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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Maschine und ein
Verfahren zu deren Herstellung. Die Erfindung wird unter Bezugnahme
auf eine Transversalflussmaschine (im Folgenden TFM) beschrieben.
Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung
auch auf andere elektrische Maschinen Anwendung finden kann.
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Derartige
Transversalflussmaschinen sind aus dem Stand der Technik bekannt.
Im Gegensatz zu normalen elektrischen Maschinen, wie Drehfeldmaschinen,
weisen Transversalflussmaschinen keine Durchmesserwicklung sondern
eine Umfangswicklung auf. Damit verläuft der magnetische
Fluss transversal zur Drehebene.
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Transversalflussmaschinen
weisen diverse Vorteile auf. So ist eine Entkopplung des magnetischen
und elektrischen Teils möglich und auch ein Wegfall der
Wickelköpfe, die selbst nicht zur Momentenerzeugung beitragen.
Auf diese Weise wird eine wesentlich kleine Polteilung möglich
bzw. kann eine kleinere Drehzahl mit großem Moment erreicht
werden, wodurch wiederum Getriebe wegfallen können.
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Die
Nachteile von Transversalflussmaschinen sind eine sehr aufwändige
mechanische Konstruktion, die auch mit entsprechend hohen Herstellungskosten
verbunden ist und eine Drehmomentenwelligkeit. Der Drehmomentwelligkeit
kann jedoch durch eine geeignete Stromregelung und durch konstruktive
Maßnahmen wie optimierte Polbedeckung, Schrägung
oder Luftspalt-Formgebung begegnet werden.
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Die
Fertigung des Primärteils bzw. Stators einer Transversalflussmaschine
ist sehr aufwändig und insbesondere gestaltet sich die
Einbringung der Zähne bzw. Joche in diesen Stator als sehr
aufwendig. Bei der Fertigung von Transversalflussmaschinen wird
häufig teures und sprödes Verbundmaterial eingesetzt,
um eine dreidimensionale Flussführung zu ermöglichen.
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Aus
der
DE 103 25 085
B3 ist eine Transversalflussmaschine bekannt. Diese Transversalflussmaschine
weist einen Ständer und einen innerhalb dieses Ständers
angeordneten Läufer auf. An dem Ständer ist dabei
eine Spulenanordnung mit einer zylindrischen Wicklung vorgesehen,
die koaxial zur Mittellängsachse der Transversalflussmaschine
angeordnet ist.
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Dabei
wird diese Spulenanordnung von einem etwa C-förmig gestalteten
Magnetflussjoch eingefasst.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache
und kostengünstige Fertigung der Zähne einer Transversalflussmaschine bzw.
im Allgemeinen einer elektrischen Maschine zu erreichen sowie eine
einfache und kostengünstige Einbringung der Zähne
in das Primärteil bzw. den Stator. Gleichzeitig soll zwischen
den Zähnen und dem Primärteil ein Kraftschluss
erreicht werden, sodass es möglich ist, die Zähne
ohne weitere Verbindungselemente, wie beispielsweise Schrauben in
der Maschine zu fixieren. Durch die Vermeidung zusätzlicher
Verbindungselemente kann das Entstehen von magnetischen Kurzschlüssen
bzw. zusätzlichen Gebieten für Wirbelströme
verhindert werden.
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Dies
wird erfindungsgemäß durch eine elektrische Maschine
und insbesondere eine Transversalflussmaschine nach Anspruch 1 und
ein Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Maschine nach Anspruch
12 erreicht. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen
sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Eine
erfindungsgemäße elektrische Maschine und insbesondere
eine Transversalflussmaschine weist ein Primärteil und
ein an diesen Primärteil gegenüber bewegbares
Sekundärteil auf. Dabei ist an dem Primärteil
eine Vielzahl von Zähnen angeordnet und diese Zähne
weisen jeweils einen ersten Zahnabschnitt, einen an diesem ersten
Zahnabschnitt angeordneten zweiten Zahnabschnitt und einen an diesem
zweiten Zahnabschnitt angeordneten dritten Zahnabschnitt auf, wobei
sich der zweite Zahnabschnitt in einer anderen Richtung erstreckt
als der erste Zahnabschnitt und der dritte Zahnabschnitt. Erfindungsgemäß weist
das Primärteil eine Vielzahl von Aussparungen auf, in denen
die Zähne angeordnet sind, wobei die Zähne formschlüssig
mit dem Primärteil verbunden sind und wobei die Zähne
jeweils aus einer Vielzahl von Blechen aufgebaut sind. Vorzugsweise
sind die einzelnen Bleche der Zähne deckungsgleich zueinander.
