DE1488463C3 - Elektrische Gleichstrommaschine mit einem scheibenförmigen Anker - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Gleichstrommaschine mit wenigstens einem ringförmigen permanenten Erregermagneten und einem axial hierzu liegenden scheibenförmigen Anker, welcher mit dem oder den Erregermagneten einen ebenen Luftspalt bildet und in radialen Nuten eine Trommelwicklung enthält, die in radialer Richtung gegen den Bereich des oder der Erregermagneten versetzt angeordnet ist.

Es sind elektrische Gleichstrommaschinen mit ringförmigen permanenten Erregermagneten bekannt, die aus Ferrit oder aus einem gegossenen Material bestehen und als axial magnetisierte Mehrpolmagnete ausgebildet sind. Hierbei können entweder die Pole in der gewünschten Anzahl auf dem Ring nebeneinanderliegen oder gegossene Magnete an einem ringförmigen joch befestigt sein. Bei anderen bekannten Maschinen besteht der Erregerteil aus zwei mit Polen versehenen Ringen, zwischen denen ein ebener Luftspalt vorhanden ist, innerhalb dessen sich ein scheibenförmiger Anker mit geeigneten Wicklungen befindet. Ein Vorteil derartiger Maschinen besteht darin, daß die Lagerbelastung durch die magnetischen Anziehungskräfte gering ist. Andererseits sind die hierbei bisher verwendeten Ankerspulen den Trommelwicklungen konventioneller Maschinen hinsichtlich deren Leistungsfähigkeit unterlegen.

Aus der DTPS 8390b2 ist beispielsweise eine Gleichstromkleinmaschine bekannt, bei der im Spalt zwischen zwei permanenten ringförmigen Erregermagneten ein Flachanker mit frei tragender Wicklung angeordnet ist. Die Anordnung der Wicklung im axialen Bereich des Magnetfeldes ermöglicht keine befriedigende Drehmomente der Maschine.

Durch das DT-Patent 1 23048b ist zwar bereits eine Gleichstrommaschine der eingangs genannten Art unter Schutz gestellt, bei der Nachteile der bekannten Maschinen hinsichtlich deren Leistungsfähigkeit vermieden und Vorteile einer Trommelwicklung ausgenutzt werden. Dieser Vorschlag nützt aber noch nicht alle Vorteile der Trommelwicklung aus, da diese in nach innen offene Nuten des Ankers eingesetzt werden muß und radial außerhalb der Erregermagnete angeordnet wird.

Aufgabe der Erfindung ist, eine Maschine mit einem oder zwei ringförmigen Erregermagneten und ebenem Luftspalt anzugeben, bei der die wesentlichen Vorteile einer normalen Trommelwicklung realisiert werden können: insbesondere soll die Trommelwicklung derart in den Nuten angeor4net werden, daß eine automatische Bewicklung des Aflkeri möglich ist. Die Erfindung^ löst diese Aufgabe bei einer Gleichstrommaschine der eingangs genannten Art dadurch, daß die Trommelwicklung im radial inneren Teil von nach dem Scheibenumfang hin offenen Nuten des Ankers angeordnet ist und daß den Polen des Erreger-

magneten die dem Scheibeoumfang benachbarte, radial außerhalb der Trommelwicklung liegende bewicklungsfreie Zone des Ankers gegenübersteht.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß durch die Anordnung der Wicklung im radial inneren Teil des Ankers

der Ruß zwischen den einzelnen Spulen einen relativ kurzen Weg durch das Ankerjoch hat, daß Volumen, Gewicht und Trägheitsmoment der Wicklung relativ klein sind, während bei gegebenem Volumen die Wicklung einen höheren Magnetfluß erzeugen kann als bei

μ radial äußerer Anordnung. Außerdem kann das Blechpaket des Ankers auf einfache Weise an der Welle der Maschine befestigt werden.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand der Zeichnung erläutert. Es zeigt F i g. 1 schemalisch eine im Prinzip bekannte Maschine mit zwei ringförmigen, axial »nagnetisierbaren permanenten Erregermagneten und einem scheibenförmigen Anker mit beliebiger Wicklung. F i g. 2 schematisch einen Schnitt durch eine Maschi ne gemäß der Erfindung,

F i g 3 eine Maschine, teilweise in der Achsenebene geschnitten, mit zwei ringförmigen Erregermagneten.

Die F i g. 4 zeigt eine derartige Maschine, welche in drei Quadranten in senkrecht zur Achse verlaufenden

Schnitten dargestellt ist.

