DE102010018145B4

DE102010018145B4 - Claw pole type dynamoelectric machine

Info

Publication number: DE102010018145B4
Application number: DE102010018145A
Authority: DE
Inventors: Ludvik Kumar; Damijan Miljavec
Original assignee: Kolektor Group doo
Current assignee: Kolektor Group doo
Priority date: 2010-04-24
Filing date: 2010-04-24
Publication date: 2012-07-26
Anticipated expiration: 2030-04-25
Also published as: DE102010018145A1

Abstract

Dynamoelektrische Maschine der Klauenpolbauart, insbesondere Klauenpolmotor, mit einem Stator (29) und einem bezüglich einer Rotationsachse drehbar gelagerten Rotor, mit den folgenden Merkmalen: der Rotor weist einen im Wesentlichen zylindrischen Rotorabschnitt mit daran angeordneten Permanentmagneten auf; der Stator (29) weist eine Spulenanordnung (30) mit mindestens einer Spuleneinheit (1; 101) auf, die ihrerseits mindestens eine um die Rotationsachse (3) herum zwischen zwei zugeordneten Polscheiben (4; 104) angeordnete Ringspule (2; 102) umfasst; die beiden Polscheiben (4; 104) der mindestens einen Spuleneinheit (1; 101) bestehen aus gesintertem Soft Magnetic Composit (SMC); die Polscheiben (4; 104) weisen die Ringspule (2; 102) an deren dem Rotor zugewandten Umfang alternierend umgreifende Klauen (5; 105) auf; die Polscheiben (4; 104) weisen jeweils angrenzend an den Rotor einen durch Einschnitte (7; 107) definierten Verzahnungsbereich (6; 106) auf, der die radiale Erstreckung der Ringspule (2; 102) zumindest überlappt; in dem Verzahnungsbereich (6; 106) weisen...Dynamoelectric machine of the claw pole type, in particular claw pole motor, with a stator (29) and a rotor mounted rotatably with respect to an axis of rotation, with the following features: the rotor has a substantially cylindrical rotor section with permanent magnets arranged thereon; the stator (29) has a coil arrangement (30) with at least one coil unit (1; 101) which in turn comprises at least one ring coil (2; 102) arranged around the axis of rotation (3) between two assigned pole disks (4; 104) ; the two pole disks (4; 104) of the at least one coil unit (1; 101) consist of sintered soft magnetic composite (SMC); the pole disks (4; 104) have the ring coil (2; 102) on its circumference facing the rotor alternately encompassing claws (5; 105); the pole disks (4; 104) each have, adjacent to the rotor, a toothed region (6; 106) defined by incisions (7; 107) which at least overlaps the radial extension of the ring coil (2; 102); in the toothed area (6; 106) have ...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine dynamoelektrische Maschine der Klauenpolbauart, insbesondere einen Klauenpolmotor, mit einem Stator und einem bezüglich einer Rotationsachse drehbar gelagerten Rotor.The present invention relates to a Klauenpolbauart dynamoelectric machine, in particular a claw pole motor, with a stator and a rotor rotatably mounted with respect to a rotation axis.

Dynamoelektrische Maschinen der Klauenpolbauart sind in vielfältigen Ausgestaltungen bekannt. Sie sind, sei es nun als Klauenpolmotor oder aber als Klauenpolgenerator, vergleichsweise kompakt. Darüber hinaus erfolgt typischerweise eine elektronische Kommutierung, was die betreffenden Maschinen langlebig, zuverlässig und wartungsarm und, nachdem solche Maschinen von Haus aus entstört sind, zum Einsatz in einer störempfindlichen Umgebung geeignet macht. Was Klauenpolmotoren betrifft, so stellen diese insbesondere bei einer Ausführung als Außenrotormotor überdies ein vergleichsweise großes Drehmoment bereit.Dynamo-electric machines of Klauenpolbauart are known in a variety of configurations. They are relatively compact, whether as claw-pole motors or claw-pole generators. In addition, electronic commutation typically occurs, rendering the machines in question durable, reliable, and low-maintenance and, after such machines are debugged, suitable for use in a susceptible environment. As far as claw pole motors are concerned, they also provide a comparatively large torque, in particular in the case of an embodiment as an external rotor motor.

Zu dem umfangreichen Stand der Technik zu dynamoelektrischen Maschinen der Klauenpolbauart zählen insbesondere die nachfolgenden Dokumente: DE 4106484 A1 , US 6,492,758 B1 , AT 504456 A1 , DE 29812916 U1 , WO 2009/133295 A2 , DE 10 2007 040 355 A1 , JP 2008-167615 A , DE 20 2009 004 395 U1 , WO 2004/070922 A1 , DE 20 2008 013 426 U1 , EP 2040350 A2 , DE 10 2005 036 041 A1 . Zur Herstellung von Polscheiben wird dabei teilweise Soft Magnetic Composit (SMC) vorgeschlagen (vgl. US 6492758 B1 , DE 10 2005 036 041 A1 und DE 10 2007 040 355 A1 ).The extensive state of the art for dynamo-electric machines of the claw-pole type includes, in particular, the following documents: DE 4106484 A1 . US Pat. No. 6,492,758 B1 . AT 504456 A1 . DE 29812916 U1 . WO 2009/133295 A2 . DE 10 2007 040 355 A1 . JP 2008-167615 A . DE 20 2009 004 395 U1 . WO 2004/070922 A1 . DE 20 2008 013 426 U1 . EP 2040350 A2 . DE 10 2005 036 041 A1 , Soft pole composite (SMC) is sometimes proposed for the production of pole disks (cf. US 6492758 B1 . DE 10 2005 036 041 A1 and DE 10 2007 040 355 A1 ).

Auch die WO 2000/060 720 A1 , die sich speziell mit der Ausführung des Stators eines Klauenpolmotors mit Außenmotor befasst, offenbart eine dynamoelektrische Maschine der Klauenpolbauart. Der Statur umfasst dabei mehrere einheitliche, aus gesintertem Eisenpulver hergestellte Segmente, welche jeweils ein – radial inneres – Spulenkernteil, eine – radial äußere – Klaue und ein letztere mit dem Spulenkernteil verbindendes, sich radial erstreckendes Flussleitstück umfassen. Die Gesamtheit der Spulenkernteile bildet einen Ring, den die Ringspule umgibt. Die Flussleitstücke verjüngen sich in radialer Richtung von den Spulenkernteilen zu den Klauen, wobei letztere jeweils einen polygonalen, in axialer Richtung gleichbleibenden Querschnitt mit einer gegenüber der radialen Erstreckung größeren Erstreckung in Umfangsrichtung aufweisen.Also the WO 2000/060 720 A1 specifically relating to the embodiment of the stator of a claw pole motor with external motor, discloses a claw pole type dynamoelectric machine. The stature in this case comprises a plurality of uniform segments made of sintered iron powder, each comprising a - radially inner - coil core part, a - radially outer - claw and a latter with the spool core part connecting, radially extending flux guide. The entirety of the coil core parts forms a ring which surrounds the toroidal coil. The flux guides taper in the radial direction from the coil core parts to the claws, the latter in each case having a polygonal cross-section, which is constant in the axial direction, with a larger extent in the circumferential direction than the radial extent.

Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, eine einen Statur und einen Rotor umfassende dynamoelektrische Maschine der Klauenpolbauart bereitzustellen, die sich durch ein gegenüber dem Stand der Technik weiter verbessertes Betriebsverhalten auszeichnet, insbesondere im Hinblick auf Wirkungsgrad und Leistung.The present invention is directed to providing a claw pole type dynamoelectric machine comprising a stature and a rotor characterized by further improved performance over the prior art, particularly in terms of efficiency and performance.

Gelost wird diese Aufgabenstellung gemäß der vorliegenden Erfindung durch die in Anspruch 1 angegebene dynamoelektrische Maschine. Demgemäß zeichnet sich die einen Stator und einen bezüglich einer Rotationsachse drehbar gelagerten Rotor aufweisende dynamoelektrische Maschine der Klauenpolbauart erfindungsgemäß durch die nachstehend angegebenen, miteinander in einem funktionalen Zusammenhang stehenden und synergistisch zusammenwirkenden Merkmale aus:
der Rotor weist einen im Wesentlichen zylindrischen Rotorabschnitt mit daran angeordneten Permanentmagneten auf;
der Stator weist mindestens eine Spulenanordnung mit mindestens einer Spuleneinheit auf, die ihrerseits mindestens eine um die Rotationsachse herum zwischen zwei zugeordneten Polscheiben angeordnete Ringspule umfasst;
die beiden Polscheiben der mindestens einen Spuleneinheit bestehen aus gesintertem Soft Magnetic Composit (SMC);
die Polscheiben weisen die Ringspule an deren dem Rotor zuwandten Umfang alternierend umgreifende Klauen auf;
die Polscheiben weisen jeweils angrenzend an den Rotor einen durch Einschnitte definierten Verzahnungsbereich auf, der die radiale Erstreckung der Ringspule zumindest überlappt;
in dem Verzahnungsbereich wiesen die Polscheiben eine der Anzahl der Klauen entsprechenden Anzahl von Zähnen auf, von denen die Klauen im Wesentlichen axial vorspringen;
die Klauen weisen eine im Wesentlichen quaderförmige Gestalt auf;
die Klauen weisen in radialer Richtung eine größere Erstreckung auf als in Umfangsrichtung.This object is achieved according to the present invention by the specified in claim 1 dynamoelectric machine. Accordingly, the claw-pole type dynamoelectric machine having a rotor rotatably supported with respect to a rotation axis is characterized by the following functionally related and synergistically cooperative features according to the present invention:
the rotor has a substantially cylindrical rotor portion with permanent magnets disposed thereon;
the stator has at least one coil arrangement with at least one coil unit, which in turn comprises at least one ring coil arranged around the rotation axis between two associated pole disks;
the two pole disks of the at least one coil unit are made of sintered soft magnetic composite (SMC);
the pole disks have the toroidal coil on their circumference facing the rotor alternately encompassing claws;
the pole disks each have, adjacent to the rotor, a toothing region defined by cuts, which at least overlaps the radial extent of the toroidal coil;
in the toothing region, the pole disks have a number of teeth corresponding to the number of claws, of which the claws project substantially axially;
the claws have a substantially cuboid shape;
the claws have a greater extent in the radial direction than in the circumferential direction.

So ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere die Gestaltung der beiden Polscheiben der mindestens einen Spuleneinheit des Stators durch aufeinander abgestimmte technische Merkmale der Dimensionierung, Geometrie, Materialwahl und Herstellungsweise in der oben angegebenen, nachstehend näher erläuterten Weise optimiert. Einer der verschiedenen, zu den herausragenden Betriebseigenschaften der erfindungsgemäßen Maschine beitragenden technisch-kombinatorischen Gesichtspunkte besteht demgemäß in der Herstellung der beiden näher spezifizierten Polscheiben der mindestens einen Spuleneinheit aus einem gesinterten Soft Magnetic Composit (SMC), wobei die Klauen, die im Wesentlichen axial von in dem Verzahnungsbereich der Polscheiben bestehenden Zähnen vorspringen, eine im Wesentlichen quaderförmige Gestalt aufweisen. Die vorliegende Erfindung wendet sich auf diese Weise ausdrücklich von der verbreitet herrschenden Überzeugung ab, wonach die Klauen zweckmäßigerweise eine im Wesentlichen konische Grundform haben, d. h. sich zu ihrem freien Ende hin verjüngen. Die vorliegende Erfindung nutzt in diesem Zusammenhang die gänzlich neue Erkenntnis, dass sich durch die geometrische Gestaltung der Klauen dergestalt, dass diese eine im Wesentlichen quaderförmige Gestalt aufweisen, eine gesteigerte Homogenität innerhalb der durch Sinterung von Soft Magnetic Composit hergestellten Klauen der Polscheiben erreichen lässt. Namentlich hinsichtlich der Dichte des betreffenden Materials innerhalb der Klauen liegt eine technisch optimale Homogenität vor. Diese wirkt sich wiederum äußerst positiv auf die Verteilung des magnetischen Flusses innerhalb der Polscheiben, namentlich der Klauen aus. Und die homogene Verteilung des Flusses trägt wiederum sehr ausgeprägt zu der hohen Leistung der erfindungsgemäßen dynamoelektrischen Maschine bei. Im Ergebnis wird die Abweichung der Form der Klauen von der theoretisch optimalen, in der bisherigen Praxis durch konische Ausführung der Klauen mehr oder weniger angenäherten Idealgestaltung durch die optimierte Flusslinienverteilung innerhalb der Klauen der erfindungsgemäßen dynamoelektrischen Maschine in einem hohen Maße überkompensiert. Die vorliegende Erfindung nutzt somit, mit anderen Worten, die durchaus überraschende Erkenntnis, dass durch Sintern aus Soft Magnetic Composit hergestellte Polscheiben mit Klauen mit einer im Wesentlichen quaderförmigen Form zu einer höheren Leistung und auch einem im Übrigen verbesserten Betriebsverhalten der entsprechenden dynamoelektrischen Maschine führen verglichen mit dem Stand der Technik, bei dem sich die Klauen der Polscheiben zu ihren freien Enden hin verjüngen. Die konstruktive und geometrische Gestaltung der Polscheiben, deren Herstellungsweise und deren Materialwahl sind somit bei der vorliegenden Erfindung Teil eines einzigartigen Gesamtkonzepts, in das noch weitere technisch-konstruktive Merkmale und Gesichtspunkte der erfindungsgemäßen Maschine einfließen, wie insbesondere die Ausführung der Polscheiben mit angrenzend an den Rotor angeordneten Verzahnungsbereichen, deren radiale Erstreckung auf die radiale Erstreckung der Ringspule abgestimmt ist. Weiterhin ist für die erfindungsgemäße Maschine in Verbindung mit dem weiteren Merkmal bedeutsam, dass die Klauen in radialer Richtung eine größere Erstreckung aufweisen als in Umfangsrichtung.Thus, in the context of the present invention, in particular the design of the two pole disks of the at least one coil unit of the stator is optimized by matched technical features of dimensioning, geometry, material selection and method of manufacture in the manner explained in more detail below. One of the various technical-combinatorial aspects contributing to the outstanding operating characteristics of the machine according to the invention is accordingly the production of the two specified pole disks of the at least one coil unit of a sintered soft magnetic composite (SMC), the claws being substantially axially in the toothed region of the pole disks existing teeth project, have a substantially cuboid shape. In this way, the present invention expressly turns away from the prevalent belief that the claws are expediently substantially conical in shape, ie tapering towards their free end. The present invention uses in this The entirely new finding that the geometric design of the jaws in such a way that they have a substantially cuboid shape, can achieve an increased homogeneity within the produced by sintering Soft Magnetic Composite claws of the pole discs. In particular, with regard to the density of the material in question within the claws is a technically optimal homogeneity. This in turn has a very positive effect on the distribution of the magnetic flux within the pole disks, namely the claws. And the homogeneous distribution of the flow in turn contributes very significantly to the high performance of the dynamoelectric machine according to the invention. As a result, the deviation of the shape of the claws from the theoretically optimal, in the previous practice by conical execution of the claw more or less approximated ideal design is overcompensated by the optimized flux line distribution within the claws of the dynamoelectric machine according to the invention in a high degree. In other words, the present invention uses, in other words, the quite surprising finding that Polscheiben produced by sintering from Soft Magnetic composite with claws with a substantially parallelepiped shape to a higher performance and also an otherwise improved performance of the corresponding dynamoelectric machine compared with In the prior art, in which the jaws of the pole disks taper towards their free ends. The constructive and geometric design of the pole disks, their method of production and their choice of materials are thus in the present invention part of a unique overall concept, in which further technical-constructive features and aspects of the machine according to the invention flow, such as in particular the design of the pole discs with adjacent to the rotor arranged toothed portions whose radial extent is matched to the radial extent of the toroidal coil. Furthermore, it is significant for the machine according to the invention in conjunction with the further feature that the claws in the radial direction have a greater extent than in the circumferential direction.

