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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Elektromotor gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem eine mit einem derartigen Elektromotor ausgestattete Hydraulikpumpe.
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Aus der
DE 10 2006 004 313 A1 ist ein Elektromotor mit Rotor und Stator bekannt, der ein Außenteil und ein Innenteil aufweist, die konzentrisch zu einer Rotationsachse angeordnet sind und relativ zueinander um diese Rotationsachse drehverstellbar sind. Der bekannte Elektromotor ist als Außenläufer ausgestaltet, so dass das Außenteil einen Außenrotor und das Innenteil einen Innenstator bildet. Der Außenrotor ist aus vier Permanentmagneten zusammengebaut. Der Innenstator weist vier Polarme auf, die jeweils eine elektrische Spule tragen. Der bekannte Elektromotor ist insgesamt in der Umfangsrichtung symmetrisch gestaltet.
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Um das Anfahren eines Elektromotors zu erleichtern, ist es aus der
US 7,345,440 B2 bekannt, einen Luftspalt, der sich bei einem derartigen Elektromotor radial zwischen dem Innenrotor und dem Außenstator bildet, in der Umfangsrichtung asymmetrisch zu gestalten. Beispielsweise kann sich der Luftspalt in der Umfangsrichtung verjüngen oder gestuft sein. Ebenso kann ein statorseitiger Polschuh eine axiale Längsnut enthalten oder in der Umfangsrichtung ungleich bzw. asymmetrisch gestaltet sein. Die Asymmetrien werden beim bekannten Elektromotor dabei stets durch eine asymmetrische Gestaltung des Stators realisiert, während der Rotor symmetrisch ist.
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Aus der
FR 2 945 388 A1 ist ein weiterer Elektromotor bekannt, bei dem eine Asymmetrie dadurch realisiert wird, dass ein Innenrotor, der vier Permanentmagnete trägt, mit einem Außenstator kombiniert wird, der drei oder sechs Spulen trägt.
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Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für einen Elektromotor der vorstehend genannten Art bzw. für eine damit ausgestattete Hydraulikpumpe eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die sich durch ein verbessertes Anfahrverhalten und/oder durch einen einfachen Aufbau auszeichnet.
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Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, beim Elektromotor nur den Stator, insbesondere in der Umfangsrichtung, asymmetrisch zu gestalten, während der Rotor, insbesondere in der Umfangsrichtung, symmetrisch gestaltet ist. Durch die Asymmetrie im Stator ergibt sich ein verbessertes Anfahrverhalten. Gleichzeitig lässt sich eine Asymmetrie am Stator sehr viel leichter realisieren als am Rotor. Somit ergibt sich für den hier vorgestellten Elektromotor eine vereinfachte und somit preiswertere Herstellung.
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Der hier vorgestellte Elektromotor ist vorzugsweise ein Einphasenmotor. Grundsätzlich kann es sich dabei jedoch auch um einen Zweiphasenmotor handeln. Des Weiteren handelt es sich beim hier vorgestellten Elektromotor vorzugsweise um einen Gleichstrommotor. Alternativ kann es sich grundsätzlich auch um einen Wechselstrommotor handeln. Insbesondere handelt es sich beim erfindungsgemäßen Elektromotor um einen elektrisch kommutierten Motor. Hierbei kann der Elektromotor ein bürstenloser Gleichstrommotor (BLDC) sein.
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Bevorzugt ist der hier vorgestellte Elektromotor als Außenläufer konzipiert, so dass das Außenteil als Außenrotor ausgestaltet ist, während das Innenteil als Innenstator ausgestaltet ist. Da erfindungsgemäß nur der Stator asymmetrisch ist, während der Rotor symmetrisch ist, können beim Außenläufer auch bei hohen Drehzahlen durch die Asymmetrie keine Unwuchten im Außenrotor entstehen. Somit kann für den Außenläufer ein vereinfachtes Anfahren realisiert werden. Grundsätzlich lässt sich der hier vorgestellte Elektromotor jedoch auch als Innenläufer konzipieren, so dass dann das Innenteil einen Innenrotor bildet, während das Außenteil einen Außenstator bildet.
