DE4104641A1

DE4104641A1 - Dynamoelektrische maschine und dafuer vorgesehenes blech

Info

Publication number: DE4104641A1
Application number: DE4104641A
Authority: DE
Inventors: Frederick James Armstrong; Lynn Ed Bradtmueller; Ronnie Gene Smitley; James Pellegrino Alexander
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1990-02-23
Filing date: 1991-02-15
Publication date: 1991-08-29
Also published as: KR100230496B1; BG93667A; US5045742A; JPH04217833A; BG60932B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf dynamoelektrische Maschinen und auf Verfahren zum Herstellen derselben und betrifft insbesondere verbesserte Gleichstrommotoren für kommer zielle und industrielle Zwecke, wie sie bei Golfkarren, Hubwagen und anderen industriellen Fahrzeugen benutzt wer den, sowie Verfahren zum Herstellen von solchen Motoren.

Es ist seit langem erwünscht, einen Gleichstrom- oder Uni versalmotor zu schaffen, der vorbestimmte Leistungskennda ten bei kleiner Baugröße hat. Mit anderen Worten, bei einem Motor, der eine bestimmte Nennleistung, einen bestimmten Preis und einen bestimmten Wirkungsgrad hat, ist es er wünscht, dieselbe Nennleistung und denselben Wirkungsgrad beizubehalten, gleichzeitig aber die Größe der verschie denen Bauteile und/oder die Menge an benutztem Material zu verringern und dadurch den Materialausnutzungsgrad des Mo tors zu erhöhen.

Läufer, die aus einem Stapel von Blechen oder Blechschnit ten bestehen, welche offene Nuten in gleichen gegenseitigen Abständen am Umfang jedes Bleches zur Aufnahme von Draht leitern haben, sind Stand der Technik. Blechnuten, die für das Einführen von rechteckigem Magnetdraht besonders ge eignet sind, müssen bislang jedoch auf ihrer gesamten Aus dehnung ausreichend breit sein, um den rechteckigen Magnet draht aufnehmen zu können, der zum Einsetzen in die Nuten gewählt worden ist. Haltemittel oder Keile sind üblicher weise erforderlich, um den Draht in seiner Position in die sen Nuten zu halten, wenn der Motor in Betrieb ist. Es ist erwünscht, halbgeschlossene Blechnuten zu benutzen, damit die Luftspaltflußdichte als Ergebnis von kleineren Störun gen in dem Luftspaltfluß verbessert wird, die Öffnungen von halbgeschlossenen Nuten sind aber üblicherweise kleiner als der in sie einzuführende Draht, so daß ein rechteckiger Draht entweder eine ausreichend kleine Breite haben muß, damit er in die Nut paßt, oder vom Ende her in die Nut ein geführt werden muß.

Bekannte Ständerbleche und Läuferbleche, die bei einem be sonderen Elektromotor eines Golfkarrens benutzt werden, sind in den Fig. 1-2B gezeigt. Das bekannte Ständerblech 10 weist einen separaten Jochteil 11 und einen separaten Pol teil 12 auf. Jeder Polteil 12 besteht aus mehreren gestanz ten Teilen, die zusammengefügt und dann mit dem Joch 11 durch verschiedene Mittel wie Nieten oder Schrauben 13 ver bunden werden. Diese besondere Ständerblechkonstruktion er fordert das unabhängige Herstellen des Joches 11, das unab hängige Stanzen der Polstücke und separate Fertigungs- oder Bearbeitungsschritte zum Miteinanderverbinden der beiden Ständerteile.

Die besondere Geometrie des Ständerpols 12 begrenzt den von dem Läufer zu dem Ständer gehenden Magnetfluß aufgrund der relativ geringen Breite der Ständerpolspitzen oder -kanten 19. Weil diese Begrenzung zur magnetischen Sättigung des Blechstahls führt, wenn der Fluß von dem Läufer über den Luftspalt zu dem Ständer geht, muß die elektrische Energie, welche der Erregerwicklung um den Pol zugeführt werden muß, relativ groß sein. Die große Menge an erforderlicher elek trischer Energie führte zum Anordnen von acht Windungen rechteckiger Kupferstäbe (nicht gezeigt) in dem Bereich zwischen den Polspitzen 19 und dem Joch 11.

Das bekannte Läuferblech 14 hat dreiundsechzig Nuten 15 an seinem Umfang. Zum Aufnehmen eines rechteckigen Leitersta bes in der Nut muß die Nutöffnung 16 wenigstens so breit sein wie der elektrische Leiter, aber muß, wie gezeigt, breiter als der elektrische Leiter sein, so daß zwei Quer schnitte des elektrischen Leiters in die Nut 15 hineinpas sen, und zwar wegen der abnehmenden Breite der Nut 15 von dem äußeren Umfang des Bleches zu dem Läuferblechjoch 17 hin. Wegen der breiten Nutöffnung 16 wird die Magnetfluß übertragung über den Luftspalt in die Ständerpole 12 durch die geringere Menge an ferromagnetischem Material in dem Zahn 18 dieses bekannten Rotorbleches begrenzt.

Wegen der Geometrie des bekannten Läuferbleches 14 und des bekannten Ständers 10 und wegen des Verfahrens zur Herstel lung derselben ist das Motorherstellungsverfahren teuer und die Magnetflußübertragung ineffizient.

Es sind andere Anordnungen zum Verbessern des Wirkungsgrads oder der Leistungsabgabe von Gleichstrom- und Universalmo toren durch das Vorsehen von bestimmten Nutverteilungen in den Ständerblechen bekannt, z. B. aus der US-PS 37 49 956. Die US-PS 37 49 956 lehrt, daß jede Blechnut eine Tiefenab messung haben sollte, die wenigstens etwa gleich dem Drei fachen der maximalen Breitenabmessung der Nut ist, daß je der Teil des Joches an jeder Nut eine Breite haben sollte, die wenigstens gleich dem 1,1fachen der Breiten des be nachbarten Teils der Nut ist, daß die Tiefe jeder Nut we nigstens das 1,25fache der Breite des Wurzelteils der Pole sein sollte und daß der Abstand von der Mitte des Joches zu dem tiefsten Teil jeder Nut maximal das 1,3fache der Tiefe jeder Nut sein sollte. Die US-PS 37 49 956 gibt an, daß die körperlichen Abmessungen eines Ständers, der gemäß den Leh ren dieser US-Patentschrift aufgebaut ist, kleiner sein können als die körperlichen Abmessungen eines herkömmlichen Ständers, der denselben Wirkungsgrad und dieselben Aus gangskenndaten hat.

Weitere Patentschriften, welche verschiedene Anker und Ständerkonstruktionen beschreiben, sind die US-PS 36 43 118, 27 15 690 und 22 98 388.

Trotz der Darstellungen des vorstehend erläuterten Standes der Technik gibt es weiterhin einen Bedarf an verbesserten Motoren und Verfahren zum Herstellen der Motoren und ihrer verschiedenen Bestandteile. Solche Motoren würden erwünsch termaßen dieselbe und/oder eine größere Nennleistung und denselben und/oder einen größeren Wirkungsgrad bei gleich zeitiger Reduzierung sowohl der Motorgröße als auch des Motorgewichts haben, ein Läuferblech mit halbgeschlossenen Nuten mit relativ schmalen Nutöffnungen zum Aufnehmen von rechteckigen Leiterteilen, die relativ große Breiten haben; ein einstückiges Ständerblech; ein Ständerblech, das einen optimalen Pfad für den Durchgang des Magnetflusses bildet; einen reduzierten äußeren Durchmesser ohne nennenswerte Vergrößerung der Länge; und eine größere Ausgangsleistung und einen besseren Wirkungsgrad pro Gewichtseinheit und pro Volumeneinheit.

Bei dem Ausführen der Erfindung wird in bevorzugten Ausfüh rungsformen derselben ein verbesserter Gleichstrommotor für kommerzielle und industrielle Zwecke wie Golfkarren und Hubwagen geschaffen, und es werden Verfahren zum Zusammen bauen der verschiedenen Unterkomponenten des Motors angege ben. Eine dargestellte Ausführungsform der Erfindung, die hier beschrieben wird, ist ein Elektromotor zum Antreiben von Golfkarren.

Jeder Motor weist einen Gehäusemantel auf, einen Ständer, der aus einem Stapel von einstückigen ferromagnetischen Blechen besteht, die jeweils eine kreisförmige Bohrung ha ben und mit dem Gehäusemantel verbunden sind, eine Ständer wicklung, die auf dem Ständer angeordnet ist, und einen Läufer, er aus einer Vielzahl von ferromagnetischen Blechen besteht, die ein Blechpaket bilden, wobei jedes Läuferblech mehrere in gleichen Umfangsabständen angeordnete Nuten hat, die sich radial in der Nähe des äußeren Umfangs der Bleche erstrecken, wobei die Nuten einen ausreichenden Querschnitt haben, um leitende Einrichtungen aufnehmen zu können, und wobei das Verhältnis der Zahl der Läuferblechnuten zu dem in Zoll gemessenen Läuferaußendurchmesser größer als 14 ist.

In einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist das Verhältnis der Zahl der Läuferblechnuten zu dem in Zoll ge messenen Läuferblechaußendurchmesser etwa 15,75, das Ver hältnis des in Zoll gemessenen Läuferblechaußendurchmessers zu der in Zoll gemessenen Läufernutlänge etwa 9,04 bis etwa 9,16 und das Verhältnis der in Zoll gemessenen Läufernut länge zu der in Zoll gemessenen Läufernutöffnungsbreite etwa 10,8 bis etwa 12,5.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist ein Läuferblech zur Verwendung in einer dynamoelektrischen Maschine, wobei das Blech aufweist: eine kreisförmige, ferromagnetische Platte, die mehrere in gleichen Umfangsabständen angeordnete, halb geschlossene, sich in der Nähe des äußeren Umfangs der Platte radial erstreckende Nuten zum Aufnehmen von leiten den Einrichtungen hat, wobei sich die leitenden Einrichtun gen radial längs des Rotors erstrecken, wenn die Platten so übereinandergestapelt sind, daß entsprechende Nuten in Ver bindung miteinander sind, wobei jede Nut einen Querschnitt hat, der wenigstens ausreicht, um die leitenden Einrichtun gen und ausreichende Isolationsmittel aufnehmen zu können, und wobei das Verhältnis der Nutzahl zu dem in Zoll gemes senen Blechaußendurchmesser größer als 14,0 ist.

