen Fluß führenden Polblechgruppen 2a und 2b.
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Die magnetische Belastung der Eisenquerschnitte an jeder Stelle des
Kraftlinienweges ist somit durch die Dicke der verwendeten Polbleche festgelegt,
und damit auch die magnetelektrische Charakteristik des Dynamos, soweit sie statorseitig
bedingt ist. Eine Beeinflussung des Spannungsverlaufs über der Drehzahl kann bei
dieser Statorform nur in beschränktem Maße durch die Wahl der Blechstärke erfolgen.
Die Mindestgeschwindigkeit für die Erreichung der Solleistung kann nicht unter die
bisher bekannten Werte herabgesetzt werden, ohne daß die Gefahr von Überspannungen;
im
Bereich hoher Fahrgeschwindigkeiten in Kauf genommen werden muß.
Das Wesen des erfindungsgemäßen Außenringstatars beseht nun darin, daß der Statorrücken
3 als ein besonderer Bauteil ausgebildet ist, dessen Dimensionierung und Formgebung
unabhängig von der Blechstärke der Polbleche 2a und 2b erfolgen kann. Hierdurch
ist es einerseits möglich, die Polbleche 2a und 2b so kräftig auszuführen, daß der
vom Stator aufgenommene Gesamtfluß einten, möglichst hohen Wert erreicht, wodurch
die Solleistung des Dynamos schon bei niedrigen Drehzahlen erreicht wird. Andererseits
kann der Rücken 3 über seine ganze Länge oder einen, Teil seiner Länge so schwach
ausgeführt werden und die magnetische Anfangsbelastung in; den geschwächten Querschnittern
so hoch gewählt werden, daß ein unzulässiger Spannungsanstieg im Bereich hoher Drehzahlen
vermieden wird.
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In den Abb. 3 bis 9 sind verschiedene Ausführungsformen des erfindungsgemäßen
Außenstators schematisch und als Beispiel dargestellt.
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Die Abb, 3 zeigt in einem Teilschnitt eine Ausführungsform, bei der
der Statorrücken 3 durch ein Rohr gebildet wird. Dieses Rohr ist an beiden Enden
am Innendurchmesser abgesetzt und die beiden-Polbleche :2a und 2b sind von links
und von rechts in dieses abgesetzte Rohrstück eingepreßt. Das Rohr liegt mit den
über die Polbleche 2a und 2b hinausragenden Absätzen 5 auf im Gehäuseober- oder
-unterteil 6. und 7 beispielsweise angegossenen Zentrieransätze 8 auf. In der Ausführungsform
nach Abb. q. ist das den Statorrücken bildende Rohrstück 3 am Außendurchmesser abgesetzt,.
und die umgebördelten Polbleche 2a und 2b liegen mit ihrrem Außenbördel auf
den Rohrabsätzen 9 auf. Die Zentrierurig des Stators gegen das Gehäuse erfolgt bei
diesem Ausführungsbeispiel am Außendurchmesser der Polbleche. Um einen möglichst
sicheren magnetischen Schluß zwischen den Polblechen 2a und 2b und dem Rücken 3
zu gewährleisten, können die Polbleche auch, wie in der Abb. 5 dargestellt, nach
außen umgebördelt sein und, in einer entsprechend längeren Ausdrehung an dem Statorrohr
anliegen.
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Die Ahb. 6 zeigt eine Ausführungsform, bei der ein einfaches absatzloses
Rohrstück 3 stumpf gegen die Polbleche 2a und 2' stößt. Zur Erreichung eines guten
magnetischen Schlusses zwischen den Polblechen 211 211 und 2b und dem Rückenrohr
3 können. die Polbleche 2a und 2b an Teilen io ihres Umfanges nochmals umgebördelt
sein, so daß die Berührungsfläche zwischen den Polblechen und dem Statorrücken vergrößert
wird. Eine solche Ausfühirungsform ist in der Abb. 7 dargestellt.
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An Stelle des bei den bisherigen. Ausführungsbeispielen dargestellten
Rohres. kann der Statorrücken auch durch einen ein- oder mehrschichtig gerollten
Blechzylinder gebildet werden,. Die in den Abb. 3 bis 5 dargestellten Ausdrehungen
können bei dem aus Blech gerollten Zylinder dadurch ersetzt werden, daß bei mehrschichtiger
Blechlage die einzelnen Lagen von verschiedener Breite sind.
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Wie schon eingangs erwähnt, können sich die magnetisch hochbelastetenQuerschnitte
sowohl über die ganze Rückenlänge als auch nur über einenTeil derselben erstrecken.
Im magnetischen Kreis liegende Querschnitte mit hoher magnetischer Anfangsbelastung
sind zwar erforderlich, um den bei dem Fahrraddynamo erwünschten flachenSpannungsverlauf
über der Drehzahl zu erreichen. Diese magnetisch hochbelastetenQuerschnitte dürfen
sichjedoch nicht über einen zu großenTeil des gesamtenKraftlinienweges erstrecken,
da dadurch der magnetische Gesamtwiderstand des Stators in unnötiger Weise vergrößert
würde, was eine Minderung der Anfangsleistung bzw. eine Heraufsetzung der zur Erreichung
der Solleistung erforderlichen Mindestdrehzahl zur Folge hätte.
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Wie bei den in den Abb. 8 und 9 gezeigten Abwicklungen des Statorrückens
an zwei Ausführungsbeispielen dargestellt ist, können im StatorrüCken 3 Aussparungen
verschiedener Form und Größe angebracht sein. Sind diese Aussparungen z. B. kreisförmig,
wie in delr Abb. B dargestellt, so ist der engste Querschnitt und damit die maximale
magnetische Belastung durch die Summe der zwischen den kreisförmigen. Aussparungen
verbleibenden Breiten 12, bestimmt, während die Längsedrstreckung der magnetisch
hochbelasteten Querschnitte durch den Durchmesser der kreisförmigen Aussparungen
bestimmt ist. Die hochbelastete Strecke ist also länger bei wenigen Bohrungen größeren
Durchmessers als bei einer entsprechend größeren Anzahl von Bohrungen kleineren
Durchmessers.
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In entsprechender Weise ist bei derAusführungsform .der Abb. 9 die
maximale magnetische Belastung durch die zwischen den Aussparungen i i stehenbleibenden
Breiten 12, bestimmt und die Länge der hochbelasteten Strecke durch die- Strecke
13, auf der der Querschnitt konstant bleibt.
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Außer den dargestellten Beispielen sind noch eine Vielzahl von Ausführungsformen
für die Aussparungen i i möglich, mittels derer im Statorrücken magnetisch hochbelastete
Querschnitte gebildet werden können unter gleichzeitiger Begrenzung der Länge der
unter hoher Belastung zurückzulegenden Kraftlinienwege.