EP0604627A1 - Elektrische maschine - Google Patents

Elektrische maschine

Info

Publication number
EP0604627A1
EP0604627A1 EP93915960A EP93915960A EP0604627A1 EP 0604627 A1 EP0604627 A1 EP 0604627A1 EP 93915960 A EP93915960 A EP 93915960A EP 93915960 A EP93915960 A EP 93915960A EP 0604627 A1 EP0604627 A1 EP 0604627A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
electrical machine
machine according
elements
pole
magnetic circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP93915960A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Frank Hillmann
Wolf-Rüdiger Canders
Harald Klein
Heinz Von Sothen
Eduard Wiegandt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Piller Group GmbH
Original Assignee
Piller GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Piller GmbH filed Critical Piller GmbH
Publication of EP0604627A1 publication Critical patent/EP0604627A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K19/00—Synchronous motors or generators
    • H02K19/02—Synchronous motors
    • H02K19/10—Synchronous motors for multi-phase current
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/22—Arrangements for cooling or ventilating by solid heat conducting material embedded in, or arranged in contact with, the stator or rotor, e.g. heat bridges
    • H02K9/223—Heat bridges
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/18—Means for mounting or fastening magnetic stationary parts on to, or to, the stator structures
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/28—Means for mounting or fastening rotating magnetic parts on to, or to, the rotor structures
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K19/00—Synchronous motors or generators
    • H02K19/02—Synchronous motors
    • H02K19/10—Synchronous motors for multi-phase current
    • H02K19/103—Motors having windings on the stator and a variable reluctance soft-iron rotor without windings
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • H02K3/22—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors consisting of hollow conductors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • H02K3/24—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors with channels or ducts for cooling medium between the conductors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/32—Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation
    • H02K3/34—Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation between conductors or between conductor and core, e.g. slot insulation
    • H02K3/345—Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation between conductors or between conductor and core, e.g. slot insulation between conductor and core, e.g. slot insulation
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/46—Fastening of windings on the stator or rotor structure
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/02—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine
    • H02K9/04—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine having means for generating a flow of cooling medium
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/22—Arrangements for cooling or ventilating by solid heat conducting material embedded in, or arranged in contact with, the stator or rotor, e.g. heat bridges
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/22—Arrangements for cooling or ventilating by solid heat conducting material embedded in, or arranged in contact with, the stator or rotor, e.g. heat bridges
    • H02K9/227—Heat sinks

Definitions

  • the invention relates to an electrical machine, comprising a rotor rotating about an axis and a stator, which comprises a set with a plurality of C-shaped pole elements arranged at equal angular intervals around the axis, each of which has a base web and two of these protruding pole fingers encompasses a stator winding and generates a magnetic field line course which is aligned approximately parallel to a plane of a plane family passing through the axis.
  • Such electrical machines are known for example from DE-OS 35 36 538 or DE-QS 39 27 454.
  • the invention is therefore based on the object of creating an electrical machine of the generic type which can be produced inexpensively with a sufficiently stable construction.
  • pole elements in the electrical machine according to the invention are preferably arranged with gaps to one another, it has proven to be particularly advantageous if the pole elements are fixed to one another in the azimuthal direction by base support elements lying between the base webs of the pole elements.
  • base support elements lying between the base webs of the pole elements.
  • the provision of such basic support elements has the great advantage that the pole elements can be stiffened with one another in the azimuthal direction.
  • the pole elements are arranged by fingers arranged between successive pole fingers support elements are supported against each other, the finger support elements in particular being arranged in the region of a front end of the pole fingers facing away from the base web.
  • the pole elements are also supported in the azimuthal direction relative to one another, so that the pole elements together with the finger support elements form a unit that is stable in itself in the azimuthal direction.
  • base support elements and / or finger support elements has a particularly advantageous effect on the anchoring of the pole elements in the stator carrier, since this anchoring only has to absorb part of the forces acting on the pole elements, since the other part by the base support elements and / or Finger support elements is intercepted.
  • the fixing of the pole elements in the recess by means of the adhesive is sufficient for a stable construction of the electrical machine according to the invention.
  • each support element comprises a hardened casting compound.
  • the support elements are therefore made from a casting compound alone.
  • a casting compound is, for example, a polymer compound, such as polymer concrete, or a resin, such as casting resin or trickling resin.
  • the casting compound can also be, for example, a metal alloy, preferably a low-melting metal alloy, for example a bismuth alloy, which is introduced into the interspaces between the individual pole elements.
  • each supporting element has an interposed space between the pole elements and is penetrated by the potting compound in the flowable state Has holding body.
  • Such a holding body offers the advantage that the potting compound is received and held by the holding body in the flowable state, that is to say it is prevented from continuing to flow.
  • the holding body is preferably porous. It is also advantageous if the holding body is elastic and can therefore be fitted exactly into the spaces between the pole elements.
  • the holding body to be made of fiber material, in particular of felt.
  • the holding body is preferably stiffened with a casting resin or a trickling resin as a potting compound.
  • the support elements it is also advantageous if they are positively secured against movement in the radial direction on the pole elements. This can be achieved, for example, by a projection formed from the casting compound, which engages in a recess in the pole elements.
  • An advantageous type of recess provides that it has two side walls which extend in the azimuthal direction to the axis and face one another, between which is the potting compound. Such a type of recess makes it easier, on the one hand, to introduce the potting compound and, on the other hand, stabilize the potting compound.
  • the pole elements sit between the side walls of the recess and are fixed by them against movement transverse to the azimuthal direction.
  • This type of formation of the recess creates additional stiffening and advantageous support of the pole elements against forces acting in the radial direction of the axis, so that these forces do not have to be absorbed by the support elements, for example.
  • the recess could in principle be defined by the two side walls. However, it is even more advantageous if the recess has a bottom which extends between the side walls and which also serves to accommodate the casting compound between itself and the side walls.
  • a particularly stable version of the solution according to the invention provides that the pole elements sit with their base web on the floor, so that the floor forms an additional support against forces acting in the axial direction and additionally a support against tilting forces when the pole elements with their base webs lie fully on the floor.
  • pole elements are embedded with their base web in the potting compound which essentially fills the recess. This ensures a particularly rigid fixation of the pole elements in the stator carrier.
  • pole element In order to fix the pole elements aligned in the stator carrier in precisely defined positions, in particular precisely defined angular distances, and in particular to keep them in the positions provided for them, it is provided in addition or as an alternative to the previously described exemplary embodiments that the pole element is positioned rings are held aligned on the stator carrier at equal angular intervals.
  • Such positioning rings can be parts of the stator carrier on the one hand. However, it is particularly advantageous if the positioning rings can be mounted on the stator carrier, so that the positioning rings can be manufactured independently of the stator carrier and the recess in the stator carrier and these are subsequently mounted on the stator carrier.
  • a clear alignment of the pole elements by means of the positioning rings can in particular advantageously be achieved in that the positioning rings of each pole element Fix in the azimuthal direction between two projections.
  • the positioning rings have a particularly useful effect if they are arranged on opposite sides of the recess.
  • pole fingers With regard to the alignment and design of the pole fingers, no further details have been given in connection with the previous explanation of individual advantageous exemplary embodiments. For example, in the context of the solution according to the invention it is conceivable to arrange the pole fingers in accordance with the teaching of DE-OS 35 36 538 or DE-OS 39 27 454. However, it is even more advantageous if the pole fingers extend approximately parallel to the axis.
  • a solution which is favorable in terms of assembly and later stability provides that the pole elements are inserted into the recess in the direction parallel to the axis.
  • the bottom of the recess lies in one plane, the plane extending in particular transversely to the axis.
  • stator carrier extends in the radial direction to the axis and has the recess.
  • the stator carrier is expediently designed in such a way that it forms a bearing plate for mounting the rotor, so that, in turn, a defined orientation of the pole elements relative to the rotor is ensured, which is in particular less sensitive to deformation and ensures high rigidity , so that on the other hand an air gap between the rotor and the pole elements can be kept relatively small.
  • the end shields forming the stator carrier are part of a housing and are in particular stabilized relative to one another by a housing shell extending between the end shields. This is in addition to the stable and rigid arrangement of the pole elements At the same time, a housing for the electrical machine according to the invention has been created, so that this solution offers particular advantages in terms of cost-effective manufacture.
  • An advantageous exemplary embodiment of an electrical machine according to the invention provides that in each case a set of pole elements is arranged on opposing stator carriers and in particular that the pole fingers are directed towards one another.