Noch ein weiterer Aspekt der Erfindung ist ein Ständerblech zur Verwendung in einem insgesamt zylindrischen Ständer blechpaket in einer dynamoelektrischen Maschine mit einem Gehäusemantel, wobei das Ständerblech aufweist: eine ebene, ringförmige Platte aus ferromagnetischem Material, die einen bestimmten Außendurchmesser und eine insgesamt kreis förmige Bohrungsöffnung mit einem bestimmten Innendurchmes ser hat, wobei der Innendurchmesser durch den Abstand zwi schen entgegengesetzten Polen bestimmt wird, die sich von dem äußeren Umfang des Bleches einwärts erstrecken, mehrere Öffnungen, die in der Platte in der Nähe des äußeren Um fangs derselben angeordnet und in bezug auf jeden Pol zen triert sind, um das Hindurchführen von Befestigungsmitteln zu gestatten, eine in der Platte angeordnete Einrichtung zum Miteinanderverbinden von mehreren Ständerblechen, um das Ständerblechpaket zu bilden, wobei das Verhältnis der in Zoll gemessenen Ständerpolhalsmindestbreite zu dem Zwei fachen der in Zoll gemessenen Jochdicke etwa 0,809 bis etwa 1,009 beträgt.

In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist das Verhältnis des in Zoll gemessenen Ständeraußendurchmessers zu dem in Zoll gemessenen Ständerinnendurchmesser größer als etwa 1,47. Das Verhältnis des in Zoll gemessenen Stän derinnendurchmessers zu dem in Zoll gemessenen Ständerau ßendurchmesser ist kleiner als etwa 0,68.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung beinhaltet ein Verfahren zum Zusammenbauen der verschiedenen Hauptkomponenten bei dem Herstellen eines Motors.

Demgemäß ist es Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten Motor zu schaffen, der eine geringere Größe und ein gerin geres Gewicht hat.

Weiter soll durch die Erfindung ein Motor geschaffen wer den, der einen verbesserten Wirkungsgrad pro Volumeneinheit hat.

Ferner soll durch die Erfindung ein Motor geschaffen wer den, der einen verbesserten Wirkungsgrad pro Gewichtsein heit hat.

Weiter soll durch die Erfindung ein Motor geschaffen wer den, der ungefähr dieselbe oder eine größere Leistung ab gibt, aber weniger wiegt als bekannte Motoren.

Ferner soll durch die Erfindung ein Motor geschaffen wer den, der einen um etwa 3,1% kleineren Motordurchmesser als bekannte Motoren hat.

Ferner soll durch die Erfindung der Motordurchmesser redu ziert, aber die Motorlänge konstant gehalten werden.

Weiter soll durch die Erfindung die in dem Motor benutzte Kupfermenge reduziert werden.

Ferner sollen durch die Erfindung die Motormagnetflußverlu ste reduziert werden.

Weiter soll durch die Erfindung die Magnetflußeinschnürung reduziert werden.

Ferner soll durch die Erfindung die Windungszahl der Stän derwicklung reduziert werden.

Außerdem soll durch die Erfindung der Gesamtflußwert pro Erregungseinheit vergrößert werden.

Weiter soll durch die Erfindung der Luftspalt zwischen dem Anker und dem Ständerblechpaket verkleinert werden.

Ferner soll durch die Erfindung die Gehäusemanteldicke re duziert werden.

Weiter sollen bei der Erfindung halbgeschlossene Nuten in den Läuferblechen benutzt werden.

Ferner sollen gemäß der Erfindung Haltevorrichtungen wie Keile oder Bandagenband in dem Läuferblechpaket eliminiert werden.

Ferner soll durch die Erfindung die MMK reduziert werden, die erforderlich ist, um den Fluß durch die Zähne des An kers zu treiben.

Schließlich sollen durch die Erfindung die Kommutierungsef fekte verbessert werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden un ter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 in Draufsicht ein bekanntes Ständer blechpaket, das in einem bekannten Elektromotor benutzt wird,

Fig. 2A in Draufsicht ein bekanntes Läufer blech, das in demselben bekannten Elek tromotor wie das Ständerblechpaket nach Fig. 1 benutzt wird,

Fig. 2B eine vergrößerte Teilansicht der paral lelflankigen Zähne des Läuferbleches nach Fig. 2A,

Fig. 3A eine auseinandergezogene, perspektivi sche Darstellung einer Ausführungsform eines Motors nach der Erfindung,

Fig. 3B eine auseinandergezogene, perspektivi sche Teilansicht des Motors nach Fig. 3A, die eine Konstruktion des abtriebs seitigen Endes für einen alternativen Zweck zeigt,

Fig. 4A eine Schnittansicht des Motors nach Fig. 3, in welcher Teile entfernt wor den sind, Teile im Schnitt gezeigt sind und Teile weggebrochen sind,

Fig. 4B eine graphische Darstellung der Fluß dichte, welche durch die Ständerwick lungen in dem Motorluftspalt induziert wird, wenn sich der Läufer in dem Stän der dreht,

Fig. 5A in Draufsicht ein Läuferblech, das in dem Motor nach den Fig. 3A und 3B be nutzt wird,

Fig. 5B eine vergrößerte Teilansicht der halb geschlossenen Nut des Läuferbleches nach den Fig. 5A und 5C,

Fig. 5C in Draufsicht ein alternatives Läufer blech, das bei einem geschrägten Läufer in dem Motor nach den Fig. 3A und 3B benutzt wird,

Fig. 6A in Draufsicht das Ständerblech, das in dem Motor nach den Fig. 3A und 3B be nutzt wird,

Fig. 6B eine Teilnahansicht des Pol- und Wick lungsnutbereiches des Ständerbleches nach Fig. 6A,

Fig. 6C eine vergrößerte Ansicht der Polspitze des Ständerbleches nach Fig. 6A, und

Fig. 7 in einer Teildraufsicht einen Läufer mit Nutschrägung, der bei dem Motor nach den Fig. 3A und 3B benutzt wird.

Ein Motor nach der Erfindung ist in einer bevorzugten Aus führungsform als ein elektrischer Gleichstrommotor für einen Golfkarren in Fig. 3A dargestellt und insgesamt mit der Bezugszahl 20 bezeichnet. Der Motor 20 weist eine An kereinrichtung in Form eines Läufers 22 auf, der als eine Vorrichtung gezeigt ist, die eine Welle 24 aufweist, welche eine Verbindungseinrichtung an einem Ende zum Anschließen des Motors an eine nicht gezeigte Transmission oder andere Vorrichtung hat, welche durch den Motor 20 angetrieben wer den soll, dargestellt als eine Hohlwelle 74 mit innerer Keilverzahnung, und mehrere Läuferbleche 26 (vgl. Fig. 5A und 5C), die ein Blechpaket 28 bilden, welches mit der Welle 24 fest verbunden ist, beispielsweise durch Preßsitz der Bleche auf der Welle. Jedes Blech 26 hat mehrere halb geschlossene Nuten 30 (vgl. Fig. 5B). Außerdem ist eine Kommutatoreinrichtung 32, die Verbindungsfahnen 34 auf weist, auf der Welle 24 relativ zu dem Ankerblechpaket 28 an dem zu der Keilwelle 74 entgegengesetzten Ende der Welle angeordnet, und elektrische leitende Einrichtungen in Form Magnetdraht 36 sind in den Blechnuten 30 angeordnet, wobei jeder Magnetdrahtleiter mit dem Kommutator 32 verbunden ist, beispielsweise durch Hartlöten.

Der Motor 20 hat weiter einen insgesamt zylindrischen, dün nen, äußeren Gehäusemantel 40 und eine Ständerbaugruppe, die als ein zylindrischer Ständer 42 (mit einer koaxialen Ständerbohrung 44) in dem Gehäusemantel 40 angeordnet ist, beispielsweise mit Festsitz. Der Ständer 42 besteht aus mehreren Blechen 46, die ein Blechpaket 48 bilden, und meh rere Wicklungen oder Spulen 50 sind auf dem Blechpaket 48 angeordnet. Eine Bürstenpositioniereinrichtung in Form ei ner Bürstenplattenbaugruppe 60 ist in dem Gehäusemantel 40 zum betriebsmäßigen Positionieren von mehreren Bürsten 62 relativ zu dem Kommutator 32 angeordnet. Eine hintere Lagerschildeinrichtung 66 mit einer Lageraufnahmeeinrich tung 68 verschließt ein Ende 70 des Gehäusemantels 40. Das hintere Lagerschild 66 ist, wie dargestellt, mit einem Zwischenstück 76 durch Schrauben 146 verbunden, die durch den Ständer 42 hindurchgeführt sind.

Ein Lager und ein dieses aufnehmendes Lagerschild sind zwar für das Zwischenstückende 72 des Rotors in Fig. 3A nicht gezeigt, es ist jedoch klar, daß ein herkömmliches Lager schild oder ein Vorderende und eine Läuferwellenverlänge rung statt des Zwischenstücks 76 benutzt werden könnten. Bei einer alternativen Motorkonstruktion, wie sie in Fig. 3B gezeigt ist, wird statt des Zwischenstücks 76 ein ab triebsseitiges Lagerschild 67 benutzt, das eine zweite Lagereinrichtung 79 enthält, die ein Loch 81 zum Aufnehmen einer durch dieses hindurchgeführten verlängerten Welle 24 hat. Diese alternative Konstruktion wird bei herkömmlichen Elektromotoren benutzt.

