DE20016641U1 - Flach-Stator für einen Linear- oder Rotations-Motor oder Linear- oder Rotations-Generator - Google Patents

Description

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G. H. WEICKMANN DIPL-ING. F. A. WEICKMANN

DIPLCHEM. B. HUBER DR. ING H. LISKA DIPL-PHYS. DR. J. PRECHTEL DIPL.-CHEM. DR. B. BÖHM DIPL.-CHEM. DR. W. WEISS

dipl.-phys, dr. J. TIESMEYER

DIPL-PHYS. DR. M. HERZOG

DiPL-PHYS. B. RUTTENSPERGER

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Flach-Stator für einen Linear- oder Rotations-Motor oder Linear- oder Rotations-Generator

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Flach-Stator für einen Linear- oder Rotations-Motor oder Linear- oder Rotations-Generator

Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen Stator für einen Linear- oder Rotations-Motor oder Linear- oder Rotations-Generator, umfassend einen entlang einer Längslinie verlaufenden Kern, vom Kern einseitig abstehende, in Richtung der Längslinie hintereinander angeordnete Polelemente, die voneinander beabstandet sind zur Bildung von vom Kern und unmittelbar aufeinanderfolgenden Polelementen dreiseitig begrenzten Nuten, Wickelspulen, die wenigstens ein Polelement umringend, mit einem Spulenabschnitt jeweils innerhalb einer der Nuten und mit einem anderen Spulenabschnitt jeweils innerhalb einer weiteren der Nuten verlaufen.

Ein derartiger Stator wird auch Flach-Stator genannt, da die angegebene Orientierung der Wickelspulen jeweils etwa in einer Ebene parallel zur Längslinie des Kerns eine flache Bauart ergibt im Gegensatz zu einer ebenfalls bekannten Bauart mit auf den Kern aufgeschobenen Wickelspulen (DE 41 37 201 A1 und DE 297 05 501U).

Bei einem bekannten Flach-Stator der eingangs genannten Art wird der Kern von einem Blechpaket aus sogenannten Zahnblechen gebildet, d. h. aus Blechstreifen und ausgestanzten Nuten an einer Längsseite. In diese Nuten werden die Wickelspulen gelegt, wobei sie in der Regel einander überlappen, um bei kompakten Abmessungen das gewünschte magnetische Wanderfeld erhalten zu können. Dabei bilden die jeweils an einem Ende der Nuten austretenden und eintretenden Spulenabschnitte sowie die Verbindungsabschnitte zwischen den einander überlappenden Wickelspulen einen sogenannten Wickelkopf, dessen Querschnittsabmessungen dementsprechend groß sind. Die von den Zahnblechen gebildeten Stege

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zwischen aufeinanderfolgenden Nuten können auch als Polelemente bezeichnet werden. Die Länge dieser Stege (parallel zur Nutlängsrichtung) entspricht somit genau der entsprechenden Höhe des Kerns. Vorteilhaft ist hierbei, dass die Anordnung der fertig gewickelten Wickelspulen einschließlich der beiden Wickelköpfe unabhängig vom Kern gewickelt werden kann, da die Stege ein einfaches seitliches Aufschieben auf die Polelemente erlauben. Der Stator ist dann an sich betriebsbereit; er wird jedoch in den meisten Fällen noch in ein Gehäuse eingefügt und dort mit Kunstharz vergossen.

Im montierten Zustand liegt der Stator mit seiner Wickelspulenseite einem Läufer gegenüber unter Bildung eines mehr oder weniger großen Zwischenspalts. Im Motor-fall kann durch entsprechend gesteuerte Stromversorgung der Wickelspulen ein magnetisches Wanderfeld erzeugt werden, welches eine entsprechende Relativkraft zwischen Stator und Rotor in Richtung der Längslinie des Kerns zur Folge hat. Im Generator-fall kann durch von außen aufgeprägte Relativdrehung zwischen Stator und dem mit Magnetpolen versehenen Rotor eine abnehmbare Induktionsspannung in den Wickelspulen erzeugt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Stator der eingangs genannten Art mit höherem Wirkungsgrad bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass wenigstens ein Teil der Polelemente im Bereich wenigstens eines der Nutenden einer benachbarten Nut jeweils mit einem in Richtung parallel zur Nutlängsrichtung vorstehenden Vorsprung versehen ist, und dass die im Bereich dieses Vorsprungs jeweils vorgesehenen Spulenabschnitte der Wickelspulen und Verbindungsabschnitte zwischen Wickelspulen in einem Eckbereich zwischen Vorsprung und Kern unter entsprechender Abwinkelung verlaufen.

