AT522710A1 - Stator for an axial flux machine - Google Patents

Stator for an axial flux machine Download PDF

Info

Publication number
AT522710A1
AT522710A1 ATA50626/2019A AT506262019A AT522710A1 AT 522710 A1 AT522710 A1 AT 522710A1 AT 506262019 A AT506262019 A AT 506262019A AT 522710 A1 AT522710 A1 AT 522710A1
Authority
AT
Austria
Prior art keywords
stator
core
tooth
sheet metal
return element
Prior art date
Application number
ATA50626/2019A
Other languages
German (de)
Original Assignee
Miba Sinter Austria Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Miba Sinter Austria Gmbh filed Critical Miba Sinter Austria Gmbh
Priority to ATA50626/2019A priority Critical patent/AT522710A1/en
Priority to CN202080036595.XA priority patent/CN113939972A/en
Priority to PCT/AT2020/060263 priority patent/WO2021003509A1/en
Publication of AT522710A1 publication Critical patent/AT522710A1/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27Rotor cores with permanent magnets
    • H02K1/2793Rotors axially facing stators
    • H02K1/2795Rotors axially facing stators the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/14Stator cores with salient poles
    • H02K1/146Stator cores with salient poles consisting of a generally annular yoke with salient poles
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/02Details of the magnetic circuit characterised by the magnetic material
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/14Stator cores with salient poles
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/18Means for mounting or fastening magnetic stationary parts on to, or to, the stator structures
    • H02K1/182Means for mounting or fastening magnetic stationary parts on to, or to, the stator structures to stators axially facing the rotor, i.e. with axial or conical air gap
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K16/00Machines with more than one rotor or stator
    • H02K16/04Machines with one rotor and two stators
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/12Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
    • H02K21/24Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets axially facing the armatures, e.g. hub-type cycle dynamos
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K37/00Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors
    • H02K37/10Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors of permanent magnet type
    • H02K37/12Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors of permanent magnet type with stationary armatures and rotating magnets
    • H02K37/125Magnet axially facing armature
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2201/00Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to the magnetic circuits
    • H02K2201/12Transversal flux machines

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Stator (3) für eine Axialflussmaschine, umfassend eine Mehrzahl an Statorzähnen (6), die zwei in einer Axialrichtung (7) gegenüberliegende Endabschnitte und zwischen den Endabschnitten jeweils einen Zahnkern (10) aufweisen, wobei die Statorzähne (10) einen SMC-Werkstoff aufweisen. Die Zahnkerne (10) weisen - in Draufsicht betrachtet - jeweils eine Kernfüllung (13) und eine Kernhülle (14) auf, wobei die Kernfüllungen (13) aus einem weichmagnetischen Werkstoff gebildet sind und wobei weiter entweder die Kernhüllen (14) oder die Kernhüllen und zumindest ein Teil zumindest eines der Endabschnitte der Statorzähne (6) aus dem dazu unterschiedlichen SMC-Werkstoff gebildet sind.The invention relates to a stator (3) for an axial flow machine, comprising a plurality of stator teeth (6) which have two end sections opposite in an axial direction (7) and a tooth core (10) between the end sections, the stator teeth (10) having one Have SMC material. The tooth cores (10) each have - viewed in plan view - a core filling (13) and a core shell (14), the core fillings (13) being formed from a soft magnetic material and furthermore either the core shells (14) or the core shells and at least a part of at least one of the end sections of the stator teeth (6) are formed from the different SMC material.

Description

sen, wobei die Statorzähne einen SMC-Werkstoff aufweisen. sen, the stator teeth having an SMC material.

Weiter betrifft die Erfindung eine Axialflussmaschine umfassend zumindest einen The invention further relates to an axial flow machine comprising at least one

Stator und zumindest einen Rotor. Stator and at least one rotor.

Elektrische Baugruppen mit einem scheibenförmigen Rotor und einem paralle!| dazu angeordnetem Stator sind aus dem Stand der Technik bekannt, und finden z.B. in Axialflussmaschinen Anwendung. Üblicherweise weist der Rotor eine Mehrzahl von Permanentmagneten auf, welche durch einen Luftspalt getrennt an gegenüberliegenden elektromagnetisch erregbaren Polen des Stators vorbei rotieren. Die elektromagnetisch erregbaren Pole sind dabei z.B. als Statorzähne aus einem weichmagnetischen Material ausgebildet, wie dies beispielsweise die DE 10 2016 207 943 A1 beschreibt, um deren Zahnkern eine elektrisch leitfähige Wicklung bei Bestromung ein Magnetfeld erzeugt. Durch rotorlageabhängige Bestromung der in Umfangsrichtung des Stators gleichmäßig und konzentrisch angeordneten Statorzähne bzw. deren Wicklungen, wird ein Drehmoment auf den Rotor eingeleitet. Abhängig von der Anwendung können sehr hohe Leistungs- und/oder Electrical assemblies with a disc-shaped rotor and a paralle! | Stator arranged for this purpose are known from the prior art and are used, for example, in axial flux machines. The rotor usually has a plurality of permanent magnets which, separated by an air gap, rotate past opposing electromagnetically excitable poles of the stator. The electromagnetically excitable poles are designed as stator teeth made of a soft magnetic material, as described, for example, in DE 10 2016 207 943 A1, around the tooth core of which an electrically conductive winding generates a magnetic field when energized. A torque is applied to the rotor by energizing the stator teeth or their windings, which are arranged uniformly and concentrically in the circumferential direction of the stator, depending on the rotor position. Depending on the application, very high performance and / or

Drehmomentendichten gefordert sein. Torque densities are required.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, einen Stator für eine Axialflussma-The object of the present invention was to provide a stator for an axial flow machine

schine mit einem hohen spezifischen Drehmoment bereitzustellen. provide machine with a high specific torque.

Gelöst wird die Aufgabe der Erfindung bei dem eingangs genannten Stator The object of the invention is achieved with the aforementioned stator

dadurch, dass die Zahnkerne — in Draufsicht betrachtet - jeweils eine Kernfüllung in that the tooth cores - viewed in plan view - each have a core filling

N2018/33000-AT-00 N2018 / 33000-AT-00

Statorzähne aus dem dazu unterschiedlichen SMC-Werkstoff gebildet sind. Stator teeth are formed from the different SMC material.

Weiter wird die Aufgabe der Erfindung bei der eingangs genannten Axialflussmaschine dadurch gelöst, dass der Stator oder die Statoren erfindungsgemäß ausge-Furthermore, the object of the invention is achieved in the axial flux machine mentioned at the outset in that the stator or stators are designed according to the invention.

bildet ist oder sind. forms is or are.

Von Vorteil ist dabei, dass durch die hybride Ausführung der Zähne die magnetische Flussdichte durch den Zahn(hals) erhöht werden kann, wodurch je nach Auslegungspriorität der Wirkungsgrad und das Drehmoment bzw. die Drehmomentendichte der Axialflussmaschine erhöht werden können. Durch die Materialkombination kann die dreidimensionale Magnetflussführung, die durch das SMC-Material erreicht wird, selbst dann noch aufrecht erhalten werden, wenn die Magnetausnutzung durch die erhöhte Flussdichte im Körper der Zähne wesentlich höher ist. Somit kann eine Axialflussmaschine zur Verfügung gestellt werden, die verglichen mit einer Stand der Technik Axialflussmaschine gleicher Baugröße bei gleichem Bauraum mehr Leistung zur Verfügung stellt oder bei gleicher Leistung weniger Bauraum benötigt, wodurch das Gewicht der Axialflussmaschine reduziert werden kann. Darüber hinaus ist damit auch die Verwendung von günstigeren Werkstoffen The advantage here is that due to the hybrid design of the teeth, the magnetic flux density through the tooth (neck) can be increased, whereby the efficiency and the torque or the torque density of the axial flux machine can be increased depending on the design priority. Due to the combination of materials, the three-dimensional magnetic flux guidance achieved by the SMC material can be maintained even if the magnet utilization is significantly higher due to the increased flux density in the body of the teeth. Thus, an axial flux machine can be made available which, compared to a prior art axial flux machine of the same size, provides more power with the same installation space or requires less installation space with the same output, whereby the weight of the axial flux machine can be reduced. In addition, it also means that cheaper materials are used

für die Füllung, verglichen mit den teureren SMC-Werkstoffen, möglich. for the filling, compared to the more expensive SMC materials.

