DE102021116518A1

DE102021116518A1 - Stator, Rotor und elektrische Maschine

Info

Publication number: DE102021116518A1
Application number: DE102021116518.0A
Authority: DE
Inventors: Gurakuq Dajaku
Original assignee: FEAAM GmbH
Current assignee: FEAAM GmbH
Priority date: 2021-06-25
Filing date: 2021-06-25
Publication date: 2022-12-29
Also published as: CN115528878A; US20220416593A1

Abstract

Es wird ein Stator (20) für eine elektrische Maschine (21) angegeben, der Stator (20) umfassend mindestens drei erste Platten (22) an einer ersten Seite (23) des Stators (20), mindestens drei Zähne (26), wobei jeder Zahn (26) mit jeweils einer der ersten Platten (22) mechanisch verbunden ist, und mindestens eine zweite Platte (25) an einer der ersten Seite (23) abgewandten zweiten Seite (24) des Stators (20), wobei der Stator (20) zumindest stellenweise die Form eines Rings mit einer Außenseite (27) und einer Innenseite (28) aufweist, jedem Zahn (26) ein elektrischer Leiter (29) zugeordnet ist, und für jeden Zahn (26) der jeweilige elektrische Leiter (29) mindestens an einer Seite des Zahns (26), die in Richtung der Außenseite (27) des Stators (20) zeigt, und an einer Seite des Zahns (26), die in Richtung der Innenseite (28) des Stators (20) zeigt, angeordnet ist. Des Weiteren werden ein Rotor (32) für eine elektrische Maschine (21) und eine elektrische Maschine (21) angegeben.

Description

Es werden ein Stator für eine elektrische Maschine, ein Rotor für eine elektrische Maschine und eine elektrische Maschine angegeben.
Typischerweise umfassen elektrische Maschinen einen Stator und einen dazu relativ beweglichen Rotor. Elektrische Maschinen können motorisch oder generatorisch arbeiten, wobei elektrische Energie in Bewegungsenergie oder umgekehrt konvertiert wird. Im Betrieb interagiert ein Magnetfeld des Rotors mit einem Magnetfeld des Stators. Der Stator weist üblicherweise eine Statorwicklung und einen Eisenkern auf. Die Statorwicklung kann beispielsweise durch verteilte überlappende Wicklungen oder durch zahnkonzentrierte Wicklungen gebildet sein.
Bei herkömmlichen elektrischen Maschinen beziehungsweise den Statoren solcher Maschinen ragen üblicherweise die Enden der Wicklungen über den Eisenkern des Stators hinaus, sodass sich diese außerhalb der axialen Länge des Stators befinden und nicht zum Drehmoment beitragen können. Daher trägt bei solchen elektrischen Maschinen nur die axiale Länge des Eisenkerns des Stators zur Erzeugung von elektromagnetischem Drehmoment bei. Diese Länge wird deshalb üblicherweise auch als aktive Länge der elektrischen Maschine bezeichnet.
Die Ströme, die durch die Wicklungen fließen, erzeugen im Endbereich unnötige ohmsche Verluste. Ferner können insbesondere für Anwendungen mit begrenztem Raum in axialer Richtung die Längen der Wicklungsenden in Bezug auf die Gesamtlänge der Wicklungen beziehungsweise der aktiven Länge der elektrischen Maschine relativ groß werden.
Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, einen Stator für eine elektrische Maschine anzugeben, die effizient betrieben werden kann. Eine weitere zu lösende Aufgabe besteht darin, einen Rotor für eine elektrische Maschine anzugeben, die effizient betrieben werden kann. Eine weitere zu lösende Aufgabe besteht darin, eine elektrische Maschine anzugeben, die effizient betrieben werden kann.
Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Stators für eine elektrische Maschine, umfasst der Stator mindestens drei erste Platten an einer ersten Seite des Stators. Die ersten Platten können jeweils die gleiche Form aufweisen. Die ersten Platten weisen zumindest stellenweise die Form einer Platte auf. Das bedeutet, die ersten Platten weisen zumindest stellenweise eine Oberseite und eine Unterseite auf, welche sich parallel zueinander erstrecken. In einer Richtung, welche senkrecht zur Haupterstreckungsebene der Oberseite verläuft, weisen die ersten Platten jeweils eine geringere Ausdehnung als innerhalb der Ebene auf, in welcher sich die Oberseite befindet. Das bedeutet, die Dicke der ersten Platten ist jeweils geringer als ihre Ausdehnung in ihrer Haupterstreckungsebene. Die ersten Platten können jeweils Stahl oder magnetischen Stahl aufweisen. Weiter ist es möglich, dass die ersten Platten jeweils weichmagnetische Pulververbundwerkstoffe aufweisen. Der Stator kann mindestens vier erste Platten oder mindestens sechs erste Platten aufweisen.
Der Stator umfasst weiter mindestens drei Zähne, wobei jeder Zahn mit jeweils einer der ersten Platten mechanisch verbunden ist. Das bedeutet, jeder Zahn ist an jeweils einer ersten Platte befestigt. Jede erste Platte kann mechanisch mit genau einem Zahn verbunden sein. Jeder Zahn kann in direktem Kontakt mit jeweils einer der ersten Platten sein. Die ersten Platten weisen jeweils eine Seite auf, welche an der ersten Seite des Stators angeordnet ist. Die Zähne sind jeweils an der Seite der ersten Platten angeordnet, welche von der ersten Seite des Stators abgewandt ist. In einem Querschnitt durch den Stator weist jeder Zahn eine kleinere Fläche auf als die ersten Platten. Das bedeutet, jeder Zahn weist im Querschnitt durch den Stator eine kleinere Fläche auf als die erste Platte mit der dieser Zahn verbunden ist. Der Querschnitt durch den Stator liegt in einer Ebene, welche sich parallel zu der Ebene erstreckt, in welcher die Oberseiten der ersten Platten sich erstrecken. Die Zähne sind jeweils beabstandet zueinander angeordnet. Die Zähne sind entlang des Umfangs des Stators nebeneinander angeordnet. Die Zähne können jeweils Stahl oder magnetischen Stahl aufweisen. Weiter ist es möglich, dass die Zähne jeweils weichmagnetische Pulververbundwerkstoffe aufweisen. Der Stator kann mindestens vier Zähne oder mindestens sechs Zähne aufweisen.
Der Stator umfasst weiter mindestens eine zweite Platte an einer der ersten Seite abgewandten zweiten Seite des Stators. Die zweite Seite des Stators befindet sich an der gegenüberliegenden Seite im Vergleich zur ersten Seite des Stators. Die zweite Platte weist zumindest stellenweise die Form einer Platte auf. Das bedeutet, die zweite Platte weist zumindest stellenweise eine Oberseite und eine Unterseite auf, welche sich parallel zueinander erstrecken. In einer Richtung, welche senkrecht zur Haupterstreckungsebene der Oberseite verläuft, weist die zweite Platte eine geringere Ausdehnung als innerhalb der Ebene auf, in welcher sich die Oberseite befindet. Das bedeutet, die Dicke der zweiten Platte ist jeweils geringer als ihre Ausdehnung in ihrer Haupterstreckungsebene. Die zweite Platte kann die Form eines Ringsegments oder eines Kreisbogens aufweisen. Das bedeutet, die zweite Platte kann sich entlang eines Teils des Umfangs des Stators erstrecken. Es ist weiter möglich, dass die zweite Platte die Form eines Rings aufweist. In diesem Fall erstreckt sich die zweite Platte entlang des gesamten Umfangs des Stators. Bei der zweiten Platte kann es sich um ein Statorjoch handeln. Die zweite Platte kann Stahl oder magnetischen Stahl aufweisen. Weiter ist es möglich, dass die zweite Platte weichmagnetische Pulververbundwerkstoffe aufweist. Die zweite Platte kann eine andere Form als die ersten Platten aufweisen. Es ist jedoch auch möglich, dass die zweite Platte die gleiche oder eine ähnliche Form wie die ersten Platten aufweist.
Der Stator weist zumindest stellenweise die Form eines Rings mit einer Außenseite und einer Innenseite auf. Das kann bedeuten, dass der Stator zumindest stellenweise die Form eines Hohlzylinders aufweist. Dabei ist die Außenseite die Seite, welche sich außen am Hohlzylinder befindet und die Innenseite ist die Seite, welche dem Inneren des Hohlzylinders zugewandt ist. Genauso ist bei der Form eines Rings die Außenseite die Seite, welche sich außen am Ring befindet und die Innenseite die Seite, welche dem Bereich im Inneren des Rings zugewandt ist. Der Bereich im Inneren des Rings ist der Bereich, der vom Ring umschlossen ist. Dass der Stator zumindest stellenweise die Form eines Rings hat, kann bedeuten, dass der Stator in einer vertikalen Richtung eine Ausdehnung hat, welche kleiner als der Radius des Rings ist. Die vertikale Richtung verläuft dabei senkrecht zu der Ebene, in welcher der Kreis liegt, der vom Ring umschlossen ist. Die Ausdehnung des Stators in vertikaler Richtung kann um einen Faktor 2 kleiner sein als der Radius des Rings. Es ist weiter möglich, dass die Ausdehnung des Stators in vertikaler Richtung um einen Faktor 3 kleiner ist als der Radius des Rings.