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In
Bezugnahme auf die unten angefügten Figuren wird eine elektrische
Maschine in Form eines Innenläufermotors beschrieben. Es
sind jedoch auch entsprechende Ausführungen denkbar für
Außenläufermotoren, Linearmotoren, Scheibenläufermotoren und
dergleichen. Das Primärteil wird im Folgenden auch als
Stator bezeichnet und das Sekundärteil auch als Rotor.
Unter Zähnen werden allgemein Körper verstanden,
die sich in einer bestimmten Vorzugsrichtung hier bezüglich
des Primärteils erstrecken. Die hier beschriebenen Zähne
bzw.
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Halteelemente
dienen dazu, um an ihnen eine oder mehrere Spulen für die
elektrische Maschine anzuordnen.
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Vorzugsweise
weisen der erste Zahnabschnitt und der dritte Zahnabschnitt die
gleiche Länge auf. Besonders bevorzugt erstreckt sich der
zweite Zahnabschnitt in einen Winkel von 90° gegenüber dem
ersten Zahnabschnitt und dem dritten Zahnabschnitt, sodass sich
insgesamt für den Zahn in seiner Gesamtheit eine C-Form
ergibt.
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Es
ist jedoch auch möglich, dass der erste Zahnabschnitt kürzer
ist als der dritte Zahnabschnitt und besonders bevorzugt in einem
eingeschobenen Zustand eine Länge aufweist, die der Breite
des Statorjoches d. h. des Primärteils entspricht.
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Vorzugsweise
werden die einzelnen Zähne in Umfangsrichtung jeweils abwechselnd
an dem Primärteil angeordnet bzw. in dieses eingesteckt.
Dies bedeutet, dass die Öffnungen der Zähne jeweils
in Umfangsrichtung des Stators abwechselnd in unterschiedliche und
entgegengesetzte Richtungen ragen.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist an den
Zähnen in der Umfangsrichtung des Primärteils
verlaufende Wicklung angeordnet. Dabei verläuft die Wicklung
besonders vorteilhaft innerhalb des von den Zahnabschnitten umschlossenen
Bereichs. Damit halten die Zähne die Wicklung an dem Stator.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform verläuft
die Wicklung mäanderförmig. Durch diese unten
genauer beschriebene mäanderfömige Wicklung kann
eine bessere Ausnutzung des durch die Zähen gebildeten
Raums erreicht werden.
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Bevorzugt
werden alle Komponenten des Stators der Transversalflussmaschine,
d. h. insbesondere der Stator bzw. der Statorrücken bzw.
die Zähne geblecht ausgeführt. Auf diese Weise
können die Wirbelstromverluste minimiert werden. Gleichzeitig
können im Vergleich zu bisher bekannten Verbundmaterial,
welches eine niedrigere Sättigungsgrenze hat, die Bleche
und damit der Motor höher ausgelastet werden, sodass sich
Motoren ergeben, die eine höhere Kraftdichte bei gleichem
Volumen aufweisen und damit ein höheres Moment. Ein weiterer
Vorteil des Aufbaus des Stators bzw. der gesamten Transversalflussmaschine
aus geblechten Teilen ist, dass kein Material mit dreidimensionaler
Ausführung nötig ist. Auch wird die Flussführung
optimiert, da der Fluss immer nur entlang der Blechung der Zäh ne
und des Statorrückens geführt wird. Weiterhin erlaubt
die Ausführung als Bleche eine technisch vorteilhafte Verbindung
des Stators bzw. der Statorsegmente mit den Statorzähnen.