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Die Asymmetrie des Stators kann in Verbindung mit einer entsprechenden Steuerung, die den Stromfluss zum Elektromotor überwacht, dazu genutzt werden, die aktuelle Drehlage zwischen Rotor und Stator zu ermitteln. Auf diese Weise kennt die Steuerung stets die Drehlage zwischen Innenteil und Außenteil und kann daraus insbesondere die aktuelle Drehzahl überwachen und gegebenenfalls regeln.
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Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform kann die Asymmetrie des Innenteils gezielt so gewählt sein, dass bei einer Bestromung des Elektromotors zum Anfahren des Elektromotors ausgehend von einer Ausgangsrelativlage, die sich bei unbestromten Elektromotor zwischen Innenteil und Außenteil selbsttätig einstellt, ein Magnetfeld entsteht, das den Rotor in einer vorbestimmten Rotationsrichtung antreibt. Mit anderen Worten, die Bestromung der wenigstens einen Spule des Innenteils führt bei stehendem Rotor in der vorbestimmten Ausgangslage, die der stehende Rotor selbsttätig einnimmt, zu einem Drehmoment, das den Rotor in einer vorbestimmten Drehrichtung aus der Ausgangslage heraus antreibt. Somit lässt sich insbesondere das Anfahren deutlich erleichtern. Gleichzeitig kann dadurch auch sichergestellt werden, dass der Elektromotor stets mit der vorbestimmten Drehrichtung anfährt, sofern eine entsprechende Bestromung angelegt wird.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann zumindest ein solcher Polarm des Innenteils radial außen einen Polschuh aufweisen, der radial außen eine Außenseite besitzt. Radial zwischen dieser Außenseite des jeweiligen Polschuhs und einer dem Polschuh zugewandten Innenseite des jeweiligen Permanentmagneten kann ein Luftspalt ausgebildet sein. Die Asymmetrie des Innenteils kann nun zumindest teilweise durch einen asymmetrischen Verlauf der Außenseite des jeweiligen Polschuhs gebildet sein derart, dass der jeweilige Luftspalt in der Umfangsrichtung asymmetrisch gestaltet ist. Beispielsweise kann der Luftspalt in der Umfangsrichtung hinsichtlich seiner radialen Abmessung variieren. Denkbar ist beispielsweise ein sich in der Umfangsrichtung verengender oder verjüngender Luftspalt, wobei die Verjüngung stetig oder gestuft erfolgen kann.
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Alternativ kann die Asymmetrie auch in den Polarmen und/oder Polschuhen durch Aussparungen und/oder Materialvariationen realisiert werden. Unter Materialvariationen ist die bereichsweise Verwendung unterschiedlicher Materialien zu verstehen. So kann z.B. ein Polarm oder ein Polschuh partiell durch ein anderes Material ersetzt oder durchsetzt sein.
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Bei einer anderen Ausführungsform kann zumindest ein solcher Polarm radial außen einen Polschuh aufweisen, der zwei Polschuhabschnitte aufweist, die in der Umfangsrichtung beiderseits des Polarms angeordnet sind und sich in der Umfangsrichtung entgegengesetzt erstrecken. Die Asymmetrie des Innenteils kann nun zumindest teilweise durch eine Asymmetrie der Polschuhabschnitte gebildet sein. Beispielsweise kann der eine Polschuhabschnitt in der Umfangsrichtung und/oder in der Radialrichtung größer sein als der andere Polschuhabschnitt.
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Wiederum eine andere Ausführungsform geht davon aus, dass zumindest zwei Polarme jeweils eine Spule tragen. Hierbei ist die Spule aus einem elektrisch leitfähigen Draht gebildet. Das Volumen zwischen den benachbarten Polarmen ist als Wickelraum bezeichnet. Dieser Wickelraum ist durch elektrisch leitfähiges Material gefüllt. Durch die Anzahl der Windungen und/ oder Drahtdurchmesser ist ein Kupferfüllfaktor innerhalb des Wickelraumes beeinflussbar, wobei ein hoher Kupferfüllfaktor angestrebt wird. Als Material für die Spule kann Kupfer, Aluminium oder ein anderes beliebiges elektrisch leitfähiges Material verwendet werden. Die Asymmetrie des Innenteils kann nun zumindest teilweise durch eine asymmetrische Anordnung der die Spulen tragenden Polarme gebildet sein. Beispielsweise können die Spulen tragenden Polarme bezüglich der Rotationsachse exzentrisch vom Innenteil radial abstehen.