Jedem Zahn ist ein elektrischer Leiter zugeordnet. Das bedeutet, der Stator weist für jeden Zahn einen elektrischen Leiter auf. Jeder elektrische Leiter weist ein elektrisch leitfähiges Material auf, beispielsweise Kupfer oder Aluminium. Bei den elektrischen Leitern kann es sich jeweils um einen Draht oder eine Spule handeln. Die Spule kann jeweils eine beliebige Anzahl von Windungen aufweisen.
Für jeden Zahn ist der jeweilige elektrische Leiter mindestens an einer Seite des Zahns, die in Richtung der Außenseite des Stators zeigt, und an einer Seite des Zahns, die in Richtung der Innenseite des Stators zeigt, angeordnet. Die Zähne sind jeweils an ihren Seiten, die in Richtung Innenseite des Stators und an ihren Seiten, die in Richtung Außenseite des Stators zeigen zumindest stellenweise nicht mit einer ersten Platte oder der zweiten Platte verbunden. Für jeden Zahn ist die Seite des jeweiligen Zahns, die in Richtung der Außenseite des Stators zeigt, die Seite, welche der Außenseite des Stators zugewandt ist. Genauso ist für jeden Zahn die Seite des jeweiligen Zahns, die in Richtung der Innenseite des Stators zeigt, die Seite, welche der Innenseite des Stators zugewandt ist. Somit ist für jeden Zahn der jeweilige elektrische Leiter an mindestens zwei verschiedenen Seiten des Zahns angeordnet. Insgesamt kann für jeden Zahn der jeweilige elektrische Leiter um den Zahn herumgewickelt sein. Das kann bedeuten, dass für jeden Zahn der jeweilige elektrische Leiter den Zahn in einer Ebene von allen Seiten umgibt. Diese Ebene erstreckt sich parallel zu der Ebene, in welcher der Kreis angeordnet ist, der vom ringförmigen Stator umgeben ist. Falls es sich bei den elektrischen Leitern um jeweils eine Spule handelt, können die Windungen der Spule um den jeweiligen Zahn gewickelt sein. Somit erstrecken sich die elektrischen Leiter jeweils stellenweise entlang eines Teils des Umfangs des ringförmigen Stators und stellenweise in radialen Richtungen in Bezug auf den Kreis, der vom ringförmigen Stator umgeben ist.
Die elektrischen Leiter sind elektrisch von den ersten Platten und den Zähnen isoliert. Dazu können die elektrischen Leiter jeweils vollständig von einem elektrisch isolierenden Material umgeben sein. Außerdem sind die elektrischen Leiter von der zweiten Platte elektrisch isoliert.
Dem hier beschriebenen Stator liegt die Idee zugrunde, dass dieser besonders kompakt aufgebaut sein kann und insbesondere eine geringe Erstreckung in der vertikalen Richtung aufweist. Die elektrischen Leiter, welche eine Statorwicklung bilden, sind vollständig im Stator angeordnet. Das bedeutet, es gibt keine Köpfe, welche über einen Grundkörper des Stators hinausragen. Stattdessen sind die elektrischen Leiter vollständig zwischen den ersten Platten und der zweiten Seite des Stators angeordnet, wo die zweite Platte angeordnet ist. Die elektrischen Leiter erstrecken sich nicht über die Ausdehnung der ersten Platten und der zweiten Platte in vertikaler Richtung hinaus. Dies wird durch die Anordnung der elektrischen Leiter an den oben beschriebenen Seiten der Zähne erreicht.
Die ersten Platten und die zweite Platte sind beabstandet zueinander angeordnet, so dass jeweils an der Außenseite des Stators und an der Innenseite des Stators Öffnungen zu den elektrischen Leitern hin gebildet sind. Diese Öffnungen können zur Erzeugung eines Drehmoments genutzt werden. So kann an der Außenseite des Stators oder an der Innenseite des Stators oder an beiden Seiten jeweils ein Radialflussrotor angeordnet sein. Somit weist auch eine elektrische Maschine, in die der Stator eingebaut ist, insgesamt eine geringere Ausdehnung in vertikaler Richtung auf.
Dieser Aufbau des Stators hat den Vorteil, dass die gesamte Länge des Stators in vertikaler Richtung zur Drehmomenterzeugung genutzt werden kann. Über die aktive Länge hinausragende Wickelköpfe sind in diesem Aufbau vermieden. Somit werden auch die Verluste, welche bei über die aktive Länge hinausragenden Wickelköpfen auftreten können, vermieden. Das bedeutet, dass eine elektrische Maschine mit dem Stator insgesamt effizienter betrieben werden kann.
Ein weiterer Vorteil des hier beschriebenen Stators besteht darin, dass dieser insgesamt drei Bereiche aufweist, welche zur Drehmomenterzeugung genutzt werden können. Somit weist der Stator sowohl an seiner Innen- als auch an seiner Außenseite Öffnungen auf. Wird an diesen Öffnungen ein Rotor angeordnet, so kann jeweils ein Drehmoment erzeugt werden. Außerdem können die ersten Platten beabstandet zueinander angeordnet sein. Das bedeutet, dass auch an der ersten Seite des Stators Öffnungen zu den elektrischen Leitern hin angeordnet sind. Somit kann auch an der ersten Seite des Stators einen Rotor zur Drehmomenterzeugung angeordnet werden. Folglich kann die elektrische Maschine insgesamt einen kompakten und flachen Aufbau aufweisen und der Stator wird effizienter zur Drehmomenterzeugung genutzt. Somit kann die elektrische Maschine mit dem Stator vorteilhafterweise bei Anwendungen verwendet werden, bei denen nur ein begrenzter Raum zur Verfügung steht. Ein kompakter Aufbau des Stators oder der elektrischen Maschine insgesamt ist beispielsweise im Bereich der Robotik vorteilhaft. Außerdem kann bei einem kompakten Aufbau eine Reduzierung der Kosten erreicht werden. Insgesamt wird bei einer elektrischen Maschine mit dem hier beschriebenen Stator der vorhandene Platz effizient ausgenutzt.
Die Verwendung von weichmagnetischen Verbundwerkstoffen oder magnetischem Stahl hat den Vorteil, dass diese Materialien insgesamt günstig sind, eine einfache Herstellung des Stators ermöglichen und vorteilhafte isotropische ferromagnetische Eigenschaften auch in drei Dimensionen aufweisen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Stators erstrecken sich die Zähne und die ersten Platten jeweils entlang eines Teils des Umfangs des Stators. Das bedeutet, die Zähne und die ersten Platten weisen jeweils die Form eines Ringsegments oder Kreisbogens auf. Die Zähne und die ersten Platten weisen in einem Querschnitt durch den Stator jeweils die Form eines Ringsegments oder Kreisbogens auf. Der Querschnitt des Stators liegt in einer Ebene, welche sich senkrecht zur vertikalen Richtung erstreckt. Somit weisen die Zähne und die ersten Platten jeweils eine gebogene Form auf. Die ersten Platten können entlang des Umfangs des Stators nebeneinander angeordnet sein. Die Zähne können entlang des Umfangs des Stators nebeneinander angeordnet sein. Die Zähne können jeweils eine geringere Ausdehnung entlang des Umfangs des Stators aufweisen als die erste Platte, mit der sie verbunden sind. Entlang des Umfangs des Stators kann jede erste Platte an zwei Seiten den Zahn, mit dem sie verbunden ist, überragen. Die ersten Platten und die Zähne sind somit der ringförmigen Form des Stators angepasst. Somit kann der Stator insgesamt einen kompakten Aufbau aufweisen.
Für einen Winkel ot, über welchen sich jede erste Platte entlang des Umfangs des Stators erstreckt, kann gelten: $α < \frac{2 π}{q}$
Dabei ist α in dem Kreis gegeben, welcher vom Stator umgeben ist. q ist die Anzahl der ersten Platten des Stators.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Stators erstrecken sich die ersten Platten jeweils stellenweise entlang der Außenseite des Stators. Dazu können die ersten Platten jeweils ausgehend von der ersten Seite des Stators einen Überhang aufweisen, welcher an der Außenseite des Stators angeordnet ist. Der Überhang kann sich dabei entlang eines Teils des Umfangs des Stators und von der ersten Seite des Stators in Richtung der zweiten Seite des Stators erstrecken. Somit kann auch der Überhang die Form eines Ringsegments oder Kreisbogens aufweisen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Stators erstrecken sich die ersten Platten jeweils stellenweise entlang der Innenseite des Stators. Dazu können die ersten Platten jeweils ausgehend von der ersten Seite des Stators einen Überhang aufweisen, welcher an der Innenseite des Stators angeordnet ist. Der Überhang kann sich dabei entlang eines Teils des Umfangs des Stators und von der ersten Seite des Stators in Richtung der zweiten Seite des Stators erstrecken. Somit kann auch der Überhang die Form eines Ringsegments oder Kreisbogens aufweisen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Stators erstreckt sich die zweite Platte stellenweise entlang der Außenseite des Stators. Dazu kann die zweite Platte ausgehend von der zweiten Seite des Stators einen Überhang aufweisen, welcher an der Außenseite des Stators angeordnet ist. Der Überhang kann sich dabei entlang eines Teils des Umfangs des Stators und von der zweiten Seite des Stators in Richtung der ersten Seite des Stators erstrecken. Somit kann auch der Überhang die Form eines Ringsegments oder Kreisbogens aufweisen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Stators erstreckt sich die zweite Platte stellenweise entlang der Innenseite des Stators. Dazu kann die zweite Platte ausgehend von der zweiten Seite des Stators einen Überhang aufweisen, welcher an der Innenseite des Stators angeordnet ist. Der Überhang kann sich dabei entlang eines Teils des Umfangs des Stators und von der zweiten Seite des Stators in Richtung der ersten Seite des Stators erstrecken. Somit kann auch der Überhang die Form eines Ringsegments oder Kreisbogens aufweisen.