  • pole elements are E-shaped, so that one set of E-shaped pole elements comprises two sets of C-shaped pole elements.
  • pole elements are constructed from laminated cores, the laminated cores preferably having laminations stacked in the azimuth direction.
  • the laminated cores are constructed from a predetermined number of uniform sheets, i.e. that each laminated core has the same number of identical sheets.
  • the metal sheets themselves can comprise conventional soft iron material used for electrical machines.
  • pole elements are made from iron powder, i.e. that the entire body of the pole elements is made from iron powder.
  • the pole elements are made of a sintered material.
  • stator carrier is an inherently rigid part which carries the pole elements via a mechanically rigid connection, such as, for example, the casting compound.
  • pole elements are mounted elastically. This is possible, for example, by elastic anchoring of the pole elements on the stator carrier.
  • the recess receiving the pole elements is arranged in a retaining ring and the retaining ring is elastically mounted on a stator stand.
  • a set of pole elements together with the retaining ring rotating around the axis form a unit which is rigid in itself and this unit which is rigid in itself is elastically mounted on the stator stand.
  • the elastic mounting is sufficient to dampen the vibrations occurring in the area of the pole elements and to pass them on to the stator carrier as little as possible.
  • the inherently rigid unit consisting of pole elements and retaining ring has the advantage that the pole elements themselves are fixed with sufficient rigidity and the elastic connection to the stator with the stator carrier does not lead to excessive mobility of the pole elements, which in turn has the disadvantage that that an air gap between the pole elements and the rotor would have to be increased taking into account the mobility of the pole elements.
  • a particularly advantageous fixation of the retaining ring on the stator stand is given if the retaining ring is supported on two opposite sides by elastic elements on the stator stand, so that a sufficiently rigid connection between the retaining ring and the stator stand takes place despite elastic support.
  • a particularly advantageous exemplary embodiment provides that the retaining ring is held elastically between two bearing walls extending in the shape of a cylinder jacket or a cone jacket around the axis.
  • Another expedient embodiment provides that the retaining ring is elastically supported in a bearing recess in the stator stand.
  • rubber rings are provided as elastic elements, which are glued to the retaining ring and the stator carrier or are vulcanized onto corresponding surfaces.
  • Such an arrangement of the magnetic circuit elements of the rotor has the advantage that the magnetic circuit elements act on the rotor with the smallest possible moments transversely to a rotary movement of the rotor.
  • the magnetic circuit elements With regard to the design of the magnetic circuit elements, different variants are also conceivable. For example, it is conceivable to produce the magnetic circuit elements from iron powder or a sintered material or a ferro-ceramic.
  • An advantageous variant provides that the magnetic circuit elements of the rotor are designed in the form of laminated cores.
  • the laminated cores are preferably designed such that they have laminations stacked in the direction of the axis of the rotor.
  • Such sheets are preferably conventional soft iron sheets used in electric motor construction.
  • the magnetic circuit elements could, for example, be formed by a continuous circumferential ring which is closed about the axis of the rotor, in which case a magnetic asymmetry between the successive magnetic circuit elements is created by an enlarged air gap between them.
  • the rotor has a multiplicity of individual magnetic circuit elements which can be penetrated by the magnetic field line profile of the poles, and which follow one another in the azimuthal direction, the number of magnetic circuit elements of a set corresponding in particular to the number of pole elements of the corresponding set.
  • the gap in the azimuthal direction has an extent which is at least half the extent of one of the magnetic circuit elements in the azimuthal direction.
  • Another advantageous exemplary embodiment provides that intermediate pieces are arranged in the gaps between the magnetic circuit elements.
  • the intermediate pieces are made from a stray field shielding material.
  • This is preferably a highly electrically conductive material which suppresses the stray field in the region of the gaps by the formation of eddy currents.
  • the intermediate pieces are advantageously made of a material with high electrical conductivity in order to achieve that through the stray field in the intermediate pieces Eddy currents are achieved with the lowest possible losses, which lead to a desired further damping of the stray field.
  • the intermediate pieces are preferably made of a magnetically non-conductive material in order to achieve the greatest possible fluctuation in the magnetic conductance between the intermediate pieces and the magnetic circuit elements.
  • the intermediate pieces are expediently shaped such that they bear in a form-fitting manner on the magnetic circuit elements and thus fix the magnetic circuit elements in a form-fitting manner on the rotor.
  • the intermediate pieces fix a central area of the magnetic circuit elements in a form-fitting manner and thus the magnetic circuit elements extend beyond the intermediate pieces in a radial direction.
  • a particularly expedient solution provides that the intermediate pieces also fix the magnetic circuit elements positively against rotation about an axis parallel to the axis of the rotor.
  • An advantageous exemplary embodiment provides that the intermediate pieces sit on a rotor body carrying the magnetic circuit elements.
  • the intermediate pieces could in turn be connected to the rotor ring by connecting elements.
  • the intermediate pieces are integrally formed on the rotor body.
  • a particularly good cooling effect of the magnetic circuit elements can be achieved if the intermediate pieces are thermally coupled to the magnetic circuit elements. In the simplest case, this is done by pouring gaps between the intermediate pieces and the magnetic circuit elements, for example with a casting compound.
  • the intermediate pieces extend in the direction of the magnetic circuit elements over the same distance as the magnetic circuit elements.
  • the magnetic circuit elements preferably extend in a direction parallel to the axis of the rotor, so that the intermediate pieces between the magnetic circuit elements also extend in this direction.
  • the rotor encompasses a rotor disk carrying the rotor ring.
  • the rotor disk carries a rotor ring on opposite sides.
  • the primary focus was on how an electrical machine works with a single set of C-shaped pole elements and associated magnetic circuit elements.
  • the electrical machine comprises a plurality of motor units, each with a set of C-shaped pole elements and a set of magnetic circuit elements associated therewith.
  • stator winding to comprise a coil ring which extends around the axis and is arranged coaxially to the latter and around which the C-shaped pole elements each engage.
  • the magnetic circuit elements could, for example, also be permanent magnets. However, magnetic circuit elements that are made of a non-permanently magnetized and magnetically conductive material are particularly advantageous.
  • the stator winding has a current flowing through it with an AC component and a current with a DC component.
  • a particularly preferred embodiment of the electrical machine according to the invention works as a synchronous motor, in particular as a modified reluctance motor, in which the number of pole elements of a set corresponds to the number of magnetic circuit elements assigned to this set of pole elements and all magnetic circuit elements are attracted to the pole elements or not at the same time get dressed by.
  • Such synchronous machines are used in particular where a high force density per unit volume and low losses are required.
  • Essential features of such transverse flux machines are the design of the winding in the form of ring coils concentric to the shaft and the magnetic circuits arranged transversely around the coil.
  • the magnetic flux is guided in soft iron pole elements which are arranged perpendicular to the direction of movement, the winding with its magnetizing parts running in the longitudinal direction and being divided into two coil parts, one of which is in one a direct current and an alternating current in the other.
  • the magnetic circuits formed by the soft iron pole elements should always include both coil parts. Numerous problems arise in practical implementation, in particular with regard to a compact design with a high force density.
  • the solution according to the invention is based on the consideration of optimizing the pole geometry of the machine in the sense of increasing the force density, based on the machine volume.
  • the invention in its most general embodiment provides an electrically excited transverse flux machine with a movable and a fixed part (rotor; stator) with the following features:
  • the stator has a number of pole elements aligned radially to the shaft of the machine, which are arranged uniformly distributed in the circumferential direction, each pole element is designed with at least one pole groove extending in the direction of the axis of the rotor, each pole element, for example , starting from a central pole section, in the direction of two end-side bearing plates of the machine is formed in mirror image, in the pole groove runs at least one excitation coil arranged concentrically to the shaft, the rotor guided on roller bearings comprises at least one, in particular two carrier disks, each with ⁇ because at least one rotor ring running concentrically to the shaft is fitted, which engages in the corresponding pole groove in the stator.
  • This structure enables the arrangement of the soft iron pole elements in a uniform distribution and radial alignment in a very small space, and the corresponding design of the rotor rings enables a high force density with a small mass.
  • the pole elements starting from the central pole section, are each formed with three pole fingers on each side (mirror image), with simultaneous formation of two pole grooves each concentric to the axis Page.
  • the individual pole piece thus has the shape of a double "E", the two "E” being arranged in mirror image to one another.
  • the excitation coils can be coils wound from copper wire.
  • one embodiment of the invention provides for the insulation between the excitation coils and the pole faces of the corresponding pole fingers to be formed by U-shaped insulating bodies or groove linings that are open in the direction of the end shields.
