DE2550640A1

DE2550640A1 - Stator fuer elektrische maschinen

Info

Publication number: DE2550640A1
Application number: DE19752550640
Authority: DE
Inventors: Bodo Fuetterer
Original assignee: Interelectric AG
Current assignee: Maxon Motor AG
Priority date: 1975-11-11
Filing date: 1975-11-11
Publication date: 1977-05-12
Also published as: DE2550640C2; SU648148A3; JPS5287607A; JPS5812824B2; US4125791A

Description

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Patentanwalt DIPL.-PHYS. DR. VV. LANGHOFF Rechtsanwalt B. LANGHOFF* '^S

MÜNCHEN 81 WISSMANNSTRASSE 14 TELEFON Θ32774 · TELEGRAMMADRESSE: LANGHOFFPATENT MÜNCHEN

München, den 11. Nov. 1975 Unser Zeichen : 53 - 1564

Interelectric AG, CH-6072 Sachsein (OW)

Stator für elektrische Maschinen

Die Erfindung betrifft einen Stator für elektrische Maschinen, mit einem außen liegenden Eisenrückschlußteil, einer im Innern desselben angeordneten Permanentmagnetanordnung und einer diese beiden Teile verbindenden Stirnplatte.

Es sind bereits derartige Statorkonstruktionen bekannt, bei denen die Permanentmagnetanordnung durch einen einzigen zylindrischen, mit einer Bohrung versehenen Permanentmagneten gebildet ist, der radial magnetisiert ist. Ein derartiger Stator ist verhältnismäßig teuer, da die Herstellung entsprechend großer Permanentmagnete aufwendig ist.

Man hat auch schon versucht, eine Anzahl Permanentmagnete um ein innen liegendes Magnetleitstück herum zu befestigen, um die Herstellungskosten zu senken. Dies erfordert jedoch eine genaue

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• Ständiger allgemeiner Vertreter nach 5 4β PatAnwO. zugelassen bei den Landgerichten München I und N. Postscheckkonto: Manchen. Nr. 4ββ 52-808 · Bankkonten: Bayerische Vereinsbank. München, Nr. 881899, Deutsche Bank. München. Nr. 02/130»

Bearbeitung der Oberfläche der Permanentmagnete und des Magnetleitstückes, so daß die Senkung der Herstellungskosten gering ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Stator der eingangs genannten Art zu schaffen, der sich mit geringen Toleranzen und preiswert herstellen läßt. Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Herstellungsverfahren für einen derartigen Stator.

Der erfindungsgemäße Stator zeichnet sich dadurch aus, daß die Permanentmagnetanordnung mindestens vier äußere zylindrisch gestaltete, Polflächen aufweisende Permanentmagnetsysteme umfaßt sowie eine gleiche Anzahl magnetisch leitende Verbindungsstücke, die jeweils an den Innenflächen zweier benachbarter Permanentmagnetsysteme anliegen. Ein derartiger Stator ermöglicht eine genaue Zentrierung der Permanentmagnete, da sich diese gegenüber den Verbindungsstücken vor deren Befestigung verschieben lassen.

Vorzugsweise sind die Permanentmagnetsysterne und/oder die Verbindungsstücke untereinander und mit der Stirnplatte verklebt. Auf diese Weise lassen sich in einem einzigen Arbeitsgang alle wesentlichen Bauteile des Stators unter Einhaltung enger Toleranzen miteinander verbinden.

Vorzugsweise sind die radial innen liegenden Flächen der Permanentmagnetsysteme plan, und die an denselben anliegende Fläche jedes Verbindungsstückes weist zwei einen Winkel einschließende Planflächen auf. Dadurch wird unabhängig von der Verschiebung der Permanentmagnetsysteme gegenüber den Verbindungsstücken immer eine satte Anlage dieser Teile aneinander gewährleistet, so daß sich ein kleiner magnetischer Übergangswiderstand ergibt.

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Ein Verfahren zum Herstellen eines Stators nach der Erfindung besteht darin, daß in den Innenraum einer Hülse, deren Innendurchmesser dem gewünschten Außendurchmesser der Permanentmagnetanordnung entspricht, die Permanentmagnetsysteme eingelegt werden, und daß die miteinander zu verbindenden Flächen der Permanentmagnetanordnung nach Aufbringung eines Klebstoffes in ihrer richtigen Lage gegen die Innenfläche der Hülse gedrückt werden, bis der Klebstoff erhärtet ist, und daß die derart hergestellte Permanentmagnetanordnung mit der Stirnplatte verbunden wird.

Die Verbindung der Permanentmagnetanordnung mit der Stirnplatte und mit dem Eisenrückschlußteil kann durch Kleben und in einem Arbeitsgang mi"; der Herstellung der Permanentmagnetanordnung erfolgen. Dadurch wird die Herstellung des Stators weiter vereinfacht.

