DE10229333A1

DE10229333A1 - Elektrische Maschine, insbesondere bürstenlose Maschine mit permanentmagnetisch erregtem Läufer

Info

Publication number: DE10229333A1
Application number: DE2002129333
Authority: DE
Inventors: Kurt Reutlinger; Volker Bosch; Jürgen Glauning
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2002-06-29
Filing date: 2002-06-29
Publication date: 2004-01-29

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine, insbesondere eine bürstenlose Maschine, mit einem magnetischen Läufer (15), der über seinem Umfang Pole abwechselnder Polarität aufweist, die mit Zähnen (18) eines die Statorwicklung (14) tragenden Stator-Eisenkerns (13) zusammenwirken, wobei beim Durchlaufen der Permanentmagnete (16) mit jedem Polwechsel in den Zähnen (18) ein magnetisches Querfeld (PHIQf) erzeugt wird. DOLLAR A Um den von diesem Querfeld erzeugten magnetischen Querfluss möglichst gering zu halten, sind die Zähne (18) längs ihrer Achse mit mindestens einer senkrecht zum magnetischen Querfeld ((PHIQf) verlaufenden Trennschicht (22) mit erhöhtem magnetischen Widerstand versehen, wobei die Zahnkopfbreite mindestens doppelt so groß ist wie der Abstand (A) der benachbarten Polflächen (16a) am Umfang des Läufers (15).

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine, insbesondere eine bürstenlose Maschine mit permanentmagnetisch erregtem Läufer nach der Gattung des Anspruchs 1.
Im Bereich der elektrischen Antriebe werden zunehmend solche mit elektronischer Steuerung oder Regelung eingesetzt. Hier finden Maschinen mit permanentmagnetischer Erregung ein zunehmend größeres Anwendungsfeld. Dabei wirken ringförmig über den Umfang des Läufers angeordnete Permanentmagnete abwechselnder Polarität mit dem zu den Magnetpolen des Läufers gerichteten Zähnen eines Stators zusammen, der eine elektronisch gesteuerte oder geregelte Statorwicklung trägt. Dabei wird vielfach auf Einzel-Zahnspulen übergegan- gen, die mit vereinfachter Wickeltechnik herzustellen sind und im Stirnbereich der Maschine ohne Spulenkreuzungen montiert werden. Diese Art der Statorwicklungen führt zu sehr kompakten Wickelköpfen und hohen Füllfaktoren. Die sogenannte Lochzahl, die Anzahl der Nuten pro Pol und Strang, ist bei derartigen Maschinen zumeist gering, so dass sie vergleichsweise wenige Nuten und breite Zähne aufweisen. Die Zahnbreite wird dabei oftmals im Bereich zwischen einer halben und einer vollen Polteilung liegen. Durch die relativ breiten Zähne tritt beim Durchlaufen der Magnetpole des Läufers oftmals das Problem auf, dass die Zähne mit ihrem Zahnkopf zumindest teilweise die benachbarten Magnetpole des Läufers überdecken, wodurch ein relativ großes Querfeld in den Zahnköpfen auftritt. Durch diese Zahnquerflüsse entstehen bei hohen Drehzahlen beträchtliche Verluste in den Zahnköpfen.

Aus der JP-09135545A ist eine elektrische Maschine bekannt, bei der die Querfelder in den Zähnen des Stators verhindert werden, in dem die Abstände der Magnetpole des Läufers so groß sind, dass dort eine Überlappung benachbarter Polflächen durch die Zähne des Ständers nicht auftritt. Ein wesentlicher Nachteil einer derartigen Lösung ist, dass durch den großen Abstand der Läuferpole voneinander der Durchmesser des Läufers und somit auch der Durchmesser der Maschine entsprechend größer ausgeführt werden muss. Die dort bekannten Einschnitte am Rückschlussring, am Boden der Nuten sowie an den Stirnseiten der Zähne dienen zur Unterdrückung von Wirbelströmen im Ständer und der dadurch verursachten Erwärmung der Maschine.

