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Magnetrotor für elektrische Kleinmaschinen, insbesondere für Fahrradlichtmaschinen
Das Problem der Verwendung von glatten, bohrungslosen und nutenlosen Stabmagneten
in Rotoren elektrischer Kleinmaschinen, vorzugsweise Fahrradlichtmaschinen, ist
bis jetzt nicht einwandfrei gelöst. Es ist auch schwer lösbar, da, insbesondere
bei Verwendung von Magneten aus Aluminium-Nickel-Legierungen und verwandten Legierungen,
eine mechanische Bearbeitung der Stabmagneten kaum möglich ist.
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Die Erfindung zeigt einen Weg, wie solche Stabmagneten oder Magnetabschnitte
in solchen Rotoren Verwendung finden können. Der Hauptgegenstand der Erfindung ist
eine Art Korb, der sowohl den Stabmagneten bzw. die Magnetabschnitte und die Polbleche
fest umschließt und zusammenhält als auch die Nabe bzw. die Naben für die Achse
trägt. Die Vorteile der Erfindung liegen vor allem darin, daß, mit Ausnahme des
Schleifens, jede mechanische Bearbeitung der Stabmagnetstücke entfallen kann und
daß auch alle unsicheren Arbeitsgänge, beispielsweise Weich- oder Hartlöten und
Kleben, vermieden werden. Der Korb umschließt aber nicht nur den Magneten und die
Polbleche, sondern er bezweckt auch durch die weiter unten zu erläuternde Einzelkonstruktion
eine einwandfreie Zentrierung des Stabmagneten und der an seinen beiden Enden angeordneten
Polbleche und Polschuhe. Weiterhin trägt der Korb in geeigneter Form die Nabe bzw.
die beiden Naben, in denen die Achse ebenfalls genau zentrisch befestigt werden
kann. Die Frage der Verwendung von ein oder zwei Naben hängt von der Konstruktion
der Maschine ab. In den meisten Fällen wird man bei Kleimaschinen sich für fliegende
Lagerung des Rotors entscheiden, somit also mit einer einzigen Nabe una einem Achsstumpf
auskommen.
Der Korb selbst besteht aus einem zylindrischen Mantelteil,
der aus Nichteisenmetallblech oder auch aus einem nichtmetallischen Werkstoff hergestellt
ist. Dieser Mantel kann gezogen oder gerollt sein und trägt an seinen beiden offenen
Enden Befestigungselemente für die beiden Begrenzungsbleche, beispielsweise Zapfen.
Die Befestigung der Begrenzungsbleche kann aber auch durch Verschraubung oder Vernietung
erfolgen, sie kann auch in kombinierter Weise vorgenommen werden, beispielsweise
durch Verzapfung mit zusätzlicher Verklebung. In jedem Fall aber ist rein mechanische
Befestigung möglich.
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Die Befestigungselemente für die Begrenzungsbleche können so angeordnet
werden, daß die Polschuhe an der einen Seite jeweils genau in die Lücken zwischen
den Polschuhen der anderen Seite hineinragen, bei einem achtpoligen Rotor beispielsweise
also genau 45° oben gegen unten versetzt (s. Abb. 2 und 4). Ebenso kann die Nabe,
die von dem einen Begrenzungsblech getragen wird, so angeordnet werden, daß sie
in einen Ausschnitt der einen Polblechgarnitur hineinragt, daß dadurch also an Naben-
und Achslänge gespart werden und eine möglichst kurze Bauhöhe erzielt werden kann.
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In der Zeichnung sind beispielsweise Ausführungen der Erfindung dargestellt.
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Abb. I zeigt eine Ansicht mit teilweisem Schnitt eines Rotors mit
verzapftem Korb und geschichteten Polblechen; Abb. 2 zeigt einen Grundriß der Abb.
I ; Abb. 3 zeigt eine Ansicht mit teilweisem Schnitt eines vernieteten Korbes mit
Polblechen aus einem Stück; Abb. 4 zeigt einen Grundriß zur Abb. 3.
