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Hier wird eine elektrische Maschine mit erhöhter Leistungsdichte beschrieben. Insbesondere wird eine elektrische Maschine mit besonders energieeffizient ausgestaltetem Rotorkörper beschrieben.
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Technischer Hintergrund
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Unter einer elektrischen Maschine wird hierin eine elektrische Maschine in Form einer Innen- oder Außenläufermaschine verstanden. Eine elektrische Maschine kann hierbei sowohl ein elektrischer Motor als auch ein elektrischer Generator sein. Derzeit werden in Avionik- oder Automotive-Anwendungen im Antriebsstrang bis zu mehreren hundert Kilowatt vielfach permanenterregte elektrische Maschinen oder mittels elektrisch erregter Magnetpole betriebene elektrische Maschinen eingesetzt. Zudem können solche elektrischen Maschinen mit einer verteilten Wicklung ausgerüstet sein, beispielsweise einer Wellenwicklung. Maschinen dieses Typs können hohe Leistungsdichten erzielen, da sich das Wicklungskonzept vorteilhaft auf entstehende Verluste auswirkt.
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Aufgrund der hohen Leistungsdichte lassen sich hohe Drehmomente und hohe Drehzahlen des Läufers (=Rotor) der elektrischen Maschine erzielen. Die Leistungsdichte und das erreichbare Drehmoment kann durch einen besonders kleinen Spalt zwischen Läufer und Ständer (=Stator) weiter optimiert werden.
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Durch solch eine Anordnung von Läufer und Ständer können zwar hohe Drehmomente und damit eine hohe EMK erzielt werden. Allerdings wirkt die hohe EMK der erreichbaren Drehzahl des Rotors entgegen.
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Zugrundeliegendes Problem
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Es ist daher eine elektrische Maschine bereitzustellen, die hohe Drehzahlen und hohe Drehmomente erzielen kann und dennoch kostengünstig herzustellen ist. Insbesondere für die bei Elektromobilitätsanwendungen zu erzielende Massenherstellung im Avionik- oder Automotive-Bereich ist eine solche elektrische Maschine vorteilhaft.
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Vorgeschlagene Lösung
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Zur Lösung wird eine elektrische Maschine vorgeschlagen, die entweder einen kreisringzylindrischen Stator und einen kreiszylindrischen Rotor, der innerhalb des Stators drehbar angeordnet ist (Innenläufer), oder einen kreiszylindrischen Stator und einen kreisringzylindrischen Rotor, der außerhalb des Stators drehbar angeordnet ist (Außenläufer), umfasst. Zwischen dem Stator und dem Rotor ist ein Luftspalt ausgebildet, um eine ungehinderte Rotation des Rotors zu gewährleisten. In beiden Fällen umfasst der Rotor einen magnetisch leitenden Rotorkörper und mindestens ein Paar innerhalb des Rotorkörpers nebeneinander angeordneter Magnete. Aus gleichen Polen (jeweiliger Nordpol oder Südpol) der Magnete des Magnetpaars austretende Magnetachsen schneiden sich auf der dem Stator zugewandten Seite der Magnete des Magnetpaars. Dabei kann der Rotorkörper in einem sich in Umfangsrichtung und Radialrichtung des Rotors erstreckenden, von dem Magnetpaar definierten Bereich, beispielsweise von dem Magnetpaar begrenzten Bereich, mindestens eine Aussparung aufweisen.
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In der vorliegenden Beschreibung erstreckt sich eine Drehachsenrichtung des Rotorkörpers auf oder parallel zu einer Drehachse, um die sich der Rotor dreht. Entsprechend erstreckt sich die Radialrichtung senkrecht zu dieser Drehachse. Die Radialrichtung verläuft zudem parallel zu einer Schnittebene durch die elektrische Maschine, wobei die Drehachse senkrecht zur Schnittebene steht. Die Umfangsrichtung wiederum verläuft innerhalb einer solchen Schnittebene mit einem bestimmten, beliebigen Radius um die Drehachse.
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Unter einem magnetisch leitenden Rotorkörper wird ein Rotorkörper aus einem Material verstanden, das einerseits das Magnetfeld der Magnete des Magnetpaars weiterleitet, also nicht blockiert oder signifikant verändert, aber andererseits auch einen induktiven Effekt auf andere elektrische Leiter während der Bewegung des Rotors hat. Zu diesen Materialien gehören beispielsweise eisenhaltige Metalle, wie kobalthaltige oder nickelhaltige Metalle. So kann der Rotor beispielsweise aus einer Vielzahl von in Drehachsenrichtung aneinander angeordneten Blechen bestehen.
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Die Magnetachsen der Magnete sind beliebige jeweils innerhalb eines Magneten definierte Achsen, die die beiden Pole des Magneten direkt verbinden. Mit anderen Worten verläuft eine Magnetachse eines Magneten entlang der kürzesten magnetischen Feldlinie im Zentrum des Magneten von einem Pol zum gegenüberliegenden Pol, zum Beispiel vom Südpol zum Nordpol. Die Magneten eines Magnetpaars, deren Magnetachsen sich auf der dem Stator zugewandten Seite schneiden, sind demnach so in dem Rotorkörper angeordnet, dass sich ein bestimmter Pol jedes der Magnete, beispielsweise bei beiden Magneten der Nordpol, quasi gegenüberliegen, jedoch bei Betrachtung einer Schnittebene des Rotorkörpers und der Magnete die Magnetachsen der beiden Magnete nicht aufeinander oder parallel zueinander liegen. Vielmehr sind die Magnete so im Rotorkörper (in der Schnittebene) angeordnet, dass sich deren Magnetachsen, beispielsweise jeweils aus dem Nordpol austretend, in einem Winkel größer 180° schneiden und deren Schnittpunkt in Bezug auf eine direkte Verbindungslinie der Zentren der Magnete auf der dem Stator zugewandten Seite der Verbindungslinie liegt.
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Betrachtet man in einer Schnittebene des Rotorkörpers eine virtuelle Achse, die die beiden Pole eines Magneten trennt und somit senkrecht zur Magnetachse des Magneten steht, bilden die virtuellen Achsen beider Magnete eines Magnetpaars eine V-förmige Anordnung der Magnete des Magnetpaars. Dabei ist die Öffnung des „V“ dem Stator zugewandt. Die Pole der Magnete des Magnetpaars, die dem Inneren des „V“ zugewandt sind, haben gleiche Polarität.