Läufer

In einer Ausführungsform des Motors 20 ist der Läufer 22 durch eine geeignete Lagereinrichtung abgestützt, die als ein Kugellager 78 dargestellt ist, welches in dem hinteren Lagerschild 66 an einem Ende 70 des Gehäusemantels 40 be triebsmäßig angeordnet ist. Die Abstützung, die durch die angetriebene Vorrichtung für die Verbindungseinrichtung 74 erfolgt, dient auch als Abstützung für den Läufer 22 für dessen Drehbewegung um die Längsachse des Läufers. Alterna tiv sorgt gemäß der Darstellung in Fig. 3B eine zweite La gereinrichtung 79 in Verbindung mit der Lagereinrichtung 78 für die Abstützung.

Gemäß der Darstellung in Fig. 3A ist ein Teil der Welle 24 innerhalb des Körpers des Läufers 22 mit der Verbindungs einrichtung 74 verbunden und erstreckt sich von dieser aus axial zu dem hinteren Lagerschild 66, in welchem die Lager einrichtung 78 untergebracht ist. Das hintere Lagerschild 66 zusammen mit dem Gehäusemantel 40 und der Vorrichtung, mit der der Motor 20 benutzt werden soll, oder alternativ mit dem vorderen Lagerschild 67 dienen zum Verschließen des Endes 72 des Motors und schützen den Ständer 42, den Läufer 22 und zugeordnete leitfähige Wicklungen 36, 50.

In der besonderen Ausführungsform, die in Fig. 3A gezeigt ist, ist ein Zwischenstück 76 erforderlich, um die be triebsmäßige Verbindung zwischen dem Motor 20 und bekann ten, nicht dargestellten Golfkarrenantriebsvorrichtungen zu erleichtern. Es ist klar, daß der besondere Aufbau des Zwi schenstücks 76 bei jedem besonderen Verwendungszweck unter schiedlich sein wird und daß der gezeigte Aufbau lediglich Erläuterungszwecken dient.

Gemäß der Darstellung in den Fig. 3A, 5A und 5B erstreckt sich die Läuferwelle 24 axial innerhalb des Gehäusemantels 40, wenn sie in diesen eingebaut ist, und hat einen Stapel von Läuferblechen 26, welche das Blechpaket 28 bilden, das mit der Welle 24 zwischen dem Kommutator 32 und der Keil welle 74 betriebsmäßig verbunden ist. Das Läuferblechpaket 28 ist vorzugsweise mit Preßsitz auf der Welle 24 befe stigt, so daß zwischen dem Blechpaket 28 und der Welle 24 kein Schlupf vorhanden ist. Sätze von elektrisch leitfähi gen Einrichtungen, die als rechteckige Magnetdrahtstäbe 36 dargestellt sind, sind durch die sich axial erstreckenden Nuten 30 hindurchgeführt, welche in dem Blechpaket 28 in der Nähe des äußeren Umfangs 82 jedes Bleches 26 gebildet sind. Die Stäbe 36 sind in die halbgeschlossenen Nuten 30 eingeführt worden, nachdem ein Stück herkömmlicher Isola tion 38 in diese eingeführt worden ist. Die Stäbe 36 sind dann, wie dargestellt, mit dem Verbindungsfahnenteil 34 des herkömmlichen Kommutators 32 betriebsmäßig verbunden wor den.

Bei dem gegenwärtig benutzten Aufbau ist zum Erfüllen der Versicherungsbestimmungen eine Schicht Isolationsmaterial 84 (vgl. Fig. 3A) an dem Ende des Blechpakets 28 angeord net, das der Keilwelle 74 am nächsten ist. Es ist er wünscht, diese Isolation 84 zu eliminieren, und zwar zum Senken der Material- und Bearbeitungskosten. Eine Möglich keit zum Eliminieren der Isolation 84 unter Aufrechterhal tung der Isolationsfunktion besteht darin, wenigstens 6,4 mm (1/4 Zoll) Ausladung der Isolation 38 (Fig. 5B) über das Ende des Blechpakets 28 hinaus vorzusehen. Wenn ausreichend Isolationsüberhang erzielt wird, ist die gezeigte Schicht Isolationsmaterial 84 nicht länger notwendig.

Gemäß der Darstellung in Fig. 7 ist als eine Maßnahme zum Reduzieren von Geräusch in einer Ausführungsform des darge stellten Läufers 22 jede Nut 30 um ungefähr eine (1) Nut teilung 23 geschrägt worden. Die Schrägung reduziert das Geräusch, macht aber die Herstellung des Läuferblechpakets 28 komplizierter. Weitere Möglichkeiten zum Reduzieren von Geräusch, die wirksam sein könnten, beinhalten verschiedene Anspitzkonstruktionen der Polspitzen, die Polflächennutung, bei der die Nut einem Teil der Läufernutteilung entspricht, und andere bekannte Möglichkeiten.

Läuferblech

Die Fig. 5A und 5C sind ausführliche Ansichten von alterna tiven Läuferblechen 26. Die Bleche 26 sind, wie üblich, aus Eisen oder Stahl gestanzt worden. Das Blech 26 hat eine An zahl (z. B. 63 in der dargestellten Ausführungsform) von in gleichmäßigen Umfangsabständen angeordneten, halbgeschlos senen Nuten 30 (vgl. 5B), welche sich symmetrisch um ra diale Mittellinien an dem äußeren Umfang jedes Bleches 26 erstrecken, und mehrere Verriegelungseinrichtungen 86, 86′ zum Miteinanderverriegeln der Bleche 26 zur Bildung des Läuferblechpakets 28.

Die halbgeschlossenen Nuten 30 enthalten die Stäbe 36, die sich zu der Achse des Rotos 22 im wesentlichen parallel er strecken oder um eine (1) Nutteilung geschrägt sind (Fig. 7), wenn die Bleche Fläche an Fläche gestapelt und die ent sprechenden Nuten 30 ausgerichtet sind (d. h. miteinander in Verbindung sind). Jede Nut 30 ist im wesentlichen gleich förmig ausgebildet, wobei das Ende 100 (vgl. Fig. 5B), das dem Joch 88 am nächsten ist, abgerundet ist und wobei die Öffnung 90 am Umfang "halbgeschlossen" ist, d. h. W₂ ist schmaler als die Nutbreite W₁. Ein Vorteil der Verwendung von halbgeschlossenen Nuten ist das Eliminieren der Notwen digkeit von Halteteilen oder Keilen.

Das Blech 26 hat gemäß der Darstellung in den Fig. 5A und 5C Nutöffnungen 90, die an seinem Umfang eine Breite W₂ von 0,965 mm (0,038 Zoll) haben. Der Nutkörper 92 hat eine Länge L₁ von etwa 11,176 mm (0,440 Zoll) von einem Punkt A bis zu einem Punkt B (d. h. zwischen dem Ende der Öffnung 90 und dem geschlossenen Ende oder Grund 106 der Nut). Die Ge samtbreite W₁ der Nut 30 beträgt etwa 1,829 mm (0,072 Zoll), und das abgerundete, geschlossene Ende 100 der Nut 30 hat einen Radius von etwa 0,914 mm (0,036 Zoll). Die Teile 108, 110 der Nut 30 haben denselben Radius wie das abgerundete Ende 100.

Der Querschnitt in der Nut 30 zwischen den Punkten A und B beträgt etwa 184,387 mm² (0,2858 Quadratzoll) und nimmt zwei Stäbe von Magnetdraht 36 auf, der etwa 11,43 mm (0,45 Zoll) mal 4,572 mm (0,18 Zoll) mißt. Der Magnetdraht nimmt etwa 56% des Nutquerschnitts ein, was am besten bei einer Betrachtung der am weitesten links befindlichen Nut in Fig. 5B zu erkennen ist, wo der Draht 36 im Querschnitt gezeigt ist.

Die Konstruktion des Rotorbleches 26 sorgt für eine opti mierte Flußdichteübertragung über die Zähne 118 und den Luftspalt 128 (vgl. Fig. 4A) in die Pole 130. Die Breite W₂ der Öffnung 90 und die Breite W₁ der Nut 30 (vgl. Fig. 5B) sind jeweils so gewählt, daß sie relativ klein sind, damit sich eine verstärkte Magnetflußbewegung über die Zähne 118 und den Luftspalt 128 in die Pole 130 ergibt.

Das Blech 26 mit den halbgeschlossenen Nuten ist ein wich tiges Merkmal der dargestellten Blechkonstruktion, weil da durch der effektive Luftspalt wirksam reduziert wird. Wenn man eine offene Nut 15 hat, wie sie in den Fig. 2A und 2B gezeigt ist, ist die Nutöffnung oder -lücke 16, die den Ständerpolen 19 gegenüberliegt, im Mittel ziemlich breit. Weil sich das Läuferblech an dem Ständerpol vorbeidreht, sieht der Ständer eine Nutöffnung 16 für eine längere Zeit, als wenn die Nutöffnung 90 wie in Fig. 4A halb geschlossen wäre. Die Zeit, für die den Ständerpolen der größere Spalt aufgrund der Nutöffnung 16 gegenüberliegt, ist gegenüber der halbgeschlossenen Nutöffnung 90 länger, weil die Zahn breite W₃ (Fig. 5B) an dem Umfang des Läuferbleches 26 re lativ breiter ist, was den effektiven Luftspalt 128 kleiner macht.

Einer der Hauptvorteile der Verwendung der halbgeschlosse nen Nut 30 besteht darin, daß sie einen kleineren Durchmes ser des Läufers 22 erlaubt, weil der effektive Luftspalt 128 kleiner ist und daher relativ mehr Fluß über den effek tiven Luftspalt geht. Mit der halbgeschlossenen Nut 30 wird um so mehr Magnetfluß erzeugt, je mehr Magnetfluß pro Erre gungseinheit in dem Feld ist (d. h. pro Strommenge, die in dem Magnetfeld vorhanden ist). Das bedeutet, daß zum Er zeugen derselben Menge an Magnetfluß weniger Erregung in den Feldwicklungen benötigt wird. Durch Verschließen der Öffnung der Läufernut ist die Reluktanz des magnetischen Kreises reduziert worden, wodurch weniger Erregung erfor derlich ist, um dieselbe Menge an Magnetfluß zu erhalten. Durch Verringern der erforderlichen Erregung werden eine Verringerung der Läufergröße und eine Verringerung der Kup fer- und Eisenmenge, die in dem Läufer benutzt wird, er zielt, während dieselbe Größe der Leistungsabgabe auf rechterhalten wird.

