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Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Maschine mit
einem Ständer und einem Rotor.
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Elektrische Maschinen mit einem Ständer, mit Ständernuten und
mit einem Rotor sind bekannt.
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Eine elektrische Maschine mit einem kreisförmigem Rotor und
einem Ständer ist aus der US 5,747,900 bekannt. Innerhalb des
Ständers sind die Ständernuten, welche die Ständerwicklungen
aufnehmen, rotationssymmetrisch in einem Kreis angeordnet.
Alle Ständernuten sind symmetrisch aufgebaut und weisen
identische Ausführungsformen bezüglich der Ständernuttiefe und
der Ständernutbreite auf. Die Ständernuten weisen eine
Ständernutöffnung auf, welche zur Rotationsachse gerichtet ist
und einen Ständernutgrund, welcher zur Außenseite des
Ständers hin gerichtet ist. Die Rotationsachse ist die Achse, in
welcher sich der Rotor dreht. Die von den Nutgründen
ausbildbare Hüllkurve ist kreisförmig. Die Hüllkurve ergibt sich
durch die Verbindung der Ständernutgründe untereinander.
Durch die gleichen Abstände der Ständernutgründe von der
Rotationsachse ergibt sich die Kreisform. Abhängig von der
Ausgestaltung der Außenfläche des Ständers ergeben sich
unterschiedliche kleinste Abstände zwischen den Nutgründen und der
Außenfläche des Ständers. Im Bereich großer Abstände
verlaufen Kühlkanäle innerhalb des Ständers zu dessen Kühlung.
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Sind die Außenmaße einer elektrischen Maschine vorgegeben, so
sind beispielsweise die Kühlung und der Radius des Rotors,
welcher auch als Läufer bezeichnet wird, begrenzende Faktoren
für die Leistung der elektrischen Maschine. Der Ständer der
elektrischen Maschine ist so ausgebildet, dass z. B. durch
Kühlkanäle der Ständer gekühlt ist. Insbesondere in den
Bereichen mit großen Abständen zwischen dem Ständernutgrund und
der Außenfläche des Ständers sind Kühlkanäle ausführbar.
Insbesondere bei eckig ausgeführten Außenformen eines Ständers
ergeben sich in den Ecken große Bereiche zwischen
Ständernutgründen und Ständeraußenfläche für Kühlkanäle.
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Über den gesamten Umfang des durch die Ständernuten
gebildeten Kreisen schließt sich ein Kreissegment, welches den
magnetischen Fluss trägt und auch als magnetisches Joch
bezeichnet wird. Bei eckig ausgeführten Außenformen eines
Ständers, bzw. eines Ständerblechpaketes ergeben sich in den
Bereichen der Außenflanken zwischen den Ecken Bereiche mit
vergleichsweise geringem Abstand zwischen den Ständernutgründen
und der Außenfläche des Ständers. Dort sind dann keine oder
nur kleine Kühlkanäle. In den Eckbereichen mit vielen und
großen Kühlkanälen ist die elektrische Maschine, z. B. eine
Wechselstrommaschine, gut gekühlt im Vergleich zu den
Bereichen der Außenflanken. Durch die ungleiche Kühlung ergibt
sich eine ungleiche Temperaturverteilung und eine ungleiche
Beanspruchung der elektrischen Maschine. Die Leistung der
elektrischen Maschine wird durch den schwächsten Kühlbereich
beschränkt.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher eine kompakte
elektrische Maschine anzugeben, deren Leistung verbessert
ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit dem kennzeichnenden
Merkmal des Anspruchs 1 gelöst. Bei einer elektrischen
Maschine mit einem Rotor, mit einer Rotationsachse und einem
Ständer mit Ständerblechen, welche Ständernuten aufweisen,
die eine Ständernutöffnung und einen Ständernutgrund
ausbilden, ist die von den Ständernutgründen ausbildbare Hüllkurve
unterschiedlich zu einem Kreis.