Aus der WO 02/25796 ist es bekannt, an den Stirnseiten der Zahnköpfe des Ständers in Umfangsrichtung beidseitig Anschrägungen anzubringen, um den Luftspalt zum Läufer bei einer auflaufenden oder ablaufenden Polkante des Läufers zu erweitern. Dadurch werden sogenannte Rastmomente reduziert, die ebenfalls von den Zahnquerfeldern verursacht werden. Durch diese Lösung wird jedoch nicht nur der magnetische Widerstand für das Querfeld sondern auch für den Nutzfluss im Ständer erhöht, mit der Folge einer reduzierten Leistung.

Mit der vorliegenden Lösung wird angestrebt, möglichst ohne eine Beeinträchtigung des Nutzflusses eine effektive Schwächung des Querfeldes in den Zähnen zu erzielen.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße elektrische Maschine mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, dass bei Ständerzähnen, die mindestens teilweise benachbarte Polflächen des Läufers überdecken, durch die in der Längsachse der Zähne verlaufenden Trennschichten mit erhöhtem magnetischen Widerstand der Querfluss in den Zähnen weitgehend unterdrückt wird, ohne dabei den mit der Ständerwicklung verketteten Nutzfluss zu schwächen. Ein weiterer Vorteil dieser Lösung besteht darin, dass durch die Trennschichten in den Zähnen nicht nur die magnetischen Verluste der Maschine deutlich reduziert sondern auch noch deren Nutzfluss erhöht wird, in dem auf die Erweiterung des Luftspaltes im Bereich der Zahnkanten verzichtet wird. Schließlich werden auf diese Weise die in den Zahnköpfen durch den Querfluss verursachten Ummagnetisierungsverluste nahezu vollständig vermieden.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen aufgeführten Merkmalen.

Da die Stärke der Zahn-Querfelder mit der Größe der vom Zahnkopf überlappten Bereiche der benachbarten Polflächen des Läufers abhängt, sind diese Querfelder besonders ausgeprägt an Zähnen, die zum Festlegen einer Statorspule an ihrem dem Läufer zugewandten Ende einen sich in Umfangsrichtung verbreiternden Zahnkopf bilden. Hier ist es besonders zweckmäßig, wenn zur Unterdrückung des Querfeldes die mindestens eine Trennschicht vom Zahnkopf bis in den die Statorspule haltenden Schaft der Zähne verläuft. In den Fällen, in denen die Zähne über einen Jochring des Eisenkerns magnetisch miteinander verbunden sind, verläuft in zweckmäßiger Weise die mindestens eine Trennschicht jeweils vom Zahnkopf bis zum Jochring. In einfachster Weise wird dabei die mindestens eine Trennschicht als Längsschlitz im Zahn ausgebildet. Für die Montage der Ständerspulen ist es vorteilhaft, wenn die Zähne mit der jeweiligen Spule am Jochring befestigt werden. In vorteilhafter Weise ist dabei der die Trennschicht bildende Längsschlitz durch zwei Hälften eines längsgeteilten Zahnes gebildet.

