CH448243A

CH448243A - Elektrische Maschine in Scheibenbauweise

Info

Publication number: CH448243A
Application number: CH78666A
Authority: CH
Inventors: Beyersdorf Hartwig; Bering Gerhard
Original assignee: Lloyd Dynamowerke Gmbh
Priority date: 1965-01-21
Filing date: 1966-01-21
Publication date: 1967-12-15
Also published as: BE675213A; FR1464391A; US3435267A; GB1140021A; SE313367B

Description

Elektrische Maschine in Scheibenbauweise Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine in Scheibenbauweise mit den Maschinenteilen Ständer und Läufer. Es ist bisher trotz weitgehender Bemühungen noch nicht gelungen, bei einer solchen Maschine sämtli che Teile des Eisenbleches vollständig auszunutzen. So ist es beispielsweise für elektromagnetische Schlupfkupp- lungen bekannt, Primärteil und Sekundärteil in schei benförmiger Bauweise auszuführen.

Würde man diese jedoch als einen elektrischen Motor oder Generator betreiben und auf ihren Ausnutzungsgrad untersuchen, so würde man zwar gegenüber der zylindrischen Bauwei se eine Verbesserung der Eisenausnutzung feststellen, jedoch schienen bisher diejenigen Probleme unüberwind lich, die durch die zwischen Ständer und Läufer wirksam werdenden magnetischen Kräfte verursacht werden; dies gilt insbesondere für Maschinen grösserer Leistung. Kompensationsvorrichtungen für diese Kräfte sind äus- serst aufwendig. Auch schienen bisher einige Wicklungs probleme sehr erschwerend.

Die Erfindung ist jedoch in der Lage, diese Nachteile und Schwierigkeiten zu überwinden und ist dadurch gekennzeichnet, dass eines der Maschinenteile in zwei konstruktiv getrennte Teilscheiben aufgeteilt ist, zwischen denen der nicht aufgeteilte Maschinenteil sitzt.

Diese Massnahme kann gleichmässig angewendet werden für alle Maschinenarten, also Gleichstrommaschi nen wie auch Synchronmaschinen oder Asynchronma- schinen. Die weiteren Ausbildungen der Erfindung sind besonders vorteilhaft anwendbar für Gleichstrommaschi nen und Synchronmaschinen mit Gleichspannungserre- gung, die in dem nicht aufgeteilten, zwischen den Teil- Scheiben liegenden Mittelteil der Maschine liegt. Im Prinzip ist es gleichgültig, welcher Maschinenteil fest steht, welcher sich dreht oder ob sich beide Teile gegeneinander drehen.

Der besondere Vorteil der Erfin dung ist darin zu suchen, dass mit demselben Aufwand an Erregerleistung eine Leistungserhöhung zu erzielen ist, gleichermassen für einen Motor- oder einen Generatorbe- trieb. Eine Leistungsverdoppelung kann erreicht werden gegenüber einer anderen Ausführung entweder mit durch die Scheibenbauweise bedingtem besonderen magneti schem Rückschluss oder mit einer elektromagnetischen Abzugseinrichtung. Wegen der durch die magnetischen Anzugskräfte bedingten Probleme und wegen wicklungs technischer Schwierigkeiten hat sich die Scheibenbauwei se im Elektromaschinenbau bisher nicht durchsetzen können.

Nachfolgend sollen anhand der Zeichnung einige Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben werden. In Fig. 1 ist eine elektrische Maschine in der erfindungs- gemäss vorgeschlagenen Ausführung dargestellt, bei der der Ständer in zwei Scheibenteile 20 und 21 aufgeteilt ist, zwischen denen ein Mittelteil 22 mittels der Welle 23 drehbar gelagert ist. Der Mittelteil 22 hat eine Gleich- spannungs-Erregerwicklung 25. Auf den beiden äusseren Teil-Scheiben 20, 21 ist je eine Wechselstromwicklung untergebracht, die in radial verlaufenden Nuten in der dem Luftspalt zugewandten Stirnseite verläuft.

Dabei ist es gleichgültig, ob die Wechselstromwicklung einphasig oder als Drehstromwicklung ausgeführt ist. Die Stromzu führung zu dem sich jeweils drehenden Maschinenteil hier dem Mittelteil 22 - erfolgt über Schleifringe oder mittels einer auf der selben Welle sitzenden Erregerma schine, wobei die Zuleitung zur Erregerwicklung durch die Welle verlaufen kann.

In Fig. 2 ist gezeigt, wie der drehbare Mittelteil 22 bewickelt ist. Er ist in vier Sektorflächen 24 aufgeteilt, um die jeweils Formspulen 25 gelegt sind. Bei einem Stromdurchfluss in der eingezeichneten Pfeilrichtung ent steht eine heteropolare Erregung mit der eingezeichneten Polarität. Die Sektorflächen 24 stellen also die Polflächen dar. Ihre Kanten verlaufen genau radial. Zwischen den radial geführten Spulenteilen der Erregerspulen 25 und den Polflächenkanten kann zur Erzielung einer genauen Trennung zwischen den Polen ein Raum mit magnetisch geringer Leitfähigkeit sein.

In diesem Falle sind Zwi schenlagen 26 aus amagnetischem Material vorgesehen. Die beiden Scheibenteile 20 und 21 sind gleichartig bewickelt.

In Fig. 3 ist ein Wicklungsschema hierfür angedeutet. Die hier nicht eingezeichneten Wicklungsnuten verlaufen ebenfalls radial. Die Blechung der Scheibenteile erfolgt vorteilhaft durch das Aufspulen eines Blechstreifens aus entsprechendem Material so lange, bis der gewünschte Durchmesser erreicht ist. Die Wicklungen des drehbaren Mittelteiles werden mit Gleichstrom, die der Scheibentei le mit Wechselstrom versorgt, wenn es sich um eine Motorausführung handelt.

Fig. 4 zeigt eine vergrösserte Darstellung des drehba ren Mittelteiles 22, wie sie für eine Ausführung nach den Fig. 1 bis 3 als Synchronmaschine in Frage kommt. Aus Fig. 4 ist ersichtlich, dass der drehbare Mittelteil 22 einen unterschiedlichen Querschnitt aufweist, der zur Erzielung einer möglichst genauen Sinusform dienen soll. Damit werden die Luftspalte zwischen dem mittleren Maschi nenteil 22 und den beiden äusseren Teil-Scheiben 20, 21 jeder für sich in ihrer Länge unterschiedlich. An den Stellen mit einem grösseren Querschnitt sind Dämpfer stäbe 27 untergebracht, die speichenradähnlich angeord net und durch einen äusseren und einen inneren Ring kurzgeschlossen sind.

Sie liegen nahe an der Oberfläche des Mittelteils 22. Auch sind in Fig. 4 die Erregerwick lungen 25 zu sehen. Ausserdem sind einige Nuten 28 der in den Scheibenteilen 20 und 21 liegenden Wicklungen eingezeichnet.

Anhand der Fig.5 und 6 wird nachfolgend eine Ausführungsform der Erfindung als Gleichstrommaschi ne beschrieben. Der Mittelteil der Maschine sieht dabei genauso aus, wie es zu Fig.2 beschrieben wurde, aber sein Querschnitt ist diesmal konstant; es fehlen auch die Dämpferwicklungen. Der Mittelteil 22 ist in diesem Falle jedoch feststehend. während die beiden Scheibenteile 20 und 21 drehbar sind. Ihre Blechung erfolgt genauso, wie es zu der vorigen Ausführung beschrieben wurde. Die Lagerung der beiden Scheibenteile 20 und 21 erfolgt mit Hilfe der Lager 29 und einer hohlen Nabe 30.

In dieser sind in axialer Richtung verlaufende Kollektor-Lamellen 31 befestigt, an die, wie in Fig. 6 gezeigt, die Wicklungen 32 angeschlossen sind. Die Kontaktflächen des durch die Lamellen 31 gebildeten Kollektors zeigen in Richtung auf die Maschinenachse. Auf dem Kollektor liegen Bürsten 33 auf.

Bei einer derartigen Kollektoranordnung, die auch für andere elektrische Maschinen als die hier beschriebene anwendbar ist, werden sämtliche Probleme ausgeschaltet, die sich bei den bisher bekannten Kollektoren durch die auf sie einwirkenden Zentrifugalkräfte ergeben. Die Kollektorlamellen können weit weniger stark ausgeführt sein. da ihre Stärke bisher durch den starken Fliehkraft- Einfluss nur mechanisch bedingt ist.

Der Durchmesser der Kollektornabe kann mit dem Innendurchmesser des Eisenbleches so abgestimmt sein, dass zwischen ihnen Raum für eine elektrische Isolation vorhanden ist, wäh rend eventuell erforderliche Schaltverbinungen neben dem Kollektor geführt werden können.

Andererseits ist bei der Maschine, insbesondere der in Fig. 5 gezeigten Ausführung, die Anwendung einer Kol- lektorausführung denkbar, wie sie als Plankollektor be kannt ist. Ausserdem ist es natürlich leicht möglich, erforderlichenfalls neben dem Kollektor an die Anzap- fungen der Wechselspannungswicklung angeschlossene Schleifringe vorzusehen, um die elektrische Maschine nach dem Prinzip eines Einankerumformers für Gleich- und/oder Wechselstrom zu ermöglichen.

Günstig dürfte die Ausführung der Maschine derart sein, dass die beiden äusseren Teil-Scheiben stillstehen und der die Erreger wicklung enthaltende Mittelteil umläuft und über Schleif ringe versorgt wird. Dabei ist der Wechselstromwicklung dann ein Gleichrichter nachgeschaltet; vor ihm jedoch sind dann, wenn die Arbeitsweise als Einankerumformer gewünscht ist, Anzapfungen angeschlossen, so dass dann die Erzeugung von Gleich- und/oder Wechselspannung im Generatorbetrieb möglich ist. Die Schleifringe im umlaufenden Mittelteil werden möglichst in der Nähe der Welle an einer oder beiden Stirnflächen des Mittelteiles isoliert eingelassen.