Die Überhänge der ersten Platten und der zweiten Platte können sich an der Außenseite des Stators gleich weit erstrecken. Die Überhänge der ersten Platten und der zweiten Platte können sich an der Innenseite des Stators gleich weit erstrecken. Alternativ ist es möglich, dass die Erstreckung der Überhänge der ersten Platten an der Außenseite des Stators sich von der Erstreckung der Überhänge der zweiten Platte an der Außenseite des Stators unterscheidet. Weiter kann sich die Erstreckung der Überhänge der ersten Platten an der Innenseite des Stators von der Erstreckung der Überhänge der zweiten Platte an der Innenseite des Stators unterscheiden.
An der Außenseite des Stators und an der Innenseite Seite des Stators sind die ersten Platten beabstandet von der zweiten Platte angeordnet. Somit befindet sich zwischen den Überhängen der ersten Platten und der zweiten Platte jeweils an der Außenseite des Stators und an der Innenseite des Stators eine Öffnung. Unterhalb der Öffnungen befindet sich jeweils ein elektrischer Leiter. Das bedeutet, in jeder Öffnung ist ein elektrischer Leiter sichtbar. In anderen Worten ist es möglich, dass jede Öffnung an einen der elektrischen Leiter angrenzt. Somit sind die Öffnungen mit Nutöffnungen vergleichbar. Die Anordnung der Überhänge an der Außenseite des Stators und an der Innenseite des Stators ermöglicht somit, dass Öffnungen an diesen Seiten des Stators gebildet werden, über welche bei einer Anordnung eines Rotors angrenzend an die Öffnungen ein Drehmoment erzeugt werden kann.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Stators weist der Stator mindestens zwei weitere zweite Platten an der zweiten Seite auf und jeder Zahn ist mechanisch mit der zweiten Platte oder einer der weiteren zweiten Platten verbunden. Die weiteren zweiten Platten können jeweils den gleichen Aufbau wie die zweite Platte aufweisen. Dabei können die zweite Platte und die weiteren zweiten Platten jeweils die Form eines Ringsegments oder Kreisbogens aufweisen. Das bedeutet, die zweite Platte und die weiteren zweiten Platten erstrecken sich entlang eines Teils des Umfangs des Stators. Insgesamt ist somit jede erste Platte über einen Zahn mechanisch mit der zweiten Platte oder einer weiteren zweiten Platte verbunden. Die zweite Platte und die weiteren zweiten Platten können jeweils beabstandet einander angeordnet sein. Somit werden auch an der zweiten Seite Öffnungen gebildet, unterhalb welcher elektrische Leiter angeordnet sind. Die einzelnen Komponenten des Stators werden in diesem Fall von einem Gehäuse zusammengehalten. Für jede erste Platte kann diese die gleiche Form aufweisen, wie die zweite Platte oder die weitere zweite Platte, mit der die erste Platte verbunden ist. Das bedeutet, die ersten Platten, die zweite Platte und die weiteren zweiten Platten können sich jeweils gleich weit entlang des Umfangs des Stators erstrecken. Es ist jedoch auch möglich, dass die zweite Platte und die weiteren zweiten Platten sich weiter entlang des Umfangs des Stators erstrecken als die ersten Platten, mit denen sie verbunden sind. Durch die Verwendung von einer zweiten Platte und mindestens zwei weiteren zweiten Platten statt einer ringförmigen zweiten Platte wird ein Streufluss durch die zweite Platte verringert. Somit kann eine elektrische Maschine mit dem Stator effizient betrieben werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Stators erstreckt sich die zweite Platte weiter entlang des Umfangs des Stators als jeweils die ersten Platten. Dabei kann die zweite Platte die Form eines Rings haben und die ersten Platten können jeweils die Form eines Ringsegments oder Kreisbogens haben. Die ersten Platten sind beabstandet zueinander entlang des Umfangs des Stators angeordnet. Somit werden an der ersten Seite des Stators vorteilhafterweise Öffnungen zwischen den ersten Platten gebildet, durch welche eine Drehmomenterzeugung ermöglicht wird, wenn an der ersten Seite des Stators ein Axialflussrotor angeordnet ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Stators bilden die elektrischen Leiter jeweils eine Spule. Das bedeutet, jeder der elektrischen Leiter bildet eine Spule. Die Spulen können jeweils eine beliebige Anzahl von Windungen aufweisen. Die Spulen weisen jeweils mindestens eine Windung auf. Die Spulen bilden eine Statorwicklung, so dass der Stator in einer elektrischen Maschine verwendet werden kann.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Stators sind an der Außenseite und an der Innenseite des Stators die ersten Platten beabstandet von der zweiten Platte angeordnet. So wird an der Außenseite und an der Innenseite jeweils mindestens eine Öffnung gebildet. Unterhalb der Öffnungen sind die elektrischen Leiter angeordnet. Das kann bedeuten, dass angrenzend an jede Öffnung ein elektrischer Leiter angeordnet ist. Somit sind die Öffnungen vergleichbar mit Nutöffnungen. Diese Öffnungen ermöglichen es, dass der Stator mit einem angrenzend an die Öffnungen angeordneten Rotor zur Drehmomenterzeugung genutzt wird. Es kann somit an der Innenseite des Stators und/oder an der Außenseite des Stators ein Rotor angeordnet werden. Dadurch wird die Ausdehnung der elektrischen Maschine in der vertikalen Richtung durch das Anbringen des Rotors oder der Rotoren nicht vergrößert, sondern es wird insgesamt ein kompakter Aufbau ermöglicht.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Stators sind die ersten Platten jeweils beabstandet zueinander entlang des Umfangs des Stators angeordnet. Das bedeutet, zwischen jeweils zwei ersten Platten ist eine Öffnung an der ersten Seite des Stators angeordnet. Unterhalb dieser Öffnungen sind die elektrischen Leiter angeordnet. Das kann bedeuten, dass angrenzend an jede Öffnung ein elektrischer Leiter angeordnet ist. Somit sind die Öffnungen vergleichbar mit Nutöffnungen. Diese Öffnungen ermöglichen es, dass der Stator mit einem angrenzend an die Öffnungen angeordneten Rotor zur Drehmomenterzeugung genutzt werden kann. Das bedeutet, an der ersten Seite des Stators kann ein Rotor angeordnet werden. Somit wird das Volumen des Stators effizient zur Drehmomenterzeugung genutzt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Stators weisen die ersten Platten und die zweite Platte jeweils an der Außenseite und an der Innenseite des Stators mindestens zwei Ausnehmungen auf. Die Ausnehmungen an der Außenseite erstrecken sich dabei in Richtung der Innenseite. Die Ausnehmungen an der Innenseite erstrecken sich in Richtung der Außenseite. Die Ausnehmungen erstrecken sich jeweils nicht vollständig zwischen der Innenseite und der Außenseite durch den Stator. In der vertikalen Richtung können sich die Ausnehmungen jeweils vollständig durch die ersten Platten und die zweite Platte erstrecken. Somit kann der Stator in einem Schrittmotor verwendet werden. Dieser ermöglicht für kleine Drehungen eine hohe Genauigkeit.
Es wird ferner ein Rotor für eine elektrische Maschine angegeben. Der Rotor kann bevorzugt mit einem hier beschriebenen Stator in einer elektrischen Maschine verwendet werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Rotors für eine elektrische Maschine umfasst der Rotor ein ringförmiges Rotorjoch, welches sich von einer ersten Seite des Rotors zu einer der ersten Seite abgewandten zweiten Seite des Rotors erstreckt. Die zweite Seite des Rotors befindet sich an der gegenüberliegenden Seite im Vergleich zur ersten Seite des Rotors. Dass das Rotorjoch die Form eines Rings aufweist kann bedeuten, dass das Rotorjoch zumindest stellenweise die Form eines Hohlzylinders aufweist. Dass das Rotorjoch ringförmig ist kann auch bedeuten, dass das Rotorjoch in einer vertikalen Richtung eine Ausdehnung hat, welche kleiner als der Radius des Rotorjochs ist. Die vertikale Richtung verläuft dabei senkrecht zu der Ebene in welcher der Kreis liegt, der vom Rotorjoch umschlossen ist. Die Ausdehnung des Rotorjochs in vertikaler Richtung kann um einen Faktor 2 kleiner sein als der Radius des Rotorjochs. Es ist weiter möglich, dass die Ausdehnung des Rotorjochs in vertikaler Richtung einen Faktor 3 kleiner ist als der Radius des Rotorjochs. Das Rotorjoch kann Eisen aufweisen.