Bevorzugt werden gemäß einer Ausführungsvariante die Kernfüllungen jeweils aus einem Blechpaket gebildet, wodurch im Kern eine höhere 2D-Flussdichte er-According to one embodiment, the core fillings are preferably each formed from a laminated core, which results in a higher 2D flux density in the core.

reicht werden kann. can be enough.

Gemäß einer Ausführungsvariante des Stators dazu kann vorgesehen sein, dass die Blechpakete aus Blechen unterschiedlicher Breite gebildet sind. Es ist damit die maschinelle „Befüllung“ der Zähne mit dem Blechpaket einfacher durchführbar. Zudem kann damit der Stanzabfall für die Herstellung der Blechpakete deutlich re-According to one embodiment of the stator, it can be provided that the laminated cores are formed from metal sheets of different widths. This makes it easier to “fill” the teeth with the laminated core by machine. In addition, the stamping waste for the production of the laminated cores can be significantly reduced.

duziert werden. be dued.

N2018/33000-AT-00 N2018 / 33000-AT-00

tendichte im Vergleich zu reinen SMC-Zähnen um bis zu 40 % erreicht werden. can be achieved by up to 40% compared to pure SMC teeth.

Eine weitere Ausführungsvariante des Stators sieht vor, dass die Blechpakete jeweils aus einem gerollten Blech hergestellt sind, womit ebenfalls Stanzabfall redu-A further variant of the stator provides that the laminated cores are each made from a rolled sheet, which also reduces punching waste.

ziert werden kann. can be adorned.

Bei einer weiteren Ausführungsvariante des Stators kann vorgesehen sein, dass das Blechpaket oder die Blechpakete Blechlamellen aufweist/aufweisen, die miteilnander verbunden sind. Durch die Verbindung der Blechlamellen kann das ma-In a further embodiment variant of the stator it can be provided that the laminated core or the laminated cores has / have sheet metal lamellas which are connected to one another. By connecting the sheet metal lamellas, the ma

schinelle Handling der Blechpakete verbessert werden. fast handling of the laminated stacks can be improved.

Bevorzugt werden die Blechlamellen kurzschlussfrei miteinander verbunden, beispielsweise miteinander verklebt oder mit einem Backlack verbacken. Es ist aber auch möglich, dass die Blechlammen miteinander verschweißt, insbesondere The sheet metal lamellas are preferably connected to one another without short-circuits, for example glued to one another or baked with a baking varnish. But it is also possible for the sheet metal lamellas to be welded to one another, in particular

punktverschweißt, verstemmt oder verklemmt sind. are spot welded, caulked or jammed.

Nach einer anderen Ausführungsvariante des Stators kann auch vorgesehen werden, dass zwischen den Blechlamellen eine elektrische Isolierung angeordnet ist, According to another variant of the stator, it can also be provided that electrical insulation is arranged between the sheet metal lamellas,

wodurch Wirbelströme besser verhindert werden können. whereby eddy currents can be better prevented.

Gemäß einer anderen Ausführungsvariante des Stators kann vorgesehen sein, According to another embodiment of the stator it can be provided

dass die Kernhüllen jeweils ausschließlich einen Mantel für die Kernfüllungen bilden. Mit anderen Worten werden von einem Endbereich bis zum zweiten Endbereich durchgehende Ausnehmungen für die Aufnahme der Kernfüllung zur Verfügung gestellt. Mit dieser Ausführungsvariante ist eine einfache und rasche Befül-that the core shells each exclusively form a shell for the core fillings. In other words, continuous recesses for receiving the core filling are provided from one end area to the second end area. With this design variant, a simple and quick filling

lung der Zahnhüllen mit den Zahnfüllungen erreichbar. development of the tooth envelopes with the dental fillings.

Es ist aber gemäß einer Ausführungsvariante dazu auch möglich, dass die Kernhüllen jeweils einen Mantel und eine Abdeckung für die Kernfüllungen bilden. Die Vorteile dieser Ausführungsvariante treten insbesondere dann zu Tage, wenn die Zahnfüllungen vor der Anordnung der Zahnhüllen hergestellt werden. However, according to an embodiment variant, it is also possible for the core sheaths to each form a jacket and a cover for the core fillings. The advantages of this variant are particularly evident when the dental fillings are produced before the tooth sheaths are arranged.

N2018/33000-AT-00 N2018 / 33000-AT-00

sein, dass ein Endbereich durch ein gerolltes Blech gebildet ist und insbesondere ein Rückschlusselement des Stators bildet. Durch den gerollten Statorrückschluss kann der Stanzabfall im Vergleich zum „geschichteten“ Rückschluss ebenfalls re-be that an end area is formed by a rolled sheet metal and in particular forms a return element of the stator. Due to the rolled stator back yoke, the punching waste can also be reduced compared to the "layered" back yoke.

duziert werden. be dued.

Nach einer anderen Ausführungsvariante des Stators kann zur Erhöhung der Effizienz des Stators vorgesehen sein, dass das Rückschlusselement aus einem gerolltem, kornorientiertem Elektroblech gebildet ist, wobei die kristallographische According to another embodiment of the stator, in order to increase the efficiency of the stator, provision can be made for the return element to be formed from a rolled, grain-oriented electrical sheet, the crystallographic

Vorzugsrichtung in tangential Richtung ausgebildet ist. Preferred direction is formed in the tangential direction.

Es kann aber auch vorgesehen werden, dass das Rückschlusselement und die Kernfüllungen einstückig miteinander ausgebildet sind, womit ein besserer Kontakt zwischen Rückschlusselement und Zahnfüllungen erreicht werden kann. Zudem However, it can also be provided that the return element and the core fillings are formed in one piece with one another, so that better contact between the return element and tooth fillings can be achieved. In addition

kann die Anzahl an Einzelteilen für die Montage des Stators reduziert werden. the number of individual parts for assembling the stator can be reduced.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante der Axialflussmaschine weist diese zur Erhöhung der Leistungsdichte zwei Statoren auf, wobei zwischen den According to a preferred embodiment of the axial flux machine, this has two stators to increase the power density, with between the

beiden Statoren in der Axialrichtung ein Rotor angeordnet ist. a rotor is arranged on both stators in the axial direction.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden For a better understanding of the invention, it will be based on the following

Figuren näher erläutert. Figures explained in more detail.

