DE1513993C3

DE1513993C3 - Disk-type electric machine

Info

Publication number: DE1513993C3
Application number: DE19661513993
Authority: DE
Inventors: Hartwig 2409 Scharbeutz; Bering Gerhard 2060 Bad Oldesloe Beyersdorf
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1966-01-26
Filing date: 1966-01-26
Publication date: 1977-03-31

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Maschine in Scheibenbauweise, gemäß den Angaben im Gattungsbegriff des Anspruchs I.The invention relates to an electrical machine in disk construction, according to the information in Generic term of claim I.

Im Hauptpatent 12 63 157 wurde bereits eine elektrische Maschine in Scheibenbauweise vorgeschlagen, deren zwischen Ständer- und Läuferscheibe liegender Luftspalt in axialer Richtung verläuft und Feldlinienwege unterschiedlicher magnetischer Leitfähigkeit aufweist und deren Wechselstromwicklung in radialen Wicklungsnuten im Ständer liegt, unter Anwendung einer ringförmigen Erregerwicklung und unter Anwendung von etwa radial verlaufenden Zähnen und Nuten zur Erzielung von Flußänderungen im Luftspalt, wobei die Erregerwicklung innerhalb des Luftspaltbereichs anIn the main patent 12 63 157 was already an electrical Machine proposed in disc design, its lying between the stator and rotor disc Air gap runs in the axial direction and has field line paths of different magnetic conductivity and whose alternating current winding lies in radial winding slots in the stator, using an annular excitation winding and using approximately radial teeth and grooves to achieve flux changes in the air gap, with the excitation winding within the air gap area

der Ständerscheibe angebracht ist und diese Scheibe am Luftspalt in einen inneren Scheibenteil und einen zu ihm konzentrischen äußeren Scheibenring mit vom Magnetfluß jeweils in entgegengesetzter Richtung axial durchsetzten Stirnflächen teilt.the stator disk is attached and this disk at the air gap into an inner disk part and one to him concentric outer disc ring with axially in opposite directions from the magnetic flux interspersed end faces divides.

In dem älteren Patent 12 96 699 wurde weiter für eine elektrische Maschine der vorstehend genannten Art nach dem Hauptpatent bereits vorgeschlagen, daß insgesamt drei Ständer- und Läuferscheiben vorhanden sind, wobei die außenliegenden Scheiben mechanisch gleichartig aufgebaut sind, daß der Magnetfluß die mittlere Scheibe ohne Rückschluß durchsetzt und in der mittleren Läuferscheibe eine Trennschicht aus amagnetischem Material in Form eines Rings vorgesehen ist.In the earlier patent 12 96 699 was further for an electrical machine of the above Art according to the main patent already proposed that a total of three stator and carrier disks are available are, the outer disks are mechanically constructed in the same way that the magnetic flux the middle disk penetrated without a return path and a separating layer in the middle carrier disk amagnetic material is provided in the form of a ring.

Aus der DT-PS 61 388 ist auch eine elektrische Maschine ähnlich der eingangs genannten Art mit zwei außenliegenden Ständerscheiben und einer mittleren Läuferscheibe bekannt, wobei jedoch die Ständerscheiben nicht gleichartig ausgebildet sind, sondern die eine Ständerscheibe von einer Vielzahl von in Umfangsrichtung beabstandeten Jochen gebildet ist. Hierbei weist die Läuferscheibe jeweils in ihrem inneren Scheibenteil und ihrem äußeren Scheibenring mit als Nuten wirkenden, magnetisch nicht leitenden Zwischenräumen abwechselnde, als Zähne wirkende Eisenkerne auf, die mechanisch mit der Nabe der Läuferscheibe verbunden sind. Zu dieser Verbindung weist die Läuferscheibe ein besonderes Traggestell auf, was zu einer aufwendigen und für höhere Drehzahlen ungeeigneten Konstruktion führt. Weiter weist die mit der Erregerwicklung versehene Ständerscheibe ausgeprägte Pole auf, so daß der Magnetfluß in den Eisenkernen der Läuferscheibe und in der anderen Ständerscheibe pulsiert, so daß große Eisenverluste entstehen.DT-PS 61 388 also describes an electrical machine similar to the type mentioned at the beginning with two external stator disks and a central carrier disk are known, but the stator disks are not formed identically, but the one stator disk of a plurality of in the circumferential direction spaced yokes is formed. Here, the carrier disc has in each case in its inner disc part and its outer disc ring with alternating, magnetically non-conductive spaces that act as grooves, iron cores acting as teeth, which are mechanically connected to the hub of the carrier disc are. For this connection, the carrier has a special support frame, which makes it an expensive one and unsuitable construction for higher speeds. The one provided with the excitation winding also has Stator disc has pronounced poles so that the magnetic flux in the iron cores of the carrier disc and pulsates in the other stator disk so that large iron losses occur.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Herstellung der Läuferscheibe oder Läuferscheiben bei einer elektrischen Maschine der eingangs genannten Art zu vereinfachen und hierbei eine Einsparung an Material und eine Gewichtsverminderung zu erzielen.The invention is based on the object of producing the carrier disk or carriers to simplify an electrical machine of the type mentioned at the outset and in this case a saving To achieve material and weight reduction.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einer elektrischen Maschine der eingans genannten Art durch die Maßnahmen gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.According to the invention, the object is achieved in an electrical machine of the type mentioned at the beginning solved by the measures according to the characterizing part of claim 1.