Der schlimmste Fall für die Flußdichteverteilung tritt beim Anlauf des Motors auf. Bei dem Anlauf herrschen Bedingungen höchster Stromaufnahme und daher höchster Flußdichte. Die Breite W₁ der Nut 30 ist klein genug ausgelegt, so daß die Zähne 118 unter den oben erwähnten Bedingungen des schlimm sten Falles nicht übermäßig gesättigt werden, während gleichzeitig die Nutbreite W₁ groß genug ist, um große Ströme zu handhaben und so dem Motor den Anlauf zu ermögli chen, und trotzdem den gewünschten größten rechteckigen Leiter aufzunehmen.

In den Fig. 4A und 5A-5C hat der dargestellte besondere Läufer 22 einen Außendurchmesser 116 von etwa 101,6 mm (4 Zoll), dreiundsechzig (63) Nuten 30 und dreiundsechzig (63) Zähne 118, die in ihm gebildet sind. Die Breite W₃ jedes Kopfes des Zahns 118 an dem äußeren Durchmesser 116 beträgt etwa 0,409 cm (0,161 Zoll), und die minimale Breite W_M je des Zahns 118 beträgt etwa 0,216 cm (0,085 Zoll), wogegen die Jochtiefe 120 etwa 2,49 cm (0,980 Zoll) beträgt. Das Verhältnis der Ankernutenzahl zu dem Ankerdurchmesser (in Zoll), das so berechnet wird, nämlich 63 dividiert durch vier, beträgt etwa 15,75. In dem metrischen System würde bei demselben Durchmesser von etwa 10,2 cm das entspre chende Verhältnis etwa 6,3 betragen.

Gemäß Tabelle 1 wird bei dem dargestellten Motor ein Läufer mit einem Durchmesser von 10,16 cm (vier Zoll) benutzt, und der Läufermagnetdraht ist der gleiche wie bei dem bekannten Motor, der einen Läufer mit einem Durchmesser von 11,43 cm (4 1/2 Zoll) hat. Gemäß der Darstellung in den Fig. 2A und 2B hat im Vergleich zu dem bekannten Motorblech 14, das in den Fig. 1-2B dargestellt ist, der in den Fig. 3A-7 darge stellte Motor 20 kleinere Läufernuten 30 und kleinere Läu fernutöffnungen 90.

Tabelle 1

Die mittlere Länge einer Windung der Läuferwicklung ist dieselbe geblieben, aber das Läuferblechpaket 28 ist in der Länge um 0,635 cm (1/4 Zoll) oder 8,33% vergrößert worden.

Ständer

Gemäß der Darstellung in den Fig. 3A, 4A und 6A weist die Ständerbaugruppe 42 einen Stapel von Ständerblechen 46 aus ferromagnetischem Material, vier Erregerwicklungsspulen 50, die jeweils vorzugsweise fünf (5) Windungen von Erreger wicklungsmaterial 51 aufweisen, das um den Hals jedes Pols des Blechpakets 48 gewickelt ist, oder alternativ eine Vielzahl von Windungen aus einen kleineren Durchmesser aufweisendem Material 53, die fünf (5) Windungen äquivalent sind. Die beiden alternativen Konstruktionen sind in Fig. 4A gezeigt, wobei die Konstruktion mit dem Draht größeren Durchmessers und fünf (5) Windungen auf der linken Seite der Figur gezeigt ist. Mehrere verschiedene Leistungsab gabewerte können erzielt werden, indem mehrere verschiedene Windungszahlen benutzt werden, die mehrere verschiedene Drahtgrößen (d. h. Querschnittsflächen) haben.

Die Ständerbleche 46 sind Fläche an Fläche übereinander ge stapelt und werden vorzugsweise durch eine Verriegelungs einrichtung 140 zusammengehalten, so daß ein Blechpaket 48 gebildet ist. Alternativ könnten zusätzliche Löcher 142 für Nieten od. dgl. vorgesehen sein, um das Blechpaket 48 zusam menzuhalten. Andere alternative Techniken zum Herstellen des Ständerblechpakets könnten selbstverständlich benutzt werden, und diese Techniken beinhalten die Verwendung von losen Blechen, Blechpaketverklebung, Blechpaketverschwei ßung oder Blechpaketzusammenklemmung (oder -verkeilung), was alles Stand der Technik ist. Herkömmliches Isolations material 143 wie Dacron-Mylar-Dacron (DMD)-Papier oder "Nomexpaper" (was alles eingetragene Warenzeichen der E.I. Dupont de Nemours Company sind) wird benutzt, um den Be reich zwischen benachbarten Polspitzen 152, 154 auszuklei den und so die Wicklungswindungen 50 von dem Ständerblech paketeisen zu trennen (wie es am besten in Fig. 4A gezeigt ist).

Ständerblech

Wichtige Aspekte des verbesserten Motors sind die verbes serte Herstellbarkeit und die magnetische Optimierung des Ständerblechentwurfes. Das Ständerblech 46 ist speziell so ausgelegt, daß es wirtschaftlich gestanzt werden kann und daß die einzelnen Bleche jeweils in Stapeln zusammengefügt werden können, um ein Blechpaket 48 zu bilden. Zum Erzielen dieser verbesserten Herstellbarkeit und zum Optimieren der Magnetflußübertragung sind die Einzelheiten dieser besonde ren Geometrie des Ständerbleches und die Wechselwirkung mit dem Läuferblechpaket 28 und anderen Motorbestandteilen kri tisch.

Gemäß der Darstellung in den Fig. 6A-6C weist das einstüc kige Ständerblech 46 ein Joch 136 auf, in welchem mehrere Löcher oder Öffnungen 144 in der Nähe des äußeren Umfangs des Bleches gebildet sind. Die Löcher 144 sind auf der Mit tellinie jedes Pols 130 angeordnet. Die Löcher 144 dienen zum Aufnehmen von Schrauben 146 (vgl. Fig. 3A) od. dgl., die zum Befestigen der Endvorrichtungen (z. B. der Lagerschilde 66, 67 und/oder eines Lagerschilds 66 und eines Zwischen stücks 76) zum Aufrechterhalten der baulichen Integrität des Motors 20 benutzt werden.

Die Pole 130 erstrecken sich von dem Joch 136 aus einwärts zu der Bohrung 44 und sind vorzugsweise in bezug auf jedes Loch 144 zentriert. Jeder Pol 130 hat einen Hals oder Hals teil 131 und eine Polfläche 150, die zwei Polspitzen oder Spitzenteile 152, 154 hat (vgl. Fig. 6A). Der Hals 131 ver bindet das Joch 136 mit der Polfläche 150, so daß Nuten 156 auf jeder Seite des Halsteils 131 gebildet sind.

Die zentrale Lage der Löcher 144 in bezug auf die Mitte je des Pols 130 reduziert die Blechpaketmagnetverluste im ver gleich zu bekannten Motoren der in Fig. 1 dargestellten Art, bei denen diese Schraubenlöcher in dem Joch zwischen benachbarten Polen angeordnet sind. Es wird bevorzugt, die Löcher 144 so nahe wie möglich an dem äußeren Umfang des Bleches 46 anzuordnen, um eine minimale Beschränkung für den Durchgang des Flusses zwischen jedem Pol und den zu diesem benachbarten Polen zu bewirken. Die Löcher sollten jedoch weit genug von dem Umfang entfernt sein, um die not wendige bauliche Festigkeit während des Blechstanzvorganges zu gewährleisten. Insbesondere sollte der Mindestabstand zwischen dem Loch und dem Blechaußenumfang größer sein als die Dicke des Bleches.

Es dürfte ohne weiteres klar sein, daß die Lage der Löcher 144 in bezug auf die Mittellinie der Pole 130 dazu führen wird, daß der Magnetfluß an den Polen weniger gedrosselt wird als in dem Fall, in welchem die Löcher in dem Ständer blech 46 an einer Stelle in dem Joch 186 angeordnet sind, die irgendwo zwischen zwei Löchern 144 liegt. Es wird ange nommen, daß die gezeigte Lage der Löcher 144 die begren zende Auswirkung der Löcher auf den Magnetfluß auf ungefähr die Hälfte von derjenigen reduziert, die auftritt, wenn gleiche Löcher zwischen den Ständerpolen angeordnet sind.

Die Ständerpolhalsmindestbreite 132, wie sie in Fig. 4A ge zeigt ist, ist relativ klein, vergleicht man sie mit be kannten Motoren der in Fig. 1 gezeigten Art. Der Ständer polhals 131 beschränkt die Größe des Magnetflusses, der von dem Läufer 22 aus über den Luftspalt 128 zu dem Ständer 42 gehen kann. Der verringerte Ständeraußendurchmesser verrin gert tatsächlich den tatsächlichen Querschnitt, der zur Aufnahme der Wicklung zwischen den Polen verfügbar ist, und dürfte daher die maximale Magnetflußerzeugungskapazität des Motors reduzieren. Die verringerte Ständerpolhalsbreite in Kombination mit der Plazierung der Löcher 144 ergibt tatsächlich eine beträchtliche Vergrößerung des Magnetflus ses und führt daher zu einer reduzierten Kupfermenge, die in den Ständerspulen 50 benötigt wird. Tatsächlich kann bei einem bestimmten Motormodell, das vorbestimmte Leistungs kenndaten hat, die Drahtmenge, die benutzt wird, von 8 Win dungen auf 5 Windungen (vgl. Tabellen 1 und 4) reduziert werden, was etwa 33% Drahteinsparung entspricht, obgleich die Ständerblechpaketlänge bei diesen Motoren etwas vergrö ßert wird (von 76 mm (3 Zoll) auf 83 mm (3 1/4 Zoll) bei dem erläuterten Modell).