Eine erfindungsgemäße Weiterbildung besteht darin, dass der die Trennschicht bildende Längsschlitz in den Zähnen gleichzeitig zur Befestigung der Zähne am Jochring mitverwendet wird. Hierzu ist es bei längsgeteilten Zähnen zweckmäßig, wenn die beiden Hälften des jeweiligen Zahnes an ihrem dem Zahnkopf abgewandten jochseitigen Ende in eine Aussparung am Jochring, vorzugsweise schwalbenschwanzartig, eingesetzt und mittels eines in den Längsschlitz des Zahnes eingefügten Sicherungselementes, vorzugsweise eines Verschlusskeiles, mit dem Jochring verkeilt ist. Alternativ hierzu kann zweckmäßigerweise der Längsschlitz in den Zahn eingestanzt sein, wobei an mindestens einem Ende des Zahnes ein Verbindungssteg verbleibt. Um hierdurch den magnetischen Widerstand für das Querfeld nur unerheblich zu verringern, wird vorgeschlagen, dass die Breite des Verbindungssteges am Zahnkopf nicht größer als die Breite des Längsschlitzes ist. Für die Montage derartiger Zähne am Joch des Ständers wird ferner vorgeschlagen, dass die Zähne an ihrem jochseitigen Ende einen offen auslaufenden Längsschlitz sowie beidseitig angeordnete Nasen aufweisen, die in eine entsprechend negativ ausgebildete Aussparung am Jochring formschlüssig einrastbar sind. Diese Lösung lässt sich dadurch weiter ausgestalten, dass in das jochseitig offene Ende des Längsschlitzes der am Jochring eingesetzten Zähne jeweils ein Sicherungselement, vorzugsweise ein Sicherungssplint eingesetzt ist. Alternativ hierzu ist es gegebenenfalls für die Montage der Spulen und Zähne am Jochring zweckmäßig, für jeden Zahn beidseitig der Aussparung am Jochring zum Läufer hin gerichtete Vorsprünge auszubilden, zwischen die jeweils der Schaft des Zahnes einzusetzen ist. Dabei ist es für die Verrastung der Zähne in den Aussparungen des Jochringes vorteilhaft, wenn sich der Abstand der gegenüberliegenden Kanten der Vorsprünge und des dazwischen eingesetzten Schaftes zum Jochring hin konisch verringert. Eine weitere alternative Lösung zur Anbringung der Zähne am Jochring besteht darin, dass das jochseitige Ende der Zähne einen Verbindungssteg am Ende des Längsschlitzes aufweist, an dem eine am Jochring befestigte Klammer in den Längsschlitz eingreift. Hierbei ist es besonders vorteilhaft, wenn das jochseitige Ende der Zähne jeweils in eine passende Aussparung des Jochringes eingesetzt ist, wobei die in den Längsschlitz eingreifende Klammer in einer der Aussparung gegenüberliegenden Kerbe am Jochring befestigt ist.

Anstelle von Längsschlitzen in den Zähnen wird in Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, die Zähne derart geblecht auszubilden, dass die Bleche in Umfangsrichtung gestapelt sind, wobei sich zwischen den Blechen die Trennschichten mit dem erhöhten magnetischen Widerstand befinden. In einer vorteilhaften Ausführungsform sind dabei die Zähne und der Jochring aus gestapelten, U-förmig gebogenen Blechen gebildet, deren benachbarte Schenkel zur Bildung eines Zahnes flächig aneinander liegen. Alternativ hierzu ist es in vorteilhafter Weise auch möglich, die Bleche der Zähne einerseits und die des Jochringes andererseits senkrecht zueinander zu stapeln, indem die in Umfangsrichtung geblechten Polzähne an einem in Achsrichtung der Maschine aus Blechschnitten gestapelten Jochring befestigt sind.

Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:

1 eine erfindungsgemäße permanentmagnetisch erregte Maschine im Querschnitt als erstes Ausführungsbeispiel,

2 einen der Zähne der Maschine mit zwei Polen des Läufers in vergrößerter, gestreckter Darstellung,

3 einen Zahn als zweites Ausführungsbeispiel,

4 einen Zahn als drittes Ausführungsbeispiel,

5 und 6 die Montage eines Zahnes mit Spule als viertes Ausführungsbeispiel,

7 und 8 die Montage eines Zahnes mit Spule als fünftes Ausführungsbeispiel,

9 einen Zahn mit Spule als sechstes Ausführungsbeispiel,

10 und 11 die Montage eines Zahnes mit Spule als siebtes Ausführungsbeispiel,

12 einen tangential geblechten Zahn als achtes Ausführungsbeispiel und

13 zwei tangential geblechte Zähne als neuntes Ausführungsbeispiel jeweils in vergrößerter Darstellung.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In 1 ist die obere Hälfte einer bürstenlosen elektrischen Maschine mit einem permanentmagnetisch erregten Läufer schematisch im Querschnitt dargestellt und mit 10 bezeichnet. Ihr Stator 11 besteht aus einem geblechten Eisenkern 12 und einer aus Einzelspulen 13 bestehenden Statorwicklung 14. Der Stator 11 umgibt einen Läufer 15, der über seinem Umfang ringförmig angeordnete Permanentmagnete 16 abwechselnder Polarität aufweist. Diese wirken über einen Arbeitsluftspalt 17 mit Zähnen 18 zusammen, die von einem Jochring 19 des Eisenkernes 12 radial nach innen vorstehen und jeweils eine Einzelspule 13 tragen. Im Motorbetrieb der Maschine werden die Einzelspulen 13 der Statorwicklung 14 über eine elektronische Steuerung derart mit Strom versorgt, dass im Stator 11 der Maschine ein Drehfeld erzeugt wird, durch das die Permanentmagnete 16 des Läufers 15 mitgenommen werden. Der Läufer 15 wird somit mit synchroner Drehzahl zum Drehfeld angetrieben. Bei ausgeschalteter Statorwicklung 14 bleibt der Läufer 15 in einer mehr oder weniger stark ausgeprägten, sogenannten Raststellung stehen.