Es zeigen jeweils in vereinfachter, schematischer Darstellung: They each show in a simplified, schematic representation:

Fig. 1 eine Axialflussmaschine; 1 shows an axial flow machine;

Fig. 2 einen Stator in Schrägansicht vom Luftspalt gesehen und mit einigen Magneten; 2 shows a stator in an oblique view from the air gap and with some magnets;

Fig. 3 Die Anordnung nach Fig. 2 in Schrägansicht auf das Rückschlusselement; 3 shows the arrangement according to FIG. 2 in an oblique view of the return element;

Fig. 4 eine Ausführungsvariante eines Statorzahnes in Ansicht vom Luftspalt aus; 4 shows a variant embodiment of a stator tooth in a view from the air gap;

N2018/33000-AT-00 N2018 / 33000-AT-00

Fig. 6 eine andere Ausführungsvariante eines Statorzahnes in Ansicht von oben; 6 shows another embodiment variant of a stator tooth in a view from above;

Fig. 7 den Statorzahn nach Fig. 6 in Seitenansicht geschnitten; 7 shows the stator tooth according to FIG. 6 in a side view;

Fig. 8 ein gerolltes Rückschlusselement in Schrägansicht; 8 shows a rolled yoke element in an oblique view;

Fig. 9 das Rückschlusselement nach Fig. 8 ausschnittsweise mit einem aufge-9 shows a section of the return element according to FIG. 8 with a

setzten Statorzahn; put stator tooth;

Fig. 10 einen Ausschnitt aus einer anderen Ausführungsvariante eines gerollten Stators mit Statorzähnen teilweise geschnitten und in Schrägan-10 shows a detail from another embodiment of a rolled stator with stator teeth partially cut and in oblique

sicht; Fig. 11 eine Ausführungsvariante einer Axialflussmaschine. view; 11 shows a variant embodiment of an axial flow machine.

Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind diese Lage-By way of introduction, it should be noted that in the differently described embodiments, the same parts are provided with the same reference symbols or the same component designations, whereby the disclosures contained in the entire description can be transferred accordingly to the same parts with the same reference symbols or the same component names. The position details chosen in the description, such as above, below, to the side, etc., also relate to the figure immediately described and shown and are these position-

angaben bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen. in the event of a change in position, information must be transferred to the new position accordingly.

Fig. 1 zeigt eine Axialflussmaschine 1 umfassend ein fakultatives Gehäuse 2, einen Stator 3 und zumindest einen Rotor 4. In der dargestellten Ausführungsvariante umfasst die Axialflussmaschine 1 zwei Rotoren 4, zwischen denen der Stator 3 angeordnet ist. Auf dem Rotor 4 bzw. den Rotoren 4 sind Magnete 5, beispiels-1 shows an axial flux machine 1 comprising an optional housing 2, a stator 3 and at least one rotor 4. In the embodiment variant shown, the axial flux machine 1 comprises two rotors 4, between which the stator 3 is arranged. On the rotor 4 or the rotors 4 are magnets 5, for example

weise Permanentmagnete, angeordnet. wise permanent magnets, arranged.

Es können auch mehrere Statoren 3 angeordnet sein. In diesem Fall sind vorzugsweise alle Statoren 3 gleich ausgebildet, sodass die folgenden Ausführungen auch A plurality of stators 3 can also be arranged. In this case, all stators 3 are preferably designed the same, so that the following statements also

auf die gegebenenfalls weiter vorhandenen Statoren 3 angewandt werden können. can be applied to the stators 3 which may still be present.

N2018/33000-AT-00 N2018 / 33000-AT-00

auf oder wird zumindest teilweise in das Rückschlusselement 12 eingesteckt. or is at least partially inserted into the return element 12.

Der Zahnkern 10 erstreckt sich also ausschließlich über den Bereich der Spulenwicklung 11. Die keine Spulenwicklungen 11 aufweisenden Bereiche der The tooth core 10 therefore extends exclusively over the area of the coil winding 11. The areas of FIG

Statorzähne 6 sind entweder dem Zahnkopf 8 oder dem Zahnfuß 9 zuzuordnen. Stator teeth 6 are to be assigned to either the tooth tip 8 or the tooth root 9.

Es sei jedoch erwähnt, dass sich, wie dies noch beschrieben wird, der Zahnkern 10 zumindest teilweise bis in zumindest einen der beiden Endbereiche erstrecken kann, also beispielsweise bis in den Zahnkopf 8, und zumindest einen Teil davon bilden kann. Somit kann also auch ein Werkstoff, aus dem der Zahnkern 10 besteht bzw. der er umfasst auch in zumindest einem der Endbereiche vorhanden It should be mentioned, however, that, as will be described later, the tooth core 10 can extend at least partially into at least one of the two end regions, that is to say, for example, into the tooth tip 8, and can form at least part of it. Thus, a material from which the tooth core 10 is made or which it comprises can also be present in at least one of the end regions

sein. be.

Der Zahnfuß 9 und/oder der Zahnkopf 8 kann/können einteilig mit dem Zahnkern 10 ausgebildet sein. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass der Zahnfuß 9 und/oder der Zahnkopf 8 mit dem Zahnkern 10 über eine Kleberverbindung oder The tooth root 9 and / or the tooth tip 8 can be formed in one piece with the tooth core 10. However, there is also the possibility that the tooth root 9 and / or the tooth head 8 with the tooth core 10 via an adhesive connection or

dgl. verbunden ist/sind. Like. Is / are connected.

Für die bessere Ausnutzung des Maschinenraums kann/können der Zahnfuß 9 und/oder der Zahnkopf 8 einen größere Querschnittsfläche als der Zahnkern 10 For better utilization of the machine space, the tooth root 9 and / or the tooth tip 8 can have a larger cross-sectional area than the tooth core 10

aufweisen, sodass sie über diesen vorragend (vollumfänglich) ausgebildet sind. Der Zahnfuss 9 kann auch das Rückschlusselement 12 bilden have so that they protrude (fully) over this. The tooth root 9 can also form the return element 12

Zumindest zwischen der Spulenwicklung 11 und dem Zahnkern 10 ist eine nicht At least one is not between the coil winding 11 and the tooth core 10

weiter dargestellte elektrische Isolierung angeordnet. further illustrated electrical insulation arranged.

7728 N2018/33000-AT-00 7728 N2018 / 33000-AT-00

gewünschte Leistungsmerkmale. desired performance features.

Die Statorzähne 6 sind gleichmäßig verteilt über den Umfang des Stators 3 ange-The stator teeth 6 are evenly distributed over the circumference of the stator 3.

ordnet. arranges.

Die Statorzähne 6 insgesamt und auch die Zahnkerne 10 weisen in Richtung der Axialrichtung 7 betrachtet eine zumindest annähernd trapezförmigen Querschnitts-The stator teeth 6 as a whole and also the tooth cores 10, viewed in the direction of the axial direction 7, have an at least approximately trapezoidal cross-sectional

fläche auf. area on.

In den Fig. 2 und 3 sind der Vollständigkeit halber auch noch die Magnete 5 des Rotors 4 (Fig. 1) dargestellt. Ein Teil der Magnete 5 wurde entfernt, um eine bes-In FIGS. 2 and 3, the magnets 5 of the rotor 4 (FIG. 1) are also shown for the sake of completeness. Some of the magnets 5 have been removed in order to

sere Einsicht auf die Statorzähne 6 zu ermöglichen. To enable sere insight into the stator teeth 6.

Das, insbesondere ringförmige, Rückschlusselement 12 des Stators 3 kann aus The in particular ring-shaped return element 12 of the stator 3 can consist of

einem hierfür üblichen Werkstoff bestehen. a material customary for this purpose.

Die Zahnkerne 10 sind hingegen als Hybridelemente ausgebildet und weisen eine Kernfüllung 13 und eine Kernhülle 14 auf, die besser aus Fig. 5 zu ersehen ist, die The tooth cores 10, on the other hand, are designed as hybrid elements and have a core filling 13 and a core sheath 14, which can be seen better from FIG

zusammen mit Fig. 4 eine erste Ausführungsvariante eines Statorzahns 6 zeigt. together with FIG. 4 shows a first variant embodiment of a stator tooth 6.

Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass im Folgenden nur ein Statorzahn 6 beschrieben wird. Diese Ausführungen können auch auf die weiteren Statorzähne 6 des Rotors 4 übertragen werden, da bevorzugt sämtliche It should be pointed out at this point that only one stator tooth 6 is described below. These statements can also be transferred to the further stator teeth 6 of the rotor 4, since preferably all of them

Statorzähne 6 gleich ausgebildet sind. Stator teeth 6 are formed the same.