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Die nebeneinander angeordneten Magnete können in einer Schnittebene des Rotors jeden beliebigen Querschnitt aufweisen. Beispielsweise können rechteckige, kreisförmige, elliptische, etc. Magnete in dem Rotorkörper angeordnet sein.
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Die nebeneinander angeordneten Magnete sind so im Rotorkörper vorgesehen, dass in Umfangsrichtung zwischen den Magneten kein weiterer Magnet angeordnet ist. Vielmehr besteht der Bereich in Umfangsrichtung zwischen den beiden Magneten aus dem Material des Rotorkörpers und/oder aus einem in einer Aussparung befindlichen Fluid. Alternativ kann das Magnetpaar aus zwei Magnetgruppen gebildet werden, in der die Magnetachsen der Magnete einer Magnetgruppe parallel zu einander liegen oder aufeinander fallen und entgegengesetzte Pole von nebeneinander liegenden Magneten einer Magnetgruppe zueinander zeigen. Der Bereich zwischen den Magneten einer Magnetgruppe kann aus dem Material des Rotorkörpers und/oder aus einem in einer Aussparung befindlichen Fluid bestehen.
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Der von dem Magnetpaar (oder zwei Magnetgruppen) definierte oder begrenzte, in Umfangsrichtung und Radialrichtung des Rotors erstreckende Bereich umfasst diesen zwischen den (innersten) Magneten des Magnetpaars liegenden Bereich des Rotorkörpers bis zu dessen dem Stator zugewandten Oberfläche. Ins Innere des Rotorkörpers wird der Bereich durch die Magnete des Magnetpaars begrenzt. Dabei können die Begrenzungen des Bereichs in Umfangsrichtung durch jede beliebige Achse, die an oder durch den jeweiligen Magneten verläuft, definiert sein. Beispielsweise kann eine an dem jeweiligen Magneten verlaufende Achse an einer dem Ständer abgewandten Seite, aber auch dem Ständer zugewandten Seite, des jeweiligen Magneten verlaufen. Ferner kann die Achse die beiden Pole des jeweiligen Magneten trennen und senkrecht zur Magnetachse stehen, sowie in beide Richtungen verlängert werden und somit den durch das Magnetpaar definierten bzw. begrenzten Bereich des Rotorkörpers bestimmen.
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Aufgrund der einander zugewandten Pole der Magnete des Magnetpaars wird der durch das Magnetpaar definierte Bereich zum polbildenden Bereich des Rotors (auch als Polbereich bezeichnet). Der von dem Magnetpaar definierte, polbildende Bereich liegt in der Schnittebene des Rotorkörpers, erstreckt sich aber auch entsprechend der Ausdehnung der Magnete in Drehachsenrichtung parallel zur Drehachse des Rotors.
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In diesem vom Magnetpaar definierten bzw. begrenzten Bereich (Polbereich) ist mindestens eine Aussparung vorgesehen, wodurch die Leistungsdichte der elektrischen Maschine erhöht wird. Unter Leistungsdichte ist hier der Quotient aus Leistung (in kW) durch Masse (in kg) der elektrischen Maschine verstanden, kann aber auch in Leistung durch Masse der Stator/Rotor-Anordnung definiert sein.
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Durch die mindestens eine Aussparung im von dem Magnetpaar definierten Bereich bildet der Rotor in diesem Bereich kein vollständiges Kreissegment (bei einem Innenläufer) oder Kreisringsegment (bei einem Außenläufer). Die in einer Schnittebene betrachteten Bereiche, in denen die Magnete angeordnet sind (auch als Magnettaschen bezeichnet), und die mindestens eine Aussparung bilden gegenüber einem vollständigen Kreissegment bzw. vollständigen Kreisringsegment Öffnungen. Dadurch kann Masse eingespart werden, wodurch der Rotor leichter ist und die Leistungsdichte erhöht wird.
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Beispielsweise kann der Rotor aus einer Vielzahl von in Drehachsenrichtung aneinander angeordneten Blechen bestehen. Diese liegen jeweils in einer Schnittebene des Rotors. Beim Herstellen der Bleche, beispielsweise durch Stanzen oder Schneiden ganzer Bleche, kann die mindestens eine Aussparung hergestellt werden. Die mindestens eine Aussparung kann in jedem der Bleche gleich ausgebildet sein, so dass die Aussparung in Drehachsenrichtung die gleiche Form aufweist. Alternativ kann mindestens eine der Aussparung(en) ihre Form in Drehachsenrichtung verändern, einschließlich einem Ende und (Neu-)Anfang einer Aussparung.
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In einer Ausgestaltung kann eine der mindestens einen Aussparung an einer dem Stator zugewandten Seite des Rotorkörpers (also an dessen Oberfläche) liegen. Eine solche Aussparung kann sich in Umfangsrichtung des Rotors erstrecken, sodass sich ein Radius einer den Rotorkörper begrenzenden, dem Stator zugewandten Fläche in Umfangsrichtung des Rotors verändert. Selbstverständlich kann sich die Aussparung auch in Drehachsenrichtung des Rotors erstrecken, beispielsweise in gleicher Ausdehnung wie die Ausdehnung der Magnete des Magnetpaars in Drehachsenrichtung.
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Übliche elektrische Maschinen weisen einen Rotor auf, der am Außendurchmesser des Innenläufers bzw. am Innendurchmesser des Außenläufers ideal rund ausgeführt ist. Abweichend davon weißt die hier beschriebene Ausgestaltung einer elektrischen Maschine einen Rotor auf, dessen Radius an der dem Stator zugewandten Fläche je nach angularer Position (d.h. je nach Position in Umfangsrichtung) unterschiedlich groß ist. Die Schnittfläche des Rotors (in einer Schnittebene liegend) wird somit in etwa durch ein Polygon begrenzt. Dadurch ist der sich ergebende Luftspalt zu dem Stator zwischen den Magneten des Magnetpaars, d.h. am Rand des durch das Magnetpaar definierten Bereichs, etwas größer als in Abschnitten zwischen den durch das Magnetpaar definierten Bereichen. Eine solche, an einer Oberfläche des Rotorkörpers liegende Aussparung in der Rotor-Schnittebene reduziert den induktiven Einfluss des Rotorkörpers auf die Statorwicklungen aufgrund der größeren Entfernung des Rotorkörpermaterials zu den Statorwicklungen. Ebenso erlaubt solch eine Aussparung den Betrieb der elektrischen Maschine mit höheren Drehzahlen des Rotors unter Beibehaltung der EMK. Ferner wird das Drehmoment im motorischen Betrieb nicht nennenswert verringert. Letzteres konnte beispielsweise im Schleppbetrieb des Rotors nachgewiesen werden. Dies wird insbesondere dadurch bedingt, dass eine Verringerung des direkten Magnetflusses (in Radialrichtung zwischen Rotor und Stator) erzielt wird und gleichzeitig der Magnetfluss in Querrichtung (in Umfangsrichtung zwischen Rotor und Stator) erhalten bleibt.
