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Die Erfindung betrifft einen Stator für elektrische Maschinen, mit einem aussen liegenden Eisenrückschlussteil, einer im Innern des Eisenrückschlussteils von diesem radial distanzierten Anordnung mehrerer
Permanentmagnetsysteme, die untereinander magnetisch leitend sowie mechanisch, vorzugsweise durch
Verkleben, verbunden sind, und einer Eisenrückschlussteil und Permanentmagnetanordnung tragenden Stirnplatte.
Es sind bereits derartige Statorkonstruktionen bekannt, bei denen die Permanentmagnetanordnung durch einen einzigen zylindrischen, mit einer Bohrung versehenen Permanentmagneten gebildet ist, der radial magnetisiert ist. Ein derartiger Stator ist verhältnismässig teuer, da die Herstellung entsprechend grosser
Permanentmagnete aufwendig ist.
Man hat auch schon versucht, eine Anzahl Permanentmagnete um ein innen liegendes Magnetleitstück herum zu befestigen, um die Herstellungskosten zu senken. Dies erfordert jedoch eine genaue Bearbeitung der
Oberfläche der Permanentmagnete und des Magnetleitstückes, so dass die Senkung der Herstellungskosten gering ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Stator der eingangs genannten Art zu schaffen, der sich mit geringen Toleranzen und preiswert herstellen lässt. Gegenstand der Erfindung ist ferner ein
Herstellungsverfahren für einen derartigen Stator.
Der erfindungsgemässe Stator zeichnet sich dadurch aus, dass die Permanentmagnetanordnung mindestens vier Permanentmagnetsysteme mit dem Eisenrückschlussteil zugekehrten zylindermantelförmigen Polflächen sowie eine gleiche Anzahl magnetisch leitende Verbindungsstücke, die jeweils an den Innenflächen zweier benachbarter
Permanentmagnetsysteme anliegen, umfasst. Ein derartiger Stator ermöglicht eine genaue Zentrierung der
Permanentmagnete, da sich diese gegenüber den Verbindungsstücken vor deren Befestigung verschieben lassen.
Vorzugsweise sind die Permanentmagnetsysteme und bzw. oder die Verbindungsstücke untereinander und mit der Stirnplatte verklebt. Auf diese Weise lassen sich in einem einzigen Arbeitsgang alle wesentlichen Bauteile des Stators unter Einhaltung enger Toleranzen miteinander verbinden.
Vorzugsweise sind die radial innen liegenden Flächen der Permanentmagnetsysteme plan, und die an denselben anliegende Fläche jedes Verbindungsstückes weist zwei einen Winkel einschliessende Planfläche auf.
Dadurch wird unabhängig von der Verschiebung der Permanentmagnetsysteme gegenüber den Verbindungsstücken immer eine satte Anlage dieser Teile aneinander gewährleistet, so dass sich ein kleiner magnetischer Übergangswiderstand ergibt.
Ein Verfahren zum Herstellen eines Stators nach der Erfindung besteht darin, dass in den Innenraum einer Hülse, deren Innendurchmesser dem gewünschten Aussendurchmesser der Permanentmagnetanordnung entspricht, die Permanentmagnetsysteme eingelegt werden, und dass die miteinander zu verbindeneden Flächen der Permanentmagnetanordnung nach Aufbringung eines Klebstoffes in ihrer richtigen Lage gegen die Innenfläche der Hülse gedrückt werden, bis der Klebstoff erhärtet ist, und dass die derart hergestellte Permanentmagnetanordnung mit der Stirnplatte verbunden wird.
Die Verbindung der Permanentmagnetanordnung mit der Stirnplatte und mit dem Eisenrückschlussteil kann durch Kleben und in einem Arbeitsgang mit der Herstellung der Permanentmagnetanordnung erfolgen. Dadurch wird die Herstellung des Stators weiter vereinfacht.
Wenn die Herstellung unter Verwendung einer Hülse erfolgt, deren Querschnittsabmessungen den entsprechenden Abmessungen des Luftspaltraumes entsprechen, lässt sich dabei eine genaue Justierung aller toleranzbestimmenden Teile erreichen. Dies ist insbesondere günstig bei Verwendung eines Eisenrückschlussteils, der mit einem oder mehreren Längsschlitzen versehen ist.
Alternativ kann die Permanentmagnetanordnung mit der Stirnplatte durch Kleben verbunden werden, und der Eisenrückschlussteil kann auf die Stirnplatte aufgepresst werden.
Die Erfindung ist im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen ergänzend beschrieben. Fig. l ist ein Axialschnitt durch eine elektrische Maschine mit einem Stator nach der Erfindung, Fig. 2 ist ein Querschnitt längs der Linie 11-11 von Fig. l ; Fig. 3 zeigt einen der Fig. 2 entsprechenden Querschnitt einer abgeänderten Ausführungsform und Fig. 4 zeigt einen der Fig. 2 entsprechenden Querschnitt einer weiteren abgeänderten Ausführungsform.