Die Kernhülle 14 ist in der dargestellten Ausführungsvariante einteilig mit dem Zahnkopf 8 ausgebildet. Zudem ist der Zahnfuß 9 teilweise durch das Rückschlusselement 12 gebildet. Dazu weist das Rückschlusselement 12 eine Ausnehmung auf, in der der Statorzahn 6 formschlüssig aufgenommen ist, wie dies insbesondere aus der Querschnittsdarstellung in Fig. 5 ersichtlich ist. Der nicht über den In the embodiment variant shown, the core sheath 14 is formed in one piece with the tooth head 8. In addition, the tooth root 9 is partially formed by the return element 12. For this purpose, the return element 12 has a recess in which the stator tooth 6 is received in a form-fitting manner, as can be seen in particular from the cross-sectional view in FIG. 5. The one not about that

Zahnkern 10 vorspringende Teil des Zahnfußes 9 wird dabei durch die Kernhülle Tooth core 10 protruding part of the tooth root 9 is thereby through the core shell

N2018/33000-AT-00 N2018 / 33000-AT-00

der Zahnfuß 9 die Form des Zahnkopfes 8 haben kann. the tooth base 9 can have the shape of the tooth tip 8.

Die Kernhülle 14 (wie auch der Zahnkopf 8 bei dieser Ausführungsvariante) besteht aus einem SMC-Werkstoff (Soft Magnetic Composite). Sie wird bevorzugt pulvermetallurgisch hergestellt und ermöglicht eine verlustarme dreidimensionale Magnetfluss-Führung. Da derartige Verfahren an sich bekannt sind, erübrigen sich The core sheath 14 (like the tooth head 8 in this embodiment variant) consists of an SMC material (Soft Magnetic Composite). It is preferably manufactured using powder metallurgy and enables low-loss, three-dimensional magnetic flux guidance. Since such methods are known per se, they are not necessary

weitere Ausführungen dazu. further information on this.

SMC-Werkstoffe sind seit langem bekannt. Es handelt sich um Pulver aus weichmagnetischem Material, deren Oberfläche mit einer elektrisch isolierenden Schicht überzogen ist. Diese Pulver werden durch Pressen zu weichmagnetischen Bauteilen konsolidiert. Das SMC-Pulver weist Partikel auf, die einen Kern umfassen, der von einer Isolierschicht oder mehreren Isolierschichten umgeben ist, bzw. besteht aus dem Kern und der zumindest einen Isolierschicht. Gegebenenfalls kann auRen auf der Isolierschicht noch eine Binderschicht aufgebracht sein, mit der die SMC materials have been known for a long time. It is a powder made of soft magnetic material, the surface of which is covered with an electrically insulating layer. These powders are consolidated into soft magnetic components by pressing. The SMC powder has particles which comprise a core which is surrounded by an insulating layer or a plurality of insulating layers, or consists of the core and the at least one insulating layer. If necessary, a binder layer can also be applied on the outside of the insulating layer, with which the

einzelnen Partikel miteinander verbunden werden können. individual particles can be connected to each other.

Der Kern der SMC-Pulver Partikel kann Reineisen aufweisen bzw. daraus bestehen. Es sind aber auch andere magnetisierbare Werkstoffe bzw. Legierungen als Kern einsetzbar, wie z.B. Eisenlegierungen, die üblicherweise für die Herstellung The core of the SMC powder particles can contain or consist of pure iron. However, other magnetizable materials or alloys can also be used as the core, such as iron alloys, which are usually used for manufacture

von Elektroblechen verwendet werden. used by electrical steel sheets.

Dieser Kern ist vollständig von der zumindest einen Isolierschicht umgeben. Die zumindest eine Isolierschicht kann organischer, z.B. ein Silikonlack, oder metallorganischer oder anorganischer Natur sein, z.B. eine Oxidschicht, eine Silikatschicht, eine Phosphatschicht. Im Fall von mehreren Isolierschichten können diese auch aus unterschiedlichen Werkstoffen bestehen, beispielsweise ausgewählt aus This core is completely surrounded by the at least one insulating layer. The at least one insulating layer can be of an organic nature, e.g. a silicone varnish, or an organometallic or inorganic nature, e.g. an oxide layer, a silicate layer, a phosphate layer. In the case of several insulating layers, these can also consist of different materials, for example selected from

den genannten Werkstoffen. the mentioned materials.

Die Isolierschicht kann bzw. die Isolierschichten können eine mittlere Schichtdicke (arithmetisches Mittel aus zumindest zehn Einzelwerten) zwischen 0,01 um und The insulating layer or the insulating layers can have an average layer thickness (arithmetic mean of at least ten individual values) between 0.01 μm and

800 um aufweisen. 800 µm.

N2018/33000-AT-00 N2018 / 33000-AT-00

Prinzipiell ist dieser Aufbau von SMC-Pulvern ebenfalls aus dem Stand der Tech-In principle, this structure of SMC powders is also from the state of the art

nik bekannt, sodass sich weitere Ausführungen dazu erübrigen. nik, so that further details are not necessary.

Die Kernfüllung 13 der Statorzähne 6 ist hingegen aus einem zum SMC-Werkstoff unterschiedlichen eisenbasierten Werkstoff gebildet bzw. umfasst diesen. Beispielsweise kann ein Elektroblech verwendet werden, wie es für elektrische Maschinen und Magnetkreise mit wechselnden Magnetfeldern bekannterweise einge-The core filling 13 of the stator teeth 6, on the other hand, is formed from an iron-based material that is different from the SMC material or comprises this. For example, an electrical sheet can be used, as is known for electrical machines and magnetic circuits with changing magnetic fields.

setzt wird. is set.

Gemäß einer Ausführungsvariante zu der eben beschriebenen Ausführung des Statorzahnes 6 kann auch nur einer der Endabschnitte, insbesondere der Zahnkopf 8, aus dem SMC-Werkstoff bestehen. In diesem Fall wird die Zahnhülle 14 According to a variant of the embodiment of the stator tooth 6 just described, only one of the end sections, in particular the tooth head 8, can also consist of the SMC material. In this case, the tooth envelope 14

aus dem Werkstoff der Kernfüllung 13 gebildet bzw. besteht aus dieser. formed from the material of the core filling 13 or consists of this.

Vorzugsweise füllt die Kernfüllung 13 das von der Zahnhülle 14 umgebene Volu-The core filling 13 preferably fills the volume surrounded by the tooth shell 14

men zu 90 % bis 100 %, insbesondere zu 100 %, aus. 90% to 100%, especially 100%.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante des Stators 3 wird die Kernfüllung 13 durch ein Blechpaket aus mehreren Blechen 15 gebildet. Es können dazu bekannt Elektrobleche verwendet werden, also beispielsweise nicht orientierte magnetische Stahlbleche. Zur Leistungssteigerung können gemäß einer weiteren Ausführungsvariante kornorientierte magnetische (Stahl-)Bleche eingesetzt werden. Kornorientierte Bleche 15 an sich sind aus dem Stand der Technik bekannt, sodass darauf verwiesen sei. Die kristallographische Orientierung dieser Bleche ist bei Anwendung für die Kernfüllungen 13 der Statorzähne 6 in axialer Richtung According to a preferred embodiment of the stator 3, the core filling 13 is formed by a laminated core made of several metal sheets 15. Known electrical steel sheets can be used for this purpose, for example non-oriented magnetic steel sheets. According to a further embodiment variant, grain-oriented magnetic (steel) sheets can be used to increase performance. Grain-oriented sheets 15 per se are known from the prior art, so reference is made to them. When used for the core fillings 13 of the stator teeth 6, the crystallographic orientation of these sheets is in the axial direction

ausgebildet. educated.