Bei Betrieb als Einankerumformer sind in jedem Fall Dämpferkräfte und ein variabler Querschnitt des Mittelteiles erforderlich, wie er bereits für die Synchronmaschinen-Ausführung beschrieben wurde.

Mit Hilfe der nachfolgenden Figuren wird eine Aus führung der Erfindung beschrieben, bei der die elektri sche Maschine als Umformer dient. Dabei arbeitet der hierfür besonders ausgelegte drehbare Mittelteil 34 (Fig. 7) zusammen mit dem Scheibenteil 35 als Synchron motor und mit der Teilscheibe 36 zusammen als Wech selstromgenerator. Soll dieser Umformersatz für mittlere Frequenzen ausgelegt sein, dann ist die Anwendung von Luftspalten mit unterschiedlicher magnetischer Leitfähig keit vorteilhaft. Die Teilscheibe 35 ist entsprechend der Darstellung in Fig. 3 aufgebaut und bewickelt. Sie ist völlig mit axial verlaufenden Trennfugen geblecht, wobei der magnetische Rückschluss innerhalb jedes einzelnen Bleches erfolgt.

Die Teilscheibe 36 hat eine Wicklung, deren Aufbau in Fig.9 gezeigt ist. Dabei ist nur eine Schicht bestimmter Länge am Luftspalt geblecht, wäh rend der magnetische Rückschluss in der Teilscheibe 36 durch massives Material gebildet wird.

Eine besondere Ausbildung ist hierbei für den Mittel teil 34 erforderlich. An seiner der Teilscheibe 36 zuge wandten Seite hat er Zähne 37 bzw. 38 und Nuten 39 bzw. 40, die in Höhe des Durchmessers der Erregerwick lung 41 und damit auch in Höhe des Durchmessers einer amagnetischen Trennschicht 44 derart gegeneinander versetzt sind, dass an eine Nut 40 ein Zahn 37 bzw. an einem Zahn 38 eine Nut 39 anschliesst. In Fig. 8 ist die Erregerwicklung 41 nicht sichtbar, da sie, wie aus Fig. 7 ersichtlich, innerhalb einer im inneren Teil 42 eingefrä sten Ringnut liegt. Der innere Teil 42 des Mittelstückes 34 ist von dessen äusserem Teil 43 durch die Trenn schicht 44 aus amagnetischem Material getrennt.

In Fig. 10 ist die andere, der Teilscheibe 35 zuge wandte Seite des Mittelteiles 34 dargestellt. Dabei hat der innere Teil 42 zwei bis zum Umfang des Mittelteiles 34 reichende sektorförmige Verlängerungen, während der äussere Teil 43 mit zwei Verlängerungen in Richtung auf die Maschinenachse versehen ist, so dass alle Verlänge rungen abwechselnd von der einen oder der anderen Seite in den Einfluss der Erregerwicklung 41 gelangen und Klauenpole darstellen. Der Verlauf des magnetischen Flusses zwischen den Teilen 42 und 43 ist mit bekannten Symbolen in Fig. 10 eingezeichnet.

Die Fig. 11 und 12 zeigen den Mittelteil 34 zum besseren Verständnis in perspektivischer Darstellung. Die einzelnen Elemente sind mit den aus den vorangehenden Figuren benannten Bezugsziffern versehen. Die generato- rische Seite des Umformersatzes arbeitet nach dem bekannten Prinzip der Modulationsmaschine mit unipo larer Erregung.

Fig. 13 zeigt eine weitere Darstellung des Umformer satzes unter besonderer Berücksichtigung der Ausfüh rung von Lagerung und Kühlung. Aus dieser Darstellung wird ersichtlich, dass die Welle 23 nicht drehbar ist, sondern nur durch Verstellschrauben 37 in axialer Rich tung in ihrer Lage verändert werden kann, so dass sich hieraus eine Einstellbarkeit der Luftspalte ergibt. Hiermit erfolgt zunächst nur eine Abstimmung der Länge beider Luftspalte aufeinander, während eine absolute Verstel lung der Summe beider Luftspalte mit Hilfe der Verstell vorrichtung 45 möglich ist. Der Mittelteil 34 ist gegen über der Welle 23 mit den Lagern 46 gelagert.

Die Teil- Scheibe 36 hat an ihrer äusseren Stirnfläche spiralförmig verlaufende Vertiefungen 47, die durch eine Deckplatte 48 verschlossen sind. Durch die Vertiefungen 47 wird ein Kühlmedium geleitet. Durch Nuten und Zähne wird ein vom Luftspalt ausgehender Kühlluftstrom erzeugt, der entsprechend den eingezeichneten Pfeilen verläuft und der an der Aussenseite der Verschlussplatte 48 entlangge führt wird, was die Kühlwirkung steigert. Wie aus Fig. 13 ebenfalls ersichtlich, ist der Querschnitt des vom magne tischen Fluss durchsetzten Eisens der Teil-Scheibe 36 der betriebsmässigen Flussdichte angepasst, so dass nicht vom Fluss erfasstes Eisen weggelassen und damit das Bauge wicht verringert ist.

Der magnetische Widerstand des Eisdns in der Teil-Scheibe 36 ist hier dadurch veränder bar, dass das Eisen der Teil-Scheibe 36 an deren äusserer Stirnfläche eine ringförmige, um die ganze Scheibe 36 verlaufende keilförmige Nut aufweist und dass zur Steuerung des magnetischen Flusses im Ständereisen in diese Nut ein Eisenring 49 mit entsprechendem Quer schnitt beliebig weit einschiebbar ist. Mit dieser Mass- nahme kann die Zeitkonstante des Umformers beeinflusst werden.

Weiter ist es denkbar, dass zur Steuerung der Generatorspannung des Umformers der Eisenring der feststehenden, generatorisch arbeitenden Teil-Scheibe 36 .eine verstellbare Querschnittsverstärkung in einer solchen Lage erhält, dass der sie durchsetzende Fluss für die Wicklung dieser Scheibe 36 keinen Nutzfluss darstellt.

Fig. 14 zeigt eine weitere Variation der Erfindung, bei der jeder der Luftspalte in axialer Richtung gesehen unterschiedliche Leitfähigkeit hat. Eine solche Ausfüh rung ist insbesondere für Mittelfrequenzmaschinen inter essant. Die elektrische Maschine enthält zwei gleiche Scheiben 36 mit einer Wicklung, wie sie in Fig.9 dargestellt ist. Das Mittelteil 50 hat hier eine ähnliche Ausführung: Nuten und Zähne sind entsprechend Fig. 8 auf beiden Seiten vorgesehen. Will man verschiedene Frequenzen erzeugen, so braucht man nur auf jeder Seite des Mittelteiles 50 eine unterschiedliche Nut- bzw. Zahn aufteilung vorzusehen.

Auch hier ist eine Trennschicht 44 aus amagnetischem Material zwischen dem inneren Teil 51 und dem äusseren Teil 52 des Mittelteiles 50 einge setzt. Durch die Erregerwicklung 41 erhält man eine unipolare Erregung. Der Fluss verläuft in der durch Pfeile eingezeichneten Weise. Eine solche Ausführung kommt im wesentlichen für Generatorbetrieb in Frage, wobei die elektrische Wirkungsweise der einer Modulations- maschine entspricht. Für denselben Anwendungszweck eignet sich auch eine Ausführung nach Fig. 15, bei der jedoch im Mittelteil 50 keine Erregerwicklung enthalten ist; diese ist in zwei Wicklungsteile 53 und 54 aufgeteilt und in je einer Teil-Scheibe 36 untergebracht.

In Fig. 16 ist die Anordnung der Wicklungen auf einer Teil-Scheibe 36 dargestellt, wobei ausserdem die Wechselstromwick- lung 55 erkennbar ist. Die zur Beeinflussung der Zeitkon stante vorgeschlagene Massnahme wie auch weitere zu vor genannte Massnahmen sind entsprechend auch für diese Ausführung anwendbar.

Noch eine weitere Ausführung für den letztgenannten Anwendungszweck geht aus Fig. 17 hervor. Der Mittelteil 50 ist hier ohne amagnetische Trennschicht aus einem Stück hergestellt und hat auf seinen beiden Seiten durchlaufende Zähne 56 und Nuten 57, wie es aus Fig. 18 hervorgeht. Hierbei wird es jedoch erforderlich, die Wechselstromwicklung 55 in anderer Art und Weise als in Fig. 16 angegeb--n auszulegen; und zwar ist es erfor derlich (Fig. 19), dass die Wechselstromwicklung 55 in Höhe des Durchmessers der Erregerwicklung 53 jeweils in die benachbarte Wicklungsnut springt.

Eine solche Wicklungsnut ist hier nicht näher eingezeichnet. Sie wird in der Praxis vorteilhaft so ausgeführt, dass in dem geblechten Teil der Teil-Scheibe 36 radiale Bohrungen vorgesehen werden, die durch die für die Erregerwick lung 53 vorgesehene Nut unterbrochen werden. Die Wechselstromwicklung 55 liegt dabei über der Erreger wicklung 53, was auch aus Fig.17 hervorgeht. Zur Vermeidung magnetischer Unsymmetrien werden die Erregerwicklungen 53, 54 vorteilhaft in Reihe geschal tet.

Das hier beschriebene Springen der Wechselstrom wicklung oder das bei einer früheren Ausführung be schriebene Versetzen von Nut und Zahn in Höhe des Durchmessers der Erregerwicklung ist deshalb erforder lich, weil die Flussrichtungsumkehr im äusseren Teil gegenüber dem inneren Teil sonst gegenläufige Spannun gen erzeugen würde, die sich in ihrer Wirkung aufhe ben.