2 zeigt in vergrößerter Darstellung einen der Zähne 18 der Maschine 10 aus 1 mit zwei Permanentmagneten 16 des Läufers 15 von abwechselnder Polarität. Die Zähne 18 sind über den Jochring 19 des Eisenkernes 12 magnetisch miteinander verbunden. Die Zähne 18 haben einen Zahnkopf 20 und einen Schaft 21, der jeweils eine Einzelspule 13 trägt. Die Breite der Zahnköpfe 20 ist dabei mindestens doppelt so groß wie der Abstand A der benachbarten Polflächen 16a der Permanentmagnete 16 am Umfang des Läufers 15. Im Beispielsfall beträgt die Breite der Zahnköpfe 20 etwa das zehnfache des Abstandes A. Bei dieser Ausführung ist außerdem die Breite des Zahnkopfes annähernd die der Magnete des Rotors. Demzufolge überdeckt jeder Zahnkopf 20 in der dargestellten Position annähernd die Hälfte eines Südpoles und eines benachbarten Nordpoles der Permanentmagnete 16 des Läufers 15. Dadurch bildet sich zwischen den benachbarten Polen über den Zahnkopf 20 ein magnetisches Querfeld ΦQf aus, welches die Permanentmagnete 16 in der gemäß 2 dargestellten Raststellung festhält. Da der so gebildete Querfluss der Permanentmagnete 16 ohne besondere Maßnahmen mit den Einzelspulen 13 des Stators 11 nicht verkettet ist, wird dieser mit jedem Vorbeigleiten eines Permanentmagneten 16 an einem der Zahnköpfe 20 entsprechend geschwächt und es entstehen dabei durch die Ummagnetisierung in den Zahnköpfen 20 und den Magneten 16 magnetische Verluste, die zur Erwärmung der Maschine führen.

Um jedoch den Querfluss im magnetischen Querfeld an den Zähnen 18 möglichst gering zu halten, sind die Zähne 18 längs ihrer Achse X mit mindestens einer senkrecht zum Querfeld ΦQf verlaufenden Trennschicht mit erhöhtem magnetischen Widerstand versehen. Diese Trennschicht wird gemäß 1 und 2 durch jeweils einen Längsschlitz 22 in den Zähnen 16 gebildet, wobei der Längsschlitz 22 jeweils vom Zahnkopf 20 bis in den Jochring 19 verläuft. Dieser Längsschlitz 22, der etwa so breit wie der Arbeitsluftspalt 17 der Maschine 10 ist, bildet für das Zahnquerfeld einen erheblichen magnetischen Widerstand, durch den der über den Zahnkopf 20 verlaufende Querfluss zwischen den benachbarten Magneten 16 nahezu vollständig unterdrückt wird, ohne den magnetischen Nutzfluss längs der Zähne 18 zu behindern. Der Längsschlitz 22 wird dabei durch entsprechende Ausstanzungen in den Blechen des Eisenkerns 12 hergestellt.

In 3 ist als weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ein verkürzter Längsschlitz 22 im Zahn 18 ausgebildet, der von der Stirnseite des Zahnkopfes 20 bis an den Jochring 19 reicht.

In 4 ist als drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung der Längsschlitz 22a derart in den Zahn 18 eingestanzt, dass an seinem Ende im Zahnkopf 20 ein Verbindungssteg 23 verbleibt, der nicht größer als die Breite des Längsschlitzes 22 ist.