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Bisher waren durch die Vorgabe der kreisförmigen Ausbildung
der Ständernutgründe und durch eine frei wählbare Außenkontur
des Ständers, die Abstände zwischen der Außenkontur und den
Ständernutgründen fest vorgegeben. Bei der Anordnung der
Ständernutgründe in einer von einem Kreis bzw. einer
Kreisform unterschiedlichen Gestalt, ergibt sich ein weiterer
Freiheitsgrad zur Optimierung der elektrischen Maschine. Auch
die Hüllkurve der Ständernutgründe nimmt eine von einem Kreis
unterschiedliche Gestalt an. Ist beispielsweise die
Außenkontur durch äußere Umstände, wie den Einbauort der elektrischen
Maschine oder durch die Kompatibilität bezüglich der Baugröße
zu bisher bestehenden elektrischen Maschinen vorgegeben, so
kann nun die Leistung der elektrischen Maschine durch die
Ausgestaltung der Ständernutgründe und somit auch der
Ständernuten optimiert werden. Die Leistung lässt sich dadurch
verbessern, dass die Kühlung der elektrischen Maschine
verbessert ist. Ist durch Veränderung der Position von
Ständernutgründen zur Rotationsachse hin der Abstand zur Außenfläche
vergrößert, so sind in diesem Bereich vorhandene Kühlkanäle
vergrößerbar und/oder neue zusätzliche Kühlkanäle sind
projektierbar. Da die Position der Ständernutöffnung nicht
verändert ist, verkleinert sich die Ständernuttiefe. Der
Füllungsgrad der Ständernuten bleibt unbeeinflusst genau so wie
die Breite des Bereiches außerhalb der Ständernutgründe,
durch welchen der magnetische Fluss geführt wird. Die
Leistung der elektrischen Maschine ist auch durch eine
Vergrößerung des Radius des Rotors und der kreisförmigen Hüllkurve,
welche durch die Ständernutöffnungen aufgespannt ist,
vergrößerbar. Durch den größeren Radius vergrößern sich die
Momente.
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Bei einer elektrischen Maschine ist deren Leistung durch die
Leistung bei verschiedenen Betriebszuständen definiert. So
gibt es eine Leistung für Dauerlast oder auch für
verschiedene Betriebszyklen auch Fahrspiele genannt. Die Verbesserung
der Leistung betrifft wenigstens eine dieser Definitionen.
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Insbesondere bei einer eckigen Außengestalt des Ständers sind
die Ständernutgründe in den Eckbereichen näher an die
Außenseite des Ständers gerückt, ohne dass dadurch sich eine
Veränderung der bisher bekannten Ständernutöffnungen in deren
Größe und Lage ergibt. Der bisher im Stand der Technik
genutzte Bereich zur Führung des Ständerflusses ist nun von
einem Kreisring zu einem geschlossenen Band gewandelt. Dabei
ist die Breite des Kreisrings ähnlich der Breite des
geschlossenen Bandes. Durch die unterschiedliche Ausgestaltung
der Ständernuten einer elektrischen Maschine ist die
Platzierung von Kühlkanälen innerhalb des Ständers variabler und
kann so auf eine optimalere Kühlung des Ständers hin
ausgerichtet werden. Weiterhin sind die Ständernuten durch die
Variabilität ihrer Gestalt derart ausführbar, dass sich ein
größerer Radius des Rotors ergibt als es bisher mit den
gleichen Außenmaßen des Ständers möglich war.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung schließt an die
Ständernuten des Ständerbleches ein magnetisches Joch
gleichbleibender Breite an.
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Durch elektrischen stromführende Wicklungen, welche
beispielsweise in den Ständernuten geführt sind, wird ein
magnetischer Fluss erzeugt. Der magnetische Fluss ist über das
magnetische Joch geführt, über welches der magnetische Fluss
schließbar ist. Die Größe des innerhalb eines elektrischen
Maschine zu erzeugenden Momentes ist bei Motoren, welche mit
magnetischen Flüssen bzw. Feldern arbeiten, eben von diesem
abhängig. Durch die gleichbleibende Größe des magnetischen
Joches wird der magnetische Fluss gut geführt und für die
elektrische Maschine eine gute Leistung erzielt. Die Leistung
einer rotatorischen elektrische Maschine ist abhängig von der
Drehzahl des Rotors und vom Moment, welches auch vom Abstand
der Wicklungen von der Rotationsachse abhängt.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der elektrischen
Maschine weisen deren Ständernuten gleiche Querschnittsflächen auf.