Dadurch, dass die Polelemente wenigstens einseitig in Richtung parallel zur Nutlängsrichtung verlängert sind, also in den Bereich des jeweiligen Wickelkopfs hineinreichen und diesen ggf. auch überdecken (vom Läufer aus gesehen), wird der zum Läufer hin führende Magnetfluss in diesem Bereich dementsprechend verstärkt. Dieserhöhtdie Antriebskraft und damit die Effektivität (Verhältnis von erzeugter mechanischer Energie zu eingesetzter elektrischer Energie) im Falle des Motors bzw. das Verhältnis der eingesetzten mechanischen Energie zur erhaltenen elektrischen Energie im Falle des Generators.

In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die zur Nuthöhe parallele Vorsprungsbreite in Richtung zum freien Vorsprungsende hin abnimmt. Aufgrund dieser Maßnahme muss der Wickelkopf nicht zu stark abgewinkelt werden und er findet auch Platz im unveränderten Gehäuse, da er dann nicht über die vom Läufer abgewandte Rückseite des Kerns vorsteht.

Der Einfachheit halber ist der Vorsprung abgeschrägt, vorzugsweise spitz zum Ende hin zulaufend. Er kann dann beispielsweise aus einem Rechteckblech durch einfaches Abscheren gebildet werden. Insbesondere dann, wenn gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen ist, dass die Polelemente von jeweils einem quer zur Längslinie laminierten Polblechpaket gebildet sind und dass der Kern vorzugsweise von einem parallel zur Längslinie und quer zur Nutlängsrichtung laminierten Kernblechpaket gebildet ist. Die Polblechpakete können auch ausgestanzt werden.

Die angegebene Ausbildung der Polelemente aus jeweils einem zur Längslinie laminierten Polblechpaket hat auch den magnetischen Vorteil, dass die Bleche parallel zur Richtung der Magnetfeldlinien verlaufen. Gleichzeitig kann in einfacher Weise die Nutanzahl und Nutbreite sowie die zur Nutbreite parallele Polblechpaketdicke variiert werden. Der Kern sowie

die Form der Polbleche bleibt dabei unverändert. Darüber hinaus können an den unveränderten Kern auch anders geformte Polblechpakete montiert werden.

Die Montage der Polblechpakete am Kern und ggf. deren seitliche Justierung oder Verschiebung kann dadurch in einfacher Weise erreicht werden, dass die Polblechpakete mit dem Kernblechpaket über Hakenelemente verbunden sind, die in Polblechpaketnuten eingreifen.

Bevorzugt können die Hakenelemente Winkelbleche umfassen, die eine problemlose Montage auch auf der Seite der Vorsprünge erlauben. Auf der Seite der Polelemente ohne Vorsprung werden dann bevorzugt Halteklötzchen eingesetzt, da diese in diesem Bereich ohne Weiteres zugänglich sind.

Die im Betrieb auftretenden mechanischen Kräfte wirken in erster Linie auf den Kern. Um diesen problemlos an einem Statorträger befestigen zu können, werden Statorfüße vorgeschlagen, die mit dem Kern starr verbunden sind, vorzugsweise über den Kern durchsetzende Anker.

Die Statorfüße können auch der Befestigung der Hakenelemente dienen.