Die 5 und 6 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dort wird der Längsschlitz 22b durch zwei Hälften 24 eines längsgeteilten, am Jochring 19a befestigten Zahnes 18a gebildet. Die beiden Hälften 24 des Zahnes 18a sind dabei an ihrem dem Zahnkopf 20 abgewandten, jochseitigen Ende in eine Aussparung 25 am Jochring 19a eingesetzt. Bei der Montage dieser Zähne 18a werden die beiden Hälften 24 zunächst durch die zentrische Öffnung 26 der jeweiligen Einzelspule 13 geschoben und dann mit ihrem schwalbenschwanzförmigen jochseitigen Enden 24a in Richtung des Pfeiles 27 in die schwalbenschwanzförmige Aussparung 25 am Jochring 19a eingesetzt. Mit einem Verschlusskeil 28 werden sodann die beiden Hälften 24 des Zahns 18a in der Aussparung 25 des Jochring 19a fixiert, in dem der Verschlusskeil 28 gemäß 6 vom Zahnkopf 20 her in den Längsschlitz 22b bis in die Aussparung 25 eingeschoben wird, wo er die beiden Hälften 24 des Zahnes 18a mit dem Jochring 19a verkeilt.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel nach 7 und 8 sind die Zähne 18b ebenfalls als Einzelzähne mit jeweils einer Einzelspule 13 an einem Polring 19b befestigt. Dabei hat jeder Zahn 18b einen an seinem jochseitigen Ende offen auslaufenden Längsschlitz 22c und einen Verbindungssteg 23a am Zahnkopf 20. Ferner hat jeder Zahn an seinem jochseitigen Ende beidseitig angeordnete Nasen 29, die in eine entsprechend negativ ausgebildete Aussparung 25a am Jochring 19b formschlüssig einrastbar sind. Ferner sind dort am Jochring 19b beidseitig der Aussparung 25a zum Läufer hin gerichtete Vorsprünge 30 ausgebildet, zwischen die jeweils der Schaft 21a eines Zahnes 18b in Richtung des Pfeiles 27 gemäß 7 eingesetzt wird, indem zuvor die Einzelspule 13 mit ihrer zentralen Öffnung 26 über die Vorsprünge 30 des Jochrings 19b geschoben wird. Der Schaft 21a des Zahnes 18b läuft hier zu den an seinem jochseitigen Ende freigestanzten Nasen 29 konisch zu. In gleicher Weise verringert sich auch der Abstand der gegenüberliegenden Kanten 30a der Vorsprünge 30 am Jochring 19b zur Aussparung 25a hin konisch, so dass beim Einsetzen des Zahns 18b in den Jochring 19b die Nasen 29 über die Kanten 30a der Vorsprünge 30 gleiten und dabei in den Längsschlitz 22c elastisch ausweichen, bis sie schließlich gemäß 8 in die Aussparung 25a gelangen und dort verrastend auffedern.

Bei dem in 9 dargestellten sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein solcher Zahn 18b aus 7 und 8 noch zusätzlich durch einen Sicherungssplint 31 fixiert. In diesem Fall liegt die Aussparung 25a für die Nasen 29 des Zahns 18b innerhalb des Jochringes 19b und damit oberhalb der Einzelspule 13. Damit ist der Längsschlitz 22c mit seinem offenen Ende beidseitig des Jochrings 19b frei zugänglich für das Einsetzen des Sicherungssplintes 31, mit dem die Nasen 29 in der Aussparung 25a des Jochrings 19b festgekeilt werden.

Die 10 und 11 zeigen die Befestigung einzelner Zähne 18c am Jochring 19c in einem weiteren Ausführungsbeispiel. Dort läuft der Längsschlitz 22d zum Zahnkopf 20 hin offen aus. Hier ist am jochseitigen Ende des Zahnes 18c ein Verbindungssteg 23b am jochseitigen Ende des Längsschlitzes 22d vorgesehen, der zur Verklammerung des Zahns 18c mit dem Jochring 19c verwendet wird. Das jochseitige Ende des Zahnes 18c ist abgerundet und wird gemäß 10 in Richtung des Pfeiles 27 durch die zentrale Öffnung 26 der Einzelspule 13 hindurch in eine entsprechende Aussparung 25b des Jochrings 19c eingesetzt. Sodann wird gemäß 11 von einer Stirnseite des Jochrings 19c her eine Klammer 32 mit einem Schenkel 32a in das jochseitige Ende des Längsschlitzes 22d eingeschoben, wobei die Klammer 32 mit ihrem anderen Schenkel 32b in eine der Aussparung 25b gegenüberliegenden Kerbe 33 am Jochring 19c eingreift und auf diese Weise den Zahn 18c mit der Einzelspule 13 am Jochring 19c fixiert.