Bei der Maschine gemäß der Erfindung ergibt sich gegenüber einer Ausführung der Läuferscheibe oder Läuferscheiben mit in eine massive Scheibe eingefrästen Nuten eine vergrößerte Nuttiefe und eine Material- und Gewichtsersparnis. Andererseits kann bei gegebener axialer Tiefe der als Nuten wirkenden, magnetisch nicht leitenden Zwischenräume die axiale Dicke der Läuferscheibe und damit das Volumen und Gewicht der gesamten Maschine verringert werden. Die Läuferscheibe hat bei der Maschiene gemäß der Erfindung im wesentlichen die Gestalt eines Speicherrads, wobei die Speichen von den Eisenkernen des inneren Scheibenteils und des äußeren Scheibenrings gebildet werden. Diese Speichen haben die Wirkung eines Lüfters, so daß sich optimale Kühlverhältnisse ergeben. Soll die Maschine als Motor arbeiten, so ist für den Anlauf das relativ niedrige Gewicht der Läuferscheibe günstig.In the case of the machine according to the invention, compared to one embodiment of the carrier disk or Carriers with grooves milled into a solid disk, an enlarged groove depth and a material and weight savings. On the other hand, for a given axial depth, the groove acting as a groove can be magnetic non-conductive spaces, the axial thickness of the carrier and thus the volume and weight of the entire machine. The carrier has in the machine according to the invention in essentially the shape of a storage wheel, with the spokes from the iron cores of the inner disk part and the outer disc ring. These spokes act like a fan, like that that optimal cooling conditions result. If the machine is to work as a motor, this is the starting point relatively low weight of the carrier disc favorable.

Vorzugsweise ist zur Erzielung einer großen mechanischen Festigkeit vorgesehen, daß die radial äußeren Enden der Eisenkerne des äußeren Scheibenrings mittels eines am Umfang der Läuferscheibe umlaufenden f>5 Außenrings untereinander verbunden sind.It is preferably provided to achieve a high mechanical strength that the radially outer Ends of the iron cores of the outer disk ring by means of an f> 5 running around the circumference of the carrier disk Outer ring are interconnected.

Hinsichtlich der Gestalt der die Speichen der Läuferscheibe bildenden Eisenkerne ist es günstig, wenn deren an den Luftspalten liegenden Kanten zumindest annähernd radial verlaufen. Die vom magnetischen Fluß durchsetzten Querschnitte der Eisenkerne des inneren Scheibenteils und des äußeren Scheibenrings erhalten hierdurch einen Verlauf, der Querschnittsunterschiede zwischen der Maschinenmitte und dem Umfang der Läuferscheibe kontinuierlich ausgleicht, so daß Verluste durch eine plötzliche Querschnittsveränderung vermieden werden.With regard to the shape of the iron cores forming the spokes of the carrier disc, it is advantageous if their edges lying at the air gaps run at least approximately radially. The ones from the magnetic flux interspersed cross-sections of the iron cores of the inner disc part and the outer disc ring This creates a course that shows the cross-sectional differences between the center of the machine and the circumference of the Carrier disc continuously compensates, so that losses due to a sudden change in cross-section are avoided will.