In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Statorfüße jeweils mit Eingriffsöffnungen, vorzugsweise Schrauböffnungen für Träger-Verbindungselemente ausgebildet sind, und dass die Eingriffsöffnungen umringende Dichtungseinrichtungen zwischen einem Statorgehäuse und den Statorfüßen vorgesehen sind, vorzugsweise in Form eines Dichtrings, der innerhalb einer Ringnut des Statorfußes verläuft. Aufgrund der beanspruchten Ausbildung lässt sich ein zuverlässiger Zusammenhalt zwischen Stator und Statorträger erreichen. Unter ungünstigen Umgebungsbedingungen, beispielsweise bei Montage des Stators im Freien, auftretende Feuchtigkeit wird zuverlässig am Eindringen in das

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Statorgehäuse gehindert und zwar durch die angegebene Dichtungseinrichtung.

Die Erfindung betrifft auch einen Linear- oder Rotations-Motor oder Linear- oder Rotations-Generator mit einem Lang-Stator oder Kurz-Stator der angegebenen Art, an dem ein Kurz-Läufer bzw. Lang-Läufer beweglich gelagert ist.

Je nach Anwendungsfall ist der Einsatz eines Stators mit Polelementen mit Vorsprung im Bereich beider Nutenden bevorzugt oder der Einsatz eines Stators mit lediglich einseitigem Vorsprung.

Kommt es auf besonders hohen Wirkungsgrad an, so wird die beidseitige Anordnung eingesetzt. Man kann dann aber die Wickelspulen samt Wickelköpfen nicht auf den bereits mit den Polelementen versehenen Kern aufschieben, sondern muss Wicklungen und Polelemente koordiniert am Kern anbringen,

Der erfindungsgemäße Stator mit einseitigem Vorsprung ist demgegenüber leichter herzustellen, da die Wickelspulen samt Wickelköpfen an den bereits die Polelemente tragenden Kern herangeführt werden können. Nach dem Einfädeln der Vorsprünge in die Wickelspulen werden diese an den Kern herangeführt und in die Nuten eingelegt. Ein weiterer wichtiger Vorteil dieser Ausführungsform ist der, dass die Vorsprünge den Kraftangriffspunkt auf den Läufer etwas in Richtung zum freien Ende der Vorsprünge verlagern beim Stand der Technik ohne Vorsprünge liegt dieser Kraftangriffspunkt in Höhe der Längenmitte der Nuten. Dieser Gesichtspunkt wirkt sich bei einem Motor oder Generator aus, bei dem der Läufer lediglich an einem Längsrand an einem Läuferträger befestigt ist. Man erhält dann während des Betriebes ein sich zeitlich und örtlich veränderndes Drehmoment auf den Läufer mit einer Hebelarmlänge entsprechend dem Abstand des besagten Kraftangriffspunkts vom Läuferträger. Wird nun, wie erfindungsgemäß

vorgeschlagen, der Stator mit Vorsprung lediglich an einer Seite derart dem Läufergegenüberliegend montiert, dassdie Vorsprüngezum Läuferträger hin weisen, so ergibt die geschilderte Verlagerung des Kraftangriffspunkts aufgrund der Vorsprünge eine entsprechende Reduzierung der wechselnden Drehmomente auf den Läufer.

Weiter wird vorgeschlagen, dass bei Einsatz einer Läuferanordnung aus wenigstens zwei Läufern zwischen die Läufer jeweils ein Stator mit auf einen Statorkern aufgeschobenen Wickelspulen und Polzahnscheiben zwischen den Wickelspulen eingreift, und dass an den Aussenseiten der jeweils äußersten Läufer der Läuferanordnung ein Stator angeordnet ist.

Diese Anordnung hat einen hohen Wirkungsgrad und ist dabei kostengünstig herstellbar. So ist der Stator mit aufgeschobenen Wickelspulen, insbesondere gemäß DE 297 05 501U, kostengünstig und effektiv eingesetzt, da von zwei Läufern umgeben. Auch ist bei gleichen Abmessungen dieses herkömmlichen Stators sowie des erfindungsgemäßen Stators parallel zur Nutlängsrichtung die aktive Polelementbreite die gleiche, wie aus der Fig. 10 hervorgeht. Dies ist für die Ausnutzung des magnetischen Flusses wesentlich.

Um den magnetischen Fluss weiter zu verbessern, wird im Falle der lediglich einseitigen Anordnung eines Stators neben einem Läufer vorgeschlagen, dass der Läufer auf seiner vom Stator abgewandten Seite mit einem ferromagnetischen Rückschlußelement versehen ist.