Zähne und Jochring werden üblicherweise aus Stahlblechen gestanzt und in Achsrichtung der Maschine zu einem Blechpaket gestapelt und verpresst. Da die Trennschichten der aufeinander gestapelten Bleche dabei in Umfangsrichtung verlaufen, wird das Zahn-Querfeld durch derartig geblechte Zähne 18 nicht geschwächt, so dass für diese Fälle die Zähne 18 mit Längsschlitzen 22 versehen werden müssen.

12 zeigt dagegen in einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung einen Stator 11a, bei dem die Zähne 18d derart geblecht sind, dass die Bleche 34 in Umfangsrichtung der Maschine und somit senkrecht zum Zahn-Querfeld ΦQf verlaufend gestapelt sind. Dadurch werden zwischen den Blechen 34 Trennschichten 35 mit erhöhtem magnetischen Widerstand ausgebildet, die senkrecht zum Zahn-Querfeld ΦQf stehen und einen magnetischen Querfluss zwischen den benachbarten Permanentmagneten 16 des Läufers 15 unterdrücken. Die geblechten Zähne 18d sind hier an einem in Achsrichtung der Maschine aus Blechschnitten gestapelten Jochring 19d befestigt, vorzugsweise formschlüssig verpresst.

In einem letzten Ausführungsbeispiel gemäß 13 werden die Zähne 18e mitsamt ihrem Jochring 19e aus gestapelten, U-förmig gebogenen Blechen 34a gebildet, wobei der Jochring 19e durch die Joche der über den Umfang der Maschine aneinander gereihten U-förmig gebogenen Blechpakete 36 gebildet wird. Dabei liegen die jeweils benachbarten Schenkel 37 der Blechpakete 36 mit ihren äußeren Blechen 34a' flächig aneinander und bilden so jeweils einen Zahn 18e. Auch hier wird durch die Trennschichten 35 zwischen den Blechen 34a die magnetische Leitfähigkeit quer zum Zahn 18e erheblich geschwächt, ohne dass dadurch der magnetische Nutzfluss längs des Zahnes 18e beeinflusst wird.

Ganz allgemein kann fomuliert werden, dass sich die Gestaltung auf elektrische Maschinen, insbesondere bürstenlose Maschinen (10), mit einem magnetischen Läufer (15), der über seinem Umfang Pole abwechselnder Polarität aufweist, die mit den Zähnen (18) eines eine Statorwicklung (14) tragenden Eisenkernes (12) eines Stators (11) zusammenwirken, wobei Polflächen (16a) am Umfang des Läufers an den luftspaltseitigen Flächen der Zähne in Umfangsrichtung vorbeigleiten und mit jedem Polwechsel in ihnen ein magnetisches Querfeld erzeugen, übertragen lässt, wobei die Zähne (18) längs ihrer Achse (X) mindestens eine senkrecht zum magnetischen Querfeld (ΦQf) verlaufende Trennschicht (22; 35) mit erhöhtem magnetischen Widerstand aufweisen, wobei die Breite der Zähne (18) an ihrem Kopf (20) mindestens doppelt so groß wie der Abstand (A) der benachbarten Polflächen (16a) am Umfang des Läufers (15) ist.