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Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführungsform können zumindest zwei Spulen vorgesehen sein, wobei die Asymmetrie des Innenteils zumindest teilweise durch asymmetrisch gestaltete und/oder angeordnete Spulen gebildet sein. Beispielsweise kann eine Wicklung der einen Spule eine größere Anzahl an Windungen aufweisen als eine Wicklung der anderen Spule. Ebenso können identische Spulen durch eine unterschiedliche Anordnung asymmetrisch gestaltet sein. Beispielsweise kann die eine Spule radial weiter außen angeordnet sein als die andere Spule.
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Es ist klar, dass die vorstehend beschriebenen Maßnahmen, mit deren Hilfe die Asymmetrie des Innenteils vollständig oder teilweise realisierbar ist, auch quasi beliebig miteinander kombinierbar sind. Beispielsweise kann die Asymmetrie des Innenteils ausschließlich durch die Asymmetrie der Polschuhe und die Asymmetrie der spulentragenden Polarme gebildet sein. Alternativ kann die Asymmetrie des Innenteils ausschließlich durch die Asymmetrie des Luftspalts und die Asymmetrie der spulentragenden Polarme gebildet sein. Alternativ dazu kann die Asymmetrie des Innenteils ausschließlich durch die Asymmetrie des Luftspalts und die Asymmetrie der Polschuhe gebildet sein. Ferner ist auch eine Variante denkbar, bei der die Asymmetrie des Innenteils ausschließlich durch die Asymmetrie des Luftspalts und durch die Asymmetrie der Polschuhe sowie durch die Asymmetrie der spulentragenden Polarme gebildet ist. Des Weiteren ist denkbar, die vorstehenden Alternativen zusätzlich mit asymmetrisch gestalteten bzw. angeordneten Spulen zu kombinieren.
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Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführungsform können zumindest ein Polarm mit Polschuh und zumindest ein Polarm ohne Polschuh vorgesehen sein. Zweckmäßig sind bei dieser Bauform des Innenteils nur die polschuhfreien Polarme mit jeweils einer Spule ausgestattet, während die einen Polschuh aufweisenden Polarme ohne Spule vorgesehen sind. Es hat sich gezeigt, dass das mit Hilfe der Spulen generierte Magnetfeld über die polschuhfreien Polarme in die Polarme mit Polschuh bis in die Polschuhe gelangt, um mit dem Magnetfeld der Permanentmagneten intensiv in Wechselwirkung treten zu können. Besonders vorteilhaft ist nun eine Ausführungsform, bei der die jeweiligen Spulen als vorgefertigtes Bauteil auf einen solchen polschuhfreien Polarm aufgesteckt sind. Diese Maßnahme vereinfacht erheblich die Montage des Elektromotors und reduziert dessen Herstellungskosten.
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Der Elektromotor weist vorzugsweise eine Anzahl von n-Polarmen und eine Anzahl vonn/2 – Spulen auf. Die Spulen sind dann in der Umfangsrichtung jedem zweiten Polarm zugeordnet. Vorzugsweise ist auch eine Anzahl von n-Dauermagneten vorgesehen, die in der Umfangsrichtung mit abwechselnder Polarität (Plus bzw. Minus) aufeinanderfolgen.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform können genau vier Polarme vorgesehen sein, wobei dann genau zwei Spulen an zwei gegenüberliegenden Polarmen ausgebildet sind. Zweckmäßig sind dann zwei Polarme mit Polschuh und zwei Polarme ohne Polschuh vorgesehen, welche dann die Spulen tragen.
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Bei einer anderen vorteilhaften Weiterbildung können die beiden Spulen durch separate Wicklungen oder durch eine gemeinsame Wicklung ausgebildet sein. Die Verwendung separater Wicklungen ermöglicht die Verwendung vorgefertigter Spulen, die auf die polschuhlosen Polarme aufgesteckt werden können.