  • the individual insulating pieces or groove designs can preferably be discrete components, but this requires a corresponding outlay on equipment.
  • the base sections of the U-shaped bent-up insulating bodies should therefore be integrally connected to one another between adjacent pole elements.
  • the insulating body can be a stamped insulating paper, which then has a central, annular, closed base, from which radially outward and inward leg sections run which are later bent up.
  • such an insulating body can be used in one work step.
  • a further development provides for the free ends of the U-legs of each insulating body section to be cranked outwards, the cranked section then can snap into corresponding slots on the surfaces of the pole fingers. In this way, an anti-rotation lock is achieved at the same time.
  • the excitation coils are covered on the top by insulating pieces attached to the pole fingers.
  • the slots for the insulating bodies can also be used to fix insulating pieces which are placed on the top of the excitation coils, in particular if the excitation coil is made in several parts per pole slot, so that the individual partial windings are separated from one another by the insulating pieces mentioned.
  • the electrical connection elements of the windings can be brought out radially between the pole pieces.
  • the pole elements are preferably made of soft iron and are each formed, for example, from a large number of laminated sheets. Electrical baked enamel sheets have proven to be particularly advantageous.
  • a shrink ring For the assembly of the individual pole elements (which - viewed in the direction of the axis of the rotor - corresponds approximately to the minute division of a clock), the application of a shrink ring has proven to be advantageous.
  • a corresponding inner ring can prevent the deformation of the pole elements.
  • a shrink ring which then preferably runs on the peripheral surface of the central pole sections, is sufficient for the assembly.
  • the pole fingers projecting on both sides can also be surrounded on the circumference by their own shrink rings.
  • Such shrink rings can be expanded, for example, by inductive heating and then applied in a stationary manner by cooling to the peripheral surface.
  • the shrink rings can be formed simultaneously with cooling fins or grooves for the passage of cooling air.
  • the rotor rings are formed on the circumference with corresponding groove-like depressions in accordance with the positioning of the pole pieces.
  • At least one excitation coil is located in each of the pole slots.
  • each pole slot is divided into two partial coils arranged one above the other (viewed in the direction of the axis).
  • FIG. 1 shows a longitudinal section through an electrical machine according to the invention.
  • FIG. 2 is a sector-by-section representation of a plan view in the direction of arrow A in FIG. 1, with the right stator broken away at the top left and additionally the rotor broken away at the top right;
  • FIG. 3 shows an enlarged, fragmentary, plan view of a pole element in a view similar to FIG. 1;
  • FIGS. 1 and 2 shows an enlarged illustration of a plan view of a plurality of pole elements in the direction of arrow B in FIGS. 1 and 2;
  • FIG. 6 shows an enlarged illustration of a pole element similar to FIG. 3 with support elements
  • FIG. 7 shows a cross section through a rotor in a view similar to FIG. 1.
  • FIG. 8 is an enlarged partial illustration of the rotor along line VIII-VIII in FIG. 9;
  • FIG. 9 is an enlarged, fragmentary illustration of a plan view of the rotor in the direction of arrow D in FIG. 7;
  • FIG. 10 shows an enlarged detail, illustration of a second exemplary embodiment in a view similar to FIG. 6;
  • FIG. 11 shows a partial section through a third exemplary embodiment of a machine according to the invention.
  • FIG. 12 shows a plan view of a partial segment of an insulating body for use in the machine according to FIG. 11;
  • FIG. 14 is a plan view of an inner surface of a rotor of the machine according to FIG. 11.
  • a first exemplary embodiment of an electrical machine according to the invention comprises, as shown in FIG. 1, a housing 10 in which a rotor 12 is mounted so as to rotate about an axis 14.
  • the rotor 12 has a rotor shaft 16, which is arranged in two rotor bearings 18 and 20 arranged at a distance from one another in a front Bearing plate 22 or a rear bearing plate 24 of the housing 10 is mounted.
  • the front end plates 22 and 24 carry a housing jacket 26 which extends between the end plates 22 and 24 and closes an interior 28 of the housing together with the end plates 22 and 24 to the outside.
  • the end shields 22 and 24 simultaneously represent stator carriers for two stators 30 and 32, each of which, as shown in particular in FIG. 2, a set with a plurality of circumferentially around the axis 14 at equal angular distances and equal radial distances from the Axis 14 arranged pole elements 34 includes.
  • each of the pole elements 34 comprises a base web 36, from which three pole fingers 38, 40 and 42 extend parallel to one another, with a pole groove between each of two pole fingers 38 and 40 and 40 and 42 44 or 46 lies, so that overall the pole element has an E-like shape, which can also be referred to as double-C, the pole fingers 38 and 40 with the base web 36 and the pole fingers 40 and 42 with the base web 36 form a C-shape.
  • stator winding In the pole grooves 44 and 46, namely in a rear groove section 48 or 50 of the pole groove 44 or 46, which extends from a groove bottom 52 or 54, there is one as a whole in each of the pole grooves 44 and 46 designated 56 and 58 stator winding.
  • Each of the stator windings 56 and 58 runs coaxially to the axis 14 on an annular path perpendicular to the axis 14, but at a different distance from the axis 14.
  • the two stator windings 56 and 58 are further divided into two partial windings 56a and b and 58a and b, the two partial windings 56a, b and 58a, b being separated from one another by a spacer finger 60 and 62, respectively are.
  • the spacer fingers 60 and 62 are integrally formed on the base web 36 of the pole element 34 and rise approximately centrally from the respective groove bottom 52 and 54, respectively.
  • Runner 12 with its magnetic circuit elements 74 and 76, respectively, in order to permit a closed magnetic field line profile 78 or 80 respectively in the magnetic circuit element 74 or 76 standing in the front groove section 64 or 66, the magnetic field line profile 78 through the base web 36 as well as the pole fingers 38 and 40 and the magnetic circuit element 74 and the air gaps between the latter and the pole fingers 38 and 40, while the magnetic field line course 80 runs through the base web 36 and the pole fingers 40 and 42, the magnetic circuit element 76 and the air gaps between the latter and the pole fingers 40 and 42 passes through.
  • the magnetic field line courses 78 and 80 of the pole elements 34 preferably lie in planes of a set of planes which passes through and is defined by the axis 14.
  • the pole elements 34 are inserted into a recess 82 in the stator carriers 22, 24, this recess 82 preferably being formed as an annular groove concentric with the axis 14 , whose inner side wall 84 and outer side wall 86 are each part of a cylindrical surface coaxial with the axis 14 and whose bottom 88 is formed by an annular surface concentric with the axis 14, which is perpendicular to the axis 14.
  • the recess 82 is designed such that the pole elements 34 lie with a substantial part of their base web 36 in the recess 82, sit on the base 88 with a base surface 90 and with their outer sides 92 and 94, which are in outer sides 92 and 94 the pole fingers 38 and 42 pass over, bear against the inner side wall 84 and the outer side wall 86 and are thus positively secured against movement radially to the axis 14 by the recess 82.
  • an inner positioning ring 100 is provided on a radially inner side of the pole elements 34 and an outer positioning ring 102 is provided on a radially outer side of the pole elements 34, each of the positioning rings 100, 102 having projections 104 and 106, respectively , Which engage between mutually facing surfaces 96, 98 of successive pole elements 34 and rest on these surfaces 96, 98 of successive pole elements 34 and thus exactly define the distance between these pole elements.
  • positioning rings 100 and 102 can preferably be fixed to the respective stator carrier 22 or 24 by fastening elements 108 and 110, so that advantageous positioning of the positioning rings 100 and 102 is possible, which is separate from the stator carrier and has a more dimensioned manufacture Projections 104 and 106 relieved. These positioning rings 100 and 102 can thus be retrofitted to the stator carriers 22 and 24 which are produced separately with the recess 82.
  • the pole elements 34 are stabilized relative to one another in the azimuthal direction 112 by base support elements 114 lying in the recess 82 on the one hand, which base bases 36 of the pole elements 34 lie opposite one another Fill in surfaces 96 and 98.
  • the base support elements 114 are formed by a potting compound which fills the recess 82 and, after they have hardened, forms the base support elements lying between the surfaces 96 and 98 of the pole elements 34 in the region of the base webs 36.
  • the potting compound causes the areas of the base webs 36 lying in the recess 82 to be glued on all sides to the side walls 84 and 86 and the bottom 88 thereof.