Gemäß der Darstellung in Fig. 6B ist die Beziehung zwischen den Abmessungen X′ und X so ausgelegt, daß X gleich 0,6X′ ist. Es ist festgestellt worden, daß diese Beziehung ge stattet, die Magnetflußdichte niedrig und ungesättigt zu halten, gleichzeitig aber eine gute Flußverteilung längs der Polfläche zu erzielen. Wenn X größer als 0,6X′ ist, wird der Magnetfluß das Eisen in den Ständerpolspitzen nicht sättigen, die Flußverteilung ist aber nicht so glatt wie erwünscht, und zwar aus zwei Gründen. Der eine Grund ist, daß der Fluß versuchen würde, einem Kreis zu folgen und sich mehr zur Mitte des Pols 130 hin zu verlagern. Der zweite Grund ist, daß, wenn X viel größer als 0,6X′ wird, der Wicklungsbereich 156 unzulässig reduziert wird.

Bezüglich der Fig. 6A und 6B sei angemerkt, daß die Linie 158 zwischen den Punkten c und d, welche die beiden Pol spitzenteile 152, 154 jeweils mit dem Hals 131 verbindet, gerade ist und daß der abgerundete Teil 158 von dem Punkt d zu dem Punkt e, welcher den Jochteil 136 und den Hals 131 verbindet, einen Radius von etwa 0,284 cm (0,112 Zoll) hat. Jede Polspitze 152, 154 hat einen abgerundeten Teil von dem Punkt c bis zu dem Punkt f mit einem Radius von etwa 0,108 cm (0,0425 Zoll). Der Radius von dem Punkt h bis zu dem entsprechenden Punkt auf der Polspitze 154 beträgt etwa 5,118 cm (2,015 Zoll), gemessen ab dem Mittelpunkt 148, der in Fig. 6A gezeigt ist. Das Ende jeder Polspitze 152, 154 erstreckt sich 34° links und rechts einer Linie 160 durch die Mitte des Pols 130.

Gemäß der Darstellung in den Fig. 6B und 6C ist die Gerade 162 eine Tangente an einem Kreis mit einem Radius von 0,108 cm (0,0425 Zoll) in einem Punkt f und einem Kreis mit einem Radius von 5,118 cm (2,015 Zoll) in einem Punkt h in einem Abstand von etwa 28,25° von der Linie 160. Das bezeichnet man als Zuspitzung der Ständerpolspitzen 152, 154. Die Ver wendung der Zuspitzung an den Ständerpolspitzen verbessert die Kommutierung und verlängert dadurch die Bürstenlebens dauer. Ein weiterer Vorteil der Zuspitzung in Kombination mit dem Merkmal, daß die Strecke X gleich der Strecke 0,6X′ gehalten wird, und den halb geschlossenen Nuten 30 ist, daß die Impulskurve geglättet wird, wenn sich der Läufer in dem Ständer dreht (Fig. 4B).

Gemäß der Darstellung in Fig. 4B würde, wenn sich der Läu fer in dem Ständer dreht, ohne die zugespitzten Ständer polspitzen die Flußdichte augenblicklich so sein, wie es durch die Linie Y-Y2-Y3-Y4-Y5 in Fig. 4B gezeigt ist. Diese Art der Augenblicksänderung führt zu Wirbelstromverlusten und zu anderen Verlusten, welche vor allem erfordern, daß mehr Strom in die Erregerwicklungen geschickt wird. Durch das Zuspitzen ist die Kurve gemäß der Darstellung in Fig. 4B so geändert worden, daß sie mehr der Linie gleicht, die mit Y-Z-Y3-Z2-Y5 bezeichnet ist, so daß durch das Zuspitzen die Wirbelstromverluste an den Ständerpolspitzen etwas re duziert worden sind.

Gemäß der Darstellung in Fig. 6C ist die Polspitze 152 längs der Linie 150 bis zu dem Punkt h abgerundet und dann von dem Punkt h bis zu dem Punkt f eine gerade Linie. Da durch, daß dieser Bereich als gerade Linie ausgebildet und dann die Polspitze 152 abrundet ist (die Polspitze zuge spitzt), wird nicht nur die Stanzwerkzeugstandzeit vergrö ßert, sondern auch der Flußübergang gleichmäßiger gemacht. Mit dieser besonderen Polspitzenkonstruktion wird die Fluß dichte optimiert und es gibt ausreichend Raum in der Nut 156 zum Aufnehmen von ausreichend Kupfer für die Wicklung. Das Gesamtergebnis ist, daß die Magnetflußverluste redu ziert werden, die Kommutierung verbessert wird und der Bür stenverschleiß reduziert wird.

Gemäß der Darstellung in den Fig. 6A und 6B und gemäß Ta belle 1 beträgt die Ständerblechpolspannnweite etwa 68°. Der Ständer-Innendurchmesser IDS von dem Punkt I bis zu dem Punkt J der Linie 161 beträgt etwa 10,24 cm (4,03 Zoll), und der Ständer-Außendurchmesser ADS von dem Punkt K bis zu dem Punkt L der Linie 161 beträgt etwa 16,33 cm (6,288 Zoll). Das Verhältnis des in Zoll gemessenen Innendurchmes sers IDS zu dem in Zoll gemessenen Außendurchmesser ADS be trägt etwa 0,627, und das Verhältnis des in Zoll gemessenen Außendurchmessers ADS zu dem in Zoll gemessenen Innendurch messer IDS beträgt etwa 1,5956 bei dem dargestellten vier poligen Ständerblech. Die Länge des Polbogens 164 beträgt etwa 6,07 cm (2,39 Zoll); die Länge des Nutbogens 166 be trägt etwa 1,97 cm (0,774 Zoll); die Mindestpolhalsbreite 132 (Fig. 4A) beträgt etwa 2,84 cm (1,12 Zoll); die Dicke des Joches 136 beträgt etwa 1,56 cm (0,616 Zoll); und der Querschnitt jeder Nut 156 beträgt etwa 7,54 cm² (1,168 Qua dratzoll). Wenn fünf Windungen runden Magnetdrahtes 51 mit einem Durchmesser von 0,46 cm (0,182 Zoll) um jeden Pol 130 gewickelt werden, werden etwa 22,27% des Nutquerschnitts ausgefüllt. Das Verhältnis der in Zoll gemessenen Dicke des Polhalses 131 zu der in Zoll oder Zentimeter gemessenen Dicke des Joches 136 beträgt etwa 0,909.

Gemäß der Darstellung in Fig. 6A hat das dargestellte Stän derblech 46 sechs (6) ebene Teile 52, 53, 54, 55, 56, 57. Die ebenen Teile sind das Ergebnis der Verwendung einer Zickzackmethode, welche die Menge an verfügbarem Metall ma ximiert, die für die Bleche 46 benutzt wird, wenn diese aus dem Ausgangsmaterial gestanzt werden, wodurch der Abfall minimiert wird. Die Verwendung der Zickzackmethode bei dem Stanzvorgang führt dazu, daß etwa 11% weniger Ausgangsmate rial gegenüber herkömmlichen Stanzverfahren benutzt wird, um die gleiche Anzahl von Blechen herzustellen. Es gibt zwar beträchtliche Materialeinsparungen, ein kleiner Preis ist jedoch an Magnetflußverlusten aufgrund der geraden Luftspalte (Fig. 4A) zwischen den geraden Teilen und dem Gehäusemantel 40 zu zahlen. Diese Verluste sind minimal, da sie den Magnetflußübergang nicht nennenswert beeinflussen, weshalb die beträchtlichen Materialeinsparungen als vor teilhafter angesehen werden.

Gehäusemantel

Der äußere Gehäusemantel 40 besteht aus dünnem, vorzugs weise 0,180 cm (0,071 Zoll) dickem Blech 170, wie darge stellt, das gestanzt und dann so gerollt wird, daß zwei Seiten durch eine herkömmliche Maßnahme wie Schweißen, Schallschweißen oder auf andere bekannte Weise wirksam mit einander verbunden werden können. Zwei Schlitze 172 werden in den Gehäusemantel 40 entweder gestanzt oder später ge bohrt, um Anschlußklemmen 174 aufzunehmen, die mit den Bür sten 62 und den Ständerspulen 50 wirksam verbunden sind, wie es an sich bekannt ist. Die Anschlußklemmen 174 werden an dem Gehäusemantel 40 mittels ebener Scheiben 176 und mittels gesicherter Muttern 180 befestigt, wobei eine Iso liereinrichtung zwischen dem Gehäusemantel 40 und den ebe nen Scheiben 176 angeordnet wird. Innere Isoliereinrichtun gen 184 sind innerhalb des Gehäusemantels 40 angeordnet und nehmen ebenfalls die Anschlußklemmen 174 auf.

Bürstenplattenbaugruppe

Die Bürstenplattenbaugruppe 60 ist mit dem Gehäusemantel 40 durch Winkel 186 betriebsmäßig verbunden. Die Bürstenplat tenbaugruppe 60 weist ein Joch 188 auf, das Einrichtungen zum Befestigen von Bürstentaschen 190 hat, wie es an sich bekannt ist, wobei die Bürstentaschen 190 an dem Joch 188 so angeordnet sind, daß sie herkömmliche Bürsten 62 auf nehmen können, die in die Bürstentaschen 190 eingeführt werden. Mehrere Federn 192, eine für jede Kombination aus Bürste 62 und Bürstentasche 190, sind betriebsmäßig an dem Joch 188 und in Kontakt mit der Bürste angeordnet, so daß jede Bürste zur Mitte 194 der Bürstenplattenbaugruppe 60 gedrückt wird, um mit dem Kommutator 32 in betriebsmäßigen Kontakt zu kommen.

Lagerschilde

Das hintere Lagerschild 66 weist ein einstückiges Teil 196 (vorzugsweise aus Aluminium) auf, das eine Lageraufnahme einrichtung 68 hat, die auf einer Seite zum Aufnehmen eines Lagers 78 gebildet ist, einen ersten Satz Löcher 200 zum Aufnehmen der Schraubeneinrichtungen 146, welche den Motor zusammenhalten, und einen zweiten Satz Löcher 202 zum Auf nehmen von Schrauben 204, welche die Lagereinrichtung 78 in der Lageraufnahmeeinrichtung 68 festhalten. Die Bürsten 62 sind zwischen der Ständereinrichtung 42 und dem Lagerschild 66 so angeordnet, daß sie das Hindurchführen der Schrauben 146 durch die Lagerschildöffnung 200, das Ständerblechloch 144 und das Zwischenstück 76 nicht behindern, wenn diese von dem Lagerschildende 70 des Motors 20 aus eingebaut wer den.