Die Erfindung wird im Folgenden an bevorzugten Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 den Statorkern mit (Fig. 1 linke Hälfte) aufgesetzten

Polelementen und Gehäuse, sowie angedeutet, einen

möglichen Wicklungsverlauf am Beispiel der ersten drei Wicklungen;

Fig. 2 eine Ansicht der Anordnung in Fig. 1 mit Blickrichtung Il mit

Darstellung der Befestigungselemente für Polelemente und Statorkern;

Fig. 3 eine Ansicht der Anordnung in Fig. 1 mit Blickrichtung III mit

Teilschnitt der Befestigung des Stators am Statorträger;

Fig. 4 einen Querschnitt der Anordnung gemäß Fig. 1 bis 3 im

Schnitt nach Linie IV-IV;
Fig. 5 einen weiteren Querschnitt im Schnitt nach Linie V-V;

Fig. 6A einen Teilschnitt eines erfindungsgemäßen Statorfußes gemäß

Fig. 6B nach Linie VIA-VIA;

Fig. 6B eine Ansicht von unten des Statorfußes (Blickrichtung VIB in

Fig. 6A);

Fig. 6C eine Teilschnittansicht des Statorfußes gemäß Fig. 6A nach

Linie VIC-VIC;

Fig. 7A eine Vorderansicht eines weiteren erfindungsgemäßen

Statorfußes;

Fig. 7B eine Ansicht von unten dieses gezeigten Statorfußes

(Blickrichtung VIIB in Fig. 7A);

Fig. 8 eine teilweise geschnittene, stark vereinfachte Seitenansicht

(Blickrichtung entsprechend den Fig. 4 und 5) einer Stator-Läuferanordnung gemäß dem Stand der Technik;

Fig. 9 eine der Fig. 8 entsprechende Seitenansicht einer

erfindungsgemäßen Stator-Läuferanordnung;

Fig. 10 eine weitere Seitenansicht einer Stator-Läuferanordnung in

Form einer Kombination aus erfindungsgemäßem Stator und Statoren gemäß Stand der Technik;

Fig. 11 eine weitere Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Stator-

Läuferanordnung;

Fig. 12 eine weitere Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Stator-

Läuferanordnung mit magnetischem Rückschluss.

In den Fig. 1 bis 7 ist ein erfindungsgemäßer Stator 12 anhand eines ersten Ausführungsbeispiels näher erläutert, wobei es sich hier um einen sogenannten Lang-Stator handelt. Mehrere der in Fig. 1 dargestellten Statoren 12 werden entlang des Fahrwegs hintereinander (im Allgemeinen über die gesamte Fahrweglänge) angeordnet. Diese Statoren 12 sind somit ortsfest. Ihnen ist ein in den Fig. 9 bis 11 lediglich grobschematisch angedeuteter Läufer 46, 146, 246, 346 zugeordnet. Der Läufer (Kurz-Läufer) ist an einem Läuferträger 48, beispielsweise einem Fahrzeug, befestigt. Insgesamt ergibt sich somit ein mit 10 bezeichneter Linear-Motor, der auch als Linear-Generator eingesetzt werden kann.

Der Stator 12 kann jedoch in nicht dargestellter Weise auch als Kurz-Stator eingesetzt werden, wobei er dann einen Teil des jeweiligen Fahrzeugs bildet, welches entlang des ortsfesten Läufers (Lang-Läufer) bewegbar ist.

