DE10311819A1 - Electric motor has pole shoe heads, and poles with flat shapes that move relative to each other along closed path so overlap area increases non-linearly with displacement when shapes start to overlap - Google Patents

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Abstract

The device has a rotor (30) in a housing (12) with magnetic poles (104) arranged successively in the azimuthal direction relative to the axis and a stator (20) with stator units about the axis with at least one pole shoe head (66,68) facing at least one rotor plate (36,38). The pole shoe heads and poles have different flat shapes formed and movable relative to each other along a closed path so an overlap area increases non-linearly with displacement when the shapes start to overlap.

Description

Die Erfindung betrifft einen Elektromotor umfassend ein Motorgehäuse, einen im Motorgehäuse um eine Drehachse drehbar gelagerten Rotor mit in azimutaler Richtung zur Drehachse aufeinanderfolgend angeordneten Magnetpolen und einen im Motorgehäuse angeordneten Stator aus um die Drehachse herum angeordneten Statoreinheiten, welche mindestens einer Rotorscheibe des Rotors zugewandte Polschuhköpfe aufweisen.The The invention relates to an electric motor comprising a motor housing, a in the motor housing an axis of rotation rotatably mounted rotor with in azimuthal direction to the axis of rotation successively arranged magnetic poles and one in the motor housing arranged stator from stator units arranged around the axis of rotation, which have at least one rotor disk of the rotor facing pole shoe heads.

Derartige Elektromotoren sind aus dem Stand der Technik bekannt. Bei diesen besteht das Problem, das Rastmoment des Rotors möglichst gering zu halten.such Electric motors are known from the prior art. With these there is the problem of keeping the cogging torque of the rotor as low as possible.

Diese Aufgabe wird bei einem Elektromotor der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Polschuhköpfe eine erste Flächenform und die Magnetpole eine zweite Flächenform aufweisen und daß die beiden Flächenformen derart ausgebildet sind und sich derart relativ zueinander längs einer Umlaufbahn bewegen, daß bei beginnender Überdeckung der Flächenformen eine Überdeckungsfläche nicht-linear mit der Weglänge auf der Umlaufbahn zunimmt.This Task is with an electric motor of the type described according to the invention solved, that the Polschuhköpfe a first surface shape and the magnetic poles have a second surface shape and that the two surface shapes are formed in such a way and relative to each other along one Orbit move that at beginning coverage of the surface shapes a non-linear covering area with the path length increases in orbit.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist darin zu sehen, daß durch das Abweichen einer linearen Zunahme der Überdeckungsfläche bei beginnender Überdeckung die Möglichkeit besteht, die Wechselwirkung zwischen dem jeweiligen Magnetpol und dem jeweiligen Polschuhkopf so zu gestalten, daß der Einfluß der beginnenden Überdeckung der Flächenformen auf das Rastmoment reduziert wird.The The advantage of the solution according to the invention is to see that through the deviation of a linear increase in the coverage area beginning coverage the possibility there is the interaction between the respective magnetic pole and to design the respective pole shoe head so that the influence of the beginning coverage of the surface shapes is reduced to the cogging torque.

Alternativ wird die Aufgabe bei einem Elektromotor der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Polschuhköpfe eine erste Flächenform und die Magnetpole eine zweite Flächenform aufweisen und daß die Flächenformen derart ausgebildet sind und sich derart relativ zueinander längs einer Umlaufbahn bewegen, daß kurz vor Beendigung der Überdeckung der Flächenformen die Überdeckungsfläche nicht-linear mit der Weglänge auf der Umlaufbahn abnimmt.alternative the task with an electric motor is the one described above Kind according to the invention solved, that the Polschuhköpfe a first surface shape and the magnetic poles have a second surface shape and that the surface shapes are such are formed and so relative to each other along one Orbit move that just before End of coverage of the surface shapes the coverage area is non-linear with the path length decreases in orbit.

Auch diese Ausbildung der Flächenformen bewirkt, daß die bei Beendigung der Überdeckung der Flächenformen auftretenden Einflüsse der Überdeckung auf das Rastmoment reduziert werden und somit die Möglichkeit besteht, insgesamt das Rastmoment des Elektromotors zu reduzieren.Also this formation of the surface shapes causes that the at the end of the coverage of the surface shapes occurring influences of coverage reduced to the cogging torque and thus the possibility exists to reduce the cogging torque of the electric motor overall.

Eine derartige nicht-lineare Veränderung der Überdeckungsfläche entweder bei beginnender Überdeckung oder kurz vor Beendigung der Überdeckung läßt sich besonders günstig dann erreichen, wenn sich die erste und die zweite Flächenform unterscheiden.A such non-linear change the coverage area either when coverage begins or shortly before the coverage ends let yourself very cheap then reach when the first and the second surface shape differ.

Dabei können die Unterschiede vielfältig sein. Eine Lösung sieht vor, daß sich die erste und die zweite Flächenform hinsichtlich ihrer Außenkontur unterscheiden.there can the differences can be diverse. A solution stipulates that the first and the second surface shape with regard to their outer contour differ.

Alternativ oder ergänzend ist vorgesehen, daß sich die erste Flächenform und die zweite Flächenform hinsichtlich ihres Flächeninhalts unterscheiden.alternative or in addition it is intended that the first surface shape and the second surface shape in terms of their area differ.

Ferner kann ergänzend oder alternativ ein weiteres Unterscheidungsmerkmal zwischen der ersten und der zweiten Flächenform darin bestehen, daß sich die erste Flächenform und die zweite Flächenform hinsichtlich ihrer relativen Anordnung zur Umlaufbahn der zweiten Flächenform unterscheiden, um dadurch ebenfalls eine nicht-lineare Veränderung der Überdeckungsfläche bei beginnender Überdeckung oder kurz vor Beendigung der Überdeckung zu erreichen.Further can supplement or alternatively, another differentiator between the first and second surface shapes consist in that the first surface shape and the second surface shape in terms of their relative arrangement to the orbit of the second surface shape distinguish, to thereby also make a non-linear change the coverage area at beginning coverage or shortly before the coverage ends to reach.

Um bei dem Elektromotor neben der Reduzierung des Rastmoments gleichzeitig ein möglichst großes Drehmoment zu erreichen, ist vorzugsweise vorgesehen, daß die erste Flächenform und die zweite Flächenform durch die Bewegung der zweiten Flächenform auf der Umlaufbahn in eine Stellung bringbar sind, in welcher die zweite Flächenform die erste Flächenform mit maximaler Überdeckungsfläche überdeckt.Around with the electric motor in addition to reducing the cogging torque at the same time the greatest possible torque To achieve, it is preferably provided that the first surface shape and the second surface shape by the movement of the second surface shape in orbit can be brought into a position in which the second surface shape the first surface shape covered with maximum coverage area.

Die maximale Überdeckungsfläche könnte dabei grundsätzlich kleiner sein als die Fläche der Flächenformen.The maximum coverage area could in principle be smaller than the area of the surface shapes.

Besonders günstig ist es jedoch, wenn die maximale Überdeckungsfläche der Fläche mindestens einer der Flächenformen entspricht.Especially Cheap however, it is when the maximum coverage area of the area at least one of the surface shapes equivalent.

Zweckmäßigerweise läßt sich das erfindungsgemäße Konzept dann günstig dadurch realisieren, wenn die andere der Flächenformen größer ist als die eine Flächenform.Conveniently, let yourself the concept of the invention then cheap realize if the other of the surface shapes is larger than the one surface shape.

Eine Ausführungsform ist so realisiert, daß die andere der Flächenformen in Richtung der Umlaufbahn eine größere Ausdehnung als die maximale Überdeckungsfläche aufweist.A embodiment is realized in such a way that the other of the surface shapes has a greater extension in the direction of the orbit than the maximum coverage area.

Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, daß sich die eine der Flächenformen in Richtung der Umlaufbahn über einen der maximalen Überdeckungsfläche entsprechenden Bereich mit mindestens einem Randbereich hinaus erstreckt.Preferably it is intended that the one of the surface shapes towards orbit one corresponding to the maximum coverage area Extends area with at least one edge area.

Durch das Vorsehen mindestens eines derartigen Randbereichs besteht ein zusätzlicher Freiheitsgrad, um trotz Aufrechterhalten der maximalen Überdeckungsfläche eine nicht-linear Zunahme und/oder eine nicht-lineare Abnahme der Überdeckungsfläche bei beginnender Überdeckung und/oder kurz vor Beendigung der Überdeckung realisieren zu können und somit das Rastmoment möglichst klein halten zu können.By providing at least one of the like edge area there is an additional degree of freedom in order to be able to realize a non-linear increase and / or a non-linear decrease in the coverage area at the beginning of coverage and / or shortly before completion of the coverage despite maintaining the maximum coverage area and thus to keep the cogging torque as small as possible can.

Besonders günstig ist es dabei, wenn in Richtung der Umlaufbahn gesehen beiderseits des der maximalen Überdeckungsfläche entsprechenden Bereichs ein Randbereich vorhanden ist.Especially Cheap it is there when seen on either side in the direction of the orbit of the area corresponding to the maximum coverage area there is an edge area.

Ein besonders vorteilhaftes Konzept, bei welchem sich das Rastmoment in günstiger Weise reduzieren läßt, sieht vor, daß die andere der Flächenformen in Richtung der Umlaufbahn eine Ausdehnung über einen Winkelbereich aufweist, welche größer ist als 360° geteilt durch die Zahl der Statoreinheiten.On particularly advantageous concept in which the cogging torque in cheaper Way reduces, sees before that other of the surface shapes in Has an extension over an angular range in the direction of the orbit, which is bigger divided as 360 ° by the number of stator units.

Eine derartige Ausdehnung der anderen der Flächenformen hat somit zur Folge, daß sich diese Flächenform über weite Strecken ihres Wegs längs der Umlaufbahn über mehr als eine Statoreinheit hinwegerstreckt und somit mit der nächstliegenden Statoreinheit ebenfalls in Überdeckung und somit in Wechselwirkung steht.A Such an expansion of the other of the surface shapes thus has the consequence that itself this surface shape over wide Stretch their way along the Orbit over extends more than one stator unit and thus with the closest one Stator unit also overlapped and thus interacts.

Hinsichtlich der Art der Ausbildung der Endkonturen der Flächenformen, die in Richtung der Umlaufbahn weisen, wurden bislang keine näheren Angaben gemacht.Regarding the type of formation of the final contours of the surface shapes that are in the direction orbit, no further details have so far been given.

So läßt sich die erfindungsgemäße Lösung besonders dann günstig realisieren, wenn mindestens eine der Flächenformen eine quer zur Umlaufbahn verlaufende Endkontur aufweist, die abweichend von einer radialen Richtung verläuft.So let yourself the solution according to the invention in particular then cheap realize if at least one of the surface shapes is a cross to the orbit has a running end contour that deviates from a radial Direction runs.

Eine derartige Abweichung kann in unterschiedlichster Art und Weise realisiert werden.A Such a deviation can be implemented in a wide variety of ways become.

Beispielsweise ist eine derartige Abweichung dadurch realisierbar, daß die Endkontur in einem spitzen Winkel zu einer diese schneidenden radialen Richtung verläuft.For example Such a deviation can be realized in that the final contour at an acute angle to a radial direction intersecting this runs.