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Durch
die erfindungsgemäße Vorgehensweise wird eine
form- und kraftschlüssige sowie thermisch sehr gute Verbindung
der Zähne mit dem Stator erreicht. Insbesondere ist auch
eine Verbindung ohne zusätzliche Verbindungselemente oder
nur mit sehr wenigen Verbindungselementen möglich.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind die Aussparungen
an dem Außenumfang bzw. Außendurchmesser des Primärteils
angeordnet und nach außen hin offen. Unter Aussparung werden
grundsätzlich alle Arten von Öffnungen oder Durchbrüchen
eines Blechs oder allgemein eines Materials verstanden, d. h. sowohl
geschlossene Öffnungen mit einem umlaufenden Umfang als
auch in Umfangsrichtung zu wenigstens einer Seite hin offene Öffnungen.
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Bei
der oben erwähnten Ausführungsform enthält
damit der Stator bzw. der Statorrücken Aussparungen für
die Zähne an seinem Außendurchmesser. Bei einer
weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind die Aussparungen
an dem Innenumfang des Primärteils angeordnet und nach
innen hin offen. In diesem Fall enthält der Stator Aussparungen für
die Zähne an seinem Innendurchmesser.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind die Aussparungen
in radialer Richtung im Inneren des Primärteils d. h. auch
im Inneren der einzelnen Bleche als geschlossene Öffnungen angeordnet.
Bei dieser Ausführungsform enthalten damit der Stator bzw.
die einzelnen Statorbleche Aussparungen, die der Form des Zahns
bzw. der Form eines Zahnabschnitts angepasst sind.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist das
Primärteil eine Vielzahl von voneinander beabstandeten
Segmenten auf und die Aussparungen sind in den Zwischenräumen
zwischen diesen Segmenten angeordnet. Bei dieser Ausführungsform
sind damit die einzelnen Segmente vollständig voneinander
getrennt und die Zwischenräume bilden genau die oben erwähnten
Aussparungen. So enthält der Statorrücken durchgängige
Aussparungen, sodass sich Statorrückensegmente ergeben.
Die Begriffe Stator und Statorrücken werden im Folgenden
synonym verwendet.
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Es
ist jedoch auch möglich, die oben genannten Ausführungsformen
miteinander zu kombinieren, d. h. einige Aussparungen am Außenumfang des
Primärteils vorzusehen und andere Aussparungen an seinem
Innenumfang. Auch wäre es möglich, beispielsweise
zwei Segmente vorzusehen, wobei die Segmente jeweils an ihrem Außen-
oder Innenumfang Aussparungen aufweisen.
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Die
vorliegende Erfindung ist weiterhin auf ein Verfahren zum Herstellen
einer elektrischen Maschine und insbesondere einer Transversalflussmaschine
gerichtet. Dabei wird eine Vielzahl von Primärteilblechen
zu einem Primärteil zusammengesetzt und eine Vielzahl von
Zahnblechen wird zu Zähnen zusammengesetzt, wobei diese
Zähne jeweils einen ersten Zahnabschnitt, einen an diesem
Zahnabschnitt angeordneten zweiten Zahnschnitt und einen an diesem
zweiten Zahnabschnitt angeordneten dritten Zahnabschnitt aufweisen
und sich der zweite Zahnabschnitt in einer anderen Richtung erstreckt als
der erste Zahnabschnitt und der dritte Zahnabschnitt. Erfindungsgemäß werden
die Zähne und das Primärteil formschlüssig
miteinander verbunden.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Variante wird an den Zähnen
wenigstens eine Wicklung für die Transversalflussmaschine
angeordnet. Dabei ist es beispielsweise möglich, zunächst
jeden zweiten Zahn von einer Seite her an dem Stator anzuordnen, anschließend
die Wicklung aufzusetzen und schließlich die jeweils fehlenden
Zähne von der anderen Seite her anzufügen.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Variante wird das Primärteil
erhitzt, bevor die Zähne an den Primärteil angeordnet
werden. Durch die Abkühlung des Primärteils werden
die Zähne formschlüssig mit dem Primärteil
verbunden.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform werden die
Zähne jeweils zwischen einzelnen Primärteilsegmenten
angeordnet und die Anordnung aus dem Primärteilsegment
und den Zähnen wird in ein erhitztes Gehäuse eingebracht.