Die Fig. 1 und 2 zeigen einen Gleichstrommotor, dessen Stator im wesentlichen aus einem zylindermantelförmigen Eisenrückschlussteil --1--, einer Stirnplatte--2--und einer Permanentmagnetanordnung--3--besteht. Die Stirnplatte--2--wird von einer Aluminiumscheibe gebildet, die in das eine
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--2-- befindetKrümmungsradius.
Man erkennt aus Fig. 2, dass die benachbarten Permanentmagnetsysteme --7-- einen lichten Abstand voneinander haben, um einen magnetischen Nebenschluss zu vermeiden.
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die mit Anschlussfahnen --11-- in Verbindung stehen.
Zur Herstellung eines derartigen Stators wird erfindungsgemäss eine Passhülse verwendet, welche in ihren radialen Abmessungen dem gewünschten Luftspaltraum entspricht. Diese Passhülse wird in den Innenraum des Eisenrückschlussteils --1-- geschoben, welcher bereits mit der Stirnplatte --2-- fest verbunden sein kann oder unter Zwischenlage einer Klebstoffschicht lose auf diese aufgesetzt wird. Sodann werden die Permanentmagnetsysteme --7-- in die Hülse eingesetzt und die vier Verbindungsstücke-8-nach dem Auftrag von Klebstoff gegen die Permanentmagnetsysteme --7-- gedrückt, wobei der Druck so lange aufrechterhalten wird, bis der Klebstoff verfestigt ist. Sodann wird die Hülse aus der fertigen Permanentmagnetanordnung herausgezogen.
Auf diese Weise ist gewährleistet, dass die äussere Oberfläche der Permanentmagnetanordnung genau koaxial zur inneren Mantelfläche des Eisenrückschlussteils liegt, also ein genau bemessener Luftspaltraum gebildet ist, dessen Spaltdicke der Dicke der verwendeten Hülse entspricht. Bei einem derartigen Stator ist auch bei Verwendung von Eisenrückschlussteilen und Permanentmagnetsystemen mit ungenau tolerierten Oberflächen gewährleistet, dass der Luftspaltraum eine optimale Form hat.
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gleichzeitig miteinander verbunden, insbesondere verklebt werden.
Bei Verwendung von gemäss Fig. 2 gestalteten Permanentmagnetsystemen und Verbindungsstücken besteht theoretisch nur in einer bestimmten gegenseitigen Position dieser Teile eine satte Anlage der Verbindungsstücke
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zweier Linien erfolgt. Bei den praktisch zu überbrückenden Toleranzen sind jedoch die dadurch auftretenden magnetischen Übergangswiderstände noch hinreichend klein.
Fig. 3 zeigt eine besonders vorteilhafte Ausführungsform, bei der die aneinanderliegenden Flächen der Permanentmagnetsysteme--17--und der Verbindungsstücke--18--plan sind und einen Winkel einschliessen, der gleich 360/n ist, wobei n die Anzahl der Magnetsysteme ist. Bei einer derartigen Anordnung führen weder radiale Lageänderungen noch Verkantungen der Magnetsysteme um einen Radius als Drehachse zu Vergrösserungen des magnetischen Übergangswiderstandes zwischen den Permanentmagnetsystemen --17-- und den Verbindungsstücken-18-. Diese Konstruktion eignet sich besonders für grössere Statoren, bei denen naturgemäss grössere Toleranzen vorkommen.
Fig. 4 zeigt im Querschnitt eine weitergebildete Ausführungsform, bei der die Permanentmagnetsysteme aus quaderförmigen Permanentmagneten --27-- und aufgesetzten polschuhen --22-- bestehen, die aussen zylindermantelförmig gewölbt sind.
Der Eisenrückschlussteil--21--ist mit einem Längsschlitz-23-versehen, um Durchmessertoleranzen des Eisenrückschlussteiles ausgleichen zu können.
Die Verbindungsstücke --28-- entsprechen den Verbindungsstücken-18-bei Fig. 3.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Stator für elektrische Maschinen, mit einem aussenliegenden Eisenrückschlussteil, einer im Innern des Eisenrückschlussteils von diesem radial distanzierten Anordnung mehrerer Permanentmagnetsysteme, die untereinander magnetisch leitend sowie mechanisch, vorzugsweise durch Verkleben, verbunden sind, und einer Eisenrückschlussteil und Permanentmagnetanordnung tragenden Stirnplatte, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Permanentmagnetanordnung (3) mindestens vier Permanentmagnetsysteme (7 ; 17 ; 22, 27) mit dem Eisenrückschlussteil (1) zugekehrten zylindermantelförmigen Polflächen sowie eine gleiche Anzahl
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