DE3031273A1 - Elektromagnetische vorrichtung. - Google Patents

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft eine elektromagnetische Vorrichtung mit einem Statoraufbau mit einer Mehrzahl von in Axialrichtung einen Abstand aufweisenden sich in Umfangsrichtung erstreckenden Polstücken, wobei der Statoraufbau Wicklungen aufweist, welche im erregten Zustand bewirken, daß benachbarte Polstücke eine entgegengesetzte magnetische Polarität annehmen, und mit einem den Statoraufbau umgebenden Rotor, welcher ringförmig ausgebildet ist und auf seiner inneren peripheren Oberfläche zu den Polstücken auf dem Statoraufbau komplementäre Polstücke aufweist.

Der Rotor kann über den Statoraufbau einer oben beschriebenen Vorrichtung nur darübergeführt werden, wenn die Luftspalte zwischen den Polstücken von Rotor und Statoraufbau sich parallel zur Längsachse des Statoraufbaus erstrecken. Sollen sich die Luftspalte nicht in der oben beschriebenen Form erstrecken, d.h. sollen die Polstücke auf dem Statoraufbau und von dem Rotor überlappen, dann kann bei der Vorrichtung, wenn sie nicht stufenförmig ausgebildet ist, der Rotor nicht um den Statoraufbau herum zusammengesetzt werden, weil die Polstücke von Rotor und Statoraufbau sich in die Quere kommen. Eine Lösung besteht darin, daß der Rotor axial in ein oder mehrere Teile aufgeteilt wird, die dann um den Statoraufbau herum zusammengesetzt und durch einen Bügel miteinander verbunden werden. Die Herstellung der Rotorteile ist nicht einfach, da sie dann eine gebogene bzw. gekrümmte Form aufweisen, und es ist notwendig, daß die Teile der Polstücke auf jeder Schale genau gefertigt sind, so daß sie korrekt in Abgleich ausgerichtet sind, wenn die Rotorteile zusammengeklemmt werden.

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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art in einer besonders einfachen und vorteilhaften Weise anzugeben.

Diese Aufgabe wird durch eine elektromagnetische Vorrichtung gelöst, welche gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, daß der Statoraufbau einen Stapel von Statorteilen, die jedes einen zentralen Teil zum flächenmäßigen Ineingriffkommen mit dem angrenzenden Teil bilden, und ein ein Polstück bildendes Randzonenteil und der Rotor einen Stapel ringförmiger Teile, von denen jedes ein Polstück bildet, aufweisen, wodurch der Statoraufbau und der Rotor abwechselnd und in einer Reihenfolge zusammensetzbar sind.

Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten eines Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen elektromagnetischen Vorrichtung werden im weiteren unter Bezugnahme auf die Figur beschrieben. Die Figur zeigt eine Schnittseitenansicht der Vorrichtung.

Wie in der Figur gezeigt ist, weist die Vorrichtung einen allgemein mit der Bezugsziffer 10 bezeichneten Statoraufbau und einen allgemein mit 11 bezeichneten, den Statoraufbau umgebenden Anker bzw. Rotor auf. Der Rotor 11 ist mit einem Ausgangselement 12 verbunden. Werden Windungen auf dem Statoraufbau erregt bzw. mit Strom beaufschlagt, dann wird das Ausgangselement 12 in eine Richtung von dem Statoraufbau weg bewegt.

Der Statoraufbau 10 weist einen Stapel von Statorteilen 13 auf, die alle eine identische Form aufweisen. Zusätzlich weist der Statoraufbau eine Endplatte 14 auf. Die Statorteile 13 und die Endplatte 14 sind aus magnetisierbarem Material geformt. Jedes Statorteil weist einen im wesentlichen zylindrischen Teil 15 auf, von dem aus sich eine Randzone 16 erstreckt. Aus der Zeichnung ist ersichtlich, daß die Dicke der Randzone mit

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zunehmendem Abstand von der Mittenlinie abnimmt. Jedes Statorteil weist eine Öffnung bzw. ein Loch auf, und die Endplatte 14 weist eine entsprechende Öffnung bzw. ein entsprechendes Loch auf.