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Die an der dem Stator zugewandten Seite des Rotorkörpers liegende Aussparung kann in Umfangsrichtung des Rotors mindestens einen geradlinig verlaufenden Abschnitt aufweisen. Die Aussparung kann in der Schnittebene des Rotors beispielsweise dreieckig, viereckig oder anderweitig polygonal ausgestaltet sein. Mit anderen Worten bildet die mindestens eine Aussparung einen ein vollständiges Kreissegment bzw. ein vollständiges Kreisringsegment beschneidenden Abschnitt. So kann der Rotor an seiner dem Stator zugewandten Seite (Oberfläche) gegenüber einer ideal runden Oberfläche polygonal ausgenommen sein (im Fall eines Innenläufers nach innen zur Drehachse hin, und im Fall eines Außenläufers von der Drehachse weg).
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Alternativ oder zusätzlich kann die an der dem Stator zugewandten Seite des Rotorkörpers liegende Aussparung in Umfangsrichtung des Rotors mindestens einen gekrümmt verlaufenden Abschnitt aufweisen. Dabei kann die Krümmung des mindestens einen gekrümmt verlaufenden Abschnitts im Vergleich zur ideal runden dem Stator zugewandten Seite des Rotors gleichfalls positiv sein. Im Fall eines Innenläufers ist der Oberflächenverlauf des Körpers in einer Schnittebene durchgängig konvex, während er im Fall eines Außenläufers durchgängig konkav ist. Selbstverständlich kann mindestens einer des mindestens einen gekrümmt verlaufenden Abschnitts eine negative Krümmung aufweisen, bildet also im Fall eines Innenläufers eine konkave dem Stator zugewandte Seite des Rotors und im Fall eines Außenläufers eine konvexe dem Stator zugewandte Seite des Rotors.
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In einer weiteren Ausgestaltung kann die an der dem Stator zugewandten Seite des Rotorkörpers liegende Aussparung in dem von dem Magnetpaar definierten Bereich des Rotorkörpers in Umfangsrichtung des Rotors symmetrisch ausgebildet sein. Mit anderen Worten weist der Radius der Oberfläche des Rotors je nach angularer Position immer zwei Stellen mit gleichem Wert auf, die sich symmetrisch auf zwei Seiten einer bestimmten in Radialrichtung verlaufenden Symmetrieachse befinden. Alternativ kann die an der dem Stator zugewandten Seite des Rotorkörpers liegende Aussparung in dem von dem Magnetpaar definierten Bereich des Rotorkörpers in Umfangsrichtung des Rotors asymmetrisch ausgebildet sein. Mit anderen Worten findet sich keine gemeinsame in Radialrichtung liegende Symmetrieachse der Radien des Rotors.
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Alternativ oder zusätzlich kann die an der dem Stator zugewandten Seite des Rotorkörpers liegende Aussparung in dem von dem Magnetpaar definierten Bereich des Rotorkörpers in Umfangsrichtung des Rotors symmetrisch zu dem Magnetpaar angeordnet sein. Eine Symmetrieachse der Aussparung kann dabei mit einer durch die Magnete des Magnetpaars definierten Symmetrieachse zusammenfallen. Alternativ kann eine symmetrisch ausgebildete Aussparung asymmetrisch angeordnet sein. In diesem Fall kann eine in Umfangsrichtung symmetrische Aussparung näher an einem Magneten des Magnetpaars liegen als an dem anderen Magneten des Magnetpaars.
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Ebenso kann auch eine in Umfangsrichtung asymmetrische Aussparung symmetrisch zu den Magneten des Magnetpaars angeordnet sein. Hierbei können beispielsweise ein Anfang und ein Ende der Aussparung in Umfangsrichtung symmetrisch zu einer Symmetrieachse der Magnete des Magnetpaars liegen. Anfang und Ende der Aussparung sind die beiden Stellen der dem Stator zugewandten Seite des Rotors, an denen der Radius der Rotoroberfläche von einer ideal runden Oberfläche abweicht. Der Verlauf der Radien zwischen Anfang und Ende der Aussparung ist hingegen in Umfangsrichtung nicht symmetrisch.
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In einer Variante des Rotors erstreckt sich die an der dem Stator zugewandten Seite des Rotorkörpers liegende Aussparung in Umfangsrichtung des Rotors über 25 % bis nahezu 100 % des von dem Magnetpaar definierten bzw. begrenzten Bereichs. Mit anderen Worten weicht der Radius der Rotoroberfläche in Umfangsrichtung über 25 % bis nahezu 100 % des von dem Magnetpaar definierten Bereichs von einem in einer Schnittebene ideal runden Oberflächenverlauf des Rotors ab. Die Aussparung sollte nicht genau 100 % des von dem Magnetpaar definierten Bereichs erreichen, da andernfalls über den gesamten Bereich der Luftspalt zum Stator vergrößert wäre, wodurch das durch die elektrische Maschine zu erzielende Drehmoment reduziert wäre. Ferner kann sich die an der dem Stator zugewandten Seite des Rotorkörpers liegende Aussparung in Umfangsrichtung des Rotors vorzugsweise über 50 % bis 85 % des von dem Magnetpaar definierten Bereichs erstrecken, und besonders bevorzugt erstreckt sie sich über 75 % des von dem Magnetpaar definierten Bereichs.