Das ringförmige Rotorjoch hat eine Außenseite und eine Innenseite. Dabei ist die Außenseite die Seite, welche sich außen am Hohlzylinder befindet und die Innenseite ist die Seite, welche dem Inneren des Hohlzylinders zugewandt ist. Genauso ist bei der Form eines Rings die Außenseite die Seite, welche sich außen am Ring befindet und die Innenseite die Seite, welche dem Bereich im Innern des Rings zugewandt ist. Der Bereich im Innern des Rings ist der Bereich, der vom Ring umschlossen ist.
Der Rotor umfasst weiter mindestens zwei erste Rotorzähne, welche an der zweiten Seite des Rotors angeordnet sind, mechanisch mit dem Rotorjoch verbunden sind und sich jeweils entlang eines Teils des Umfangs des Rotors erstrecken. Die ersten Rotorzähne können einstückig mit dem Rotorjoch ausgebildet sein. Die ersten Rotorzähne können das gleiche Material wie das Rotorjoch aufweisen. Das heißt, die ersten Rotorzähne können Eisen aufweisen. Die ersten Rotorzähne können jeweils die Form eines Ringsegments oder Kreisbogens aufweisen. An der zweiten Seite können die ersten Rotorzähne bündig mit dem Rotorjoch abschließen. Das bedeutet, an der zweiten Seite erstrecken sich die ersten Rotorzähne genauso weit in vertikaler Richtung wie das Rotorjoch. Es ist weiter möglich, dass der Rotor mindestens vier erste Rotorzähne aufweist.
Der Rotor umfasst weiter mindestens zwei zweite Rotorzähne. Die zweiten Rotorzähne sind an der ersten Seite des Rotors angeordnet. Die zweiten Rotorzähne können mechanisch mit dem Rotorjoch verbunden sein. An der ersten Seite des Rotors können die zweiten Rotorzähne bündig mit dem Rotorjoch abschließen. Das bedeutet, an der ersten Seite des Rotors erstrecken sich die zweiten Rotorzähne genauso weit in vertikaler Richtung wie das Rotorjoch. Es ist weiter möglich, dass der Rotor mindestens vier zweite Rotorzähne aufweist.
Die zweiten Rotorzähne erstrecken sich jeweils entlang eines Teils des Umfangs des Rotors. Das bedeutet, die zweiten Rotorzähne können jeweils die Form eines Ringsegments oder Kreisbogens aufweisen.
Jedem der zweiten Rotorzähne kann ein erster Rotorzahn des Rotors zugeordnet sein. Dabei kann sich jeweils der zweite Rotorzahn genauso weit wie der ihm zugeordnete erste Rotorzahn entlang des Umfangs des Rotorjochs erstrecken. Entlang des Umfangs des Rotorjochs kann jeder zweite Rotorzahn bündig mit seinem jeweils zugeordneten ersten Rotorzahn abschließen. Das bedeutet, jeder zweite Rotorzahn erstreckt sich parallel zu dem ihm zugeordneten ersten Rotorzahn entlang des Umfangs des Rotorjochs. Dabei ist es auch möglich, dass sich ein erster Rotorzahn weiter als der ihm zugeordnete zweite Rotorzahn entlang des Umfangs des Rotorjochs erstreckt oder dass ein zweiter Rotorzahn sich weiter als der ihm zugeordnete erste Rotorzahn entlang des Umfangs des Rotorjochs erstreckt.
Die zweiten Rotorzähne weisen jeweils einen Permanentmagneten auf oder die zweiten Rotorzähne weisen jeweils das gleiche Material wie die ersten Rotorzähne auf. Die zweiten Rotorzähne können jeweils durch einen Permanentmagneten gebildet sein. Wenn die zweiten Rotorzähne das gleiche Material wie die ersten Rotorzähne aufweisen, können die zweiten Rotorzähne jeweils den gleichen Aufbau wie die ersten Rotorzähne aufweisen. Außerdem können auch die zweiten Rotorzähne einstückig mit dem Rotorjoch gebildet sein.
Der Rotor kann vorteilhafterweise in einer elektrischen Maschine mit dem hier beschriebenen Stator verwendet werden. Dabei kann magnetischer Fluss den Stator und den Rotor auf verschiedenen Pfaden durchdringen. So wird im Betrieb der elektrischen Maschine sowohl ein magnetischer Fluss in radialer und axialer Richtung als auch ein magnetischer Fluss in radialer und axialer Richtung und entlang des Umfangs des Stators induziert. Aufgrund der verschiedenen Pfade des magnetischen Flusses kann die elektrische Maschine effizient betrieben werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Rotors sind die ersten Rotorzähne und die zweiten Rotorzähne an der Innenseite des ringförmigen Rotorjochs angeordnet. In diesem Fall kann der Rotor als Außenläufer mit dem Stator in der elektrischen Maschine verwendet werden. Das bedeutet, der Rotor ist um den Stator herum angeordnet. Dieser Aufbau ermöglicht eine kompakte und flache Form der elektrischen Maschine. Gleichzeitig kann die elektrische Maschine effizient betrieben werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Rotors sind die ersten Rotorzähne und die zweiten Rotorzähne an einer Außenseite des ringförmigen Rotorjochs angeordnet. In diesem Fall kann der Rotor als Innenläufer mit dem Stator in einer elektrischen Maschine verwendet werden. Das bedeutet, der Rotor ist innerhalb des Stators angeordnet. Dieser Aufbau ermöglicht eine kompakte und flache Form der elektrischen Maschine. Gleichzeitig kann die elektrische Maschine effizient betrieben werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Rotors verläuft die Magnetisierungsrichtung von mindestens einem der Permanentmagnete in Richtung des Mittelpunkts des ringförmigen Rotorjochs und die Magnetisierungsrichtung von mindestens einem anderen Permanentmagneten verläuft vom Mittelpunkt des ringförmigen Rotorjochs weg. Für jeden Permanentmagneten verläuft die magnetische Achse parallel zur Magnetisierungsrichtung des jeweiligen Permanentmagneten. Das bedeutet, die magnetische Achse verbindet die beiden Pole jedes Permanentmagneten. Der Mittelpunkt des ringförmigen Rotorjochs entspricht dem Mittelpunkt des Kreises, der vom Rotorjoch umgeben ist. Mit diesen Magnetisierungsrichtungen der Permanentmagnete wird ein effizienter Betrieb der elektrischen Maschine ermöglicht.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Rotors weisen die ersten Rotorzähne jeweils einen Permanentmagneten auf. Beispielsweise sind die ersten Rotorzähne jeweils durch einen Permanentmagneten gebildet. Dabei zeigt die Magnetisierungsrichtung des Permanentmagneten jedes ersten Rotorzahns in die entgegengesetzte Richtung im Vergleich zur Magnetisierungsrichtung des jeweils parallel angeordneten Permanentmagneten eines zweiten Rotorzahns. Dadurch wird in einer elektrischen Maschine, in welcher der Rotor verwendet wird, der magnetische Fluss erhöht und somit kann ein größeres Drehmoment erzeugt werden.
Des Weiteren wird eine elektrische Maschine angegeben. Gemäß zumindest einer Ausführungsform der elektrischen Maschine, weist die elektrische Maschine den hier beschriebenen Stator auf. Somit sind alle Merkmale des beschriebenen Stators auch für die elektrische Maschine offenbart und umgekehrt. Die elektrische Maschine weist weiter einen Rotor auf, der an der Außenseite oder an der Innenseite des Stators angeordnet ist. Bei dem Rotor kann es sich also um einen Innenläufer oder einen Außenläufer handeln. Handelt es sich bei dem Rotor um einen Innenläufer, so ist eine Außenseite des Rotors dem Stator zugewandt. Handelt es sich bei dem Rotor um einen Außenläufer, so ist eine Innenseite des Rotors dem Stator zugewandt. Der Rotor kann auf einer Welle der elektrischen Maschine angeordnet sein. Zwischen dem Stator und dem Rotor kann ein Luftspalt angeordnet sein. Der Rotor kann Permanentmagnete aufweisen. Bei der elektrischen Maschine kann es sich um eine synchrone Reluktanzmaschine, um eine geschaltete Reluktanzmaschine, um eine Asynchronmaschine, um einen Linearmotor, um einen Schrittmotor oder eine sonstige elektrische Maschine handeln.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der elektrischen Maschine weist die elektrische Maschine den hier beschriebenen Stator und zwei Rotoren auf. Einer der Rotoren ist an der Außenseite des Stators angeordnet und der andere Rotor ist an der Innenseite des Stators angeordnet. Bei den beiden Rotoren handelt es sich um Radialflussrotoren.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der elektrischen Maschine weist die elektrische Maschine den hier beschriebenen Stator und drei Rotoren auf. Einer der Rotoren ist an der Außenseite des Stators angeordnet, einer der Rotoren ist an der Innenseite des Stators angeordnet und einer der Rotoren ist an der ersten Seite des Stators angeordnet. Bei dem Rotor, der an der Außenseite des Stators angeordnet ist und dem Rotor, der an der Innenseite des Stators angeordnet ist, handelt es sich um Radialflussrotoren. Bei dem Rotor, der an der ersten Seite des Stators angeordnet ist, handelt es sich um einen Axialflussrotor.