Durch die Löcher in den Statorteilen und der Endplatte erstreckt sich eine elektrisch isolierende Hülse bzw. ein Zylinder 17, und innerhalb der Hülse erstreckt sich ein durchgehender Bolzen 18. Der durchgehende Bolzen weist an einem Ende einen Kopf 19 und an seinem gegenüberliegenden Ende ein Schraubengewinde zur Aufnahme einer Mutter 20 auf. Zwischen dem Kopf 19 und der Endplatte 14 ist eine elektrisch isolierende Scheibe 21 angeordnet, und eine ähnliche Scheibe 22 ist zwischen dem angrenzenden Statorteil und einer Klemme 23, welche zwischen der Scheibe und der Mutter 20 eingeklemmt ist, vorgesehen. Ferner ist zwischen dem Kopf 19 des durchgehenden Bolzens und der Scheibe 21 ein Klemmenteil 24 angeordnet.

Zwischen aneinandergrenzenden Statorteilen 13 und zwischen dem Statorteil 13 und der Endplatte 14 sind Wicklungen 25 angeordnet. Die Wicklungen sind ringförmig ausgebildet und vorgeformt. Die Wicklungen 25 sind so in Reihe geschaltet, daß die Richtung des Stromflusses in angrenzenden Wicklungen einander entgegengesetzt ist. Es ist ersichtlich, daß das äußere Ende der Wicklung 25 neben der Endplatte 14 mit dem Klemmenteil 24 verbunden ist, wobei der Verbindungsdraht durch einen in der Randoberfläche der Platte gebildeten Schlitz hindurchgeführt ist. Das innere Ende dieser Wicklung ist mit dem inneren Ende der benachbarten Wicklung 25 verbunden, und das äussere Ende dieser Wicklung ist mit dem äußeren Ende der benachbarten Wicklung verbunden, usw. Das innere Ende der Wicklung 25, welches der Mutter 20 am nächsten ist, ist mit einer Klemme 26 verbunden. Die Verbindungen zwischen aneinandergrenzenden Wicklungen gehen durch Schlitze hindurch, die in den Randzonenteilen 16 gebildet sind. Wie noch erläutert wird,

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sind die Statorteile identisch ausgebildet, und daher weist jeder Randzonenteil 16 ein Schlitzpaar auf, obwohl in einigen Fällen nur einer der Schlitze verwendet wird.

Wenn die Wicklungen mit elektrischem Strom beaufschlagt werden, dann nehmen benachbarte Randzonenteile entgegengesetzte magnetische Polarität an, und die Endplatte 14 hat eine magnetische Polarität, die derjenigen des benachbarten Randzonenteiles 16 entgegengesetzt ist.

Der Rotor weist einen Stapel von ringförmigen Teilen 27 auf, die jedes für sich ein einteiliges vollständiges, sich nach innen erstreckendes Polstück 28 bildet. Zusätzlich weist der Rotor ein ringförmiges Element 29 auf, welches in seiner Form die Polstücke 28 komplementär ergänzt und welches auch aus magnetisierbarer)! Material gebildet ist. Der Rotor weist auch ein Übertragungsglied auf, welches mit dem Ausgangselement 12 einstückig ausgebildet ist und welches einen Randteil 30 aufweist, welcher gegen das benachbarte ringförmige Teil 27 angrenzend angeordnet und mit einer Zentralnabe mittels Speichen 31 verbunden ist. Der Randteil 30 wird zusammen mit den ringförmigen Teilen 27 und dem ringförmigen Element 29 in zusammengesetztem Verhältnis gehalten entweder mittels eines rohrförmigen Teiles 32 oder mittels einer Reihe von sich longitudinal erstreckenden streifenähnlichen Klammern. Das rohrförmige Teil und die Klammern haben nur die verschiedenen Teile in zusammengesetztem Verhältnis zu halten, da der Druck bzw. Axialdruck, der entsteht, wenn die Wicklungen mit Strom beaufschlagt werden, die ringförmigen Teile miteinander und mit dem Randteil 30 in Eingriff drückt. Sie können daher aus einem leichten Material gebildet werden.

