DE202005002828U1 - Elektrische Maschine mit einfacher Drehrichtung - Google Patents

Elektrische Maschine mit einfacher Drehrichtung Download PDF

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Abstract

Elektrische Maschine mit einfacher Drehrichtung (20), mit
einer Statoranordnung, die einen Statorkern und eine Anzahl Statorzähne (12) aufweist, an deren Enden Polschuhe (14) ausgebildet sind, und mit
einer Rotoranordnung (36), wobei
zwischen den Polschuhen (14) der Statoranordnung und der Rotoranordnung (36) ein Luftspalt gebildet ist,
der Statorkörper in axialer Richtung in mehrere Statorabschnitte (24, 26) aufgeteilt ist, wenigstens ein erster Statorabschnitt (26) zugehörige Polschuhabschnitte aufweist, deren Polflächen (34) im Verhältnis zu einer äußeren Kreisbahn (18), die einen minimalen Luftspalt zwischen den Polschuhen und der Rotoranordnung definiert, in radialer Richtung geneigt sind, so daß sich die Polflächen von dieser äußeren Kreisbahn (18) zu einer inneren Kreisbahn (17) erstrecken, die einen maximalen Luftspalt zwischen den Polschuhen und der Rotoranordnung definiert, und
wenigstens ein zweiter Statorabschnitt (24) zugehörige Polschuhabschnitte aufweist, deren Polflächen (30) auf der äußeren Kreisbahn (18) oder zwischen der äußeren und der inneren Kreisbahn (17) liegen...

Description

  • Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine mit einfacher Drehrichtung.
  • Ein Hauptanwendungsgebiet der Erfindung ist das Gebiet der bürstenlosen Gleichstrommotoren und anderer Elektromotoren, wie Permanentmagnetmotoren, welche in nur eine Richtung rotieren, beispielsweise zum Einsatz in Lüftern und Pumpen. Die Erfindung ist ohne Beschränkung hierauf auch auf andere Arten von Elektromotoren oder Generatoren anwendbar.
  • Derartige Elektromotoren weisen eine Statoranordnung aus zum Beispiel einer Anzahl von paketierten gestanzten Metallblechen auf, die einen ringförmigen Statorrückschluß und von dem Statorrückschluß nach innen (Innenläufer) oder außen (Außenläufer) abstehende Statorzähne bilden. An den freien Enden der Statorzähne sind Polschuhe ausgebildet. Auf die Statorzähne werden Phasenwicklungen aufgebracht. Der Motor umfaßt ferner eine Rotoranordnung, der beispielsweise einen Rückschlußring und auf diesen Rückschlußring aufgebrachte oder in ihn eingebettete Permanentmagnete aufweist. Um bei elektrischen Maschinen mit einfacher Drehrichtung den Anlauf zu erleichtern bzw. auch die Drehrichtung vorzugeben, kann vorgesehen sein, den Luftspalt zwischen den Polschuhen der Statoranordnung und dem Rotor zu variieren. Zum Beispiel können die Statorbleche so gestaltet sein, daß der Luftspalt kontinuierlich zu- und abnimmt.
  • Ein typisches Anwendungsgebiet der Erfindung ist der Bereich der Ventilatoren, welche kein besonders hohes Anlaufmoment erfordern. Für solche Ventilatoren werden häufig kostengünstige bürstenlose Einstrang-Gleichstrommaschinen verwendet, die mit einfacher Wickeltechnik und einer kostengünstigen, aus einer H-Brückenschaltung bestehenden Kommutierungselektronik realisiert werden. Eine einsträngige Statorwicklung erzeugt statt eines Drehfeldes ein pulsierendes Feld, so daß bei bestimmten Rotorpositionen der Motor kein Drehmoment erzeugt. Um sicherzustellen, daß der Motor gleichwohl zuverlässig anläuft, wird der Stator so ausgebildet, daß sich zwischen Stator und Rotor ein ungleichförmiger Luftspalt ergibt. Dadurch wird ein Reluktanzmoment erzeugt, das sicherstellt, daß der Rotor nach dem Abschalten der Stromversorgung nur in solchen Winkellagen stehenbleibt, in denen die bestromte Statorwicklung ein genügend hohes Anlaufmoment entwickeln kann, um beim Anlauf die Lagerreibung zu überwinden.