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Das Außenteil umfasst ein Gehäuse, insbesondere ein Rotorgehäuse, welches das Innenteil in der Umfangsrichtung umschließt und welches insbesondere eine zylindrische, vorzugsweise kreiszylindrische Form besitzt. Die Permanentmagnete des Außenteils sind zweckmäßig an einer Innenseite des Gehäuses angeordnet, und zwar in Form separater Bauteile. Zur Unterbringung der Permanentmagnete können an der Innenseite des Gehäuses entsprechende Nischen ausgebildet sein, in denen die Permanentmagnete, vorzugsweise teilweise oder vollständig versenkt, angeordnet sind, derart, dass sie einen Bestandteil der Innenkontur des Gehäuses bilden. Alternativ ist grundsätzlich auch eine Bauform denkbar, bei der die Permanentmagnete in das Gehäuse integriert sind, derart, dass der jeweilige Permanentmagnet einen Bestandteil des Gehäuses bildet und dementsprechend bezüglich des Gehäuses kein separates Bauteil definiert. Das Gehäuse, insbesondere ein Rotorgehäuse, ist aus einem magnetisch leitfähigen Material gebildet. Dadurch kann das Magnetfeld zwischen den Permanentmagneten geführt werden.
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Alternativ kann der Rotor aus einem magnetisierbaren Material, insbesondere einem magnetisierbaren Kunststoff, gebildet werden. Hierbei werden die Permanentmagnete durch magnetisierbare Bereiche gebildet.
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Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei der genau vier Permanentmagnete vorgesehen sind, die mit wechselnder Polarität in der Umfangsrichtung verteilt angeordnet sind. Somit liegen sich zwei Südpole diametral gegenüber und um 90° versetzt dazu liegen sich zwei Nordpole diametral gegenüber.
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Der erfindungsgemäße Elektromotor kann als Antrieb für allgemeine Steller wie z.B. Abgasrückführventile, EWG-Steller, Tellerseparatoren, Zentrifugen oder Klappen/Ventile in einer Frischluftleitung einer Brennkraftmaschine verwendet werden.
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Eine erfindungsgemäße Hydraulikpumpe, die sich zum Fördern eines flüssigen Fluids, insbesondere eines Hydraulikmittels, wie zum Beispiel Öl oder Wasser, eignet, ist mit einer Fördereinrichtung und einem Elektromotor der vorstehend genannten Art zum Antreiben der Fördereinrichtung ausgestattet. Die Fördereinrichtung weist zweckmäßig ein Statorgehäuse auf, in dem ein Förderrotor, zum Beispiel ein Flügelrad oder dergleichen, drehbar gelagert ist. Der Rotor des Elektromotors ist nun mit dem Förderrotor der Fördereinrichtung antriebsverbunden. Bei einem Außenläufer kann der Außenrotor des Elektromotors gleichzeitig den Förderrotor der Fördereinrichtung bilden. Der Stator des Elektromotors kann zweckmäßig drehfest mit dem Statorgehäuse der Fördereinrichtung verbunden sein.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
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Es zeigen, jeweils schematisch,
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1 eine stark vereinfachte schaltplanartige Prinzipdarstellung einer Hydraulikpumpe,
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2–6 stark vereinfachte Querschnitte eines Elektromotors bei verschiedenen Ausführungsformen.