Wenn die! Herstellung unter Verwendung einer Hülse erfolgt, deren Querschnittsabmessungen den entsprechenden Abmessungen des Luftspaltraumes entsprechen, läßt sich dabei eine genaue Justierung aller toleranzbestimmenden Teile erreichen. Dies ist insbesondere günstig bei Verwendung eines Eisenrückschlußteiles, das mit einem oder mehreren Längsschlitzen versehen ist.

Alternativ kann die Permanentmagnetanordnung mit der Stirnplatte durch Kleben verbunden werden, und das Eisenrückschlußteil kann auf die Stirnplatte aufgepreßt werden.

Die Erfindung ist im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen ergänzend beschrieben.

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Fief. 1 ist ein Axialschnitt durch eine elektrische

Maschine mit einem Stator nach der Erfindung;

Fig. 2 ist ein Querschnitt längs der Linie II-II von Fig. 1;

Fig. 3 zeigt einen der Fig. 2 entsprechenden Querschnitt einer abgeänderten Ausführungsform;

Fig. 4 zeigt einen der Fig. 2 entsprechenden Querschnitt einer weiteren abgeänderten Ausführungsform.

Die Figuren 1 und 2 zeigen einen Gleichstrommotor, dessen Stator im wesentlichen aus einem zylindermantelförmigen Eisenrückschlußteil 1, einer Stirnplatte 2 und einer Permanentmagnetanordnung 3 besteht. Die Stirnplatte 2 bildet eine Aluminiumscheibe, die in das eine Ende des Eisenrückschlußteils 1 eingeklebt ist. In der Mitte der Stirnplatte 2 befindet sich ein Lager 4, das eine Welle 5 aufnirrmt, die einen glockenförmigen Rotor 6 trägt.

Die Permanentmagnetanordnung besteht aus vier Permanentmagnetsystemen ι, die die Gestalt gewölbter Platten haben und gleichmäßig über einen Umfang verteilt angeordnet sind. Jeweils zwei benachbarte Permanentmagnetsysteme 7 sind mittels eines Verbindungsstückes 8 aus e:.nem ferromagnetischen Material miteinander verklebt. Die radial äußere Oberfläche· jedes Verbindungsstückes und die radial inneren Oberflächen der Permanentmagnetsysteme 7 sind zylindermantelförmig gewölbt und haben einen gleichen Krümmungsradius.

Man erkennt aus Fig. 2, daß die benachbarten Permanentmagnetsysterne 7 einen lichten Abstand voneinander haben, um einen magnetischen Nebenschluß zu vermeiden.

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Die der Stirnplatte 2 gegenüberliegende Seite der elektrischen Maschine ist durch einen Stirndeckel 9 verschlossen, welcher ein zentrales Lager 12 aufweist und Bürstenanordnungen 10 trägt, die mit AnSchlußfahnen 11 in Verbindung stehen.

Zur Herstellung eines derartigen Stators wird erfindungsgemäß eine Paßhtilse verwendet, welche in ihren radialen Abmessungen dem gewünschten Luftspaltraum entspricht. Diese Paßhülse wird in den Innenraum des Eisenrückschlußteils 1 geschoben, welches bereits mit der Stirnplatte 2 fest verbunden sein kann oder unter Zwischenlage einer Klebstoffschicht lose auf diese aufgesetzt wird. Sodann werden die Permanentmagnetsysteme 7 in die Hülse eingesetzt und die vier Verbindungsstücke 8 nach dem Auftrag von Klebstoff gegen die Permanentmagnetsysteme 7 gedrückt, wobei der Druck so lange aufrechterhalten wird, bis der Klebstoff verfestigt ist. Sodann wird die Hülse aus der fertigen Permanentmagnetanordnung herausgezogen. Auf diese Weise ist gewährleistet, daß die äußere Oberfläche der Perrnanentmagnetanordnung genau koaxial zur inneren Mantelfläche des Eisenrückschlußteils liegt, also ein genau bemessener Luftspaltraum gebildet ist, dessen Spaltdicke der Dicke der verwendeten Hülse entspricht. Bei einem derartigen Stator ist auch bei Verwendung von Eisenrückschlußteilen und Permanentmagnetsystemen mit ungenau tolerierton Oberflächen gewährleistet, daß der Luftspaltraum eine optimale Form hat.

Die Herstellung des Stators kann variiert werden, indem z.B. zuerst die Permanentmagnetanordnung hergestellt und mit der Stirnplatte 2 verbunden wird und danach die so gebildete Einheit mit dem Eisenrückschlußteil 1 verbunden wird. Die einfachste Herstellung ergibt sich jedoch, wenn sämtliche Teile gleichzeitig miteinander verbunden, insbesondere verklebt werden.