Wie oben beschrieben kann eine elektrische Maschine mit einem hier beschriebenen Stator effizient betrieben werden. Der Stator weist insgesamt drei Seiten auf, an welchen ein Rotor zur Drehmomenterzeugung angeordnet sein kann. Somit kann die elektrische Maschine einen, zwei oder drei Rotoren aufweisen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der elektrischen Maschine handelt es sich bei dem Rotor um den hier beschriebenen Rotor. Somit sind alle Merkmale des beschriebenen Rotors auch für die elektrische Maschine offenbart und umgekehrt. Bei der Verwendung eines hier beschriebenen Rotors kann das erzeugbare Drehmoment weiter erhöht werden. So ist die Form des Rotors an die Form des Stators angepasst. Beispielsweise ermöglicht die parallele Anordnung der ersten Rotorzähne und der Permanentmagnete der zweiten Rotorzähne einen magnetischen Fluss in radialer und axialer Richtung durch den Stator und den Rotor. Außerdem wird mit den entlang des Umfangs des Rotorjochs verlaufenden Permanentmagneten des Rotors ein magnetischer Fluss in axialer und radialer Richtung und entlang des Umfangs des Stators ermöglicht. Das bedeutet, es gibt insgesamt zwei Pfade des magnetischen Flusses in der elektrischen Maschine. Somit werden das Volumen des Stators und des Rotors effizient zur Drehmomenterzeugung genutzt und die elektrische Maschine kann effizient betrieben werden.
Des Weiteren kann der Rotor in der vertikalen Richtung die gleiche Erstreckung aufweisen wie der Stator. Damit ermöglichen sowohl der Stator als auch der Rotor einen kompakten und flachen Aufbau der elektrischen Maschine. Vorteilhafterweise kann die elektrische Maschine somit in Anwendungen genutzt werden, bei denen der Raum für die elektrische Maschine begrenzt ist oder eine besonders flache Form der elektrischen Maschine benötigt wird.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der elektrischen Maschine weist die elektrische Maschine einen weiteren Rotor auf, welcher an der Außenseite oder an der Innenseite des Stators angeordnet ist. Das bedeutet, dass die elektrische Maschine insgesamt zwei Rotoren aufweist. Bei dem weiteren Rotor handelt es sich um einen hier beschriebenen Rotor. Das bedeutet, der weitere Rotor umfasst ein ringförmiges Rotorjoch, welches sich von einer ersten Seite des weiteren Rotors zu einer der ersten Seite abgewandten zweiten Seite des weiteren Rotors erstreckt, mindestens zwei erste Rotorzähne, welche an der zweiten Seite des weiteren Rotors angeordnet sind, mechanisch mit dem Rotorjoch verbunden sind und sich jeweils entlang eines Teils des Umfangs des weiteren Rotors erstrecken, und mindestens zwei zweite Rotorzähne, wobei die zweiten Rotorzähne an der ersten Seite des weiteren Rotors angeordnet sind, sich die zweiten Rotorzähne jeweils entlang eines Teils des Umfangs des weiteren Rotors erstrecken, und die zweiten Rotorzähne jeweils einen Permanentmagneten aufweisen oder die zweiten Rotorzähne jeweils das gleiche Material wie die ersten Rotorzähne aufweisen.
Bei dem Rotor und dem weiteren Rotor kann es sich jeweils um einen Radialflussrotor handeln. Dabei ist entweder der Rotor an der Außenseite des Stators angeordnet und der weitere Rotor an der Innenseite des Stators oder der Rotor ist an der Innenseite des Stators angeordnet und der weitere Rotor an der Außenseite des Stators. Somit wird die Erstreckung der elektrischen Maschine in vertikaler Richtung durch das Anbringen der Rotoren nicht vergrößert. Das bedeutet, insgesamt wird ein kompakter und flacher Aufbau der elektrischen Maschine ermöglicht. Durch beide Rotoren werden jeweils zwei Pfade des magnetischen Flusses ermöglicht. Bei einer größeren Anzahl von Pfaden des magnetischen Flusses kann das erzeugbare Drehmoment vergrößert sein. Somit kann die elektrische Maschine effizient betrieben werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der elektrischen Maschine weist die elektrische Maschine einen Axialflussrotor auf, welcher an der ersten Seite des Stators angeordnet ist. Der Durchmesser des Axialflussrotors kann gleich dem Durchmesser des Stators sein. Weiter kann der Durchmesser an der Innenseite des Axialflussrotors gleich dem Durchmesser an der Innenseite des Stators sein. Wie oben beschrieben kann mit einem Axialflussrotor an der ersten Seite des Stators das erzeugbare Drehmoment weiter erhöht werden. Dabei ist der Axialflussrotor den Öffnungen zwischen den ersten Platten an der ersten Seite des Stators zugewandt. Somit kann die elektrische Maschine effizient betrieben werden. Es ist weiter möglich, dass die elektrische Maschine den Rotor, den weiteren Rotor und den Axialflussrotor aufweist. Dabei können die drei Rotoren entweder die gleiche Anzahl von magnetischen Polen aufweisen oder eine unterschiedliche Anzahl von magnetischen Polen. Weiter können die drei Rotoren auf derselben Welle gelagert sein oder auf zwei oder drei unterschiedlichen Wellen.
Im Folgenden werden der Stator, der Rotor und die elektrische Maschine in Verbindung mit Ausführungsbeispielen und den dazugehörigen Figuren näher erläutert.

In den 1A, 1B und 1C ist ein Ausführungsbeispiel des Stators gezeigt.
In den 2A, 2B, 2C und 2D sind Ausschnitte des Ausführungsbeispiels des Stators gezeigt.
In den 3A und 3B sind Ausschnitte eines Ausführungsbeispiels des Stators mit zwei Rotoren gezeigt.
Mit den 4A, 4B, 4C und 4D ist ein Ausführungsbeispiel des Rotors dargestellt.
Mit den 5A, 5B, 5C und 5D ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des Rotors dargestellt.
In den 6A und 6B ist ein Ausführungsbeispiel der elektrischen Maschine gezeigt.
Mit den 7A und 7B ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des Stators dargestellt.
Mit den 8A, 8B und 8C ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des Rotors dargestellt.
Mit den 9A, 9B, 9C und 9D ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der elektrischen Maschine dargestellt.
Mit den 10A, 10B, 11A, 11B, 12A und 12B ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der elektrischen Maschine dargestellt.
Mit den 13, 14A, 14B und 14C ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der elektrischen Maschine dargestellt.

Mit den 1A, 1B und 1C ist ein Ausführungsbeispiel eines Stators 20 für eine elektrische Maschine 21 dargestellt. Dabei zeigt 1A das Ausführungsbeispiel des Stators 20. Der Stator 20 umfasst sechs erste Platten 22 an einer ersten Seite 23 des Stators 20. Der Stator 20 weist insgesamt die Form eines Rings auf. Die ersten Platten 22 sind nebeneinander entlang des Umfangs des Rings verteilt angeordnet. Die ersten Platten 22 sind jeweils beabstandet zueinander entlang des Umfangs des Stators 20 angeordnet. Das bedeutet, dass sich die ersten Platten 22 jeweils entlang eines Teils des Umfangs des Stators 20 erstrecken. Somit weist jede erste Platte 22 die Form eines Ringsegments oder Kreisbogens auf. An der ersten Seite 23 des Stators 20 weisen die ersten Platten 22 jeweils eine Haupterstreckungsebene auf. An der ersten Seite 23 des Stators 20 erstrecken sich die ersten Platten 22 gleich weit entlang einer vertikalen Richtung z. Die vertikale Richtung z verläuft senkrecht zu den Haupterstreckungsebenen der ersten Platten 22 an der ersten Seite 23 des Stators 20. Die ersten Platten 22 weisen alle die gleiche Form auf und sind beabstandet zueinander angeordnet. Somit verbleibt zwischen jeweils zwei ersten Platten 22 eine Öffnung 30.
Der Stator 20 umfasst weiter sechs Zähne 26, wobei jeder Zahn 26 mit jeweils einer der ersten Platten 22 mechanisch verbunden ist. In 1A sind die Zähne 26 von den ersten Platten 22 bedeckt und nicht sichtbar.
Der Stator 20 umfasst weiter eine zweite Platte 25 an einer der ersten Seite 23 abgewandten zweiten Seite 24 des Stators 20. Die zweite Platte 25 weist die Form eines Rings auf. Somit erstreckt sich die zweite Platte 25 weiter entlang des Umfangs des Stators 20 als jeweils die ersten Platten 22. An der zweiten Seite 24 des Stators 20 weist die zweite Platte 25 eine Haupterstreckungsebene auf.
Der Stator 20 weist eine Außenseite 27 und eine Innenseite 28 auf. Dabei ist die Außenseite 27 die äußere Seite des ringförmigen Stators 20 und die Innenseite 28 ist die Seite, die dem Mittelpunkt des Kreises zugewandt ist, welcher vom ringförmigen Stator 20 umgeben ist.
Der Stator 20 weist weiter sechs elektrische Leiter 29 auf, wobei jedem Zahn 26 einer der elektrischen Leiter 29 zugeordnet ist. Dabei ist für jeden Zahn 26 der jeweilige elektrische Leiter 29 mindestens an einer Seite des Zahns 26, die in Richtung der Außenseite 27 des Stators 20 zeigt und an einer Seite des Zahns 26, die in Richtung der Innenseite 28 des Stators 20 zeigt, angeordnet. Auch die elektrischen Leiter 29 sind in 1A von den ersten Platten 22 bedeckt und nicht sichtbar.