Die Erfindung bringt auch für die Kühlung einer elektrischen Maschine in Scheibenbauweise wesentliche Vorteile. Durch die Nutung bzw. Zahnung der Stirnflä chen wird bereits ein aus dem Luftspalt kommender Kühlluftstrom erzeugt, ohne dass ein besonderer Ventila tor vorgesehen werden muss. Versieht man die äussere Stirnfläche eines oder beider Scheibenteile 36 (Fig. 13) zusätzlich mit einer spiralförmig verlaufenden Vertiefung 47, so erzielt ein durch sie hindurchgeführtes Kühlme dium durch den besonders grossen Oberflächenkontakt eine sehr gute Kühlwirkung. Nach aussen hin ist die Vertiefung 47 mit einem Verschlussdeckel 48 abgeschlos sen, an dessen Aussenseite wiederum dann der zuvor ge nannte, aus dem Inneren der Maschine kommende Kühlluftstrom vorbeigeführt werden kann.

Eine solche Kühlung verringert den bisher erforderlichen Aufwand erheblich und spart sehr viel Platz.

Die weiterhin vorgeschlagenen Massnahmen entwik- keln die beschriebene elektrische Maschine in einem solchen Sinn weiter, dass sie unter Beibehaltung ihrer grundsätzlichen günstigen Eigenschaften weitere Vorteile aufweist: Vor allem wird ein möglichst einfacher konstruk tiver Aufbau angestrebt, durch den das in der Maschi ne verwendete Material gut ausgenutzt wird und wenig Fertigungsarbeit erforderlich ist. Die Elemente der Ma schine sollen wiederum so angeordnet sein, dass die Erregerfelder an möglichst grossen Querschnittsflächen durch die Zonen unterschiedlicher magnetischer Leitfä higkeit unterbrochen und die damit beeinflussten Felder von Wechselstromwicklungen weitgehend umfasst wer den.

Eine besonders günstige Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass beide Luftspalte Zonen unterschiedli cher magnetischer Leitfähigkeit aufweisen und dass le diglich der nicht aufgeteilte Maschinenteil 60 wenigstens eine Wechselstromwicklung 67, 68 trägt (Fig.20) und weiter, dass der nicht aufgeteilte Maschinenteil 60 ausser wenigstens einer Wechselstromwicklung 67, 68 die Erre gerwicklung aufnimmt, feststeht und scheibensektorför- mig ausgebildet ist und dass die Sektoren mit je einer Spule 66, 76, 77, 78 der Erregerwicklung derart umwik- kelt sind,

dass entlang dem Umfang aufeinanderfolgende Sektoren jeweils in entgegengesetzter Hauptflussrichtung durchflutet werden (Fig.21). Damit erzielt man unter anderem den zusätzlichen Vorteil, dass sich die auf diesen Teil einwirkenden Zugkräfte sicher aufheben.

Ausführungsbeispiele der derart besonders günstig ausgestalteten elektrischen Maschinen werden anhand der Fig. 20 bis 43 beschrieben, welche Generatoren oder deren Teile darstellen, die entweder nach dem bekannten Modulationsprinzip oder dem ebenfalls geläufigen Schwingfeldprinzip wirken. Gleiche Teile der Generato ren sind in den Fig.20 bis 32 mit übereinstimmenden Bezugszeichen bezeichnet. Die Generatoren sollen vor zugsweise im Mittelfrequenzbereich arbeiten, können aber auch für tiefere Frequenzen ausgelegt sein.

Mittels den Fig. 20 bis 26 werden zunächst heteropo- lar erregte Generatoren betrachtet, die sich im Vergleich zu unipolar erregten Generatoren durch kurze Erreger zeitkonstanten auszeichnen. Sie lassen sich infolgedessen verhältnismässig schnell durch Eingriff in den Erreger kreis regeln.

In Fig. 20 ist in einem Schnitt längs der Maschinen achse ein Generator mit einem Ständer und zwei den Ständer 60 einschliessenden Teilscheiben 61, 62 des Läufers (Läuferscheiben) dargestellt. Der Ständer wird durch Stege in einem Gehäuse 63 gehalten, während die Läuferscheiben auf einer in dem Gehäuse gelagerten Welle 64 mit Kegelsitzen befestigt sind.

Der geblechte Ständer ist mit axial verlaufenden, elektrisch isolierenden Trennschichten lamelliert, wobei sich die Lamellierung in einfacher Weise durch ein spiralig aufgespultes Blechwickel erreichen lässt. Mit einer zwischen den Blechen sitzenden Klebeschicht kann der Wickel zu einem festen Körper unter Hitzeeinwir kung zusammengebacken sein. Zur Herabsetzung der Verluste und Erhöhung der magnetischen Feldstärke in den aktiven Luftspalten 64, 65 zwischen dem Ständer und den Läuferscheiben kann der Ständer aus kornorientier tem Blech (Texturblech) bestehen.

Der Ständer trägt eine Erregerwicklung 66 und an den Luftspalten 64, 65 bzw. den Läuferscheiben 61, 62 zugewandten Stirnseiten zwei Wechselstromwicklungen 67, 68. Kühlrohre, z.B. 69 durchziehen die axiale Mittelebene des Ständers in radialer Richtung. Alle Kühlrohre sind nach Art der bekannten Wellenwicklung durchgehend miteinander ver bunden.

Die dem geblechten Ständer 60 gegenüberstehenden greifringförmigen Teile der Läuferscheiben 61, 62 sind wegen des heteropolaren Erregerflusses wie der Ständer mit koaxial verlaufenden, elektrisch isolierenden Trenn schichten lamelliert. Diese Teile können in gleicher Weise wie der Ständer hergestellt sein, jedoch bestehen sie nicht aus kornorientiertem Blech, da der magnetische Fluss im Ständer keine einheitliche Hauptrichtung zeigt. Zur La- mellierung der Läuferscheiben sowie des Ständers sind auch radial orientierte abgestufte Bleche denkbar.

Die geblechten Teile der Läuferscheiben sind auf der dem Ständer zugewandten Seite über die gesamte radiale Länge mit durchgehenden Zähnen mit Nuten versehen. Die Anordnung der Zähne und Nuten geht aus der eine Draufsicht auf eine Läuferscheibe zeigende Fig.23 her vor. Zähne und Nuten bilden die Zonen unterschiedlicher magnetischer Leitfähigkeit an den aktiven Luftspalten 64 und 65 in Fig. 20. Ausserdem wird die Lüfterwirkung der mit ihnen versehenen Läuferscheiben in vorteilhafter Weise zur Kühlung der sich erwärmenden Maschinenteile herangezogen.

Der geblechte Teil jeder Läuferscheibe sitzt zwischen einer aus massivem Material bestehenden Nabe 72 und einem vorzugsweise aus amagnetischem Material beste henden Schrumpfring 73. Nabe und Schrumpfring kön nen noch zum festeren Zusammenhalten der Läuferschei ben und zur räumlichen Stabilisierung des magnetischen Flusses durch nicht in der Zeichnung dargestellte radial verlaufende Stäbe aus einem amagnetischen elektrisch gut leitendem Material auf den den aktiven Luftspalten zugewandten Stirnseiten verbunden sein. Damit bilden die Stäbe zusammen mit der Nabe und dem Schrumpf ring einen festen speichenradähnlichen Körper.

Durch die Naben 72 sind zur Erzielung der Lüfterwir- kung mit den Läuferscheiben Kanäle 74 geführt, durch die ein gasförmiges Kühlmedium - meist Luft strömen kann. Ausserdem ist zwischen je einer Läufer scheibe und einer Aussenwand des Gehäuses ein Rück kühler 75 bzw. 76 vorgesehen, der beispielsweise aus einer spiralig aufgewickelten Rohrschlange bestehen kann.

Unter Zuhilfenahme der Fig.21, die eine in axialer Richtung gesehene Draufsicht auf den Ständer 60 dar stellt, wird nun die Anordnung der Erregerwicklung sowie der Wechselstromrichtung beschrieben: Der Ständer ist zur Aufnahme der Spulen der Erre gerwicklung 66, 76 bis 78 scheibensektorförmig ausgebil det. Wie aus den angedeuteten Hauptrichtungen des magnetischen Schlusses hervorgeht, ist jeder Sektor mit je einer Spule der Erregerwicklung 66 bzw. 76 bzw. 77 bzw. 78 derart umwickelt, dass die entlang dem Umfang aufeinanderfolgenden Sektoren jeweils in entgegengesetz ter Hauptflussrichtung durchflutet werden.

In Überein stimmung mit Fig.20 können die radial verlaufenden, geraden Abschnitte der Sektoren durch Bohrung in der axialen Mitte des Ständers verwirklicht sein. In anderen Ausführungsformen können diese Abschnitte aber auch Nuten auf der den Läuferscheiben zugewandten Stirnsei ten des Ständers sein. Die Zahl der von je einer Spule der Erregerwicklung umschlossenen Sektoren ist ohne Ein- fluss auf die mit dem Generator erzeugte Frequenz.

Die Bahnen der Erregerflüsse verlaufen im Bereich des Ständers parallel zur Maschinenachse, durchsetzen beide Luftspalte 64, 65 mit den Zonen unterschiedlicher magnetischer Leitfähigkeit je zweimal und schliessen sich in dem den aktiven Luftspalten abgewandten Rücken der Läuferscheiben 61, 62 entlang deren Umfangsrichtung. Insgesamt umschliessen also die Bahnen der Erregerflüs se Flächen, die annähernd Teile von Zylindermänteln darstellen. Dabei liegen die gedachten Zylinder konzen trisch zueinander und zu der Maschinenachse. Die be schriebene Konfiguration der Erregerflüsse liegt auch bei den anderen Ausführungsformen heteropolar erregter Maschinen vor.