Die Bleche 15 haben vorzugsweise eine Blechdicke ausgewählt aus einem Bereich von 0,05 mm bis 0,5 mm. Eine Breite und eine Länge der Bleche 15 ist übli-The sheets 15 preferably have a sheet thickness selected from a range from 0.05 mm to 0.5 mm. A width and a length of the sheets 15 is usual

cherweise deutlich größer als die Blechdicke. usually significantly larger than the sheet thickness.

N2018/33000-AT-00 N2018 / 33000-AT-00

Die Bleche 15 sind senkrecht auf die Endbereiche des Statorzahns 6 verlaufend angeordnet. Sie sind also in der Kernhülle 14 stehend angeordnet, wie dies aus den Fig. 4 und 5 ersichtlich ist. Weiter ist die durch die Länge und Breite definierte Fläche jedes Bleches 15 vorzugsweise senkrecht stehend auf eine radiale Richtung 16 durch den Statorzahn 6 orientiert im Statorzahn 6 bzw. im Stator 3 angeordnet, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist. Die seitlichen Stirnflächen der Bleche 15 weisen also annähernd in die Umfangsrichtung 17 des Stators 3. Mit „annähernd“ ist dabei gemeint, dass die ringförmige Ausbildung des Stators 3 zu berücksichtigen The metal sheets 15 are arranged to run perpendicular to the end regions of the stator tooth 6. They are therefore arranged upright in the core shell 14, as can be seen from FIGS. 4 and 5. Furthermore, the surface of each metal sheet 15 defined by the length and width is preferably arranged vertically in a radial direction 16 through the stator tooth 6 in the stator tooth 6 or in the stator 3, as shown in FIG. The lateral end faces of the metal sheets 15 therefore point approximately in the circumferential direction 17 of the stator 3. By “approximately” it is meant that the annular design of the stator 3 must be taken into account

ist. is.

Gemäß einer Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass das Blechpaket aus einem gewickelten Blech hergestellt ist. Dazu wird ein Blech auf einen Dorn aufgewickelt. Der von der Kernhülle 14 umgebene Hohlraum kann in diesem Fall auch einen trapezförmigen Querschnitt aufweisen (in Richtung der Axialrichtung 7 betrachtet). According to one embodiment variant, it can be provided that the laminated core is made from a wound sheet metal. To do this, a sheet metal is wound onto a mandrel. The cavity surrounded by the core envelope 14 can in this case also have a trapezoidal cross section (viewed in the direction of the axial direction 7).

Es sei an dieser Stelle erwähnt, dass die Begriffe „gewickelt“ und „gerollt“ in Hinblick auf ein aus einem Metallband hegestelltes Blechpakte synonym verwendet It should be mentioned at this point that the terms “wound” and “rolled” are used synonymously with regard to a sheet-metal package made from a metal strip

werden. will.

Durch das Wickeln des Metallbandes entsteht ein Blechpaket, das aus in radialer Richtung übereinander angeordneten Blechlamellen besteht (unmittelbar nach dem Wickeln sind die Blechlamellen aufgrund des Bandwickelns noch zusammenhängend). Zur besseren Handhabung des gewickelten Blechpaketes, insbesondere wenn daraus die Kernfüllungen 13 hergestellt werden, können die Blechlamellen miteinander verbunden werden. Die Verbindung kann beispielsweise durch Stanzpaketieren, Verstemmen der Blechlamellen miteinander, allgemein durch Verklemmen der Blechlamellen miteinander, etc., erfolgen. Neben dieser Art der Verbindung können die Blechlamellen aber auch ausschließlich aufgrund der Reibung zwischen den Blechlamellen verbunden sein. Dazu kann das Metallband unter Zug gewickelt werden. Zusätzlich zu den formschlüssigen bzw. kraftschlüssigen Verbindungsarten können die Blechlamellen auch stoffschlüssig verbunden The winding of the metal strip creates a laminated core consisting of sheet metal lamellas arranged one above the other in the radial direction (immediately after winding, the sheet metal lamellae are still connected due to the band winding). For better handling of the wound laminated core, in particular when the core fillings 13 are produced therefrom, the sheet metal lamellas can be connected to one another. The connection can be made, for example, by means of a punch package, caulking the sheet metal lamellae with one another, generally by clamping the sheet metal lamellae together, etc. In addition to this type of connection, the sheet-metal lamellae can also be connected exclusively due to the friction between the sheet-metal lamellae. For this purpose, the metal tape can be wound under tension. In addition to the form-fitting or non-positive connection types, the sheet metal lamellas can also be materially connected

sein, beispielsweise durch Punktschweißen, Kleben, Backen, etc.. Zum Backen be, for example by spot welding, gluing, baking, etc .. For baking

N2018/33000-AT-00 N2018 / 33000-AT-00

wird auf das Metallband ein sogenannter Backlack zumindest einseitig aufgetragen und danach die Verbindung bei erhöhter Temperatur über den Lack hergestellt werden. Der Lack kann dabei gleichzeitig eine elektrische Isolierung zwischen den Blechlamellen bilden. Generell ist es aber auch möglich, zwischen den Blechlamellen eine elektrische Isolierung anzuordnen, beispielsweise in Streifen-a so-called baking varnish is applied to at least one side of the metal strip and then the connection is made at an elevated temperature via the varnish. The paint can simultaneously form electrical insulation between the sheet metal lamellas. In general, however, it is also possible to arrange electrical insulation between the sheet metal lamellas, for example in strips

form, wobei der Streifen mit dem Metallband mitgewickelt werden kann. form, whereby the strip can be wrapped with the metal tape.

Die Ausführungen zur Verbindung der Blechlamellen miteinander und zur Isolierung gegeneinander können im Rahmen dieser Beschreibung generell auf ge-The explanations for the connection of the sheet metal lamellas with one another and for insulation against one another can generally be

nannte Blechpakete angewandt werden. so-called laminated cores are used.

Es besteht die Möglichkeit, dass das Blechpaket aus Blechen mit unterschiedlicher Breite gebildet ist, also als in Draufsicht betrachtet „treppenförmiger“ Blechstapel ausgebildet. Die einzelnen Bleche 15 können dazu in der entsprechenden Form aus einem größeren Blech ausgestanzt oder aus einem Blechstreifen mit korrekter Breite abgeschnitten werden. In diesem Fall können Seitenwände der Kernhülle 14 auf der dem das Blechpaket aufnehmenden Hohlraum mit Stufen ausgeführt sein, wie dies aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich ist. Die einzelnen Bleche 15 können als rechtwinkelige Streifen ausgeführt sein, die in einem Magazin lose gehalten und im Assemblierungsprozess in den Hohlraum der Kernhülle 14 einge-There is the possibility that the laminated core is formed from sheets of different widths, that is to say is designed as a “stepped” sheet stack when viewed from above. For this purpose, the individual metal sheets 15 can be punched out of a larger sheet metal in the appropriate shape or cut from a sheet metal strip with the correct width. In this case, the side walls of the core shell 14 can be designed with steps on the cavity receiving the laminated core, as can be seen from FIGS. 2 and 3. The individual metal sheets 15 can be designed as right-angled strips, which are held loosely in a magazine and inserted into the cavity of the core casing 14 during the assembly process.

fügt werden können. can be added.

In der Fig. 6 bis 10 sind weitere und gegebenenfalls für sich eigenständige Ausführungsvarianten des Rotors 2 bzw. des Statorzahns 6 gezeigt, wobei wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen bzw. Bauteilbezeichnungen wie in den vorangegangenen Fig.1 bis 5 verwendet werden. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird dazu auf die detaillierte Beschreibung der Figuren 1 bis 5 hinge-In FIGS. 6 to 10 further and possibly independent design variants of the rotor 2 or of the stator tooth 6 are shown, the same reference numerals or component designations being used for the same parts as in the previous FIGS. 1 to 5. To avoid unnecessary repetitions, please refer to the detailed description of Figures 1 to 5.

wiesen bzw. Bezug genommen. pointed or referred to.