Die ersten Platten 22 weisen jeweils ausgehend von der ersten Seite 23 des Stators 20 einen Überhang 31 an der Außenseite 27 des Stators 20 und einen Überhang 31 an der Innenseite 28 des Stators 20 auf. Genauso weist die zweite Platte 25 ausgehend von der zweiten Seite 24 des Stators 20 einen Überhang 31 an der Außenseite 27 des Stators 20 und einen Überhang 31 an der Innenseite 28 des Stators 20 auf. Die Überhänge 31 erstrecken sich jeweils entlang eines Teils des Umfangs des Stators 20. Das bedeutet, die Überhänge 31 weisen jeweils die Form eines Ringsegments oder Kreisbogens auf. An der Außenseite 27 und an der Innenseite 28 sind die Überhänge 31 beabstandet zueinander angeordnet. Das bedeutet, dass die ersten Platten 22 an der Außenseite 27 und der Innenseite 28 des Stators 20 beabstandet von der zweiten Platte 25 angeordnet sind. Somit verbleibt zwischen den Überhängen 31 der ersten Platten 22 und der zweiten Platte 25 an der Außenseite 27 und an der Innenseite 28 jeweils eine Öffnung 30. Die elektrischen Leiter 29 grenzen jeweils an die Öffnungen 30 an der Außenseite 27, der Innenseite 28 und der ersten Seite 23 an.
In 1B ist das in 1A gezeigte Ausführungsbeispiel des Stators 20 aus einer anderen Richtung, nämlich von der zweiten Seite 24 gezeigt. An der zweiten Seite 24 ist die ringförmige zweite Platte 25 angeordnet.
In 1C sind die sechs elektrischen Leiter 29 aus dem in 1A gezeigten Ausführungsbeispiel des Stators 20 dargestellt. Außerdem sind eine erste Platte 22 und ein Ausschnitt der zweiten Platte 25 gezeigt. Bei den elektrischen Leitern 29 handelt es sich jeweils um einen Leiterabschnitt, welcher geschlossen ist. Beispielsweise bilden die elektrischen Leiter 29 jeweils eine Spule. Die einzelnen Windungen der Spulen sind hier nicht dargestellt. Die erste Platte 22 und der Ausschnitt der zweiten Platte 25 zeigen exemplarisch für einen elektrischen Leiter 29, wie dieser von der ersten Platte 22 und der zweiten Platte 25 bedeckt ist. Insgesamt sind die elektrischen Leiter 29 nebeneinander entlang des Umfangs des Stators 20 angeordnet. Die elektrischen Leiter 29 sind beabstandet zueinander angeordnet und elektrisch gegen die ersten Platten 22, die Zähne 26 und die zweite Platte 25 isoliert.
In den 2A, 2B, 2C und 2D sind Ausschnitte des Ausführungsbeispiels des Stators 20 aus 1A gezeigt. Dabei ist in 2A ein Zahn 26 zwischen einer ersten Platte 22 und einem Ausschnitt der zweiten Platte 25 gezeigt. Der Zahn 26 erstreckt sich entlang eines Teils des Umfangs des Stators 20 unterhalb der ersten Platte 22. Die erste Platte 22 und die zweite Platte 25 erstrecken sich weiter entlang des Umfangs des Stators 20 als der Zahn 26. Die übrigen Zähne 26 des Stators 20 weisen den gleichen Aufbau wie in 2A gezeigt auf.
In 2B ist der elektrische Leiter 29, welcher dem Zahn 26 aus 2A zugeordnet ist, separat dargestellt. Dabei weist der elektrische Leiter 29 den in 1C gezeigten Aufbau auf.
In 2C ist der aus 2A gezeigte Aufbau mit dem elektrischen Leiter 29 gezeigt. Dabei ist der elektrische Leiter 29 um den Zahn 26 gewickelt. In den Öffnungen 30 an der Außenseite 27, der Innenseite 28 und der ersten Seite 23 ist der elektrische Leiter 29 sichtbar.
In 2D ist der in 2C gezeigte Aufbau auseinandergenommen in einzelnen Komponenten dargestellt. Ganz links ist der Ausschnitt der zweiten Platte 25 mit dem Zahn 26 gezeigt. In der Mitte ist der elektrische Leiter 29 dargestellt und rechts ist die erste Platte 22 gezeigt.
In den 3A und 3B sind Ausschnitte eines Ausführungsbeispiels des Stators 20 mit zwei Rotoren 32 gezeigt. In 3A ist eine Sicht auf die erste Seite 23 des Stators 20 und ein Schnitt durch den Stator 20 und die zwei Rotoren 32 gezeigt. Einer der Rotoren 32 ist innerhalb des Stators 20 angeordnet und der andere der Rotoren 32 ist um den Stator 20 herum angeordnet. Das bedeutet, einer der Rotoren 32 ist an der Innenseite 28 des Stators 20 angeordnet und der andere Rotor 32 ist an der Außenseite 27 des Stators 20 angeordnet. In 3A ist der magnetische Fluss im Betrieb der elektrischen Maschine 21, in welcher der Stator 20 und die zwei Rotoren 32 verwendet werden können, gezeigt. Ein erster Pfad des magnetischen Flusses ist in dem Querschnitt mit den breiter gestrichelten Linien dargestellt. Der magnetische Fluss verläuft dabei in radialer und axialer Richtung durch jeweils den Stator 20 und einen der Rotoren 32. Die radialen Richtungen beziehen sich auf den Kreis, der vom Stator 20 umgeben ist. Die axiale Richtung verläuft parallel zur vertikalen Richtung z. Ein zweiter Pfad des magnetischen Flusses ist für den Stator 20 und den innen liegenden Rotor 32 mit den fein gestrichelten Linien dargestellt. Der zweite Pfad verläuft vom Rotor 32 über die Innenseite 28 des Stators 20, entlang des Umfangs des Stators 20 und über die Innenseite 28 des Stators 20 wieder in den Rotor 32.
In 3B ist der in 3A gezeigte Ausschnitt von der zweiten Seite 24 des Stators 20 gezeigt. Dabei ist der zweite Pfad des magnetischen Flusses dargestellt. Dieser verläuft axial, entlang des Umfangs des Stators 20 und radial.
Mit den 4A, 4B, 4C und 4D ist ein Ausführungsbeispiel des Rotors 32 für eine elektrische Maschine 21 dargestellt. Der in 4A gezeigte Rotor 32 umfasst ein ringförmiges Rotorjoch 33, welches sich von einer ersten Seite 23 des Rotors 32 zu einer der ersten Seite 23 abgewandten zweiten Seite 24 des Rotors 32 erstreckt. Weiter umfasst der Rotor 32 vier erste Rotorzähne 34, welche an der zweiten Seite 24 des Rotors 32 angeordnet sind, mechanisch mit dem Rotorjoch 33 verbunden sind und sich jeweils entlang eines Teils des Umfangs des Rotors 32 erstrecken. Die vier ersten Rotorzähne 34 sind an einer Außenseite 27 des Rotorjochs 33 angeordnet. Die vier ersten Rotorzähne 34 weisen jeweils die gleiche Form auf, sind nebeneinander entlang des Umfangs des Rotorjochs 33 verteilt und beabstandet zueinander angeordnet. Der Rotor 32 weist weiter vier zweite Rotorzähne 40 auf. Die zweiten Rotorzähne 40 sind an der ersten Seite 23 des Rotors 32 angeordnet und erstrecken sich jeweils entlang eines Teils des Umfangs des Rotors 32. Der Rotor 32 weist somit insgesamt die Form eines Rings auf. Die zweiten Rotorzähne 40 weisen jeweils die gleiche Form wie die Zähne 34 auf. Dabei erstreckt sich jeweils ein zweiter Rotorzahn 40 parallel zu einem ersten Rotorzahn 34 entlang des Umfangs des Rotors 32. Auch die zweiten Rotorzähne 40 sind beabstandet zueinander angeordnet. Die zweiten Rotorzähne 40 sind am Rotorjoch 33 befestigt. Die zweiten Rotorzähne 40 weisen jeweils einen Permanentmagneten 35 auf. In 4A bestehen die zweiten Rotorzähne 40 jeweils aus einem Permanentmagneten 35.
In 4B ist der aus 4A gezeigte Rotor 32 ohne die Permanentmagnete 35 von der zweiten Seite 24 gezeigt.
In 4C ist der in 4B gezeigte Rotor 32 von der ersten Seite 23 gezeigt.
In 4D sind nur die Permanentmagnete 35 des Rotors 32 aus 4A gezeigt. Außerdem sind mit Pfeilen die Magnetisierungsrichtungen der Permanentmagnete 35 dargestellt. Die Magnetisierungsrichtung von zweien der Permanentmagnete 35 verläuft in Richtung Mittelpunkt des Rotorjochs 33. Diese zwei Permanentmagnete 35 sind gegenüber voneinander angeordnet. Die Magnetisierungsrichtung der zwei anderen Permanentmagnete 35 verläuft vom Mittelpunkt des Rotorjochs 33 weg. Auch diese zwei Permanentmagnete 35 sind gegenüber voneinander angeordnet.