Gemäß einer ersten bevorzugten Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich die erfindungsgemäße dynamoelektrische Maschine dadurch aus, dass die Oberfläche der dem Rotor gegenuberliegenden Begrenzungsfläche der Klauen im Wesentlichen der Fläche des Übergangs der Klauen in die Zähne entspricht. Auf diese Weise werden, was die Verteilung des magnetischen Flusses innerhalb der Klauen angeht, substantielle Unstetigkeiten vermieden. Gerade in Verbindung mit der in Anwendung der vorliegenden Erfindung möglichen äußerst homogenen Verteilung der magnetischen Flusslinien innerhalb der Klauen (s. o.) trägt auch diese Maßnahme wiederum zu einer Verbesserung des Betriebsverhaltens bei.According to a first preferred development of the invention, the dynamoelectric machine according to the invention is distinguished by the fact that the surface of the boundary surface of the claws lying opposite the rotor substantially corresponds to the area of the transition of the claws into the teeth. In this way, as far as the distribution of magnetic flux within the jaws is concerned, substantial discontinuities are avoided. Especially in connection with the extremely homogeneous distribution of the magnetic flux lines within the claws (see above) which is possible in application of the present invention, this measure in turn also contributes to an improvement of the operating behavior.

Gemäß einer anderen bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung weisen die Klauen in Umfangsrichtung zwei zueinander parallele Begrenzungsflächen auf.According to another preferred embodiment of the present invention, the claws in the circumferential direction on two mutually parallel boundary surfaces.

Hierdurch ergeben sich hinsichtlich der weiter oben erläuterten Homogenität der Dichte des Materials innerhalb der Klauen besonders günstige Verhältnisse. Entsprechendes gilt, wenn die Klauen eine zur Rotationsachse senkrechte, bevorzugt im Wesentlichen rechteckige Stirnflache aufweisen, die hinsichtlich ihrer Fläche besonders bevorzugt im Wesentlichen der Fläche des Übergangs der Klauen in die Zähne entspricht. Im Ergebnis ist somit ideal, wenn die Klauen mit Ausnahme der dem Rotor gegenüberliegenden, bevorzugt kreiszylindrisch ausgestalteten Begrenzungsfläche exakt quaderförmig ausgeführt sind.This results in terms of the above-described homogeneity of the density of the material within the claw particularly favorable conditions. The same applies if the jaws have an axis of rotation perpendicular to the, preferably substantially rectangular end face, which in terms of their area particularly preferably substantially corresponds to the area of the transition of the jaws in the teeth. As a result, it is thus ideal if the claws, with the exception of the boundary surface, which is opposite the rotor and which is preferably circular-cylindrical, are designed exactly cuboid.

Was die den Verzahnungsbereich der Polscheiben definierenden Zähne betrifft, so sind diese bevorzugt im Wesentlichen radialsymmetrisch ausgerichtet. Besonders bevorzugt verjüngen sie sich in radialer Richtung in Richtung auf den Rotor hin. Auf diese Weise erfolgt innerhalb der Polscheiben von radial in Richtung zu den Übergängen in die Klauen eine gewisse Konzentration des magnetischen Flusses, und zwar ohne nennenswerte Sprünge.As far as the teeth which define the toothed region of the pole disks are concerned, they are preferably oriented substantially radially symmetrically. Particularly preferably, they taper in the radial direction in the direction of the rotor. In this way, takes place within the pole disks from radially toward the transitions into the claws a certain concentration of the magnetic flux, without significant jumps.

Demgegenüber hat sich herausgestellt, dass es durchaus günstig ist, wenn im Bereich des Ubergangs der Klauen in die Zähne eine Unstetigkeit, insbesondere ein Sprung besteht, indem die Erstreckung der Klauen in Umfangsrichtung etwas geringer ist als die Erstreckung der Zähne in Umfangsrichtung in dem besagten Übergangsbereich. Zudem kann gemaß einer abermaligen Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, dass die Zähne sich in dem dem Rotor gegenüberliegenden Bereich in axialer Richtung zu den Klauen hin keilförmig verjüngen. Insbesondere durch die Kombination der besagten Unstetigkeit im Bereich des Übergangs der Zähne in die Klauen im Hinblick auf die Dimensionierung in Umfangsrichtung mit der sich in axialer Richtung zu den Klauen hin keilförmig verjüngenden Ausführung der Zähne in ihrem dem Rotor gegenüberstehenden Bereich lassen sich bei erfindungsgemäßen dynamoelektrischen Maschinen, obwohl deren Klauen selbst nicht – durch eine sich verjüngende Grundform – im Hinblick auf ein nur minimales ”Cogging” optimiert sind, Maschinen mit einer hervorragenden Laufruhe realisieren.On the other hand, it has been found that it is quite favorable if there is discontinuity, in particular a jump, in the region of the transition of the claws into the teeth, because the extent of the claws in the circumferential direction is slightly less than the extent of the teeth in the circumferential direction in the said transition region , In addition, according to a further refinement of the invention, it can be provided that the teeth taper in a wedge shape in the region opposite the rotor in the axial direction to the claws. In particular, by the combination of said discontinuity in the region of the transition of the teeth in the claws with respect to the dimensioning in the circumferential direction with the wedge-shaped tapering in the axial direction of the claws execution of the teeth in their rotor facing portion can be in dynamoelectric machines according to the invention although their claws themselves are not optimized by a tapered basic shape for minimal "cogging", they provide machines with excellent smoothness.