Es ist aber auch denkbar, daß die Endkontur selbst keine Gerade ist, sondern einen gekrümmten Verlauf aufweist, wobei auch bei gekrümmtem Verlauf zumindest abschnittsweise ein Winkel zwischen der Endkontur und der diese schneidenden radialen Richtung auftritt.It it is also conceivable that the Final contour itself is not a straight line, but a curved course has, even with curved An angle between the final contour, at least in sections and the radial direction intersecting this occurs.

Beispielsweise ist in diesem Zusammenhang vorgesehen, daß die bei beginnender Überdeckung sich schneidenden Endkonturen in unterschiedlicher Weise von der radialen Richtung abweichen.For example In this context, it is provided that when the overlap begins cutting end contours in different ways from the radial Direction.

Andererseits ist ergänzend oder alternativ dazu vorgesehen, daß die kurz vor Beendigung der Überdeckung sich schneidenden Endkonturen in unterschiedlicher Weise von der radialen Richtung abweichen.on the other hand is complementary or alternatively provided that the shortly before termination of the coverage intersecting end contours in different ways from the radial direction deviate.

Im Zusammenhang mit der konkreten Ausbildung der Flächenformen wurden bislang keine näheren Angaben gemacht. So sieht ein besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel vor, daß eine der Flächenformen ähnlich einem Vieleck ausgebildet ist.in the So far, no connection has been made with the specific training of the surface shapes closer Information provided. This is a particularly advantageous embodiment before that of the surface shapes similar to one Polygon is formed.

Ein derartiges Vieleck kann seinerseits die unterschiedlichsten Ausführungen aufweisen. Beispielsweise ist es denkbar, daß eine der Flächenformen trapezähnlich ausgebildet ist.On such a polygon can in turn have a wide variety of designs exhibit. For example, it is conceivable that one of the surface shapes trapezoidal similar is trained.

Alternativ dazu ist es denkbar, daß eine der Flächenformen als Rechteck ausgebildet ist, wobei die Sonderform des Rechtecks auch ein Quadrat sein kann.alternative it is conceivable that a of the surface shapes is designed as a rectangle, the special shape of the rectangle can also be a square.

Es ist aber auch denkbar, parallelogrammähnliche Flächenformen vorzusehen.It but it is also conceivable to provide surface shapes similar to parallelograms.

Eine weitere vorteilhafte Lösung sieht vor, daß eine der Flächenformen im wesentlichen kreisringsegmentähnlich ausgebildet ist, d. h. auf der Grundform eines Kreissegments basiert, wobei dabei auch Modifikationen eines derartigen Kreisringsegments denkbar sind.A another advantageous solution stipulates that a of the surface shapes essentially similar to an annular segment is trained, d. H. based on the basic shape of a segment of a circle, with modifications of such a circular ring segment are conceivable.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Elektromotors sieht vor, daß die Statoreinheiten in eine ausgehärtete Einbettmasse eingebettet sind und daß die ausgehärtete Einbettmasse einen Trägerkörper für die Statoreinheiten bildet, welcher die Statoreinheiten relativ zueinander und relativ zum Motorgehäuse fixiert.A particularly advantageous embodiment of an electric motor according to the invention stipulates that the Stator units in a hardened Investments are embedded and that the hardened investment a support body for the stator units which forms the stator units relative to each other and relative to the motor housing fixed.

Der Vorteil dieser Ausführungsform ist somit darin zu sehen, daß durch die ausgehärtete Einbettmasse ein besonders einfacher und wirksamer Schutz der Statoreinheiten möglich ist und daß außerdem die Einbettmasse einen Trägerkörper bildet, welcher – ohne spezielle Anforderungen an die Ausbildung der Statoreinheiten zu stellen – die Möglichkeit eröffnet, die Statoreinheiten relativ zueinander und relativ zum Motorgehäuse in einfacher Art und Weise zu fixieren und somit insgesamt den Stator im Motorgehäuse einfach zu positionieren.The Advantage of this embodiment can thus be seen in the fact that the hardened Investment a particularly simple and effective protection of the stator units possible is and also that Investment forms a carrier body, which - without special To make demands on the design of the stator units - the possibility opened, the stator units relative to each other and relative to the motor housing in simpler Way to fix and thus overall the stator in the motor housing easily to position.

Ein weiterer Vorteil dieser Lösung ist darin zu sehen, daß durch den Einbettvorgang für die Statoreinheiten eine besonders einfache exakte Positionierung derselben realisierbar ist, da sich die Statoreinheiten für das Einbetten in der Einbettmasse sehr leicht exakt ausrichten lassen und das Einbetten der Statoreinheiten in die aushärtbare Einbettmasse sowie das Aushärten der Einbettmasse keinerlei Positionierfehler der Statoreinheiten relativ zueinander zur Folge hat.Another advantage of this solution can be seen in the fact that the embedding process for the stator units enables particularly simple, exact positioning of the stator units, since the stator units for embedding in the embedding compound can be aligned very easily and the embedding of the stator units in the hardenable embedding compound as well as the curing of the investment material no positi onier errors of the stator units relative to each other.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die ausgehärtete Einbettmasse eine elektrisch isolierende Masse ist, da damit ein elektrisch isolierender Trägerkörper zur Verfügung steht, so daß in diesen Trägerkörper unmittelbar die Statoreinheit, insbesondere mitsamt ihren Spulen, eingebettet werden können, ohne daß zusätzliche Schutzmaßnahmen zur Aufrechterhaltung der elektrischen Durchschlagfestigkeit erforderlich sind.Especially It is advantageous if the hardened investment material is electrically insulating mass, because it is an electrically insulating carrier body disposal stands so that in this carrier body immediately the stator unit, in particular together with its coils, is embedded can be without that additional precautions required to maintain dielectric strength are.

Eine derartige Kunststoffmasse könnte beispielsweise ein Thermoplast oder auch ein Duroplast sein.A such plastic mass could for example a thermoplastic or a thermoset.

Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn die Einbettmasse eine katalytisch polymerisierende Masse ist, so daß das Einbetten der Statoreinheiten durch ein einfaches Ausgießen einer die Statoreinheiten haltenden Form ohne aufwendige Spritzgußtechnik durchgeführt werden kann.As It has proven to be particularly advantageous if the investment material is a catalytically polymerizing mass, so that the embedding of the stator units by simply pouring out one of the stator units holding form can be carried out without complex injection molding technology can.

Insbesondere ist es fertigungstechnisch sehr vorteilhaft, wenn die stabile und exakte Positionierung der Statoreinheiten relativ zueinander im wesentlichen nur über den Trägerkörper erfolgt.In particular From a manufacturing point of view it is very advantageous if the stable and exact positioning of the stator units relative to each other in the essential only about the carrier body takes place.

Der mechanische Aufbau eines erfindungsgemäßen Elektromotors läßt sich konstruktiv besonders einfach dann realisieren, wenn der Trägerkörper mindestens einen Teil des Motorgehäuses bildet, so daß der Trägerkörper nicht nur dazu dient, die Statoreinheiten relativ zueinander zu positionieren und zu schützen, sondern gleichzeitig auch noch einen Teil des Motorgehäuses bildet, um somit insgesamt die Teilezahl und damit auch die Fertigungskosten des erfindungsgemäßen Elektromotors weiter zu reduzieren.The Mechanical construction of an electric motor according to the invention can be constructively particularly easy to implement when the support body at least part of the engine case forms so that the Carrier body not only serves to position the stator units relative to each other and protect but also forms part of the motor housing at the same time, by the total number of parts and thus also the manufacturing costs of the electric motor according to the invention further reduce.

Im Hinblick auf eine möglichst kostengünstige Fertigung ist es zweckmäßig, wenn der Trägerkörper ein Gehäusesegment des Motorgehäuses bildet, das heißt einen gesamten Abschnitt des Motorgehäuses selbst, so daß in diesem Gehäusesegment keine weiteren Teile zur Ausbildung des Motorgehäuses mehr erforderlich sind.in the With regard to one if possible inexpensive Manufacturing it is useful if the carrier body housing segment of the motor housing forms, that is an entire section of the motor housing itself, so that in this Housing segment none additional parts for the formation of the motor housing are required more.

Bezüglich der Lagerung des Rotors hat es sich als besonders günstig erwiesen, wenn der Trägerkörper Lageraufnahmen für den Rotor lagernde Drehlager aufweist, so daß auch für diese Lageraufnahmen keine separaten Teile am Motorgehäuse vorgesehen werden müssen, sondern bei der Ausformung des Trägerkörpers in einem Zuge auch die Lageraufnahmen für die Drehlager mitausgeformt werden können.Regarding the Storage of the rotor has proven to be particularly favorable if the carrier body takes bearings for the Has rotor-bearing rotary bearings, so that none for these bearings separate parts provided on the motor housing Need to become, but also in the formation of the support body in one go Warehousing for the pivot bearings can be molded.

Zu der Ausbildung des Rotors wurden bislang keine näheren Angaben gemacht. Ein besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel sieht vor, daß die mindestens eine Rotorscheibe auf einer am Motorgehäuse drehbar gelagerten Rotorwelle sitzt, wobei vorzugsweise die Lagerung der Rotorwelle über diese lagernde und am Trägerkörper gehaltene Drehlager erfolgt.To the design of the rotor has not yet been specified. On particularly advantageous embodiment stipulates that the at least one rotor disk rotatable on one on the motor housing mounted rotor shaft sits, preferably the storage of Rotor shaft over this pivoting bearing and held on the carrier body he follows.

Die Ausbildung der Statoreinheiten wurde im Zusammenhang mit der bisherigen Erläuterung der Ausführungsbeispiele nicht näher spezifiziert. Die Statoreinheiten könnten z. B. schräg zur Drehachse verlaufen.The Training of the stator units was in connection with the previous one explanation of the embodiments not closer specified. The stator units could e.g. B. run obliquely to the axis of rotation.

So sieht ein konstruktiv besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel vor, daß die Statoreinheiten sich ausgehend von Polschuhköpfen parallel zu der Drehachse erstrecken.So sees a structurally particularly advantageous embodiment before that Stator units starting from pole shoe heads parallel to the axis of rotation extend.

Prinzipiell wäre es denkbar, die Statoreinheiten mit einer relativ kurzen Erstreckung in Richtung der Drehachse auszubilden.in principle would it be conceivable, the stator units with a relatively short extension train in the direction of the axis of rotation.

Zum Erreichen einer optimalen Motorleistung ist es besonders günstig, wenn sich die Statoreinheiten in Richtung der Drehachse über eine Länge erstrecken, welche größer ist als die Wurzel aus einer der mindestens einen Rotorscheibe zugewandten Stirnfläche der Polschuhköpfe. Das heißt, daß die Statoreinheiten so ausgebildet sind, daß sie sich in Richtung der Drehachse über eine nennenswerte Strecke ausdehnen.To the Achieving optimal engine performance is particularly beneficial if the stator units move in the direction of the axis of rotation Extend length, which is bigger as the root of one of the at least one rotor disk facing end face of the Polschuhköpfe. This means, that the stator units are designed so that they itself in the direction of the axis of rotation to extend a significant distance.

Noch günstiger ist es, wenn die Länge der Statoreinheiten größer ist als das zweifache der Wurzel aus der Stirnfläche der Polschuhköpfe, um ausreichend Raum für die Ausbildung von Statoreinheiten mit einem möglichst starkem Magnetfeld zu erhalten.Yet better it is when the length the stator units is larger than twice the root from the face of the pole piece heads to enough space for the formation of stator units with the strongest possible magnetic field to obtain.

