DE2242653A1

DE2242653A1 - Stator fuer elektrische umlaufmaschinen

Info

Publication number: DE2242653A1
Application number: DE2242653A
Authority: DE
Inventors: Nikolaus Laing
Original assignee: VORTEX PUMPEN AG
Current assignee: VORTEX PUMPEN AG
Priority date: 1971-09-17
Filing date: 1972-08-30
Publication date: 1973-03-22
Also published as: JPS4838404A; DE2265163C2; FR2153114A1; FR2153114B1; GB1381383A; AT314030B; IT967532B; US3814963A; DE2265163A1

Description

DR. W. PFEIFFER

DK 2355/3a pate ntanwalt

München 23 Ungererstraße 25

Vortex-Pumpen AG Wohlen/Schweiz

Stator für elektrische ümlaufmaschinen

Zusammenfassung

Bei einem Stator für elektrische Umlaufmaschinen, dessen Polzähne sich parallel zur Achse des Läufers erstrecken, sind die Enden der Zähne im Bereich des Läufers durch Verbindungselemente aus magnetisch nicht leitendem Material formschlüssig so miteinander verbunden, daß eine Verformung des Stators in radialer Richtung sowie ein Springen der Zähne im Betrieb der Maschine verhindert wirds,

Stand der Technik

Es sind Statoren für Induktionsmotoren mit parallel zur Achse des Läufers verlaufenden Polzahnen und sphärischem Luftspalt bekannt. Im Gegensatz zu Achsialspaltmotoren haben die vom Stator auf den Läufer über? tragenen Magnetkräfte Kraftkomponenten in radialer Richtung,durch die die Polzähne der Statoren Verformungskräften ausgesetzt sind, welche mit der ent-

309812/07.95 ·

ö'RiÖiNAL INSPECTED

sprechenden Netzfrequenz variieren. Die dadurch bedingten Schwingungen der Polzähne ergeben ein störendes Brummen, das die Verwendung solcher Motoren erheblich einschränkt.

Ziele der Erfindung

Es ist ein Ziel der Erfindung, dieses Brummen zu vermeiden, ohne die Wirtschaftlichkeit und die einfache Bauweise von Kugelmotoren zu beeinträchtigen.

Beschreibung der Erfindung

Bei einem Stator für elektrische Umlaufmaschinen, dessen Polzähne sich parallel zur Achse des Läufers erstrecken, wobei die Polzähne an ihren von dem Läufer abgewandten Enden magnetisch leitend miteinander verbunden und im Bereich ihrer freien, dem Läufer zugewandten Enden den Luftspalt mit dem Anker bilden, wird die Erfindung darin gesehen, daß benachbarte Zähne in dem Endbereich ihrer freien Enden durch ein oder mehrere Verbindungselement aus magnetisch nicht leitendem Material formschlüssig miteinander verbunden sind. Die Erfindung vermeidet ein Brummen also weitgehend dadurch, daß die Zähne nicht nur durch das Rückschlußelement am läuferabgewandten Ende, sondern auch durch ein weiteres scheiben- oder ringförmiges Element in unmittelbarer Mfihe des Läufers konstruktiv fixiert sind. Hierdurch wird jede Durchbiegung und Verformung der Zähne verhindert und es hat sich herausgestellt, daß dies auf die Geräuschbildung einen

3 098 12/0795

außerordentlich günstigen Einfluß hat.

Anhand der Figuren wird die Erfindung beispielsweise erläutert:

Figur 1 zeigt eine Schnittansicht eines Stators für eine elektrische Umlaufmaschine mit sphärischem Läufer nach der Erfindung längs der Linie I-I- in Figur la.

Figur la zeigt eine Draufsicht auf den in Figur 1 dargestellten Stator.

Figur 2 zeigt in einem Schnitt längs der Linie II-II in Figur 2a ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Stators nach der Erfindung, der in einem Gehäuse eingeschlossen ist.

Figur 2a zeigt einen Schnitt längs der Linie Ha-IIa in Figur 2.