Die Lagereinrichtung 78 wird in dem Lagerschild 68 durch eine Lagerhalteeinrichtung 206 festgehalten, welche ein kreisförmiges Teil 208 und zwei Fortsätze 210 aufweist. Die Fortsätze 210 wirken mit den Öffnungen 202 zusammen, so daß der Lagerhalter 206 in der Lagereinrichtung 78 betriebsmä ßig positioniert wird.

Motorbaugruppe

Die dargestellte Ausführungsform des Motors nach der Erfin dung läßt sich leichter und daher billiger zusammenbauen als bekannte Motoren. Der Gehäusemantel 40, der die Winkel 186 hat, wird zuerst gestanzt, dann gerollt und so geformt, wie es in Fig. 3A gezeigt ist, was alles durch herkömmliche Verfahren erfolgt. Der Ständer 42 und der Läufer 22 sowie die Bürstenplattenbaugruppe 60 werden jeweils unabhängig zusammengebaut.

Während der Montage des Läufers nimmt eine profilierte Welle einen Stapel von miteinanderverriegelten Blechen auf, der eine vorbestimmte Länge hat. Der Blechstapel wird vor zugsweise mit Preßsitz auf die Welle aufgebracht. Isolier material wird in jede Nut 30 von dem einem oder anderen Ende des Stapels aus eingeführt. Nachdem das Nutisolierma terial eingeführt worden ist, werden mehrere Leiterstäbe in die Nut innerhalb der Isoliereinrichtung eingeführt, wie es in Fig. 5B gezeigt ist. Die Leiterstäbe werden von dem Keilwellenende 72 der Welle 24 aus in Richtung zu dem Kom mutatorende 70 der Welle eingeführt. Ein Kommutator 32 wird mit der Welle auf an sich bekannte Weise verbunden. Nach dem Einführen der Leiterstäbe und dem Befestigen des Kommu tators auf der Welle werden die losen Enden der Leiterstäbe betriebsmäßig mit den Anschlußfahnen des Kommutators ver bunden.

Zum Einsparen von Material und zum Vereinfachen der Motor montage wird bevorzugt, die Anschlußfahnen zu eliminieren und die Leiterstäbe direkt mit dem Kommutator zu verbinden. Es wird angenommen, daß die direkte Verbindung der losen Enden der Leiterstäbe mit dem Kommutator erfolgen kann, in dem der untere Draht direkt durch Hartlöten mit dem Kommu tator verbunden wird und dann der obere Draht mit dem unte ren Draht durch Hartlöten verbunden wird. Durch das Anwen den dieser Verbindungsmethode zwischen den Magnetdrahtlei terteilen oder -stäben und dem Kommutator läßt sich, so wird angenommen, die Anschlußfahne eliminieren und dadurch die Menge an Kupfer und anderem Material, das zum Herstel len von Kommutatoren benutzt wird, beträchtlich reduzieren. Es wird angenommen, daß diese vorgeschlagene Konstruktion für Motoren, die in Golfkarren benutzt werden, sowohl bau lich als auch elektrisch zufriedenstellend ist.

Bei dem gegenwärten Aufbau werden zwei Bänder 212, 214 ei nes in der Nähe jedes Endes der Leiterstäbe 36, zu Abstütz zwecken um die Leiterstäbe gewickelt, so daß die Leiter stäbe sich nicht nach außen aufweiten können, wenn der Mo tor läuft. Da die Motorblechnuten halbgeschlossen sind und da das Läuferblechpaket verlängert worden ist, wird ange nommen, daß die Bänder nicht notwendig sind und eliminiert werden können, wodurch zusätzliche Material- und Motormon tagekostenreduzierungen erzielt werden.

Eine Anzahl von miteinander verriegelten Ständerblechen wird bis zu einer vorbestimmten Länge zusammengesetzt. Die Spulen 50, die, wie dargestellt, das Äquivalent von 5 Windungen Kupferdraht aufweisen, der vorzugsweise einen Durchmesser von 0,46 cm (0,182 Zoll) hat, werden um die Pole gewickelt und mit den Anschlußklemmen verbunden. An diesem Punkt ist die Ständerbaugruppe 42 zum Einsetzen in den Gehäusemantel 40 bereit.

Die Bürstenplattenbaugruppe 60 wird hergestellt, indem auf übliche Weise das Joch hergestellt wird, das mit verschie denen Verbindungseinrichtungen versehen ist. Vier Bürsten taschen werden auf übliche Weise an dem Joch befestigt, und vier Bürsten, die mit einem weiteren Satz Anschlußklemmen elektrisch verbunden sind, werden in den Bürstentaschen an geordnet. Eine Schraubenfeder wird relativ zu jeder Bürste betriebsmäßig so angeordnet, daß die Kraft der Feder die Bürste in Richtung zu der Mitte des Joches drückt. Die Bür stenplattenbaugruppe 60 ist nun zum Einbau in den Gehäuse mantel 40 bereit.

Nachdem der Läufer, die Ständerbaugruppe, die Bürstenplat tenbaugruppe und der Gehäusemantel jeweils separat und un abhängig montiert worden sind, wobei das Zwischenstück 76 oder alternativ das vordere Lagerschild 67 und der Läufer in Position gebracht worden sind, wird die Ständerbaugruppe in dem Gehäusemantel auf bekannte Weise angeordnet, woran sich das Verbinden der Bürstenplattenbaugruppe mit dem Ge häusemantel durch die Winkel 186 anschließt. Danach wird das hintere Lagerschild an dem Bürstenplattenbaugruppenende des Gehäusemantels angeordnet, die Schrauben 204 werden mit dem Lagerhalter 206 verbunden und die Lagerschildöffnungen 200 werden mit den Ständerblechlöchern 144 ausgerichtet. Nach diesem Ausrichten werden die Schrauben 146 in die Öff nungen 200, 144 eingeführt und mit dem Zwischenstück 76 oder alternativ mit dem vorderen Lagerschild 67 betriebsmä ßig verbunden, wodurch ein zusammengebauter Motor 20 ge schaffen wird.

Die Winkel 186 und der Ständer 48 werden in bezug auf den Gehäusemantel 40 so angeordnet, daß, wenn die Bürstenplat tenbaugruppe 60 in dem Gehäusemantel befestigt ist, die Bürstenplattenbaugruppe 60 das Führen der Schrauben 146 durch das Innere des Mantels von dem Lagerschild her durch die Ständerbaugruppe hindurch und in das Zwischenstück oder das vordere Lagerschild nicht behindert.

Aus Tabelle 1 ist zu erkennen, daß im Vergleich zu bekann ten Motoren die dargestellte Ausführungsform den Läuferau ßendurchmesser von etwa 11,43 cm (4 1/2 Zoll) auf etwa 10,16 cm (4 Zoll), also um etwa 11% reduziert hat, und zwar ohne entsprechende Magnetflußverringerung, aber unter Auf rechterhaltung einer nahezu identischen Ausgangsleistung, unter geringfügiger Erhöhung des Motorwirkungsgrads und, in einigen Fällen, sogar unter Erhöhung der Ausgangsleistung.

Die Testergebnisse für die verschiedenen Motoren, die in Tabelle 2 angegeben sind, wurden unter Verwendung eines Le bow-Drehmomentgebers, eines geeichten Nebenschlußwider stands zum Messen des Stroms mit einem Voltmeter zum Messen der Spannung und eines Drehzahlgebers ermittelt. Die Leistungspunkte wurden für jeden getesteten Motor wie folgt gewählt: (1) die Motorspannung wurde auf 36 Volt einge stellt; (2) die Belastung wurde auf 0,352 mkp (40 ounce feet) eingestellt; und (3) die Drehzahl und der Strom wur den gemessen und aufgezeichnet. Dieselbe Prozedur wurde un mittelbar anschließend für 0,528, 0,704, 1,409, 2,113, 2,817, 3,522, 4,226 und 4,930 mkp (60, 80, 160, 240, 320, 400, 480 bzw. 560 ounce-feet) durchgeführt. Da eine be trächtliche Motorerwärmung bei höheren Strömen (d. h. bei höheren Belastungen) erfolgen kann, wurde den Motoren dann gestattet, auf Raumtemperatur (etwa 25°C) abzukühlen, wo raufhin die Belastung wieder auf 4,930 mkp (560 ounce-foot) eingestellt wurde. Die Spannung, der Strom, das Drehmoment und die Drehzahl wurden dann aufgezeichnet.

Tabelle 3

Leistungsvergleich

General Electric Fahrzeugmotor

Tabelle 4

Wicklungsvergleich

General Electric Fahrzeugmotor

Es ist klar, daß ein optimaler Test ein durchgehender Test kurzer Dauer wäre, bei dem die Belastung niedrig beginnt und schnell erhöht wird, während das Drehmoment, die Dreh zahl, die Spannung und der Strom kontinuierlich gemessen werden. Die Dauer des Tests würde kurz genug sein, so daß eine minimale Rotorerwärmung auftritt, jedoch langsam ge nug, damit dynamische transiente Vorgänge in dem Motor au ßer Betracht gelassen werden könnten.

Die Tabellen 2 und 3 zeigen im Vergleich mit drei bekannten Motoren, daß die dargestellte Ausführungsform einen höheren Wirkungsgrad in dem gesamten Betriebsbereich hat. Der ver besserte Wirkungsgrad für die neue, verbesserte Motorkon struktion reicht von etwa 0,5% bis etwa 6% bei den ver schiedenen Betriebsbelastungen im Vergleich mit den bekann ten Motoren.

Gemäß Tabelle 3 erzeugt bei dem Vierfachen des Vollastdreh moments die dargestellte Ausführungsform mehr Leistung und faßt ein volles Prozent mehr Wirkungsgrad gegenüber dem Be sten der bekannten Motoren.