Entsprechend Fig.21 ist jede an einen Luftspalt grenzende Stirnseite des Ständers mit radial verlaufenden Nuten zur Aufnahme der Wechselstromwicklung verse- hen. Dabei werden mehrere in hintereinander liegenden Wicklungsnuten untergebrachte Spulenseiten in diesen Wicklungen von einem Sektor mit der zugeordneten Spule der Erregerwicklung umschlossen. Die beiden Schleifenwicklungen sind gegeneinander versetzt ange ordnet und werden je nachdem, ob grössere Spannungen oder Ströme erzeugt werden sollen, miteinander in Reihe oder parallel geschaltet.

Jeder Ständerwicklungsnut für die Wechselstrom wicklung entspricht vorzugsweise ein Zahn oder eine Nut in der zugehörigen Läuferscheibe. Zur Funktion nach dem Modulationsprinzip weist der Ständer ausser den Wicklungsnuten keine anderen Zonen unterschiedlicher magnetischer Leitfähigkeit auf. Dies geht auch aus Fig. 22 hervor, die in einer Abwicklung eine Läuferschei be 61 mit Zähnen, z.B. 70 und Nuten, z.B. 71 sowie eine ihr gegenüberliegende Seite des Ständers 79 mit Erreger wicklungen 80 bis 82 und Nuten 83 für eine Wechsel stromwicklung darstellt. Zur Vermeidung von Streuflüs sen sind hier die Nuten 83 halb geschlossen.

Wenn bei einem Generator für beide Läuferscheiben und ihre zugehörige Ständerseite unterschiedliche Nuttei- lungen gewählt sind, erzeugt er auf einfachste Weise zwei Wechselströme unterschiedlicher Frequenz. Das ist mög lich, weil sich in dem Ständer der die mit den aktiven Luftspalten erzeugten Wechselflüsse hinter den Wick lungsnuten wieder zu Gleichflüssen vereinen, so dass sich der Wechselfluss auf einer Ständerseite weitgehend unab hängig in dem Wechselfluss auf der anderen Ständerseite ausbilden kann.

Zur Unterdrückung etwa noch vorhandener Gleich- flussschwankungen in der axialen Ständermitte dienen in sehr vorteilhafter Weise die als Dämpferkäfig wirkenden Kühlrohre 64. Dabei ist jedoch zu beachten, dass die Kühlrohre aus elektrisch gut leitendem Material nicht zu nahe an den Wicklungsnuten sitzen. Der Dämpferkäfig wirkt sich auch bei nur zur Erzeugung einer Frequenz eingerichteten Maschine günstig zur Verbesserung der Kurvenform des erzeugten Wechselstromes aus. Zu die sem Zweck kann man auch die Nuten in den Läufer scheiben leicht gekrümmt ausbilden, was jedoch ferti gungstechnisch aufwendiger ist als die Herstellung gerade verlaufender Nuten.

Mit den Kühlrohren in dem Ständer wird das Mate rial sehr gut ausgenutzt, da die in der Maschine stehende Wärme über nur kurze, gut wärmeleitende Verbindungen von den kritischen Stellen zu dem Kühlmedium abgeleitet wird. Ausserdem wird Wärmeenergie von den Wicklun gen, Zähnen und Nuten direkt durch die entlang den in Fig.20 eingezeichneten Wegen strömende Luft infolge der Lüfterwirkung der Läuferscheiben abgeleitet. Die Luft streicht zum Wärmeaustausch an den Rückkühlern 75, 7'6 vorbei und tritt durch die Kanäle 74 wieder in die aktiven Luftspalte ein.

Die Erregerflüsse werden sehr gut zur Spannungser zeugung ausgenutzt, da jeder Fluss in seiner Hauptrich tung jeden aktiven Luftspalt zweimal durchläuft. Die Flüsse werden also jeweils viermal moduliert und durch die Wechselstromwicklungen auf den Stirnseiten des Ständers fast vollständig zur Spannungsinduktion ange zogen, da die Wicklungen bis nahe an die Maschinenwel le heranreichen. Insgesamt kann also die Maschine mit sehr gutem Wirkungsgrad arbeiten.

Wie bereits erwähnt, gleichen sich die auf den Ständer durch die Erregerflüsse ausgeübten Zugkräfte sicher aus, während die Läuferscheiben infolge dieser Kräfte auf ihren Kegelsitzen an den Bund der Maschinenwelle gedrückt werden. Der Läufer lässt sich deshalb, wie zur einfachen Fertigung vorgeschlagen wird, aus zwei gleich artigen flachen Scheiben getrennt herstellen. Für die Zentrierung der Läuferscheiben durch magnetische Kräf te auf der Welle ist lediglich die Position des Wellenbun des hinsichtlich dem Ständer massgebend. Für die Ferti gung ist es ferner vorteilhaft, dass entsprechend dem Vorschlag lediglich ein Maschinenteil, nämlich der Stän der mit Wicklungen versehen werden muss.

Natürlich könnte man in anderen Ausführungen auch den die Wicklung tragenden Teil als Läufer rotieren lassen und die beiden ihm umgebenden Teile die Ständer funktion übernehmen lassen. Allerdings sind dann die Stromzuführungen mit Schleifringen zu den Wicklungen aufwendiger.

Die im folgenden noch zu beschreibenden Ausfüh rungsformen besitzen viele, aber nicht alle der obgenann- ten Vorteile.

Der Generator gemäss Fig. 20 kann auch mit einem Ständer versehen sein, den Fig.24 in einer Draufsicht zeigt. Der sektorförmige Ständer besteht entsprechend der Nutteilung der Maschine aus einzelnen Spulenkernen 88, die ihrerseits sektorförmig mit untereinander gleichen Querschnitten ausgebildet sind. Die Kerne sind mit axial verlaufenden Querfugen geblecht oder bestehen aus einem Ferrit. Jeder einzelne Kern ist über die gesamte axiale Länge mit Windungen einer Wechselstromwick- lung 89 belegt.

Mehrere bewickelte Kerne bilden zusam men einen Sektor des Ständers, der über die gesamte axiale Ausdehnung mit einer Spule der Erregerwicklung, z.B. 86 derart umwickelt ist, dass aufeinander folgende Sektoren mit Spulen (84 bis 87) der Erregerwicklung jeweils entgegengesetzt durchflutet werden.

Die mit diesem Ständer nach dem Modulationsprinzip arbeitende Maschine kann in Sonderfällen zweckmässig sein, wenn beispielsweise die guten Eigenschaften des Ferrit-Materials zur Geltung kommen sollen. Allerdings sind die Ferritkerne bisher recht teuer und ihre Bewick- lung ist aufwendiger als die eines genuteten Ständers gemäss Fig. 21. Hinzu kommt der schwierige Zusammen bau des Ständers, wobei die richtige Lage der einzelnen Kerne zueinander durch die Erwärmung im Betriebszu stand teilweise verloren gehen kann.

Die langen, in axialer Richtung verlaufenden Spulenflanken verursa chen grössere Streuflüsse, die unter Umständen mit zusätzlichen Mitteln zu kompensierende Blindströme her vorrufen. Da die Wechselflüsse infolge der amagneti- schen Trennung der einzelnen Spulenkerne den gesamten Ständer durchsetzen, ohne sich weitgehend zu einem Gleichfluss zu vereinen, kann die Maschine zur gleichen Zeit nur mit einer Frequenz betrieben werden. Eine Kühlwicklung lässt sich in dem Ständer nicht ohne weiteres anbringen.

Fig. 25 stellt eine Draufsicht auf einen Ständer einer nach dem Schwingfeldprinzip arbeitenden Maschine dar. Der Ständer 99 besteht aus einem einzigen geblechten Kern und trägt Nuten an der gezeigten Stirnseite sowie in gleicher Weise auf der zweiten hinter der Zeichenebene liegenden Seite.

Die in den einzelnen Nuten liegenden Spulen der Erregerwicklung 90 bis 93 bilden wieder einander entge gengesetzt durchflutete Sektoren. Weitere Sektoren sind mit den in anderen Nuten untergebrachten Spulen der Wechselstromwicklung 94 bis 98 gegeben. Die Sektoren der Wechselstromwicklung sind gegen die Sektoren der Erregerwicklung in Umfangsrichtung derart versetzt, dass jeweils eine Spule der Erregerwicklung, z.B. 91, je eine Seite zweier nebeneinander liegender Spulen, z.B. 95, 96, der Wechselstromwicklung einschliesst.

Ausserdem lie gen zwischen jeder Spulenseite der Wechselstrom- und der Erregerwicklung Zonen unterschiedlicher magneti scher Leitfähigkeit, die vorzugsweise durch leere Nuten 100 bis 106 erzeugt werden. Diese leeren Nuten sind ebenso wie die Nuten mit den Leitern der Wechselstrom wicklung gemäss dem Schwingfeldprinzip für die Fre quenz des induzierten Wechselstromes massgebend.

Fig. 26 verdeutlicht die Anordnung der Nuten in dem abgewickelten Umfang des Ständers 99 und einer Läufer scheibe 107, die im wesentlichen der nach Fig.23 ent spricht. Bei den hier offenen Nuten mit den eingelegten Wechselstromwicklungen sind die Streuflüsse, verglichen zu den halbgeschlossenen Nuten in Fig. 22 grösser. Bei den nach dem Modulationsprinzip wirkenden Maschinen, insbesondere nach Fig.20 bis 22, treten auch geringere Verluste auf, weil der Ständer weniger wechselmagneti siert wird und im Läufer kein Schwingfeld entsteht.