Figur 3 zeigt in einer ähnlichen Schnittansicht wie die Figuren 1 und 2 einen Stator nach der Erfindung mit einem als ringförmigen Einsatz ausgebildeten Verbindungselement, und

Die Figuren 4a und 4b zeiqen schematisch in Draufsichten die Ausbildung zweier verschiedener Arten von Polzähnen; die-aus Blechen gleicher Stärke hergestellt sind.

In Figur 1 ist ein Stator 1 dargestellt, dessen Polring aus einem spiralförmig gewickelten Blechstreifen hergestellt ist. Die Zähne 2 des Stators sind an ihrem läuferseitigen Ende durch eine Platte 3 aus nicht magnetischem Werkstoff abgestützt. Da auch magnetisch ab-

3Q9812/079S

stoßende Kräfte zu Geräusch erzeugenden Verformungen führen können, ist weiter gemäß der Erfindung ein Ring 4 vorgesehen, der ein Auseinanderbewegen der Zähne 2 verhindert. Durch diese Maßnahmen wird die zur Rotationsachse 5 radiale Komponente 6 der zum Mittelpunkt 7 des sphärischen Läufers weisende Magnetkraftkomponente 8 daran gehindert, die Zähne zu radialen Schwingungen zu veranlassen. An ihren von dem Läufer (nicht dargestellt) abgewandten Enden sind die Zähne magnetisch leitend durch den Rückschluß 9 miteinander verbunden.

Figur 2 zeigt einen weiteren Stator 10, dessen Polring aus radial gestellten Blechstreifen 20 besteht, die zwischen sich an einem Ende eine Vielzahl von kreisrunden Blechstreifen 21 als magnetischen Rückschluß einschließen und längs der Linie 22 an ihren freien Enden mit dem nicht dargestellten Läufer den magnetischen Spalt bilden. In Nuten 24 ist ein Ring 25 aus magnetisch nicht leitfähigem Material eingelegt, der die Blechstreifen 20 sowohl gegen radial nach innen als auch radial nach außen gerichtete Bewegungen fixiert. Gemäß der Erfindung kann dieser Blechring 24 gleichzeitig einen Teil des Motorgehäuses 25 bilden. Zur Verhinderung einer radial nach außen gerichteten Schwingung der Blechstreifen 20 an ihren dem Läufer abgewandten Enden dient eine Kappe 26, die vorzugsweise aus magnetisch leitfähigem Material, besteht, da sie dann gleichzeitig dem magnetischen Rückschluß dient. Diese Kappe kann mit der zylindrischen Gehäusewand 27 an der Stelle 28 dicht verbunden sein. Wenn weiter mit dem Ring 25 eine in den Luftspalt

30981 2/0795

eingesetzte Trennkalotte (nicht dargestellt) dicht verbunden ist, in deren Mitte wiederum ein Rohr eingesetzt ist, so wird der Wickelraum des Stators allseitig von dem Gehäuse hermetisch umgeben.

Bei dem Ausftfhrungsbeispiel nach Figur 3 bestehen die Polzähne wiederum aus radial gestellten Blechen 30. Der magnetische Rückschluß wird durch die kreisrunden Bleche 31 gebildet. Zur Verhinderung der Schwingung der Polzähne an ihren freien Enden ist ein Ring 32 vorgesehen, der Schlitze 33 aufweist, in die die Polzähne wie in der Figur dargestellt ist, eingreifen. Die Stege 34 zwischen den Schlitzen des Ringes begrenzen zusammen mit den Flächen 36 den sphärischen Spalt der Maschine. Die freien Enden der Stege weisen Ausnehmungen 37 auf, in die ein Ring 38 aus magnetisch nicht leitfähigem Material eingelegt ist, so daß die freien Enden der Polzähne 30 sowohl in radialer Richtung nach außen und innen, als auch in azimutaler Richtung durch den Ring 32 abgestützt sind.