  • a holding body 116 made of elastic and porous material, for example felt, which in the spaces between the surfaces 96 and 98 in the region of the base webs 36 into the recess 82 is inserted and impregnated with a sealing compound 118, which on the one hand passes through the holding body 116 and at the same time also penetrates into the spaces between the pole elements 34 and the recess 82, so that after hardening the porous and elastic holding body stiffens on the one hand and on the other hand the pole element 34 is also glued into the recess 82 with its outer sides 92 and 94 and the base surface 90.
  • a sealing compound 118 which on the one hand passes through the holding body 116 and at the same time also penetrates into the spaces between the pole elements 34 and the recess 82, so that after hardening the porous and elastic holding body stiffens on the one hand and on the other hand the pole element 34 is also glued into the recess 82 with its outer sides 92 and 94 and the base surface 90.
  • the holding body 116 has the advantage that it absorbs the casting compound 118 and thus also holds it in the uncured state and prevents it from flowing away.
  • finger support elements 120 are provided, which likewise comprise a holding body 122 made of porous and elastic material, for example also felt, which in turn is stiffened by a sealing compound 124 .
  • the holding body 122 has the great advantage that it also keeps the potting compound 124 in the uncured state and prevents it from flowing away.
  • the finger support elements 120 preferably sit in the region near the ends 68, 70 and 72 of the pole fingers 38, 40 and 42 and likewise lead to a stiffening between the pole elements 34 in the direction of the azimuthal direction 112.
  • the finger support elements 120 engage in recesses 117 in the pole elements 34 with projections 119, the projections 119 passing through the casting compound 124, which emerges from the holding body 122 in the region of the recesses 117 , form the.
  • the rotor designated as a whole as 12 includes, as shown in FIG. 7, in addition to the rotor shaft 16, a rotor disk 130 extending radially to the latter and in a plane 132 perpendicular to the axis 14.
  • This rotor disk carries in a radially outer region 7 and 8, on both sides of the air circulation blades 134 and 136 extending away from the same in the direction of the axis 14, which in turn carry rotor rings 138 and 140, respectively, with their ends facing away from the rotor disk 130, from which the magnets circular elements 74 and 76 also extend in the direction parallel to the axis 14.
  • the magnetic circuit elements 74 and 76 sit between teeth 142 and 144 which are integrally formed on the rotor rings 138 and 140 and which encompass the magnetic circuit elements 74 and 76 in a central region 146 in a form-fitting manner on both sides.
  • the magnetic circuit elements 74 and 76 have radially inner projections 148 and radially outer projections 150, which pass through a central region 146 are connected, which in turn has an outer contour 152 which extends transversely to the radial direction from one projection 148 to the other projection 150 and bulges and narrows transversely to the radial direction, this outer contour 152 having, for example, the shape of a circular cylinder segment.
  • the bulging and narrowing outer contour 152 is encompassed by the teeth 142 on both sides of each magnetic circuit element 74, 76 and thus leads to a positive fixation of the magnetic circuit elements 74 and 76 both against movement in the radial direction and in the azimuthal direction and additionally against rotation about an axis parallel to axis 14.
  • Magnetic circuit elements 74, 76 are preferably provided with central regions 146 of holes 154 penetrating them and extending parallel to axis 14, through which fastening screws 156 pass, which in turn are screwed into rotor rings 138 and 140, so that screws 156 the magnetic circuit elements 74, 76 bear against the rotor rings 138 and 140 and hold them fixed between the teeth 142, 144 against movement in the direction parallel to the axis 14.
  • the teeth 142 and 144 extend from the rotor rings 138 and 140 in the direction parallel to the axis 14 over the same distance as the magnetic circuit elements 74, so that the rotor 12 in the region of the magnetic circuit elements 74 and 76 continuously runs in a plane around the side circular ring elements faces 160 and 162.
  • the teeth 142 and 144 extend in the radial direction only to such an extent that they engage positively around the central region 146 of the magnetic circuit elements 74 and 76, so that the magnetic circuit elements 74, 76 with their radially inner projections 148 project beyond an inner side 164 and with their radially outer projections 150 over an outer side 166.
  • the teeth 142 and 144 are preferably formed in one piece on the rotor rings 138 and 140 and are made of a magnetically nonconductive, but electrically good conductive material, such as aluminum.
  • gaps 168 which form between the magnetic circuit elements 74 and 76 and the teeth 142 and 144 are cast with an impregnating resin in order to obtain a thermally optimal coupling between the teeth 142, 144 and the magnetic circuit elements 74, 76.
  • all the pole elements 34 with their pole fingers 38 and 40 and the part of the base web 36 connecting them form a set of C-shaped pole elements which is arranged around the axis 14.
  • All magnetic circuit elements 74 interact with this set of C-shaped pole elements, the number of magnetic circuit elements 74 corresponding to the number of C-shaped pole elements. For example, 64 C-shaped pole elements and 64 magnetic circuit elements 74 are provided.
  • pole fingers 40 and 42 together with the corresponding section of the base web 36 form a set of C-shaped pole elements arranged around the axis 14 and with the stator winding 58 and the magnetic circuit elements 76 a further motor unit 172, which in the same Way works like motor unit 170.
  • the magnetic circuit elements' 76 are compared with the magnetic circuit members 74, as is apparent in particular from Fig. 2, offset at an angle distance from each other arranged an ⁇ which is selected so that the magnetic circuit elements 74 then elements exactly in their associated C-shaped pole stand when the magnetic circuit elements 76 stand exactly in the middle between the C-shaped poles associated therewith.
  • the magnetic circuit elements 74 and 76 which protrude from the rotor 12 on the opposite side thereof, also form motor units 174, 176 with parts of the pole elements 34 of the stator 32, so that the electrical machine according to the invention has a total of four motor units 170, 172 , 174, 176, which all work out of phase with one another and form a sequence 170, 174, 172, 176 in which each of the motor units is opposite the other has a phase shift of 2TT / 4. This achieves an extremely uniform concentricity of the electrical machine according to the invention with low losses at the same time (FIG. 1).
  • the pole elements 34 can in principle be made in one piece from sintered material or iron powder.
  • a particularly advantageous construction of the pole elements 34 from individual sheets 180, which are insulated from one another and run parallel to the surfaces 96, 98. These sheets are particularly E-shaped. For example, these individual sheets are lacquered electrical baking sheets.
  • Such a pole element 34 thus represents a laminated core of laminations 180 lying against one another, which are stacked on top of one another in the azimuthal direction 112 and extend parallel to the surfaces 96, 98.
  • These sheets are preferably electric baked enamel sheets, but alternatively it is also conceivable to form these sheets from metallic glasses.
  • the magnetic circuit elements 74 and 76 are either made in one piece from iron powder or likewise as laminated cores, which, as shown in FIG 184 exist. These sheets are, for example, also electrical baked enamel sheets. Due to the small size of the magnetic circuit elements 74, 76, it is also possible, for example, to use sheets made of metallic glasses as sheets 184.
  • the recess 82 is not arranged in the respective end shield 22, 24, as shown in FIG. 1, but the recess 82 lies in a retaining ring 190, which in turn is concentric with the Axis 14 extends around it and is supported in a bearing recess 192 in a stator stand of the respective end shield 22 or 24.
  • the bearing recess 192 comprises an inner bearing wall 194 and outer bearing wall 196, both of which preferably have a cylindrical shape with respect to the axis 14.
  • the retaining ring 190 is arranged such that an inner outer wall 198 and an outer outer wall 200 extend at a distance from the respective bearing wall 194 and 196, respectively.
  • An intermediate space located between the respective bearing wall 194 or 196 and the respectively opposite outer wall 198 or 200 is filled by an elastic intermediate layer 202 or 204, which is on the one hand on the bearing wall 194 or 196 and on the other hand on the respective outer wall 198 or 200 supports, holds the retaining ring 190 and is aligned so that the pole fingers 38, 40, 42 each extend parallel to the axis 14.
  • an intermediate space 210 through which a cooling medium flows, is preferably provided between a recess bottom 206 of the bearing recess 192 and a rear side 208 of the retaining ring 190.
  • the space 210 is expediently divided by partitions 212, so that a defined space 210 is formed in this space Management of a cooling medium is possible.
  • the intermediate walls 212 rise from the recess base 206 and extend to the rear side 208, the rear side 208 standing at a short distance from these intermediate walls 212 or an elastic material which the intermediate spaces 210 is arranged between the rear side 208 and the intermediate walls 212 seals against each other.