Hinsichtlich des Aufbaus der Statoreinheiten selbst wurden bislang keine näheren Angaben gemacht. So sieht ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel vor, daß jede Statoreinheit einen Polschuh und eine den Polschuh umgebende Spule umfaßt.Regarding No details have yet been given on the structure of the stator units themselves made. An advantageous exemplary embodiment provides that each stator unit comprises a pole piece and a coil surrounding the pole piece.

Um den Aufbau möglichst einfach und universell einsetzbar zu gestalten, ist vorzugsweise vorgesehen, daß der Polschuh der Statoreinheit sich von einem ersten Polschuhkopf zu einem zweiten Polschuhkopf erstreckt, das heißt auf gegenüberliegenden Seiten mit Polschuhköpfen versehen ist.Around the structure if possible it is preferred to make it simple and universally applicable provided that the Pole shoe of the stator unit from a first pole shoe head extends a second pole shoe head, that is, on opposite Sides with pole shoe heads is provided.

Vorzugsweise ist dabei die Spule so angeordnet, daß sie zwischen den Polschuhköpfen liegt.Preferably the coil is arranged so that it lies between the pole shoe heads.

Die Spule könnte prinzipiell unmittelbar auf dem Polschuh sitzen. Besonders günstig ist es jedoch, wenn die Spule auf einem vom Polschuh durchsetzten Wickelkörper angeordnet ist.The Coil could in principle sit directly on the pole piece. Is particularly cheap it, however, if the coil is arranged on a winding body through which the pole piece passes is.

Ferner kann der Polschuh seinerseits selbst unterschiedlich aufgebaut sein. Beispielsweise wäre es denkbar, den Polschuh einstöckig auszubilden. Als besonders günstig hat es sich jedoch erwiesen, wenn der Polschuh als Paket aus gestapelten Blechlagen ausgebildet ist.Further the pole piece itself can be constructed differently. For example it would be conceivable, the pole piece one-story train. As particularly cheap However, it has turned out if the pole piece is stacked as a package Sheet metal layers is formed.

Vorzugsweise sind dabei die Blechlagen aus parallel zur Drehachse ausgerichteten Blechen gebildet.Preferably the sheet metal layers are aligned parallel to the axis of rotation Sheets formed.

Die Stapelrichtung ist zweckmäßigerweise so gewählt, daß sie quer zur Drehachse verläuft.The Stacking direction is expediently so selected that she runs transverse to the axis of rotation.

Dabei können die die Blechlagen bildenden Bleche unterschiedlich ausgebildet sein. Im einfachsten Fall ist es denkbar, die die Blechlagen bildenden Bleche rechteckförmig auszubilden, wobei zur Ausbildung einer bestimmten Querschnittsform des Polschuhs die Rechteckform selbst variieren kann.there can the sheets forming the sheet layers are designed differently his. In the simplest case, it is conceivable to form the sheets forming the sheet metal layers in a rectangular shape, wherein to form a certain cross-sectional shape of the pole piece the rectangle shape itself can vary.

Vorzugsweise ist der Polschuh dabei als zylindrischer Körper ausgebildet, wobei ein derartiger zylindrischer Körper beliebige Querschnittsflächen aufweisen kann. Diese können beispielsweise rund sein.Preferably the pole piece is designed as a cylindrical body, with a such a cylindrical body have any cross-sectional areas can. these can for example, be round.

Aus Gründen eines einfachen Aufbaus der Polschuhe ist es zweckmäßig, wenn der Polschuh eine vieleckige Querschnittsform aufweist.Out establish a simple construction of the pole shoes, it is useful if the pole piece has a polygonal cross-sectional shape.

Bei einer besonders zweckmäßigen Ausbildung des Polschuhs ist vorgesehen, daß der Polschuh eine trapezförmige Querschnittsform aufweist.at a particularly useful training the pole piece is provided that the pole piece has a trapezoidal cross-sectional shape having.

Es ist aber auch denkbar, den Polschuh mit rechteckförmigen, quadratischen oder beliebig anders gearteten Querschnittsformen auszubilden.It but it is also conceivable to have the pole shoe with rectangular, square or any other cross-sectional shape train.

Um eine möglichst präzise Positionierung der Polschuhe zu erreichen, ist vorzugweise vorgesehen, daß die Wickelkörper in die Einbettmasse eingebettet sind und die Polschuhe exakt geführt aufnehmen, so daß über die Wickelkörper eine exakte Positionierung der Polschuhe relativ zueinander erfolgt und insbesondere die Möglichkeit besteht, nach dem Einbetten der Wickelkörper und der Spulen in die Einbettmasse die Polschuhe einzusetzen. Eine exakte Positionierung ist vorteilhaft, da die Position der Polschuhe relativ zueinander einen maßgebenden Beitrag zu der Qualität der Laufeigenschaften des Elektromotors liefert.Around one if possible precise It is preferable to position the pole shoes, that the bobbin are embedded in the investment material and take up the pole shoes in a precisely guided manner, so that about the bobbin the pole shoes are positioned exactly relative to one another and especially the possibility there, after embedding the bobbin and the coils in the Investment to insert the pole pieces. Exact positioning is advantageous because the position of the pole pieces relative to each other an authoritative one Contribution to the quality of the running properties of the electric motor.

Die Statoreinheiten könnten zumindest zum Teil gemeinsame Spuleneinheiten aufweisen.The Stator units could have at least in part common coil units.

Aus Gründen einer rationellen Herstellung ist es besonders vorteilhaft, wenn die Statoreinheiten einzelne nicht zusammenhängend ausgebildete Einheiten sind.Out establish rational production, it is particularly advantageous if the stator units are individual, non-contiguous units are.

Im günstigsten Fall sind die Statoreinheiten identisch ausgebildete Einheiten.in the best In this case, the stator units are identical units.

Hinsichtlich der Ausbildung der Rotorscheiben wurden im Zusammenhang mit der bisherigen Erläuterung der einzelnen Ausführungsbeispiele keine näheren Angaben gemacht. So sieht ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel vor, daß die mindestens eine Rotorscheibe einen magnetischen Rückschlußkörper aufweist.Regarding the design of the rotor disks were related to the previous explanation of the individual embodiments no closer Information provided. An advantageous exemplary embodiment provides that the at least one Rotor disc has a magnetic yoke body.

Vorzugsweise ist dabei der Rückschlußkörper so ausgebildet, daß er als Träger für die Magnetpole bildende Magnetsegmente ausgebildet ist.Preferably is the inference body so trained that he as a carrier for the Magnetic poles forming magnetic segments is formed.

Weitere Merkmale und Vorteile der Endung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung sowie der zeichnerischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels.Further Features and advantages of the extension are the subject of the following Description and the graphic representation of an embodiment.

In der Zeichnung zeigen:In the drawing shows:

1 einen Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Elektromotors; 1 a longitudinal section through a first embodiment of an electric motor according to the invention;

2 eine Explosionsdarstellung des ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Elektromotors; 2 an exploded view of the first embodiment of an electric motor according to the invention;

3 einen Schnitt längs Linie 3-3 in 1; 3 a section along line 3-3 in 1 ;

4 einen Schnitt längs Linie 4-4 in 1; 4 a section along line 4-4 in 1 ;

5 eine ausschnittsweise Darstellung einer beginnenden Überdeckung zwischen einer ersten Flächenform der Magnetpole und einer zweiten Flächenform der Polschuhköpfe; 5 a fragmentary representation of a beginning overlap between a first surface shape of the magnetic poles and a second surface shape of the pole shoe heads;

6 eine Darstellung ähnlich 5 kurz nach begonnener Überdeckung der ersten und zweiten Flächenform im Bereich einer nicht-linearen Zunahme einer Überdeckungsfläche; 6 a representation similar 5 shortly after coverage of the first and second surface shapes has begun in the region of a non-linear increase in coverage area;

7 eine Darstellung der Überdeckung der ersten und zweiten Flächenform im Bereich, ab welchem eine Überdeckungsfläche linear mit dem Weg auf der Umlaufbahn zunimmt; 7 a representation of the coverage of the first and second surface shape in the area from which a coverage area increases linearly with the path in orbit;

8 eine Darstellung ähnlich 5 im Bereich einer Überdeckung der ersten Flächenform und der zweiten Flächenform mit weiterer nicht-linearer Zunahme der Überdeckungsfläche mit dem Weg auf der Umlaufbahn kurz vor Erreichen einer maximalen Überdeckungsfläche; 8th a representation similar 5 in the area of an overlap of the first surface shape and the second surface shape with a further non-linear increase in the overlap area with the path on the orbit shortly before reaching a maximum overlap area;

9 eine Darstellung der Überdeckung der ersten Flächenform und der zweiten Flächenform bei maximaler Überdeckungsfläche; 9 a representation of the coverage of the first surface shape and the second surface shape in maximum coverage area;

10 eine Darstellung der Überdeckung der ersten Flächenform und der zweiten Flächenform bei maximaler Überdeckungsfläche in einem Bereich, in dem sich mit zunehmendem Weg auf der Umlaufbahn die Überdeckungsfläche nicht ändert; 10 a representation of the coverage of the first surface shape and the second surface shape at maximum coverage area in a region in which the coverage area does not change with increasing distance on the orbit;

11 eine schematische Darstellung einer Zunahme einer Überdeckungsfläche bei beginnender Überdeckung bei dem ersten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Elektromotors; 11 a schematic representation of an increase in coverage area at the beginning of coverage in the first embodiment of the electric motor according to the invention;

12 eine schematische Darstellung einer Abnahme der Überdeckungsfläche kurz vor Beendigung der Überdeckung bei dem ersten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Elektromotors; 12 a schematic representation of a decrease in the coverage area shortly before termination of the coverage in the first embodiment of the electric motor according to the invention;

13 eine Darstellung der in 5 dargestellten Verhältnisse bei einem zweiten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Elektromotors; 13 a representation of the in 5 conditions shown in a second embodiment of an electric motor according to the invention;

14 eine Darstellung der in 6 dargestellten Verhältnisse bei dem zweiten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Elektromotors; 14 a representation of the in 6 conditions shown in the second embodiment of the electric motor according to the invention;

15 eine Darstellung der in 7 dargestellten Verhältnisse bei dem zweiten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Elektromotors; 15 a representation of the in 7 conditions shown in the second embodiment of the electric motor according to the invention;

16 eine Darstellung der in 8 dargestellten Verhältnisse bei dem zweiten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Elektromotors; 16 a representation of the in 8th conditions shown in the second embodiment of the electric motor according to the invention;

17 eine Darstellung der in 9 dargestellten Verhältnisse bei dem zweiten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Elektromotors; 17 a representation of the in 9 conditions shown in the second embodiment of the electric motor according to the invention;

18 einen Schnitt ähnlich 3 bei einem dritten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Elektromotors; 18 a cut similar 3 in a third embodiment of an electric motor according to the invention;

19 eine Darstellung eines Schnitts ähnlich 4 bei dem dritten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Elektromotors; 19 a representation of a section similar 4 in the third embodiment of the electric motor according to the invention;

20 eine Darstellung der Verhältnisse ähnlich 5 bei dem dritten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Elektromotors; 20 a representation of the situation similar 5 in the third embodiment of the electric motor according to the invention;

21 eine Darstellung der Verhältnisse ähnlich 6 bei dem dritten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Elektromotors; 21 a representation of the situation similar 6 in the third embodiment of the electric motor according to the invention;

22 eine Darstellung der Verhältnisse ähnlich 7 bei dem dritten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Elektromotors; 22 a representation of the situation similar 7 in the third embodiment of the electric motor according to the invention;

23 eine Darstellung der Verhältnisse ähnlich 8 bei dem dritten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Elektromotors; 23 a representation of the situation similar 8th in the third embodiment of the electric motor according to the invention;

24 eine Darstellung der Verhältnisse ähnlich 10 bei dem dritten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Elektromotors; 24 a representation of the situation similar 10 in the third embodiment of the electric motor according to the invention;

25 eine Darstellung der Verhältnisse ähnlich 5 bei einem vierten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Elektromotors; 25 a representation of the situation similar 5 in a fourth embodiment of an electric motor according to the invention;

26 eine Darstellung der Verhältnisse ähnlich 6 bei dem vierten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Elektromotors; 26 a representation of the situation similar 6 in the fourth embodiment of the electric motor according to the invention;

27 eine Darstellung der Verhältnisse ähnlich 7 bei dem vierten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Elektromotors und 27 a representation of the situation similar 7 in the fourth embodiment of the electric motor according to the invention and

28 eine Darstellung der Verhältnisse ähnlich 9 bei dem vierten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Elektromotors. 28 a representation of the situation similar 9 in the fourth embodiment of the electric motor according to the invention.