Die Ausführungsformen gemäss den Fig.27 bis 32 sind alle zur unipolaren Erregung eingerichtet und arbei ten nach dem Modulationsprinzip. Bei den unipolar erregten Generatoren sind die erzeugten Ströme verhält- nismässig oberwellenfrei. Ausserdem ist vorteilhaft, dass die wicklungsfreien Läuferscheiben lediglich an der Oberfläche infolge der Streuflüsse vom Ständer her, nicht aber in der ganzen Tiefe wechselmagnetisiert werden.

Unter Anwendung besonderer Massnahmen kann des halb jede Läuferscheibe aus einem einzigen massiven Werkstück hergestellt werden, wobei keine nennenswer ten Verluste in den Läuferscheiben bei Betrieb des Generators befürchtet werden müssen.

Der in Fig. 2 dargestellte Generator unterscheidet sich von dem heteropolar erregten Generator nach Fig.20 zunächst durch die Ausbildung des Ständers. Wie auch aus den Fig.29 und 30 hervorgeht, die derartige auf verschiedene Arten bewickelte Ständer in einer Drauf sicht zeigen, besteht dieser aus zwei konzentrisch ineinan- derliegenden Kreisringen 108, 109.

Beide Ringe bestehen entweder aus zusammengesetzten Ferritteilen oder sind, was meist vorzuziehen ist, mit axial verlaufenden, elek trisch isolierenden Trennschichten lamelliert. Die Lamel- lierung kann wieder vorzugsweise durch einen Blechwik- kel oder auch durch radial abgestufte Bleche erzielt werden.

Zwischen den beiden kreisringförmigen Teilen des Ständers liegt eine Ringwicklung als Erregerwicklung 113, die gleichzeitig als amagnetische Trennschicht zwi schen den beiden anliegenden, den magnetischen Fluss gut leitenden Ringen des Ständers wirkt. Zwei Ringe 114, 115 in der amagnetischen Trennschicht halten die zwi schen den Ringen des Ständers auftretenden Kräfte von der Erregerwicklung 113 fern und üben ausserdem eine stabilisierende Wirkung auf das Erregerfeld aus.

Die bei der unipolaren Erregung auftretenden Haupt richtungen des Flusses sind in die Fig.27 und 29 eingezeichnet. Demnach liegen die beiden axial verlau fenden, einander entgegengesetzten Hauptrichtungen des Erregerflusses in radialer Richtung gesehen, übereinan der. Die geschlossene Bahn des Flusses durchläuft also auch in diesem Fall jeden aktiven Luftspalt 64 bzw. 65 in beiden axialen Richtungen. Dieser ermöglicht wiederum eine gute Ausnutzung der Maschine. Durch die amagneti- sche Trennschicht wird der Ständer vorzugsweise so unterteilt, dass die in axialer Richtung betrachteten Querschnittsflächen durch den Erregerfluss gleiche In duktionen, also einheitlichen Sättigungsgrad erreichen.

Die den aktiven Luftspalten 64, 65 zugewandten Stirnseiten des Ständers sind wieder mit axial verlaufen den Nuten zur Aufnahme je einer Wechselstromwicklung 114, 115 versehen. Die Ausbildung dieser Wicklungen richtet sich nach der Konfiguration der Zähne und Nuten in den Läuferscheiben 110, 112.

Jede Läuferscheibe ist im wesentlichen aus einem massiven Werkstück gefertigt. Zur Herstellung dieser Scheiben wird vorzugsweise siliziumhaltiger Stahlguss verwendet, der Schwankungen des Erregerfeldes im Rückschlussweg unterdrückt. In die den Luftspalten zugewandten Flächen der Scheiben sind radial verlaufen de Zähne und Nuten als Zonen unterschiedlicher magne tischer Leitfähigkeit eingearbeitet. In Höhe des Durch messers der amagnetischen Trennschicht des Ständers können in die gegenüberliegenden Seiten der Läuferschei ben amagnetische Rillen eingelassen sein. Eine solche Rille 118 ist in der Läuferscheibe der Fig. 10 dargestellt.

Infolge der amagnetischen Rillen schliesst sich der Erre- gerfluss sicher über den Rücken, so dass keine die gewünschte Modulationswirkung beeinträchtigende Zahnsättigung auftritt.

Um Verluste in den Läuferscheiben durch Einwirken der Wechselstromwicklungen zu vermeiden, können die Oberflächen der Zähne mit lamellierten Blechen bedeckt sein. Wesentlich vorteilhafter ist es noch, wenn in die massiven Zähne der Läuferscheiben durch geeignete Bearbeitungsverfahren der Lamellierung in axialer Rich tung durch Entfernen dünnen Materialschichten eingear beitet wird.

Die Läuferscheiben 110, 112 mit ihren Kühlkanälen 74 in der Nabe sitzen auf einer Welle 64 aus vorzugswei se amagnetischem Material. Besteht die Welle nicht aus solchem Werkstoff, so treten unter Umständen Lager schäden durch Einwirkung des kräftigen Erregerflusses ein.

Bei dem unipolar erregten Generator müssen die Ständerwicklungen und die Zähne und Nuten der Läufer scheiben in besonderer Weise aufeinander abgestimmt sein. Infolge der Flussrichtungsumkehr des Unipolarfel- des können nämlich sonst in den radial verlaufenden Leitern der Wechselstromwicklungen gegenläufige, sich aufhebende Spannungen induziert werden.

Deshalb muss z.B. ein nach Fig. 28 bewickelter Stän der, dessen Wellenwicklung in radialer Richtung durch gehende Leiter aufweist,mit gemäss Fig. 29 ausgebildeten Läuferscheiben kombiniert werden. Bei einer solchen Scheibe sind Zähne und Nuten in Höhe des Durchmes sers der amagnetischen Trennschicht so gegeneinander versetzt, dass sich jeweils eine Nut an einem Zahn, z.B. 119, anschliesst und umgekehrt.

Oder es werden Läufer scheiben nach Fig. 23, die die ganze radiale Länge durchlaufende Zähne und Nuten besitzen, kombiniert mit einem gemäss Fig. 30 bewickelten Ständer. In Fig. 30 springt die Wechselstromwicklung 114 in Höhe der amagnetischen Trennschicht 118 jeweils auf eine benach barte Nut. Anstelle der Wellenwicklungen in den Fig. 28 und 30 können grundsätzlich auch Schleifenwicklungen vorgesehen werden.

Abgesehen von den durch die unipolare Erregung bedingten Unterschieden hat ein gemäss den Fig. 27 bis 30 aufgebauter Generator alle Vorteile, die die besonders günstige Ausführungsform nach den Fig. 20 bis 23 hat.

Das gilt insbesondere auch hinsichtlich der vierfachen Modulation des Erregerflusses durch die aktiven Luft spalte und der sehr guten Kühlungsverhältnisse, die einen besonderen Lüfter selbst bei hoher Maschinenleistung entbehrlich machen.

Bei der Variante eines unipolar erregten Generators gemäss Fig. 31 ist hauptsächlich der Ständer bemerkens wert. Dieser Ständer erscheint noch einmal in Fig. 32 als Draufsicht. Er zeichnet sich dadurch aus, dass er einer seits in Höhe der mit einer ringförmigen Erregerwicklung 127 realisierten amagnetischen Trennschicht und ande rerseits der Nutteilung der Maschine entsprechend durch radial verlaufende Trennfugen in segmentartige Spulen kerne gleichgrossen Querschnitts, z.B. 123 bis 126 aufge teilt ist.

Um die Spulenkerne sind über der gesamten Flankenlänge Windungen der Wechselstromwicklung ge legt, die ebenfalls als amagnetische Trennschichten zwi schen den Kernen wirken. Je nachdem, ob der Generator mit Läuferscheiben gemäss Fig. 23 oder Fig. 29 versehen ist, müssen die Windungen der Kerne im Sinne von Fig. 30 oder Fig. 28 untereinander verbunden sein.

Hinsichtlich der besonderen Eigenschaften eines aus einzelnen Kernen aufgebauten Ständers gilt das zu Fig.24 Gesagte entsprechend. Nachfolgend sollen in weiterer Ausgestaltung der Erfindung Massnahmen ge nannt werden, die insbesondere eine als Synchronmaschi ne arbeitende dreiteilige Maschine betreffen. Eine solche ist in Figur 33 bis 36 dargestellt. Während die vollständig in axialer Richtung gebleichte Mittelteilscheibe 128 fest steht, laufen jetzt die Endteilscheiben 129 und 130 um.

Die Mittelteilscheibe 128 trägt eine Wechselstromwick- lung 166, die auf beiden Stirnflächen der Mittelteilscheibe 128 in radial verlaufenden Wicklungsnuten 167 liegt. Die Wechselstromwicklung 166 ist so gelegt, dass sie schräg am äusseren Umfang der Mittelteilscheibe 128 von einer Stirnfläche zur anderen führt (Fig. 34). Da die Schrägun- gen gleich bleiben, ist eine gute Platzausnutzung möglich.

Zum besseren Verständnis des hier verwendeten Wickel schemas wird ausserdem auf Fig. 36 verwiesen, in der die einzelnen Teile der Wechselstromwicklung 166 ebenso wie in Fig. 34 mit dem für die Wicklungsbezeichnung einer dreiphasigen elektrischen Maschine bekannten Be zeichnungsbuchstaben U, V, W und X, Y, Z versehen sind. In Fig. 36 sind die Polflächen von vier scheibensek- torförmigen Klauenpolen 133 und 134 hineinprojiziert. Die Richtung des magnetischen Flusses ist durch Symbo le137 und 138 angedeutet.