Der Stator 12 wird von einem über seine Längsrichtung durchgehenden Kern 14 gebildet, welcher aus einem parallel zu einer Längslinie 16 laminierten Blechpaket besteht. Auf dem Blechpaket sind einseitig abstehende, in Richtung der Längslinie 16 hintereinander angeordnete, voneinander beabstandete, ebenfalls laminierte Polelemente 18 vorgesehen. Die so von unmittelbar aufeinander folgenden Polelementen 18 und vom Kern 14 gebildeten dreiseitig begrenzten Nuten 20, welche quer zur Längslinie 16 verlaufen, dienen der Aufnahme von Wickelspulen¹ 22. Bei einem dreiphasigen Stator 1 2 sind jeweils entsprechende Wickelspulen 22a bzw. 22b bzw. 22c miteinander elektrisch verbunden, wobei gemäß Fig. 1, linke Hälfte zwischen den gleichphasig geschalteten Wickelspulen 22a und 22aT die beiden andersphasig geschalteten Wickelspulen 22b und 22c liegen. Entsprechende Verbindungsleitungen 24 sind in Fig. 1 ebenfalls angedeutet. Die Wickelspulen 22 setzen sich aus zwei jeweils in den Nuten 20 verlaufenden Spulenabschnitten und zwei jeweils außerhalb des Kerns verlaufenden Spulenabschnitten zusammen, wobei die Gesamtheit der außerhalbdes Kernsverlaufenden Spulenabschnitte mitden entsprechenden

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Verbindungsleitungen als Wickelkopf 23 bezeichnet wird. Die im Bereich der Vorsprünge der Polelemente 18 angeordneten Wickelköpfe 23 verlaufen in einem Eckbereich zwischen Vorsprung und Kern 14 unter entsprechender Abwinkelung.

Zur Verbindung des Stators 12 mit einem Statorträger 44 sind eine Reihe von Statorfüßen 32, 34 (Fig. 6 und 7) vorgesehen, die mit Gewindeöffnungen 56, 58, 60 für Kopfschrauben 50, 52, 54 ausgebildet sind. Entsprechend den unterschiedlichen Befestigungsmitteln für die Polelemente 1 8 werden auch verschiedene Statorfüße 32, 34 bereitgestellt, wie in Fig. 6 und 7 zu sehen ist. Wie in Fig. 5 dargestellt, sind auf der mit dem Kern 14 abschließenden Seite der Polelemente 18 Statorfüße 32 (Fig. 6) vorgesehen und auf der gegenüberliegenden Seite kommen Statorfüße 34 (Fig. 7) zur Anwendung. Statorfuß 32 hat im Unterschied zu Statorfuß 34 verstärkte seitliche Flügel 33, die zusätzlich zu Statorfuß 34 Gewindeöffnungen 60 aufweisen. Diese dienen der Aufnahme von Kopfschrauben 54, mit denen Halteklötzchen 28, welche zur Fixierung der Polelemente 18 vorgesehen sind, befestigt werden können. Statorfuß 34 dagegen weist diese Gewindeöffnungen 60 nicht auf und hat zudem schmalere seitliche Flügel 35, da an diese noch Haltekrallen 30 zur Fixierung der Polelemente 18 auf der den Halteklötzchen 28 gegenüberliegenden Seite angelegt werden.

Die Statorfüße 32, 34 greifen beidseits des Kerns 14 in dafür vorgesehene Ausnehmungen 1 9 ein und sind mit dem Kern 14 jeweils über den Kern 14 durchsetzende Befestigungselemente in Form von zwei Kopfschrauben 52 starr verbunden. Die den Kern durchsetzende Kopfschraube 52 durchsetzt sowohl eine Durchgangsöffnung 45 in der Haltekralle 30 als auch eine Durchgangsöffnung 47 im Statorfuß 34, wie in Fig. 4, linke Seite zu sehen ist. Gegenüberliegend (Fig. 4, rechte Seite) greift das Gewindeende der Kopfschraube 52 in die Gewindeöffnung 58 des Statorfußes 32 ein.

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Die von unten in die Statorfüße 32, 34 eingebrachte Gewindeöffnung 56 dient der Verbindung mit dem Statorträger 44, die ebenfalls durch eine Kopfschraube 50 sichergestellt wird.

Um das Eindringen insbesondere von Feuchtigkeit in den Stator 12 zu verhindern, ist die zur Befestigung am Statorträger 44 vorgesehene Gewindeöffnung 56 umringt von einem Dichtring 42, welcher innerhalb einer Ringnut 40 der Statorfüße 32, 34 verläuft.