Mit den 5A, 5B, 5C und 5D ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des Rotors 32 dargestellt. Wie in 5A gezeigt besteht bei diesem Rotor 32 der Unterschied zu dem in 4A gezeigten Rotor 32 darin, dass die ersten Rotorzähne 34 und die Permanentmagnete 35 der zweiten Rotorzähne 40 nicht an der Außenseite 27 sondern an der Innenseite 28 des Rotorjochs 33 angeordnet sind.
In 5B ist der aus 5A gezeigte Rotor 32 ohne die zweiten Rotorzähne 40 von der zweiten Seite 24 gezeigt.
In 5C ist der in 5B gezeigte Rotor 32 von der ersten Seite 23 gezeigt.
In 5D sind nur die Permanentmagnete 35 des Rotors 32 aus 5A gezeigt. Außerdem sind mit Pfeilen die Magnetisierungsrichtungen der Permanentmagnete 35 dargestellt. Die Magnetisierungsrichtungen verlaufen wie in 4D gezeigt.
In den 6A und 6B ist ein Ausführungsbeispiel der elektrischen Maschine 21 gezeigt. Die elektrische Maschine 21 weist den in 1A gezeigten Stator 20 auf. An der Außenseite 27 des Stators 20 ist der in 5A gezeigte Rotor 32 angeordnet. An der Innenseite 28 des Stators 20 ist der Rotor 32 aus 4A angeordnet. Die elektrische Maschine 21 ist von der zweiten Seite 24 gezeigt. Der Stator 20 und die zwei Rotoren 32 weisen entlang der vertikalen Richtung z die gleiche Erstreckung auf.
In 6B ist das in 6A gezeigte Ausführungsbeispiel der elektrischen Maschine 21 von der ersten Seite 23 gezeigt.
In 7A ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des Stators 20 gezeigt. Dabei ist der Stator 20 von der ersten Seite 23 gezeigt. Der Stator 20 weist fünf weitere zweite Platten 36 an der zweiten Seite 24 des Stators 20 auf. Die weiteren zweiten Platten 36 haben den gleichen Aufbau wie die zweite Platte 25. Die zweite Platte 25 und die weiteren zweiten Platten 36 erstrecken sich entlang eines Teils des Umfangs des Stators 20. Die zweite Platte 25 und die weiteren zweiten Platten 36 weisen jeweils die gleiche Form wie die ersten Platten 22 auf. Somit ist jeder Zahn 26 mechanisch mit der zweiten Platte 25 oder einer der weiteren zweiten Platten 36 verbunden. Die einzelnen Komponenten des Stators 20 sind mit einem Gehäuse zusammengehalten, welches nicht dargestellt ist.
Für einen Winkel ∝, über welchen sich jede erste Platte 22, die zweite Platte 25 und jede weitere zweite Platte 36 entlang des Umfangs des Stators 20 erstreckt, gilt: $α < \frac{2 π}{q}$
Dabei ist α in dem Kreis gegeben, welcher vom Stator 20 umgeben ist. q ist die Anzahl der ersten Platten 22 des Stators 20. Das bedeutet, der Stator 20 weist insgesamt vier Seiten auf, an denen Öffnungen 30 angeordnet sind, an denen also ein Rotor 32 zur Drehmomenterzeugung angeordnet werden kann.
In 7B ist ein Ausschnitt des in 7A gezeigten Ausführungsbeispiels des Stators 20 gezeigt. Dabei sind eine erste Platte 22, die zweite Platte 25, ein Zahn 26 und ein elektrischer Leiter 29 dargestellt. Der Zahn 26 und der elektrische Leiter 29 sind zwischen der ersten Platte 22 und der zweiten Platte 25 angeordnet. Der elektrische Leiter 29 ist beabstandet zur ersten Platte 22 und zur zweiten Platte 25 angeordnet.
Mit den 8A, 8B und 8C ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des Rotors 32 dargestellt. Dabei ist in 8A ein Teil des Rotors 32 mit einem Teil des Stators 20 gezeigt. Der Rotor 32 ist an der Innenseite 28 des Stators 20 angeordnet. Der Stator 20 weist den in 7A gezeigten Aufbau auf. Im Unterschied zu dem in 4A gezeigten Rotor 32 weisen hier die ersten Rotorzähne 34 des Rotors 32 jeweils einen Permanentmagneten 35 auf. Das bedeutet, die ersten Rotorzähne 34 sind jeweils durch einen Permanentmagneten 35 gebildet. Somit weist der Rotor 32 insgesamt acht Permanentmagnete 35 auf. Dabei erstrecken sich jeweils zwei Permanentmagnete 35 parallel zueinander. Entlang der vertikalen Richtung z erstrecken sich die Permanentmagnete 35 des Rotors 32 jeweils so weit wie jeweils einer der Überhänge 31. Somit grenzt die Öffnung 30 zwischen der ersten Platte 22 und der zweiten Platte 25 an die Öffnung 30 zwischen jeweils zwei Permanentmagneten 35 an.
In 8B ist der gesamte in 8A gezeigte Rotor 32 dargestellt.
In 8C sind nur die Permanentmagnete 35 des in 8B gezeigten Rotors 32 dargestellt. Dabei verlaufen die Magnetisierungsrichtungen bei den Permanentmagneten 35 an der ersten Seite 23 des Rotors 32 wie mit 5D gezeigt. An der zweiten Seite 24 des Rotors 32 verlaufen die Magnetisierungsrichtungen der Permanentmagnete 35 in die jeweils entgegengesetzte Richtung. Das bedeutet, in jedem Fall zeigen für zwei sich parallel zueinander erstreckende Permanentmagnete 35 die Magnetisierungsrichtungen in entgegengesetzte Richtungen.
Mit den 9A, 9B, 9C und 9D ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der elektrischen Maschine 21 dargestellt. Dabei ist in 9A die gesamte elektrische Maschine 21 gezeigt. Sowohl an der Außenseite 27 als auch an der Innenseite 28 des Stators 20 ist jeweils ein Rotor 32 angeordnet. Bei der elektrischen Maschine 21 handelt es sich um eine geschaltete Reluktanzmaschine.
In 9B ist der Stator 20 aus der elektrischen Maschine 21 aus 9A gezeigt. Der Stator 20 weist den in 7A gezeigten Aufbau auf.
In 9C ist der Rotor 32 gezeigt, welcher in der elektrischen Maschine 21 aus 9A an der Außenseite 27 des Stators 20 angeordnet ist. Der Rotor 32 weist keine Permanentmagnete auf. Der Rotor 32 weist ein ringförmiges Rotorjoch 33 auf, an welchem insgesamt 16 Rotorzähne 34, 40 befestigt sind. Dabei sind jeweils acht erste Rotorzähne 34 entlang des Umfangs des Rotorjochs 33 verteilt. Acht zweite Rotorzähne 40 sind ebenfalls entlang des Umfangs des Rotorjochs 33 verteilt und jeweils parallel zu einem der ersten Rotorzähne 34 angeordnet. Dabei sind jeweils ein erster Rotorzahn 34 und der zu diesem parallel verlaufende zweite Rotorzahn 40 beabstandet zueinander angeordnet. Das heißt, zwischen den ersten Rotorzähnen 34 und den zweiten Rotorzähnen 40 verbleibt jeweils eine Lücke. Auch entlang des Umfangs des Rotorjochs 33 sind die ersten Rotorzähne 34 und die zweiten Rotorzähne 40 jeweils beabstandet zueinander angeordnet. Die ersten Rotorzähne 34 sind an einer ersten Seite 23 des Rotors 32 angeordnet und die zweiten Rotorzähne 40 sind an einer der ersten Seite 23 abgewandten zweiten Seite 24 des Rotors 32 angeordnet. Die ersten Rotorzähne 34 und die zweiten Rotorzähne 40 weisen das gleiche Material auf und können das gleiche Material wie das Rotorjoch 33 aufweisen. Die ersten Rotorzähne 34 und die zweiten Rotorzähne 40 sind an der Innenseite 28 des Rotorjochs 33 angeordnet.
In 9D ist der Rotor 32 gezeigt, welcher in der elektrischen Maschine 21 aus 9A an der Innenseite 28 des Stators 20 angeordnet ist. Der einzige Unterschied zu dem in 9C gezeigten Rotor 32 besteht darin, dass die ersten Rotorzähne 34 und die zweiten Rotorzähne 40 an der Außenseite 27 des Rotorjochs 33 angeordnet sind.
Mit den 10A, 10B, 11A, 11B, 12A und 12B ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der elektrischen Maschine 21 dargestellt. Bei der elektrischen Maschine 21 handelt es sich um einen Schrittmotor.
In 10A ist ein Ausschnitt des Stators 20 der elektrischen Maschine 21 gezeigt. Der Stator 20 weist den in 7A gezeigten Aufbau auf mit dem Unterschied, dass die ersten Platten 22 und die zweite Platte 25 jeweils an der Außenseite 27 und an der Innenseite 28 des Stators 20 fünf Ausnehmungen 37 aufweisen. Zwischen den Ausnehmungen 37 werden somit weitere Zähne 39 geformt.