  • the intermediate layers 202 and 204 are preferably made of glued-in or vulcanized-in rubber rings, wherein, for example, either one or more O-rings are used as rubber rings.
  • identical or equivalent components are identified with the same reference numerals.
  • W denotes the axis of a rotor shaft (not shown) of a rotor of an electrical machine according to the invention.
  • a total of 64 pole elements 310 are provided radially to the axis W of a rotor shaft.
  • Each pole piece 310 consists of a plurality of electro-baked enamel sheets arranged one on top of the other and has the following shape: a central pole section 310m, from which - in the direction of the axis W - three pole fingers 310f run on both sides, which are between them correspondingly form two pole grooves 310n.
  • the side view shows a configuration of a double "E" along an imaginary axis of symmetry radially to the axis "W" through the central pole section 310m.
  • the respective middle pole sections 310 sit on the inside on an abutment 310w which runs concentrically to the axis W of the shaft.
  • the pole elements 310 are arranged symmetrically about the shaft axis W and are held on the outside by tension rings 310s.
  • the clamping rings (shrink rings) 310s' arranged on the free ends of the outer pole fingers 310f are formed with a plurality of grooves running in the direction of the axis W. , which are used to guide cooling air, as will be described below.
  • Insulating bodies 312 are located in the pole grooves 310n, the basic structure of which is shown in FIGS. 12, 13.
  • FIG. 12 shows a partial segment of a groove lining or an insulating body 312, which has an annular, continuous central region 312m, from which sections 312a, 312i extend radially outwards and inwards, which by 90 ° before insertion into the corresponding pole groove 10n be bent up.
  • the sections 312a, 3l2i are formed at their free ends with outwardly projecting latching lugs 312r which, as shown in FIG. 13, snap into corresponding slot-like receptacles 310a of the pole fingers 310f.
  • each pole groove 310n i.e. both the inner and the outer pole groove
  • two excitation coils 314i, 314a are arranged one above the other and opposite the pole fingers 310f and the middle pole section 310m are insulated by the described insulating body 312 and from one another by insulating spacers 316 which have an annular shape and are likewise latched in the slot-shaped recesses 310a of the pole fingers 310f.
  • the electrical connection elements for the excitation coils 314i, 314a extend outward between the spaced pole fingers 310f, as indicated in FIG. 11.
  • FIG. 13 shows that the excitation coils 314i, 314a only extend over part of the height of the pole grooves 310n.
  • the remaining section of the pole grooves 310n is filled, as shown in FIG. 11, by rotor sheet metal rings 316i, 316a, which are arranged on a carrier disk 318, which here consists of aluminum and is connected via plastic carriers 318k.
  • the rotor plate rings 316i, 316a are each formed on their inner and outer circumferential surfaces with groove-like depressions, in correspondence with the distribution of the pole fingers 310f, so that the rotor plate rings 316i, 316a fit precisely in the area not filled by the excitation coils 314i, 314a of the pole grooves 310n can be used.
  • the rotor can also be formed from other materials without further ado.
  • the carrier disk 318 is seated on the shaft and is enclosed overall by a housing 320, which is not described in any more detail here.
  • the middle pole sections 310m and the pole fingers 310f of the pole pieces are cast with a two-component epoxy resin, just like the excitation coil 314i, 314a within the pole grooves 310n.
  • the groove formation or the insulating body 312 consists, for example, of hard paper.
  • the pole elements 310 are formed from soft iron sheets, while the excitation coils 314i, 314a are coils wound from copper wire.
  • the rotor shaft (not shown) is made of steel, as are the tension rings (shrink rings) 310, 310s.
  • the machine shown in the figures is designed as a surface-cooled machine. For this purpose, it is necessary to conduct the heat loss generated in the machine to the machine surface and from there to the environment. The heat is transported in the machine through heat conduction and forced convection of the machine air.
  • the structural arrangement of the potting elements between the stator iron elements, i.e. in particular the pole elements 310 is selected so that heat can be dissipated via the encapsulation element shrink ring 310s-housing 312, but also by forced convection (air circulation). So that a forced, sufficiently turbulent flow can be generated in the machine, fan blades 322 are attached to the rotor disks 318.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
  • Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)
  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)
  • Motor Or Generator Frames (AREA)

Description

B E S C H R E I B U N G
Elektrische Maschine
Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine, um¬ fassend einen sich um eine Achse drehenden Läufer und einen Stator, welcher einen Satz mit einer Vielzahl von um die Achse herum in gleichen Winkelabständen angeordneten, C-förmigen Polelementen umfaßt, von denen jedes mit einem Basissteg und zwei von diesem abstehenden Polfingern eine Statorwicklung umgreift und einen Magnetfeldlinienverlauf erzeugt, welcher ungefähr parallel zu einer Ebene einer durch die Achse hindurchgehenden Ebenenschar ausgerichtet ist.
Derartige elektrische Maschinen sind beispielsweise aus der DE-OS 35 36 538 oder der DE-QS 39 27 454 bekannt.
Die bekannten Lösungen zeigen jedoch keine kommerziell zu fertigenden Lösungen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine elek¬ trische Maschine der gattungsgemäßen Art, zu schaffen die bei ausreichend stabilem Aufbau kostengünstig zu fertigen ist.
Diese Aufgabe wird bei einer elektrischen Maschine der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Polemente als Einzelelemente in eine um die Achse in Azimutalrichtung umlaufende Ausnehmung eines Stator¬ trägers eingesetzt sind und daß die Polelemente in der Ausnehmung durch eine Klebemasse fixiert sind. Mit dieser erfindungsgemäßen Lösung wird die Möglichkeit geschaffen, die elektrische Maschine der gattungsgemäßen Art bei guter Stabilität und Genauigkeit kostengünstig zu fertigen, da die Ausnehmung in den Statorträger einfach einzubringen ist und eine Fixierung der Polelemente durch die Klebemasse ebenfalls keine aufwendigen Fertigungs¬ schritte erfordert.
Da die Polelemente bei der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine vorzugsweise mit Zwischenräumen zueinander ange¬ ordnet sind, hat es sich als besonders vorteilhaft erwie¬ sen, wenn die Polelemente in Azimutalrichtung durch zwi¬ schen den Basisstegen der Polelemente liegende Basisstütz¬ elemente gegeneinander fixiert sind. Das Vorsehen derarti¬ ger Basisstützelemente hat den großen Vorteil, daß die Polelemente untereinander in Azimutalrichtung versteift werden können.
Da insbesondere bei der erfindungsgemäßen Lösung die durch den Magnetfeldlinienverlauf auf die Polelemente wirkenden Kräfte im Bereich der Polfinger auftreten, ist es alter¬ nativ oder ergänzend zu der vorstehend beschriebenen Lö¬ sung ferner vorteilhaft, wenn die Polelemeηte durch zwi¬ schen aufeinanderfolgenden Polfingern angeordnete Finger¬ stützelemente gegeneinander abgestützt sind, wobei insbe¬ sondere die Fingerstützelemente im Bereich eines vorderen, den Basissteg abgewandten Endes der Polfinger angeordnet sind. Dadurch erfolgt ebenfalls eine AbStützung der Pol¬ elemente in azimutaler Richtung relativ zueinander, so daß die Polelemente zusammen mit den Fingerstützelementen eine in sich in azimutaler Richtung stabile Einheit bilden. Insbesondere vorteilhaft wirkt sich das Vorsehen von Basisstützelementen und/oder Fingerstützelementen auf die Verankerung der Polelemente in dem Statorträger auf, da diese Verankerung nur noch einen Teil der auf die Polele¬ mente wirkenden Kräfte aufnehmen muß, da der andere Teil durch die Basisstützelemente und/oder Fingerstützelemente abgefangen ist. Insbesondere beim Vorsehen derartiger Stützelemente ist daher die Fixierung der Polelemente in der Ausnehmung mittels der Klebemasse für einen stabilen Aufbau der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine aus¬ reichend.
Hinsichtlich der Ausbildung der Stützelemente wurden bis¬ lang keine näheren Angaben gemacht.
So sieht ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel vor, daß jedes Stützelement eine ausgehärtete Vergußmasse umfaßt. Im einfachsten Fall sind daher die Stützelemente allein aus einer Vergußmasse hergestellt. Eine derartige Vergu߬ masse ist beispielsweise eine Polymermasse, wie Polymer¬ beton, oder ein Harz, wie Gießharz oder Träufelharz. Alternativ dazu kann die Vergußmasse beispielsweise auch eine Metallegierung, vorzugsweise eine niedrig schmelzende Metallegierung, beispielsweise eine Wismutlegierung, sein, die in die Zwischenräume zwischen den einzelnen Polele¬ menten eingebracht ist.