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Entsprechend 1 umfasst eine Hydraulikpumpe 1, mit deren Hilfe eine Hydraulikmittel, wie zum Beispiel Öl oder Wasser, gefördert werden kann, eine Fördereinrichtung 2 und einen Elektromotor 3. Während die Fördereinrichtung 2 das jeweilige Hydraulikmittel antreibt, treibt der Elektromotor 3 die Fördereinrichtung 2 an. Eine entsprechende Antriebsverbindung ist in 1 beispielhaft durch eine Antriebswelle 4 angedeutet. Die Fördereinrichtung 2 besitzt ein Statorgehäuse 5, in dem ein Förderrotor 6 drehbar gelagert ist. Der Elektromotor 3 besitzt im Beispiel der 1 einen außenliegenden Rotor 7 und einen innenliegenden Stator 8, so dass in 1 der Elektromotor 3 als Außenläufer ausgestaltet ist. Die Rotoren 6 und 7 der Fördereinrichtung 2 und des Elektromotors 3 sind im Beispiel der 1 über die Antriebswelle 4 miteinander antriebsverbunden. Ebenso ist denkbar, die beiden Rotoren 6, 7 direkt miteinander zu koppeln. Ferner ist auch eine weitergehende bauliche Integration denkbar, beispielsweise mit einem gemeinsamen Gehäuse.
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Entsprechend den 2 bis 6 umfasst der Elektromotor 3 ein Außenteil 9 und ein Innenteil 10, die konzentrisch zu einer Rotationsachse 11 ineinander angeordnet sind. Ferner sind Außenteil 9 und Innenteil 10 um diese Drehachse 11 relativ zueinander drehverstellbar. Bei den Beispielen der 2–6 ist der Elektromotor 3 bevorzugt als Außenläufer ausgestaltet, bei dem das Außenteil 9 einen Außenrotor definiert, während das Innenteil 10 einen Innenstator bildet. Analog zu 1 ist somit in den 2–6 der Stator zusätzlich mit 8 und der Rotor zusätzlich mit 7 bezeichnet.
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Das Außenteil 9 weist zumindest zwei Permanentmagnete 12 auf. In den Beispielen der 2–6 sind jeweils genau vier Permanentmagnete 12 vorgesehen, die in der durch einen Doppelpfeil angedeuteten Umfangsrichtung 13 verteilt angeordnet sind und sich hinsichtlich ihrer Polarität (Nord bzw. Süd) in der Umfangsrichtung 13 abwechseln. Es ist klar, dass bei einer anderen Ausführungsform auch mehr oder weniger als vier Permanentmagnete 12 vorgesehen sein können. Das Außenteil 9 definiert ein zylindrisches, vorzugsweise kreiszylindrisches Gehäuse 14, an dessen Innenseite 15 die Permanentmagnete 12 in Form separater Bauteile angebaut sind.
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Das Innenteil 10 weist zumindest zwei Polarme 16, 17 und wenigstens eine elektrische Spule 18 auf. Bei den hier gezeigten Beispielen sind jeweils genau vier Polarme 16, 17 und genau zwei Spulen 18 vorgesehen, die im Wesentlichen sternförmig angeordnet sind. Auch hier ist klar, dass grundsätzlich auch eine andere Anzahl an Polarmen 16, 17 sowie eine andere Anzahl an Spulen 18 realisierbar ist. Bevorzugt sind jedoch genau doppelt so viel Polarme 16, 17 vorhanden wie Spulen 18.
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Zwei Polarme 16, die einander diametral gegenüberliegen, sind jeweils mit einem Polschuh 19 ausgestattet. Die beiden anderen Polarme 17, die sich ebenfalls im Wesentlich diametral gegenüberliegen, sind dagegen ohne Polschuhe 19 ausgestattet. Die Spulen 18 sind an den Polarmen 17 angeordnet, die keine Polschuhe 19 tragen.
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Gemäß den 2 bis 6 besitzt der jeweilige Polschuh 19 radial außen eine Außenseite 20, die einer Innenseite 21 eines Permanentmagneten 12 radial gegenüberliegt. Radial zwischen der Außenseite 20 des jeweiligen Polschuhs 19 und der diesem Polschuh 19 zugewandten Innenseite 21 des jeweiligen Permanentmagneten 12 ist ein Luftspalt 22 ausgebildet.
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Bei den hier gezeigten Ausführungsformen des Elektromotors 3 ist das Außenteil 9 jeweils in der Umfangsrichtung 13 symmetrisch gestaltet, während das Innenteil 10 jeweils in der Umfangsrichtung 13 asymmetrisch gestaltet ist. Durch die Asymmetrie des Innenteils 10 lässt sich das Anfahrverhalten des Elektromotors 3 erheblich verbessern. Darüber hinaus lässt sich in Verbindung mit einer entsprechenden Elektronik durch die Asymmetrie des Innenteils 10 stets die Relativlage zwischen Außenteil 9 und Innenteil 10 bestimmen.