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In einer besonderen Ausgestaltung bildet die an der dem Stator zugewandten Seite des Rotorkörpers liegende Aussparung einen in einer Schnittebene positiv gekrümmten Oberflächenverlauf des Rotors, also bei einem Innenläufer eine durchgängig konvexe Oberfläche und bei einem Außenläufer eine durchgängig konkave Oberfläche. Beispielsweise wird der zwischen Stator und Rotor liegende Luftspalt durch die Aussparung um 62 % in Radialrichtung vergrößert. So kann sich der Luftspalt von 0,8 mm Dicke im Grenzbereich des polbildenden Bereichs (zu einem angrenzenden durch ein weiteres Magnetpaar definierten Bereich hin) auf 1,3 mm in einem Bereich der größten Änderung des Radius der Rotoroberfläche vergrößern (beispielsweise in der in Umfangsrichtung gelegenen Mitte des durch das Magnetpaar definierten Bereichs). Dabei kann die EMK um ca. 11 % reduziert werden, während das von der elektrischen Maschine erzeugte Drehmoment nahezu unverändert ist. Der Grenzbereich des von dem Magnetpaar definierten Bereichs kann in Umfangsrichtung der Bereich des Rotors sein, in dem eine Quer-Induktivität Lq vorliegt und ein überwiegender Anteil des Drehmoments der elektrischen Maschine gebildet wird. In dem dazwischen liegenden Bereich, insbesondere in der in Umfangsrichtung gesehenen Mitte des von dem Magnetpaar definierten Bereichs, kann eine direkte Induktivität Ld vorliegen, wo nur ein geringes oder gar kein Drehmoment gebildet wird.
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Unabhängig von diesen Ausgestaltungen der elektrischen Maschine sind die Luftreibungsverluste durch den variierenden Luftspalt sehr gering. Eine erhöhte Drehzahl wird nicht von Luftreibungsverlusten negativ beeinflusst.
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In einer weiteren Ausgestaltung kann die mindestens eine Aussparung an einer dem Stator abgewandten Seite mindestens eines der Magnete des Magnetpaars angeordnet sein. Die dem Stator abgewandten Seite eines Magneten ist aufgrund der V-förmigen Anordnung der beiden Magnete eines Magnetpaars die Seite des Magneten, die bei einem Innenläufer näher zur Drehachse des Rotors liegt und bei einem Außenläufer weiter von der Drehachse entfernt liegt sowie auch einer entsprechenden Seite des weiteren Magneten des Magnetpaars zugewandt ist. Die mindestens eine Aussparung kann eine Verlängerung und/oder Aufweitung einer den Magnet beinhaltenden Magnettasche darstellen, wobei in der Aussparung kein Magnetmaterial, sondern Luft oder ein anderes magnetisch nicht leitendes Fluid, enthalten ist.
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Die so angeordnete mindestens eine Aussparung erlaubt eine Erhöhung der Leistungsdichte, allein schon aufgrund der Einsparung von Rotorkörpermaterial und der damit einhergehenden Gewichtsreduzierung. Zudem wird der Streufluss zwischen gleichpoligen Magneten durch die Unterbrechung des Rotormaterials verringert oder ganz vermieden. Das durch die Magnete gebildete Magnetfeld schließt somit eindeutiger vom Nordpol zum Südpol, wodurch ebenfalls die Leistungsdichte erhöht wird. Ein weiterer Effekt der mindestens einen Aussparung ist die Verringerung mechanischer Belastungen auf den Rotor, die aufgrund von Fliehkräften entstehen. Aufgrund der mindestens einen Aussparung an einer dem Stator abgewandten Seite mindestens eines der Magnete des Magnetpaars können durch Fliehkräfte induzierte mechanische Spannungen im Rotor egalisiert werden, d.h. flächig auf ein gleichmäßiges Niveau eingestellt werden. Gleichzeitig wird die magnetische Weglänge zwischen den beiden Magneten des Magnetpaars um die Aussparung herum verlängert, da die Aussparung Luft oder ein anderes magnetisch nicht leitendes Material enthält. Dies bewirkt einen verbesserten Magnetfluss zwischen den Magneten des Magnetpaars in Richtung des Stators.
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Ferner kann die an der dem Stator abgewandten Seite des Magneten angeordnete Aussparung nierenförmig ausgebildet sein. Die Aussparung ist in der Schnittebene des Rotors gekrümmt oder rund ausgebildet. Zusätzlich oder alternativ kann sich die Aussparung in Radialrichtung weiter zu dem Stator erstrecken (bei einem Innenläufer also nach außen, von der Drehachse weg, und bei einem Außenläufer nach innen zu der Drehachse hin) als eine Kante des Magneten, wobei die Kante einer Mitte des von dem Magnetpaar definierten Bereichs und der dem Stator zugewandten Seite des Rotorkörpers zugewandt ist. Alternativ oder zusätzlich kann sich die Aussparung in Radialrichtung weiter zu der Drehachse des Rotors erstrecken.
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Wenn die Aussparung mit einer den Magneten aufnehmenden Magnettasche einen gemeinsamen Hohlraum bildet, formt die Aussparung einen Appendix, der sich bei einem Innenläufer von der Drehachse weg zu einer Außenseite des Rotors und bei einem Außenläufer zu der Drehachse hin zu einer Innenseite des Rotors erstreckt. Somit erstreckt sich die Aussparung in den von dem Magnetpaar definierten Bereich des Rotors hinein.
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In einer Variante kann an sich gegenüberliegenden Seiten der Magnete eines Magnetpaars jeweils eine Aussparungen angeordnet sein. Die beiden Aussparungen können dabei in einer Schnittebene des Rotors symmetrisch geformt sein. Als Symmetrieachse kann hier eine Symmetrieachse des von dem Magnetpaar begrenzten Bereichs und/oder der Magnettaschen dienen. Ferner können die beiden Aussparungen in Umfangsrichtung beabstandet voneinander sein, sodass das Rotormaterial im von dem Magnetpaar begrenzten Bereich über einen Steg zwischen den beiden Aussparungen mit dem in Radialrichtung gesehen übrigen Rotormaterial verbunden ist (bei einem Innenläufer das weiter innen liegende Rotormaterial, bei einem Außenläufer das weiter außen liegende Rotormaterial). Insbesondere die Ausbildung zweier Aussparungen verlängert die magnetische Weglänge zwischen den beiden Magneten des Magnetpaars. Bei zwei nierenförmigen Aussparungen wird ein verbesserter Magnetfluss zwischen den Magneten des Magnetpaars in Richtung des Stators bewirkt.