Insbesondere beim Vorsehen einer Vergußmasse hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn jedes Stützelement einen in Zwischenräumen zwischen den Polelementen angeordneten und von der Vergußmasse im fließfähigen Zustand durchsetzten Haltekörper aufweist. Ein derartiger Haltekörper bietet den Vorteil, daß die Vergußmasse vom Haltekörper im flie߬ fähigen Zustand aufgenommen und gehalten, d.h. also an einem Weiterfließen gehindert wird.
Vorzugsweise ist dabei der Haltekörper porös ausgebildet. Ferner ist es vorteilhaft, wenn der Haltekörper elastisch ist und sich somit exakt in die Zwischenräume zwischen den Polelementen einpassen läßt.
Eine besonders vorteilhafte Lösung sieht dabei vor, daß der Haltekörper aus Fasermaterial, insbesondere aus Filz, ist.. Im Fall eines derartigen Haltekörpers ist vorzugs¬ weise ein Versteifen des Haltekörpers mit einem Gießharz oder einem Träufelharz als Vergußmasse vorgesehen.
Bei der Anordnung der Stützelemente ist es ferner vorteil¬ haft, wenn diese an den Polelementen formschlüssig gegen eine Bewegung in radialer Richtung gesichert sind. Dies läßt sich beispielsweise durch einen aus der Vergußmasse geformten Vorsprung realisieren, welcher in eine Ausneh¬ mung in den Polelementen eingreift.
Hinsichtlich der Ausbildung der Ausnehmimg wurden im Zu¬ sammenhang mit der bisherigen Erläuterung des vorteil¬ haften Ausführungsbeispiels keine näheren Angaben gemacht.
So sieht eine vorteilhafte Art der Ausnehmung vor, daß diese zwei sich in Azimutalrichtung zur Achse erstreckende und einander zugewandte Seitenwände aufweist, zwischen denen die Vergußmasse liegt. Durch eine derartige Art der Ausnehmung läßt sich einerseits das Einbringen der Vergu߬ masse erleichtern und andererseits die Vergußmasse stabi¬ lisieren.
Vorzugsweise ist bei einem derartigen Ausführungsbeispiel vorgesehen, daß die Polelemente zwischen den Seitenwänden der Ausnehmung sitzen und von diesen gegen eine Bewegung quer zur Azimutalrichtung fixiert sind. Diese Art der Aus¬ bildung der Ausnehmung schafft eine zusätzliche Verstei¬ fung und vorteilhafte Abstützung der Polelemente gegen in radialer Richtung zur Achse wirkende Kräfte, so daß diese Kräfte beispielsweise nicht von den Stützelementen aufge¬ nommen werden müssen.
Die Ausnehmung könnte prinzipiell durch die beiden Seiten¬ wände definiert sein. Noch vorteilhafter ist es jedoch, wenn die Ausnehmung einen sich zwischen den Seitenwänden erstreckenden Boden aufweist, welcher ebenfalls dazu dient, die Vergußmasse zwischen sich und den Seitenwänden aufzunehmen.
Eine besonders stabile Version der erfindungsgemäßen Lö¬ sung sieht vor, daß die Polelemente mit ihrem Basissteg auf dem Boden sitzen, so daß der Boden eine zusätzliche Abstützung gegen in axialer Richtung wirkende Kräfte und zusätzlich eine Abstützung gegen Kippkräfte bildet, wenn die Polelemente mit ihren Basisstegen vollflächig auf dem Boden aufliegen.
Im Zusammenhang mit der bisherigen Erläuterung «der erfin¬ dungsgemäßen Lösung wurde lediglich davon ausgegangen, daß die Polelemente in der Ausnehmung mit einer als Klebemasse dienenden Vergußmasse fixiert sind. Eine derartige Vergußmasse schafft den zusätzlichen Vor¬ teil, die Polelemente möglichst steif in der Ausnehmung zu fixieren.
Besonders zweckmäßig ist es dabei, wenn die Polelemente mit ihrem Basissteg in die die Ausnehmung im wesentlichen ausfüllende Vergußmasse eingebettet sind. Damit ist eine besonders steife Fixierung der Polelemente in dem Stator¬ träger gewährleistet.
Um die Polelemente in dem Statorträger in genau definier¬ ten Positionen insbesondere genau definierten Winkelab¬ ständen ausgerichtet zu fixieren und insbesondere in für diese vorgesehenen Positionen zu halten, ist ergänzend oder alternativ zu den bisher erläuterten Ausführungsbei- spielen vorgesehen, daß die Polelernente durch Positionier¬ ringe in gleichen Winkelabständen ausgerichtet am Stator¬ träger gehalten sind.
Derartige Positionierringe können einerseits Teile des Statorträgers sein. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn die Positionierringe am Statorträger montierbar sind, so daß eine Herstellung der Positionierringe unabhängig von dem Statorträger und der Ausnehmung im Statorträger möglich ist und diese nachträglich am Statorträger mon¬ tiert werden.
Eine eindeutige Ausrichtung der Polelemente durch die Positionierringe läßt sich insbesondere dadurch vorteil¬ haft erreichen, daß die Positionierringe jedes Polelement in Azimutalrichtung zwischen zwei Vorsprüngen fixieren. Dies stellt die konstruktiv einfachste und insbesondere auch herstellungstechnisch kostengünstigste Lösung für die Ausbildung der Positionierringe dar.
Im einfachsten Fall könnte es ausreichend sein, wenn ein Positionierring vorgesehen ist, noch vorteilhafter jedoch ist es, wenn zwei im Abstand voneinander angeordnete Posi¬ tionierringe vorgesehen sind.
Eine besonders zweckmäßige Wirkung der Positionierringe ist dann gegeben, wenn diese auf gegenüberliegenden Seiten der Ausnehmung angeordnet sind.
Hinsichtlich der Ausrichtung und der Ausbildung der Pol¬ finger wurden im Zusammenhang mit der bisherigen Erläu¬ terung einzelner vorteilhafter Ausführungsbeispiele keine näheren Angaben gemacht. So ist es beispielsweise im Rah¬ men der erfindungsgemäßen Lösung denkbar, die Polfinger entsprechend der Lehre der DE-OS 35 36 538 oder der DE-OS 39 27 454 anzuordnen. Noch vorteilhafter ist es jedoch, wenn sich die Polfinger ungefähr parallel zur Achse er¬ strecken.
In diesem Fall sieht eine hinsichtlich des Zusammenbaus und der späteren Stabilität günstige Lösung vor, daß die Polelemente in Richtung parallel zur Achse in die Ausneh¬ mung eingesetzt sind.
Konstruktiv besonders einfache Herstellungsbedingungen er¬ geben sich dann, wenn die Seitenwände der Ausnehmung auf Zylinderflächen zur Achse liegen, die einerseits eine genaue radiale Positionierung der Polelemente ermöglichen und andererseits einfach herstellbar sind.
Ferner ist vorteilhafterweise vorgesehen, daß der Boden der Ausnehmung in einer Ebene liegt, wobei sich die Ebene insbesondere quer zur Achse erstreckt.
Hinsichtlich der Baugröße und der Kraftwirkung ergeben sich besonders vorteilhafte Verhältnisse dann, wenn sich der Statorträger in radialer Richtung zur Achse erstreckt und die Ausnehmung aufweist.
Zweckmäßigerweise ist dabei der Statorträger so ausgebil¬ det, daß er ein Lagerschild für eine Lagerung des Läufers bildet, so daß wiederum in einfacher Weise eine definierte Ausrichtung der Polelemente relativ zum Läufer gewähr¬ leistet ist, die insbesondere wenig verformungsempfindlich ist und eine hohe Steifigkeit gewährleistet, so daß an¬ dererseits ein Luftspalt zwischen dem Läufer und den Pol¬ elementen relativ gering gehalten werden kann.
Als besonders zweckmäßig hat es sich ferner erwiesen, wenn die den Statorträger bildenden Lagerschilde Teil eines Gehäuses sind und insbesondere durch einen sich zwischen den Lagerschilden erstreckenden Gehäusemantel relativ zueinander stabilisiert sind. Damit ist zusätzlich zur stabilen und steifen Anordnung der Polelemente noch gleichzeitig ein Gehäuse für die erfindungsgemäße elek¬ trische Maschine geschaffen, so daß diese Lösung hinsicht¬ lich der kostengünstigen Herstellbarkeit besondere Vor¬ teile bietet.