Bei dieser Ausführungsform wird damit das Primärteil
in das Gehäuse eingeschrumpft und bei diesem Schrumpfvorgang
werden das Primärteil und die Zähne miteinander
formschlüssig verbunden.
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Weitere
Vorteile und Ausführungsformen ergeben sich aus den beigefügten
Zeichnungen. Darin zeigen:
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1 eine
schematische Gesamtdarstellung einer erfindungsgemäßen
Transversalflussmaschine;
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2a eine
teilweise Ansicht eines erfindungsgemäßen Primärteilsegments
mit einem darin angeordneten Zahn in einer ersten Ausführungsform;
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2b die
Anordnung aus 2a in einer Sicht entlang der
Linie A-A aus 2a;
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3a eine
teilweise Ansicht eines erfindungsgemäßen Primärteilsegments
mit einem darin angeordneten Zahn in einer zweiten Ausführungsform;
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3b die
Anordnung aus 3a in einer Sicht entlang der
Linie A-A aus 3a;
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4a eine
teilweise Ansicht eines erfindungsgemäßen Primärteilsegments
mit einem darin angeordneten Zahn in einer dritten Ausführungsform;
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4b die
Anordnung aus 4a in einer Sicht entlang der
Linie A-A aus 4a;
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5a eine
teilweise Ansicht eines erfindungsgemäßen Primärteilsegments
mit einem darin angeordneten Zahn in einer vierten Ausführungsform;
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5b die
Anordnung aus 5a in einer Sicht entlang der
Linie A-A aus 5a;
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6a eine
Draufsicht auf eine mäanderförmige Spule, und
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6b eine
perspektivische Ansicht der Spule aus 6a.
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1 zeigt
eine schematische Gesamtdarstellung einer erfindungsgemäßen
Transversalflussmaschine 1. Diese Transversalflussmaschine 1 weist einen
teilweise dargestellten Stator 2 und einen diesen gegenüber
drehbar angeordneten Rotor 4 auf. An diesem Rotor 4 ist
ein Rotorstück 14 angeordnet, und an diesem Rotorstück
wiederum eine Vielzahl von Permanentmagneten 16. Dabei
sind diese Permanentmagnete in Umfangsrichtung jeweils unterschiedlich
magnetisiert, d. h. auf den in 1 gezeigten
magnetischen Südpol S folgt in Umfangsrichtung zu beiden
Seiten jeweils ein Magnet mit einem magnetischen Nordpol. Das Bezugszeichen 12 bezieht sich
auf eine Abtriebswelle und das Bezugszeichen 18 auf ein
Wälzlager um die Rotorwelle drehbar zu lagern.
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Das
Bezugszeichen 3 bezieht sich auf drei Spulen, die in Umfangsrichtung
um den Rotor angeordnet sind. Daneben sind Zähne 6 erkennbar,
die zum Halten der einzelnen Spulen 10 dienen. Diese Zähne 6 sind
wiederum an den Stator 2 befestigt. Das Bezugszeichen 5 kennzeichnet
ein Gehäuse der Transversalflussmaschine 1.
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2a zeigt
einen Stator 2 bzw. einen Ausschnitt dieses Stators 2,
genauer eines Statorblechs. Dieser Stator weist eine Aussparung 8 auf,
in der ein Zahn 6 bzw. ein erster Zahnabschnitt 6a dieses Zahns 6 angeordnet
ist. Dabei ist zur besseren Darstellung zwischen dem Stator 2 und
dem jeweiligen Zahnabschnitt 6a ein Luftspalt gezeigt.
In der Realität ist dieser Luftspalt jedoch nicht vorhanden.