Zur Vermeidung von Wirbelstromverlusten in der Läuferscheibe ist es günstig, wenn entweder die Eisenkerne aus massivem Material bestehen und an ihren den Luftspalten zugewandten Oberflächen mittels des Funkenerosionsverfahrens geschlitzt sind, oder wenn die Eisenkerne zumindest teilweise derart geblecht sind, daß die Blechflächen in einer zwischen einem radialen und einem axialen Richtungsvektor aufgespannten Ebene liegen.To avoid eddy current losses in the carrier, it is advantageous if either the iron cores consist of solid material and on their surfaces facing the air gaps by means of the Spark erosion method are slotted, or if the iron cores are at least partially laminated in this way are that the sheet metal surfaces in a spanned between a radial and an axial direction vector Lie level.

Eine Ausführungsform der Maschine gemäß der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die radial äußeren Enden der Eisenkerne des inneren Scheibenteils zusätzlich mittels eines innerhalb des amagnetischen Rings liegenden Versteifungsrings verbunden sind und daß die radial inneren Enden der Eisenteile des äußeren Scheibenrings zusätzlich mittels eines des amagnetischen Ring umgebenden Versteifungsrings verbunden sind. Innerer Scheibenteil und äußerer Scheibenring weisen dann jeweils für sich eine mechanisch feste Speichenradgestalt auf.An embodiment of the machine according to the invention is characterized in that the radially outer Ends of the iron cores of the inner disk part additionally by means of an inside of the amagnetic Ring-lying stiffening ring are connected and that the radially inner ends of the iron parts of the outer Disc ring is additionally connected by means of a stiffening ring surrounding the amagnetic ring are. The inner disk part and the outer disk ring then each have a mechanically solid one Spoked wheel shape.

Die vorgenannte Ausführungsform eignet sich besonders bei einer Ausführung der Eisenkerne aus massivem Material. Es ist dann in weiterer Ausgestaltung möglich, einerseits die Nabe der Läuferscheibe bzw. Läuferscheiben zusammen mit den Eisenkernen des inneren Scheibenteils und dem innerhalb des amagnetischen Rings liegenden Versteifungsring einstückig herzustellen und andererseits auch den den amagnetischen Ring umgebenden Versteifungsring zusammen mit den Eisenkernen des äußeren Scheibenrings und dem Außenring einstückig herzustellen, was eine einfache Herstellungsweise, beispielsweise im Gießverfahren, ermöglicht.The aforementioned embodiment is particularly suitable when the iron cores are made of solid material Material. In a further refinement, it is then possible, on the one hand, to use the hub of the carrier disc or Carriers together with the iron cores of the inner disk part and the inside of the non-magnetic To produce ring-lying stiffening ring in one piece and, on the other hand, also the non-magnetic Ring surrounding stiffening ring together with the iron cores of the outer disc ring and the Manufacture the outer ring in one piece, which is a simple manufacturing method, for example in the casting process, enables.

Bei einer Blechung der Eisenkerne ist es vorteilhaft, wenn die Eisenkerne des inneren Scheibenteils aus einer Schicht von Blechen bestehen, die an ihren in Umfangsrichtung weisenden Seiten von aus magnetischem Material bestehenden Halterungsplatten zusammengehalten sind. Zu den Luftspalten hin behält man dann die Vorteile eines geblechten Eisenkerns im wesentlichen bei, während die an den Seiten liegenden Halterungsplatten eine Vergrößerung der mechanischen Stabilität und eine Erleichterung bei der Verbindung der einzelnen Bleche bewirken.If the iron cores are made of sheet metal, it is advantageous if the iron cores of the inner disk part are made of consist of a layer of metal sheets, which on their sides facing in the circumferential direction of magnetic Material existing mounting plates are held together. One keeps towards the air gaps then the advantages of a laminated iron core essentially at, while those lying on the sides Mounting plates increase the mechanical stability and facilitate the connection of the individual sheets.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Maschine gemäß der Erfindung, die sich insbesondere bei einer Blechung der Eisenkerne der Läuferscheibe bzw. Läuferscheiben eignet, sind am Umfang der Nabe der Läuferscheibe bzw. der Naben der Läuferscheiben Vertiefungen vorgesehen, in denen die Eisenkerne des inneren Scheibenteils gehalten sind. In entsprechender Weise kann der am Umfang jeder Läuferscheibe umlaufende Außenring auf seiner Innenseite Vertiefungen zur Aufnahme der radial äußeren Enden der Eisenkerne des äußeren Scheibenrings aufweisen. Weiter ist es insbesondere bei dieser Ausführungsform günstig, wenn die radial äußeren Enden der Eisenkerne des inneren Scheibenteils und die radial inneren Enden der Eisenteile des äußeren Scheibenrings schwalben-In a further embodiment of the machine according to the invention, which is particularly in a Sheet metal of the iron cores of the carrier or carrier disks are suitable on the circumference of the hub Carrier disk or the hubs of the carrier disks recesses are provided in which the iron cores of the inner Disc part are held. In a corresponding manner, the circumference of each carrier disk can be used Outer ring on its inside indentations for receiving the radially outer ends of the iron cores of the outer disc ring. Furthermore, it is particularly advantageous in this embodiment, when the radially outer ends of the iron cores of the inner disk part and the radially inner ends of the Iron parts of the outer disc ring dovetail

