Elektrische Maschine. Beiden bisher bekannten Konstruktionen elektrischer Maschinen ist der aktive Teil des Stators, d. i. das Blechpaket mit der Wick lung in einem Gehäuse zweckmässiger Gestalt eingelegt und befestigt und der Rotor dreht sich in Lagern, welche ebenfalls in diesem Gehäuse bezw. in mit diesem Gehäuse ver bundenen Schildern befestigt sind. Diese Konstruktion hat jedoch eine Reihe grund sätzlicher Nachteile, insbesondere bei Ma schinen, welche serienweise hergestellt wer den.
Der Hauptnachteil besteht darin, dass die frei im Raume liegende Wicklung gegen; Be rührung, Staub, Feuchtigkeit, tropfendes Wasser, chemisch wirkende Dämpfe und ähnliches geschützt und gleichzeitig mit Kühl luft beblasen werden muss. Infolgedessen ist es nötig, die Konstruktion des Gehäuses und der Stirnschilder den Betriebsbedingungen anzupassen und z. B. offene geschützte, gegen Tropfwasser geschützte, verschlossene, staub- dichte, mit Luftzu- und abfuhr versehene, mit Oberflächenkühlung versehene usw.
Maschinen zu bauen, wobei die zusätzliche Belastbarkeit der Maschine sich infolge der Änderung der Kühlung ändert. Ausserdem treten Fälle auf, wo es nötig ist, .das Gehäuse der mechanischen Benützung der Maschine anzupassen, woraus wiederum z.
B. horizon tale Maschinen, vertikale Maschinen, Ma schinen mit Flansch usw. hervorgehen. Für den Erzeuger bedeutet diese grosse Anzahl verschiedener Ausführungsformen: die In standhaltung eines .grossen Modellagers und eine Menge verschiedener Bearbeitiungs- und Montagearten.
Durch die Konstruktion der elektrischen Maschine gemäss. der Erfindung wird nicht nur .eine Vereinfachung aller bisher nötigen Arten von elektrischen Maschinen mit Rück sieht auf ihren Schutz und die Kühlung der Wicklung ermöglicht,
sondern auch eine be- .deutende Vereinfachung und Verbilligung der Herstellung überhaupt und infolge der sich nicht ändernden ständig vorzüglichen Kühlung auch eine gleiche zulässige Belast barkeit für sämtliche Verwendungen der AZaschine. Ebenso wird die mechanische An passung der Maschine an die Bedürfnisse der Verbraucher durch die neue Konstruktion in sehr bedeutendem Masse vereinfacht.
Die Erfindung besteht darin, dass, der aktive Teil des .Stators, d. h. das Blechpaket mit.der Wicklung mit einer Metallmasse der art umhüllt ist, dass sie ein mit dem aktiven Teil fest verbundenes Ganzes von ringförmi ger Gestalt bildet. Als Metallmasse verwen det man vorzugsweise ein Leichtmetall, das entweder aufgegossen oder aufgespritzt wer den kann.
Da die Wicklung .durch das um gossene bezw. umspritzte Metallgehäuse mechanisch fest verbunden und gegen äussere Einwirkungen jedweder Art geschützt ist, brauchen keine andern. Massnahmen zu ihrem Schutze getroffen zu werden. Insbesondere kann ein auf die beschriebene Art erzeugter Statorblock ohne weiteres im Wasser oder in einem mit Staub oder Dämpfen erfüllten Raum verwendet werden, insofern diese das zum Umgiessen verwendete Metall nicht an greifen.
Das bedeutet, !dass die neue Kon- struktion eine :grosse Anzahl verschiedener Schutzarten, welche bei den bisherigen Kon- struktionen, notwendig waren, entbehrlich macht und insofern also eine ganz bedeutende Ersparnis in der Erzeugung und in der Lagerhaltung mit sich bringt.
Zum Unterschiede von der im ersten Ab satz beschriebenen bisherigen Konstruktion fallen bei der neuen Konstruktion die Her stellung getrennter Gehäuse und der Schutz schilder und ihre Bearbeitung weg.
Der ringförmige Block aus Blechpaket, Wicklung und umspritztem bezw. umgossenem Metall- gehäuse bildet einen festen Körper, an wel chem unmittelbar die Befestigungselemente, wie Lager, Füsse oder Flanschen und derglei chen angeschraubt werden können. Unter Umständen können einige dieser Teile durch entsprechende Formung der erwähnten Me tallgehäuse erhalten werden, oder in dieses Metallgehäuse beim Giessen bezw. Spritzen desselben eingesetzt werden.