Die in Fig.34 gezeigte Synchronmaschine ist in Fig. 33 im axialen Schnitt dargestellt. Jede der Endteil- scheiben 129 und130 ist in einen scheibenförmigen Teil 131 und einen ringförmigen Teil 132 aufgeteilt, von denen jeder mit Klauenpolen 133 und 134 versehen ist. Diese sind dabei so angeordnet, dass jeweils ein Klauen pol 134 des scheibenförmigen Teils 131 mit einem Klauenpol 133 des ringförmigen Teils 132 abwechselt. Zwischen diesen Teilen liegt dann eine ringförmige Erregerspule 135. Nach aussen hin schliesst ein magneti scher Rückschluss 136 an. Die Bahn des magnetischen Schlusses wird durch Symbole 137 und 138 bezeichnet.

Figur 35 zeigt einen Blick auf einen Teil der umlaufen den Endteilscheibe 129 nach Fig.34 im Bereich des Luftspaltes, und zwar in etwas genauer Darstellung. Insbesondere sind wieder die Klauenpole 133 und 134 erkennbar. Die Richtung des magnetischen Flusses ist wie in Figur 36 bezeichnet.

Anhand der Fig. 37 und 38 wird eine andere Ausfüh rungsmöglichkeit für eine Synchronmaschine beschrie. ben. Diese hat eine umlaufende Mittelteilscheibe 139 und zwei feststehende Endteilscheiben 168 und 169, die vollständig aus in axialer Richtung geblecktem Material ausgeführt sind. Der magnetische Rückschluss erfolgt innerhalb eines jeden Bleches, so dass der Fluss dort in jedem Blech eine Bahn beschreibt, die etwa einen Teil des Umfangs eines Zylindermantels darstellt. Dies ist durch die Symbole 170 und 171 angedeutet.

In jeder Endteilscheibe 168 und 169 liegt in hier nicht dargestell ten Wicklungsnuten eine Wechselstromwicklung 172. Während die in Figur 37 gezeigte Mittelteilscheibe 139 in Figur 38 näher dargestellt ist, kann diese jedoch auch durch Ausführungsformen ersetzt werden, die dann spä ter anhand der Fig. 39 und 40 bzw. der Fig.41 bis 43 erläutert werden.

Die Mittelteilscheibe 139 hat eine aus massivem Material bestehende Scheibe 140, die an ihren beiden Stirnflächen so ausgebildet ist, dass Erregerspulen 141 und 142 in entsprechenden Vertiefungen Platz finden. Diese Vertiefungen dienen gleichzeitig dazu, Polkerne 143 und 144 zu bilden, die dann nicht erst besonders angefertigt und montiert werden müssen. Zur Abdeckung der Erregerspulen 141 und 142 dienen Polschuhe 145, 146, von denen jeder eine solche Form hat, dass die bei generatorischem Betrieb in den Wechselstromwicklungen der Endteilscheiben induzierten Spannungen genau Si- nusform haben.

Es ist auch denkbar, jeden der Polschuhe 145 und 146 mit hier nicht eingezeichneten radialen Bohrungen zu versehen und in diese Dämpferstäbe einzusetzen, und zwar immer dann, wenn ein in dis Polschuhe 145 und 146 gelegter Dämpferring nicht ausreicht. Es ist aber auch möglich, Dämpferringe 147 um beide Polschuhe 145 und 146 gemeinsam zu legen, um weiterhin Unsymmetrien in der Erregung und in den Wechselstromwicklungen der Ständerteile entgegenzuwir ken. Ferner sind zur Unterstützung der Ventilationswir kung Lüfterflügel 148 vorgesehen.

Die Erregerspulen 141 und 142 werden über Schleifringe oder transformatorisch gespeiste, umlaufende Gleichrichter versorgt, was hier jedoch nicht dargestellt wurde. Eine andere Möglichkeit zur Erzielung einer genauen Sinusform der erzeugten Spannung besteht in einer scheibensektorförmigen Aus führung der Polschuhe, die dann eine unterschiedliche Stärke haben derart, dass infolge einer unterschiedlichen axialen Luftspaltlänge die gewünschte Sinusform erreicht wird.

Es ist jedoch auch denkbar, die Mittelteilscheibe einer Synchronmaschine anders auszuführen. In Fig.39 sitzt auf der Maschinenwelle eine Mittelteilscheibe 149; diese ist mit Polkernen 150 versehen, um die jeweils eine Erregerspule151 gelegt ist. Die Erzeugung des Erreger flusses durch solche Schenkelpolspulen bewirkt eine im Vergleich zur Erregerflusserzeugung durch eine Ringspu le wesentlich günstigere Zeitkonstante.

Auch sind kon struktive Vereinfachungen gegeben, da einzelne kleine Spulen sich leichter herstellen lassen und auch ihre Wärmeausdehnung leichter zu beherrschen ist als die einer Ringspule. Auf den Polkernen 150 sind Polschuhe 152 befestigt.

Durch die Schrägung der rechten Stirnflä che der Teilscheibe 149 erhält diese einen Querschnitt von in radialer Richtung etwas gleichbleibender Flieh kraftbeanspruchung, und bei einer Befestigung der Pol schuhe 152 mittels einer Schraubverbindung kann mit Hilfe einer anderweitigen Zentrierung, was hier jedoch nicht im einzelnen dargestellt ist, eine Scherbeanspru- chung der Schrauben vermieden werden. Die Polschuhe 152 haben einen Querschnitt, der sich zum Maschinen umfang hin vergrössert, um auch an dieser Seite einen radial verlaufenden Luftspalt zu erhalten.

Es besteht trotzdem die Möglichkeit, durch Formgebung der Pol- Schuhe 152 die Luftspaltlänge jeweils so festzulegen, dass eine möglichst sinusförmige Spannungskurve erzielt wird. Eine perspektivische Darstellung der Mittelteilscheibe 149 bringt Fig.40. Hieraus ist unter anderem auch ersichtlich, dass in derselben axialen Richtung wie die Pollücken 153 auf der anderen Stirnseite der Mittelteil scheibe 149 radiale Vertiefungen 154 vorgesehen sind, die den Zweck haben, eine eindeutig ausgeprägte Polwirkung zu erzielen. Die einzelnen Spulen 151 sind so geschaltet, dass die Polarität der einzelnen Pole abwechselt, was durch die Symbole 155 und 156 gekennzeichnet ist.

Nachfolgend wird die Anwendung der Erfindung für einen Einanker-Umformer beschrieben, dessen umlaufen de Mittelteilscheiben 157 in Fig. 41 im Schnitt dargestellt ist und die Ähnlichkeit mit der in Fig. 33 dargestellten Endteilscheibe 129 bzw. 130 hat. Die Mittelteilscheibe 157 ist in einen scheibenförmigen Teil 158 und einen ringförmigen Teil 159 aufgeteilt, wobei zwischen diesen Teilen eine ringförmige Erregerspule 160 liegt, die zu gleich eine amagnetische Trennung dieser Teile vor nimmt.

Von den Teilen 158 und 159 gehen an jeder Stirnfläche jeweils Klauenpole 161 und 162 aus, wobei jeweils ein Klauenpol des scheibenförmigen Teils 158 mit einem des ringförmigen Teils 159 abwechselt. Der zwi schen den einzelnen Klauenpolen 161 und 162 liegende Zwischenraum 163 kann mit amagnetischem Material, insbesondere mit einem Giessharz, ausgefüllt sein.

Fig.42 zeigt eine Seitenansicht der Teilscheibe 157. Jede der beiden Stirnflächen der Teilscheibe157, von denen dann die eine einer Motorfunktion und die andere einer Generatorfunktion zugeordnet ist, hat nun eine unterschiedliche Anzahl von Klauenpolen 161 und 162, was aus einer weiteren Darstellung nach Fig.43 hervor geht. Die Pfeile 164 und 165 zeigen den Verlauf des magnetischen Flusses. Die Wechselstromwicklungen der jeweils verwendeten Endteilscheiben müssen dann ent sprechende Polteilungen haben.

Es wurde bereits gesagt, dass die Blechung der lamellierten Maschinenteile durch das Aufspulen eines entsprechend breiten Blechbandes auf den gewünschten Durchmesser erfolgen kann. Es ist aber auch denkbar, magnetisch voneinander getrennte Bahnen aus aktivem Eisen dadurch zu erhalten, dass man mit Hilfe des an sich bekannten Verfahrens der Funkenerosion massives Material mit Schlitzen versieht. Das Verfahren der Funkenerosion eignet sich besonders gut hierzu, da sich der Erosionsvorgang auf Flächen sehr geringer Breite begrenzen und trotzdem bis in eine ausreichende Tiefe steuern lässt.

Die durch eine solche Materialabtragung entstandenen Schlitze können dann z.B. mit einem Giess- harz ausgefüllt werden.

Die Erfindung ist bisher nur für die Anwendung bei elektrischen Maschinen und Umformern beschrieben worden, wobei eine Aufteilung in feststehende und umlaufende Maschinenteile erfolgte. Dies geschah, um durch weitere Abwandlungsmöglichkeiten den Überblick über die einzelnen vorgeschlagenen Ausführungsarten nicht unnötig zu erschweren. Für die grundsätzliche Gestaltung einer elektrischen Maschine ist es jedoch gleichgültig, wenn man von Gehäuse- und Lagerungspro blemen absieht, welche Teile umlaufen und welche feststehen. So ist es natürlich auch denkbar, dass beide Teile umlaufen, wie es ja auch bereits bei elektrischen Maschinen in zylindrischer Bauweise der Fall ist.

So laufen die beiden Maschinenteile z.B. gleichermassen auch bei elektromagnetischen Schlupfkupplungen um, die im Prinzip genau so arbeiten wie eine elektrische Maschi- ne. Ebenfalls ist es denkbar, die der Erfindung zugrunde liegenden Gedanken für die Ausführung von Wirbel strombremsen zu verwenden. Es soll sich deshalb der Umfang des Schutzbegehrens auch auf derartige Spezial formen einer elektrischen Maschine erstrecken.