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Bei gleichen Querschnittsflächen ist der Füllgrad der
Ständernuten durch Wicklungen gleich zu halten. Bezüglich der
Führung einer elektrischen Stromgröße innerhalb der
Wicklungen ergeben sich gleiche Verhältnisse in den verschiedenen
Ständernuten.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der elektrischen
Maschine weisen zumindest zwei Ständernuten zumindest eine
voneinander unterschiedliche Ständernuttiefe und eine
voneinander unterschiedliche Ständernutbreite auf.
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Die Änderung der bereits beschriebenen Gestalt der
Ständernuten ist durch Abwandlung der Ständernutbreite und der
Ständernuttiefe ausführbar. Die Ausführungsform der
Ständernutöffnung bleibt gegenüber den bisherig bekannten Ständernuten
erhalten. Bei gleicher Rotorgröße im Vergleich zu bisherigen
elektrischen Maschinen bleibt auch die Teilung der Nutzähne
über den Umfang hinweg gleich, allerdings sind die
Ständernuten unterschiedlich hoch und breit ausgeführt. Der mögliche
Füllgrad für die Ständerwicklungen ist bei allen Nuten gleich
und unverändert. Der Abstand von Ständernut zu Ständernut ist
magnetisch gesehen zumindest ähnlich, wenn nicht sogar
gleich.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung der elektrischen Maschine
führt dazu, dass in einem zur Rotationsachse senkrechten
Querschnitt des Ständers die Mittellinien der Ständernuten
zumindest teilweise an der Rotationsachse des Rotors vorbei
verlaufen.
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Weist der Ständer ein Ständerblechpaket auf, mit
aneinandergefügten Ständerblechen, so liegen die Schnittflächen
zwischen den Ständerblechen in einer radialen Ebene des
Ständers. Die Mittellinien der Ständernuten weisen sich
beispielsweise dadurch aus, dass diese durch die Mitte der
Ständernutöffnung verlaufen und innerhalb der Ständernut diese so
teilen, dass sich beidseitig Flächen gleicher Größe bilden.
Eine andere Definition der Mittellinie ergibt sich
beispielsweise durch die Verwendung der Mitte des Ständernutgrundes in
Verbindung mit der Mitte der Ständernutöffnung. Anstatt der
Bedingung beidseitig gleich großer Flächen, ist
beispielsweise auch die Bildung beidseitig gleicher Summen der Potenzen
der Abstände zwischen Mittellinie und der Innenfläche der
Ständernut zur Ermittlung einer Mittellinie verwendbar.
Wurden diese Mittellinien bisher zur Rotationsachse hin
verlängert, so wurde die Rotationsachse durch diese Mittellinien
der Ständernuten geschnitten. Dies resultierte aus der
Symmetrie der rotatorisch um die Rotationsachse angeordneten
Ständernuten. Durch die Anordnung von Ständernuten innerhalb
des Ständers mit unterschiedlichen Ständernutbreiten und
unterschiedlichen Ständernuttiefen, und unter Beibehaltung der
Ständernutöffnungen zusammen mit dem gleichen Füllgrad der
Ständernuten ergibt sich eine Kippung der Ständernuten. Aus
der Kippung ergibt sich ein Ausschwenken der Mittellinie
einzelner Ständernuten aus dem Schnittpunkt mit Rotationsachse
des Rotors, so dass die Mittellinie von mindestens einer
Ständernut an der Rotationsachse vorbei verläuft. Eine
besonders ausgeprägte Kippung ergibt sich insbesondere in den
Bereichen, welche breite, jedoch nicht lange Ständernuten
aufweisen, da der Füllgrad der Ständernuten beizubehalten ist.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der elektrischen
Maschine weist diese zumindest im oder auch am Ständer Kühlkanäle
auf. Die Kühlkanäle sind über den gesamten Umfang des
Ständers verteilt.