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In sämtlichen Abbildungen sind a der Stabmagnet, b die Polbleche mit
den Polschuhen b1, c der Mantelteil des Befestigungskorbes, d die Begrenzungsbleche
des Befestigungskorbes mit der Nabe d1 und e das in der Nabe sitzende Achsstück.
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In Abb. I und 2 ist eine Ausführungsform mit rohrähnlichem Mantelteil
c dargestellt, an dem sich Zapfen c1 befinden, die in vorbereitete, genau versetzte
Schlitze der Begrenzungsbleche d eingeführt und dort umgelegt werden. Es entsteht
so ein Korb, der, wie sowohl die Schnittzeichnung als auch der Grundriß zeigen,
den Stabmagneten a mit den Polblechen und Polschuhen b und b1 fest verbindet und
auch genau zentriert. Es ist lediglich eine Frage genauer Toleranzen für die Fertigung
des oberen Begrenzungsbleches d und der Nabe d1, um auch für die Achse e eine genaue
Zentrierung zum Außendurchmesser der Polschuhe b1 zu erreichen. Wie die Abb. I zeigt,
ermöglicht die Erfindung, mit Leichtigkeit geschichtete Polbleche mit verschiedenen
Polschuhlangen einzubauen. Ebenso ist aus der Abb. I ersichtlich, daß der untere
Teil der Nabe d1 fast bis zur oberen Fläche des Stabmagneten a durch die Polbleche
hindurchreicht, so daß an Bauhöhe erheblich eingespart werden kann.
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In den Abb. 3 und 4 ist ein anderes Ausführungsbeispiel dargestellt,
in dem der aus Nichteisenblech bestehende Korb c durch vier Stehbolzen ersetzt ist,
die sowohl durch die Polbleche als auch durch die Begrenzungsstücke d hindurchgeführt
und beiderseitig vernietet werden. Auch diese Stehbolzen c können so eingebaut werden,
daß sie den Stabmagneten a genau zentrieren. Ferner sind in Abb. 3 und 4 Polbleche
b und Polschuhe b1 aus einem Stück gezeigt.
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Es handelt sich bei beiden dargestellten Ausführungen um beispielsweise
Verwirklichungen des Erfindungsgedankens. Es ist weiterhin noch möglich, auf die
Begrenzungsstücke d vollkommen zu verzichten und die Polbleche b selbst als Begrenzungsstücke
auszubilden. Es ist weiterhin möglich, an Stelle der in Abb. 3 gezeigten Stehbolzen
Verschraubungen zu wählen, die durch geeignete Sicherung der Schraubköpfe in einwandfreier
Weise gegen Selbstlösung gesichert werden können. Es ist fernerhin möglich, die
Nabe d1 entweder in einem Stück zusammen mit dem oberen Begrenzungsblech d zu fertigen
oder sie auch getrennt von d zu fertigen und sie mit dem oberen Begrenzungsblech
d oder mit den Polblechen b in geeigneter Weise durch Verschraubung, Vernietung
oder Verstemmung zu verbinden. Es ist weiterhin möglich, den beispielsweise nichtmetallischen
Mantel c nach Abb. I durch Umgießung der zylinderförmigen Außenfläche des Stabmagneten
mit einem geeigneten Kunststoff unter Aussparung geeigneter Befestigungszapfen herzustellen.
Es ist weiterhin möglich, den Mantel c der Abb. I mit einer Anzahl von Löchern oder
Durchbrüchen zu versehen, falls das aus mechanischen oder sonstigen Gründen geeignet
erscheint. Es ist selbstverständlich auch weiterhin möglich, statt der beispielsweise
zeichnerisch dargestellten achtpoligen Ausführung der Erfindung diese auch auf vier-,
sechs-, zwölf-oder sechzehnpolige Rotoren anzuwenden. Der Grundgedanke der Erfindung;
nämlich der eines den Stabmagneten und die Polkörper fest umschließenden und mechanisch
einwandfrei herzustellenden Korbes, der zugleich als Zentrierung für Magneten und
Polkörper dient, bleibt in allen Fällen gewahrt.