Eine wiederum andere bevorzugte Weiterbildung der vorliegenden Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass sich die Einschnitte, welche den Verzahnungsbereich der Polscheiben definieren, in radialer Richtung mindestens über den 1,5-fachen Wert der in radialer Richtung bestehenden Höhe der Klauen erstrecken. Besonders günstig ist eine radiale Erstreckung der besagten Einschnitte im Bereich zwischen dem zweifachen und dem zweieinhalbfachen der Höhe der Klauen. Indem die Einschnitte bevorzugt tiefer sind als breit, d. h., eine gegenüber der Erstreckung in Umfangsrichtung größere radiale Erstreckung aufweisen, wird eine Optimierung des magnetischen Flusses zwischen der Abfolge der Klauen und dem Rotor erreicht.Yet another preferred development of the present invention is characterized in that the incisions which define the toothed region of the pole disks, in extend radial direction at least over 1.5 times the value of the existing in the radial direction height of the claws. A radial extent of the said cuts in the range between twice and two and a half times the height of the claws is particularly favorable. By the incisions are preferably deeper than wide, ie, have a greater radial extent relative to the extension in the circumferential direction, an optimization of the magnetic flux between the sequence of claws and the rotor is achieved.

Wenngleich die vorstehend Erläuterten Vorteile der erfindungsgemäßen dynamoelektrischen Maschinen in besonderer Weise bei Klauenpol-Außenrotormotoren und anderen dynamoelektrischen Außenrotormaschinen der Klauenpolbauart zum Tragen kommen, ist die vorliegende Erfindung grundsätzlich in gleicher Weise auf Außenrotormaschinen wie auch Innenrotormaschinen anwendbar. Bei einer erfindungsgemäßen dynamoelektrischen Maschine in Außenrotorbauart ist, nach einer wiederum anderen bevorzugten Weiterbildung der Erfindung, der Außenrotor beidseitig außerhalb der Spulenanordnung gelagert. Die Lagerung kann dabei insbesondere auf der den Innenstator und ein den Außenrotor umgebendes Gehäuse umfassenden Einheit erfolgen.Although the above-explained advantages of the dynamoelectric machines according to the present invention are particularly applicable to claw-pole outer rotor motors and other claw-pole type external dynamoelectric machines, the present invention is basically equally applicable to outer rotor machines as well as inner rotor machines. In a dynamoelectric machine according to the invention in the outer rotor design is, according to yet another preferred embodiment of the invention, the outer rotor mounted on both sides outside the coil assembly. The storage can be carried out in particular on the inner stator and the outer rotor surrounding housing comprehensive unit.

Bei Umsetzung der vorliegenden Erfindung bei einer Außenrotormaschine sind die Einschnitte des Verzahnungsbereichs bevorzugt im Wesentlichen ausgeprägt V-förmig ausgeführt. Weiterhin ist in diesem Falle besonders günstig, wenn mindestens eine der Polscheiben jeder Spuleneinheit radial innen einen axial unter die Ringspule vordringenden ringförmigen Ansatz aufweist. Besonders vorteilhaft ist es, wenn beide Polscheiben mit einem entsprechenden ringförmigen Ansatz ausgestattet sind. Hierdurch lässt sich eine Umlenkung des magnetischen Flusses im Bereich des Übergangs von der axialen Erstreckung der Flusslinien radial unterhalb der Ringspule in den Bereich der radialen Erstreckung seitlich der Ringspule ohne irgendeine Grenzfläche oder sonstige Unstetigkeit erreichen. Wiederum wirkt sich die besonders homogene Flusslinienverteilung günstig auf die Leistung sowie die sonstigen Betriebseigenschaften der dynamoelektrischen Maschine aus. Vor dem gleichen Hintergrund ist es besonders vorteilhaft, wenn die beiden Polscheiben jeder Spuleneinheit im Bereich der besagten axial unter die Ringspule vordringenden ringförmigen Ansätze radial innen längs einer ringförmigen Stirnfläche direkt aneinander anliegen. Bei dieser Ausführung der Polscheiben ergibt sich ein magnetischer Fluss innerhalb der Polstruktur des Stators mit nur einer einzigen Trennfläche und ohne jeglichen Materialwechsel. Das Resultat ist wiederum eine Optimierung von Betriebsverhalten, Betriebseigenschaften und Leistung der dynamoelektrischen Maschine.When implementing the present invention in an external rotor machine, the cuts of the toothed region are preferably made substantially pronounced V-shaped. Furthermore, in this case, it is particularly favorable if at least one of the pole disks of each coil unit has radially inwardly an annular projection protruding axially under the annular coil. It is particularly advantageous if both pole disks are equipped with a corresponding annular projection. This makes it possible to achieve a deflection of the magnetic flux in the region of the transition from the axial extension of the flow lines radially below the toroidal coil into the region of the radial extent laterally of the toroidal coil without any interface or other discontinuity. Again, the particularly homogeneous flux line distribution has a favorable effect on the performance and the other operating characteristics of the dynamoelectric machine. Against the same background, it is particularly advantageous if the two pole discs of each coil unit in the region of said axially projecting below the annular coil annular projections radially inwardly along an annular end face directly abut each other. In this embodiment of the pole disks results in a magnetic flux within the pole structure of the stator with only a single interface and without any change in material. The result is again an optimization of the operating behavior, operating characteristics and performance of the dynamoelectric machine.

Entsprechendes gilt auch fur Innenrotormaschinen. Hier ist besonders günstig, wenn mindestens eine der radial innen einen Verzahnungsbereich aufweisenden Polscheiben jeder Spuleneinheit radial außen einen die Ringspule außen übergreifenden ringförmigen Ansatz aufweist. Besonders vorteilhaft ist es, wenn beide Polscheiben mit einem entsprechenden ringförmigen Ansatz ausgestattet sind und die beiden Polscheiben jeder Spuleneinheit im Bereich der besagten, die Ringspule außen übergreifenden ringförmigen Ansätze radial außen längs einer ringförmigen Stirnfläche direkt aneinander anliegen.The same applies to internal rotor machines. In this case, it is particularly favorable if at least one of the pole disks of each coil unit having radially inside a toothed region has radially outside a ring-shaped projection which engages over the annular coil on the outside. It is particularly advantageous if both pole disks are equipped with a corresponding annular projection and the two pole disks of each coil unit lie directly against each other in the region of said annular projections extending beyond the annular coil on the outside radially along an annular end surface.

