DE3538506C2 - Elektromotor mit sphärischem Magnetspalt - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Elektromotor mit sphärischem Luftspalt gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gemacht, relativ starkwandige Blechstreifen, die im Rotorbereich eine geringe Verbreiterung aufweisen, nur durch eine Verformung unter einem Preßwerkzeug so zu formen, daß weder Blechbereiche von Kraftlinien durchdrungen werden noch treppenförmige Austrittsflächen für die Kraftlinien im Luftspaltbereich entstehen.

Es sind Ausführungen bekanntgeworden, bei denen gemäß DE-OS 31 28 304 die Zähne aus zwischen gedachten Kreiszylindern fixierten Blechstreifen ausgebildet sind, wobei zwischen diesen Blechstreifen und dem Läufer Polschuhe eingelegt sind, so daß der Magnetfluß die Polschuhe durchdringen muß, was hohe Wirbelstromverluste erzeugt.

US 2 557 249 beschreibt Axialmotoren mit in radialer Richtung gestapelten Blechen, die mit profilierten Schnittwerkzeugen hergestellt sind. Für Motoren mit sphärischem Luftspalt würde für jede Blechebene ein anderes Werkzeug notwendig.

US 2 484 001 beschreibt einen Stator für zylindrische Läufer, der aus ineinandergeschachtelten Jochblechen besteht, die im Läuferbereich kreisringsegmentförmige Erweiterungen aufweisen. Auch diese Ausführungsform ist für Motoren mit sphärischem Luftspalt völlig ungeeignet, denn zum Läufer hin würden die Erweiterungen ein Treppenprofil bilden, was zu unzulässig großen Luftspalten führen würde.

Die Erfindung vermeidet alle diese Nachteile. Gemäß der Erfindung ist jedes Zahnblech T-förmig ausgebildet, wobei der Endbereich verbreitert ist und sphärisch verformt wird. Dieser Verbreiterungsbereich bildet den Polschuh für den betreffenden Zahnblechstreifen. Dadurch werden die durch separate Polschuhe verursachten Streuverluste und oft sehr hohen Wirbelstromverluste, aber auch jede Treppenbildung im Luftspaltbereich völlig vermieden. Die Geometrie der erfindungsgemäßen Statoren soll anhand von Figuren beschrieben werden.

Fig. 1 zeigt in Schnitt und Ansicht einen erfindungsgemäßen Stator.

Fig. 2 zeigt in der Rotationsebene liegende Schnitte durch die Fig. 1 in zwei verschiedenen Ebenen.

Fig. 1 zeigt in der linken Hälfte einen Schnitt durch den Läufer 1, eine im Luftspalt 31 liegende Trennwand 8 und einen in einer Axialebene liegenden Schnitt durch die Zahnblechstreifen 11a bis 11d. In Fig. 2 ist dieser geschnittene Zahn mit 10 bezeichnet. Am läuferabgewandten Ende der Zahnblechstreifen, die, wie aus Fig. 2 ersichtlich, als konzentrisch zur Rotationsachse A verlaufende Zylinderwand-Ausschnitte, also gekrümmt ausgebildet sind, bilden Kreisscheiben oder Ringe 13a bis 13d aus Weicheisen zusammen mit der Deckscheibe 13e das magnetische Joch zwischen den Zähnen 10, 20 usw. Jeder Zahn stößt mit seinem axialen Ende und seinem zylindrischen Bereich 33 an zwei benachbarte Kreisscheiben 13a bis 13e. Die zwischen gedachten Zylindermänteln liegenden Zahnblechstreifen 11a bis 11d durchsetzen die Spulen 12a und 12b. Danach divergieren die Zahnblechstreifen und verlaufen im Bereich 14a bis 14c auf Kurvenlinien. Die querstehenden Endbereiche 10a bis 10c sind scharfkantig abgebogen und sphärisch ausgebildet, so daß sie vollflächig auf der Trennwand 8 aufliegen. Die Breiten dieser Endbereiche in Umfangsrichtung sind so gewählt, daß zwischen den benachbarten Gruppen von Endbereichen 10 und 20, nachstehend Schuhe genannt, schmale Luftspalte 21 verbleiben. Die Luftspalte 21 können entweder auf in der Achse A liegenden Ebenen oder schräg dazu auf Spirallinien verlaufen. Zwischen den Schuhen 10a und den zugehörigen Zahnblechstreifen 14a ist ein Winkel 25 von etwa 45° gebildet. Damit die übereinanderliegenden Schuhe 10a bis 10d einander annähernd berühren, ist in dem dem Schuh 10a folgenden Schuh 10b eine Ausnehmung 26 vorgesehen, deren Breite 28 so gewählt ist, daß der benachbarte Zahnblechstreifen 14a mit der Umfangserstreckung 29 in die Ausnehmung 26 hineinpaßt. In der rechten Hälfte von Fig. 2 ist jeweils nur einer der Zahnblechstreifen 11a bis 11d, die übereinandergeschichtet den Zahn 10 bilden, dargestellt. In den Schuhen 10b bis 10d sind die Ausnehmungen 26 sichtbar.