Der Zahn 6 weist einen zweiten Zahnabschnitt 6b,
der sich radial nach Innen in Richtung eines (nicht gezeigten) Sekundärteils
erstreckt. An dem zweiten Zahnabschnitt 6b ist ein dritter
Zahnabschnitt 6c angeordnet, der jedoch in 2a durch
den zweiten Zahnabschnitt 6b verdeckt wird.
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Die
Aussparung 8 weist radial außen eine (nicht im
Detail gezeigte) Krümmung auf, und entsprechend kann auch
der erste Zahnabschnitt 6a an seinem aus radial außenliegendem
Außenumfang eine entsprechende Krümmung aufweisen.
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2b zeigt
eine Ansicht der in 2a gezeigten Darstellung entlang
der Linie A-A aus 2a. Man erkennt, dass der Zahn 6 eine
hufeisen- bzw. C-förmige Form aufweist. Dabei ist der erste Zahnabschnitt 6a durch
den Stator 2 in der Richtung B durchgeschoben. Es wird
jedoch darauf hingewiesen, dass die Darstellung, wie weit die Zähne 6 bzw. der
Zahnabschnitt 6a in den Stator 2 hineingeschoben
ist, nicht notwendigerweise maßstäblich ist. Das Bezugszeichen
u bezieht sich auf eine Richtung, in der sich der erste Zahnabschnitt 6a und
der dritte Zahnabschnitt 6c erstrecken, das Bezugszeichen
v kennzeichnet die Richtung, in der sich der zweite Zahnabschnitt 6b erstreckt.
Das Bezugszeichen M kennzeichnet den von dem Zahn 6 umschlossenen bzw.
umgebenen Bereich.
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Der
Zahn 6 setzt sich bei der in den 2a–5b gezeigten
Ausführungsform aus einer Vielzahl von aneinander angeordneten
Blechen zusammen, wobei diese Bleche jeweils bevorzugt deckungsgleich
sind. Auch der Stator bzw. das Statorsegment 2 setzt sich
aus einer Vielzahl von wesentlichen deckungsgleichen Blechen zusammen.
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Es
wäre jedoch auch möglich, die Bleche unterschiedlich
zueinander auszuführen, sodass insgesamt beispielsweise
eine sich verjüngende Form beschrieben wird, und auf diese
Weise die formschlüssige Einpressung der Zähne
in die Aussparung und damit in das Statorsegment günstiger
erfolgen kann. Auch könnten die Bleche des Stators und
der Zähne in Form ineinander greifender Stufen ausgeführt sein.
Genauer könnte beispielsweise der aus einer Vielzahl von
deckungsgleichen Blechen zusammengesetzte Stator einen Vorsprung
bzw. eine Ausnehmung aufweisen, die mit einer entsprechend angeformten
Ausnehmung bzw. einem entsprechend angeformten Vorsprung der ebenfalls
aus deckungsgleichen Blechen zusammengesetzten Zähnen zusammenwirkt.
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Damit
werden bei den in den 2a und 2b gezeigten
Ausführungsformen der Zähne diese jeweils an dem
Stator bzw. Statorsegment gehalten.
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Durch
die Anbindung der Zähne 6 an das Statorsegement 2 wird
eine sehr günstige thermische Ankopplung der Zähne
an den Stator erreicht. Auch ist eine sichere Übertragung
der Kräfte und Momente von den Zähnen auf den
Stator möglich und auch die (nicht gezeigte) Wicklung kann
besonders günstig thermisch an die Zähne und den
Stator angekoppelt werden. Durch die erfindungsgemäße
Vorgehensweise ist auch eine Fertigung durch einen steckbaren Aufbau
möglich, d. h. bevorzugt werden die einzelnen Zähne 6 immer
abwechselnd von links und rechts eingeschoben, sodass deren Öffnungen
immer abwechselnd nach links und rechts zeigen. Die Wicklung dieser
TFM ist, wie oben dargestellt, vorzugsweise mäanderförmig
ausgeführt und verläuft in dem von den C-förmigen
Zähnen umschlossenen Bereich.