schwanzartige Ansätze aufweisen, wenn der amagnetische Ring in axialer Richtung zweiteilig ausgeführt ist und wenn die Querschnitte der beiden amagnetischen Ringteile so auf die schwalbenschwanzartigen Ansätze abgestimmt sind, daß von jeder Seite der Ansätze her je ein Ringteil anliegt und eine Befestigung der Eisenkerne am amagnetischen Ring durch eine Verbindung der Ringteile erfolgt.Have tail-like approaches when the amagnetic ring is designed in two parts in the axial direction and when the cross-sections of the two amagnetic ring parts so on the dovetail-like lugs are coordinated that from each side of the approaches there is a ring part and a fastening of the iron cores takes place on the amagnetic ring by connecting the ring parts.

Zur Erhöhung der Kühlwirkung der Läuferscheibe kann insbesondere bei der letztgenannten Ausführungsform vorgesehen sein, daß der amagnetische Ring an zwischen den Eisenkernen liegenden Umfangsstellen stirnseitig radial verlaufende Ausnehmungen aufweist, die den Durchtritt von Kühlluft aus dem Bereich des inneren Scheibenteils in den Bereich des äußeren Scheibenrings erleichtern. Bei anderen Ausführungsformen kann es ebenfalls zur Förderung der Kühlwirkung zweckmäßig sein, wenn der amagnetische Ring stirnseitig Lüfterflügel aufweist.In order to increase the cooling effect of the carrier disc, in particular in the case of the last-mentioned embodiment be provided that the non-magnetic ring lying between the iron cores circumferential points the end face has radially extending recesses, which allow the passage of cooling air from the area of the inner disc part in the area of the outer disc ring. In other embodiments it can also be useful to promote the cooling effect if the non-magnetic ring is at the front Has fan blades.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen näher erläutert, in denen Ausführungsbeispiele dargestellt sind. Es zeigtThe invention is explained in more detail below with reference to the drawings, in which exemplary embodiments are shown. It shows

F i g. 1 im Längsschnitt ein erstes Ausführungsbeispiel einer elektrischen Maschine gemäß der Erfindung,F i g. 1 in longitudinal section a first embodiment of an electrical machine according to the invention,

F i g. 2A einen Querschnitt durch die Maschine gemaß F i g. 1 mit Blick auf die einem Luftspalt zugekerhrte Stirnseite einer Ständerscheibe in Richtung A in F i g. 1,F i g. 2A shows a cross section through the machine according to FIG. 1 with a view of the end face of a stator disk that is closed to an air gap in the direction A in FIG. 1,

F i g. 2B einen Querschnitt durch die Maschine mit Blick auf die Stirnseite der Läuferscheibe in Richtung B in Fig. 1,F i g. 2B shows a cross section through the machine with a view of the end face of the carrier disk in direction B in FIG. 1,

F i g. 2C eine stirnseitige Außenansicht der Maschine bei Blick in Richtung Cin F i g. 1,F i g. 2C is a front exterior view of the machine when looking in the direction of Cin F i g. 1,

Fig.2D einen Querschnitt einer zweiten Ausführungsform einer Maschine gemäß der Erfindung mit abgewandelter Läuferscheibe in einer der F i g. 2B entsprechenden Darstellung bei Blick in Richtung D in F i g. 3,2D shows a cross section of a second embodiment of a machine according to the invention with a modified carrier plate in one of the FIGS. 2B corresponding representation when looking in the direction D in FIG. 3,

F i g. 3 im Längsschnitt die Läuferscheibe des zweiten Ausführungsbeispiels.F i g. 3 shows the carrier of the second embodiment in a longitudinal section.