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In einer weiteren Ausgestaltung kann die Aussparung an einer dem Stator zugewandten Seite mindestens eines der Magnete des Magnetpaars angeordnet sein. Die dem Stator zugewandte Seite eines Magneten ist aufgrund der V-förmigen Anordnung der beiden Magnete eines Magnetpaars die Seite, die bei einem Innenläufer näher an der Außenseite des Rotors und bei einem Außenläufer näher an der Drehachse des Rotors liegt und auch einer entsprechenden Seite eines weiteren Magneten eines benachbarten Magnetpaars zugewandt ist. Die mindestens eine Aussparung kann eine Verlängerung einer den Magneten aufnehmenden Magnettasche darstellen, wobei in der Aussparung kein Magnetmaterial, sondern Luft oder ein anderes magnetisch nicht leitendes Fluid, enthalten ist.
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Die an der dem Stator zugewandten Seite eines Magneten angeordnete Aussparung erhöht ebenfalls die Leistungsdichte der elektrischen Maschine. Allein durch die Gewichtsersparnis wird die Leistungsdichte der elektrischen Maschine erhöht. Auch werden die mechanischen Belastungen in dem die Aussparung umgebenden Rotorkörpermaterial aufgrund von Fliehkräften verbessert.
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Die Aussparung kann jede beliebige Form einnehmen. Beispielsweise ist die Aussparung in einer Schnittebene des Rotors hakenförmig, wobei sich die Aussparung von der dem Stator zugewandten Seite des Magneten oder der zugehörigen Magnettasche in Umfangsrichtung des Rotors und/oder in Radialrichtung erstreckt.
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Gemäß einer Variante kann die an der dem Stator zugewandten Seite des Magneten angeordnete Aussparung mit einer entsprechenden an einer dem Stator zugewandten Seite eines direkt benachbarten Magneten angeordneten Aussparung verbunden sein. Der direkt benachbarte Magnet kann dabei ein Magnet eines benachbarten Magnetpaars sein, wobei der benachbarte Magnet zu einem benachbarten von dem entsprechenden Magnetpaar definierten weiteren Bereich des Rotors gehört.
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Durch die so verbundenen Aussparungen zweier benachbarter durch jeweilige Magnetpaare definierten Bereiche des Rotors, können die benachbarten Magnettaschen der unterschiedlichen durch jeweilige Magnetpaare definierten Bereiche verbunden sein und bilden in einer Schnittebene des Rotors eine durchgängige Öffnung in dem Rotor. Durch eine solche Ausgestaltung der verbundenen Aussparungen können mechanische Spannungen in dem Rotor, die üblicherweise durch Fliehkräfte erzeugt werden, weiter reduziert werden. Die verbundenen Aussparungen formen somit einen Entlastungsschnitt, wodurch auf den Rotorwerkstoff wirkende Spannungen, insbesondere Spannungen in Radialrichtung des Rotors, deutlich reduziert werden können.
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In einer weiteren Ausgestaltung sind die das mindestens eine Magnetpaar bildenden Magnete jeweils Permanentmagnete. Durch die Verwendung von Permanentmagneten können einfach aufgebaute Rotoren hergestellt werden. Alternativ ist mindestens ein Magnet in dem Rotor durch einen Elektromagneten umgesetzt. Dies bedingt zwar eine Elektrifizierung des Rotors, erlaubt jedoch eine größere Variabilität im Einsatz des Rotors.
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Bei der permanenterregten elektrischen Maschine, bei der der Rotor mit Permanentmagneten bestückt ist, kann deren magnetisches Feld - im Motorbetriebsfall - in Wechselwirkung mit dem durch die Statorbestromung hervorgerufenen magnetischen Feld treten, um so eine Rotation des Läufers zu bewirken. Im Generatorbetriebsfall ruft eine Rotation des Rotors eine an den Anschlüssen der Statorwicklung abgreifbare elektrische Leistung hervor.
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Die Vorsehung mindestens einer Aussparung in dem von einem Magnetpaar definierten Bereich bedingt eine Verbesserung der mechanischen Eigenschaften des Rotorkörpers während der Rotation. Zudem wird eine Gewichtsreduzierung des Rotors erzielt, die einerseits die Erhöhung der Leistungsdichte der elektrischen Maschine erlaubt. Andererseits kann bei gleichem oder ähnlichem Gewicht des Rotors insgesamt mehr magnetisches Material in dem Rotor angeordnet werden. Dadurch lässt sich das durch die elektrische Maschine zu erzielende Drehmoment erhöhen.
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In einer Ausgestaltung weist der Rotor insgesamt acht von jeweiligen Magnetpaaren definierte oder begrenzte Bereiche auf. Dies entspricht einer Polteilung von ca. 45°. Selbstverständlich kann der Rotor mehr oder weniger als acht von jeweiligen Magnetpaaren definierte Bereiche aufweisen, beispielsweise kann der Rotor aus vier, sechs oder aus zwölf solchen Bereichen aufgebaut sein.
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Gemäß einem weiteren Aspekt umfasst die elektrische Maschine einen Stator, der auf den Rotor gerichtete elektromagnetisch wirkende Zähne aufweist.
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Gemäß noch einem weiteren Aspekt umfasst ein Fahrzeug eine elektrische Maschine gemäß einem der beschriebenen Aspekte.
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Figurenliste
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Weitere Ziele, Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von nicht einschränkend zu verstehenden Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen. Dabei zeigen alle beschriebenen und / oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den hier offenbarten Gegenstand, auch unabhängig von ihrer Gruppierung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehungen. Die Abmessungen und Proportionen der in den Figuren gezeigten Komponenten sind hierbei nicht unbedingt maßstäblich; sie können bei zu implementierenden Ausführungsformen vom hier Veranschaulichten abweichen.
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Dabei zeigen
- 1 eine schematische Schnittdarstellung einer Variante eines von einem Magnetpaar definierten Bereichs eines Rotors einer elektrischen Maschine,
- 2 eine weitere schematische Schnittdarstellung eines Rotorausschnitts mit einem vollständigen und zwei halben angrenzenden von jeweiligen Magnetpaaren definierten Bereichen, und
- 3 einen vergrößerten Ausschnitt der in 2 gezeigten schematischen Schnittdarstellung.
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Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
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Eine in 1 teilweise veranschaulichte elektrische Maschine 100 hat einen unten im Detail erläuterten Rotor 10. Die elektrische Maschine 100 umfasst einen hohlzylinderförmigen Stator 20, der in 1 nur ausschnittsweise dargestellt ist. Der Stator 20 weist nach innen gerichtete elektromagnetisch wirkende Zähne 25 auf. Die elektromagnetisch wirkenden Zähne 25 des Stators 20 können als Wellenwicklung, beispielsweise mit verteilter Wicklung, ausgeführt sein.