In den Abb. 1 und ja ist als erstes Bei spiel für die Erfindung ein .Stator veran schaulicht,,der aus einem Blechpaket 1, einer Wicklung 2: und einem diese eng umgebenden Gehäuse 3 aus einer Metallmasse, besteht. Die übrigen Teile der Maschine, wie die Lagerschilder, die Pratzen, die Flanschen und ähnliches werden an dem derart aus gebildeten Gehäuse auf bekannte Weise, z. B. durch Anschrauben befestigt.
Ein weiterer wichtiger Vorteil der dar gestellten Konstruktion besteht darin, da.ss die Metallmasse, welche den aktiven Teil des Stators umgibt, sämtliche Räume unregel mässiger Form zwischen den einzelnen Lei tern und Spulen und zwischen der Wicklung und dem Blechgehäuse ausfüllt, so dass die gesamte Oberfläche der aktiven Teile des Stators in enger Berührung mit,dem umhül lenden Gehäuse steht.
Dadurch wird erzielt, dass die ,gesamte Oberfläche der aktiven Teile des Stators für den Wärmedurchgang aus den aktiven Teilen in das sie umhüllende Ge häuse d zur Verfügung steht, welches diese Wärme weiter auf seine äussere Oberfläche leitet, die grösser ist als die Oberfläche der aktiven Teile und mittels Luft oder einem andern Mittel gut gekühlt ist. Infolgedessen ist die Kühlung der aktiven Statorteile be deutend wirksamer als bei den bisherigen Ausführungen.
Bei den bisherigen Ausfüh rungen sind zwar die aktiven Teile des Sta- tors mit Kühlluft in Berührung. Weil je doch die Oberfläche der aktiven Teile sehr unregelmässig ist, ist es nicht möglich, dass die Kühlluft die ganze Oberfläche der akti ven Teile ,gleichmässig bespült. Dort, wohin die Kühlluft nicht dringen kann, setzt sich Staub an, welcher die Ableitung der Wärme noch mehr verschlechtert.
Die äussere Oberfläche des Statorgehäuses in ihrer einfachsten Ausführung ist in den Abb. 1 und ja ersichtlich. Die ganze Ober fläche ist glatt, was für die Reinigung der Maschine vorteilhaft ist. Falls die glatte Oberfläche, für die Ableitung der Wärme des Stators nicht genügt, wird sie mit Rippen zur Vergrösserung der Oberfläche versehen. Die Rippen können aus dem gleichen Mate rial wie das Statorgehäuse 3 ausgebildet sein und sind gleichzeitig abgegossen oder ausgespritzt, oder können aus anderem Ma terial hergestellt sein, z.
B. aus Eisenblech und beim Abguss in das Gehäuse 3 eingelegt werden, wodurch sie sich mit diesem fest verbinden. Eine derartige Ausführung ist in den Abb. 2 und 2a veranschaulicht, wo 4 die Rippen bedeuten und die übrigen Bezeich nungen dieselben sind wie in Abb. 1. Mit Rücksicht darauf, dass der Luftzwischenraum bei elektrischen Maschinen gewöhnlich sehr klein ist. darf die Wand 5 des Statorgehäu- ses (Abb. 1) nicht stark sein.
Manchmal ist es vorteilhaft, diese Wand schon beim Ab giessen überhaupt auszulassen oder sie nach dem Abgiessen auszudrehen. In den Abb. 2 und 2a ist diese Wand ausgelassen.
Manchmal ist es vorteilhaft, das Blech paket 1 des Stators durch bekannte Mittel zu befestigen, wie z. B. .durch Pressplatten und diese verbindende Querstücke, welche auf der äussern Oberfläche an .das Blechpaket ange schweisst werden können, .damit das Blech gehäuse beim Einlegen der Wicklung 2 zu sammengehalten wird, wie dies in Abb. 3 an gedeutet isst. Die Pressplatten 6 halten die Bleche 1 vor dem Umgiessen: des Gehäuses $ zusammen und. sind in diesem Gehäuse ein-, gegossen.
Da das Blechpaket 1 durch Press- platten und die Querstücke zusammengehal- ten wird, ist es manchmal nicht notwendig, das Gehäuse 3 auch auf den äussern Umfang des Blechpaketes zu giessen, es genügt viel mehr hier das Blechpaket freizulassen. Nöti genfalls wird eine Schutzhülle aus Blech darüber gelegt.
