DE127406C - - Google Patents
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- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K3/00—Details of windings
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- H02K3/493—Slot-closing devices magnetic
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Description
KAISERLICHES
PATENTAMT.
KLASSE 2\d. %-Sf
barem Material festgehalten wird.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen an gezahnten Ankern von
Gleichstrom- oder Wechselstrommaschinen, also auf solche Anker, deren Umfang Rillen aufweist,
in welchen die Wicklung angeordnet ist, die entweder aus Spulen oder aus Stäben besteht.
Die gegenwärtig in Gebrauch befindlichen Zahnarmaturen sind im Allgemeinen in der
Weise gebaut, wie dies im Aufrifs und in der Vorderansicht und im Querschnitt in Fig. 1
und 2 dargestellt ist.
Hier ist.der eine Magnetpole; die Armatur
besteht aus dünnen Lamellen b und trägt an ihrem Umfange Nuthen c, die durch volle
Theile von einander getrennt sind, die also die eigentlichen Zähne d bilden.
In den Nuthen liegen die Wicklungen (Stäbe oder Spulen e), die mit einer isolirenden
Hülle f umgeben sind.
Es ist bekanntlich von grofser Wichtigkeit, den magnetischen Widerstand des Luftzwischenraumes
möglichst herabzusetzen und infolge dessen jede Verminderung der Eisenoberfläche
an der Mündung der Nuthen zu vermeiden.
Aus diesem Grunde hat man versucht, die
Entfernung g zwischen zwei Zähnen möglichst herabzusetzen. Beläfst. man nämlich dem
Luftzwischenraum einen grofsen Querschnitt, dann verwirklicht man eine Ersparnifs an
Kupfergewicht der Erregerspulen, wodurch auch eine Vereinfachung in der Herstellung
herbeigeführt wird. .
Andererseits schwächt man durch eine Verminderung der Entfernung g zwischen zwei
Zähnen die Wirkung der Wirbelströme, welche in den Polstücken entstehen. Hierdurch ist
man in der Lage, für diese letzteren volles Eisen an Stelle von untertheiltem zu verwenden,
was eine weitere Ersparnifs in der Herstellung zur Folge hat.
Diese bekannte Anordnung hat aber den Uebelstand, dafs ein rasches Auswechseln einer
Spule ef unmöglich ist. ' Die Wicklung ist lang und kostspielig; man kann sie nicht auf
Schablonen herstellen, sondern mufs sie unmittelbar auf der Armatur selbst anordnen
durch ein fortgesetztes Durchziehen des Drahtes der Spule e in dem isolirenden Rohr f, welches
in der Nuth c eingebettet ist.
Man hat nun, um diesen Uebelständen zu begegnen, versucht, vollkommen offene Rillen
anzuwenden, derart, dafs die Zwischenräume g genügend grofs sind,. um bei Eintreten von
Unfällen oder Beschädigungen, wo eine rasche Auswechslung nöthig ist, das Herausnehmen
der Wicklung zu ermöglichen.
Hierbei kann die Wicklung auf Schablonen entsprechender Form mit Hülfe von Maschinen
hergestellt werden.
Bei dieser Anordnung, die in Fig. 3 und 4 im Aufrifs und entsprechendem Querschnitt
dargestellt ist, werden die Wicklungen ef in den Rillen c durch Keile aus Holz, Gummi,
Ambroin oder sonstigem isolirenden Material festgehalten. Die Keile können leicht ein-
oder ausgeführt werden.
Der Mangel dieser Anordnung besteht in einer erheblichen Verminderung des Luftquerschnittes,
d. h. der für den Uebertritt der Kraftlinien verfügbaren Eisenoberfläche. Hieraus
ergiebt sich eine Erhöhung des magnetischen Widerstandes, der eine gröfsere Aufwendung
von Kupfer erfordert zur Erzeugung des magnetischen Kreises; aufserdem müssen
hier die Pole α (Fig. 4) untertheilt sein, was die Schwierigkeiten und Kosten der Herstellung
erhöht.
Allen genannten Uebelstä'nden der bekannten
Systeme begegnet die vorliegende Erfindung, während sie gleichzeitig die Vorzüge beider
Systeme aufweist.