Ein in 1 und 2 dargestelltes erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Elektromotors 10 umfaßt ein als Ganzes mit 12 bezeichnetes Motorgehäuse, welches mehrere Gehäuseteile umfaßt, nämlich einen ersten Gehäusedeckel 14, einen zweiten diesem gegenüberliegend angeordneten Gehäusedeckel 16 und ein zwischen diesen liegendes Gehäusesegment 18, welches einen als Ganzes mit 20 bezeichneten Stator des Elektromotors 10 aufnimmt.An in 1 and 2 illustrated first embodiment of an electric motor according to the invention 10 includes one as a whole 12 designated motor housing, which comprises a plurality of housing parts, namely a first housing cover 14 , a second housing cover arranged opposite this 16 and a housing segment lying between them 18 which one with as a whole 20 designated stator of the electric motor 10 receives.

Das Gehäusesegment 18 ist ferner mit einem zentralen Durchbruch 22 versehen, welcher sich von einer ersten Stirnseite 24 des Gehäusesegments 18 zu einer zweiten Stirnseite 26 des Gehäusesegments 18 erstreckt, wobei die erste Stirnseite 24 dem ersten Gehäusedeckel 14 und die zweite Stirnseite 26 dem zweiten Gehäusedeckel 16 zugewandt sind.The housing segment 18 is also having a key breakthrough 22 provided, which is from a first end face 24 of the housing segment 18 to a second face 26 of the housing segment 18 extends, the first end face 24 the first housing cover 14 and the second face 26 the second housing cover 16 are facing.

In dem Gehäusesegment 18 ist ferner ein als Ganzes mit 30 bezeichneter Rotor gelagert, welcher eine um eine Drehachse 32 drehbare Rotorwelle 34, eine erste Rotorscheibe 36, welche der ersten Stirnseite 24 des Gehäusesegments 18 zugewandt angeordnet ist, sowie eine zweite Rotorscheibe 38, welche der zweiten Stirnseite 26 des Gehäusesegments 18 zugewandt angeordnet ist, umfaßt. Beide Rotorscheiben 36, 38 sitzen drehfest auf der Rotorwelle 34.In the housing segment 18 is also one with as a whole 30 designated rotor mounted, which one about an axis of rotation 32 rotatable rotor shaft 34 , a first rotor disc 36 which of the first face 24 of the housing segment 18 is arranged facing, and a second rotor disc 38 which is the second end face 26 of the housing segment 18 is arranged facing includes. Both rotor disks 36 . 38 sit rotatably on the rotor shaft 34 ,

Die Lagerung der Rotorwelle 34 relativ zum Gehäusesegment 18 erfolgt über ein erstes Drehlager 42 und ein zweites Drehlager 44, wobei das erste Drehlager 42 beispielsweise nahe der ersten Stirnseite 24 in einer an den zentralen Durchbruch 22 angrenzenden ersten Lageraufnahme 46 gehalten ist, während das zweite Drehlager 44 nahe der zweiten Stirnseite 26 in einer an den Durchbruch 22 angrenzenden zweiten Lageraufnahme 48 gehalten ist.The bearing of the rotor shaft 34 relative to the housing segment 18 takes place via a first pivot bearing 42 and a second pivot bearing 44 , the first pivot bearing 42 for example near the first face 24 in one at the central breakthrough 22 adjacent first inventory 46 is held while the second pivot bearing 44 near the second face 26 in one at the breakthrough 22 angren second inventory 48 is held.

Wie in 1 und 3 dargestellt, umfaßt der Stator 20 eine Vielzahl von Statoreinheiten 52, von denen jede einen Polschuh 54 aufweist, welcher aus einem Paket 56 aus gestapelten einzelnen Blechlagen 58 gebildet ist, die in einer Stapelrichtung 60 aufeinanderliegen und durch einzelne gegeneinander elektrisch isolierte Bleche 62 gebildet sind, die sich parallel zur Drehachse 32 erstrecken, so daß sich insgesamt jeder Polschuh 54 mit einer Längsrichtung 64 ungefähr parallel zur Drehachse 32 erstreckt und an seinen gegenüberliegenden Enden einen ersten Polschuhkopf 66 und einen zweiten Polschuhkopf 68 aufweist.As in 1 and 3 shown, includes the stator 20 a variety of stator units 52 , each of which has a pole piece 54 which is from a package 56 from stacked individual sheet layers 58 is formed in a stacking direction 60 lie on top of each other and by means of individual sheets which are electrically insulated from one another 62 are formed, which are parallel to the axis of rotation 32 extend so that each pole piece in total 54 with a longitudinal direction 64 approximately parallel to the axis of rotation 32 extends and at its opposite ends a first pole shoe head 66 and a second pole shoe head 68 having.

Jeder Polschuh 54 durchsetzt seinerseits einen Wickelkörper 70, mit einer Wickelkörperhülse 72, welche sich von einem ersten Endflansch 74 des Wickelkörpers 70 zu einem zweiten Endflansch 76 des Wickelkörpers 70 erstreckt.Every pole piece 54 in turn passes through a winding body 70 , with a winding core 72 , which differs from a first end flange 74 of the winding body 70 to a second end flange 76 of the winding body 70 extends.

Zwischen den Endflanschen 74 und 76 ist auf die Wickelkörperhülse 72 eine Spule 78 aufgewickelt.Between the end flanges 74 and 76 is on the winding core 72 a coil 78 wound.

Sämtliche Statoreinheiten 72 sind in einen aus einer ausgehärteten Einbettmasse, beispielsweise einer ausgehärteten Kunststoffmasse, gebildeten Trägerkörper 80 eingebettet, wobei das Einbetten beispielsweise durch Eingießen der Statoreinheiten 52 oder Umspritzen der Statoreinheiten 52 in einer entsprechenden Gießform bzw. Spritzgußform, erfolgt, so daß der Trägerkörper 80 die gesamten Statoreinheiten 52 des Stators 20 relativ zueinander positioniert hält und gleichzeitig die Spulen 78 auf den Wickelkörpern 70 mitsamt den Wickelkörpern 70 schützend umschließt.All stator units 72 are in a carrier body formed from a hardened investment material, for example a hardened plastic compound 80 embedded, the embedding for example by pouring the stator units 52 or overmolding the stator units 52 in a corresponding mold or injection mold, so that the carrier body 80 the entire stator units 52 of the stator 20 holds relative to each other while holding the coils 78 on the bobbins 70 together with the winding bodies 70 protectively encloses.

Beispielsweise ist der Trägerkörper 80 so ausgebildet, daß er selbst die erste Stirnseite 24 und die zweite Stirnseite 26 des Gehäusesegments 18 bildet, in welchen dann auch die Polschuhköpfe 66 und 68 mit ihren Stirnflächen 82 und 84 fluchtend zu den Stirnseiten 24 und 26 des Gehäusesegments 18 liegen.For example, the carrier body 80 trained so that he himself the first face 24 and the second face 26 of the housing segment 18 forms, in which then the pole shoe heads 66 and 68 with their end faces 82 and 84 aligned to the end faces 24 and 26 of the housing segment 18 lie.

Der Trägerkörper 80 ist ferner so ausgebildet, daß er gleichzeitig auch eine Außenmantelfläche 86 des Gehäusesegments 18 bildet, die somit auch gleichzeitig die Außenmantelfläche des Motorgehäuses 12 darstellt.The carrier body 80 is also designed so that it also has an outer surface 86 of the housing segment 18 forms, which thus also the outer surface of the motor housing 12 represents.

Ferner läßt sich der Trägerkörper 80 noch zusätzlich so formen, daß dieser auch die erste und zweite Lageraufnahme 46 und 48 für die Drehlager 42 und 44 sowie den zentralen Durchbruch 22 bildet.Furthermore, the carrier body 80 shape it so that it also supports the first and second bearings 46 and 48 for the pivot bearings 42 and 44 as well as the central breakthrough 22 forms.

Darüber hinaus umfaßt der Trägerkörper 80 die erste Rotorscheibe 36 und die zweite Rotorscheibe 38 radial außenliegend umschließende hülsenähnliche Fortsätze 92 und 94, wobei der sich über die erste Stirnseite 24 hinaus erstreckende erste hülsenähnliche Fortsatz 92 ein erstes Formschlußelement 96 trägt, während der zweite hülsenähnliche Fortsatz 94 mit einem zweiten Formschlußelement 98 versehen ist.In addition, the carrier body comprises 80 the first rotor disc 36 and the second rotor disc 38 radially outer enclosing sleeve-like extensions 92 and 94 , which extends over the first face 24 extending first sleeve-like extension 92 a first positive locking element 96 bears while the second sleeve-like extension 94 with a second positive locking element 98 is provided.

An dem ersten Formschlußelement 96 ist bei dem dargestellten ersten Ausführungsbeispiel gemäß 1 der erste Gehäusedeckel 14 gehalten und an dem zweiten Formschlußelement 98 der zweite Gehäusedeckel 16.On the first positive locking element 96 is in accordance with the illustrated first embodiment 1 the first housing cover 14 held and on the second positive locking element 98 the second housing cover 16 ,

Damit stellt der Trägerkörper 80 nicht nur ein die Statoreinheiten 52 relativ zueinander haltendes Teil dar, sondern weist gleichzeitig sämtliche für das Gehäusesegment 18 erforderlichen Teile, wie die Lageraufnahmen 46 und 48 sowie die Formschlußelemente 96 und 98 auf, so daß der Trägerkörper 80 gleichzeitig einen wesentlichen, sich zwischen den Gehäusedeckeln 14 und 16 erstreckenden Teil des Motorgehäuses 12 bildet, der aufgrund seiner Herstellung aus einer aushärtbaren Einbettmasse aus Kunststoffmaterial einerseits kostengünstig herstellbar und in die erforderliche Form bringbar ist, andererseits die Statoreinheiten 52, aufgrund von deren Einbettung in den Trägerkörper 80, zum einen exakt positioniert und zum anderen fest umschlossen und geschützt aufnimmt und außerdem, aufgrund seiner elektrisch isolierenden Eigenschaften, einen umfassenden Schutz für die Spulen 72 der Statoreinheiten 52 bildet.So that the carrier body 80 not just the stator units 52 part relative to each other, but at the same time has everything for the housing segment 18 required parts, such as the inventory 46 and 48 as well as the positive locking elements 96 and 98 on so that the support body 80 at the same time an essential, between the housing covers 14 and 16 extending part of the motor housing 12 forms, which due to its manufacture from a hardenable investment material made of plastic material is inexpensive to manufacture and can be brought into the required shape, and the stator units 52 , due to their embedding in the carrier body 80, on the one hand precisely positioned and, on the other hand, accommodates them in a tightly enclosed and protected manner and also, due to its electrically insulating properties, comprehensive protection for the coils 72 of the stator units 52 forms.