Gemäß einer anderen bevorzugten Weiterbildung der Erfindung sind die Polscheiben aus mehreren identischen Segmenten zusammengefügt. Dies wirkt sich beispielsweise dahingehend vorteilhaft aus, dass die Polscheiben auf einer Statorstruktur, bei einer Außenrotormaschine z. B. einen Statorkern, aus den besagten Segmenten aufgebaut werden können, was insbesondere eine drehfeste Verbindung der Polscheiben mit der Statorstruktur ohne weitere Maßnahmen erleichtert. In diesem Sinne weist besonders bevorzugt jedes der Segmente der Polscheiben an seiner dem Rotor abgewandten Umfangsfläche mindestens ein erstes Rastmittel, insbesondere einen Rastvorsprung auf. Dieser kann in ein am zugeordneten Umfang der Statorstruktur angeordnetes korrespondierendes zweites Rastmittel, insbesondere eine Axialnut eingreifen. Besonders günstig ist dabei, wenn jedes Segment an seiner dem Rotor abgeandten Umfangsfläche genau einen Rastvorsprung aufweist. Die Lage des Rastvorsprungs bzw. sonstigen Rastmittels ist dabei idealerweise 25% der Teilung der Klauen seitlich zu einer Klaue versetzt. Weiterhin teilt der Rastvorsprung das betreffende Polscheibensegment bevorzugt etwa im Verhältnis ¼:¾. Hierdurch ergibt sich bei Verwendung identischer Segmente für beide Polscheiben einer Spuleneinheit, wenn die besagten Rastvorsprünge beider Ringscheiben in identische Nuten eingreifen, eine besonders vorteilhafte, vorgegebene wechselseitige Überlappung der Segmente der beiden Polscheiben zueinander. Dies ist sowohl in statischer Hinsicht als auch unter Gesichtspunkten des magnetischen Flusses äußerst vorteilhaft, namentlich wenn im Sinne der weiter oben dargelegten bevorzugten Weiterbildung der Erfindung die beiden Polscheiben direkt aneinander anliegen, nämlich im Bereich einer ringförmigen Stirnfläche der einander gegenüberliegenden ringförmigen Ansätze (s. o.).According to another preferred embodiment of the invention, the pole disks are assembled from a plurality of identical segments. This has the effect, for example, to the effect that the pole disks on a stator, in an outer rotor machine z. As a stator core, can be constructed from said segments, which in particular facilitates a rotationally fixed connection of the pole disks with the stator without further measures. In this sense, each of the segments of the pole disks particularly preferably has at least one first latching means, in particular a latching projection, on its circumferential surface facing away from the rotor. This can engage in a arranged on the associated circumference of the stator structure corresponding second latching means, in particular an axial groove. It is particularly advantageous if each segment has exactly on its abgeandten the rotor peripheral surface a locking projection. The position of the latching projection or other latching means is ideally offset 25% of the pitch of the claws laterally to a claw. Furthermore, the locking projection divides the relevant pulley segment preferably approximately in the ratio ¼: ¾. This results when using identical segments for both pole discs of a coil unit, when said locking projections of both annular discs engage in identical grooves, a particularly advantageous, predetermined mutual overlap of the segments of the two pole discs to each other. This is extremely advantageous both in static terms and in terms of the magnetic flux, namely when the two pole disks lie directly against one another in the sense of the preferred embodiment of the invention set forth above, namely in the region of an annular end face of the opposing annular projections (see above).

Gemäß einer wiederum anderen bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist die Ringspule mindestens zwei in axial zueinander versetzten Ebenen angeordnete spiralförmige Wicklungen auf, wobei die Anschlussenden der Ringspule im Wesentlichen den selben Abstand zur Rotationsachse aufweisen. Insbesondere kann in diesem Sinne vorgesehen sein, dass sich bei einer radial äußeren Positionierung des einen Anschlussendes die sich an dieses Anschlussende anschließende spiralförmige Wicklung radial nach innen, d. h. mit abnehmendem Radius erstreckt, wobei am radial inneren Umfang der Ringspule ein Übergang in die zweite Wicklungsebene erfolgt, in der die betreffende spiralförmige Wicklung – mit identischem Wicklungssinn – spiralförmig von innen nach außen gewickelt wird, so dass das zweite Anschlussende wiederum radial außen liegt. Entsprechendes gilt für Ringspulen mit zwei spiralförmigen Wicklungen, wobei die Anschlussenden radial innen liegen. Für die vorstehend dargelegte bevorzugte Weiterbildung der Erfindung wird idealerweise ein bandförmiges Flachmaterial für die Herstellung der Ringspule verwendet.According to yet another preferred development of the invention, the toroidal coil has at least two helical windings arranged in axially offset planes, wherein the terminal ends of the toroidal coil have substantially the same distance from the axis of rotation. In particular, it can be provided in this sense that at a radially outer Positioning of a connecting end which adjoins this connection end spiral radially inward, ie, with decreasing radius, wherein at the radially inner circumference of the toroidal coil, a transition takes place in the second winding plane in which the respective spiral winding - with identical winding sense - spiral of is wound inside out, so that the second terminal end is again radially outward. The same applies to toroidal coils with two spiral-shaped windings, wherein the terminal ends lie radially inward. For the above-described preferred embodiment of the invention, ideally a band-shaped flat material is used for the production of the toroidal coil.

Eine mehrphasig ausgeführte dynamoelektrische Maschine nach der vorliegenden Erfindung lässt sich besonders vorteilhaft realisieren, indem die Spulenanordnung eine Mehrzahl von axial gestapelten, identischen, zueinander um einen Winkelversatz gedrehten Spuleneinheiten aus jeweils einer Ringspule und zwei zugeordneten Polscheiben umfasst. Namentlich dann, wenn in dem oben aufgeführten Sinne eine unmittelbare Lagesicherung der Polscheiben selbst auf einem Statorkern oder einer sonstigen Statorstruktur erfolgt und somit gesonderte Befestigungselemente wie Befestigungsringe oder dergleichen entfallen konnen, konnen die Polscheiben zweier benachbarter Spuleneinheiten unmittelbar aneinander anliegen, allenfalls durch eine Flusssperre mit minimaler Dicke voneinander getrennt. Auf diese Weise ergibt sich eine äußerst kompakte mehrphasige Klauenpolmaschine nach der vorliegenden Erfindung.A multiphase dynamoelectric machine according to the present invention can be realized particularly advantageous in that the coil arrangement comprises a plurality of axially stacked, identical, each rotated by an angular offset coil units each comprising a toroidal coil and two associated pole discs. In particular, if in the above-mentioned sense, a direct position securing the pole disks themselves on a stator core or other stator structure and thus separate fasteners such as mounting rings or the like can account, the pole disks of two adjacent coil units can directly abut each other, possibly by a flux barrier with minimal Thickness separated from each other. In this way results in an extremely compact multi-phase claw pole machine according to the present invention.