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In einem unbestromten Zustand des Elektromotors 3, bei dem also keine elektrische Spannung an den Spulen 18 anliegt, nehmen Innenteil 10 und Außenteil 9 relativ zueinander die in den 2–6 gezeigte Ausgangsrelativlage ein. In dieser Ausgangsrelativlage sind die zwischen Innenteil 10 und Außenteil 9 herrschenden magnetischen Kräfte im Gleichgewicht. Die Asymmetrie des Innenteils 10 ist nun so gewählt, dass sich bei einer Bestromung des Elektromotors 3 zum Anfahren des Elektromotors 3 ein Magnetfeld ausbildet, das den Rotor, also hier den Außenrotor 7 bzw. das Außenteil 9 in einer vorbestimmten Rotationsrichtung antreibt. Eine derartige Asymmetrie des Innenteils 10, welche die vorstehend beschriebene Wirkung beim Anfahren des Elektromotors 3 zeigt, lässt sich auf unterschiedliche Weise realisieren, die nachfolgend anhand der 2–6 näher erläutert werden. Dabei werden in den 2 bis 6 unterschiedliche Maßnahmen zur Realisierung der gewünschten Asymmetrie des Innenteils 10 in den Varianten der 2 bis 6 jeweils weitgehend alternativ verwirklicht. Es ist klar, dass die einzelnen Maßnahmen auch kumulativ sowie in beliebiger Kombination realisierbar sind.
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Bei der in 2 gezeigten Ausführungsform ist die Asymmetrie des Innenteils 20 durch einen asymmetrischen Verlauf der Außenseite 20 des jeweiligen Polschuhs 19 gebildet. Die Asymmetrie der Außenseite 20 ist dabei so gestaltet, dass der jeweilige Luftspalt 22 in der Umfangsrichtung 13 asymmetrisch ist. Im Beispiel der 2 nimmt eine radiale Abmessung des Luftspalts 22 in der Umfangsrichtung, nämlich im Uhrzeigersinn zu. Mit anderen Worten, im Uhrzeigersinn nimmt eine Spaltbreite 23 zu. Die Veränderung des Luftspalts 22 erfolgt im Beispiel kontinuierlich bzw. stetig. Bei einer anderen Ausführungsform kann die Außenseite 20 des jeweiligen Polschuhs 19 auch gestuft oder mittels einer asymmetrisch angeordneten Längsnut realisiert sein.
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Der jeweilige Polschuh 19 besitzt zwei Polschuhabschnitte 24, 25, die in der Umfangsrichtung 13 in entgegengesetzten Richtungen vom jeweiligen Polarm 16 abstehen. Somit erstreckt sich der eine Polschuhabschnitt 24 entgegen dem Uhrzeigersinn, während sich der andere Polschuhabschnitt 25 im Uhrzeigersinn erstreckt. Die beiden Polschuhabschnitte 24, 25 sind am jeweiligen Polarm 16 somit bezüglich der Umfangsrichtung 13 beiderseits angeordnet.
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Entsprechend den 3–5 kann nun die Asymmetrie des Innenteils 10 durch eine Asymmetrie der Polschuhabschnitte 24, 25 gebildet sein. Bei der in 3 gezeigten Ausführungsform ist beim oberen Polschuh 19 der linke Polschuhabschnitt 24 in der Umfangsrichtung 13 größer als der rechte Polschuhabschnitt 25. Im Unterschied dazu ist beim Beispiel der 3 der untere Polschuh 19 hinsichtlich seiner Polschuhabschnitte 24, 25 symmetrisch aufgebaut. Es ist klar, dass grundsätzlich beide Polschuhe 19 asymmetrisch gestaltet sein können.