Im Zusammenhang mit der bisherigen Erläuterung der einzelnen Merkmale des erfindungsgemäßen Elektromotors 10 wurden keine spezifischen Angaben hinsichtlich der Ausbildung der Rotorscheiben 36 und 38 gemacht.In connection with the previous explanation of the individual features of the electric motor according to the invention 10 no specific information was given regarding the design of the rotor disks 36 and 38 made.

Jede der Rotorscheiben 36 und 38 umfaßt einen magnetischen Rückschlußkörper 102 aus weichmagnetischem Material, welcher gleichzeitig einen Träger für paarweise vorgesehene Magnetpole 104 bildet, welche mit einer Rückschlußseite 106 an dem Rückschlußkörper 102 anliegen und mit einer Luftspaltseite 108 den Stirnflächen 82 bzw. 84 der Polschuhköpfe 66 und 68 zugewandt sind, so daß sich zwischen den jeweiligen Luftspaltseiten 108 der Magnetpole 104 und den Stirnflächen 82 und 84 der Polschuhköpfe 66, 68 jeweils ein Luftspalt 110 bzw. 112 bildet.Each of the rotor disks 36 and 38 includes a magnetic yoke body 102 Made of soft magnetic material, which also serves as a support for magnetic poles provided in pairs 104 forms which with a back side 106 on the yoke body 102 and with an air gap side 108 the end faces 82 respectively. 84 the pole shoe heads 66 and 68 are facing so that there is between the respective air gap sides 108 the magnetic poles 104 and the end faces 82 and 84 the pole shoe heads 66 . 68 one air gap each 110 respectively. 112 forms.

Wie in 3 und 4 dargestellt, haben die Polschuhe 54 vorzugsweise eine trapezförmige Querschnittsfläche, so daß auch die Stirnflächen 82, 84, in 4 und 5 am Beispiel der Stirnflächen 82 dargestellt, trapezförmig sind, wobei eine kürzere Seite 114 von zwei parallelen Seiten 114, 116 des Trapezes der Drehachse 32 zugewandt angeordnet ist, während die lange Seite 116 der parallelen Seiten auf einer der Drehachse 32 abgewandten Seite des Trapezes liegt und beide Schenkel 118 und 120 des Trapezes sich zwischen den parallelen Seiten 114 und 116 von der Drehachse 32 weg erstrecken. Damit definieren die beiden Seiten 114 und 116 sowie die Endkonturen darstellenden Schenkel 118 und 120 eine erste Flächenform F1, welche relativ zu einer Umlaufbahn U, längs welcher sich die Magnetpole 104 bewegen, bei jeder der Statoreinheiten 52 in gleicher Weise ausgerichtet und angeordnet ist.As in 3 and 4 have shown the pole pieces 54 preferably a trapezoidal cross-sectional area, so that the end faces 82 . 84 , in 4 and 5 using the example of the end faces 82 are trapezoidal, with a shorter side 114 from two parallel sides 114 . 116 of the trapezoid of the axis of rotation 32 arranged facing is while the long side 116 of the parallel sides on one of the axes of rotation 32 facing away from the trapezoid and both legs 118 and 120 of the trapezoid between the parallel sides 114 and 116 from the axis of rotation 32 stretch away. This defines the two sides 114 and 116 as well as the legs representing the final contours 118 and 120 a first surface shape F1, which is relative to an orbit U, along which the magnetic poles 104 move at each of the stator units 52 is aligned and arranged in the same way.

Beispielsweise weist der Stator 20 insgesamt neun Statoreinheiten 521 bis 529 auf und somit insgesamt neun Stirnflächen 821 bis 829 mit der Flächenform F1 (3).For example, the stator 20 a total of nine stator units 52 1 to 52 9 on and thus a total of nine end faces 82 1 to 82 9 with the surface shape F1 ( 3 ).

Die Magnetpole 104 sind ferner, wie in 4 bis 10 dargestellt, beispielsweise in Form unmittelbar aufeinanderfolgender und dabei aneinander angrenzender Kreisringsegmente ausgebildet, welche in radialer Richtung R durch einen inneren Kreisbogen 124 und einen äußeren Kreisbogen 126 sowie in Richtung der Umlaufbahn U durch Endkonturen, beispielsweise geradlinig und in einem kleinen spitzen Winkel α zur radialen Richtung R verlaufende Endkanten 128 und 130, begrenzt sind, so daß jeder der Magnetpole 104 insgesamt eine zweite Flächenform F2 aufweist (4).The magnetic poles 104 are also, as in 4 to 10 shown, for example in the form of immediately successive and adjacent to each other circular ring segments, which in the radial direction R by an inner circular arc 124 and an outer arc 126 and in the direction of the orbit U through end contours, for example straight and at a small acute angle α to the radial direction R end edges 128 and 130 , are limited so that each of the magnetic poles 104 overall has a second surface shape F2 ( 4 ).

Um das Rastmoment zu reduzieren, entspricht die Zahl der Magnetpole 104, die stets paarweise vorgesehen sind, bei jeder der Rotorscheiben 36, 38 nicht der Zahl der Statoreinheiten 52, sondern die Rotorscheiben 36, 38 umfassen eine gerade Zahl von Magnetpolen 104, beispielsweise insgesamt je acht Magnetpole 1041 bis 1048 , wobei beispielsweise stets aufeinanderfolgende Magnetpole, also beispielsweise die Magnetpole 1041 und 1042 , 1043 und 1044 , 1045 und 1046 sowie 1047 und 1048 jeweils ein Paar bilden und somit beispielsweise die Magnetpole 1041 , 1043 , 1045 und 1047 dieselbe magnetische Polarität aufweisen und in gleicher Weise auch die Magnetpole 1042 , 1044 , 1046 und 1048 .To reduce the cogging torque, the number of magnetic poles corresponds 104 , which are always provided in pairs, for each of the rotor disks 36 . 38 not the number of stator units 52 but the rotor disks 36 . 38 include an even number of magnetic poles 104 , for example a total of eight magnetic poles each 104 1 to 104 8 , with, for example, successive magnetic poles, for example the magnetic poles 104 1 and 104 2 . 104 3 and 104 4 . 104 5 and 104 6 such as 104 7 and 104 8 each form a pair and thus, for example, the magnetic poles 104 1 . 104 3 . 104 5 and 104 7 have the same magnetic polarity and in the same way the magnetic poles 104 2 . 104 4 . 104 6 and 104 8 ,

Auf ihrem Weg längs der Umlaufbahn U bewegen sich nunmehr die Magnetpole 104 mit ihrer zweiten Flächenform F2, die für jeden der Magnetpole 104 identisch ist, über die ersten Flächenformen F1 der Stirnflächen 82 bzw. 84 der Polschuhe 54 hinweg, wobei die Bestromung der Spulen 78 der einzelnen Statoreinheiten 52 in bekannter Art und Weise wie bei einem Linearmotor erfolgt, um die beispielsweise in Richtung der Umlaufbahn U alternierende Polarität aufweisenden Magnetpole 104 auf der Umlaufbahn U zu bewegen.The magnetic poles now move along their orbit U. 104 with its second surface shape F2, which is for each of the magnetic poles 104 is identical, via the first surface shapes F1 of the end faces 82 respectively. 84 the pole shoes 54 away, energizing the coils 78 of the individual stator units 52 takes place in a known manner as in the case of a linear motor, around the magnetic poles which have polarity, for example, alternating in the direction of the orbit U. 104 to move in orbit U.

Vorzugsweise ist dabei im Fall zweier Rotorscheiben 36, 38 vorgesehen, daß die Magnetpole 104 der ersten Rotorscheibe 36 gegenüber den Magnetpolen 104 der zweiten Rotorscheibe 38 um einen Drehwinkel versetzt angeordnet sind, um das Laufverhalten des Rotors 30 zu verbessern.It is preferable in the case of two rotor disks 36 . 38 provided that the magnetic poles 104 the first rotor disc 36 towards the magnetic poles 104 the second rotor disc 38 are arranged offset by an angle of rotation to the running behavior of the rotor 30 to improve.

Wie in 5 bis 10 dargestellt, ist vorzugsweise die zweite Flächenform F2 so ausgebildet, daß sie in der Lage ist, in mindestens einer oder auch in mehreren Stellungen (5 und 10), die erste Flächenform F1 vollständig zu überdecken, so daß eine maximale Überdeckungsfläche UEF5 entsteht, deren Flächeninhalt dem der Flächenform F1 entspricht. Die zweite Flächenform F2 erstreckt sich außerdem selbst bei vollständiger Überdeckung der ersten Flächenform F1 in Richtung 132 der Umlaufbahn U über einen diese vollständige Überdeckung bewirkenden Bereich BUE der zweiten Flächenform F2 hinaus und weist somit beiderseits des Bereichs BUE liegende Randbereiche RBV und RBH auf.As in 5 to 10 shown, the second surface shape F2 is preferably designed such that it is able to move in at least one or also in several positions ( 5 and 10 ) to completely cover the first surface shape F1, so that a maximum covering surface UEF 5 arises, the surface area of which corresponds to that of the surface shape F1. The second surface shape F2 also extends in the direction even when the first surface shape F1 is completely covered 132 of the orbit U beyond an area BUE of the second surface shape F2 which causes this complete coverage and thus has edge areas RBV and RBH lying on both sides of the area BUE.

Vorzugsweise erstreckt sich dabei jedes der einen Magnetpol 104 bildenden Kreisringsegmente über einen Winkelbereich WB, der einem Winkel entspricht, welcher größer als 360° geteilt durch die Zahl der Statoreinheiten 52 ist.Each of the one magnetic pole preferably extends 104 circular ring segments over an angular range WB, which corresponds to an angle which is greater than 360 ° divided by the number of stator units 52 is.

Im Fall des ersten Ausführungsbeispiels mit neun Statoreinheiten 52 und acht Magnetpolen 104 beträgt der Winkelbereich WB 45°.In the case of the first embodiment with nine stator units 52 and eight magnetic poles 104 the angular range WB is 45 °.

In 5 bis 10 ist in einzelnen Phasen dargestellt, wie sich beispielsweise der Magnetpol 1041 über die Stirnfläche 821 mit zunehmender Überdeckung bewegt, während sich außerdem der Magnetpol 1041 mit abnehmender Überdeckung über die Stirnfläche 822 bewegt, und wie sich jeweils die Überdeckung in Abhängigkeit zu einem auf der Umlaufbahn U zurückgelegten Weg verhält.In 5 to 10 is shown in individual phases, such as the magnetic pole 104 1 over the face 82 1 moves with increasing coverage, while also the magnetic pole 104 1 with decreasing coverage over the face 82 2 moves, and how the overlap behaves depending on a path covered on the orbit U.