Bei der in den Fig. 4 und 5 dargestellten Ausführungsvariante des Stators 3 bzw. des Statorzahns 6 bildet die Kernhülle 14 ausschließlich einen Mantel für die Kernfüllung 13. Mit anderen Worten ausgedrückt ist der Hohlraum zur Aufnahme der In the embodiment variant of the stator 3 and the stator tooth 6 shown in FIGS. 4 and 5, the core casing 14 exclusively forms a jacket for the core filling 13. In other words, the cavity is for receiving the

Kernfüllung 14 oben und unten offen, d.h. dass die Ausnehmung für die Aufnahme Core filling 14 open at the top and bottom, i.e. the recess for receiving

N2018/33000-AT-00 N2018 / 33000-AT-00

des Kernfüllung 13 als Durchbruch durch den Statorzahn 6 ausgebildet ist. Die of the core filling 13 is designed as a breakthrough through the stator tooth 6. The

Kernhülle 14 bildet eine Hülse für die Kernfüllung 13. Core cover 14 forms a sleeve for core filling 13.

Die Fig. 6 und 7 zeigen zum Unterschied dazu eine Ausführungsvariante eines Statorzahns 6 des Stators 3 (Fig. 2 und 3), bei der Kernhülle 14 eine Sacklochbohrung zur Aufnahme der Kernfüllung 13 aufweist. Die Kernhülle 14 bildet bei dieser Ausführungsvariante also nicht nur den Mantel für die Kernfüllung 13, sondern auch eine Abdeckung. Die Abdeckung ist mit dem Mantel einstückig ausgebildet. Damit ist der Statorzahn 6 in einem Endbereich vollständig geschlossen mit dem SMC-Werkstoff ausgeführt. In contrast to this, FIGS. 6 and 7 show a variant embodiment of a stator tooth 6 of the stator 3 (FIGS. 2 and 3), in which the core casing 14 has a blind hole for receiving the core filling 13. In this embodiment variant, the core casing 14 not only forms the jacket for the core filling 13, but also a cover. The cover is formed in one piece with the jacket. The stator tooth 6 is thus completely closed in one end area with the SMC material.

Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass der SMC-Werkstoff als Flusssammler For the sake of completeness, it should be mentioned that the SMC material is used as a flow collector

dient. serves.

Generell für sämtliche Ausführungsvarianten der Erfindung kann gelten, dass eine Wandstärke 18 der Kernhülle 14 mindestens 2mm beträgt. Diese Wandstärke In general, it can apply to all embodiment variants of the invention that a wall thickness 18 of the core sheath 14 is at least 2 mm. This wall thickness

kann aber abhängig von der Variante und Maschinenbaugröße auch größer sein. but can also be larger, depending on the variant and machine size.

Eine Wandstärke 19 der beschriebenen Abdeckung kann zwischen 2 mm und 10 A wall thickness 19 of the cover described can be between 2 mm and 10

mm betragen. mm.

Das (ringförmige) Rückschlusselement 12 (Fig. 2 und 3) kann als kompakte Platte ausgeführt sein. Nach einer Ausführungsvariante des Stators 3, die in Fig. 8 dargestellt ist, kann vorgesehen sein, dass das Rückschlusselement 12 als gerolltes Blech, d.h. als gerollter Blechstreifen 20 ausgeführt ist. Dieses Rückschlusselement 12 kann gemäß einer weiteren Ausführungsvariante auch einen Endbereich des Statorzahns 6 bilden. Das Rückschlusselement 12 kann aus nur einem einzi-The (ring-shaped) return element 12 (FIGS. 2 and 3) can be designed as a compact plate. According to a variant embodiment of the stator 3, which is shown in FIG. 8, it can be provided that the return element 12 is designed as a rolled sheet metal, i.e. as a rolled sheet metal strip 20. According to a further embodiment variant, this return element 12 can also form an end region of the stator tooth 6. The return element 12 can consist of just a single

gen Blechstreifen 20 hergestellt sein. gene sheet metal strips 20 be made.

Die Blechdicke des gerollten Blechstreifens 20 kann zwischen 0,05 mm und 0,5 The sheet thickness of the rolled sheet metal strip 20 can be between 0.05 mm and 0.5

mm betragen. mm.

Mit dieser Ausführungsvariante kann der Stanzabfall für die Herstellung des Rück-With this variant, the punching waste for the production of the back

schlusselementes 12 deutlich reduziert bzw. beinahe eliminiert werden. Zudem Closing element 12 can be significantly reduced or almost eliminated. In addition

N2018/33000-AT-00 N2018 / 33000-AT-00

kann auch ein anisotroper Werkstoff für das Rückschlusselement 12 eingesetzt An anisotropic material can also be used for the return element 12

werden. Die Verwendung eines isotropen Werkstoffes ist ebenfalls möglich. will. The use of an isotropic material is also possible.

Gemäß einer Ausführungsvariante des Stators 3 dazu kann vorgesehen sein, dass das Rückschlusselement 12 aus einem gerolltem, kornorientiertem Elektroblech gebildet ist, wobei die kristallographische Vorzugsrichtung in tangential Rich-According to one embodiment of the stator 3, it can be provided that the return element 12 is formed from a rolled, grain-oriented electrical sheet, the preferred crystallographic direction in the tangential direction.

tung ausgebildet ist. device is formed.

Wie in Fig. 8 angedeutet und in Fig. 9 gezeigt, kann der Statorzahn 6 einfach auf das Rückschlusselement 12 aufgesetzt (oder in eine entsprechende Nut in diesem As indicated in FIG. 8 and shown in FIG. 9, the stator tooth 6 can simply be placed on the return element 12 (or in a corresponding groove in it

eingesetzt) und damit verbunden, z.B. verklebt, sein. inserted) and connected to it, e.g. glued.

Obwohl in Fig. 9 die Ausführungsvariante des Statorzahns 6 nach den Fig. 4 und 5 mit der durchgängigen Ausnehmung für die Bleche 15 dargestellt ist, kann der Statorzahn 6 auch anders ausgeführt sein, insbesondere mit dem Sackloch verse-Although FIG. 9 shows the variant of the stator tooth 6 according to FIGS. 4 and 5 with the continuous recess for the metal sheets 15, the stator tooth 6 can also be designed differently, in particular with the blind hole.

hen sein, wie dies für diese Ausführungsvariante in den Fig. 6 und 7 gezeigt ist. hen, as shown in FIGS. 6 and 7 for this embodiment variant.

Es ist möglich, dass bei der Ausführungsvariante des Stators 3 nach Fig. 9 sowohl für die Bleche 15 als auch für das Rückschlusselement 12, d.h. insbesondere den Blechstreifen 20, auch ein anisotroper Werkstoff verwendet wird. Die Verwendung It is possible that in the variant of the stator 3 according to FIG. 9, an anisotropic material is also used both for the metal sheets 15 and for the return element 12, i.e. in particular the sheet metal strip 20. The usage

eines isotropen Werkstoffes ist ebenfalls möglich. an isotropic material is also possible.

Gemäß einer Ausführungsvariante dazu, die in Fig. 10 gezeigt ist, besteht die Möglichkeit, dass das Rückschlusselement 12 und die Kernfüllung 13 einstückig miteinander ausgebildet sind. Das Rückschlusselement 12 ist hier ebenfalls aus einem (einzigen) gerollten Blechstreifen 20 hergestellt. In diesem Fall wird für das Rückschlusselement 20 und die Bleche 15 der Kernfüllung 13 insbesondere ein According to an embodiment variant of this, which is shown in FIG. 10, there is the possibility that the return element 12 and the core filling 13 are formed in one piece with one another. The return element 12 is here also made from a (single) rolled sheet metal strip 20. In this case, for the return element 20 and the sheets 15 of the core filling 13, in particular one

isotroper Werkstoff verwendet. isotropic material used.