Im Folgenden wir die vorliegende Erfindung anhand zweier in der Zeichnung veranschaulichter bevorzugter Ausfuhrungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigtIn the following, we will explain the present invention with reference to two illustrated in the drawing preferred exemplary embodiments. It shows

1 in perspektivischer Ansicht eine zwei Polscheiben, von denen die obere nur teilweise dargstellt ist, sowie eine Ringspule umfassende Spuleneinheit eines Außenrotor-Klauenpolmotors nach der vorliegenden Erfindung, 1 in perspective view a two pole discs, of which the upper is only partially dargstellt, and a toroidal coil unit comprising an outer rotor claw pole motor according to the present invention,

2 ein zum Aufbau einer Polscheibe der Spuleneinheit nach 1 einsetzbares Polscheibensegment in einer ersten perspektivischen Ansicht, 2 a for building a pole disk of the coil unit according to 1 usable Polscheibensegment in a first perspective view,

3 das Polscheibensegment nach 2 in einer zweiten perspektivischen Ansicht, 3 the pulley segment after 2 in a second perspective view,

4 die Ringspule der Spuleneinheit nach 1 in Einzeldarstellung und 4 the ring coil of the coil unit after 1 in single representation and

5 in perspektivischer Ansicht einen unter Verwendung von drei Spuleneinheiten nach 1 hergestellten Stator eines Dreiphasen-Klauenpolmotors; weiterhin zeigt 5 in perspective one using three coil units after 1 manufactured stator of a three-phase claw pole motor; continues to show

6 in perspektivischer Ansicht eine Spuleneinheit eines erfindungsgemäß ausgeführten Innenrotor-Klauenpolmotors, wobei die obere der beiden Polscheiben wiederum nur teilweise dargestellt ist, und 6 in perspective view, a coil unit of an inventively designed internal rotor claw pole, wherein the upper of the two pole discs is again shown only partially, and

7 in vergrößerter Ansicht ein Polscheibensegment der Spuleneinheit nach 6. 7 in enlarged view a Polscheibensegment the coil unit after 6 ,

Das in den 1 bis 5 der Zeichnung in dem Umfang, wie dies für das Verständnis der vorliegenden Erfindung zweckmäßig ist, veranschaulichte Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft einen Klauenpolmotor mit Innenstator und Außenrotor. Der Außenrotor weist dabei einen im Wesentlichen zylindrischen Rotorabschnitt mit an dessen Innenumfang angeordneten Permanentmagneten auf. Der Innenstator weist – abhängig von der Anzahl der Phasen – eine oder mehrere Spuleneinheiten 1 mit jeweils mindestens einer Ringspule 2 auf, wobei die Ringspule um die Rotationsachse 3 herum zwischen zwei zugeordneten, typischerweise ringförmigen Polscheiben 4 angeordnet ist. Jede der beiden Polscheiben jeder Spuleneinheit weist dabei eine Vielzahl von Klauen 5 auf, wobei die Klauen der beiden Polscheiben die Ringspule an deren Außenumfang alternierend umgreifen. Da der Klauenpolmotor nach dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung insoweit dem hinlänglich bekannten Stand der Technik entspricht, ist eine zeichnerische Darstellung ebenso entbehrlich wie eine weitergehende Erläuterung.That in the 1 to 5 of the drawing to the extent that is useful for the understanding of the present invention, illustrated embodiment of the invention relates to a claw pole motor with inner stator and outer rotor. In this case, the outer rotor has a substantially cylindrical rotor section with permanent magnets arranged on its inner circumference. The inner stator has one or more coil units depending on the number of phases 1 each with at least one toroidal coil 2 on, with the toroid around the axis of rotation 3 around between two associated, typically annular pole disks 4 is arranged. Each of the two pole discs of each coil unit has a plurality of claws 5 on, wherein the claws of the two pole discs engage around the annular coil at its outer periphery alternately. Since the Klauenpolmotor according to the embodiment of the invention described here so far corresponds to the well-known prior art, a graphical representation is just as unnecessary as a more detailed explanation.

Die beiden Polscheiben 4 der mindestens einen Spuleneinheit bestehen aus gesintertem Soft Magnetic Composit (SMC). Sie sind als solches zueinander identisch und sind spiegelbildlich und um eine halbe Teilung der Klauen 5 gegeneinander verdreht zusammengefügt, so dass die Klauen 5 in dem oben angesprochenen Sinne die Ringspule 2 alternierend an ihrem Außenumfang umgreifen.The two pole discs 4 the at least one coil unit is made of sintered soft magnetic composite (SMC). As such, they are identical to each other and are mirror-inverted and half a division of the claws 5 twisted against each other, so that the claws 5 in the sense mentioned above, the toroidal coil 2 encompass alternately on its outer circumference.

Die Polscheiben 4 weisen jeweils radial außen einen Verzahnungsbereich 6 auf. Dieser wird durch im Wesentlichen V-förmige Einschnitte 7 und zwischen diesen ausgebildete, sich im Wesentlichen radial erstreckende, sich in radialer Richtung nach außen hin verjungende Zähne 8 definiert. Die Einschnitte 7 weisen dabei eine solche Tiefe auf, dass der Verzahnungsbereich 6 jeder Polscheibe 4 und die Ringspule 2 einander überlappen; weiterhin erstrecken sich die Einschnitte 7 in radialer Richtung über mehr als den zweifachen Wert der in radialer Richtung bestimmten Höhe H der Klauen 5.The pole discs 4 each have a toothed area radially outward 6 on. This is made by essentially V-shaped cuts 7 and between these formed, substantially radially extending, radially outwardly verjungende teeth 8th Are defined. The cuts 7 have such a depth that the toothed area 6 every pole disk 4 and the toroidal coil 2 overlap each other; continue to extend the cuts 7 in the radial direction over more than twice the value of the radial height H of the claws 5 ,

Die Klauen 5 springen im Wesentlichen axial von den Zähnen 8 vor. Sie weisen eine im Wesentlichen quaderförmige Gestalt mit einer gegenüber der Erstreckung B in Umfangsrichtung (Breite) großeren Erstreckung H in radialer Richtung (Höhe) auf. Begrenzt sind die Klauen 5 in Umfangsrichtung durch zwei ebene, zueinander parallele Begrenzungsflächen 9, 10 und stirnseitig durch eine ebene, zur Rotationsachse 3 senkrechte, im Wesentlichen rechteckige Stirnfläche 11. Lediglich die äußere Begrenzungsfläche 12 der Klauen 5 ist nicht eben; sie ist entsprechend dem Durchmesser bzw. Radius des Rotors kreiszylindrisch ausgeführt.The claws 5 essentially jump axially from the teeth 8th in front. They have a substantially cuboid shape with a relative to the extension B in the circumferential direction (width) of greater extension H in the radial direction (height). Limited are the claws 5 in the circumferential direction by two flat, mutually parallel boundary surfaces 9 . 10 and frontally by a plane, to the axis of rotation 3 vertical, substantially rectangular face 11 , Only the outer boundary surface 12 the claws 5 is not even; it is made circular cylindrical according to the diameter or radius of the rotor.