In 10B ist ein Ausschnitt eines Rotors 32 der elektrischen Maschine 21 gezeigt. Der Rotor 32 weist den in 9D gezeigten Aufbau auf mit dem Unterschied, dass die ersten Rotorzähne 34 und die zweiten Rotorzähne 40 an der dem Rotorjoch 33 abgewandten Seite jeweils sieben Ausnehmungen 37 aufweisen. Zwischen den Ausnehmungen 37 werden somit weitere Zähne 39 geformt.
In 11A ist die gesamte elektrische Maschine 21 gezeigt. Diese weist einen Stator 20 wie in 10A dargestellt, einen Rotor 32 wie in 10B dargestellt und einen weiteren Rotor 32 auf. Der Rotor 32 ist an der Innenseite 28 des Stators 20 angeordnet und der weitere Rotor 32 ist an der Außenseite 27 des Stators 20 angeordnet. Bei der elektrischen Maschine 21 handelt es sich um einen Schrittmotor. Der weitere Rotor 32 weist den in 9C gezeigten Aufbau auf mit dem Unterschied, dass die ersten Rotorzähne 34 und die zweiten Rotorzähne 40 an der dem Rotorjoch 33 abgewandten Seite jeweils sieben Ausnehmungen 37 aufweisen. Für alle Komponenten ist auch eine andere Anzahl der Ausnehmungen 37 möglich.
In 11B ist der Rotor 32 aus 11A mit einem Teil des Stators 20 aus 11A gezeigt. Vom Stator 20 sind eine erste Platte 22 und die zweite Platte 25 dargestellt.
In 12A ist die gleiche Ansicht wie in 11B gezeigt und außerdem sind alle elektrischen Leiter 29 des Stators 20 dargestellt.
In 12B ist der weitere Rotor 32 aus 11A mit einem Teil des Stators 20 aus 11A gezeigt. Dabei sind eine erste Platte 22, die zweite Platte 25 und die elektrischen Leiter 29 des Stators 20 dargestellt.
Mit den 13, 14A, 14B und 14C ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der elektrischen Maschine 21 dargestellt. In 13 ist ein Stator 20 mit insgesamt drei Rotoren 32, 38 gezeigt. Dabei ist ein Rotor 32 an der Innenseite 28 des Stators 20 angeordnet und ein Rotor 32 ist an der Außenseite 27 des Stators 20 angeordnet. Die elektrische Maschine 21 weist außerdem einen Axialflussrotor 38 auf, welcher an der ersten Seite 23 des Stators 20 angeordnet ist. Der Axialflussrotor 38 ist 13 separat von den übrigen Komponenten dargestellt. Der Axialflussrotor 38 weist ein Rotorjoch 33 auf, an welchem vier Permanentmagnete 35 befestigt sind. Die Permanentmagnete 35 sind beabstandet zueinander entlang des Umfangs des Rotorjochs 33 angeordnet. Die Permanentmagnete 35 sind an einer zweiten Seite 24 des Axialflussrotors 38 angeordnet und das Rotorjoch 33 ist an einer der zweiten Seite 24 abgewandten ersten Seite 23 des Axialflussrotors 38 angeordnet. Die zweite Seite 24 des Axialflussrotors 38 ist der ersten Seite 23 des Stators 20 zugewandt. Der Stator 20 weist den in 1A oder den in 7A gezeigten Aufbau auf. Der Rotor 32, welcher an der Innenseite 28 des Stators 20 angeordnet ist, weist den in 4A gezeigten Aufbau auf und der Rotor 32, welcher an der Außenseite 27 des Stators 20 angeordnet ist, weist den in 5A gezeigten Aufbau auf.
In 14A ist die elektrische Maschine 21 aus 13 im zusammengesetzten Zustand gezeigt. Das bedeutet, der Axialflussrotor 38 ist an der ersten Seite 23 des Stators 20 angeordnet.
In 14B ist ein Teil der elektrischen Maschine 21 aus 14A gezeigt. Dabei ist an zwei Stellen entlang des Umfangs der elektrischen Maschine 21 ein Querschnitt durch die elektrische Maschine 21 gezeigt.
In 14C ist der in 13 gezeigte Aufbau der elektrischen Maschine 21 von der zweiten Seite 24 des Stators 20 gezeigt.
Bezugszeichenliste

20: Stator
21: elektrische Maschine
22: erste Platte
23: erste Seite
24: zweite Seite
25: zweite Platte
26: Zahn des Stators
27: Außenseite
28: Innenseite
29: elektrischer Leiter
30: Öffnung
31: Überhang
32: Rotor
33: Rotorjoch
34: erster Rotorzahn
35: Permanentmagnet
36: weitere zweite Platte
37: Ausnehmung
38: Axialflussrotor
39: weiterer Zahn
40: zweiter Rotorzahn
z: vertikale Richtung

Claims

Stator (20) für eine elektrische Maschine (21), der Stator (20) umfassend: - mindestens drei erste Platten (22) an einer ersten Seite (23) des Stators (20), - mindestens drei Zähne (26), wobei jeder Zahn (26) mit jeweils einer der ersten Platten (22) mechanisch verbunden ist, und - mindestens eine zweite Platte (25) an einer der ersten Seite (23) abgewandten zweiten Seite (24) des Stators (20), wobei - der Stator (20) zumindest stellenweise die Form eines Rings mit einer Außenseite (27) und einer Innenseite (28) aufweist, - jedem Zahn (26) ein elektrischer Leiter (29) zugeordnet ist, und - für jeden Zahn (26) der jeweilige elektrische Leiter (29) mindestens an einer Seite des Zahns (26), die in Richtung der Außenseite (27) des Stators (20) zeigt, und an einer Seite des Zahns (26), die in Richtung der Innenseite (28) des Stators (20) zeigt, angeordnet ist.
Stator (20) gemäß dem vorherigen Anspruch, wobei sich die Zähne (26) und die ersten Platten (22) jeweils entlang eines Teils des Umfangs des Stators (20) erstrecken.
Stator (20) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Stator (20) mindestens zwei weitere zweite Platten (36) an der zweiten Seite (24) aufweist und jeder Zahn (26) mechanisch mit der zweiten Platte (25) oder einer der weiteren zweiten Platten (36) verbunden ist.
Stator (20) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei sich die zweite Platte (25) weiter entlang des Umfangs des Stators (20) erstreckt als jeweils die ersten Platten (22).
Stator (20) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die elektrischen Leiter (29) jeweils eine Spule bilden.
Stator (20) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei an der Außenseite (27) und an der Innenseite (28) des Stators (20) die ersten Platten (22) beabstandet von der zweiten Platte (25) angeordnet sind.
Stator (20) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die ersten Platten (22) jeweils beabstandet zueinander entlang des Umfangs des Stators (20) angeordnet sind.
Stator (20) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die ersten Platten (22) und die zweite Platte (25) jeweils an der Außenseite (27) und an der Innenseite (28) des Stators (20) mindestens zwei Ausnehmungen (37) aufweisen.
Rotor (32) für eine elektrische Maschine (21), der Rotor (32) umfassend: - ein ringförmiges Rotorjoch (33), welches sich von einer ersten Seite (23) des Rotors (32) zu einer der ersten Seite (23) abgewandten zweiten Seite (24) des Rotors (32) erstreckt, - mindestens zwei erste Rotorzähne (34), welche an der zweiten Seite (23) des Rotors (32) angeordnet sind, mechanisch mit dem Rotorjoch (33) verbunden sind und sich jeweils entlang eines Teils des Umfangs des Rotors (32) erstrecken, und - mindestens zwei zweite Rotorzähne (40), wobei - die zweiten Rotorzähne (40) an der ersten Seite (24) des Rotors (32) angeordnet sind, - sich die zweiten Rotorzähne (40) jeweils entlang eines Teils des Umfangs des Rotors (32) erstrecken, und - die zweiten Rotorzähne (40) jeweils einen Permanentmagneten (35) aufweisen oder die zweiten Rotorzähne (40) jeweils das gleiche Material wie die ersten Rotorzähne (34) aufweisen.
Rotor (32) gemäß dem vorherigen Anspruch, wobei die Magnetisierungsrichtung von mindestens einem der Permanentmagnete (35) in Richtung des Mittelpunkts des ringförmigen Rotorjochs (33) verläuft und die Magnetisierungsrichtung von mindestens einem anderen Permanentmagneten (35) vom Mittelpunkt des ringförmigen Rotorjochs (33) weg verläuft.
Elektrische Maschine (21) mit einem Stator (20) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 und einem Rotor, wobei der Rotor an der Außenseite (27) oder an der Innenseite (28) des Stators (20) angeordnet ist.
Elektrische Maschine (21) gemäß dem vorherigen Anspruch, wobei es sich bei dem Rotor um einen Rotor (32) gemäß Anspruch 9 oder 10 handelt.
Elektrische Maschine (21) gemäß einem der Ansprüche 11 oder 12, wobei die elektrische Maschine (21) einen weiteren Rotor (32) gemäß Anspruch 9 oder 10 aufweist, welcher an der Außenseite (27) oder an der Innenseite (28) des Stators (20) angeordnet ist.
Elektrische Maschine (21) gemäß einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei die elektrische Maschine (21) einen Axialflussrotor (38) aufweist, welcher an der ersten Seite (23) des Stators (20) angeordnet ist.