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Bei Verwendung von gemäß Fig. 2 gestalteter Permanentmagnetsystem^ und Verbindungsstücke besteht theoretisch nur in einer bestimmten gegenseitigen Position dieser Teile eine satte Anlage der Verbindungsstücke 8 an den Permanentmagnetsystemen 7. Bei davon abweichender radialer Lage oder Verkantung der Permanentmagnetsysteme 7 kann e» vorkommen, daß nur eine Berührung dieser Teile entlang einer oder zweier Linien erfolgt. Bei den praktisch zu überbrückenden Toleranzen sind jedoch die dadurch auftretenden magnetischen Übergangswiderstände noch hinreichend klein.

Figur 3 zeigt eine besonders vorteilhafte Ausführungsform, bei der die aneinanderliegenden Flächen der Permanentmagnetsysteme 17 und der Verbindungsstücke 18 plan sind und einen Winkel einschließen, der gleich 360/n ist, wobei η die Anzahl der Magnetsysteme ist. Bei einer derartigen Anordnung führen weder radiale Lageänderungen noch Verkantungen der Magnetsysteme um einen Radius als Drehachse zu Vergrößerungen des magnetischen Übergangswiderstandes zwischen den Permanentmagnetsystemen 17 und den Verbindungsstücken 18. Diese Konstruktion eignet sich besonders für größere Statoren, bei denen naturgemäß größere Toleranzen vorkommen.

Figur 4 zeigt im Querschnitt eine weitergebildete Ausführungsform, bei der die Permanentmagnetsysteme aus quaderförmigen Permanentmagneten 27 und aufgesetzten Polschuhen 22 bestehen, die außen zylindermantelförmig gewölbt sind.

Das Eisenrückschlußteil 21 ist mit einem Längsschlitz 23 versehen, um Durchmessertoleranzen des Eisenrückschlußteiles ausgleichen zu können.

Die Verbindungsstücke 28 entsprechen den Verbindungsstücken 18 bei Figur 3.

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Leerseite

Claims

Patentansprüche

Stator für elektrische Maschinen, mit einem außen liegenden Eisenrückschlußteil, einer im Innern desselben angeordneten Permanentmagnetanordnung, und einer diese beiden Teile tragenden Stirnplatte, dadurch gekennzeichnet, daß die Permanentmagnetanord;-nung (3) mindestens vier äußere zylindrisch gestaltete, Polflächen aufweisende Permanentmagnetsysteme (7,17) umfaßt sowie eine gleiche Anzahl magnetisch leitende Verbindungsstücke (8,18), die jeweils an den Innenflächen zweier benachbarter Permanentmagnetsysteme anliegen.
2. Stator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Permanentmagnetsysteme (7,17) und die Verbindungsstücke (8,18) untereinander und mit der Stirnplatte verklebt sind.
3. Stator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die radial innen liegenden Flächen der Permanentmagnetsysteme (7) plan sind und daß die an den Permanentmagnetsystemen anliegenden Flächen jedes Verbindungsstückes (8) zwei einen Winkel einschließende-Planflächen aufweisen.

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4. Stator nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Permanentmagnetsysteme jeweils aus einem Permanentmagneten (27) mit mindestens zwei planparallelen Seitenflächen und einem an eine dieser Seitenflächen anliegenden Polschuh (22) mit zylindrisch gestalteter Oberfläche bestehen.
5. Verfahren zum Herstellen eines Stators nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Innenraum einer Hülse, deren Innendurchmesser dem gewünschten Außendurchmesser der Permanentmagnetanordnung entspricht, die Permanentmagnetsysteme eingelegt werden, und daß die miteinander zu verbindenden Flächen der Permanentmagnetanordnung nach Aufbringen eines Klebstoffes in ihrer richtigen Lage gegen die Innenfläche der Hülse gedrückt werden, bis der Klebstoff erhärtet ist, und daß die derart hergestellte Permanentmagnetanordnung mit der Stirnplatte verbunden wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung der Permanentmagnetanordnung mit der Stirnplatte und mit dem Eisenrückschlußteil durch Kleben und in einem Arbeitsgang mit der Herstellung der Permanentmagnetanordnung erfolgt.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch· gekennzeichnet, daß die Herstellung unter Verwendung einer Hülse erfolgt, deren Querschnittsabmessungen den entsprechenden Abmessungen des Luftspaltraumes entsprechen.
8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Permanentmagnetanordnung mit der Stirnplatte durch Kleben verbunden wird und daß das Eisenrückschlußteil auf die Stirnplatte aufgepreßt wird.

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