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3a zeigt
eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Anordnung. Hier ist die Aussparung nicht am Innenumfang, sondern
am Außenumfang des Stator bzw. Statorsegments 2 angeordnet
bzw. die Aussparung nimmt wiederum den ersten Abschnitt 6a des
Zahns auf.
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3b zeigt
auch hier eine entsprechende Darstellung entlang der Linien A-A.
Bei dieser Variante ist es zusätzlich vorteilhaft möglich,
dass die Zähne in einem bestimmten Maß über
den Außendurchmesser des Stators 2 hinausstehen.
Beim Einbringen des vorliegenden Stators in ein Gehäuse
können diese überstehenden Bereiche bzw. Toleranzen
verpresst werden, sodass eine mechanische Verbindung und damit ein
günstiger thermischer Übergang zwischen den Zähnen 6 und
den Stator 2 erzeugt wird. Auch ist es möglich,
dass bei der in 3a und 3b gezeigten
Ausführungsform die Zähne plan mit dem Außendurchmesser
des Stators 2 abschließen, sodass nach dem Einbringen
des vollständigen Stators in das (nicht gezeigte) Gehäuse
günstige thermische Übergänge erzeugt
werden.
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Die 4a und 4b zeigen
eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Anordnung. Hier ist die Aussparung 8 als Öffnung
bzw. Loch in dem Stator bzw. Statorsegment 2 ausgebildet (d.
h. in den einzelnen Statorblechen). Auch wird darauf hingewiesen,
dass tatsächlich zwischen der Öffnung 8 und
dem Zahn 6 bzw. einem ersten Zahnabschnitt 6a kein
Luftspalt besteht. Wie in der 4b gezeigt,
wird hier der erste Abschnitt 6a des Zahns vollständig
von dem Stator 2 eingefasst.
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Bei
den in den 2a–4b gezeigten Ausführungsformen
werden die jeweiligen Statorrücken bzw. Statorsegmente 2 vorzugsweise
erhitzt, sodass sich die einzelnen Aussparungen 8 vergrößern.
In den so erhitzten Statorrücken werden die Zähne,
genauer die Zahnabschnitte 6a (und auch die Wicklung) eingeschoben.
Durch das Abkühlen werden die Zähne (kraft-)schlüssig
mit dem Statorrücken verbunden, so dass die Kräfte,
die auf die Zähne 6 wirken, auf den Statorrücken
bzw. das Statorsegment 2 übertragen werden. Insbesondere
in den in 2a–3b gezeigten
Ausführungsformen werden die Zähne 6 zusätzlich
vorteilhaft mechanisch verbunden, da die Kräfte auf die
Zähne üblicherweise die Zähne von den
Stator bzw. dem Statorsegment 2 wegzuziehen versuchen.
Dadurch wird eine höhere Sicherheit der Verbindung gewonnen.
Eine derartige zusätzlich mechanische Verbindung kann beispielsweise
in Form von Schweißnähten bestehen, die zwischen
den Statorsegmenten und den Zahnabschnitten 6a gebildet
werden. Vorteilhaft treten jedoch bei allen gezeigten Ausführungsformen
keinerlei Schweißnähte an den Zahnabschnitten 6c und
bevorzugt auch nicht an den zweiten Zahnabschnitten 6b auf.
Derartige Schweißnähte würden relativ
leicht zu ungewollten Wirbelströmen führen.
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Bei
den in den 2a–3b gezeigten Ausführungsformen
sind gewisse Toleranzen der Zähne bzw. der Aussparung zulässig
bzw. vorteilhaft, da diese Toleranzen von dem Innenraum (vgl. 2a, 2b)
bzw. von dem Außenraum (vgl. 3a, 3b)
aufgenommen werden können.
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Anstelle
des hier beschriebenen Verfahrens, welches ein Erhitzen des Stators
bzw. der Statorsegmente beinhaltet, wären jedoch auch andere
Verbindungsverfahren möglich, wie ein Einpressen, Einschieben,
Verschweißen oder Verlöten der Zähne
in bzw. mit dem Stator.