Wird beispielsweise, wie in 5 dargestellt, der Magnetpol 1041 so weit auf der Umlaufbahn U bewegt, daß die Endkante 128 der zweiten Flächenform F2 den Schenkel 120 der ersten Flächenform F1 berührt, so ist die Überdeckungsfläche UEF1 gleich Null, wobei diese Stellung in der Wegposition W1 erreicht wird. In 6 ist zu erkennen, daß bei Weiterbewegen der Endkante 128 der zweiten Flächenform F2 über die erste Flächenform F1 der Stirnfläche 821 hinweg bis zur Wegposition W2 eine Überdeckungsfläche UEF2 entsteht, die eine Dreiecksfläche ist. Erfolgt ein Weiterbewegen des Magnetpols 1041 auf der Umlaufbahn U, so ist beispielsweise dann, wenn die Wegposition W3 erreicht ist, eine Überdeckung UEF3 zwischen der zweiten Flächenform F2 und der ersten Flächenform F1 erreicht, welche größer ist als die Überdeckungsfläche UEF2, wobei im Verlauf der Bewegung des Magnetpols 1041 auf der Umlaufbahn U von der Wegposition W1 zur Wegposition W3 die Überdeckungsfläche UEF nicht-linear mit dem zurückgelegten Weg zwischen den Wegpositionen W1 und W3 zunimmt, sondern beispielsweise ungefähr quadratisch mit dem zwischen der Wegposition W1 und W3 zurückgelegten Weg, wie in 11 dargestellt.For example, as in 5 shown, the magnetic pole 104 1 moved so far on the orbit U that the end edge 128 the second surface shape F2 the leg 120 touches the first surface shape F1, the overlap surface UEF 1 is zero, this position being reached in the path position W 1 . In 6 can be seen that when moving the end edge 128 the second surface shape F2 over the first surface shape F1 of the end face 82 1 a covering area UEF 2 is formed up to the path position W 2 , which is a triangular area. If the magnetic pole continues to move 104 1 on the orbit U, for example, when the path position W 3 is reached, an overlap UEF 3 between the second surface shape F2 and the first surface shape F1 is achieved, which is larger than the overlap surface UEF 2 , with the course of the movement of the magnetic pole 104 1 on the orbit U from the path position W 1 to the path position W 3, the coverage area UEF does not increase linearly with the distance covered between the path positions W 1 and W 3 , but for example approximately quadratic with the distance covered between the path positions W 1 and W 3 , as in 11 shown.

Ungefähr ab der in 7 dargestellten Wegposition W3 schneidet die Endkante 128 beide parallelen Seiten 114 und 116 der ersten Flächenform F1 und ab diesem Moment nimmt die Überdeckungsfläche UEF ungefähr linear zu, bis zum Erreichen der Wegposition W4 mit der Überdeckungsfläche UEF4, wie in 8 dargestellt.Approximately from the in 7 shown path position W 3 intersects the end edge 128 both parallel sides 114 and 116 the first surface shape F1 and from this moment on, the overlap area UEF increases approximately linearly until the path position W 4 is reached with the overlap area UEF 4 , as in FIG 8th shown.

Ein Weiterbewegen des Magnetpols 1041 mit der Flächenform F2 führt dann, wenn in der Wegposition W5 die Endkante 128 den Schenkel 118 der ersten Flächenform F1 erreicht hat, zu einer vollständigen Überdeckung der ersten Flächenform F1 mit der zweiten Flächenform F2 bei Erreichen einer Überdeckungsfläche UEF5, welche der ersten Flächenform F1 entspricht.Moving the magnetic pole 104 1 with the surface shape F2 leads when the end edge in the path position W 5 128 the thigh 118 has reached the first surface shape F1, for a complete overlap of the first surface shape F1 with the second surface shape F2 on reaching an overlap surface UEF 5 which corresponds to the first surface shape F1.

Zwischen der Wegposition W4 und der Wegposition W5 nimmt außerdem die Überdeckungsfläche UEF nicht mehr linear mit dem zurückgelegten Weg auf der Umlaufbahn U zu, sondern nicht-linear, wie sich aus den 8, 9 und 11 entnehmen läßt.Between the path position W 4 and the path position W 5 , the overlap area UEF no longer increases linearly with the path covered in the orbit U, but non-linearly, as is apparent from FIGS 8th . 9 and 11 can be removed.

Ab der Wegposition W5 bleibt, wie in 10 am Beispiel der Wegposition W6 dargestellt, die Größe der Überdeckungsfläche UEF5 erhalten, und zwar so lange, bis die Endkante 130 den Schenkel 120 der ersten Flächenform F1 der Stirnfläche 821 erreicht (11).From path position W 5 , as in 10 Using the example of the path position W 6 , the size of the overlap area UEF 5 is obtained until the end edge 130 the thigh 120 the first surface shape F1 of the end face 82 1 reached ( 11 ).

In diesem Fall beginnt dann, wie aus 7 bis 10 am Beispiel der Überdeckung der Stirnfläche 821 und 12 erkennbar, aus denselben Gründen wie bei der Zunahme der Überdeckungsfläche UEF beschrieben, die Überdeckungsfläche UEF ausgehend von der Überdeckungsfläche UEF5 zunächst nicht-linear abzunehmen, so lange bis die Endkante 130 die beiden parallelen Seiten 114 und 116 schneidet, dann erfolgt eine lineare Abnahme der Überdeckungsfläche UEF und schließlich ebenfalls eine nicht-lineare Abnahme, während der Phase, während der die Endkante 130 den Schenkel 118 und die Seite 116 schneidet, so lange, bis die Überdeckungsfläche zwischen dem Magnetpol 1041 und der Stirnfläche 821 Null ist.In this case, how starts 7 to 10 using the example of covering the end face 82 1 and 12 recognizable, for the same reasons as described for the increase in the coverage area UEF, the coverage area UEF, starting from the coverage area UEF 5, is initially to be decreased non-linearly until the end edge 130 the two parallel sides 114 and 116 intersects, then there is a linear decrease in the coverage area UEF and finally also a non-linear decrease during the phase during which the end edge 130 the thigh 118 and the side 116 cuts until the overlap area between the magnetic pole 104 1 and the face 82 1 Is zero.

In den 5 bis 10 ist außerdem erkennbar, daß dadurch, daß die Zahl der Magnetpole 104 geringer ist als die Zahl der Statoreinheiten 52 und die Magnetpole 104 unmittelbar aneinander anschließend auf der jeweiligen Rotorscheibe 36 oder 38 angeordnet sind, der Winkelbereich WB der Magnetpole 104 so groß ist, daß ein Magnetpol 104 während großer Abschnitte seines Wegs auf der Umlaufbahn U sich über zwei Stirnflächen 82, beispielsweise die Stirnflächen 821 und 822 von aufeinanderfolgenden Statoreinheiten 52 erstreckt, wobei die aufeinanderfolgend angeordneten Statoreinheiten 52 umgekehrt magnetisiert werden, d. h. daß jeder der Magnetpole 104 auf weiten Abschnitten seines Wegs längs der Umlaufbahn U die Wirkung zweier entgegengesetzt magnetisierter Statoreinheiten 52 erfährt.In the 5 to 10 can also be seen that the fact that the number of magnetic poles 104 is less than the number of stator units 52 and the magnetic poles 104 directly next to each other on the respective rotor disc 36 or 38 are arranged, the angular range WB of the magnetic poles 104 is so large that a magnetic pole 104 during large sections of its path in orbit U over two end faces 82 , for example the end faces 82 1 and 82 2 of successive stator units 52 extends, the successively arranged stator units 52 be magnetized in reverse, that is, each of the magnetic poles 104 on large sections of its path along the orbit U, the effect of two oppositely magnetized stator units 52 experiences.

Aufgrund der Tatsache, daß die Überdeckungsfläche UEF auf dem Wegabschnitt zwischen der Wegposition W1 und W3 nicht-linear mit dem zurückgelegten Weg zunimmt und auf dem Wegabschnitt zwischen der Wegposition W4 und W5 abweichend von einem linearen Verhalten zunimmt, während gleichzeitig zumindest noch eine teilweise Überdeckung dieses Magnetpols 1041 mit der vorausgehenden Stirnfläche 822 besteht, läßt sich das Rastmoment des ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Elektromotors 10 möglichst günstig wählen und insbesondere möglichst gering halten.Due to the fact that the coverage area UEF increases on the path section between the path positions W 1 and W 3 non-linearly with the distance covered and on the path section between the path positions W 4 and W 5 increases deviating from a linear behavior, while at the same time still a partial coverage of this magnetic pole 104 1 with the previous face 82 2 there is, the cogging torque of the first embodiment of the electric motor according to the invention 10 Choose as cheaply as possible and in particular keep it as low as possible.

Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel eines endungsgemäßen Elektromotors, dargestellt in den 13 bis 19, sind die Stirnflächen 82 der Statoreinheiten 52 in gleicher Weise ausgebildet wie beim ersten Ausführungsbeispiel.In a second embodiment of an electric motor according to the invention, shown in FIGS 13 to 19 , are the end faces 82 of the stator units 52 trained in the same way as in the first embodiment.

Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel sind allerdings die Magnetpole 104' mit einer Flächenform F2' versehen, die von der zweiten Flächenform F2 des ersten Ausführungsbeispiels abweicht.In the second embodiment, however, the magnetic poles are 104 ' provided with a surface shape F2 'which differs from the second surface shape F2 of the first embodiment.

Beispielsweise ist die zweite Flächenform F2' beim zweiten Ausführungsbeispiel ebenfalls ähnlich der eines Trapezes ausgebildet, wobei allerdings der innere Kreisbogen 124' länger ist als der äußere Kreisbogen 126' und die Endkanten 128', 130' Schenkel der trapezähnlichen Form bilden, die in spitzen Winkeln β1 bzw. β2 zur radialen Richtung R verlaufen, wobei die Winkel β1, β2 gleich groß oder verschieden groß sein können.For example, the second surface shape F2 'in the second exemplary embodiment is likewise similar to that of a trapezoid, but with the inner circular arc 124 ' is longer than the outer arc 126 ' and the end edges 128 ' . 130 ' Form legs of the trapezoidal shape, which extend at acute angles β 1 and β 2 to the radial direction R, wherein the angles β 1 , β 2 can be the same size or different sizes.

Die Überdeckung zwischen der ersten Flächenform F1 und der zweiten Flächenform F2' beginnt dann, wenn die Endkante 128' den Schenkel 120 der ersten Flächenform F1 berührt, wie in 13 dargestellt.The overlap between the first surface shape F1 and the second surface shape F2 'begins when the end edge 128 ' the thigh 120 touches the first surface shape F1, as in 13 shown.

Bei weiterer Bewegung des Magnetpols 104'1 auf der Umlaufbahn U schneidet die Endkante 128' sowohl den Schenkel 120 der ersten Flächenform F1 als auch die Seite 114 derselben, wobei eine Überdeckungsfläche UEF'2, die dreiecksähnlich ist, entsteht.With further movement of the magnetic pole 104 ' 1 the end edge intersects on the orbit U. 128 ' both the thigh 120 the first surface shape F1 as well as the side 114 The same, whereby an overlap area UEF ' 2 , which is triangular-like, arises.

Bei weiterer Bewegung der Endkante 128' vergrößert sich die Überdeckungsfläche UEF' zur Überdeckungsfläche UEF'3, wobei die Überdeckungsfläche UEF'3 dann erreicht ist, wenn der Magnetpol 1041' die Wegposition W'3 erreicht hat.With further movement of the end edge 128 ' the coverage area UEF 'increases to the coverage area UEF' 3 , the coverage area UEF ' 3 being reached when the magnetic pole 104 1 ' has reached the path position W ' 3 .