Die Randzonenteile 16 bilden Polstücke, die zu den Polstücken 28 ergänzend bzw. komplementär sind. Wie aus der Zeichnung, in der der abgeschaltete Zustand der Wicklungen gezeigt ist, er-

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sichtlich ist, sind die Polstücke 28 und die durch die Randzonenteile 16 gebildeten Polstücke durch Luftspalte getrennt, die in axialer Breite abnehmen, wenn sich der Rotor relativ zum Statoraufbau bewegt. Wie gezeigt ist, sind die gegenüberliegenden Flächen der Polstücke gegen die Längsachse der Vorrichtung geneigt, aber es ist auch möglich,. daß die Polflächen senkrecht zur Längsachse ausgebildet sind. Welche Konfiguration auch immer verwendet wird, so ist doch klar, daß der Rotor nicht über dem Statoraufbau zusammengebaut werden kann, und daher müssen der Rotor und der Statoraufbau abwechselnd und in einer Reihenfolge zusammengesetzt werden. Die Statorteile und die ringförmigen Teile des Rotors sind jeweils mit Bezugsbuchstaben versehen, um die Beschreibung des Zusammensetzens der Vorrichtung zu erleichtern. Das Zusammensetzen beginnt vom unteren Ende der Vorrichtung her, wie es in der Figur 1 ersichtlich ist, und es ist vorteilhaft, damit zu beginnen, daß die Endplatte 14 um den durchgehenden Bolzen 18 und die ihn umgebende isolierende Hülse angeordnet wird. Zuerst wird das Rotorteil F in seine Position gebracht, dann das Statorteil E zusammen mit der Wicklung. Das äußere Ende dieser Wicklung wird mit dem Klemmenteil 24 verbunden, obwohl das gewünschtenfalls am Ende der Zusainmensetzungsreihenfolge vorgenommen werden kann. Anschließend wird das Rotorteil G in seine Position gebracht, gefolgt von der Wicklung und dem Statorteil D. Das innere Ende der dem Statorteil E zugehörigen Wicklung wird dann mit dem inneren Ende der dem Statorteil D zugehörigen Wicklung verbunden. Als nächstes wird die zugehörige Wicklung mit dem Statorteil C in Stellung gebracht, und ihr äußeres Ende wird mit dem äußeren Ende der dem Statorteil D zugehörigen Wicklung verbunden. Anschließend wird der Rotorteil H in seine Stellung gebracht, gefolgt von dem Statorteil C. Die dem Statorteil B zugehörige Wicklung wird dann in Position gebracht, und ihr inneres Ende wird mit dem inneren Ende der dem Statorteil C zugehörigen Wicklung verbunden. An-

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schließend wird das Rotorteil I in Stellung gebracht, gefolgt von dem Statorteil B. Schließlich wird die dem Statorteil A zugeordnete Wicklung in Stellung gebracht und ihr äußeres Ende mit dem äußeren Ende der dem Statorteil B zugehörigen Wicklung verbunden. Darauffolgend werden das Rotorteil J und das Statorteil A in ihre Stellung eingesetzt. Das ringförmige Element 29 wird dann anschließend in seine Position gesetzt. Darauffolgend werden die Scheibe 22 und die Klemme 23 sowie die Mutter 20 auf den durchgehenden Bolzen aufgesetzt, und die Mutter wird so angezogen, daß sie den Stator in der zusammengesetzten Form festhält. Der Rotor wird ebenfalls in seiner zusammengesetzten Form mittels des Randteiles 30, welches mit dem Ausgangselement 12 verbunden ist, gehalten.