  • Ein Nachteil dieser Methode ist, daß das erhöhte Reluktanzmoment zusätzliche Schwingungen im Motor erzeugt, welche wiederum unangenehme oder auffällige Geräusche im Betrieb verursachen können. Das Reluktanzmoment, das in solchen Motoren für den sicheren Anlauf notwendig ist, variiert nicht unwesentlich abhängig vom Lagersystem des Motors, von der Einbaulage, von Masse und Trägheit angeschlossener Einheiten etc.
  • Die Druckschrift DE 23 46 380 beschreibt einen kollektorlosen Gleichstrommotor mit einfacher Drehrichtung. Der Motor umfaßt eine Statoranordnung, die einen Statorrückschluß und zwei Statorzähne aufweist, an deren Enden Polschuhe ausgebildet sind. Die Statoranordnung ist koaxial in eine zylindrische Rotoranordnung eingefügt. Zwischen den Polschuhen der Statoranordnung und der Rotoranordnung ist ein Luftspalt gebildet. Um den Anlauf zu erleichtern und die Drehrichtung vorzugeben, wird der Luftspalt dadurch modifiziert, daß die Polflächen der Statoranordnung abgeschrägt sind. Wie in den 2 bis 4 dieser Druckschrift dargestellt, ist der Luftspalt so ausgebildet, daß er zwischen zwei Statornuten monoton zu- und wieder abnimmt. Das Dokument offenbart ferner, daß ein gewünschter Luftspaltverlauf durch Schichten von Blechen mit unterschiedlichen Querschnitten oder durch magnetisch gleichwertige Blechpakete, die aus identischen Blechpaketen aufgebaut sind, erzielt werden kann. Hierbei kommt es auf den „magnetisch wirksamen Luftspalt" an.
  • Die US-A-2,185,990 zeigt verschiedene Statorschnitte zur Erzeugung einer monoton oder schrittweise zunehmenden Luftspaltbreite für einen Elektromotor mit einfacher Drehrichtung.
  • Bei den Maschinen des Standes der Technik besteht das Problem, daß die Abschrägung der Polflächen zu einem teilweise vergrößerten magnetischen Luftspalt führt, wodurch sich der Wirkungsgrad des Motors verschlechtert. Insbesondere bei Statoranordnungen, deren Durchmesser im Verhältnis zu ihrer axialen Abmessung klein ist, führt diese Vergrößerung des Luftspaltes zu erheblichen Leistungsverlusten.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Maschine anzugeben, welche die obengenannten Probleme vermeidet. Insbesondere soll eine elektrische Maschine mit einfacher Drehrichtung vorgesehen werden, die den Anlauf der Maschine erleichtert und gleichwohl einen hohen Wirkungsgrad hat.
  • Diese Aufgabe wird durch eine elektrische Maschine mit einfacher Drehrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
  • Bei der erfindungsgemäßen Maschine ist der Statorkörper in axialer Richtung in mehrere Statorabschnitte aufgeteilt. Ein minimaler und ein maximaler Luftspalt zwischen den Polschuhen und der Rotoranordnung werden durch eine äußere bzw. eine innere Kreisbahn auf dem Statorumfang definiert. Wenigstens ein erster Statorabschnitt weist zugehörige Polschuhabschnitte auf, deren Polflächen im Verhältnis zu der äußeren Kreisbahn in radialer Richtung geneigt sind, so daß sich die Polflächen von dieser äußeren Kreisbahn zu der inneren Kreisbahn erstrecken, und wenigstens ein zweiter Statorabschnitt weist zugehörige Polschuhabschnitte auf, deren Polflächen auf der äußeren Kreisbahn oder zwischen der äußeren und der inneren Kreisbahn liegen und im Verhältnis zu der äußeren Kreisbahn weniger stark geneigt sind als die Polflächen des ersten Statorabschnitts. Der erste und der zweite Statorabschnitt sind vorzugsweise unmittelbar benachbart.
  • Erfindungsgemäß werden somit unterschiedliche axiale Statorabschnitte vorgesehen, nämlich solche mit stärkerer Asymmetrie des Luftspaltes und solche mit weniger starker Asymmetrie des Luftspaltes oder mit sogar symmetrischem Luftspalt, um das Anlaufverhalten der Maschine in der gewünschten Drehrichtung zu optimieren.