In gleicher Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel nimmt von der Wegposition W'1 bis zur Wegposition W'3 die Überdeckungsfläche UEF' nicht-linear, beispielsweise ungefähr quadratisch, zu.In the same way as in the first exemplary embodiment, the covering area UEF 'increases non-linearly, for example approximately square, from the path position W' 1 to the path position W ' 3 .

Ab Erreichen der Wegposition W'3 bis zu einer in 16 dargestellten Wegposition W4 nimmt die Überdeckungsfläche UEF' bis zur Überdeckungsfläche UEF'4 linear mit dem auf der Umlaufbahn U durchlaufenen Weg zu. Beim Weiterbewegung des Magnetpols 104'1 relativ zur Stirnfläche 821 nimmt die Überdeckungsfläche UEF' weiter zu, aber nicht mehr linear, sondern abweichend von einem linearen Verhalten zu, bis die maximale Überdeckungsfläche UEF'5, wie in 17 dargestellt, erreicht ist.From reaching the path position W ' 3 to one in 16 shown path position W 4 , the coverage area UEF 'to the coverage area UEF' 4 increases linearly with the route traversed on the orbit U. When moving the magnetic pole 104 ' 1 relative to the face 82 1 the coverage area UEF 'increases further, but no longer linearly, but deviates from a linear behavior until the maximum coverage area UEF' 5 , as in 17 shown, is reached.

In der Wegposition W'5 hat dann der Magnetpol 104'1 die Stirnfläche 821 vollständig überdeckt, so daß die Überdeckungsfläche UEF'5 die maximal erreichbare Überdeckungsfläche ist.The magnetic pole then has in the path position W ' 5 104 ' 1 the face 82 1 completely covered so that the coverage area UEF ' 5 is the maximum coverage area achievable.

Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel sind ferner die zweiten Flächenformen F2' so gewählt, daß aufeinanderfolgende Magnetpole 104' in Richtung der Umlaufbahn U einen Abstand voneinander aufweisen, d. h. also nicht mehr unmittelbar aneinander anschließen. Dies hat zur Folge, daß, wie ebenfalls in 13 bis 17 erkennbar, die Wegabschnitte des jeweiligen Magnetpols 104' auf der Umlaufbahn kürzer sind, bei welchen ein Magnetpol 104' gleichzeitig zwei Stirnflächen 82, beispielsweise die Stirnflächen 821 und 822 , überdeckt.In the second embodiment, the second surface shapes F2 'are also selected so that successive magnetic poles 104 ' have a distance from one another in the direction of the orbit U, ie no longer connect directly to one another. As a result, as also in 13 to 17 recognizable, the path sections of the respective magnetic pole 104 ' are shorter in orbit where a magnetic pole 104 ' two faces at the same time 82 , for example the end faces 82 1 and 82 2 , covered.

Bei einem dritten Ausführungsbeispiel ist, wie in 18 und 19 dargestellt, der Stator 20' mit Statoreinheiten 52' versehen, welche im Querschnitt rechteckförmige Polschuhe 54' aufweisen, die den Vorteil haben, daß die Pakete 56' aus gestapelten einzelnen Blechlagen 58 aus Blechen 62' herstellbar sind, die alle dieselbe Form aufweisen, so daß sich dadurch die Fertigung der Statoreinheiten 52' weiter vereinfacht.In a third embodiment, as in 18 and 19 shown, the stator 20 ' with stator units 52 ' provided which pole pieces are rectangular in cross section 54 ' have the advantage that the packets 56 ' from stacked individual sheet layers 58 from sheet metal 62 ' can be produced, all of which have the same shape, so that the manufacture of the stator units 52 ' further simplified.

Bei diesen Statoreinheiten 52' sind die Stirnflächen 82' dann ebenfalls rechteckförmig, vorzugsweise quadratisch, so daß die erste Flächenform F1' ebenfalls eine quadratische Flächenform ist, bei welcher die beiden parallelen Seiten 114' und 116' gleich lang sind und die sich zwischen diesen erstreckenden Schenkel 118' und 120' ebenfalls gleich lang sind.With these stator units 52 ' are the end faces 82 ' then also rectangular, preferably square, so that the first surface shape F1 'is also a square surface shape in which the two parallel sides 114 ' and 116 ' are of equal length and the legs extending between them 118 ' and 120 ' are also of equal length.

Ferner sind auch die Schenkel 118' und 120' der ersten Flächenform F1' gleich lang.Furthermore, the legs are also 118 ' and 120 ' the first surface shape F1 'of equal length.

Bei dem dritten Ausführungsbeispiel sind die Magnetpole 104'' als Kreisringsegmente ausgebildet, deren innerer Kreisbogen 124'' kürzer ist als der äußere Kreisbogen 126'' und die durch die Endkanten 128'' und 130'' begrenzt sind, die beispielsweise so ausgebildet sind, daß einander zugewandte Endkanten, beispielsweise die Endkante 128'' des Magnetpols 104''2 und die Endkante 130'' des Magnetpols 104''1 ungefähr parallel zueinander verlaufen, so daß die Endkanten 128'' und 130'' in einem spitzen Winkel γ zur radialen Richtung R verlaufen.In the third embodiment, the magnetic poles 104 '' formed as circular ring segments, the inner circular arc 124 '' is shorter than the outer arc 126 '' and through the end edges 128 '' and 130 '' are limited, which are designed, for example, so that mutually facing end edges, for example the end edge 128 '' of the magnetic pole 104 '' 2 and the end edge 130 '' of the magnetic pole 104 '' 1 run approximately parallel to each other so that the end edges 128 '' and 130 '' run at an acute angle γ to the radial direction R.

Dies führt, wie in 20 bis 24 dargestellt, auch bei dem dritten Ausführungsbeispiel dazu, daß zunächst bei beginnender Überdeckung der ersten Flächenform F1' mit der zweiten Flächenform F2'' die Überdeckungsfläche UEF'' nichtlinear zunimmt, dann weiter linear zunimmt und bei endender Überdeckung ebenfalls nicht-linear weiter zunimmt.This leads, as in 20 to 24 shown, also in the third exemplary embodiment, that initially when the first surface shape F1 'begins to overlap with the second surface shape F2'', the overlap area UEF''increases nonlinearly, then increases linearly and also increases nonlinearly when the overlap ends.

Ferner ist aus 20 bis 24 am Beispiel der Überdeckungsfläche UEF'' zwischen der Flächenform F2'' und der Stirnfläche 82''2 erkennbar, daß die Überdeckungsfläche UEF'', wie in 20 und 21 anhand der Überdeckungsflächen UEF''6 und UEF''7 erkennbar, zunächst nicht-linear abnimmt, dann linear abnimmt, wie beispielsweise in 22 erkennbar, und dann, wie in 23 erkennbar, wiederum bei abnehmender Überdeckung nicht-linear abnimmt.Furthermore is off 20 to 24 using the example of the cover area UEF '' between the area shape F2 '' and the end face 82 '' 2 recognizable that the coverage area UEF '', as in 20 and 21 recognizable from the coverage areas UEF '' 6 and UEF '' 7 , initially decreasing non-linearly, then decreasing linearly, as for example in 22 recognizable, and then, as in 23 recognizable, again decreases non-linearly with decreasing coverage.

Bei einem vierten Ausführungsbeispiel, dargestellt in den 25 bis 28, welches eine Modifikation des dritten Ausführungsbeispiels darstellt, ist die zweite Flächenform F2''' so ausgebildet, daß sie zwar ebenfalls durch einen inneren Kreisbogen 124''' und einen äußeren Kreisbogen 126''' in radialer Richtung R begrenzt ist, jedoch in Richtung der Umlaufbahn U sind keine geradlinig verlaufenden Endkanten vorhanden, sondern die zweite Flächenform F2''' weist in Richtung 132 der Umlaufbahn U mit einer Spitze 138 und 140 versehene Endkonturen 128''', 130''' auf, die ausgehend von den Kreisbögen 124''' und 126''' sich zu den Spitzen 138 bzw. 140 hin verjüngend verlaufen.In a fourth embodiment, shown in FIGS 25 to 28 , which represents a modification of the third exemplary embodiment, the second surface shape F2 '''is designed in such a way that it also has an inner circular arc 124 ''' and an outer arc 126 ''' is limited in the radial direction R, but in the direction of the orbit U there are no rectilinear end edges, but the second surface shape F2 '''points in the direction 132 the orbit U with a tip 138 and 140 provided end contours 128 ''' . 130 ''' on that starting from the arcs 124 ''' and 126 ''' yourself to the top 138 respectively. 140 tapered.

Bewegt sich nun ein mit einer derartigen zweiten Flächenform F2''' versehener Magnetpol 104'''1 über die Stirnfläche 82'1 , so ergibt sich eine stark nichtlineare Zunahme der Überlappungsfläche UEF''', wie anhand der Überlappungsflächen UEF'''2 und UEF'''3 in 26 und 27 erkennbar ist.Now moves a magnetic pole provided with such a second surface shape F2 ''' 104 ''' 1 over the face 82 ' 1 , there is a strongly nonlinear increase in the overlap area UEF ''', as is the case with the overlap areas UEF''' 2 and UEF ''' 3 in 26 and 27 is recognizable.

Wie in 28 erkennbar, existiert dabei im wesentlichen eine Stellung, in welcher eine maximale Überdeckungsfläche UEF'''5 erreichbar ist, und die beiden seitlich des Bereichs BUE''' des zweiten Flächenbereichs F2''' liegenden Randbereich RBV''' und RBH''' sind hinsichtlich ihres Flächeninhalts durch die Endkonturen 128''' und 130''' bestimmt, so daß die Randbereiche RBV''' und RBH''' dafür verantwortlich sind, daß bei Beginn der Überdeckung und kurz vor Beenden der Überdeckung die Überdeckungsfläche UEF''' nicht-linear zunimmt bzw. nicht-linear abnimmt.As in 28 recognizable, there is essentially a position in which a maximum coverage area UEF ''' 5 can be reached, and the two edge areas RBV''' and RBH '''lying to the side of the area BUE''' of the second area area F2 ''' are in terms of their surface area through the final contours 128 ''' and 130 ''' determined, so that the edge areas RBV '''andRBH''' are responsible for the fact that at the beginning of the coverage and shortly before the end of the coverage, the coverage area UEF '''increases non-linearly or decreases non-linearly.