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Der Rotor 10 der elektrischen Maschine 100 ist als Innenläufer dargestellt, dreht sich also entlang einer Innenseite des Stators 20. Ein Luftspalt L zwischen dem Stator 20 und dem Rotor 10 ist möglichst klein, um ein möglichst hohes Drehmoment der elektrischen Maschine 100 zu erzielen. Beispielsweise kann der Luftspalt zwischen dem Stator 20 und dem Rotor 10 in Radialrichtung zwischen 0,4 mm und 1 mm betragen. In einer speziellen Ausgestaltung ist der Luftspalt in Radialrichtung 0,8 mm stark.
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Der Rotor 10 umfasst einen magnetisch leitenden Rotorkörper 11, der eine Vielzahl von Magnettaschen 12 aufweist. In jeder der Magnettaschen 12, die sich senkrecht zur Zeichnungsebene der 1 (also parallel zur Drehachse D des Rotors) erstrecken, können sich ein oder mehrere Magnete (30a, 30b) befinden. Im Fall mehrerer Magnete (30a, 30b) sind diese beispielsweise gleichpolig angeordnet, d.h. ihre Pole zeigen im Wesentlichen in die gleiche Richtung. In 1 sind zwei Magnettaschen 12 dargestellt. In einer ersten Magnettasche 12a ist ein erster Magnet 30a angeordnet, während in einer zweiten Magnettasche 12b ein zweiter Magnet 30b angeordnet ist. Beide Magnete 30a, 30b bilden zusammen ein Magnetpaar 30 und sind so ausgerichtet, dass gleiche Pole der Magnete 30a, 30b einander zugewandt sind. In 1 sind beide Magnete 30a, 30b so dargestellt, dass ihre Nordpole im Wesentlichen zu einer dem Stator 20 zugewandten Seite des Rotors 10 zeigen (hier im Fall eines Innenläufers eine Außenseite des Rotors 10). Selbstverständlich können die Magnete 30a, 30b auch in umgekehrter Polrichtung angeordnet sein.
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Die innerhalb des Rotorkörpers 11 nebeneinander angeordneten Magnete 30a, 30b weisen aus gleichen Polen N, S der Magnete 30a, 30b austretende Magnetachsen M auf, die sich auf der dem Stator 20 zugewandten Seite der Magnete 30a, 30b des Magnetpaars 30 schneiden. Die in 1 dargestellten Magnetachsen M verbinden die jeweiligen Nord- und Südpole der beiden Magnete 30a, 30b. Verlängert man die Magnetachsen M, sodass diese aus gleichen Polen der Magnete 30a, 30b austreten (hier den dargestellten Nordpolen), schneiden sich die beiden Magnetachsen M auf der dem Stator 20 zugewandten Seite der Magnete 30a, 30b.
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Im Fall von den dargestellten rechteckigen Magneten 30a, 30b sind die Magnettaschen 12 des Rotors 10 in Umfangsrichtung des Rotors 10 paarweise V-förmig angeordnet. Der in 1 dargestellte Ausschnitt des Rotors 10 zeigt lediglich ein Magnettaschenpaar 12. Der Rotor 10 der elektrischen Maschine 100 kann mehrere solcher Magnettaschenpaare 12 und zugehöriger Magnetpaare 30 aufweisen. Insbesondere können die Magnete 30a, 30b jeweils benachbarter Magnettaschenpaare 12 umgekehrt gepolte Magnete 30a, 30b aufweisen. Mit anderen Worten weisen die Magnete 30a, 30b eines neben dem in 1 dargestellten Magnettaschenpaar 12 angeordneten Magnettaschenpaars 12 Südpole auf, die zu dem Stator 20 zeigen.
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Der Rotorkörper 11 weist einen von den Magneten 30a, 30b des Magnetpaars 30 definierten oder begrenzten Bereich 15 auf. Da in diesem Bereich 15 aufgrund der mit gleichen Polen N einander zugewandten Magneten 30a, 30b des Magnetpaars 30 ein Magnetpol entsteht, wird der Bereich 15 auch als polbildender Bereich 15 bezeichnet. Der polbildende Bereich 15 wird durch das Magnetpaar 30 definierten und erstreckt sich in Umfangsrichtung und Radialrichtung des Rotors 10. In 1 ist eine beispielhafte Begrenzung des polbildenden Bereichs 15 strichpunktiert dargestellt. Dieser wird zur Drehachse hin durch zwei Achsen 31a, 31b definiert (begrenzt), die an den beiden Magneten 30a, 30b des Magnettaschenpaars 12 auf der dem Stator 20 abgewandten Seite verlaufen. Selbstverständlich können diese Begrenzungsachsen 31a, 31b auch beabstandet von den Magneten 30a, 30b oder durch die Magnete 30a, 30b verlaufen.
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Die Magnete 30a, 30b des Magnetpaars 30 bilden aufgrund der gleichen Polrichtung der beiden Magnete 30a, 30b zusammen ein Magnetfeld, das sich über den polbildenden Bereich 15 aus dem Rotorkörper 11 hinaus erstreckt. Dadurch tritt eine magnetische Wechselwirkung mit dem elektromagnetisch induzierten Magnetfeld des Stators 20 ein, wodurch der Rotor 10 in Bewegung versetzt werden kann. Beispielsweise kann die elektromagnetische Wirkung des Stators 20 so gesteuert werden, dass der Rotor 10 im Schleppbetrieb läuft, d.h. das im polbildenden Bereich 15 vorhandene Magnetfeld (der so erzeugte Pol) wird von einem vorauslaufenden Gegenpol des Stator 20 angezogen.
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In dem polbildenden Bereich 15 befindet sich mindestens eine Aussparung, wodurch eine Gewichtsreduzierung des Rotors 10 erzielt wird und durch weitere Effekte die Leistungsdichte der elektrischen Maschine 100 weiter verbessert wird.