In F i g. 1 ist eine Maschine dargestellt, wie sie sich ergeben würde, wenn man das von einem Motor mit konventionellen Wicklungen und zylindrischem Luftspalt bekannte Prinzip auf einen Motor mit ebenem Luftspalt übertragen würde. Sie enthält einen scheibenförmigen Anker 1, der eine beliebige Wicklung 2 trägt, welche den beiden ringförmigen Erregermagneten 3 gegenüberliegend angeordnet ist und welche schließlich zwei ebene Luftspalte 4 enthält. Die ringförmigen Erregermagnete wenden einander gleichnamige Pole zu und der von jedem Nordpol ausgehende Fluß schließt sich nach Durchsetzung des betreffenden Luftspaltes 4 über den Anker 1. Der Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß die axialen magnetischen Kräf- te in den Luftspalten einander entgegengerichtet sind.

Gemäß F i g. 2 besitzt der scheibenförmige Anker 1 eine an sich bekannte Trommelwicklung 2, welche jedoch im inneren Teil der Nuten 5 angeordnet ist. die ihrerseits nach dem Scheibenumfang hin offen sind.

Der wicklungsfreien Zone des scheibenförmigen Ankers stehen die axialen Mehrpolmagnete 3 gegenüber, deren Polaritäten in F i g. 2 mit N und S angedeutet sind. Der Anker besteht also aus einem äußeren Teil mit axialem Luftspalt gegenüber dem Erregermagneten und einem zylindrischen inneren Teil mit der Wicklung. Die magnetischen Kraftlinien, welche von einem Nordpol ausgehen, durchsetzen somit den Luftspalt wie in F i g. 1 und treten in jeweils einen Zahn 6, 7 des Ankers ein, wie er sich zwischen zwei Nuten 5 befindet,

6s um sodann, wie in F i g. 2 durch eine strichpunktierte Linie angedeutet ist. unter nochmaliger Durchsetzung des Luftspaltes den Südpol 5 des gleichen Erregermagneten zu erreichen.

Eine in F i g. 3 und 4 dargestellte Abwandlung erlaubt es, die auf die Lager wirkenden axialen magnetischen Kräfte zu vermindern unter Benutzung von zwei ringförmigen festen Mehrpolmagneter, 3. Diese letzteren sind in den beiden schalenfönrigsn Gelhäusehälften 8 und 9 derart angebracht, daß der von einem Pol ausgehende Fluß sich über die Luftspalte 4 und den Anker 1 in der an Hand der Fig.2 beschriebener Weise schließt, wobei auf dem Anker eine normale Trommelwicklung 13, vorzugsweise eine Serien-Wellenwkklung. befindet Diese Wicklung ist an einen normalen Kollektor U angeschlossen, auf welchem Bürsten 12 schleifen.

In F i g. 4 sind die verschiedenen Teile der Maschine erkennbar. Im rechten oberen Quadranten sieht man die Maschine im geschlossenen Zustand von außen, während im linken oberen Quadranten die Erregermagnete, die beispielsweise acht Pole besitzen mögen, erkennbar sind, im linken untei en Quadranten ist der Anker nach Entfernung einer Gehäusehälfte sichtbar, während der rechte untere Quadrant den Anker ohne Wicklung mit seinen Nuten 13 zeigt Die Ankerbleche besitzen eine spezielle Form, weiche einerseits eine automatische Bewicklung des Ankers erlaubt und andererseits die Ankerwicklung gegen Zentrifugalkräfte in den Ankernuten gut absichert

Die Erfindung ist auf alle Nutzenformen, ferner auf alle Wicklungsarien und schließlich auf alle Polzahlen des ringförmigen Erregermagneten anwendbar. Sie eignet sich auch für solche Ausführungsformen, bei denen der Anker feststeht und die Erregermagnete umlaufen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patemanspruch:

   Elektrische Gleichstrommaschine mit wenigstens einem ringförmigen permanenten Erregermagneten und einem axial hierzu liegenden scheibenförmigen Anker, welcher mit dem oder den Erregermagneten einen ebenen Luftspalt bildet und in radialen Nuten «ine Trommelwicklung enthält, die in radialer Richtung gegen den Bereich des oder der Erregermagneten versetzt angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommelwicklung (2. 10) im radial inneren Teil von nach dem Scheibenumfang hin offenen Nuten (5. 13) des Ankers (1) angeordnet ist und daß den Polen des Erregermagneten (3) die dem Scheibenumfang benachbarte, rad>al außerhalb der Trommelwicklung liegende bewicklungsfreie Zone des Ankers gegenübersteht.