  • In einer ersten Ausführung liegen die Polflächen der Polschuhe des zweiten Statorabschnitts auf der äußeren Kreisbahn und definieren statorseitig den minimalen Luftspalt. In einer weiteren Ausführung der Erfindung sind die Polflächen der Polschuhe des zweiten Statorabschnitts in dieselbe Richtung geneigt wie die Polflächen des ersten Statorabschnitts und definieren statorseitig einen mittleren Luftspalt.
  • In der ersten Ausführung der Erfindung wird der Wirkungsgrad der Maschine optimiert. Hierzu werden den an Statorblechen mit starker Asymmetrie, also starker Neigung der Polflächen jedes Polschuhs, solche mit symmetrischer Geometrie, also Polschuhe mit Polflächen, welche auf einer Kreisbahn liegen, zugeordnet. Die Statorbleche mit symmetrischer Geometrie bestimmen den minimalen Luftspalt. Durch eine geeignete Schichtung der unterschiedlichen axialen Statorabschnitte kann das erforderliche Reluktanzmoment flexibel eingestellt werden. Im Verhältnis zu den bekannten Statoren mit asymmetrischer Blechgeometrie, kann der Luftspalt reduziert werden. Dadurch wird der magnetische Kreis gestärkt. Bei geeigneter Dimensionierung der Statorwicklung kann ein Motor mit höherem Wirkungsgrad erreicht werden.
  • In der zweiten Ausführung der Erfindung kann eine flexible Reduzierung des Reluktanzmoments ohne Minimierung des Luftspaltes realisiert werden. Ein minimierter Luftspalt stärkt zwar den Magnetkreis, er erhöht jedoch gleichzeitig die mechanischen Schwingungen. Um Motoren mit reduziertem Geräuschpegel zu erhalten, wird daher vorgeschlagen, zwei Arten von Geometrien der axialen Statorabschnitte zu verwenden. Neben einer stärker asymmetrischen Geometrie wird eine Statorgeometrie mit reduzierter Asymmetrie oder sogar eine symmetrische Statorgeometrie eingesetzt. Hierbei wird jedoch im Unterschied zur ersten Ausführung der minimale Luftspalt des Motors nicht durch den zweiten Statorabschnitt bestimmt, sondern die Polflächen des zweiten Statorabschnitts liegen vorzugsweise zwischen der inneren und der äußeren Kreisbahn, welche durch die Polflächen des ersten Statorabschnitts bestimmt werden. Vorzugsweise ist der durch den ersten Statorabschnitt gebildete wirksame Luftspalt gleich dem durch den zweiten Statorabschnitt gebildeten wirksamen Luftspalt. Dadurch kann das Reluktanzmoment flexibel eingestellt werden, ohne den wirksamen Luftspalt wesentlich zu beeinflussen.
  • In Anwendungen, in denen nur ein kleines Reluktanzmoment für den sicheren Anlauf des Motors benötigt wird, können Motorschwingungen durch die Verwendung von zweiten Statorabschnitten, deren Außenkontur im wesentlichen auf einer Kreisbahn verläuft, die zwischen der inneren und der äußeren Kreisbahn liegt, reduziert werden; weitere Eigenschaften werden nicht beeinflußt. Dadurch können Laufgeräusche des Motors deutlich verringert werden.
  • Die Erfindung ermöglicht somit, eine elektrische Maschine flexibel entweder hinsichtlich der Wirkungsgradoptimierung des Motors oder für eine Geräuschoptimierung auszulegen. In jedem Fall sollte zunächst das für eine konkrete Anwendung benötigte Reluktanzmoment für den sicheren Anlauf der Maschine festgelegt werden. Während der oder die erste(n) Statorabschnitt(e) eine stärkere Neigung der Polflächen im Verhältnis zu einer Kreisbahn aufweisen, die hier auch als starke Asymmetrie bezeichnet ist, haben der oder die zweite(n) Statorabschnitt(e) eine weniger starke Neigung oder sogar eine im wesentlichen kreisförmige Geometrie, wie es bei mehrsträngigen Motoren üblich ist.
  • Dadurch erhält man eine hohe Flexibilität, die sich auch bei dem Aufbau von Motoren mit unterschiedlichen Pakethöhen positiv auswirkt. So kann eine Motorfamilie gebildet werden, bei der für höhere Wellenleistung Motoren mit längerem Statorpaket verwendet werden. Durch Verwenden unterschiedlicher Statorabschnitte kann das jeweils benötigte Reluktanzmoment eingestellt werden.