Claims

PATENTANSPRUCH Elektrische Maschine in Scheibenbauweise mit den Maschinenteilen Ständer und Läufer, dadurch gekenn zeichnet, dass eines der Maschinenteile in zwei konstruk tiv getrennte Teil-Scheiben aufgeteilt ist, zwischen denen der nicht aufgeteilte Maschinenteil sitzt. UNTERANSPRÜCHE 1. Elektrische Maschine nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der in der Mitte liegende, nicht aufgeteilte Maschinenteil (22) eine Gleichspan- nungs-Erregerwicklung (25) hat, dass auf den beiden äusseren Teil-Scheiben (20, 21) je eine Wechselstrom wicklung untergebracht ist und dass die Wechselstrom wicklungen jeweils in radial verlaufenden Nuten an der dem Luftspalt zugewandten Stirnseite der Teil-Scheiben (20, 21) untergebracht sind (Fig. 1, 5). 2.

Elektrische Maschine nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass die Luftspalte zwischen dem mittleren Maschinenteil (22) und den beiden äusseren Teil-Scheiben (20, 21) zur Erzielung einer Sinusform jeder für sich in ihrer Länge unterschiedlich sind (Fig. 4). 3. Elektrische Maschine nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass der Mittelteil (22) mindestens eine Dämpferwicklung enthält, die speichenradähnlich ausgebildet ist und deren Dämpferstäbe (27) durch einen äusseren und einen inneren Ring kurzgeschlossen sind (Fig. 4). 4.

Elektrische Maschine nach Patentanspruch, in einer Ausführung als Gleichstrommaschine, dadurch ge kennzeichnet, dass die beiden äusseren, Wechselstrom wicklungen tragenden Teil-Scheiben (20, 21) eine hohle Nabe (30) haben, an deren Innenwand ein Kollektor (31) sitzt, dessen Kontaktflächen in Richtung auf die Maschi nenachse zeigen (Fig. 5). 5. Elektrische Maschine nach Unteranspruch 4, ge kennzeichnet durch kreissektorförmige Wendepole zwi schen den Hauptpolen. 6.

Elektrische Maschine nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der Mittelteil (34) rotiert und eine unipolare Erregerwicklung (41) trägt, während die beiden äusseren Teil-Scheiben (35, 36) feststehen und eine von ihnen (36) mit dem Mittelteil (34) zusammen als Generator und die andere von ihnen (35) mit dem Mittelteil (36) zusammen als Motor arbeitet (Fig. 7). 7.

Elektrische Maschine nach Unteranspruch 6, da durch gekennzeichnet, dass der Mittelteil (34) durch eine ringförmige nicht ferromagnetische Trennschicht (44) in Höhe des Durchmessers der Erregerwicklung (41) in zwei ineinanderliegende Teile (42, 43) aufgeteilt ist und dass ferner an derjenigen Seite des Mittelteiles (34), die der der Motorfunktion zugeordneten Teil-Scheibe (35) zuge wandt ist, Klauenpole vorgesehen sind, die den von der unipolaren Erregerwicklung (41) erzeugten Fluss hetero- polar über den Luftspalt in die der Motorfunktion zugeordnete Teil-Scheibe (35)

leiten und dass auf derje nigen Seite, die der der Generatorfunktion zugeordneten Teil-Scheibe (36) zugewandt ist, Zähne (37, 38) und Nuten (39, 40) vorgesehen sind, die auf der Höhe der nicht ferromagnetischen Trennschicht (44) gegeneinander derart versetzt sind, dass an eine Nut (40) ein Zahn (37) anschliesst und umgekehrt (Fig. 7 bis 12). B. Elektrische Maschine nach Unteranspruch 6, da durch gekennzeichnet, dass die generatorisch arbeitende Teil-Scheibe (36) am Luftspalt eine Eisenschicht auf weist, die mit axial verlaufenden Trennfugen geblecht ist, und dass sich hieran ein magnetischer Rückschluss aus massivem Material anschliesst (Fig. 7, 13). 9.

Elektrische Maschine nach Unteranspruch 6, da durch gekennzeichnet, dass das Eisen der motorisch arbeitenden Teil-Scheibe (35) mit axial verlaufenden Trennfugen geblecht ist, wobei der magnetische Rück- schluss innerhalb jedes einzelnen Bleches erfolgt (Fig. 7). 10. Elektrische Maschine nach Unteranspruch 6, da durch gekennzeichnet, dass der rotierende Mittelteil (34) gegenüber der feststehenden Welle (23) gelagert ist und dass die Welle (23) in axialer Richtung zur Einstellung der Luftspalte verschiebbar ist (Fig. 13). 11.

Elektrische Maschine nach Patentanspruch, mit Luftspalten, von denen jeder für sich in axialer Richtung gesehen unterschiedliche Leitfähigkeit hat, dadurch ge kennzeichnet, dass der rotierende Mittelteil (50) durch eine ringförmige, nicht-ferromagnetische Trennschicht (44) in Höhe des Durchmessers der unipolaren Erreger wicklung (41) in zwei ineinanderliegende Teile (51, 52) aufgeteilt ist und dass auf beiden Seiten des rotierenden Mittelteiles Zähne und Nuten vorgesehen sind, wobei beide feststehende Teil-Scheiben (36) am Luftspalt eine Eisenschicht aufweisen,

die mit axial verlaufenden Trennfugen geblecht ist und wobei sich hieran ein magnetischer Rückschluss aus massivem Material an- schliesst (Fig. 14, 15). 12. Elektrische Maschine nach Unteranspruch 6 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Eisenring der feststehenden generatorisch arbeitenden Teil-Scheibe eine verstellbare Querschnittsverstärkung in einer solchen Lage erhält, dass der sie durchsetzende Fluss für die Wicklung dieser Teil-Scheibe keinen Nutzfluss dar stellt. 13.

Elektrische Maschine nach Unteranspruch 8 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Eisen einer Teil- Scheibe (36), welche am Luftspalt eine Eisenschicht aufweist, an die sich ein magnetischer Rückschluss aus massivem Material anschliesst, an der äusseren Stirnflä che der Teil-Scheibe (36) eine ringförmige, um die ganze Scheibe verlaufende Nut aufweist und dass zur Steuerung des magnetischen Flusses im Ständereisen in diese Nut ein Eisenring (49) mit entsprechendem Querschnitt ein schiebbar ist (Fig. 13). 14.

Elektrische Maschine nach Unteranspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass jede feststehende Teil- Scheibe (36) eine Erregerwicklung (53, 54) aufweist (Fig. 17). 15. Elektrische Maschine nach Unteranspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Erregerwicklungen in Reihe geschaltet sind. 16.

Elektrische Maschine nach Unteranspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der rotierende Mittelteil (50) aus massivem Material ist und Nuten (57) und Zähne (56) hat, dass die beiden feststehenden Scheiben teile (36) am Luftspalt eine geblechte Eisenschicht auf weisen und dass die in dieser liegenden Wechselstrom- wicklung (55) in Höhe des Durchmessers der Erreger- wicklungen (53, 54) auf die benachbarte Nut springt (Fig. 17 bis 19). 17.

Elektrische Maschine nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Aussenseite mindestens eines Scheibenteils (36) eine spiralförmige Vertiefung (47) aufweist, die nach aussen hin durch einen Verschlussdek- kel (48) abgeschlossen und von einem Kühlmedium durchströmt wird (Fig. 13). 18. Elektrische Maschine nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass beide Luftspalte Zonen un terschiedlicher magnetischer Leitfähigkeit aufweisen und dass lediglich der nicht aufgeteilte Maschinenteil (60) wenigstens eine Wechselstromwicklung (67, 68) trägt (Fig. 20). 19.

Elektrische Maschine nach Unteranspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der nicht aufgeteilte Ma schinenteil (60) ausser wenigstens einer Wechselstrom wicklung (67, 68) die Erregerwicklung aufnimmt, fest steht und scheibensektorförmig ausgebildet ist und dass die Sektoren mit je einer Spule (66, 76, 77, 78) der Erregerwicklung derart umwickelt sind, dass entlang dem Umfang aufeinanderfolgende Sektoren jeweils in entge gengesetzter Hauptflussrichtung durchflutet werden (Fig. 21). 20.

Elektrische Maschine nach Unteranspruch 19, in einer Ausführung als Modulationsmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulenseite der Windungen der Wechselstromwicklungen (67) von der einem Sektor zugeordneten Spule (76 bis 79) der Erregerwicklung (66) eingeschlossen werden (Fig. 21). 21.

Elektrische Maschine nach Unteranspruch 19 in einer Ausführungsform als Schwingfeldmaschine, da durch gekennzeichnet, dass die Wechselstromwicklung aus auf Scheibensektoren untergebrachten Spulen (94 bis 98) besteht, wobei diese gegenüber den Spulen (90 bis 93) der Erregerwicklung in Umfangsrichtung derart versetzt angeordnet sind, dass jeweils eine Spule der Erregerwick lung je eine Seite zweier nebeneinander liegender Spulen der Wechselstromwicklung umschliesst und dass ferner zwischen jeder Spulenseite ungleichartiger Wicklungen Zonen unterschiedlicher magnetischer Leitfähigkeit (100 bis 106) vorgesehen sind (Fig. 25und 26).