Obwohl in Fig. 10 die Ausführungsvariante des Statorzahns 6 nach den Fig. 4 und 5 mit der durchgängigen Ausnehmung für die Bleche 15 dargestellt ist, kann der Statorzahn 6 auch anders ausgeführt sein, insbesondere mit dem Sackloch verse-Although FIG. 10 shows the variant of the stator tooth 6 according to FIGS. 4 and 5 with the continuous recess for the metal sheets 15, the stator tooth 6 can also be designed differently, in particular with the blind hole.

hen sein, wie dies für diese Ausführungsvariante in den Fig. 6 und 7 gezeigt ist. hen, as shown in FIGS. 6 and 7 for this embodiment variant.

N2018/33000-AT-00 N2018 / 33000-AT-00

In Fig. 11 ist eine weitere Ausführungsvariante der Axialflussmaschine 1 dargestellt. Anders als bei der Ausführungsvariante der Axialflussmaschine 1 nach Fig. 1 weist diese nicht zwei Rotoren 4, sondern nur einen Rotor 4 auf. Der Rotor 4 ist — In der Axialrichtung betrachtet —- zwischen zwei Statoren 4 angeordnet, die entsprechend der Erfindung ausgebildet sind. Der Rotor ist beidseitig mit mehreren Magneten 5 (Permanentmagnete) bestückt. Die beiden Statoren 4 sind so angeordnet, dass das Rückschlusselemente 12 jeweils auf der vom Rotor 4 abgewand-In Fig. 11, a further embodiment of the axial flow machine 1 is shown. In contrast to the embodiment variant of the axial flow machine 1 according to FIG. 1, it does not have two rotors 4, but only one rotor 4. The rotor 4 is - viewed in the axial direction - arranged between two stators 4 which are designed according to the invention. The rotor is equipped with several magnets 5 (permanent magnets) on both sides. The two stators 4 are arranged in such a way that the return element 12 is in each case on the

ten Seite des Stators 3, also außen, angeordnet sind. th side of the stator 3, ie outside, are arranged.

Der Stator 3 nach der Erfindung kann beispielsweise in einer Traktionsmaschine The stator 3 according to the invention can, for example, be used in a traction machine

für Kraftfahrzeuge oder Luftfahrzeuge eingesetzt werden. be used for motor vehicles or aircraft.

Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten des Stators 3 bzw. des Statorzahns 6, wobei auch Kombinationen der einzelnen Ausführungsva-The exemplary embodiments show possible design variants of the stator 3 or the stator tooth 6, with combinations of the individual design variants

rianten untereinander möglich sind. riants are possible with each other.

Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus der Axialflussmaschine 1, des Stators 3 bzw. des Stator-For the sake of order, it should finally be noted that for a better understanding of the structure of the axial flux machine 1, the stator 3 or the stator

zahns 6 diese nicht zwingenderweise maßstäblich dargestellt sind. tooth 6 these are not necessarily shown to scale.

N2018/33000-AT-00 N2018 / 33000-AT-00

15 15th

Bezugszeichenliste List of reference symbols

Axialflussmaschine Gehäuse Axial flux machine housing

Stator stator

Rotor rotor

Magnet magnet

Statorzahn Axialrichtung Zahnkopf Stator tooth axial direction tooth tip

Zahnfuß Tooth root

Zahnkern Spulenwicklung Rückschlusselement Kernfüllung Kernhülle Tooth core coil winding return element core filling core envelope

Blech sheet

Richtung Umfangsrichtung Wandstärke Wandstärke Direction circumferential direction wall thickness wall thickness

Blechstreifen Sheet metal strips

N2018/33000-A T-00 N2018 / 33000-A T-00

Claims (15)

PatentansprücheClaims 1. Stator (3) für eine Axialflussmaschine, umfassend eine Mehrzahl an Statorzähnen (6), die zwei in einer Axialrichtung (7) gegenüberliegende Endabschnitte und zwischen den Endabschnitten jeweils einen Zahnkern (10) aufweisen, wobei die Statorzähne (10) einen SMC-Werkstoff aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnkerne (10) —- in Draufsicht betrachtet - jeweils eine Kernfüllung (13) und eine Kernhülle (14) aufweisen, wobei die Kernfüllungen (13) aus einem weichmagnetischen Werkstoff gebildet sind und wobei weiter entweder die Kernhüllen (14) oder die Kernhüllen und zumindest ein Teil zumindest eines der Endabschnitte der Statorzähne (6) aus dem dazu unterschiedlichen SMC-Werk-1. A stator (3) for an axial flux machine, comprising a plurality of stator teeth (6) which have two end sections lying opposite one another in an axial direction (7) and a tooth core (10) between the end sections, the stator teeth (10) having an SMC Have material, characterized in that the tooth cores (10) - viewed in plan view - each have a core filling (13) and a core shell (14), the core fillings (13) being formed from a soft magnetic material and furthermore either the core shells (14) or the core shells and at least a part of at least one of the end sections of the stator teeth (6) from the different SMC work stoff gebildet sind. fabric are formed. 2. Stator (3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kern-2. stator (3) according to claim 1, characterized in that the core füllungen (13) jeweils durch ein Blechpaket gebildet sind. fillings (13) are each formed by a laminated core. 3. Stator (3) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Blech-3. stator (3) according to claim 2, characterized in that the sheet metal pakete aus Blechen (15) unterschiedlicher Breite gebildet sind. packages are formed from metal sheets (15) of different widths. 4. Stator (3) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Blechpakete aus kornorientierten Elektroblechen gebildet sind, wobei die kristallo-4. stator (3) according to claim 2 or 3, characterized in that the laminated cores are formed from grain-oriented electrical steel sheets, the crystallo- graphische Vorzugsrichtung in axialer Richtung ausgebildet ist. graphic preferred direction is formed in the axial direction. 5. Stator (3) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeich-5. stator (3) according to one of claims 2 to 4, characterized in net, dass die Blechpakete jeweils aus einem gerollten Blech hergestellt sind. net that the laminated cores are each made from a rolled sheet. 6. Stator (3) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Blechpaket oder die Blechpakete miteinander verbundene Blechla-6. stator (3) according to one of claims 2 to 5, characterized in that the laminated core or the laminated cores interconnected sheet metal mellen aufweist/aufweisen. has / have mellen. N2018/33000-AT-00 N2018 / 33000-AT-00 7. Stator (3) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Blechlamellen bereichsweise verschweißt oder verklebt oder mit einem Backlack verba-7. stator (3) according to claim 6, characterized in that the sheet-metal lamellae are welded or glued in places or verba- cken oder verstemmt oder verklemmt sind. stuck or caulked or jammed. 8. Stator (3) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen 8. stator (3) according to claim 7, characterized in that between den Blechlamellen eine elektrische Isolierung angeordnet ist. the sheet metal lamellas an electrical insulation is arranged. 9. Stator (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kernhüllen (14) jeweils ausschließlich einen Mantel für die Kernfül-9. stator (3) according to one of claims 1 to 8, characterized in that the core sheaths (14) each have only one jacket for the core filling lungen (13) bilden. lungs (13). 10. Stator (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kernhüllen (14) jeweils einen Mantel und eine Abdeckung für die 10. stator (3) according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the core sheaths (14) each have a jacket and a cover for the Kernfüllungen (13) bilden. Form core fillings (13). 11. Stator (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Endbereich der Statorzähne (6) durch ein gerolltes Blech gebildet ist 11. stator (3) according to one of claims 1 to 10, characterized in that an end region of the stator teeth (6) is formed by a rolled sheet metal und insbesondere ein Rückschlusselement (12) des Stators (3) bildet. and in particular forms a return element (12) of the stator (3). 12. Stator (3) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlusselement (12) aus einem gerolltem, kornorientiertem Elektroblech gebildet ist, wobei die kristallographische Vorzugsrichtung in tangential Richtung 12. Stator (3) according to claim 11, characterized in that the return element (12) is formed from a rolled, grain-oriented electrical sheet, the crystallographic preferred direction in the tangential direction ausgebildet ist. is trained. 13. Stator (3) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlusselement (12) und die Kernfüllungen (13) miteinander einstückig aus-13. Stator (3) according to claim 11, characterized in that the return element (12) and the core fillings (13) are made in one piece with one another. gebildet sind. are formed. 14. Axialflussmaschine (1) umfassend einen Stator (3) oder mehrere Sta-14. Axial flux machine (1) comprising a stator (3) or several sta- toren (3) und zumindest einen Rotor (4), dadurch gekennzeichnet, dass der Stator gates (3) and at least one rotor (4), characterized in that the stator N2018/33000-AT-00 N2018 / 33000-AT-00 (3) oder die Statoren (3) entsprechend einem der Ansprüche 1 bis 13 ausgebildet (3) or the stators (3) designed according to one of claims 1 to 13 ist oder sind. is or are. 15. Axialflussmaschine (1) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass diese zwei Statoren (3) umfasst, wobei zwischen den beiden Statoren (3) in 15. Axial flux machine (1) according to claim 14, characterized in that it comprises two stators (3), wherein between the two stators (3) in der Axialrichtung ein Rotor (4) angeordnet ist. a rotor (4) is arranged in the axial direction. N2018/33000-AT-00 N2018 / 33000-AT-00
ATA50626/2019A 2019-07-09 2019-07-09 Stator for an axial flux machine AT522710A1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ATA50626/2019A AT522710A1 (en) 2019-07-09 2019-07-09 Stator for an axial flux machine
CN202080036595.XA CN113939972A (en) 2019-07-09 2020-07-08 Stator for axial flow machine
PCT/AT2020/060263 WO2021003509A1 (en) 2019-07-09 2020-07-08 Stator for an axial flow machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ATA50626/2019A AT522710A1 (en) 2019-07-09 2019-07-09 Stator for an axial flux machine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
AT522710A1 true AT522710A1 (en) 2021-01-15