Die in den F i g. 1 und 2A bis 2E dargestellte elektrische Maschine umfaßt die Ständerscheiben 10, 11 und die zwischen diesen liegende, mit der Maschinenwelle 12 umlaufende, mittlere Läuferscheibe 13. Die Ständerscheiben 10, 11 haben zwei koaxiale Ringbandkerne 14, 15 bzw. 16, 17, d.h. sie bestehen insoweit aus geblechtem Material. Der magnetische Rückschluß erfolgt in dem dahinerliegenden Joch 18 bzw. 19 aus massivem Material. Dieses ist durch Abrundungen an den Weg des magnetischen Flusses angepaßt. Zwischen den Ringbandkernen 14, 15 bzw. 16, 17 liegt jeweils eine hier zweiteilig ausgeführte ringförmige Erregerwicklung 20 bzw. 21, die somit jeweils die Ständerscheibe 10, 11 in einen inneren Scheibenteil und einen zu ihm konzentrischen äußeren Scheibenteil mit vom Magnetfluß in entgegengesetzter Richtung axial durchsetzten Stirnflächen teilt. Auf einem Teil ihrer axialen Länge an den den Luftspalten 22 bzw. 23 zugewandten Seiten sind die Ringbandkerne 14 bis 17 von radial verlaufenden Nuten 24, 25 (F i g. 2A) durchsetzt, in die eine Wechselstromwicklung 26 bzw. 27 eingelegt ist. Diese ist hier einphasig gezeichnet; sie kann auch mehrphasig sein. Ihr Verlauf ist genauer erkennbar aus F i g. 2A, die einen Blick von dem Luftspalt 23 (Fig. 1) auf die Ständerscheibe 11 zeigt. (Ein Blick vom Luftspalt 22 auf die Ständerscheibe 10 sieht entsprechend aus.) Die Ständerscheiben 10, Il haben an den Stirnflächen in der Nähe der Maschincnwelle 12 Lufteintrittsöffnungen 28, 29 (F i g. 1). Die Kühlluft strömt durch die Luftspalte 22, 23 und durch Kühlkanäle 30 und 31 in der Läuferscheibe 13. Durch die Öffnungen 32 (F i g. 2A bis 2C) tritt die erwärmte Luft wieder aus. Die Maschinenwelle 12 ist mit Lagern 44 in magnetischen Lagerbuchsen 45 gelagert, die ebenso wie ihre Auflagerflächen in den Ständerscheiben 10, 11 Gewinde haben, mit denen die Luftspalte 22, 23 leicht symmetriert werden können.The in the F i g. 1 and 2A to 2E shown electrical machine comprises the stator disks 10, 11 and the middle carrier disc 13 lying between these and rotating with the machine shaft 12. The stator discs 10, 11 have two coaxial toroidal tape cores 14, 15 and 16, 17, i.e. they are made of laminated steel Material. The magnetic return occurs in the underlying yoke 18 or 19 made of solid Material. This is adapted to the path of the magnetic flux by rounding off. Between Toroidal tape cores 14, 15 and 16, 17 each have a ring-shaped excitation winding, here in two parts 20 and 21, which thus each have the stator washer 10, 11 in an inner disc part and one to it concentric outer disc part with axially penetrated by the magnetic flux in the opposite direction Divides end faces. On part of its axial length on the sides facing the air gaps 22 and 23, respectively the toroidal tape cores 14 to 17 are penetrated by radially extending grooves 24, 25 (FIG. 2A) into which one AC winding 26 or 27 is inserted. This is drawn here in one phase; it can also be multiphase being. Its course can be seen more precisely from FIG. 2A, the shows a view of the stator disk 11 from the air gap 23 (FIG. 1). (A view from air gap 22 the stator washer 10 looks accordingly.) The stator washers 10, II have on the end faces in near the machine shaft 12 air inlet openings 28, 29 (Fig. 1). The cooling air flows through the air gaps 22, 23 and through cooling channels 30 and 31 in the Carrier disk 13. The heated air exits again through the openings 32 (FIGS. 2A to 2C). The machine shaft 12 is supported by bearings 44 in magnetic bearing bushings 45 which, like their bearing surfaces, are shown in the stator washers 10, 11 have threads with which the air gaps 22, 23 can be easily symmetrized.