Im Zusammenhang mit der bisherigen Erläuterung eines ein¬ zelnen Ausführungsbeispiels wurde stets davon ausgegangen, daß mindestens ein Satz von Polelementen vorgesehen ist; besonders vorteilhaft im Hinblick auf ein höheres Dreh¬ moment ist es, wenn mehrere Sätze von Polelementen vorge¬ sehen sind.
Konstruktiv einfach läßt sich dies besonders dann reali¬ sieren, wenn sich die Polfinger der Polelemente aus unter¬ schiedlichen Sätzen parallel zueinander erstrecken.
Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel einer erfindungsge¬ mäßen elektrischen Maschine sieht vor, daß jeweils ein Satz von Polelementen auf einander gegenüberliegenden Statorträgern angeordnet ist und insbesondere die Pol¬ finger aufeinander zu gerichtet sind.
Noch vorteilhafter ist es, insbesondere zum Erreichen eines möglichst großen Drehmoments, wenn die Polelemente E-förmig ausgebildet sind, so daß ein Satz E-förmiger Pol¬ elemente zwei Sätze C-förmiger Polelemente umfaßt.
Hinsichtlich des Aufbaus der Polelemente wurden im Zusam¬ menhang mit dem bisherigen Ausführungsbeispiel keine näheren Angaben gemacht. So sieht ein vorteilhaftes Aus¬ führungsbeispiel vor, daß die Polelemente aus Blechpaketen aufgebaut sind, wobei vorzugsweise die Blechpakete in Azi¬ mutalrichtung gestapelte Bleche aufweisen.
Besonders zweckmäßig ist es hinsichtlich der kosten¬ günstigen Herstellbarkeit der Blechpakete, wenn die Blechpakete aus einer vorgegebenen Zahl gleichförmiger Bleche aufgebaut sind, d.h., daß jedes Blechpaket die gleiche Zahl identischer Bleche aufweist.
Die Bleche selbst können übliches, für elektrische Ma¬ schinen verwendetes Weicheisenmaterial umfassen.
Eine vorteilhafte Alternative stellt die Verwendung von Blechen aus metallischen Gläsern dar, da diese im vor¬ liegenden Fall vorteilhaftere Eigenschaften aufweisen.
Alternativ zum Aufbau der Polelemente aus Blechen sieht eine weitere erfindungsgemäße Lösung vor, daß die Polele¬ mente aus Eisenpulver hergestellt sind, d.h., daß der gesamte Körper der Polelemente aus Eisenpulver hergestellt ist.
Alternativ dazu sieht ein weiteres Ausführungsbeispiel vor, daß die Polelemente aus einem gesinterten Material hergestellt sind.
Bei der bisherigen Beschreibung einzelner vorteilhafter Ausführungsbeispiele wurde nicht mehr darauf eingegangen, wie die Ausnehmung im Statorträger angeordnet sein soll. So sieht ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel vor, daß der Statorträger ein in sich steifes Teil ist, welches über eine mechanisch steife Verbindung, wie z.B. die Ver¬ gußmasse, die Polelemente trägt.
Hinsichtlich der Übertragung von Schwingungen ist es je¬ doch besonders vorteilhaft, wenn die Polelemente elastisch gelagert sind. Dies ist beispielsweise durch eine ela¬ stische Verankerung der Polelemente am Statorträger mög¬ lich.
Noch vorteilhafter ist es jedoch, wenn die die Polelemente aufnehmende Ausnehmung in einem Haltering angeordnet ist und der Haltering an einem Statorständer elastisch gela¬ gert ist. Somit bildet ein Satz von Polelementen mitsamt dem um die Achse umlaufenden Haltering eine in sich steife Einheit und diese in sich steife Einheit ist ihrerseits elastisch an dem Statorständer gelagert. Die elastische Lagerung ist dabei ausreichend, um die im Bereich der Pol- elemente auftretenden Schwingungen zu dämpfen und in mög¬ lichst geringem Maße an den Statorträger weiterzugeben. Andererseits bietet die in sich steife Einheit aus Polele¬ menten und Haltering den Vorteil, daß die Polelemente selbst mit ausreichender Steifigkeit fixiert sind und die elastische Verbindung zum Stator mit dem Statorträger nicht zu einer zu großen Beweglichkeit der Polelemente führt, die wiederum den Nachteil hat, daß ein Luftspalt zwischen den Polelementen und dem Läufer unter Berücksich¬ tigung der Beweglichkeit der Polelemente vergrößert werden müßte. Eine besonders vorteilhafte Fixierung des Halterings an dem Statorständer ist dann gegeben, wenn der Haltering auf zwei einander gegenüberliegenden Seiten durch elastische Elemente an dem Statorständer gelagert ist, so daß trotz elastischer Lagerung eine ausreichend steife Verbindung zwischen Haltering und Statorständer erfolgt.
Ein besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel sieht dabei vor, daß der Haltering zwischen zwei zylindermantel- förmig oder kegelmantelförmig um die Achse herum verlau¬ fenden Lagerwänden elastisch gehalten ist.
Ein weiteres zweckmäßiges Ausführungsbeispiel sieht vor, daß der Haltering in einer Lagerausnehmung im Stator¬ ständer elastisch gelagert ist.
Beispielsweise sind als elastische Elemente Gummiringe vorgesehen, welche mit dem Haltering und dem Statorträger verklebt werden oder auf entsprechende Flächen aufvulkani¬ siert sind.
Hinsichtlich der Ausbildung des Läufers und der Ausbildung von Magnetkreiselementen des Läufers wurden bislang keine näheren Angaben gemacht. So wäre es beispielsweise denk¬ bar, wenn die Polelemente mit ihren Polfingern auf die Magnetkreiselemente des Läufers weisen wie dies beispiels¬ weise bei den Magnetkreiselementen gemäß der DE-OS 39 27 454 ist. Noch vorteilhafter ist es jedoch, wenn zwischen den Pol¬ fingern der Polemente im Anschluß an die Statorwicklung ein freier Polnutabschnitt angeordnet ist, in welchen Magnetkreiselemente des Läufers aufeinanderfolgend posi¬ tionierbar sind.
Eine derartige Anordnung der Magnetkreiselemente des Läu¬ fers hat den Vorteil, daß die Magnetkreiselemente mit möglichst geringen Momenten quer zu einer Drehbewegung des Läufers auf diesen wirken.
Hinsichtlich der Ausbildung der Magnetkreiselemente sind ebenfalls unterschiedliche Varianten denkbar. Beispiels¬ weise ist es denkbar, die Magnetkreiselemente aus Eisen¬ pulver oder einem gesinterten Material oder einer Ferro- keramik herzustellen.
Eine vorteilhafte Variante sieht vor, daß die Magnetkreis¬ elemente des Läufers in Form von Blechpaketen ausgebildet sind.
Vorzugsweise sind die Blechpakete so ausgebildet, daß sie in Richtung der Achse des Läufers gestapelte Bleche auf¬ weisen.
Vorzugsweise sind derartige Bleche konventionelle im Elektromotorenbau verwendete Weicheisenbleche.
Aufgrund der Anordnung der Magnetkreiselemente zwischen den Polfingern und der dadurch bedingten kleinen Baugröße ist es aber andererseits denkbar, als Bleche metallische Gläser zu verwenden. Alle Bleche der Pakete sind dabei vorzugsweise gegenein¬ ander isoliert.
Hinsichtlich der Anordnung der Magnetkreiselemente am Läufer wurden im Zusammenhang mit der bisherigen Erläute¬ rung einzelner Ausführungsbeispiele ebenfalls keine wei¬ teren Angaben gemacht.
Die Magnetkreiselemente könnten beispielsweise durch einen durchgehenden, um die Achse des Läufers geschlossenen um¬ laufenden Ring gebildet sein, wobei in diesem Fall eine magnetische Unsymmetrie zwischen den aufeinanderfolgenden Magnetkreiselementen durch einen zwischen diesen liegenden vergrößerten Luftspalt geschaffen wird.
Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn der Läufer eine Vielzahl von von dem Magnetfeldlinienverlauf der Polele¬ mente durchsetzbaren, einzelnen und in Azimutalrichtung aufeinanderfolgenden Magnetkreiselementen aufweist, wobei insbesondere die Zahl der Magnetkreiselemente eines Satzes der Zahl der Polelemente des entsprechenden Satzes ent¬ spricht.