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Dadurch, dass bei gegebener Außenkontur des Ständers und
unter Beibehaltung des magnetischen flusstragenden Teils des
Ständers Kühlkanäle stauchbar sind und somit sich in ihrer
Tiefe, d. h. in ihrer Ständernuttiefe, verkürzen, jedoch in
der Breite, d. h. in der Ständernutbreite, zunehmen, ergibt
sich die Möglichkeit nun auch in den Bereichen des Ständers
Kühlkanäle anzubringen, in denen bisher dies durch den Mangel
an Platz innerhalb des Ständers nicht möglich war. Durch die
zusätzlichen Kühlkanäle ergibt sich eine bessere Kühlung der
elektrischen Maschine, wodurch diese in ihrer Leistung besser
und höher ausnutzbar ist.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der elektrischen
Maschine ist das Ständerblech eckig mit Eck-Bereichen ausgeführt
und die Ständernuttiefe von Ständernuten ist mit zunehmendem
Abstand vom nächstliegenden Eck-Bereich reduziert.
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Die Tiefe der Ständernut ist also in einem Bereich kleiner
Abstände zwischen Ständernutöffnung und der den Ständer in
der rotatorischen Ebene einhüllenden Kurve reduziert. Bei
dieser Betrachtung sind sowohl die einzelnen Ständernuten als
Maß für die Ständernuttiefe heranzuziehen, als auch eine
Gruppe von Ständernuten gleicher Ständernuttiefe im Vergleich
zu wenigstens einer Ständernut unterschiedlichen
Ständernuttiefe.
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Um die Ständernutfüllung in den jeweils in ihrer Tiefe und
Breite unterschiedlichen Ständernuten gleichzuhalten,
vergrößert sich die Breite der Ständernut entsprechend bei einer
Verkleinerung der Ständernuttiefe. Bei reduzierten Tiefen der
Ständernut, d. h. Ständernuttiefen, sind im Ständer, d. h. im
Ständerblechpaket, mehr und/oder größere Kühlkanäle
ausgeführt, was die Kühlung und so auch die Leistung verbessert.
Weist der Ständer ein separates Ständergehäuse auf, so ist
die maßgebliche Größe das Ständerblechpaket.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Ständer der
elektrischen Maschine im Bereich kleiner Abstände zwischen
der Ständernutöffnung und der den Ständer einhüllenden
Außenfläche, wobei zumindest eine Flächennormale die
Rotationsachse schneidet, Kühlkanäle auf. Gerade in Bereichen, in
denen vormals bei einer rotatorischen Anordnung der
Ständernuten der Raum zur Anbringung von Kühlkanälen zu klein war,
sind nun ausreichend große Kühlkanäle ausgebildet. Dadurch
wird eine gleichmäßigere Kühlung des gesamten Ständers
ermöglicht. Darüber hinaus ergeben sich durch die bessere Kühlung
eine verbesserte Leistungsausnutzung der elektrischen
Maschine bei gleich bleibenden Außenabmessungen und
gleichbleibenden Auslegungen elektrisch aktiver Teile wie den
Ständerwicklungen und den Läuferwicklungen.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der elektrischen
Maschine verläuft die Hüllkurve parallelartig zur Hüllkurve der
Außenkontur des Ständerblechs längs zur Rotationsachse des
Rotors.
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Die durch die Hüllkurven der Ständernutgründe ausbildbare
Hüllfläche weist folglich eine ähnliche Gestalt auf wie die
Hüllfläche der Außenkontur des Ständers, wobei beide
Hüllflächen in achsparalleler Art zur Rotationsachse des Rotors
verlaufen. Durch die Variabilität der Breite und/oder der Tiefe
der Ständernuten ergibt sich vorteilhafter Weise eine
Anpassbarkeit der Hüllfläche der Ständernutgründe zu der Hüllfläche
der Außenkontur des Ständers. Dabei ist der Raum des Ständers
vorteilhaft in seiner Kühlwirkung zu optimieren. Die Kühlung
erfolgt durch innen liegende und/oder außen liegende
Kühlkanäle. Als Kühlmedium sind sowohl Gase, z. B. Luft wie auch
Flüssigkeiten verwendbar. Durch die unterschiedlich
ausführbare Tiefe der Ständernuten sind diese an das Mittel zur
Kühlung d. h. die Kühlkanäle heranführbar, was zu einer
gleichmäßigeren und besseren Kühlung führt.