Um ein maximales einwandfreies Arbeiten der Vorrichtung sicherzustellen, ist es notwendig, daß die gegenüberliegenden Endoberflächen der Statorteile (mit "y" bezeichnet) parallel sind, und es ist auch wesentlich, daß der Abstand "x" zwischen den Oberflächen konstant und gleich den Abständen zwischen den Endoberflächen der den Rotor bildenden ringförmigen Teile 27 ist. Ferner ist es wesentlich, daß die Endoberflächen der Rotorteile parallel sind. Das Aufrechterhalten der Parallelität und der Gleichheit des oben genannten Abstandes wird dadurch erleichtert, daß die Endoberflächen der verschiedenen Teile auf derselben Maschine und zur gleichen Zeit bearbeitet werden. Darüberhinaus können die Wicklungen vorgeformt werden, was ihre Herstellung wiederum erleichtert.

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Claims (8)

1. PATENTANWALT DIPL.-PHYS. LUTZ H. PRÜFER ■ D-8OOO MÜNCHEN 9O

   MB 22-1611 P/be

   Lucas Industries Limited, Birmingham, Großbritannien

   Elektromagnetische Vorrichtung

   PATENTANSPRÜCHE

   1,. Elektromagnetische Vorrichtung mit einem Statoraufbau mit einer Mehrzahl von in Axialrichtung einen Abstand aufweisenden sich in Umfangsrichtung erstreckenden Polstücken, wobei der Statoraufbau Wicklungen aufweist, welche im erregten Zustand bewirken, daß benachbarte Polstücke eine entgegengesetzte magnetische Polarität annehmen, und mit einem den Statoraufbau umgebenden Rotor, welcher ringförmig ausgebildet ist und auf seiner inneren peripheren Oberfläche zu den Polstücken auf dem Statoraufbau komplementäre Polstücke aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Statoraufbau (10) einen Stapel von Statorteilen (13), die jedes einen zentralen Teil zum flächenmäßigen Ineingriffkommen mit dem angrenzenden Teil bilden, und ein ein Polstück bildendes Randzonenteil (16) und der Rotor (11) einen Stapel ringförmiger Teile (27), von denen jedes ein Polstück (28) bildet, aufweisen, wodurch der Statoraufbau (10) und der Rotor (11) abwechselnd und in einer Reihenfolge zusammensetzbar sind.

   PATENTANWALT DIPL.-PHYS. LUTZ H.PRÜFER · D-8OOO MÜNCHEN 9O · WILLROIDERSTR. 8 · TEL. (089)640640

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2. 2. Elektromagnetische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der zentralen Teile ein Loch zur Aufnahme eines durchgehenden Bolzens (18) zum Zusammenhalten der Statorteile in zusammengesetzter Form aufweist.
3. 3. Elektromagnetische Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Endplatte (14), die gegen den zentralen Teil eines Endes der Statorteile (13) anliegt.
4. 4. Elektromagnetische Vorrichtung nach einem der Ansprüche

   1 bis 3, gekennzeichnet durch eine den durchgehenden Bolzen (18) gegen die Statorteile (13) elektrisch isolierende Einrichtung (17), wobei der durchgehende Bolzen (18) dazu dient, elektrischen Strom den Wicklungen zuzuführen.
5. 5. Elektromagnetische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine die ringförmigen Teile (27) zusammengesetzt haltende Einrichtung (32).
6. 6. Elektromagnetische Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet/ daß die Einrichtung ein die ringförmigen Teile (27) umgebendes rohrförmiges Teil (32) umfaßt.
7. 7. Elektromagnetische Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Polstücke (28) auf dem Rotor die durch den Statoraufbau (10) gebildeten Polstücke überlappen bzw. überdecken.
8. 8. Elektromagnetische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Dicke der ringförmigen Teile gleich der axialen Dicke der Statorteile ist.

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