Die Läuferscheibe 13 (F i g. 1) ist aus zwei Gußstükken gefertigt, von denen das innere die Nabe 33, die inneren Eisenkerne 34 und einen Versteifungsring 35 einstückig zusammenfaßt, wobei die als Zähne wirkenden Eisenkerne 34 in Umfangsrichtung mit luftgefüllten und daher magnetisch nicht leitenden Zwischenräumen abwechseln. Auf den Außenumfang der äußeren Enden der Eisenkerne 34 und des Versteifungsrings 35 ist dann ein amagnetischer Ring 36 aufgebracht. Nach außen schließt das zweite Gußstück an, das einen inneren Versteifungsring 37, die äußeren Eisenkerne 38 und einen Außenring 39 umfaßt. Dem Blick vom Luftspalt 22 auf die Läuferscheibe 13 entspricht die Darstellung der F i g. 2B, in der außerdem die luftgefüllten Zwischenräume 40 zu erkennen sind, die sowohl eine Funktion als Zone kleiner magnetischer Leitfähigkeit als auch eine Belüftungsfunktion erfüllen.The carrier disc 13 (FIG. 1) is made of two castings, the inner one of which is the hub 33, the inner iron cores 34 and a stiffening ring 35 integrally combined, which act as teeth Iron cores 34 in the circumferential direction with air-filled and therefore magnetically non-conductive spaces alternate. On the outer circumference of the outer ends of the iron cores 34 and the stiffening ring 35 is then an amagnetic ring 36 is applied. The second casting connects to the outside, the one inside Stiffening ring 37, the outer iron cores 38 and an outer ring 39 comprises. The view from the air gap 22 on the carrier plate 13 corresponds to the illustration in FIG. 2B, which also shows the air-filled spaces 40 can be seen, which both have a function as a zone of low magnetic conductivity as also fulfill a ventilation function.

Die Teilansicht der F i g. 2C zeigt einen Blick nach außen auf die Ständerscheibe 10, wobei auch das massive, den magnetischen Rückschluß bildende Joch 18 sichtbar ist. Auf diesem sind zur Verbesserung der Wärmeabfuhr und zur mechanischen Versteifung Kühlrippen 41 befestigt (s. auch F i g. 1).The partial view of FIG. 2C shows a look behind on the outside of the stator disk 10, with the massive yoke 18 forming the magnetic yoke as well is visible. On this are cooling fins to improve heat dissipation and mechanical stiffening 41 attached (see also Fig. 1).

In F i g. 2D und 3 ist ein anderer Aufbau des Läufers 13 gezeigt. Auf der Maschinenwelle 12 sitzt hierbei eine scheibenförmige Nabe 42, die Vertiefungen 43 aufweist, in die die radial inneren Enden der inneren Eisenkerne 144 eingepaßt sind. Die äußeren Enden der inneren Eisenkerne 144 haben schwalbenschwanzförmige Ansätze 145, die in eine entsprechende Nut des amagnetischen Rings 46 passen. Aus F i g. 3 ist ersichtlich, daß der amagnetische Ring 46 aus zwei Teilen 47, 48 besteht, in die jeweils ein halber Nutenquerschnitt sowohl für die äußeren Enden der inneren Eisenkerne 144 als auch für die inneren Enden der äußeren Eisenkerne 49 eingefräst ist, die in derselben Art befestigt sind. Die äußeren Enden der äußeren Eisenkerne 49 werden ' durch einen Außenring 50 gehalten, der an seiner Innenseite Vertiefungen 51 zum Einsetzen dieser Enden aufweist. Das Zusammensetzen der Läuferscheibe 13 kann bei der Fertigung dann sehr einfach so erfolgen, daß zuerst die radial inneren Enden der inneren Eisenkerne 144 in die Vertiefungen 43 der Nabe 42 und die radial äußeren Enden der äußeren Eisenkerne 49 in die Vertiefungen 51 des Außenrings 50 eingesetzt werden; dann werden die Teile 47, 48 des amagnetischen Rings 46 auf die schwalbenschwanzförmigen Ansätze (z. B. 145) der inneren Eisenkerne 144 und der äußeren Eisenkerne 49 von beiden Seiten aufgelegt. Als einziges Befestigungsmittel sind dann nur die Schraubenverbindungen 52 durch die Teile 47, 48 des amagnetischen Rings 46 erforderlich.In Fig. 2D and 3, another structure of the rotor 13 is shown. A disk-shaped hub 42 is seated on the machine shaft 12 and has depressions 43 into which the radially inner ends of the inner iron cores 144 are fitted. The outer ends of the inner iron cores 144 have dovetail-shaped lugs 145 which fit into a corresponding groove in the amagnetic ring 46. From Fig. 3 it can be seen that the amagnetic ring 46 consists of two parts 47, 48, in each of which half a groove cross-section is milled both for the outer ends of the inner iron cores 144 and for the inner ends of the outer iron cores 49, which are fastened in the same way are. The outer ends of the outer iron cores 49 are 'held by an outer ring 50 which has recesses 51 on its inside for inserting these ends. The assembly of the carrier disc 13 can then be carried out very easily during manufacture by first inserting the radially inner ends of the inner iron cores 144 into the depressions 43 of the hub 42 and the radially outer ends of the outer iron cores 49 into the depressions 51 of the outer ring 50 ; then the parts 47, 48 of the amagnetic ring 46 are placed on the dovetail-shaped lugs (z. B. 145) of the inner iron cores 144 and the outer iron cores 49 from both sides. The only fastening means then required are the screw connections 52 through the parts 47, 48 of the non-magnetic ring 46.