Das Wesen der Erfindung besteht darin, die Wicklungen in Oeffnungen, welche hinreichend
weit sind, um ihre Auswechslung leicht und rasch vornehmen zu können, mit Hülfe von Keilen festzuhalten, die oberhalb
der Spulen angeordnet sind und aus einer magnetisirbaren getheilten Masse bestehen, wie
etwa magnetisirbare Drahtspulen oder magnetisirbare Lamellen. ■
Der Keil bildet immer ein zusammengesetztes Ganzes. Er ist leicht wegzunehmen und kann
aus einem oder mehreren Längstheilen, die magnetisch von einander isolirt sind, bestehen.
Hierdurch wird ermöglicht, den Widerstand des magnetischen Stromkreises zu verringern,
indem man je nach Bedarf die für den Uebertritt der Kraftlinien verfügbare Eisenoberfiäche
vergröfsert.
Andererseits ist es bei den Keilen, wie solche in vorliegenden Unterlagen dargestellt
sind, immer leicht möglich, in ihren mittleren Theilen querverlaufende Unterbrechungen in
der Continuität herzustellen, zum Zwecke, die Selbstinduction zu verringern.
Diese Unterbrechungen sind natürlich auf das für den Uebertritt der Kraftlinien verfügbare
Eisenvolumen beschränkt. Die Anwendung magnetischen Materials (Eisen und dergl.)
hat den Vortheil, dafs der Luftquerschnitt nicht mehr verringert wird und dafs das Entstehen
von Wirbelströmen in den Polstücken erheblich abgeschwächt wird.
Der Erfindungsgedanke ist durch mehrere Ausführungsformen in den beiliegenden Zeichnungen
veranschaulicht.
Fig. 5 ist ein Längsschnitt quer zur Wicklung.
Fig. 6 ist ein entsprechender Querschnitt, wobei der Keil im Längsschnitt gezeigt ist,
und zwar links nach X-Y von Fig. 5 und rechts nach K-L von Fig. 5.
Die Wicklungen ef sind in den Rillen, deren Oeffnung ebenso breit ist wie die Breite
der Wicklung, durch Keile festgehalten, welche folgendermafsen hergestellt sind.
Zwei Stäbchen i aus Holz oder sonstigem Isolirmaterial, auf welche eine oder zwei Lagen
feinen Eisendrahtes j aufgewickelt sind, sind mit einem dritten Stäbchen k verbunden, welches
derartige Form hat, dafs das Ganze, in eine isolirende Hülle I eingeschlossen, wie ein
aus einem Stück hergestellter Keil behandelt werden kann.
Man sieht ohne Weiteres ein, dafs die Anwendung eines solchen Keiles alle Vorzüge
vorgenannter Systeme darbietet, ohne irgend einen Nachteil derselben aufzuweisen, und zwar:
1. Diese magnetischen Keile erlauben durch einfaches Herausschieben leicht und rasch eine
oder mehrere Spulen, welche etwa schadhaft geworden sein sollten, herauszunehmen,
so dafs die Auswechslung ohne Weiteres von Statten gehen kann;
2. gestatten die Keile eine ausreichende Befestigung der Wicklung in den Rillen und
infolge ihrer Zusammensetzung aus einer magnetischen getheilten Masse eine Vergröfserung
der für den Uebertritt der Kraftlinien verfügbaren Oberfläche, wodurch eine Ersparnifs auf
Grund der Herabminderung des erforderlichen Kupfergewichtes der Erregerspulen erzielt wird;
3. haben die Keile den Vortheil, die Wirkung der Wirbelströme, welche in den Polstücken
entstehen, trotzdem die Rillen eine grofse Breite haben, erheblich abzuschwächen,
so dafs die Polstücke aus Volleisen anstatt aus untertheiltem Eisen hergestellt sein können.
Fig. 7 und 8 veranschaulichen verschiedene Ausführungsformen der Einrichtung nach Fig. 5'.
In Fig. 7 sind die beiden Stäbchen i nur mit einer Lage Eisendraht j bewickelt und zusammen
von einer zweiten Wicklung m mit einer Isolirschicht I umgeben. An den äufseren
Enden der Keile kann der Eisendraht (Fig. 6) durch ein Metallplättchen η festgehalten werden,
das auf das innere Stäbchen k geschraubt wird. Die Entscheidung über die Anwendung
des einen oder anderen Keiles hängt naiurgemä'fs von den besonderen Zwecken ab.