Der Zusammenhalt des laminierten Blechpakets des Kerns 14 wird zwischen den voneinander beabstandeten Statorfüßen 32, 34 durch entsprechende Befestigungsschienen 36, 38 (Fig. 2 und 3) gewährleistet. Die Befestigungsschiene 36 weist an ihrer Oberseite gemäß Fig. 3 eine Reihe von Gewindeöffnungen 37 auf sowie in gleicher Längsposition eine Reihe von quer verlaufenden Gewindedurchgangsöffnungen 41 zur Aufnahme des Gewindeendes der Kopfschrauben 52. Die Befestigungsschiene 38 weist lediglich Durchgangsbohrungen 43 zur Aufnahme der den Kern 14 durchsetzenden Kopfschrauben 52 auf.

Sowohl die Befestigungsschienen 36, 38 als auch die Statorfüße 32, 34 dienen zur Aufnahme weiterer Halteklötzchen 28 und Haltekrallen 30, welche zur Fixierung der Polelemente 18 dienen. Die Verbindung der Halteklötzchen 28 sowie der Haltekrallen 30 mit den Polelementen 18 erfolgt formschlüssig über an den Stirnseiten der Polelemente 18 vorgesehene Nuten 21. Die Befestigung der Halteklötzchen 28 erfolgt jeweils mittels einer Kopfschraube 54, die in die Gewindeöffnung 37 der Befestigungsschiene 36 eingeschraubt ist. Vorsprungsseitig werden die Polelemente 18 mit Haltekrallen 30 befestigt, welche mit Durchgangsöffnungen 45 versehen sind, die den Durchgangsbohrungen 43 der Befestigungsschiene 38 bzw. Durchgangsbohrungen 47 der Statorfüße 34 entsprechen, wobei die Haltekralle 30 zwischen der Befestigungsschiene 38 und den Statorfüßen 34 einerseits und den Schraubenköpfen der

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Kopfschrauben 52 andererseits nach entsprechendem Festziehen der Kopfschrauben 52 festgeklemmt ist. Die Haltekralle 30 erstreckt sich zwischen zwei Statorfüßen 34, wobei sie sowohl die Befestigungsschiene 38, welche jeweils zwischen zwei Statorfüßen 34 eingepasst ist, als auch jeweils einen Flügel 35 der Statorfüße 34, zu deren Befestigung überdeckt (Fig. 2).

Zu erwähnen ist zum generellen Aufbau noch ein Statorgehäuse 26, in welches die vormontierte Anordnung aus Kern 14, Wickelspulen 22, Polelementen 18, Statorfüßen 32, 34, Befestigungsschienen 36, 38, Haltekrallen 30 und Halteklötzchen 28 eingesetzt und anschließend mit Kunstharz vergossen wird.

Fig. 8 stellt einen bekannten Linear-Motor mit Doppelstatoranordnung dar. Das Kernblechpaket 82 ist dabei aus gezahnten, ggf. miteinander verklebten Elektroblechen gebildet, die so geschichtet sind, dass Nuten quer zur Kernlängsrichtung gebildet werden, die zur Aufnahme eines Spulenabschnitts 84 der Wickelspulen vorgesehen sind, wobei die Wickelköpfe 86 in dieser Anordnung frei außerhalb des Kerns verlaufen. In Fig. 8, linke Hälfte ist der Stator 80 in einer Nut geschnitten dargestellt, wobei der in der Nut verlaufende Spulenabschnitt 84 angedeutet zu sehen ist. Die rechte Hälfte zeigt den Stator 80 geschnitten zwischen den Nuten, wobei die Wickelköpfe 86 oben und unten im Schnitt zu sehen sind.