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Die 5a und 5b zeigen
eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Erfindung. Hier ist der Stator aus einer Vielzahl von Segmenten 2 zusammengesetzt
und zwischen diesen Segmenten 2 sind jeweils die Zähne 6 angeordnet.
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Im
Rahmen der Fertigung werden die einzelnen Zähne 6 und
die Statorrückensegmente 2 vollständig
angeordnet und gemeinsam in ein erhitztes Gehäuse eingebracht.
Nach dem Abkühlen des Gehäuses ergibt sich eine
form- und kraftschlüssige Verbindung aller Teile. Bei all
den gezeigten Ausführungsformen können die Zähne
so ausgeführt werden, dass die Form des Luftspalts nachgebildet
wird, in dem die Aussparung der Form der Zähne nachbildet.
Dadurch ist es möglich, Motoren mit reduzierter Kraft bzw.
Drehmomentwelligkeit zu fertigen und auch wird eine bessere Form
bzw. ein verbesserter Kraftschluss erreicht. Weiterhin ist es auch
möglich, im Rahmen der Herstellung zunächst die
Spule mit den Zähnen der einen Seite aufzustecken und danach
die Zähne der anderen Seite. Auch wäre es möglich,
die Zähne mit der Spule zunächst zu vergießen
und anschließend in ein Gehäuse einzuschrumpfen.
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Bevorzugt
weisen auch die Zähne bzw. der dritte Zahnabschnitt 6c an
ihrem Innenumfang eine Krümmung auf, der später
der Luftspalt zwischen dem Stator und dem Rotor bestimmt. Genauer
gesagt werden einzelne Luftspalte zwischen den jeweiligen Zahnabschnitten 6c und
dem Rotor gebildet. Diese Luftspalte können derart beschaffen
sein, dass die einzelnen Luftspalte auf einer gemeinsamen geometrischen
Kreislinie liegen. Es wäre jedoch auch möglich,
dass die Zahnabschnitte 6c so gestaltet sind, dass die
jeweiligen Luftspalte im Vergleich zu der genannten geometrischen
Kreislinie einen geringeren oder einen größeren
Krümmungsradius oder auch variierende Dicken aufweisen.
Diese Ausführungsform mit geringeren oder größeren
Krümmungsradien oder mit variierender Dicke, die auch als
Blumenform bezeichnet werden kann, trägt zu einer Reduzierung
der Drehmomentwelligkeit bei.
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Die 6a und 6b zeigen
eine mäanderförmige Spule in einer Draufsicht
(6a) und in einer perspektivischen Draufsicht (6b).
Durch diese mäanderförmige Ausbildung können
die in der Transversalflussmaschine vorhanden Räume besser genutzt
und damit eine höhere Menge an Kupfer eingebracht werden.
Genauer können die durch die jeweiligen Zähne begrenzten
Räume besser genutzt werden, in dem die Zähne,
wie oben erwähnt, abwechselnd zueinander jeweils umgekehrt
eingebracht werden und die jeweils einseitig zusätzlich
zur Verfügung stehenden Räume von der Spule 3 genutzt
werden. Diese mäanderförmige Spule kann bei allen
oben gezeigten Ausführungsformen zur Anwendung kommen.
Die Breite 6 der Spule ist im Wesentlichen (abgesehen von
geringen Breitenänderungen im Bereich der Krümmungen)
konstant.
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Sämtliche
in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich
beansprucht, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber
dem Stand der Technik neu sind.
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- 1
- Transevrsalflussmaschine
- 2
- Primärteil,
Stator
- 3
- Wicklung
- 4
- Sekundärteil,
Rotor
- 5
- Gehäuse
- 6
- Zahn
- 6a
- erster
Zahnabschnitt
- 6b
- zweiter
Zahnabschnitt
- 6c
- dritter
Zahnabschnitt
- 8
- Aussparung
- 12
- Abtriebswelle
- 14
- Rotorstück
- 16
- Permanentmagnet
- 18
- Wälzlager
- u,
v
- Richtung
- B
- Richtung
- M
- von
den Zahnabschnitten umschlossener Bereich
- S
- magnetischer
Südpol
- b
- Breite
der Wicklung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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