Beim Keil nach Fig. 5 wird der magnetische Flufs in der Mitte zwischen den beiden Stäbchen
i und zu beiden Seiten des Keiles bei 2 und 3 unterbrochen, also im Ganzen dreimal.
In den Beispielen der Fig. 7 und 8 ist der magnetische Flufs nur an den Seiten bei 2
und 3 unterbrochen; hierbei können die Zwischenräume χ und y kleiner oder gröfser und
die Schichten der Wicklung mehr oder weniger stark sein. Hierdurch kann man die Selbstinduction
nach Belieben verändern, indem man die Anzahl der Elemente oder Stäbchen z,
welche den Keil bilden, ändert, und auf diese Weise in den Stäbchen Unterbrechungen der
Continuität herbeiführt.
Der Keil oder "der magnetische Theil des Keiles kann, statt aus einer auf einer isolifen-r
den Seele vorgesehenen Wicklung, aus kleinen Segmenten neben einander gelegter Scheiben/
bestehen, welche auf eine Seele derart aufgezogen
sind, dafs "sie einen Stab bilden, welcher im Querschnitt und im Längsschnitt in
Fig. 9 und io veranschaulicht ist.
In letzterer ist die eine Hälfte ein Schnitt nach M-N und die andere nach O-P der
Fig. 9. ■■ ■ ■ : . .-
Der Stab besteht aus zwei Packeten ■ i, die
aus kleinen Blechsegmenten hergestellt sind und mittels ihrer Löcher auf eine Nadel aus
nicht magnetischem oder widerstandsfähigem Material 0 aufgezogen sind. Die beiden Packete
sind von einem Stab k aus Holz oder einem
sonstigen Isolirmaterial getrennt und von einer Isolirhülle 7 eingeschlossen. Zwei Metallplättchen
n, welche auf die Nadeln 0 aufgenietet sind, halten das Ganze in der Längsrichtung,
fest.
Die Formen und Abmessungen können natürlich verschieden sein; so kann für gewisse
besondere Zwecke die Selbstinduction erhöht werden, indem man Anordnungen gemä'fs
Fig. 11 und 12 trifft, welche nur ein einziges Blechpacket t aufweisen. '
Man sieht aus dem Vorhergegangenen, dafs die Eisenoberfläche, welche für den Durchgang
der Kraftlinie verfügbar ist und den gesammten magnetischen Flufs erzeugt, den Zwischenraum
zwischen zwei Packeten der neben einander liegenden magnetischen Metallfläche begrenzt,
zum Zwecke, die gewünschte Selbstinduction 'zu erhalten; diese Fläche kann, je nachdem
man eine oder die andere der vorhergehenden Anordnungen trifft, abgeändert werden.
In dem Beispiel Fig. 11 sind die Segmente
auf zwei nichtleitende, widerstandsfähige Seelen aufgezogen. .
In der Ausführungsform nach Fig. 12 haben
die Scheiben t in der Mitte ein Loch und sind einfach auf einen gemeinschaftlichen Holzkern
k aufgereiht.
Die Scheiben t können auch (Fig. 13) auf
einen profilirten Holzkern aufgezogen sein. In diesem Beispiel ist übrigens die Selbstinduction
verringert, da die Unterbrechung an drei Punkten stattfindet, und zwar bei 1, 2 und 3.
Ebenso könnte man die Selbstinduction dadurch verringern, dafs man in den Scheiben
Ausschnitte s vorsieht (Fig. 14).
Fig. 15 bis 20 und 22 bis 26 zeigen verschiedene Abänderungen einer anderen Anordnung,
welche die Anwendung von Wicklungen mit abgerundetem Querschnitt gestattet.
Der Keil, welcher im Querschnitt und theilweisem Längsschnitt in Fig. 15 und 16 dargestellt
ist, setzt sich zusammen aus mehreren Serien von zwei' Packeten kleiner Blechsegmente
t, die durch zwei isolirende Riegel q getrennt sind. Zwei Nadeln 0 aus nicht magnetischem
Material (z. B. Neusilber)-halten die Scheiben zusammen in Gemeinschaft mit einer
Isolirhülle I. Uebrigens können die Riegel auch aus Segmenten von dünnem Blech bestehen
(Fig. 17 Längsschnitt).