Tabelle 4 zeigt unter anderem die reduzierte Kupfermenge (32,5% weniger), die in den Ständerfeldwicklungen erforder lich ist, und die Verringerung des Gesamtgewichts um 2,1 kg (4 Pfund und 8 Unzen oder 11,77% weniger) bei der darge stellten Ausführungsform im Vergleich zu einem bekannten Motor, wie er in Golfkarren benutzt wird.

Schlußbetrachtung

Die Erfindung schafft also einen verbesserten Elektromotor für kommerzielle und industrielle Zwecke, wie er, ohne daß darunter eine Beschränkung verstanden werden soll, für Golfkarren, Hubwagen, usw. benutzt wird, mit: einem dünnen Gehäusemantel; einem Ständer, der einen Stapel ferromagne tischer Bleche aufweist, eine kreisförmige Bohrung hat und in dem Gehäusemantel befestigt ist; einer Ständerwicklung, die auf dem Ständer angeordnet ist; und einem Läufer, der aus mehreren ferromagnetischen Blechen besteht, die ein Blechpaket bilden, das auf einer Welle befestigt ist, wobei jedes Läuferblech mehrere gleichabständig am Umfang ange ordnete, halbgeschlossene Nuten hat, die sich radial in der Nähe des äußeren Umfangs der Bleche erstrecken, wobei die Nuten einen ausreichenden Querschnitt haben, um Leiterein richtungen aufnehmen zu können, wobei das Verhältnis der Läuferblechnutenzahl zu dem in Zoll gemessenen Läuferaußen durchmesser größer als 14,0 ist.

In einer Ausführungsform der Erfindung beträgt das Verhält nis der Läuferblechnutenzahl zu dem in Zoll gemessenen Läu ferblechaußendurchmesser etwa 15,75; das Verhältnis des in Zoll gemessenen Läuferblechaußendurchmessers zu der in Zoll gemessenen Läufernutlänge reicht von etwa 9,04 bis etwa 9,16; das Verhältnis der in Zoll gemessenen Läufernutlänge zu der in Zoll gemessenen Läufernutöffnungsbreite reicht von etwa 10,8 bis etwa 12,5.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist ein Läuferblech für eine dynamoelektrische Maschine, wobei das Blech aufweist: eine kreisförmige ferromagnetische Platte, die mehrere in gleichem Umfangsabstand angeordnete, halbgeschlossene Nuten hat, die sich radial in der Nähe des äußeren Umfangs der Platte erstrecken und Leitereinrichtungen aufnehmen, wobei sich die Leitereinrichtungen radial längs des Läufers er strecken, wenn die Platten so übereinandergestapelt sind, daß entsprechende Nuten miteinander in Verbindung sind, wo bei die Nuten jeweils einen Querschnitt haben, der wenig stens ausreicht, um die Leitereinrichtungen und ausreichend Isolationseinrichtungen aufnehmen zu können, und wobei das Verhältnis der Blechnutenzahl zu dem in Zoll gemessenen Blechaußendurchmesser größer als 14,0 ist.

Noch ein weiterer Aspekt der Erfindung ist ein Ständerblech zur Verwendung in einem insgesamt zylindrischen Ständer blechpaket in einer dynamoelektrischen Maschine, die einen Gehäusemantel hat, wobei das Blech aufweist: eine ebene, ringförmige Platte aus ferromagnetischem Material, die einen bestimmten Außendurchmesser und eine insgesamt kreis förmige Bohrung mit einem gewissen Innendurchmesser hat, wobei der Innendurchmesser durch den Abstand zwischen ein ander gegenüberliegenden Polen bestimmt wird, die sich von dem äußeren Umfang des Bleches einwärts erstrecken; mehrere Öffnungen, die in der Platte nahe dem äußeren Umfang der selben betriebsmäßig angeordnet und in bezug auf jeden Pol zentriert sind, um das Hindurchführen von Befestigungsmit teln zu gestatten; in der Platte betriebsmäßig angeordnete Einrichtungen zum betriebsmäßigen Miteinanderverbinden von mehreren Blechen, um das Ständerblechpaket zu bilden, wobei das Verhältnis der in Zoll gemessenen Ständerpolhalsmin destbreite zu dem Zweifachen der in Zoll gemessenen Joch dicke von etwa 0,809 bis etwa 1,009 reicht.

Schließlich sind Verfahren zum billigeren Zusammenbauen der verschiedenen Subkomponenten angegeben.

Claims

1. Dynamoelektrische Maschine, gekennzeichnet durch:
einen Gehäusemantel (40);
eine Ständerbaugruppe (42), die einen Stapel ferromagneti scher Bleche (46) aufweist, der eine zylindrische Bohrung (44) hat und in dem Gehäusemantel (40) befestigt ist;
eine Ständerwicklungseinrichtung (50), die auf dem Ständer (42) angeordnet ist; und
einen Läufer (22) aus mehreren ferromagnetischen Blechen (26), die ein Blechpaket (28) bilden, wobei jedes Läufer blech (26) mehrere in gleichem Umfangsabstand angeordnete, halbgeschlossene Nuten (30) hat, die sich radial in der Nähe des äußeren Umfangs des Bleches (26) erstrecken und einen ausreichenden Querschnitt zum Aufnehmen von leitfähi gen Einrichtungen (36) haben, wobei das Verhältnis der Läu ferblechnutenzahl zu dem in Zoll gemessenen Läuferaußen durchmesser größer als 14,0 ist.

2. Dynamoelektrische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Läuferblechnutenzahl zu dem in Zoll gemessenen Läuferblechaußendurchmesser 15,75 beträgt.

3. Dynamoelektrische Maschine nach Anspruch 1 oder 2, da durch gekennzeichnet, daß das Verhältnis des in Zoll gemes senen Läuferblechaußendurchmessers zu der in Zoll gemesse nen Läufernutlänge etwa 9,04 bis etwa 9,16 beträgt.

4. Dynamoelektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der in Zoll gemessenen Läufernutlänge zu der in Zoll gemessenen Läufernutöffnungsbreite (W₂) etwa 10,8 bis etwa 12,5 be trägt.

5. Dynamoelektrische Maschine, gekennzeichnet durch:
einen Gehäusemantel (40);
eine Ständerbaugruppe (42), die einen Stapel ferromagneti scher Bleche (46) mit einer zylindrischen Bohrung (44) auf weist und in dem Gehäusemantel (40) befestigt ist;
eine Ständerwicklungseinrichtung (50), die auf dem Ständer (42) angeordnet ist; und
einen Läufer (22) aus mehreren ferromagnetischen Blechen (26), die ein Blechpaket (28) bilden, wobei jedes Läufer blech (26) mehrere gleichen gegenseitigen Umfangsabstand aufweisende, halbgeschlossene Nuten (30) hat, die sich ra dial nahe bei dem äußeren Umfang des Bleches (26) erstrec ken und einen ausreichenden Querschnitt zum Aufnehmen einer leitenden Einrichtung (36) haben, wobei das Verhältnis der Läufernutlänge zu der Läufernutöffnung (90) etwa 10,8 bis etwa 12,5 beträgt.

6. Blech zur Verwendung in einem Läuferblechpaket (28) in einer dynamoelektrischen Maschine, gekennzeichnet durch: eine kreisförmige ferromagnetische Platte (26), die mehrere in gleichem gegenseitigen Umfangsabstand angeordnete, halb geschlossene Nuten (30) aufweist, welche sich an dem äuße ren Umfang der Platte radial erstrecken und leitende Ein richtungen (36) aufnehmen, wobei sich die leitenden Ein richtungen (36) radial längs des Läufers (26) erstrecken, wenn die Platten (26) übereinandergestapelt sind und ent sprechende Nuten miteinander in Verbindung sind, wobei jede Nut (30) einen Querschnitt hat, der wenigstens ausreicht, um die leitenden Einrichtungen (36) und ausreichende Isola tionsmittel (38) aufnehmen zu können, und wobei das Ver hältnis der Anzahl der Blechnuten (30) zu dem in Zoll ge messenen Blechaußendurchmesser größer als 14,0 ist.

7. Blech nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Anzahl der Nuten (30) zu dem in Zoll gemes senen Blechaußendurchmesser etwa 15,75 beträgt.

8. Blech nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis des in Zoll gemessenen Blechaußendurch messers zu der in Zoll gemessenen Blechnutlänge etwa 9,04 bis etwa 9,16 beträgt.

9. Blech nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch ge kennzeichnet, daß das Verhältnis der in Zoll gemessenen Blechnutlänge zu der in Zoll gemessenen Breite der Blech nutöffnung (90) etwa 10,8 bis etwa 12,5 beträgt.

10. Blech zur Verwendung in einem Läuferblechpaket (28) in einer dynamoelektrischen Maschine, gekennzeichnet durch: eine kreisförmige ferromagnetische Platte (26), die mehrere gleichen gegenseitigen Umfangsabstand aufweisende, halbge schlossene Nuten (30) hat, welche sich in der Nähe des äu ßeren Umfangs der Platte (26) radial erstrecken und eine leitende Einrichtung (36) aufnehmen, wobei sich die lei tende Einrichtung (36) längs des Läufers (22) radial er streckt, wenn die Platten (26) übereinander gestapelt sind und entsprechende Nuten (30) in Verbindung miteinander sind, wobei jede Nut (30) einen Querschnitt hat, der wenig stens ausreicht, damit die leitende Einrichtung (36) und ausreichend Isolationsmittel (38) in der Nut aufgenommen werden können, und wobei das Verhältnis der Blechnutlänge zu der Breite der Blechnutöffnung (90) etwa 10,8 bis etwa 12,5 beträgt.