1010
Elektromotorelectric motor
1212
Motorgehäusemotor housing
1414
erster Gehäusedeckelfirst housing cover
1616
zweiter Gehäusedeckelsecond housing cover
1818
Gehäusesegmenthousing segment
2020
Statorstator
2222
Durchbruchbreakthrough
2424
erste Stirnseitefirst front
2626
zweite Stirnseitesecond front
3030
Rotorrotor
3232
Drehachseaxis of rotation
3434
Rotorwellerotor shaft
3636
erste Rotorscheibefirst rotor disc
3838
zweite Rotorscheibesecond rotor disc
4242
Drehlagerpivot bearing
4444
Drehlagerpivot bearing
4646
erste Lageraufnahmefirst bearing seat
4848
zweite Lageraufnahmesecond bearing seat
5252
Statoreinheitstator
5454
Polschuhpole
5656
Paketpackage
5858
Blechlagensheet metal layers
6060
Stapelrichtungstacking direction
6262
Blechsheet
6464
Längsrichtunglongitudinal direction
6666
erster Polschuhkopffirst Polschuhkopf
6868
zweiter Polschuhkopfsecond Polschuhkopf
7070
Wickelkörperbobbin
7272
WickelkörperhülseBobbin sleeve
7474
erster Endflanschfirst end flange
7676
zweiter Endflanschsecond end flange
7878
SpuleKitchen sink
8080
Trägerkörpersupport body
8282
Stirnflächeface
8484
Stirnflächeface
8686
AußenmantelflächeOuter casing surface
9292
Fortsätzeprojections
9494
Fortsätzeprojections
9696
erstes Formschlußelementfirst Positive-locking element
9898
zweites Formschlußelementsecond Positive-locking element
102102
RückschlußkörperReturn body
104104
Magnetpolemagnetic poles
106106
RückschlußseiteConclusion Page
108108
LuftspaltseiteAir gap side
110110
Luftspaltair gap
112112
Luftspaltair gap
114114
parallele Seiteparallel page
116116
parallele Seiteparallel page
118118
Endkontur, Schenkelfinal contour, leg
120120
Endkontur, Schenkelfinal contour, leg
F1F1
erste Flächenformfirst surface shape
UU
Umlaufbahnorbit
RR
radiale Richtungradial direction
124124
innerer Kreisbogeninternal arc
126126
äußerer Kreisbogenouter arc
128128
Endkontur, Endkantefinal contour, end edge
130130
Endkontur, Endkantefinal contour, end edge
F2F2
zweite Flächenformsecond surface shape
132132
Richtung der Umlaufbahndirection the orbit
BUEBUE
Bereich von F2 bei vollständiger Überdeckung von F1 und F2Area of F2 with complete coverage of F1 and F2
RBHRBH
Randbereichborder area
RBVRBV
Randbereichborder area
UEFUEF
ÜberdeckungsflächeCoverage area
WW
Wegpositiontravel position
138138
Spitzen der Endkonturensharpen the final contours
140140
Spitzen der Endkonturensharpen the final contours

Claims (21)

Elektromotor (10) umfassend ein Motorgehäuse (12), einen im Motorgehäuse (12) um eine Drehachse (32) drehbar gelagerten Rotor (30) mit in azimutaler Richtung zur Drehachse (32) aufeinanderfolgend angeordneten Magnetpolen (104) und einen im Motorgehäuse (12) angeordneten Stator (20) aus um die Drehachse (32) herum angeordneten Statoreinheiten (52), welche mindestens einer Rotorscheibe (36, 38) des Rotors (30) zugewandte Polschuhköpfe (66, 68) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Polschuhköpfe (66, 68) eine erste Flächenform (F1) und die Magnetpole (104) eine zweite Flächenform (F2) aufweisen und daß die beiden Flächenformen (F1, F2) derart ausgebildet sind und sich derart relativ zueinander längs einer Umlaufbahn (U) bewegen, daß bei beginnender Überdeckung der Flächenformen (F1, F2) eine Überdeckungsfläche (UEF) nicht-linear mit der Weglänge auf der Umlaufbahn (U) zunimmt.Electric motor ( 10 ) comprising a motor housing ( 12 ), one in the motor housing ( 12 ) around an axis of rotation ( 32 ) rotatably mounted rotor ( 30 ) with in the azimuthal direction to the axis of rotation ( 32 ) successively arranged magnetic poles ( 104 ) and one in the motor housing ( 12 ) arranged stator ( 20 ) around the axis of rotation ( 32 ) arranged around stator units ( 52 ) which have at least one rotor disc ( 36 . 38 ) of the rotor ( 30 ) facing pole shoe heads ( 66 . 68 ), characterized in that the pole shoe heads ( 66 . 68 ) a first surface shape (F1) and the magnetic poles ( 104 ) have a second surface shape (F2) and that the two surface shapes (F1, F2) are designed and move relative to each other along an orbit (U) such that when the surface shapes (F1, F2) begin to overlap, a cover area (UEF) increases non-linearly with the path length on the orbit (U). Elektromotor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Polschuhköpfe (66, 68) eine erste Flächenform (F1) und die Magnetpole (104) eine zweite Flächenform (F2) aufweisen und daß die Flächenformen (F1, F2) derart ausgebildet sind und sich derart relativ zueinander längs einer Umlaufbahn (U) bewegen, daß kurz vor Beendigung der Überdeckung der Flächenformen (F1, F2) die Überdeckungsfläche (UEF) nicht-linear mit der Weglänge auf der Umlaufbahn (U) abnimmt.Electric motor according to the preamble of claim 1 or according to claim 1, characterized in that the pole shoe heads ( 66 . 68 ) a first surface shape (F1) and the magnetic poles ( 104 ) have a second surface shape (F2) and that the surface shapes (F1, F2) are designed and move relative to each other along an orbit (U) that shortly before the covering of the surface shapes (F1, F2) ends, the covering surface (UEF ) decreases non-linearly with the path length on the orbit (U). Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die ersten Flächenform (F1) und die zweite Flächenform (F2) unterscheiden.Electric motor according to claim 1, characterized in that itself the first surface shape (F1) and the second surface shape (F2) differentiate. Elektromotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die erste Flächenform (F1) und die zweite Flächenform (F2) hinsichtlich ihrer Außenkontur unterscheiden.Electric motor according to claim 3, characterized in that itself the first surface shape (F1) and the second surface shape (F2) with regard to their outer contour differ. Elektromotor nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die erste Flächenform (F1) und die zweite Flächenform (F2) hinsichtlich ihres Flächeninhalts unterscheiden.Electric motor according to claim 3 or 4, characterized in that itself the first surface shape (F1) and the second surface shape (F2) in terms of their area differ. Elektromotor nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich die erste Flächenform (F1) und die zweite Flächenform (F2) hinsichtlich ihrer relativen Anordnung zur Umlaufbahn (U) der zweiten Flächenform (F2) unterscheiden.Electric motor according to one of claims 3 to 5, characterized in that the first surface Chenform (F1) and the second surface shape (F2) in terms of their relative arrangement to the orbit (U) of the second surface shape (F2). Elektromotor nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Flächenform (F1) und die zweite Flächenform (F2) durch die Bewegung der zweiten Flächenform (F2) auf der Umlaufbahn (U) in eine Stellung bringbar sind, in welcher die zweite Flächenform (F2) die erste Flächenform (F1) mit maximaler Überdeckungsfläche (UEF5) überdeckt.Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that the first surface shape (F1) and the second surface shape (F2) can be brought into a position by the movement of the second surface shape (F2) on the orbit (U), in which the second surface shape (F2) covers the first surface shape (F1) with the maximum coverage area (UEF 5 ). Elektromotor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale Überdeckungsfläche (UEF5) der Fläche mindestens einer (F1) der Flächenformen (F1, F2) entspricht.Electric motor according to Claim 7, characterized in that the maximum covering area (UEF 5 ) corresponds to the area of at least one (F1) of the area shapes (F1, F2). Elektromotor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die andere (F2) der Flächenformen (F1, F2) größer ist als die eine Flächenform (F1).Electric motor according to claim 8, characterized in that the other (F2) of the surface shapes (F1, F2) is larger than the one surface shape (F1). Elektromotor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die andere (F2) der Flächenformen (F1, F2) in Richtung (132) der Umlaufbahn (U) eine größere Ausdehnung als die maximale Überdeckungsfläche (UEF5) aufweist.Electric motor according to claim 9, characterized in that the other (F2) of the surface shapes (F1, F2) in the direction ( 132 ) of the orbit (U) has a greater extent than the maximum coverage area (UEF 5 ). Elektromotor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß sich die andere (F2) der Flächenformen (F1, F2) in Richtung (132) der Umlaufbahn (U) über einen der maximalen Überdeckungsfläche (UEF5) entsprechenden Bereich (BUE) mit mindestens einem Randbereich (RBV, RBH) hinaus erstreckt.Electric motor according to claim 10, characterized in that the other (F2) of the surface shapes (F1, F2) in the direction ( 132 ) of the orbit (U) extends beyond an area (BUE) corresponding to the maximum coverage area (UEF 5 ) with at least one edge area (RBV, RBH). Elektromotor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die andere (F2) der Flächenformen (F1, F2) in Richtung (132) der Umlaufbahn (U) gesehen auf gegenüberliegenden Seiten des einer maximalen Überdeckungsfläche (UEF5) entsprechenden Bereichs (BUE) Randbereiche (RBH, RBV) aufweist.Electric motor according to claim 11, characterized in that the other (F2) of the surface shapes (F1, F2) in the direction ( 132 ) of the orbit (U) seen on opposite sides of the area (BUE) corresponding to a maximum coverage area (UEF 5 ) edge areas (RBH, RBV). Elektromotor nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die andere (F2) der Flächenformen (F1, F2) in Richtung (132) der Umlaufbahn (U) eine Ausdehnung über einen Winkelbereich (WB) aufweist, welcher größer ist als 360° geteilt durch die Zahl der Statoreinheiten (52).Electric motor according to one of claims 10 to 12, characterized in that the other (F2) of the surface shapes (F1, F2) in the direction ( 132 ) of the orbit (U) has an extension over an angular range (WB) which is greater than 360 ° divided by the number of stator units ( 52 ). Elektromotor nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Flächenformen (F1; F2) eine quer zur Umlaufbahn (U) verlaufende Endkontur (118, 120, 128, 130) aufweist, die abweichend von einer radialen Richtung (R) verläuft.Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the surface shapes (F1; F2) has an end contour (transversely to the orbit (U)) 118 . 120 . 128 . 130 ) which deviates from a radial direction (R). Elektromotor nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die bei beginnender Überdeckung sich schneidenden Endkonturen (128, 120) in unterschiedlicher Weise von der radialen Richtung (R) abweichen.Electric motor according to claim 14, characterized in that the end contours intersecting at the beginning of the overlap ( 128 . 120 ) differ from the radial direction (R) in different ways. Elektromotor nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die kurz vor Beendigung der Überdeckung sich schneidenden Endkonturen (130, 118) in unterschiedlicher Weise von der radialen Richtung (R) abweichen.Electric motor according to claim 14 or 15, characterized in that the end contours intersecting shortly before the overlap is completed ( 130 . 118 ) differ from the radial direction (R) in different ways. Elektromotor nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Flächenformen (F1, F2) ähnlich einem Vieleck ausgebildet ist.Electric motor according to one of the preceding claims, characterized characterized that one of the surface shapes (F1, F2) similar a polygon is formed. Elektromotor nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Flächenformen (F1) trapezähnlich ausgebildet ist.Electric motor according to one of the preceding claims, characterized characterized that one of the surface shapes (F1) trapezoidal is trained. Elektromotor nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Flächenformen (F1') als Rechteck ausgebildet ist.Electric motor according to one of the preceding claims, characterized characterized that one of the surface shapes (F1 ') as a rectangle is trained. Elektromotor nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Flächenformen (F1') im wesentlichen quadratisch ausgebildet ist.Electric motor according to claim 19, characterized in that a of the surface shapes (F1 ') essentially is square. Elektromotor nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Flächenformen (F2) im wesentlichen kreisringsegmentähnlich ausgebildet ist.Electric motor according to one of the preceding claims, characterized characterized that one of the surface shapes (F2) is substantially similar to an annular segment.
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WO2006066740A1 (en) * 2004-12-15 2006-06-29 Helmut Schiller Electric motor
EP2259408A3 (en) * 2005-01-24 2011-03-16 Fujitsu General Limited Stator of an axial air-gap motor and manufacturing method of such a stator
EP4071973A4 (en) * 2020-01-14 2023-01-18 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Axial gap motor

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