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Bei gleicher bzw. auch bei ähnlicher Gestalt der Hüllflächen
und bei gleicher Breite des den magnetischen Fluss führenden
Bandes über den Umfang der Ständernuten ergibt sich ein
gleichbleibender Bereich ähnlicher Größe im bzw. am Ständer
in dem Kühlkanäle vorsehbar sind. Dies ermöglicht eine
rotationssymmetrisch gleichbleibend gute Kühlung des Ständers.
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Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die
Zeichnungen Bezug genommen, in der mehrere Ausführungsformen der
erfindungsgemäßen elektrischen Maschine schematisch
veranschaulicht sind.
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Fig. 1 zeigt ein Ständerblech einer elektrischen Maschine mit
Kühlkanälen an deren Stirnseiten,
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Fig. 2 zeigt ein Ständerblech einer elektrischen Maschine mit
vergrößertem Nutöffnungskreissegment,
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Fig. 3 zeigt den Ausschnitt eines Ständerblechs einer
elektrischen Maschine mit Ständernutmittellinien und
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Fig. 4 zeigt ein Ständerblech einer elektrischen Maschine mit
Ständernuten unterschiedlicher Tiefe.
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Die Darstellung gemäß Fig. 1 zeigt ein Ständerblech 2. Eine
gleichartige Darstellung ergibt sich durch einen Querschnitt
des Ständers einer elektrischen Maschine, z. B. einer
Wechselstrommaschine. Der Ständer 1 ist aus Ständerblechen 2
zusammengesetzt. Das Ständerblech 2 hat eine rechteckige
Gestalt mit gleichen Außenmaßen 42. Durch die rechteckige,
quadratische Gestalt des Ständerblechs 2 ist das Ständerblech 2
in vier Segmente bzw. Quadranten I 50, II 52, III 54 und IV
56 mit jeweils einem Eckbereich 13 aufteilbar. An den
Stirnbereichen 14 grenzen die vier Segmente d. h. Quadranten
aneinander an. Durch die zwei oberen in der Fig. 1 liegenden
Quadranten I 50, II 53 und den Quadranten II 54 unten rechts
wird eine vom Stand der Technik abweichende, erfindungsgemäße
Nutgestalt für die Ständernuten 4 dargestellt. Der Quadrant
IV 56 zeigt die Ständernuten 4 in der Form, welche den Stand
der Technik kennzeichnet. Innerhalb des Ständerblechs 2
befinden sich Kühlkanäle 3. Die Kühlkanäle 3 unterteilen sich
in Kühlkanäle 3 in den Eckbereichen 13, welche auch als
Eckkühlkanäle 8 bezeichnet sind und in Kühlkanäle im
Stirnbereich 14, welche auch als Stirnseitenkühlkanäle 7
bezeichnet sind. Das Ständerblech 2 weist weiterhin Stabkanäle 5
auf, in welchen nicht dargestellte Ankerstäbe einfügbar sind,
durch welche die Ständerbleche zusammengehalten werden. Die
Ständernuten 4 weisen Ständernutöffnungen 21 und
Ständernutgründe 20 auf. Der Ständernutgrund 20 ist der Boden der
Ständernut 4. Der Abstand zwischen der Ständernutöffnung 21 und
dem Ständernutgrund 20 gibt die Tiefe einer Ständernut 4 d. h.
die Ständernuttiefe 71 an. Der Abstand zwischen den Seiten
einer Ständernut 4 gibt die Breite, d. h. die
Ständernutbreite 70 einer Ständernut 4, an. Im Stirnbereich 14 sind in den
Quadranten I 50, II 52 und II 54 die Ständernuten 4 weniger
tief als im Eckbereich 13. Im Quadranten IV 56 bilden die
Ständernutgründe 20 ein äußeres Nutgrundkreissegment 15.