  • Die unterschiedlichen Statorabschnitte werden vorzugsweise abwechselnd gestapelt, um einen aus diesen Abschnitten aufgebauten Statorstack zu erhalten. Der erfindungsgemäße Motor vereint die Vorteile der „üblichen" Statoren mit konstantem Luftspalt (hoher Wirkungsgrad) mit denen eines Stators mit modifiziertem Luftspalt (Optimierung des Anlaufverhaltens der Maschine in einer vorgegebenen Drehrichtung durch gezielte Erzeugung von Drehmomentschwankungen). Ferner erreicht die Erfindung eine bessere Konstanz des Drehmoments und damit geringerer Geräuschanregung.
  • Jeder Statorabschnitt kann aus einem einzelnen Statorblech oder aus einem laminierten Blechstapel oder aus Sinterteilen hergestellt sein, wodurch sich ein besonders einfacher Aufbau ergibt.
  • Weitere vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Die Erfindung ist im folgenden anhand einer bevorzugten Ausführung mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. In den Figuren zeigen:
  • 1 einen Blechschnitt für einen axialen Statorabschnitt mit schrägen Polflächen;
  • 2a bis 2e zeigen schematische Darstellungen zur Erläuterung einer ersten, einer zweiten, einer dritten, einer vierten und einer fünften Ausführung der Erfindung; und
  • 3 eine perspektivische Explosionsdarstellung einer elektrischen Maschine gemäß der ersten Ausführung der Erfindung.
  • 1 zeigte einen Blechschnitt für einen Statorabschnitt zur Herstellung einer elektrischen Maschine gemäß der Erfindung. In 1 sind ein kreisförmiger Statorrückschlußring 10 und von diesem in radialer Richtung nach außen abstehende Statorzähne 12 zu erkennen. An den freien Enden der Statorzähne 12 sind Polschuhe 14 ausgebildet. Die Polflächen 16 der Polschuhe 14 verlaufen schräg von einer äußeren Kreisbahn 18 zu einer inneren Kreisbahn 17, um den Anlauf der Maschine in eine vorgegebene Drehrichtung 20 zu erleichtern. Erfindungsgemäß wird eine Statoranordnung mit mehreren axialen Statorabschnitten aufgebaut, wobei erste Statorabschnitte aus einem oder mehreren Blechen mit einem Blechschnitt aufgebaut sind, der dem der 1 im wesentlichen entspricht. Zweite Statorabschnitte sind so aufgebaut, daß ihre Polflächen entweder auf der in 1 gezeigten äußeren Kreisbahn 18 oder auf der inneren Kreisbahn 17 liegen oder zwischen der äußeren 18 und einer inneren Kreisbahn 17 schräg verlaufen, jedoch weniger stark geneigt sind als die Polflächen der ersten Statorabschnitte. Die äußere Kreisbahn 18 definiert statorseitig den minimalen Luftspalt zwischen Stator und Rotor, und die innere Kreisbahn 17 definiert den maximalen Luftspalt, wobei der wirksame Luftspalt der elektrischen Maschine sich aus dem Integral des magnetisch wirksamen Materials zwischen der inneren Kreisbahn 17 und der äußeren Kreisbahn 18 über die Polfläche integriert ergibt.
  • In 1 sind in dem Blechschnitt ferner, wie im Stand der Technik üblich, Punkte für das Verstemmen der einzelnen Bleche zu einem Stack sowie eine Ausnehmung 22 zur richtigen Positionierung der einzelnen Bleche zueinander vorgesehen.
  • 2a zeigt eine schematische Darstellung zur Erläuterung einer ersten Ausführung gemäß der Erfindung. In der Figur sind eine innere und eine äußere Kreisbahn mit 17 bzw. 18 bezeichnet. Die innere und die äußere Kreisbahn 17, 18 begrenzen statorseitig einen maximalen bzw. einen minimalen Luftspalt, der zwischen dem Stator und einem nicht dargestellten Rotor gebildet wird. In 2a entspricht die Linie 50 den Polflächen eines ersten Statorabschnittes mit starker Asymmetrie entsprechend 1, und die Linie 52 deutet die Polfläche eines zweiten Statorabschnittes an, deren Verlauf im wesentlichen auf der äußeren Kreisbahn 18 liegt. Die Polflächen 52 des zweiten Statorabschnittes bestimmt den minimalen Abstand und somit Luftspalt zwischen Stator und Rotor, und die zwischen der äußeren und der inneren Kreisbahn 17, 18 geneigten Polfläche 50 bewirkt das gewünschte Reluktanzmoment für einen sicheren Anlauf des Motors mit einfacher Drehrichtung. Ein Motor mit dem in 2a gezeigten Auf bau kann bezüglich des Wirkungsgrades optimiert werden und gleichwohl das gewünschte Reluktanzmoment erzeugen. Die Darstellungen in den 2a bis 2e sind nicht maßstabsgetreu, der Abstand zwischen der inneren und der äußeren Kreisbahn 17, 18 ist zur Verdeutlichung der Erfindung vergrößert dargestellt.