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So kann eine Aussparung 14 an einer dem Stator 20 zugewandten Seite des Rotorkörpers 11 liegen. Diese Aussparung 14 erstreckt sich sowohl in Umfangsrichtung als auch in Drehachsenrichtung des Rotors 10, sodass ein Radius des Rotorkörpers 11 (ein in einer Schnittebene des Rotors betrachteter Radius einer den Rotorkörper 11 begrenzenden Oberfläche) in Umfangsrichtung des Rotors 10 variiert. Mit anderen Worten ist der Luftspalt L zwischen Rotor 10 und Stator 20 im Bereich der Aussparung 14 größer (stärker ausgeprägt) als in den in Umfangsrichtung des Rotors 10 liegenden Bereichen ohne Aussparung 14. Durch die Vergrößerung des Luftspalts werden die Zähne 25 des Stators 20 durch das üblicherweise metallische Material des Rotorkörpers 11 im nicht-drehmomentbildenden Bereich des Rotorkörpers 11 durch den größeren Abstand zwischen Rotor 10 und Zähnen 25 des Stators 20 weniger stark anregt.
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Rechts in 1 ist eine vergrößerte Darstellung des Luftspalts gezeigt. Der hohlzylinderförmige Stator 20 weist eine Innenseite 21 auf, die einer Außenseite 11a, 11b des Rotors 10 gegenüber liegt. Dabei stellt die gestrichelt gezeichnete Linie die Außenseite 11b des Rotors 10 dar, die einen konstanten Radius aufweist und somit konzentrisch zur Außenseite 21 des Stators 20 angeordnet ist. Der Abstand dieser Seiten 21 und 11b, d.h. der Luftspalt L, ist also in Umfangsrichtung immer gleich. Im Bereich der Aussparung 14 weitet sich der Luftspalt auf. Dies ist in dem vergrößerten Bereich in 1 durch den radial nach innen abweichenden Verlauf der Außenseite 11a des Rotors 10 im polbildenden Bereich 15 erkennbar. Mit anderen Worten wird der Luftspalt L, hier der Abstand zwischen Innenseite 21 des Stators 20 und Außenseite 11a des Rotors 10, in dem vergrößert dargestellten Bereich des Rotors 10 gegen den Uhrzeigersinn betrachtet größer. Entsprechend wird in dem in Umfangsrichtung gesehen weiteren Verlauf des polbildenden Bereichs 15 der Abstand der Seiten 21 und 11a (Luftspalt L) wieder kleiner, bis die Außenseite 11a wieder mit der konzentrischen gestrichelt gezeichneten Linie 11b zusammenfällt.
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Die Aussparung 14 ist in 1 mit einem gekrümmt verlaufenden Abschnitt dargestellt. Insbesondere weist die dem Stator 20 zugewandte Seite des Rotors 10 im Bereich der Aussparung 14 eine positive Krümmung auf, d.h. die hier dargestellte Außenseite des Rotors 10 ist durchgängig konvex. Im Fall eines Außenläufers wäre die innenliegende Seite des Rotors durchgängig konkav. Dies bietet eine positive Aerodynamik. Selbstverständlich kann der gekrümmt verlaufende Abschnitt der Aussparung 14 auch eine negative Krümmung aufweisen, sodass die dargestellte Außenseite des Rotors 10 zumindest abschnittsweise im Bereich der Aussparung 14 konkav ausgebildet wäre. Im Fall eines Außenläufers wäre die innenliegende Seite des Rotors abschnittsweise konvex. Ebenso kann die Aussparung 14 auch einen geradlinig verlaufenden Abschnitt aufweisen, was in 1 nicht dargestellt ist.
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Ferner ist die dargestellte Aussparung 14 in Umfangsrichtung des Rotors 10 symmetrisch ausgebildet und symmetrisch zwischen den Magneten 30a, 30b des Magnetpaars 30 angeordnet. Die Symmetrie der Aussparung 14 in Umfangsrichtung verbessert die Laufruhe des Rotors 10. Bei gerader Anzahl von polbildenden Bereichen 15 kann die Laufruhe des Rotors 10 auch aufrechterhalten werden, wenn die Aussparung 14 in Umfangsrichtung asymmetrisch ausgebildet ist, aber in jedem polbildenden Bereich 15 in der Schnittebene des Rotors 10 die gleiche Form aufweist. Dadurch haben sich gegenüberliegende Punkte auf der Oberfläche des Rotors 10 in einer Schnittebene einen gleichen Radius, wodurch eine gleichmäßige Gewichtsverteilung erzielt wird.
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Die Aussparung 14 kann ferner in Umfangsrichtung des Rotors 10 symmetrisch zwischen den Magneten 30a, 30b des Magnetpaars 30 angeordnet sein. Wie in 1 gezeigt, ist die „tiefste“ Stelle der Aussparung 14 (die Stelle des größten Luftspalts) in der Mitte des polbildenden Bereichs 15, also genau zwischen den Magneten 30a und 30b, angeordnet. Auch kann sich die Aussparung 14 in Umfangsrichtung beliebig erstrecken. Die in 1 dargestellte Aussparung 14 erstreckt sich über ca. 75 % des polbildenden Bereichs 15.
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Eine weitere Aussparung 13 findet sich an einer dem Stator abgewandten Seite mindestens eines der Magnete 30a, 30b. Diese Aussparung 13 kann beispielsweise an einer dem Magneten 30a, 30b zugehörigen Magnettasche 12 anschließen. In 1 ist an jeder der Magnettaschen 12a, 12b eine entsprechende Aussparung 13a bzw. 13b dargestellt. Diese Aussparungen 13 stellen eine weitere oder alternative Materialreduzierung des Rotorkörpers 11 dar. Beispielsweise kann die Aussparung 13 nierenförmig sein, wobei ein Abschnitt der Aussparung 13 weiter zu einer dem Stator 20 zugewandten Seite des Rotorkörpers 11 ausgebildet ist, als ein Ende der zugehörigen Magnettasche 12. Ferner kann sich die an der dem Stator 20 abgewandten Seite des Magneten 30a, 30b angeordnete Aussparung 13 weiter zu einer dem Stator 20 zugewandten Seite des Rotorkörpers 11 erstrecken als eine Kante des (sich in der Magnettasche 12 befindlichen) zugehörigen Magneten 30a, 30b, wobei die Kante einer Mitte des polbildenden Bereichs 15 und der dem Stator 20 zugewandten Seite des Rotorkörpers 11 zugewandt ist.