Fig. 18 bis 20 und 22 bis 26 veranschaulichen Keile, welche sich von den vorher dargestellten
durch· die Weglassung der Isolirhülle I unterscheiden.
Die Keile nach Fig. 18.und 19, 20 und 22
und 23 und 24 bestehen aus Serien von zwei Packeten Scheiben t, welche durch nicht magnetische
Nadeln 0 und durch kleine Stäbe J: aus Holz oder einem sonstigen Isolirmateriai auf
Riegel aus dünnen, über einander ■ gelegten Blechscheiben zusammengehalten werden. Der
Keil nach Fig. 25 und 26 besteht nur aus einem Packet Scheiben.
Durch die Weglassung der Isolirhülse werden die Unterbrechungen der Continuität des
magnetischen Flusses merklich aufgehoben. Ein einfacher Üeberzug genügt, um die vorstehenden
Unregelmäfsigkeiten der Scheiben auszugleichen und ein leichtes Ein- und Ausschieben
der Keile zu ermöglichen.
Wie schon bemerkt, können die Blechsegmente, aus denen die Keile zusammengesetzt
sind, mit Aussparungen oder Löchern und dergl. versehen sein, um die Selbstinduction zu vermindern.
In der Längsrichtung werden die Segmente durch metallene Plättchen festgehalten, die auf
die durchgehenden Stäbe geschraubt oder genietet sind.
Die Befestigungsschräubchen können aufsen mit einem kleinen Ring u (Fig. 6) versehen
sein, welcher leicht anzufassen ist und somit das Herausziehen des Keiles vermittelt; auch
kann das Herausnehmen durch Aufstofsen mittels einer Stange an der entgegengesetzten
Seite bewerkstelligt werden. Man kann schliefslich noch den Stab aus Isolirmaterial überstehen
lassen und die Scheiben durch eine Isolirhülle, die auf den Stab geklebt und geschraubt wird,
festhalten (Fig. 21 Schnitt des Keiles nach U- V von Fig. 12). . .
Fig. 27 und 28 sind Schnitte nach X-Y von Fig. 28 bezw. W-Z von Fig. 27, und veranschaulichen
die Anwendung der Keile auf eine Gleichstromdynamo.
Claims (5)
1. Zahnanker für elektrische Maschinen, bei welchen die Wicklung in bekannter Weise
durch in Rillen der Zähne eingetriebene Keile festgehalten wird, dadurch gekennzeichnet,
dafs die Keile ganz oder theilweise aus magnetisirbarem Material bestehen,
zum Zwecke, den magnetischen Widerstand zwischen den Zahnenden beliebig zu verkleinern
und dadurch die Bildung von
Wirbelströmen in den Polstücken möglichst zu beschränken.
Ausführung der Anordnung nach Anspruch ι, dadurch gekennzeichnet, dafs
der Keil aus einem mit magnetischem Draht umwickelten Stab aus Isolationsmaterial besteht,
welcher von den Zahnflanken durch eine nicht leitende Hülle isolirt ist.
Abänderung der Ausführungsform nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch die Anordnung
mehrerer durch ein isolirendes Mittelstück getrennter Stäbe, wobei die :
Theile durch magnetischen Draht und eine isolirende Hülle oder durch letztere allein
zu einem Keil vereinigt sind.
4. Ausführung der Anordnung nach Anspruch ι, dadurch gekennzeichnet, dafs
der Keil aus beliebig gestalteten, auf einen oder mehrere Bolzen aufgereihten, magnetischen
Blechen besteht, welche von den Zahnflanken durch eine Isolirhülle getrennt sind oder sich unmittelbar an dieselben anlehnen.
5. Abänderung der Ausführung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch die Vereinigung
mehrerer Blechstäbe mit einem isolirenden Mittelstück, wobei die magnetischen Theile von den Zahnflanken durch
eine Isolirhülle getrennt sind oder sich unmittelbar an dieselben anlehnen.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE127406C true DE127406C (de) |
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Family Applications (1)
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DE (1) | DE127406C (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE967528C (de) * | 1954-07-01 | 1957-11-21 | Siemens Ag | Nutenverschluss fuer elektrische Maschinen |
-
0
- DE DENDAT127406D patent/DE127406C/de active Active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE967528C (de) * | 1954-07-01 | 1957-11-21 | Siemens Ag | Nutenverschluss fuer elektrische Maschinen |
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