Family

ID=72139412

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ATA50626/2019A AT522710A1 (en) 2019-07-09 2019-07-09 Stator for an axial flux machine

Country Status (3)

Country Link
CN (1) CN113939972A (en)
AT (1) AT522710A1 (en)
WO (1) WO2021003509A1 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN118056344A (en) 2021-10-07 2024-05-17 米巴电动汽车有限公司 Axial flow machine
CN116707174A (en) * 2022-02-28 2023-09-05 通用汽车环球科技运作有限责任公司 Axial flux electric machine comprising a hybrid stator core with SMC parts and laminated parts with locking mechanism
CN116780795A (en) * 2022-03-10 2023-09-19 通用汽车环球科技运作有限责任公司 Axial flux electric machine comprising an insulated hybrid stator core with soft magnetic composite material portions and laminated layers
FR3144438A1 (en) * 2022-12-22 2024-06-28 Valeo Equipements Electriques Moteur Axial flux electric machine stator
FR3147456A1 (en) * 2023-04-03 2024-10-04 Renault S.A.S part made of SMC (Soft Magnetic Composite) or ferrite material, installed around the teeth of an electric machine.

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004055578A1 (en) * 2003-12-06 2005-06-30 Luk Lamellen Und Kupplungsbau Beteiligungs Kg Brushless electrical machine e.g. for motor vehicles, has first core part designed as annular core and second as molded body containing magnetically soft particles
CN108736597A (en) * 2018-08-31 2018-11-02 核心驱动科技(金华)有限公司 A kind of segment core and disc type electric machine

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7230361B2 (en) * 2003-01-31 2007-06-12 Light Engineering, Inc. Efficient high-speed electric device using low-loss materials
GB2531745A (en) * 2014-10-28 2016-05-04 Moeller Motors Kg Electrical machines with SMC cores
DE102016207943A1 (en) 2016-05-09 2017-11-09 Brose Fahrzeugteile GmbH & Co. Kommanditgesellschaft, Würzburg Motor and / or generator device
DE102016207944A1 (en) * 2016-05-09 2017-11-09 Brose Fahrzeugteile GmbH & Co. Kommanditgesellschaft, Würzburg Package system for an electric machine, electric machine and method of manufacturing the package system
CN108539946B (en) * 2017-03-03 2024-06-14 山东中瑞电子股份有限公司 Manufacturing method of stator of fractional slot concentrated winding permanent magnet brushless motor
DE102017204397A1 (en) * 2017-03-16 2018-09-20 Brose Fahrzeugteile GmbH & Co. Kommanditgesellschaft, Würzburg Sheet metal package segment, stator segment and stator for an axial flow electrical machine
EP3450782B1 (en) * 2017-09-05 2019-11-06 Lakeview Innovation Ltd. Active radial magnetic bearing with a yoke coil

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004055578A1 (en) * 2003-12-06 2005-06-30 Luk Lamellen Und Kupplungsbau Beteiligungs Kg Brushless electrical machine e.g. for motor vehicles, has first core part designed as annular core and second as molded body containing magnetically soft particles
CN108736597A (en) * 2018-08-31 2018-11-02 核心驱动科技(金华)有限公司 A kind of segment core and disc type electric machine

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021003509A1 (en) 2021-01-14
CN113939972A (en) 2022-01-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AT522710A1 (en) Stator for an axial flux machine
DE3311852C2 (en) Process for the production of a package of laminated sheet metal lamellas for electrical machines and devices
EP2807728B1 (en) Rotor for a rotating electric machine
DE19842948A1 (en) Electric motor
AT522711A1 (en) Stator for an axial flux machine
EP2507896A1 (en) Stator for an electric motor and method for the production thereof
DE3011079A1 (en) METHOD FOR PRODUCING A MAGNETIC TANK DIVIDED STRUCTURE AND ANCHOR ACCORDING TO THIS METHOD
DE102010004887A1 (en) Spool for mounting on a magnetic core, magnetic core for reluctance resolver and method of manufacture
EP2999087B1 (en) Electric machine with low magnetic groove scattering
EP3178150A2 (en) Sheet metal part or sintered part for a stator or a rotor of an electrical machine and method for producing same
DE102005017517B4 (en) Stator assembly for an electric machine and method of manufacturing a stator assembly
DE2223906A1 (en) Stator of an electrical machine such as a motor or generator
AT522826A1 (en) rotor
DE112009002090T5 (en) Rotating electric machine
DE112019006435T5 (en) Core, stator and rotating electrical machine
DE1488784A1 (en) High-performance synchronous machine with high average induction in the air gap
DE4427323C2 (en) Electrical machine with permanent magnets and excitation field windings
DE102016207944A1 (en) Package system for an electric machine, electric machine and method of manufacturing the package system
DE19918465A1 (en) Production of stator for electric motor comprises using injection molding or die casting
DE102015013028A1 (en) Stator body for an internal rotor
DE19953291A1 (en) Coil tooth for accommodating coil for magnetic circuit of electro-magneto-mechanical converter, has individual disc-shaped elements in series or stacked and connected to form coil tooth
DE102010064173A1 (en) Winding tooth for an electrical machine, machine component and electric machine
EP2067237B1 (en) Synchronous machine
DE19648758A1 (en) Permanent magnet excited electrical machine with rotor yoke
EP3706287A1 (en) Sheet metal stack of a stator