Innerhalb des Stirnbereiches 14 bilden in den Quadranten I 50,
II 52, III 54 die Ständernuten 4 mit der kleinsten
Ständernuttiefe 71 ein inneres Nutgrundkreissegment 16 aus. Das
innere Nutgrundkreissegment 16 ist kleiner als das äußere
Nutgrundkreissegment 15. Durch diese Verkleinerung der
Ständernuttiefe 71 in Stirnbereichen 14 ergibt sich ein größerer
Platz zwischen den Ständernutgründen 20 und der Außenseite
des Ständerbleches 2. Durch diese größeren Abstände ist es
möglich innerhalb der Stirnbereiche 14 Stirnseitenkanäle 7
auszubilden. Diese Stirnseitenkühlkanäle 7 verbessern die
Kühlung des Ständers und ermöglichen eine höhere
Leistungsausnutzung der dazugehörigen elektrischen Maschine. Weiterhin
ist es durch die Anbringung der Stirnseitenkühlkanäle 7
möglich, eine ausgewogenere symmetrischere Kühlung des Ständers
herbeizuführen. Dies ist insofern wichtig, da so die bisher
bereits in den Eckbereichen 13 gut ausgebildete Kühlwirkung
nun auch in den Stirnbereich 14 ausbildbar ist und zwar durch
größere Kühlkanäle 3. Im Eckbereich 13 sind in den Quadranten
I, 50, II, 52 und III, 54 die Abstände zwischen der
Ständernutöffnung 21 und den Ständernutgrund 20 im Vergleich zu dem
Stirnbereich 14 erhöht. Dadurch rückt auch in diesem Bereich
der Ständernutgrund 20 näher an die Kühlkanäle 3 heran.
Sowohl im Stirnbereich 14 als auch im Eckbereich 13 ist der
Abstand so ausgebildet, dass sich ein ausreichender
magnetischer Flussbereich, auch als magnetisches Joch 11 bezeichnet,
ausbildet.
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Die Darstellung gemäß Fig. 2 zeigt ein Ständerblech 2 ohne
Stirnseitenkühlkanäle 7. Links einer Schnittlinie 60 ist ein
Ständerblech 2 gemäß des Standes der Technik dargestellt.
Rechts der Schnittlinie 60 ist ein erfindungsgemäßes
Ständerblech 2 dargestellt. Um ein vollständiges Ständerblech 2 zu
erhalten sind die jeweiligen Hälften über den ganzen Umfang
eines Ständerbleches 2 auszuführen. Die Gegenüberstellung an
der Schnittlinie 60 dient dem anschaulichem Vergleich. Wie in
Fig. 1 sind auch in der Fig. 2 innerhalb des Stirnbereiches 14
Ständernuten 4 in ihrer Form und Gestalt unterschiedlich
ausgeführt. Durch eine Verkürzung der Länge der Ständernut 4
ergibt sich ein Bereich der Ständernutstauchung 9. In diesem
Bereich sind die Abstände zwischen Ständernutöffnung 21 und
Ständernutgrund 20 in Vergleich zu benachbarten Ständernuten
4 verkürzt. Da die Füllung der Ständernut 4 beizubehalten
ist, wird die Ständernutbreite 70 variiert. In Bereichen
großer Ständernutstauchung 9 ist die Ständernuttiefe 71 stark
verkürzt. Links von der Schnittlinie 60 ist durch die
Ständernutöffnungen 21 ein kleiner Innenradius 38 dargestellt.
Durch die veränderten Ständernuten 4 auf der rechten Seite
der Schnittlinie 60 ergibt sich für den rechten Bereich ein
größerer Innenradius 40. Durch den vergrößerten Innenradius
40 ist es möglich, einen größeren Läufer, der jedoch nicht
dargestellt ist, bei gleichen Außenmaßen des Ständerbleches 2
auszuführen. Durch einen Läufer mit größeren Radius ist auch
eine Vergrößerung der Leistung der elektrischen Maschine
verbunden. Die Nutzahnteilung ist im gesamten Bereich sowohl
links als auch rechts von der Schnittlinie 60 gleich.