In den Figuren 4a und 4b sind schematisch in Draufsichten zwei verschiedene Möglichkeiten dargestellt, bei denen unter Verwendung von Blechstreifen gleicher Dicke Polzähne aus radial gestellten Blechen herstellbar sind, die sich in radialer Richtung erweitern. Bei dem oben in der Figur 4a dargestellten Ausführungsbeispiel wechseln Blechstreifen 40 mit größerer radialer Erstreckung und Blechstreifen 41 mit klei-

30981 2/0795

nerer radialer Erstreckung ab, während bei der unten in Figur 4bgezeigten Darstellung die Blechstreifen 50 in der Mitte eine größere radiale Erstreckung aufweisen und die Blechstreifen 51 und 52 nach der Seite hin zu jeweils abgestuft geringere radiale Tiefen haben.

30981 2/0795

Claims

Patentansprüche

Stator für elektrische ümlaufmaschinen, dessen Polzähne sich parallel zur Achse des Läufers erstrecken, wobei die Polzähne an ihren von dem Läufer abgewandten Enden magnetisch leitend miteinander verbunden und im Bereich ihrer freien dem Läufer zugewandten Enden den Luftspalt mit dem Läufer bilden, dadurch gekennzeichnet, daß benachbarte Zähne (2, 20, 36) in dem Bereich ihrer freien Enden durch ein oder mehrere Verbindungselemente (3, 4, 25, 32, 38) aus magnetisch nicht leitendem Material formschlüssig miteinander verbunden sind.
2. Stator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement ein eine nach außen gerichtete Verformung der Zähne (2) verhindernder Ring (4) ist, der in der Nähe der freien Enden der Zähne angeordnet ist und der alle Zähne (2) nach außen abstützt.
3. Stator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verhinderung der nach innen gerichteten Verformung der Zähne eine die Zähne abstützende Scheibe (3) möglichst nahe dem Läufer eingesetzt wird, die mit allen Zähnen (2) in Eingriff steht.
4. Stator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne (20) an ihren Enden in axialer Richtung verlaufende Ausnehmungen (24) aufweisen, in welche ein

309 8 12/0795

Ring (25) formschlüssig so eingelegt ist, so daß gleichzeitig sowohl eine nach innen, als auch eine nach außen gerichtete Verformung der Zähne verhindert wird.
5. Stator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (25) Teil eines Gehäuses (25) darstellt,
das die Zähne an ihren dem Läufer abgewandten Enden umfaßt.
6. Stator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur formschlüssiqen Verbindung der Zähne im Bereich ihrer freien Enden ein Ring (32) vorgesehen ist, in dem Schlitze (33) vorgesehen sind, in die die den Luftspalt begrenzenden Enden der Zähne (36) eingreifen

und dessen Oberfläche zwischen den Zähnen in der den Luftspalt begrenzenden Fläche liegt.
7. Stator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verhinderung der Ausbildung von Wirbelströmen um jeden einzelnen Zahn Schlitze in dem Ring vorgesehen sind, von denen jeder von der Peripherie des Ringes bis zu dem entsprechenden Polzahn reicht.
8. Stator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement mit den Enden der Zähne fest verklebt ist.
9. Stator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator aus radial gestellten Blechstreifen (20, 40, 41, 50, 51) und dem Rückschluß dienenden Blechelementen (21, 31) aufgebaut ist und eine Kappe (26) besitzt, die eine radiale Bewegung der Blechstreifen nach außen hin verhindert.

309812/0 7 SS
10. Stator nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die radial gestellten Blechstreifen eines Zahnes gleiche Dicke, jedoch verschiedene Breite in radialer Richtung haben.
11* Stator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich in dem Luftspalt zwischen Stator und Läufer eine Trennkalotte befindet, die mit einem zum Stator konzentrischen und in demselben angeordneten Hohlkörper (29) und dem-Gehäuse (25) einen hermetisch abgeschlossenen Wickelraum bildet«,
12. Stator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (29) zur Aufnahme einer Unterstützungsachse für den Läufer ausgebildet ist.

309 812/0795