Durch einstückige Herstellung der Polscheiben durch Sintern aus Soft Magnetic Composit gehen die Zahne 8 nahtlos in die Klauen 5 über. Allerdings besteht in dem betreffenden Ubergangsbereich 13 eine Unstetigkeit 14 in Form eines Sprunges 15, indem die Erstreckung der Klauen 5 in Umfangsrichtung merklich geringer ist als die Erstreckung der Zähne 8 in Umfangsrichtung in dem bzw. angrenzend an den besagten Übergangsbereich 13. Die Klauen 5 sind dabei so dimensioniert und gestaltet, dass die Oberfläche ihrer radial äußeren Begrenzungsflächen 12 im Wesentlichen der Fläche des Ubergangs der Klauen 5 in die Zähne 8 entspricht. Während sich in dem radial innen liegenden Abschnitt des Verzahnungsbereichs 6 die in Umfangsrichtung gemessene Breite b Zähne 8 in axialer Richtung nicht ändert, verjüngen sich die Zahne 8 im radial äußeren Bereich, d. h. etwa im Bereich der Höhe der Klauen 5 in axialer Richtung zu den Klauen hin keilförmig. In dem radial äußeren Bereich der Zähne 8 laufen somit die die Zahne in Umfangsrichtung begrenzenden Begrenzungsflächen 16 nicht nur in radialer Richtung nach außen hin aufeinander zu, sondern auch in axialer Richtung in Richtung auf die Klauen 5 hin.By integrally producing the pole discs by sintering from Soft Magnetic Composit go the teeth 8th seamless in the claws 5 above. However, there is the transition area in question 13 a discontinuity 14 in the form of a jump 15 by extending the claws 5 in the circumferential direction is significantly less than the extension of the teeth 8th in the circumferential direction in or adjacent to said transition region 13 , The claws 5 are dimensioned and designed so that the surface of their radially outer boundary surfaces 12 essentially the area of the transition of the claws 5 in the teeth 8th equivalent. While in the radially inner portion of the toothing region 6 the measured width in the circumferential direction b teeth 8th does not change in the axial direction, the teeth taper 8th in the radially outer region, ie approximately in the region of the height of the claws 5 wedge-shaped towards the claws in the axial direction. In the radially outer area of the teeth 8th thus running the teeth limiting in the circumferential direction boundary surfaces 16 not only in the radial direction out towards each other, but also in the axial direction in the direction of the claws 5 out.

Beide Polscheiben weisen radial innen einen axial unter die Ringspule 2 vordringenden ringformigen Ansatz 17 auf. Sie liegen radial innen längs einer ringförmigen Stirnfläche 18 der ringförmigen Ansätze 17 direkt aneinander an.Both pole discs have radially inward axially under the toroidal coil 2 penetrating annular approach 17 on. They lie radially inward along an annular end face 18 the annular lugs 17 directly to each other.

Jede der beiden Polscheiben 4 besteht aus sechs identischen Polscheibensegmenten 19, wobei auch die Polscheibensegmente der beiden Polscheiben 4 zueinander identisch sind. Im Ergebnis weist somit jede Spuleneinheit 1 zwölf identische Polscheibensegmente 19 auf. Jedes Polscheibensegment 19 weist an seiner inneren Umfangsfläche einen Rastvorsprung 20 auf. Dieser ist zur Mitte des betreffenden Polscheibensegments 19 versetzt angeordnet und dient der Fixierung des betreffenden Polscheibensegments und somit der jeweiligen Poscheibe als ganzes auf einem Statorkern. Die Rastvorsprünge 20 der beiden Polscheiben 4 fluchten dabei zueinander, was – aufgrund der identischen Ausführung der Polscheibensegmente 19 beider Polscheiben – Hand in Hand geht mit einer wechselseitigen Überlappung der Polscheibensegmente 19 der beiden Polscheiben 4 im Sinne einer Überbrückung jeweils einer Stoßfuge 21 zwischen zwei benachbarten Polscheibensegmenten 19 einer der beiden Polscheiben 4 durch ein Polscheibensegment 19 der jeweils anderen Polscheibe. Weiterhin weist jedes Polscheibensegment radial innen, den ringformigen Ansatz 17 durchdringend zwei zur Rotationsachse 2 parallele Durchgangsbohrungen 22 auf. Mittels durch diese Bohrungen 22 hindurchtretenden Bolzen werden die beiden Polscheiben 4 der Spuleneinheit 1 gegeneinander verspannt. Bei Mehrphasenmotoren (s. 5) ist bei geeigneter Anordnung der Bohrungen grundsätzlich auch denkbar, dass durch diese hindurchtretende Bolzen auch die Spuleneinheiten untereinander gegeneinander verspannen.Each of the two pole disks 4 consists of six identical pulley segments 19 , Wherein also the Polscheibensegmente of the two pole discs 4 are identical to each other. As a result, thus each coil unit 1 twelve identical pulley segments 19 on. Each pulley segment 19 has on its inner peripheral surface a locking projection 20 on. This is the center of the relevant Polscheibensegments 19 arranged offset and serves to fix the respective Polscheibensegments and thus the respective Poscheibe as a whole on a stator core. The locking projections 20 the two pole discs 4 aligned with each other, what - due to the identical design of the pulley segments 19 Both pole discs - hand in hand is with a mutual overlap of Polscheibensegmente 19 the two pole discs 4 in the sense of a bridging each of a butt joint 21 between two adjacent pulley segments 19 one of the two pole discs 4 through a pulley segment 19 the other pole disc. Furthermore, each Polscheibensegment radially inward, the annular approach 17 penetrating two to the axis of rotation 2 parallel through holes 22 on. Through through these holes 22 passing bolts become the two pole discs 4 the coil unit 1 braced against each other. For polyphase motors (s. 5 ) is in principle also conceivable with a suitable arrangement of the holes that through these bolts passing through the coil units braced against each other.

Gemäß 4 weist die aus einem bandförmigen Flachmaterial gewickelte Ringspule 2 zwei in axial zueinander versetzten Ebenen angeordnete spiralförmige Wicklungen 23 und 24 auf. Die Anschlussenden 25 und 26 der Ringspule 2 weisen dabei im Wesentlichen den selben Abstand zur Rotationsachse 3 auf. Die sich an das erste Anschlussende 25 anschließende erste spiralförmige Wicklung 23 erstreckt sich radial nach innen. Am radial inneren Umfang 27 der Ringspule 2 erfolgt ein Übergang 28 des Flachmaterial in die zweite Ebene, in der die betreffende zweite spiralförmige Wicklung 24 – mit identischem Wicklungssinn – spiralförmig von innen nach außen gewickelt ist, so dass das zweite Anschlussende 26 wiederum radial außen liegt.According to 4 has the wound from a strip-shaped flat material toroidal coil 2 two arranged in axially staggered planes spiral windings 23 and 24 on. The connection ends 25 and 26 the toroidal coil 2 have substantially the same distance to the axis of rotation 3 on. The at the first connection end 25 subsequent first spiral winding 23 extends radially inward. At the radially inner circumference 27 the toroidal coil 2 a transition occurs 28 of the sheet in the second plane, in which the relevant second spiral winding 24 - With identical winding sense - is spirally wound from inside to outside, so that the second connection end 26 again radially outward.

Bei dem in 5 veranschaulichten Stator 29 eines Dreiphasen-Klauenpolmotors umfasst die Spulenanordnung 30, auf einem gemeinsamen Statorkern 31 angebracht, drei identische Spuleneinheiten 1 der vorstehend erläuterten Art in einer axial gestapelten, zueinander gedrehten Anordnung. Der Statorkern 31 nimmt dabei im Zusammenwirken mit einem den Rotor umgebenden Gehause auch die beiden Lager auf, mittels derer der Rotor beidseitig außerhalb der Spulenanordnung 30 um die Rotationsachse 3 drehbar gelagert ist.At the in 5 illustrated stator 29 a three-phase claw pole motor comprises the coil assembly 30 , on a common stator core 31 attached, three identical coil units 1 of the type described above in an axially stacked, mutually rotated arrangement. The stator core 31 takes in cooperation with a housing surrounding the rotor and the two bearings, by means of which the rotor on both sides outside the coil assembly 30 around the axis of rotation 3 is rotatably mounted.