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In den 2 und 3 ist eine weitere oder alternative Aussparung 16 detaillierter dargestellt. 2 zeigt einen Ausschnitt eines Rotors 10, der einen vollständigen polbildenden Bereich 15 sowie jeweils benachbart zwei halbe polbildende Bereiche 15 umfasst. Der polbildende Bereich 15 kann sich in Umfangsrichtung des Rotors 10 über einen bestimmten Abschnitt des Rotors 10, der durch den Winkel α definiert ist, erstrecken. Beispielsweise erstreckt sich der polbildenden Bereich 15 über 45° des Rotors 10, wodurch der Rotor 10 in acht polbildende Bereiche 15 unterteilt ist.
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An einer dem Stator 20 zugewandten Seite mindestens eines der Magnete 30a, 30b des Magnetpaars 30 ist eine weitere oder alternative Aussparung 16 vorgesehen. Diese Aussparung 16 kann mit einer entsprechenden an einer dem Stator 20 zugewandten Seite eines direkt benachbarten Magneten 30a, 30b angeordneten Aussparung 16 verbunden sein. Dies ist in 3 vergrößert dargestellt. Die Aussparung 16 verbindet beispielsweise die beiden Magnettaschen 12 zweier benachbarter Magnete, die zu benachbarten polbildenden Bereichen 15 gehören. Alternativ kann die Aussparung 16 auch ohne Verbindung zur jeweiligen Magnettasche 12 vorgesehen sein, aber dennoch mit einer entsprechenden Aussparung 16 im benachbarten polbildenden Bereich 15 verbunden sein.
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Eine weitere Aussparung 17 kann in einem Bereich des Rotorkörpers 11 gebildet werden, der sich zwischen zwei polbildenden Bereichen befindet oder sich über die Grenze zwischen zwei polbildenden Bereichen 15 erstreckt. Insbesondere kann sich eine solche Aussparung 17 in Radialrichtung auf gleicher Höhe zwischen den Aussparungen 13 oder vom Stator 20 weiter entfernt befinden. Beispielsweise kann die Aussparung 17 einen Flächenschwerpunkt mit einem Radius zur Drehachse D des Rotors 10 aufweisen, der 80 % bis 120% des Radius eines Flächenschwerpunkts der Aussparung 13 zur Drehachse D entspricht. Ferner kann die Aussparung 17 in einer Schnittebene des Rotors 10 symmetrisch zu einer Achse, die sich zwischen zwei polbildenden Bereichen 15 erstreckt, geformt sein. Eine solch angeordnete Aussparung 17 reduziert neben dem Rotorgewicht auch die mechanischen Spannungen im Rotorkörper 11 zwischen zwei benachbarten Aussparungen 13 zweier benachbarter polbildender Bereiche 15. Dabei treten aufgrund der Lage zwischen zwei polbildenden Bereichen 15 keine nennenswerten elektromagnetischen Nachteile durch die Aussparung 17 auf.
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Wie insbesondere der 2 entnommen werden kann, können zwei Magnettaschen 12 zusammen mit den Aussparungen 13 und 16 einen durchgängigen (verbundenen) Hohlraum in dem Rotorkörper 11 bilden. Ein solcher durchgängiger Hohlraum lässt sich einfach durch Stanzen oder einen Schneidvorgang in dem Rotorkörper 11 bilden, wodurch die Herstellung des Rotorkörpers 11 einfach und kostengünstig durchzuführen ist. Zu beachten ist, dass die Magnete 30a, 30b, die in den beiden Magnettaschen 12 des durchgängigen Hohlraums angeordnet sind, zu unterschiedlichen polbildenden Bereichen gehören. Beispielsweise können die beiden Magnete 30a, 30b in unterschiedlicher Polung in den Magnettaschen 12 des durchgängigen Hohlraums angeordnet sein. Eine unterschiedliche Polung bedeutet, dass der Nordpol eines Magneten 30a, 30b zu einer dem Stator 20 zugewandten Seite des Rotors 10 zeigt, während der Nordpol des anderen Magneten 30a, 30b des benachbarten polbildenden Bereichs zu einer dem Stator 20 abgewandten Seite des Rotors zeigt.
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Die in den 1 bis 3 dargestellten Magnettaschen 12, Magnetpaare 30 und Aussparungen 13, 14 und 16 können selbstverständlich auch in einem Außenläufer (kreisringzylindrischen Rotor) entsprechend vorgesehen sein. Auch hier schneiden sich die Magnetachsen M der Magnete 30a, 30b eines Magnetpaars 30 auf der dem hier innenliegenden Stator 20 zugewandten Seite des Magnetpaars 30. Mit anderen Worten liegt der Schnittpunkt der Magnetachsen M näher an der Drehachse D (2) des Rotors 10 als die Zentren der Magnete 30a, 30b. Die Aussparungen 16 liegen ebenfalls näher an der Drehachse D als die Aussparungen 13, wobei eine nierenförmige Aussparung 13 einen Appendix, der auf die Drehachse D des Rotors 10 gerichtet ist, darstellt.
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Die vorangehend beschriebenen Varianten sowie deren Aufbau- und Betriebsaspekte dienen lediglich dem besseren Verständnis der Struktur, der Funktionsweise und der Eigenschaften; sie schränken die Offenbarung nicht etwa auf die Ausführungsbeispiele ein. Die Figuren sind teilweise schematisch, wobei wesentliche Eigenschaften und Effekte zum Teil deutlich vergrößert dargestellt sind, um die Funktionen, Wirkprinzipien, technischen Ausgestaltungen und Merkmale zu verdeutlichen. Dabei kann jede Funktionsweise, jedes Prinzip, jede technische Ausgestaltung und jedes Merkmal, welches/welche in den Figuren oder im Text offenbart ist / sind, mit allen Ansprüchen, jedem Merkmal im Text und in den anderen Figuren, anderen Funktionsweisen, Prinzipien, technischen Ausgestaltungen und Merkmalen, die in dieser Offenbarung enthalten sind oder sich daraus ergeben, frei und beliebig kombiniert werden, so dass alle denkbaren Kombinationen den beschriebenen Varianten zuzuordnen sind. Dabei sind auch Kombinationen zwischen allen einzelnen Ausführungen im Text, das heißt in jedem Abschnitt der Beschreibung, in den Ansprüchen und auch Kombinationen zwischen verschiedenen Varianten im Text, in den Ansprüchen und in den Figuren umfasst. Auch die Ansprüche limitieren nicht die Offenbarung und damit die Kombinationsmöglichkeiten aller aufgezeigten Merkmale untereinander. Alle offenbarten Merkmale sind explizit auch einzeln und in Kombination mit allen anderen Merkmalen hier offenbart.