  • 2b zeigt eine weitere Ausführung der Erfindung, bei der die Polflächen des Stators wiederum durch eine innere und eine äußere Kreisbahn 17, 18 begrenzt sind. Die Linie 50 zeigt schematisch den Polflächenverlauf des ersten Statorabschnitts, der dem der 1 und 2a entspricht. Der zweite Statorabschnitt hat in der Ausführung der 2a ebenfalls Polflächen mit asymmetrischer Geometrie, wobei die Neigung der Polfläche 52' jedoch weniger stark ist als die der Polfläche 50. Diese Ausführung entwickelt ein stärkeres Reluktanzmoment als die Ausführung der 2a, hat jedoch noch immer einen relativ schmalen Arbeitsluftspalt, so daß ein guter Wirkungsgrad erreicht werden kann.
  • In der dritten Ausführung der Erfindung, die in 2c gezeigt ist, ist der erste Statorabschnitt unverändert, wobei die durch die Linie 50 angedeutete Polfläche die innere und die äußere Kreisbahn 17, 18 und somit den maximalen und den minimalen Luftspalt bestimmt. Der zweite Statorabschnitt weist eine Polfläche auf, deren Verlauf der Linie 52'' entspricht. Die Polfläche 52'' begrenzt statorseitig einen wirksamen Luftspalt, welcher dem wirksamen Luftspalt entspricht, der auch durch die Polfläche 50 des ersten Statorabschnitts gebildet wird. Mit anderen Worten ist der wirksame Luftspalt des ersten Statorabschnitts gleich dem wirksamen Luftspalt des zweiten Statorabschnitts. In dieser Ausführung wird nicht der Luftspalt minimiert, sondern die Motorschwingungen im Betrieb werden reduziert, wodurch Geräuschentwicklung unterdrückt oder minimiert werden können. Die Polfläche 52'' kann leicht geneigt sein oder auf einer Kreislinie liegen.
  • Den 2a bis 2c ist gemeinsam, daß die statorseitige Begrenzung des maximalen bzw. minimalen Luftspaltes durch die konzentrischen Kreise 17 und 18 angedeutet sind. Diese werden durch die Polflächen der stark asymmetrischen Statorblechform 50 des ersten Statorabschnittes vorgegeben, welcher für das Anlaufverhalten sorgt. Die Statorblechform mit weniger stark asymmetrischer Geometrie weist Polflächen auf, welche auf dem äußeren Kreis 18, dem inne ren Kreis 17 oder zwischen den Kreislinien 17 und 18 liegen. Die Polflächen des zweiten Statorabschnitts liegen innerhalb der den maximalen und den minimalen Luftspalt bestimmenden Kreislinien und haben eine geringere Krümmung mit gleicher Neigungsrichtung als die Polflächen der ersten Statorabschnitte.
  • Die 2d und 2e zeigen weitere Ausführungen des ersten Statorabschnitts, der entscheidend für das Anlaufverhalten des Motors ist. Die Polflächen 50, welche zwischen der inneren Kreisbahn 17 und der äußeren Kreisbahn 18 verlaufen, können stufenförmig ausgebildet sein, wie in 2d. Es ist auch möglich, daß die Polflächen, wie in 2e gezeigt, über ihre Breite einen zunächst abnehmenden und dann wieder zunehmenden Radius haben. Die Ab- bzw. Zunahme des Radius muß nicht linear sein. Die konkrete Ausgestaltung der Polflächen des ersten und zweiten Statorabschnitts kann abhängig von der gewünschten Anwendung optimiert werden.