Das in den 6 und 7 veranschaulichte zweite, einen Klauenpolmotor mit Außenstator und Innenrotor betreffende Ausführungsbeispiel erklärt sich weitgehend aus den vorstehenden Erläuterungen zu dem ersten Ausführungsbeispiel nach den 1 bis 5, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die entsprechenden Ausführungen verwiesen wird. Diese gelten mit der Maßgabe umgekehrter Angaben zur Orientierung (radial innen bzw. radial außen) in weitgehend analoger Weise auch für die Ausführungsform nach den 6 und 7, wobei die einzelnen Teile hier mit um 100 erhohten Bezugszeichen bezeichnet sind.That in the 6 and 7 illustrated second embodiment, a Klauenpolmotor with external stator and inner rotor concerning embodiment is largely explained in the preceding explanations to the first embodiment of the 1 to 5 , so that reference is made to avoid repetition to the corresponding statements. These apply with the proviso reverse orientation (radially inward or radially outward) in a largely analogous manner also for the embodiment according to the 6 and 7 , wherein the individual parts are designated here by 100 elevated reference numerals.

Claims

Claw pole type dynamoelectric machine, in particular claw pole motor, with a stator ( 29 ) and a rotor rotatably mounted with respect to a rotation axis, having the following features: the rotor has a substantially cylindrical rotor portion with permanent magnets disposed thereon; the stator ( 29 ) has a coil arrangement ( 30 ) with at least one coil unit ( 1 ; 101 ), which in turn at least one about the axis of rotation ( 3 ) around between two associated pole discs ( 4 ; 104 ) arranged ring coil ( 2 ; 102 ); the two pole discs ( 4 ; 104 ) of the at least one coil unit ( 1 ; 101 ) are made of sintered soft magnetic composite (SMC); the pole discs ( 4 ; 104 ) have the toroid ( 2 ; 102 ) at whose the rotor facing the circumference alternately encompassing claws ( 5 ; 105 ) on; the pole discs ( 4 ; 104 ) each have adjacent to the rotor by a cuts ( 7 ; 107 ) defined toothing area ( 6 ; 106 ), the radial extent of the toroidal coil ( 2 ; 102 ) at least overlaps; in the gearing area ( 6 ; 106 ) have the pole discs ( 4 ; 104 ) one of the number of claws ( 5 ; 105 ) corresponding number of teeth ( 8th ; 108 ), of which the jaws project substantially axially; the claws ( 5 ; 105 ) have a substantially cuboid shape; the claws have a greater extent (H) in the radial direction than in the circumferential direction (B).

Dynamoelectric machine according to claim 1, characterized in that the surface of the rotor surface opposite boundary surface ( 12 ; 112 ) of the claws ( 5 ; 105 ) substantially the area of the transition of the claws in the teeth ( 8th ; 108 ) corresponds.

Dynamoelectric machine according to claim 1 or claim 2, characterized in that the claws ( 5 ; 105 ) in the circumferential direction two mutually parallel boundary surfaces ( 9 . 10 ; 109 . 110 ) exhibit.

Dynamoelectric machine according to one of claims 1 to 3, characterized in that the claws ( 5 ; 105 ) one to the rotation axis ( 3 ; 103 ) vertical, preferably substantially rectangular face ( 11 ; 111 ) exhibit.

Dynamoelectric machine according to one of claims 1 to 4, characterized in that the claws ( 5 ; 105 ) with the exception of the circular cylindrical running opposite the rotor boundary surface ( 12 ; 112 ) are executed exactly cuboid.

Dynamoelectric machine according to one of claims 1 to 5, characterized in that the teeth ( 8th ; 108 ) are aligned substantially radially symmetrically and preferably taper in the radial direction in the direction of the rotor.

Dynamoelectric machine according to one of claims 1 to 6, characterized in that in the region of the transition ( 13 ; 113 ) of the claws ( 5 ; 105 ) in the teeth ( 8th ; 108 ) a discontinuity ( 14 ; 114 ), especially a jump ( 15 ; 115 ) in that the extension of the claws in the circumferential direction is less than the extension of the teeth in the circumferential direction in the said transition region.

Dynamoelectric machine according to one of claims 1 to 7, characterized in that the teeth ( 8th ; 108 ) in the region opposite the rotor in the axial direction to the claws ( 5 ; 105 ) taper in a wedge shape.

Dynamoelectric machine according to one of claims 1 to 8, characterized in that the incisions ( 7 ; 107 ) of the toothing region extend in the radial direction at least over twice the value of the height (H) of the claws as determined in the radial direction.

Dynamoelectric machine according to one of claims 1 to 9, characterized in that the rotor is designed as an outer rotor and the stator as an inner stator with a radially outer toothing region, wherein the incisions ( 7 ) of the toothed region are preferably made substantially V-shaped.

Dynamoelectric machine according to claim 10, characterized in that at least one of the pole disks ( 4 ) of each coil unit ( 1 ) radially inside an axially below the toroidal coil ( 2 ) penetrating annular approach ( 17 ), wherein preferably both pole discs ( 4 ) of each coil unit ( 1 ) such an annular approach ( 17 ) and radially inward along an annular end face ( 18 ) lie directly against each other.

Dynamoelectric machine according to claim 10 or claim 11, characterized in that the outer rotor outside of both sides of the coil arrangement ( 30 ) on the stator ( 29 ) is stored.

Dynamoelectric machine according to one of claims 1 to 9, characterized in that the rotor as an inner rotor and the stator as an external stator with a radially inner toothing region ( 106 ) are executed.

Dynamoelectric machine according to claim 13, characterized in that at least one of the pole disks ( 104 ) of each coil unit ( 101 ) radially outside a ring coil ( 102 ) outer cross-annular approach ( 117 ), wherein preferably both pole discs ( 104 ) of each coil unit ( 101 ) such an annular approach ( 117 ) and radially outward along an annular end face ( 118 ) lie directly against each other

Dynamoelectric machine according to one of claims 1 to 14, characterized in that the pole disks ( 4 ; 104 ) of several identical segments ( 19 ; 119 ), preferably each segment ( 19 ; 119 ) arranged at its edge facing away from the rotor at least one, more preferably, offset from the center of the segment, exactly one locking projection ( 20 ; 120 ) having.

Dynamoelectric machine according to claim 15, characterized in that the segments ( 19 ; 119 ) of the two pole disks ( 4 ; 104 ) alternately overlap each other.

Dynamoelectric machine according to one of claims 1 to 16, characterized in that the toroidal coil ( 2 ; 102 ) at least two arranged in axially mutually offset planes spiral windings ( 23 . 24 ), wherein the terminal ends ( 25 . 26 ) of the toroidal coil substantially the same distance to the axis of rotation ( 3 ) exhibit.

Dynamoelectric machine according to one of claims 1 to 17, characterized in that the toroidal coil ( 2 ; 102 ) is wound from a ribbon-shaped flat material.

Dynamoelectric machine according to one of claims 1 to 18, characterized in that the coil arrangement ( 30 ) a plurality of axially stacked, identical, mutually rotated coil units ( 1 ; 101 ) from in each case one annular coil ( 2 ; 102 ) and two associated pole disks ( 4 ; 104 ), wherein preferably the pole disks ( 4 ; 104 ) of two adjacent coil units ( 1 ; 101 ) abut each other directly.