In Fig. 9 ist ebenfalls ein Linear-Motor 10 in Doppelstatoranordnung dargestellt, jedoch hier mit zwei der erfindungsgemäßen Statoren 12. Deutlich erkennbar ist die abgewandelte Form der Polelemente 18, die bei dem erfindungsgemäßen Stator 12 einseitig über den Kern vorstehen. Die Nuten 20 werden dabei wie oben beschrieben von auf dem Kern 14 angebrachten Polelementen 18 gebildet, wobei diese Form der Anbringung zum einen eine variable Nutbreite ermöglicht und zum anderen durch die zur Kernblechpaketlamellierung quer verlaufende Blechpaketlamellierung der

Polelemente 18 einen günstigen Einfluss auf den magnetischen Fluss hat, da die Lamellierung parallel zur Richtung der Magnetfeldlinien verläuft. Des Weiteren ist diese Anordnung vorteilhaft gegenüber der bekannten Doppelstatoranordnung gemäß Fig. 8, da durch die vergrößerte aktive Breite A der erfindungsgemäßen Statoren 12 auch eine effizientere Ausnutzung der zugeführten elektrischen Energie stattfindet. Darüber hinaus verschiebt sich der bei dem bekannten Linear-Motor gemäß Fig. 8 mittige Kraftangriffsschwerpunkt K zum Läuferträger 48 hin (Kraftangriffsschwerpunkt K'). Damit wird die Belastung des Läufers 46, insbesondere der Läufer-Läuferträgerverbindung, gesenkt, was sich lebensdauerverlängernd auswirken kann.

Fig. 10 zeigt einen Linear-Motor 110 mit drei verschiedenen Statoren 112, 170, 180, wobei der linke Stator 112 der erfindungsgemäße Stator ist, der mittlere Stator 170 der aus der DE 297 05 501 U bekannte und der rechte Stator 180, der schon innerhalb der Beschreibung zu Fig. 8 erwähnte Stator ist. Fig. 10 verdeutlicht den Unterschied in der aktiven Breite A zwischen dem bekannten in Fig. 10 rechts dargestellten Flach-Stator 180 und dem erfindungsgemäßen Stator 112, dessen aktive Breite A' der des Stators 170 (Fig. 10 Mitte) aus der DE 297 05 501 U entspricht. Zur optimalen Energieumsetzung sollten die aktiven Breiten der eingesetzten Statoren gleich sein. Durch Kombination des Stators 170 (Fig. 10 Mitte) gemäß DE 297 05 501 U mit jeweils zwei erfindungsgemäßen Flach-Statoren 112 an den Außenseiten und an die aktive Breite A' angepasster Läuferlänge L erhält man eine besonders vorteilhafte Anordnung. Es sind auch Mehrfach-Statoranordnungen denkbar, mit mehreren Statoren 170, wobei die beiden äußeren Statoren 112, 180 vorteilhaft von dem erfindungsgemäßen Stator 11 2 gebildet werden. Dies ergibt einen sehr kompakten Aufbau des Linear-Motors 110.

Fig. 11 zeigt einen weiteren Linear-Motor 210 mit einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stators 12, bei dem die

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Polelemente 218 den Kern 214 beidseits überragen und somit eine aktive Breite A" des Stators 212 erzielt wird, die nahezu der Statorlänge des Stators 212 entspricht. Läuferlänge L und Statorlänge sind hier nahezu gleich, was zu einer guten Energieumsetzung beiträgt.

Ein unter Verwendung des erfindungsgemäßen Stators 12 aufgebauter Einfachstatormotor mit magnetischem Rückschluss 390 ist in Fig. 12 dargestellt. Diese Anordnung aus Stator 312, Läufer 346 und magnetischem Rückschluss 390 stellt die kompakteste Bauform eines mit dem erfindungsgemäßen Stator 12 möglichen Linear-Motors 10 dar, wobei die Energieausnutzung dabei nicht so effizient erfolgt wie bei einer Doppelstatoranordnung.

Claims (14)

1. Stator (12, 112, 212, 312) für einen Linear- oder Rotations-Motor oder Linear- oder Rotations-Generator, umfassend

- einen entlang einer Längslinie (16) verlaufenden Kern (14, 214),

- vom Kern (14, 214) einseitig abstehende, in Richtung der Längslinie (16) hintereinander angeordnete Polelemente (18, 218), die voneinander beabstandet sind zur Bildung vom Kern (14, 214) und unmittelbar aufeinanderfolgenden Polelementen (18, 218) dreiseitig begrenzten Nuten (20),