11. Blech zur Verwendung in einem insgesamt zylindrischen Ständerblechpaket (48) in einer dynamoelektrischen Ma schine, die einen Gehäusemantel (40) hat, gekennzeichnet durch:
eine ebene, ringförmige Platte (46) aus ferromagnetischem Material, die einen bestimmten Außendurchmesser und eine insgesamt kreisförmige Bohrung (44) mit einem gewissen In nendurchmesser hat, wobei der Innendurchmesser durch den Abstand zwischen einander gegenüberliegenden Polen (130) bestimmt wird, die sich von dem äußeren Umfang des Bleches (46) einwärts erstrecken;
mehrere Öffnungen (144), die in der Platte (46) an deren äußerem Umfang angeordnet und in bezug auf jeden Pol (130) zentriert sind, damit Befestigungsmittel (146) durch sie hindurchgeführt werden können; und
eine betriebsmäßig in der Platte angeordnete Einrichtung (140, 142) zum betriebsmäßigen Miteinanderverbinden von mehreren Blechen (46) zur Bildung des Ständerblechpakets (48), wobei das Verhältnis der Ständerpolhalsmindestbreite zu dem Zweifachen der Jochdicke kleiner als etwa 1,7 ist.

12. Blech nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Ständerpolhalsmindestbreite zu dem Zweifachen der Jochdicke etwa 0,809 bis 1,009 beträgt.

13. Blech nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Ständerpolhalsmindestbreite zu dem Zweifachen der Jochdicke etwa 0,909 beträgt.

14. Blech nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch ge kennzeichnet, daß das Verhältnis des Ständeraußendurchmes sers zu dem Ständerinnendurchmesser größer als 1,47 ist.

15. Blech nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch ge kennzeichnet, daß das Verhältnis des Ständeraußendurchmes sers zu dem Ständerinnendurchmesser etwa 1,6 beträgt.

16. Blech nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch ge kennzeichnet, daß das Verhältnis des Ständerinnendurchmes sers zu dem Ständeraußendurchmesser kleiner als etwa 0,68 ist.

17. Blech nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch ge kennzeichnet, daß das Verhältnis des Ständerinnendurchmes sers zu dem Ständeraußendurchmesser etwa 0,627 beträgt.

18. Blech nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch ge kennzeichnet, daß das Blech (46) unter Verwendung eines Zickzackverfahrens hergestellt worden ist, um die Menge an in dem Blech (46) benutztem ferromagnetischen Material zu maximieren und den Abfall an ferromagnetischem Material zu minimieren, wobei das Zickzackverfahren dazu führt, daß mehrere ebene Stellen (52, 53, 54, 55, 56, 57) an dem äuße ren Umfang der Bleche (46) gebildet werden.

19. Dynamoelektrische Maschine, gekennzeichnet durch:
eine Ständereinrichtung (42) mit:
einem Gehäusemantel (40);
mehreren ferromagnetischen Ständerblechen (46) mit einer zylindrischen Bohrung (44), die in dem Gehäusemantel (40) befestigt sind;
einer Ständerwicklungseinrichtung (50), die auf dem Ständer (42) angeordnet ist;
wobei jedes Ständerblech (46) aufweist:
eine ebene, ringförmige Platte aus ferromagnetischem Mate rial, die einen bestimmten Außendurchmesser und eine insge samt kreisförmige Bohrungsöffnung (44) mit einem gewissen Innendurchmesser hat, wobei der Innendurchmesser durch den Abstand zwischen den einander gegenüberliegenden Polen (130) bestimmt wird, welche sich von dem äußeren Umfang des Bleches (46) einwärts erstrecken;
mehrere Löcher (144), die in der Platte angenähert an dem äußeren Umfang derselben angeordnet und in bezug auf jeden Pol (130) zentriert sind, um hindurchgeführte Befestigungs mittel (146) aufzunehmen;
eine in der Platte gebildete Einrichtung zum Miteinander verbinden der Bleche (46) zu dem Ständerblechpaket (48); und
einen Läufer (22) mit:
mehreren ferromagnetischen Blechen (26), wobei jedes Blech (26) mehrere in gleichem gegenseitigen Umfangsabstand ange ordnete, halbgeschlossene Nuten (30) hat, die sich nahe bei dem äußeren Umfang der Bleche (26) radial erstrecken, wobei die Nuten (30) einen ausreichenden Querschnitt zum Aufneh men von leitenden Einrichtungen (36) haben und wobei das Verhältnis der Anzahl der Nuten in dem Läuferblech (26) zu dem Läuferblechaußendurchmesser größer als 14 ist.

20. Maschine nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Läuferblechnutenzahl zu dem Läufer blechaußendurchmesser etwa 15,75 beträgt.

21. Maschine nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekenn zeichnet, daß das Verhältnis des Läuferblechaußendurchmes sers zu der Läuferblechnutlänge etwa 9,04 bis etwa 9,16 be trägt.

22. Maschine nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Ständerpolhalsmin destbreite zu dem Zweifachen der Ständerjochdicke etwa 0,809 bis etwa 1,009 beträgt.

23. Elektrischer Gleichstrommotor, gekennzeichnet durch:
einen Gehäusemantel (40) ;
eine Ständerbaugruppe (42) mit mehreren ferromagnetischen Blechen (46), die eine zylindrische Bohrung (44) haben und ein Blechpaket (48) bilden, das in dem Gehäusemantel (40) befestigt ist;
eine Ständerwicklungseinrichtung (50), die in dem Gehäuse mantel (40) relativ zu der Ständereinrichtung (42) be triebsmäßig angeordnet ist; und
einen Läufer (22) aus einem Stapel ferromagnetischer Bleche (26), von denen jedes mehrere in gleichem gegenseitigen Um fangsabstand angeordnete, halbgeschlossene Nuten (30) auf weist, die sich an dem äußeren Umfang des Bleches (26) ra dial erstrecken, wobei die Nuten (30) einen ausreichenden Querschnitt haben, um wenigstens zwei leitende Einrichtun gen (36) aufnehmen zu können, und wobei das Verhältnis des Außendurchmessers zu dem Innendurchmesser des Ständerble ches größer als etwa 1,46 ist.

24. Gleichstrommotor nach Anspruch 23, dadurch gekenn zeichnet, daß das Verhältnis des Außendurchmessers zu dem Innendurchmesser des Ständerbleches etwa 1,559 bis etwa 1,562 beträgt.

25. Ständerblech zum Herstellen eines insgesamt zylindri schen Blechpakets (48) in einer dynamoelektrischen Ma schine, wobei das Blech (46) aufweist:
eine ebene, ringförmige Platte aus ferromagnetischem Ma terial, die einen bestimmten Außendurchmesser und eine ins gesamt kreisförmige Bohrungsöffnung (44) mit einem gewissen Innendurchmesser hat, wobei der Innendurchmesser durch den Abstand zwischen entgegengesetzten Polen (130) bestimmt wird, welche sich von dem äußeren Umfang des Bleches (46) einwärts erstrecken;
wenigstens vier Öffnungen (144), die in der Platte nahe bei deren äußerem Umfang angeordnet und in bezug auf jeden Pol (130) zentriert sind, zum Aufnehmen von Befestigungsmitteln (146);
mehrere Verriegelungseinrichtungen (140, 142), die in der Platte vorgesehen sind, zum Miteinanderverriegeln der Ble che (46), um ein Ständerblechpaket (48) zu bilden, wobei das Verhältnis der Ständerpolhalsmindestweite zu dem Zwei fachen der Ständerjochdicke etwa 0,809 bis etwa 1,009 be trägt.

26. Dynamoelektrische Maschine, gekennzeichnet durch:
einen Gehäusemantel (40);
eine Ständerbaugruppe (42) mit wenigstens vier Polen (130), die in dem Gehäusemantel (40) betriebsmäßig angeordnet ist, wobei die Ständerbaugruppe (42) einen Stapel fer romagnetischer Ständerbleche (46) aufweist, in denen eine zylindrische Bohrung (44) gebildet ist; und
eine Ständerwicklungseinrichtung (50), die relativ zu dem Ständer (42) betriebsmäßig angeordnet ist,
wobei jedes Ständerblech (46) aufweist:
eine ebene, ringförmige Platte aus ferromagnetischem Ma terial mit einem bestimmten Außendurchmesser und einer ins gesamt kreisförmigen Bohrungsöffnung (44), die einen gewis sen Innendurchmesser hat, wobei der Innendurchmesser durch den Abstand zwischen den entgegengesetzten Polen (130) be stimmt wird, welche sich von dem äußeren Umfang jedes Ble ches (46) einwärts erstrecken;
wenigstens eine Verbindungseinrichtung (144) für jeden Pol (130), welche in der Platte in der Nähe des äußeren Umfangs derselben angeordnet und in bezug auf jeden Pol (130) zen triert ist, zum Aufnehmen von Befestigungsmitteln (146);
mehrere Verriegelungseinrichtungen (140, 142), die in der Platte angeordnet sind, zum Miteinanderverriegeln der Ble che (46), um ein Ständerblechpaket (48) zu bilden; und
einen Läufer (22), der mehrere ferromagnetische Bleche (26) aufweist, die ein Blechpaket (28) bilden, wobei jedes Blech (26) mehrere in gleichem gegenseitigen Umfangsabstand ange ordnete, halbgeschlossene Nuten (30) hat, die sich in der Nähe des äußeren Umfangs des Bleches (26) radial erstrec ken, wobei die Nuten (30) einen ausreichenden Querschnitt haben, um wenigstens zwei leitende Einrichtungen (36) auf nehmen zu können, und wobei das Verhältnis der Anzahl der Läuferblechnuten (30) zu dem Läuferblechaußendurchmesser etwa 15,75 beträgt.

27. Maschine nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Ständerbleche (46) unter Verwendung eines Zickzackver fahrens gebildet worden sind, um die Menge an in dem Blech (46) benutztem ferromagnetischen Material zu maximieren und den Abfall an ferromagnetischem Material zu minimieren, wo bei das Zickzackverfahren dazu führt, daß mehrere ebene Stellen (52, 53, 54, 55, 56, 57) an dem äußeren Umfang des Ständerbleches (46) gebildet werden, und wobei die ebenen Stellen dazu führen, daß zwischen dem Ständer (42) und dem Gehäusemantel (40) Luftspalte vorhanden sind, wenn der Ständer (42) in dem Gehäusemantel (40) betriebsmäßig ange ordnet ist.

28. Maschine nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand jedes Loches (144) von dem äußeren Umfang des Ständerbleches (46) an jedem Pol (130) wenigstens eine Strecke ist, die gleich der Ständerblechdicke ist.