  • 3 zeigt eine perspektivische Explosionsdarstellung einer elektrischen Maschine gemäß einer Ausführung der Erfindung, die der Darstellung der 2a entspricht. In der dargestellten Ausführung umfaßt die Maschine eine Statoranordnung mit zwei axialen Statorabschnitten 24, 26. Der Statorabschnitt 24 weist Polschuhe auf, deren Polflächen 30 auf einer Kreisbahn liegen. Der daneben liegende axiale Statorabschnitt 26 umfaßt dagegen Polschuhe, deren Polflächen 34 gegenüber der durch die Polflächen 30 definierten Kreisbahn modifiziert sind. Insbesondere sind die Polflächen 34 so abgeschrägt, daß der durch sie gebildete Außendurchmesser des Statorabschnitts 26 von einer einem zum anderen Rand der Polfläche 34 abnimmt. Es ist auch möglich, den Außendurchmesser über der Polschuhfläche ab- und wieder zunehmen zu lassen. Auch eine gestufte Ausbildung der Polflächen zur Modifizierung des Durchmessers ist möglich.
  • In der in 3 gezeigten Ausführung wird jeder Statorabschnitt 24, 26 durch mehrere Statorbleche gebildet. Die Erfindung ist weder auf eine bestimmte Anzahl von Statorabschnitten noch auf eine bestimmte Anzahl von Statorblechen pro Statorabschnitt beschränkt. Auch die Verwendung von Sinterteilen ist möglich.
  • Die durch die Statorabschnitte 24, 26 gebildete Statoranordnung wird nach dem Aufbringen von Phasenwicklungen 44 in eine Rotoranordnung 36 koaxial eingefügt. In der gezeigten Ausführung umfaßt die Rotoranordnung einen zylindrischen Rotorrückschluß, auf dessen Innenfläche ein Gummimagnet (nicht gezeigt) aufgebracht ist. Selbstverständlich ist die Erfindung nicht hierauf beschränkt, und es können andere Arten von Permanentmagneten vorgesehen werden, die auf den Rotorrückschluß 38 aufgebracht oder in diesen eingebettet werden.
  • Zwischen der Statoranordnung und der Rotoranordnung wird ein Luftspalt gebildet, der durch die Innenfläche des Magneten 40 sowie durch die Außenfläche des Statorabschnitt 24 bestimmt wird.
  • Während in den Figuren eine Statoranordnung und eine Rotoranordnung für einen Außenläufermotor gezeigt sind, ist die Erfindung auch auf einen Innenläufermotor anwendbar.
  • Durch die abwechselnde Anordnung der verschiedenen Statorabschnitte ergibt sich eine Maschine mit besonders einfachem Aufbau, die das gewünschte Motorverhalten bezüglich Anlauf und Vorgabe einer Drehrichtung sowie einen guten Wirkungsgrad erreichen kann. Während das Anlaufverhalten und die Vorgabe der Drehrichtung durch ein oder mehrere Statorsegmente 26 mit abgeschrägten Polflächen bestimmt wird, kann bei der gezeigten Ausführung ein optimaler Wirkungsgrad durch einen präzisen, geringen Luftspalt zwischen dem Rotor und den auf einer Kreisbahn liegenden Polflächen der jeweils anderen Statorabschnitte 24 erzielt werden.
  • Toleranzen bei der Fertigung des Motors lassen sich dadurch weiter reduzieren, daß bei Verwendung eines Gummimagnetes 40 dieser nach dem Aufbringen auf den Rotorkörper 38 zusätzlich ausgedreht oder überdreht wird. Hierdurch kann der Luftspalt weiter minimiert werden.
  • Wenn in dieser Beschreibung und den Ansprüchen definiert ist, daß die Polflächen der zweiten Statorabschnitte schräg im Verhältnis zu einer Kreisbahn verlaufen, so sind hiermit auch solche Gestaltungen umfaßt, bei denen die Abweichung von der Kreisbahn stufenförmig, sä gezahnförmig oder auf ähnliche andere Weise erzeugt ist. Entscheidend ist lediglich, daß die Polfläche eines Polschuhs des ersten Statorabschnitts nicht konstant auf einer Kreisbahn und nicht auf derselben Kreisbahn liegt wie die Polfläche des zweiten Statorabschnittes.
  • Die in der vorstehenden Beschreibung, den Ansprüchen und den Figuren offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in den verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein.
  • Die beschriebene Ausführung der Erfindung läßt sich insbesonders in Motor-Baureihen, in denen Statoren und Rotoren unterschiedlich große Bauhöhe haben, vorteilhaft einsetzen, wobei der Fertigungsaufwand minimal steigt. Es ergibt sich eine größere Designflexibilität mit wenigen Standardbauteilen. Aus der deutlich reduzierten Drehmomentwelligkeit ergeben sich Vorteile bezüglich der Geräuschreduktion.