- Wickelspulen (22), die wenigstens ein Polelement (18, 218) umringen, mit einem Spulenabschnitt jeweils innerhalb einer der Nuten (20) und mit einem anderen Spulenabschnitt jeweils innerhalb einer weiteren der Nuten (20) verlaufen,

dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil der Polelemente (18, 218) im Bereich wenigstens eines der Nutenden einer benachbarten Nut (20) jeweils mit einem in Richtung parallel zur Nutlängsrichtung vorstehenden Vorsprung versehen ist, und

- dass die im Bereich dieses Vorsprungs jeweils vorgesehenen Spulenabschnitte der Wickelspulen (22) und Verbindungsabschnitte zwischen Wickelspulen (22) in einem Eckbereich zwischen Vorsprung und Kern (14, 214) unter entsprechender Abwinkelung verlaufen.

2. Stator (12, 112, 212, 312) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Nuthöhe parallele Vorsprungsbreite in Richtung zum freien Vorsprungsende hin abnimmt.

3. Stator (12, 112, 212, 312) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung abgeschrägt ist, vorzugsweise spitz zum Ende hin zulaufend.

4. Stator (12, 112, 212, 312) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Polelemente (18, 218) von jeweils einem quer zur Längslinie laminierten Polblechpaket gebildet sind und dass der Kern (14, 214) vorzugsweise von einem parallel zur Längslinie (16) und quer zur Nutlängsrichtung laminierten Kernblechpaket gebildet ist.

5. Stator (12, 112, 212, 312) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Polblechpakete mit dem Kernblechpaket über Hakenelemente (28, 30) verbunden sind, die in Polblechpaketnuten (21) eingreifen.

6. Stator (12, 112, 212, 312) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Hakenelemente (28, 30) vorzugsweise auf der Seite der Vorsprünge angeordnete Winkelbleche (30) umfassen.

7. Stator (12, 112, 312) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Hakenelemente (28, 30) Halteklötzchen (28) umfassen.

8. Stator (12, 112, 212, 312) nach einem der Ansprüche 5-7, gekennzeichnet durch zur Verbindung mit einem Statorträger (44) ausgebildete Statorfüße (32, 34), die mit dem Kern (14, 214) starr verbunden sind, vorzugsweise über den Kern (14, 214) durchsetzende Anker (52).

9. Stator (12, 112, 212, 312) nach Anspruch 8 und einem der Ansprüche 5-7, dadurch gekennzeichnet, dass die Hakenelemente (28, 30) am Statorfuß (32, 34) befestigt sind.

10. Stator (12, 112, 212, 312) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Statorfüße (32, 34) jeweils mit Eingriffsöffnungen (56), vorzugsweise Schrauböffnungen für Träger- Verbindungselemente ausgebildet sind, und dass die Eingriffsöffnungen (56) umringende Dichtungseinrichtungen (40, 42) zwischen einem Statorgehäuse (26) und den Statorfüßen (32, 34) vorgesehen sind, vorzugsweise in Form eines Dichtrings (42), der innerhalb einer Ringnut (40) des Statorfußes (32, 34) verläuft.

11. Linear- oder Rotations-Motor oder Linear- oder Rotations-Generator mit einem Lang-Stator oder Kurz-Stator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, an dem ein Kurz-Läufer bzw. Lang- Läufer beweglich gelagert ist.

12. Stator (12) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass bei Einsatz wenigstens eines Stators (12) mit Vorsprung lediglich an einer Seite und von einem Läuferträger (48) abstehenden Läufer (46), der Stator (12) derart orientiert ist, dass die Vorsprünge zum Läuferträger (48) hinweisen.

13. Stator (112) nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass bei Einsatz einer Läuferanordnung aus wenigstens zwei Läufern (146) zwischen die Läufer (146) jeweils ein Stator (170) mit auf einen Statorkern aufgeschobenen Wickelspulen und Polzahnscheiben zwischen den Wickelspulen eingreift, und dass an den Außenseiten der jeweils äußersten Läufer (146) der Läuferanordnung ein Stator (12, 212) nach einem der Ansprüche 1- 10 angeordnet ist.

14. Stator (312) nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Läufer (346) auf seiner vom Stator (312) abgewandten Seite mit einem ferromagnetischen Rückschlusselement (390) versehen ist.