22. Elektrische Maschine nach Unteranspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Zonen unterschiedli cher magnetischer Leitfähigkeit durch zusätzliche Zähne und Nuten auf beiden Stirnseiten des Ständers mit jeweils gleicher Teilung gebildet werden (Fig. 26). 23. Elektrische Maschine nach Unteranspruch 18, mit zwei unbewickelten Läuferscheiben, dadurch gekenn zeichnet, dass die dem Ständer zugewandten Seiten der Läuferscheiben auf der gesamten radialen Länge mit Zähnen (70) und Nuten (71) versehen sind (Fig. 23). 24. Elektrische Maschine nach Unteranspruch 11 oder 18, gekennzeichnet durch ungleiche Teilung der Zähne und Nuten. 25.

Elektrische Maschine nach Unteranspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der äusse- ren Teil-Scheiben mit axial verlaufenden, elektrisch iso lierenden Trennschichten lamelliert sind. 26. Elektrische Maschine nach Unteranspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Läuferscheiben je eine auf der Maschinenwelle (64) sitzende massive Nabe (72), einen diese umgebenden lamellierten Teil und eine den lamellierten Teil umfassenden Schrumpfring (73) aufwei sen (Fig. 20). 27.

Elektrische Maschine nach Unteranspruch 26, da durch gekennzeichnet, dass die Nabe mit dem Schrumpf- ring auf der der Erregerwicklung zugewandten Seite durch radial verlaufende Stäbe aus einem nicht ferroma- gnetischen, elektrisch leitenden Material verbunden ist. 28.

Elektrische Maschine nach Unteranspruch 18, mit monopolarer Erregung, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden axial verlaufenden Hauptrichtungen des Flusses einander entgegengesetzt sind und in radialer Richtung gesehen übereinander liegen (Fig.27 und 29) und dass der wenigstens eine Wechselstromwicklung tragende Ständer durch eine ringförmige Erregerwicklung (118 in Fig.27, 28 und 30;

127 in Fig.31 und 32) als nicht ferromagnetische Trennschicht in zwei entgegengesetzt durchflutete, konzentrisch ineinanderliegende, kreisring förmige Flächen (108, 109 in Fig.28 und 30) unterteilt wird, dass die Flächen gleichen Sättigungsgrad errei chen. 29. Elektrische Maschine nach Unteranspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die an die Ständer angren zenden Seiten der Läuferscheib; n mit kreisringförmigen nicht ferromagnetischen Rillen in Höhe des Durchmess ers der Trennschicht im Ständer versehen sind. 30.

Elektrische Maschine nach Unteranspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass der Ständer (108, 109) mit axial verlaufenden Trennfugen lamelliert und an den Stirnseiten mit radial verlaufenden Wicklungsnuten für die Wechselstromwicklungen (114, 115) versehen ist (Fig. 27,28 und 30). 31.

Elektrische Maschine nach Unteranspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiter der Wechsel stromwicklung (114) in dem Ständer in radialer Richtung glatt durchlaufen und dass die an den Ständer angrenzen de Seite jeder Läuferscheibe mit Zonen unterschiedlicher magnetischer Leitfähigkeit bildenden Zähnen (119, 122) und Nuten (120, 121) versehen ist, die in Höhe des Durchmessers der amagnetischen Trennschicht (1l8) so gegeneinander versetzt sind, dass sich jeweils eine Nut an einen Zahn anschliesst und umgekehrt (Fig.28 und 24). 32.

Elektrische Maschine nach Unteranspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Wechselstromwicklung (114) in Höhe des Durchmessers der nicht ferromagneti- sehen Trennschicht auf eine benachbarte Nut springt und dass die Zähne (70) und Nuten (71) die an den Ständer angrenzenden Seiten der Läuferscheiben auf der ganzen radialen Länge durchlaufen (Fig. 23 und 30). 33.

Elektrische Maschine nach Unteranspruch 19 oder 28, dadurch gekennzeichnet, dass der Ständer einerseits in Höhe des Durchmessers der nicht ferroma- gnetischen Trennschicht und andererseits der Nutteilung der Maschine entsprechend durch radial verlaufende Trennfugen ni Spulenkerne (l23 bis 126) gleich grossen Querschnitts aufgeteilt ist und dass um diese Spulenkerne Windungen der Wechselstromwicklungelegt sind (Fig.21, 24). 34.

Elektrische Maschine nach Unteranspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass jede Läuferscheibe (110) aus einem einzigen massiven Teil besteht, das an der dem Ständer zugewandten Seite unter Bildung axial verlaufen der Trennschichten lamelliert ist (Fig. 27 und 51). 35. Elektrische Maschine nach Unteranspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Läufer (72 in Fig. 20; 110 in Fig. 27 und 31) in der Nabe Kanäle (7'4) aufwei sen, durch die das gasförmige Kühlmedium zu den Zähnen und Nuten strömt (Fig. 20, 27 und 31). 36.

Elektrische Maschine nach Unteranspruch 35, in einer gekapselten Ausführung, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen jeweils einer Läuferscheibe des Läufers und einer Aussenwand ein Rückkühler (75, 76) vorgese hen ist, der von dem gasförmigen Kühlmedium durch die Lüfterwirkung der zugeordneten, mit Zähnen und Nuten versehenen Läuferscheibe umströmt wird (Fig.20 und 27). 37. Elektrische Maschine nach Unteranspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Ständer in der axialen Mitte von radial angeordneten, miteinander verbundenen Kühlrohren (69) aus elektrisch gut leitendem Material durchzogen wird (Fig. 20 und 27) 38.

Elektrische Maschine nach Unteranspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelteilscheibe (128) eine Wechselstromwicklung (166) trägt derart, dass auf beiden Seiten der Mittelteilscheibe (128) Windungsteile in radial verlaufenden Nuten (167) liegen und dass von den beiden Spulenseiten einer Windung je eine auf einer Seite der Mittelteilscheibe liegt, wobei beide Spulenseiten den Abstand praktisch einer Polteilung haben (Fig. 34). 39.

Elektrische Maschine nach Unteranspruch 2, mit heteropolarer Erregung in einer Ausführung als Syn chronmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel teilscheibe (139) aus massivem Material besteht, an ihren beiden Stirnflächen jeweils mindestens zwei, einen Fluss von entgegengesetzter Richtung erzeugende Erregerspu len (l41, 142) aufweist und dass zum Luftspalt hin Polschuhe (145, 146) anschliessen (Fig. 37, 38). 40. Elektrische Maschine nach Unteranspruch 39, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelteilscheibe (139) an jeder Stirnseite zur Unterbringung der Erregerspulen (14l, 142) Vertiefungen aufweist (Fig. 37, 38). 41.

Elektrische Maschine nach Unteranspruch 39, dadurch gekennzeichnet, dass die Polschuhe (145, 146) planparallele Stirnflächen aufweisen, deren Flächenform den magnetischen Fluss im Luftspalt so steuert, dass die in der Wechselstromwicklung (166) induzierten Spannun gen sinusförmig sind (Fig. 37). 42. Elektrische Maschine nach Unteranspruch 39, dadurch gekennzeichnet, dass die Polschuhe radiale Boh rungen zur Unterbringung von Dämpferstäben aufwei sen. 43.

Elektrische Maschine nach Unteranspruch 39, dadurch gekennzeichnet, dass die Polschuhe scheibensek- torförmig ausgebildet sind und eine unterschiedliche Stärke haben, derart, dass infolge einer entsprechend unterschiedlichen axialen Luftspaltlänge, die in der Wechselstromwicklung induzierten Spannungen sinusför- mig sind. 44.

Elektrische Maschine nach Unteranspruch 39, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelteilscheibe (149) auf ihrer einen Stirnfläche konzentrisch zur Maschinen achse angeordnete Polkerne (150) mit Erregerspulen (151) und Polschuhen (152) und an ihrer anderen Stirn fläche radial verlaufende Vertiefungen (154) aufweist, deren Mitte jeweils praktisch in derselben axialen Rich tung wie eine Pollücke (153) liegt, wobei die Durchflu- tungsrichtung benachbarter Pole abwechselt (Fig.39, 40). 45.

Elektrische Maschine nach Unteranspruch 44, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils mit Polkernen (150) versehene Stirnfläche einer solchen Teilscheibe (149) im Sinne einer Querschnittsverminderung zum Umfang hin schräg gestellt ist und dass die auf den Polkernen (150) sitzenden Polschuhe (152) zum Umfang hin ihren Querschnitt derart vergrössern, dass die Quer schnittsverminderung der Teil-Scheibe ausgeglichen wird (Fig.39). 46.

Elektrische Maschine nach Unteranspruch 2, da durch gekennzeichnet, dass die Mittelteilscheibe (157) in einen scheibenförmigen Teil (158) und einen ringförmi gen Teil (157) aufgeteilt ist und dass die Stirnflächen dieser beiden Teile Klauenpole (161, 162) haben derart, dass auf jeder Seite der Teilscheibe (157) einen Klauen- pol (161) des scheibenförmigen Teiles (158) mit einem Klauenpol (162) des ringförmigen Teiles (159) abwech selt, und dass zwischen dem scheibenförmigen Teil (158) und dem ringförmigen Teil (159) eine Erregerspule (160) liegt (Fig. 41, 42, 43). 47.

Elektrische Maschine nach Unteranspruch 46, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahl der Kläuenpole (161, 162) auf jeder Seite einer solchen Teilscheibe (157) unterschiedlich ist und dass diese Teilscheibe die Läufer funktion eines Einanker-Umformers ausübt (Fig. 43). 48. Elektrische Maschine nach Unteranspruch 39 oder 47, dadurch gekennzeichnet, dass die Polschuhe oder Klauenpole jeweils mit mindestens einem Dämpfer ring versehen sind und zusätzliche, in radialer Richtung verlaufende Dämpferstäbe aufweisen. 49.

Elektrische Maschine nach Unteranspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellierung einzelner Teile der Teilscheiben mit Hilfe von Schlitzen erfolgt. 50. Elektrische Maschine nach Unteranspruch 49, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitze mit einem Giessharz vergossen sind.