In F i g. 2D sind Halterungsplatten 53, 54 an den Seiten der inneren Eisenkerne 144 erkennbar. Die Bleche eines solchen Eisenkerns und die Halterungsplatten 53, 54 sind durch eine Nietverbindung 55 zusammengehalten. Die Vertiefungen 43 in der Nabe 42 sind so groß, daß auch die unteren Enden der Halterungsplatten 53, 54 in sie hineinpassen. Die inneren Eisenkerne 144 und die äußeren Eisenkerne 49 sind jeweils untereinanderIn Fig. 2D, mounting plates 53, 54 on the sides of the inner iron cores 144 can be seen. The sheets of such an iron core and the holding plates 53, 54 are held together by a rivet connection 55. The recesses 43 in the hub 42 are so large that the lower ends of the mounting plates 53, 54 fit into them. The inner iron cores 144 and the outer iron cores 49 are one below the other

gleich und werden vor dem Einbau vorgefertigt. Auch die Bleche der äußeren Eisenkerne 49 werden durch jeweils zwei, allerdings relativ dünne Halterungsplatten 57, 58 und durch eine Nietverbindung 53 zusammengehalten. the same and are prefabricated before installation. The sheets of the outer iron cores 49 are also through two, albeit relatively thin, mounting plates 57, 58 and held together by a rivet connection 53.

Die Teile 47, 48 des amagnetischen Rings 46 haben an ihren Stirnflächen an zwischen den Eisenkernen 144, 49 liegenden Umfangsstellen Einfräsungen 56, die etwa radial verlaufen und zur radialen Führung von Kühlluft dienen. Ebenfalls wäre es möglich, den amagnetischen Ring 46 stirnseitig mit Lüfterflügeln zu versehen.The parts 47, 48 of the amagnetic ring 46 have on their end faces between the iron cores 144, 49 lying circumferential points, millings 56, which run approximately radially and for the radial guidance of cooling air serve. It would also be possible to provide the non-magnetic ring 46 with fan blades on the end face.

Zur Herstellung des Gehäuseteils 60, das dieTo produce the housing part 60, which the

Ständerscheiben 10, 11 konstruktiv verbindet, eignet sich vorteilhaft Aluminium, und zwar unter anderem deshalb, weil der Temperatur-Ausdehnungskoeffizient von Aluminium größer ist als der des Maschineneisens, so daß ein thermisch bedingtes Zuwachsen der Luftspalte 22, 23 vermieden wird. Auch können Streuflüsse dann nicht einen Weg zwischen den Ständerscheiben 10, 11 über das Maschinengehäuse nehmen. Eine Regulierung der Summe der Längen beider Luftspalte 22, 23Stator washers 10, 11 structurally connects, aluminum is advantageously suitable, among other things because the temperature expansion coefficient of aluminum is greater than that of machine iron, so that a thermally caused growth of the air gaps 22, 23 is avoided. Stray fluxes can also then do not take a path between the stator disks 10, 11 over the machine housing. A regulation the sum of the lengths of both air gaps 22, 23

ίο ist durch Unterlagen an den Verbindungsstellen zwischen dem Gehäuseteil 60 einerseits und einer der Ständerscheiben 10 oder 11 andererseits möglich.ίο is by means of documents at the connection points between the housing part 60 on the one hand and one of the stator washers 10 or 11 on the other hand possible.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