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Bei den Ausführungsformen der 4 und 5 sind beim jeweiligen Polschuh 19 die beiden Polschuhabschnitte 24, 25 hinsichtlich ihrer radialen Erstreckung unterschiedlich gestaltet. So ist in 4 beim oberen Polschuh 19 der linke Polschuhabschnitt 24 in der Radialrichtung mit einer größeren Tiefe 26 ausgestattet als der rechte Polschuhabschnitt 25. Bei der Ausführungsform der 5 ist dagegen die radiale Tiefe 26 beim oberen Polschuh 19 im linken Polschuhabschnitt 24 kleiner als im rechten Polschuhabschnitt 25. Darüber hinaus ist bei den Varianten der 4 und 5 zusätzlich vorgesehen, dass sich die Polschuhabschnitte 24, 25 außerdem hinsichtlich ihrer Erstreckung in der Umfangsrichtung 13 voneinander unterscheiden. So ist bei 4 im oberen Polschuhabschnitt 19 der linke Polschuhabschnitt 24 in der Umfangsrichtung 13 größer oder länger als der rechte Polschuhabschnitt 25. Umgekehrt ist bei der Variante der 5 im oberen Polschuh 19 der linke Polschuhabschnitt 24 in der Umfangsrichtung 13 kleiner oder kürzer als der rechte Polschuhabschnitt 25.
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Bei der in 5 gezeigten Ausführungsform ist die Asymmetrie des Innenteils 10 außerdem dadurch bestimmt, dass die mit den Spulen 18 versehenen Polarme 17 asymmetrisch angeordnet sind. So ist in der in 5 gezeigten Ausgangslage der linke, die Spule 18 tragende Polarm 17 bezüglich der Rotationsachse 11 exzentrisch nach oben versetzt, während der rechte, die Spule 18 tragende Polarm 17 entsprechend exzentrisch nach unten zur Rotationsachse 11 versetzt angeordnet ist. Um die Abstände zu den zugehörigen, benachbarten Polschuhabschnitten 24, 25 gleich zu lassen, sind bei dieser Ausführungsform die radialen Abmessungen 26 der Polschuhabschnitte 24, 25 entsprechend gewählt, um so den exzentrischen Versatz der mit den Spulen 18 versehenen Polarme 17 auszugleichen. Somit ist der jeweilige, eine Spule 18 tragende Polarm 17 bei der Variante der 5 jeweils mittig zwischen den zugehörigen Polschuhabschnitten 24, 25 der beiden Polschuhe 19 positioniert. Durch die exzentrische Anordnung der mit den Spulen 18 versehenen Polarme 17 sind auch die radial außenliegenden Außenseiten 27 dieser Polarme 17 asymmetrisch gestaltet.
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Bei der in 6 gezeigten Ausführungsform wird die Asymmetrie des Innenteils 10 dadurch hergestellt, dass die beiden Spulen 18 unterschiedlich bzw. asymmetrisch gestaltet sind. So ist in 6 die linke Spule 18 bzw. 18’ größer dimensioniert als die rechte Spule 18 bzw. 18’’.
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Die Spulen 18 können wie bei den hier gezeigten Ausführungsformen mit Hilfe separater Wicklungen 28 realisiert sein. Die Verwendung separater Wicklungen 28 ermöglicht es, die Spulen 18 als separate Bauteile vorzufertigen, die auf den jeweiligen, polschuhlosen Polarm 17 aufgesteckt werden können, bevor das Innenteil 10 in das Außenteil 9 eingesetzt wird. Dies vereinfacht die Montage.
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Alternativ ist grundsätzlich auch eine Ausführungsform denkbar, bei der die beiden Spulen 18 mit Hilfe einer gleichen Wicklung realisiert sind, die dann unmittelbar am Innenteil 10 anzubringen ist. Hierbei sind die Spulen 18 gleich groß ausgeführt. Bei der in der linken Bildhälfte dargestellten Spule 18 ist ein höherer Kupferfüllfaktor realisiert, als bei der in der rechten Bildhälfte dargestellten Spule 18. Dies ist dadurch realisiert, dass der gesamte Wickelraum mit dem Spulendraht ausgefüllt ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006004313 A1 [0002]
- US 7345440 B2 [0003]
- FR 2945388 A1 [0004]