Insbesondere Darstellungen gemäß Fig. 1 und Fig. 2 zeigen
insbesondere für kompakte Drehstrommotoren mit eckigen Ständerblechen
2 den Weg zur Gewinnung einer höheren Leistung auf. Die
Außenkontur des Ständerbleches 2 ist ringsum durch die Achshöhe
bestimmt. Die Ständernuten 4 sind bei gleicher Teilung der
Nutzähne 90 über den Umfang hinweg unterschiedlich hoch bzw.
tief und breit ausgeführt. Der mögliche Füllgrad für die
Wicklung ist jedoch bei allen Ständernuten 4 gleich, und der
Abstand von Ständernut 4 zu Ständernut 4 ist magnetisch
gesehen konstant. Ständernuten 4 unterschiedlicher Höhe, d. h.
unterschiedlicher Tiefe mit gleichem Füllgrad sind in
gleichem Abstand zueinander angeordnet. Die Ständernuthöhen, d. h. die Ständernuttiefen 71 nehmen vom Eck her gesehen
kontinuierlich ab. Damit ist bei vergleichbarer
Kühlkanalgestaltung der Durchmesser eines Rotors, als Rotors 74 in Fig. 4
dargestellt, vergrößerbar bzw. sind im mittleren Bereich der
Ständerbleche 2, im Stirnbereich 14, Kühlkanäle ausführbar,
wodurch sich eine gleichmäßigere Kühlung ergibt. In beiden
Fällen ergibt sich eine höhere Leistung für so ausgeführte
elektrische Maschinen.
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Die Darstellung gemäß Fig. 3 zeigt einen Ausschnitt eines
Ständerbleches 2. Der Ausschnitt zeigt das Ständerblech 2 als
Teilsegment. Das Ständerblech 2 zeigt, wie in den Fig. 1 und 2
bereits beschrieben, Kühlkanäle 3 und Ständernuten 4 auf. In
der rechten Hälfte der Fig. 3 wird eine Nutform der Ständernut
4 gemäß des Standes der Technik dargestellt. In der linken
Hälfte der Fig. 3 wird im Bereich unterschiedlicher Nutformen
24 ein Beispiel für eine erfindungsgemäße Nutform
dargestellt. Die Ständernuten 4 weisen in beiden Hälften
Ständernutmittellinien auf. Die rotationsachsennahe
Ständernutmittellinien 34 der rechten Hälfte führen durch die
Rotationsachse 22. Die rotationsachsenferne Ständernutmittellinien 36
der Ständernuten 4 auf der linken Seite der figürlichen
Darstellung führen an der Rotationsachse 22 vorbei. Durch die
erfindungsgemäße neue Ständernutform ergibt sich somit eine
Kippung der Ständernut 4 selbst. Die Ständernut 4 ist nicht
mehr nur in ihrer Länge und Breite variierbar, sondern auch
in ihrer Mittellinie. Die Ständernutöffnungen 21 bilden in
ihrer Lage nebeneinander sowohl in der linken Figurenhälfte
als auch in der rechten Figurenhälfte einen Nutöffnungskreis
28 aus. Der Nutöffnungskreis 28 weist einen
Nutöffnungskreisradius 30 auf. Im Vergleich der rechten und der linken Hälfte
der FIG bilden nur in der linken Hälfte die Ständernutgründe
20 einen Kreis mit einem Nutgrundkreisradius 32 aus. Auch
hieraus wird die Unterschiedlichkeit der beiden Hälften
ersichtlich.
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Die Darstellung gemäß Fig. 4 zeigt ein Ständerblech 2 mit
Ständernuten 4, welche im Stirnbereich 14 in ihrer Tiefe
verkürzt sind. Bei gleichbleibender Nutfüllung und veränderter
Ständernutbreite 70 wird durch geringere Ständernuttiefen 71
im Stirnbereich erreicht, dass dort große Stirnseitenkanäle 7
ausgebildet sind. Weiterhin zeigt die Darstellung einen Rotor
74 mit Rotornuten 75 und einer Welle 77. Zwischen
Ständernutöffnung 21 und Rotor ist ein Luftspalt 76. Sowohl die
Ständernuten 4 als auch die Rotornuten 75 dienen zur Aufnahme
nicht dargestellter Wicklungen.