509 587/157509 587/157

Claims

Patent claims:

1. Electrical machine in disk design. whose between the stator and rotor disc Air gap runs in the axial direction and field line paths has different magnetic conductivity and their alternating current winding in radial winding grooves in the stator, using an annular excitation winding and using approximately radial teeth and grooves to achieve flow changes in the air gap, with the field winding within the air gap area on the stator disk is attached and this disk at the air gap into an inner disk part and one concentric to it outer disc ring with axially in opposite directions from the magnetic flux interspersed end faces divides, according to patent 12 63 157, with a total of three stand and Carriers are present, the external stator disks are mechanically constructed in the same way are, the magnetic flux penetrates the middle disk or disks without a return path and in the middle carrier provided a separating layer made of non-magnetic material in the form of a ring is, characterized in that with a total of at least three stand and Carriers (10, 11; 13) the carriers (13) or carriers in each case in their inner Disc part and its outer disc ring with acting as grooves, magnetically non-conductive Interstices (40) have alternating iron cores (34, 38; 144, 49) acting as teeth or have and that the radially inner ends of the iron cores (34; 144) of the inner disc part by means of the hub (33; 42) of the carrier disc (13) and the radially outer ends of the iron cores (34; 144) of the inner disc part and the radially inner ends of the iron cores (38, 49) of the outer disc ring are interconnected by means of the amagnetic ring (36; 46).

2. Electrical machine according to claim I. characterized in that the radially outer ends the iron cores (38; 49) of the outer disk ring by means of one on the circumference of the carrier disk (13) circumferential outer ring (39; 50) are connected to one another.

3. Electrical machine according to claim 1 or 2, characterized in that the at the air gaps (22, 23) lying edges of the iron cores (34, 38; 144, 49) run at least approximately radially.

4. Electrical machine according to one of the preceding claims, characterized in that the iron cores (34, 38) are made of solid material and facing the air gaps (22, 23) Surfaces are slotted by means of the spark erosion process (Fig. 1).

5. Electrical machine according to one of the preceding claims, characterized in that the radially outer ends of the iron cores (34) of the inner disk part are additionally connected by means of a reinforcing ring (35) lying within the amagnetic ring (36) and that the radially inner ends of the Iron cores (38) of the outer (> 5 disk ring) are additionally connected by means of a pitching ring (37) surrounding the non-magnetic ring (36) (Fig. I).

6. Electrical machine according to claim 2 and 5, characterized in that the hub (33) of the Rotor disk (13) or rotor disks together with the iron cores (34) of the inner disk part and the reinforcing ring (35) located within the non-magnetic ring (36) is made in one piece and that the stiffening ring (37) surrounding the amagnetic ring (36) together with the iron cores (38) of the outer disc ring and the outer ring (39) is made in one piece.

7. Electrical machine according to one of claims 1 to J, characterized in that the iron cores (144, 49) are at least partially laminated (Fig. 2D. 3).

8. Electrical machine according to claim 7, characterized in that the iron cores (144) of the inner disk part consist of a layer of metal sheets, which are pointing in the circumferential direction Sides held together by holding plates (53, 54) made of magnetic material are.

9. Electrical machine according to claim I, 2, 3, 7 or 8, characterized in that on the circumference the hub (42) of the carrier disc (13) or the hubs of the carrier disc recesses (43) are provided are, in which the iron cores (49) of the inner disk part are held (F i g. 2D, 3).

10. Electrical machine according to one of the preceding claims, characterized in that the non-magnetic ring (46) at the circumferential points located between the iron cores (144, 49) on the end face has radially extending recesses (56) (FIG. 2D).

11. Electrical machine according to one of the claims I to 9, characterized in that the non-magnetic ring (36) has fan blades on the end face (Fig. 1).

12. Electrical machine according to one of the preceding Claims, characterized in that the radially outer ends of the iron cores (144) of the inner disc part and the radially inner ends of the iron cores (49) of the outer disc ring Have dovetail-like approaches (z. B. 145) that the amagnetic ring (46) in the axial direction is designed in two parts and that the cross-sections of the two non-magnetic ring parts (47, 48) are matched to the approaches that a ring part (47, 48) is applied from each side of the approaches and the iron cores (144, 49) are fastened by connecting the ring parts (47, 48).