  • 10
    Statorrückschlußring
    12
    Statorzähne
    14
    Polschuhe
    16
    Polflächen
    17
    innere Kreisbahn
    18
    äußere Kreisbahn
    20
    Drehrichtung
    22
    Ausnehmung
    24, 26
    Statorabschnitte
    30, 34
    Polflächen
    36
    Rotoranordnung
    3 8
    Rotorrückschluß
    40
    Gummimagnet
    42
    Welle
    44
    Phasenwicklungen
    46
    Flansch
    48
    Statorträger
    50, 52, 52', 52''
    Polflächen

Claims (12)

  1. Elektrische Maschine mit einfacher Drehrichtung (20), mit einer Statoranordnung, die einen Statorkern und eine Anzahl Statorzähne (12) aufweist, an deren Enden Polschuhe (14) ausgebildet sind, und mit einer Rotoranordnung (36), wobei zwischen den Polschuhen (14) der Statoranordnung und der Rotoranordnung (36) ein Luftspalt gebildet ist, der Statorkörper in axialer Richtung in mehrere Statorabschnitte (24, 26) aufgeteilt ist, wenigstens ein erster Statorabschnitt (26) zugehörige Polschuhabschnitte aufweist, deren Polflächen (34) im Verhältnis zu einer äußeren Kreisbahn (18), die einen minimalen Luftspalt zwischen den Polschuhen und der Rotoranordnung definiert, in radialer Richtung geneigt sind, so daß sich die Polflächen von dieser äußeren Kreisbahn (18) zu einer inneren Kreisbahn (17) erstrecken, die einen maximalen Luftspalt zwischen den Polschuhen und der Rotoranordnung definiert, und wenigstens ein zweiter Statorabschnitt (24) zugehörige Polschuhabschnitte aufweist, deren Polflächen (30) auf der äußeren Kreisbahn (18) oder zwischen der äußeren und der inneren Kreisbahn (17) liegen und im Verhältnis zu der äußeren Kreisbahn (18) weniger stark geneigt sind als die Polflächen des ersten Statorabschnitts.
  2. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite axiale Statorabschnitt (24, 26) benachbart sind.
  3. Maschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Statorabschnitt (24, 26) aus einem laminierten Blechstapel hergestellt ist.
  4. Maschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Polflächen (16, 34) der Polschuhe (14) des ersten Statorabschnitts (26) derart geneigt sind, daß die radiale Abmessung des Abstandes zwischen einem zugehörigen Polschuh (14) und der Rotoranordnung (36) in Drehrichtung (20) der Maschine entlang der tangentialen Erstreckung des Polschuhs (14) abnimmt.
  5. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Polflächen (16, 30) der Polschuhe (14) des zweiten Statorabschnitts (24) in dieselbe Richtung geneigt sind wie die Polflächen der Polschuhe des ersten Statorabschnitts.
  6. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Polflächen (16, 30) der Polschuhe (14) des zweiten Statorabschnitts (24) auf der äußeren Kreisbahn (18) liegen.
  7. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Polflächen (16, 30) der Polschuhe (14) des zweiten Statorabschnitts (24) auf einer Kreisbahn zwischen der inneren und der äußeren Kreisbahn (17, 18) oder auf der inneren Kreisbahn (17) liegen.
  8. Maschine nach Anspruch 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Abmessung des Abstandes in Drehrichtung (20) von einem tangentialen Ende zum anderen tangentialen Ende der Polfläche (16, 34) im wesentlichen linear abnimmt.
  9. Maschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Statorkern einen Rückschlußring bildet, von dem die Statorzähne (12) in radialer Richtung nach innen oder außen abstehen.
  10. Maschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotoranordnung (36) einen Rotorkörper aufweist, auf dem Gummimagnete (40) aufgebracht sind.
  11. Maschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Luftspalt zu gewandte Oberfläche der Magnete (40) nach dem Aufbringen auf den Rotorkörper durch Drehen zur Basis der Welle (42) auf ein vorgegebenes Zylindermaß gebracht wird.
  12. Maschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Statorkern einen Rückschlußring bildet, von dem die Statorzähne (12) in radialer Richtung nach außen abstehen, und daß die Statoranordnung koaxial in die Rotoranordnung (36) eingefügt ist.
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