Claims

Elektrische Maschine, insbesondere bürstenlose Maschinen (10), mit einem magnetischen Läufer (15), der über seinem Umfang Pole abwechselnder Polarität aufweist, die mit den Zähnen (18) eines eine Statorwicklung (14) tragenden Eisenkernes (12) eines Stators (11) zusammenwirken, wobei Polflächen (16a) am Umfang des Läufers an den luftspaltseitigen Flächen der Zähne in Umfangsrichtung vorbeigleiten und mit jedem Polwechsel in ihnen ein magnetisches Querfeld erzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähne (18) längs ihrer Achse (X) mindestens eine senkrecht zum magnetischen Querfeld (ΦQf) verlaufende Trennschicht (22; 35) mit erhöhtem magnetischen Widerstand aufweisen, wobei die Breite der Zähne (18) an ihrem Kopf (20) mindestens doppelt so groß wie der Abstand (A) der benachbarten Polflächen (16a) am Umfang des Läufers (15) ist.
Elektrische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähne (18) über einen Jochring (19) des Eisenkernes (12) magnetisch miteinander verbunden sind, wobei die mindestens eine Trennschicht (22; 35) jeweils vom Zahnkopf (20) bis zum Jochring (19) verläuft.
Elektrische Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähne (18) an ihrem dem Läufer (15) zugewandten Ende einen sich in Umfangsrichtung verbreiternden Zahnkopf (20) bilden, von dem aus die mindestens eine Trennschicht (22) bis in den mindestens eine Statorspule aufnehmenden Schaft (21) der Zähne (18) verläuft.
Elektrische Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Trennschicht ein Längsschlitz (22) im Zahn (18) ist.
Elektrische Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Längsschlitz (22b) durch zwei Hälften (24) eines längsgeteilten, am Jochring (19a) befestigten Zahns (18a) gebildet ist.
Elektrische Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Hälften (24) des Zahns (18a) an ihrem dem Zahnkopf (20) abgewandten jochseitigen Ende in eine Aussparung (25) am Jochring (19a), vorzugsweise schwalbenschwanzförmig, eingesetzt und mittels eines in den Längsschlitz (22b) des Zahnes (18a) eingefügten Sicherungselementes, vorzugsweise eines Verschlusskeiles (28), mit dem Jochring (19a) verkeilt sind.
Elektrische Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Längsschlitz (22a) in den Zahn (18) eingestanzt ist, wobei an mindestens einem Ende des Zahnes (18) ein Verbindungssteg (23, 23a, 23b) verbleibt.
Elektrische Maschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite des Verbindungssteges (23) am Zahnkopf (20) nicht größer als die Breite des Längsschlitzes (22a) ist.
Elektrische Maschine nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähne (18b) an ihrem jochseitigen Ende einen offen auslaufenden Längsschlitz (22c) sowie beidseitig angeordnete Nasen (29) aufweisen, die in eine entsprechend negativ ausgebildete Aussparung (25a) am Jochring (19b) formschlüssig einrastbar sind.
Elektrische Maschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in das jochseitig offene Ende des Längsschlitzes (22c) der am Jochring (19b) eingesetzten Zähne (18b) jeweils ein Sicherungselement, vorzugsweise ein Sicherungssplint (31) eingesetzt ist.
Elektrische Maschine nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass für jeden Zahn (18b) beidseitig der Aussparung (25a) am Jochring (19b) zum Läufer (15) hin gerichtete Vorsprünge (30) ausgebildet sind, zwischen die jeweils der Schaft (21a) des Zahnes (18b) eingesetzt ist.
Elektrische Maschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Abstand der gegenüberliegenden Kanten (30a) der Vorsprünge (30) und des dazwischen eingesetzten Schaftes (21a) zum Jochring (19b) hin konisch verringert.
Elektrische Maschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das jochseitige Ende der Zähne (18c) einen Verbindungssteg (23b) am Ende des Längsschlitzes (22d) aufweist, an dem eine am Jochring (19c) befestigte Klammer (32) in den Längsschlitz (22d) eingreift.
Elektrische Maschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das jochseitige Ende der Zähne (18c) jeweils in eine passende Aussparung (25b) des Jochrings (19c) eingesetzt ist, wobei die in den, Längsschlitz (22d) eingreifende Klammer (32) in einer der Aussparung (25b) gegenüberliegenden Kerbe (33) am Jochring (19c) befestigt ist.
Elektrische Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähne (18d) geblecht und die Bleche (34) in Umfangsrichtung gestapelt sind, wobei sich zwischen den Blechen (34) die Trennschichten (35) mit dem erhöhten magnetischen Widerstand befinden.
Elektrische Maschine nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähne (18e) und der Jochring (19e) aus den zu Blechpakten (36) gestapelten, U-förmig gebogenen Blechen (34a) gebildet sind, wobei die benachbarten Schenkel (37) der Blechpakte (36) zur Bildung eines Zahns (18e) flächig aneinanderliegen.
Elektrische Maschine nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die geblechten Zähne (18d) an einem in Achsrichtung der Maschine aus Blechschnitten gestapelten Jochring (19d) befestigt sind.