Die Konstruktionselemente, welche zur Verbindung des Statorgehäuses ,gemäss den Abb. 1, 1a, 2, 2a und .3 mit dem Rotor und mit dem Fundament nötig sind, wie die Lagerschilder, die Pratzen, die Angüsse für die Spreizen und ähnliche werden zweck mässig aus demselben Material, wie das Ge häuse 3 und gleichzeitig mit ihm abgegossen.
In Abb. 4 ist eine entsprechende Ausfüh rungsform veranschaulicht. Auf einer Seite der Maschine ist hier der Stern 7 aus dem selben Material, wie das Gehäuse 3 abgegos sen, welcher durch Verlängerung der Rippen 4 gebildet ist und der in der Mitte eine Pfanne 8 besitzt, in welche das Kugellager 9 gelegt wird. Auf der andern. Seite wird ein ähnlicher ,Stern 10 angeschraubt, und zwar direkt auf die Rippen des Gehäuses 3,
wobei in üblicher Weise zentriert wird.
In Abb. 5 ist ein :Stator veranschaulicht, dessen Gehäuse 3 mit den Pratzen 11 und dem Flansch 12,versehen ist, welche aus dem selben Material und aus einem .Stück mit dem Gehäuse 3 sind. Manchmal ist es zRTeck- mässig, das Gehäuse 3' bloss mit Angüssen zu versehen, an welche hierauf die nötigen grö sseren mechanischen Teile, wie z.
B. die Prat- zen, die Flansohen und dergleichen, die aus anderem Material hergestellt sind, ange schraubt werden, oder es werden in das Ge häuse 3 entsprechende Konstruktionselemente aus anderem Material eingegossen, an welche hierauf die angeführten Teile befestigt wer den. Als Beispiel einer solchen Ausführung ist in Abb. 5 in ihrem untern Teil der Flansch 13 an den Ring 14 angeschraubt, welcher in das Gehäuse 3 bei seinem Abguss eingegossen wurde. Der Flansch 13 ist hier aus anderem Material, z.
B. aus Eisen, als das Gehäuse 3.
Ein anderes Beispiel veranschaulicht Abb. 6. Hier ist in ,das Gehäuse 3 der Ring 15 eingegossen, an welchen die Pfanne 16 angeschraubt und zentriert wird, die das Kugellager 17 trägt. Auf der andern ,Seite der Maschine ist die :ganze Stirnseite aus einem Stück mit dem Gehäuse 3 abgegossen, in welches der Ring 18 aus anderem Material eingegossen ist, in dem hierauf das Kugel lager 19 eingeschlossen ist.
Die beschriebene Konstruktion gewährlei stet einerseits eine einfache Herstellung von Statoren elektrischer Maschinen, die indivi duellen Forderungen angepasst werden kann, anderseits einen vollkommenen Schutz und eine gute Kühlung der Statorwicklung, wobei der gleich ausgebildete Stator für jede Ver wendungsart ohne jedwede Befürchtungen, dass die Wicklung beschädigt wird, benützt werden kann.
Die Prinzipien der neuen Konstruktion können mit besonderen Vorteilen auch bei Maschinen, welche auf bisherige Art herge stellt wurden, deren Blechpaket in einem eisernen Gehäuse gelagert ist, benützt wer den. Durch Eingiessen eines derartigen Sta- tors samt der Wicklung wird die Wicklung für jedwede Fälle geschützt und,die Kühlung verbessert. Abb. 7 veranschaulicht einen der artigen Stator mit einem Mantelteil 2,0 und den Pressplatten 6.
Damit das Gehäuse 3 mit dem Mantelteil 20 fest verbunden ist, bildet man im Gerippe, gegebenenfalls auch in .den Pressplatten 6 Öffnungen oder auch trogförmige Einschnitte 21 aus, in welche das das Gehäuse 3 bildende Material eindrin gen kann.
Bei kleineren Asynchronmotoren ist der Rotor käfigförmig und braucht keinen be sonderen Schutz. Bei Motoren mit Ring anker oder bei Gleichstrommaschinen kann die für den Stator beschriebene Konstruktion auch beim Rotor mit Vorteil angewendet werden. Es wird hier ebenso wie beim Sta- tor das Blechpaket samt Wicklung mit Me tall umgossen bezw. umspritzt, so dass ein fester ringförmiger Block gebildet wird. Dieser wird mittels Armen (Speichen) mit der Welle verbunden.
Bei kleinen Rotoren kann das Gehäuse 3 ausser um die aktiven Teile (Blechpaket und Wicklung) gleicUzei- tig auch um die Welle gegossen werden, wo durch diese mit den aktiven Teilen fest ver bunden wird.