Claims (6)

1. Elektromotor mit sphärischem Magnetspalt, dessen Stator sich axial erstreckende, aus in radialer Richtung aufeinandergestapelten Blechstreifen gebildete Zähne aufweist, die in Rotationsebenen verlaufende Wicklungen durchdringen und die am läuferabgewandten Ende über ein Joch magnetisch leitend miteinander verbunden sind und am läuferseitigen Ende Polschuhe aufweisen, durch welche der Abstand in Umfangsrichtung zwischen nebeneinanderliegenden Zähnen bis auf enge Spalte reduziert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die dem sphärischen Läufer (1) zugewandten Oberflächen der Blechstreifen (11a bis 11d) Verbreiterungen (10a bis 10d) aufweisen, die vollflächig dem sphärischen Magnetspalt folgen, so daß zwischen den in Umfangsrichtung nebeneinanderliegenden Verbreiterungen (10 und 20) jeweils nur ein enger Spalt (21) verbleibt, wobei die Bereiche (14a bis 14d) der Zahnblechstreifen (11a bis 11d), die den Abstand zwischen den Wicklungen (12) und den Verbreiterungen (10a bis 10d) überbrücken, in auf Radialebenen liegenden Kurvenlinien verlaufen.

2. Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einen Zahn bildenden, aufeinandergestapelten Blechstreifen (11a bis 11d) nach außen zunehmende axiale Längen aufweisen und zwischen sich Ringe oder Kreisscheiben (13a bis 13d) umschließen, deren Durchmesser umso größer sind, je länger die sie berührenden Blechstreifen (11a bis 11d) sind.

3. Elektromotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in Rotationsebene liegenden Querschnitte der Blechstreifen (11a bis 11d) um die Motorachse (A) gekrümmt ausgebildet sind, so daß sie dem Umfang der ihnen zugeordneten Rückschlußringe oder -scheiben (13a bis 13d) genau folgen.

4. Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Blechstreifen (11a bis 11d) und den jeweils zugehörigen Verbreiterungsbereichen (10a bis 10d) ein Winkel (25) von etwa 45° gebildet ist.

5. Elektromotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbreiterungsbereiche, z. B. (10b), eine keilförmige Ausnehmung (26) an der dem nächstgrößeren Umfangserstreckung (28) der Ausnehmung (26) der Breite (29) des nächstgrößeren Blechstreifens (11b) entspricht.

6. Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Oberflächen der Verbreiterungsbereiche (10) an ihren dem Magnetspalt (31) zugewandten Bereichen so zueinander verhalten, wie die Blechquerschnitte der dem jeweiligen Verbreiterungsbereich zugeordneten Zahnblechstreifen.