Das Vorsehen einzelner Magnetkreiselemente im Gegensatz zu einem um die Achse umlaufenden geschlossenen Ring aus einem einheitlichen Material ist darin zu sehen, daß diese einerseits hinsichtlich des teuren, für die Magnetkreis¬ elemente erforderlichen Materials materialsparend sind und andererseits die Möglichkeit besteht, Wärmeausdehnungen einfacher zu beherrschen. Besonders vorteilhaft ist es, beim Vorsehen einzelner Magnetkreiselemente, wenn zwischen aufeinanderfolgenden Magnetkreiselementen jeweils eine Lücke hinsichtlich der magnetischen Leitfähigkeit vorgesehen ist. Diese Lösung erlaubt eine maximale Variation der magnetischen Leit¬ fähigkeit zwischen aufeinanderfolgenden Magnetkreisele¬ menten und somit eine Optimierung der Funktion der erfin¬ dungsgemäßen elektrischen Maschine.
Besonders zweckmäßig ist es dabei, wenn die Lücke in Azi¬ mutalrichtung eine Ausdehnung aufweist, welche mindestens die Hälfte der Ausdehnung eines der Magnetkreiselemente in Azimutalrichtung beträgt.
Ein weiteresvorteilhaftes Ausführungsbeispiel sieht vor, daß in den Lücken zwischen den Magnetkreiselementen Zwischenstücke angeordnet sind.
Um in den Lücken zwischen aufeinanderfolgenden Magnet- kreiselementen das Streufeld möglichst stark zu unter¬ drücken, ist vorzugsweise vorgesehen, daß die Zwischen¬ stücke aus einem streufeldabschirmenden Material herge¬ stellt sind. Dies ist vorzugsweise eine gut elektrisch leitendes Material, welches durch die Ausbildung von Wirbelströmen das Streufeld im Bereich der Lücken unter¬ drückt.
Ferner sind vorteilhafterweise die Zwischenstücke aus einem Material mit hoher elektrischer Leitfähigkeit, um zu erreichen, daß durch das Streufeld in den Zwischenstücken Wirbelströme mit möglichst geringen Verlusten erzielt werden, die zu einer erwünschten weiteren Abdämpfung des Streufelds führen.
Die Zwischenstücke sind dabei vorzugsweise aus einem magnetisch nicht leitenden Material ausgebildet, um eine möglichst große Schwankung des magnetischen Leitwerts zwischen den Zwischenstücken und den Magnetkreiselementen zu erreichen.
Zweckmäßigerweise sind die Zwischenstücke so geformt, daß sie an den Magnetkreiselementen formschlüssig anliegen und damit die Magnetkreiselemente formschlüssig am Läufer fixieren.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Zwischenstücke einen mittigen Bereich der Magnetkreiselemente form¬ schlüssig fixieren und sich somit die Magnetkreiselemente in radialer Richtung über die Zwischenstücke hinaus er¬ strecken. Eine besonders zweckmäßige Lösung sieht vor, daß die Zwischenstücke die Magnetkreiselemente ebenfalls gegen eine Drehung um eine zur Achse des Läufers parallele Achse formschlüssig fixieren.
Hinsichtlich der Anordnung der Magnetkreiselemente und der Zwischenstücke wurden bislang ebenfalls keine näheren An¬ gaben gemacht.
So sieht ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel vor, daß die Zwischenstücke auf einem die Magnetkreiselemente tra¬ genden Läuferkörper sitzen. Die Zwischenstücke könnten dabei ihrerseits durch Verbin¬ dungselemente mit dem Läuferring verbunden sein. Noch vor¬ teilhafter ist es jedoch, wenn die Zwischenstücke ein¬ stückig an den Läuferkörper angeformt sind.
Bislang wurde nichts über die Kühlung der Magnetkreisele¬ mente ausgesagt. Eine besonders gute Kühlwirkung der Magnetkreiselemente läßt sich dadurch erreichen, wenn die Zwischenstücke thermisch an die Magnetkreiselemente ange¬ koppelt sind. Dies erfolgt im einfachsten Fall durch ein Ausgießen von Spalten zwischen den Zwischenstücken und den Magnetkreiselementen, beispielsweise mit einer Vergußmasse.
Hinsichtlich der Ausbildung der Zwischenstücke relativ zu den Magnetkreiselementen wurden keine näheren Angaben gemacht.
Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, daß sich die Zwischen¬ stücke in Richtung der Magnetkreiselemente über die selbe Distanz wie die Magnetkreiselemente erstrecken. Vorzugs¬ weise erstrecken sich die Magnetkreiselemente in einer Richtung parallel zur Achse des Läufers, so daß sich auch die Zwischenstücke zwischen den Magnetkreiselementen in dieser Richtung erstrecken.
Bezüglich der Ausbildung des Läufers wurden bislang eben¬ falls keine näheren Angaben gemacht.
So sieht ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel vor, daß der Läufer eine den Läuferring tragende Läuferscheibe um¬ faßt. Insbesondere bei auf gegenüberliegenden Seiten des Läufers angeordneten Polelementen ist vorgesehen, daß die Läufer¬ scheibe auf gegenüberliegenden Seiten jeweils einen Läu¬ ferring trägt.
Im Rahmen der bisherigen Beschreibung einzelner Ausfüh¬ rungsbeispiele wurde primär darauf abgestellt, wie eine elektrische Maschine mit einem einzigen Satz von C-för¬ migen Polelementen und diesen zugeordneten Magnetkreisele¬ menten arbeitet. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, ins¬ besondere hinsichtlich einer möglichst großen Leistung und eines möglichst gleichmäßigen Drehmoments, wenn die elek¬ trische Maschine mehrere Motoreinheiten mit jeweils einem Satz von C-förmigen Polelementen und einem diesem zuge¬ ordneten Satz von Magnetkreiselementen umfaßt.
Besonders vorteilhaft hinsichtlich eines möglichst gleich¬ mäßigen Rundlaufs ist es dabei, wenn die Polelemente und die Magnetkreiselemente unterschiedlicher Motoreinheiten so in der elektrischen Maschine angeordnet sind, daß die Motoreinheiten eine Folge von mit konstanter Phasenver¬ schiebung zwischen aufeinanderfolgenden Motoreinheiten arbeitender Motoreinhei^en bildet, das heißt, daß zwischen jeweils zwei aufeinanderfolgenden Motoreinheiten eine Phasenverschiebung besteht, die 2TT geteilt durch die Zahl der Motoreinheiten der elektrischen Maschine entspricht.
Konstruktive Vorteile hinsichtlich des Aufbaus einer der¬ artigen elektrischen Maschine ergeben sich dann, wenn die Magnetkreiselemente unterschiedlicher Motoreinheiten an dem Läufer mit einem Winkelversatz relativ zueinander an¬ geordnet sind, da dies erlaubt, die diesen Magnetkreisele¬ menten zugeordneten C-förmigen Polelemente in einer Ebene anzuordnen. Das heißt, daß beispielsweise die auf einer Seite des Läufers sitzenden Polelemente unterschiedlicher Motoreinheiten jeweils in denselben Ebenen angeordnet sind und die diesen unterschiedlichen Motoreinheiten zugeord¬ neten Magnetkreiselemente dann mit entsprechendem Versatz am Läufer gehalten sind.
Hinsichtlich der Ausbildung der Statorwicklung wurden im Zusammenhang mit den bisher beschriebenen Ausführungsbei- spielen keine weiteren detaillierten Angaben gemacht.
So sieht ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel vor, daß die Statorwicklung einen um die Achse herum verlaufenden und koaxial zu dieser angeordneten Spulenring umfaßt, welchen die C-förmigen Polelemente jeweils umgreifen.
Die Magnetkreiselemente könnten beispielsweise auch Perma¬ nentmagnete sein. Besonders vorteilhaft sind jedoch Magnetkreiselemente die aus einem nicht permanent magne- tisierten, und magnetisch leitfähigen Material sind.
Insbesondere dann, wenn die elektrische Maschine als Reluktanzmotor arbeitet, ist vorteilhafterweise vorge¬ sehen, daß die Statorwicklung von einem einen AC-Anteil und einem einen DC-Anteil aufweisenden Strom durchflössen ist. Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der erfindungs¬ gemäßen elektrischen Maschine arbeitet als Synchronmotor, insbesondere als modifizierter Reluktanzmotor, bei welchem die Zahl der Polelemente eines Satzes der Zahl der diesen Satz von Polelementen zugeordneten Magnetkreiselemente entspricht und jeweils alle Magnetkreiselemente gleich¬ zeitig von den Polelementen angezogen oder nicht angezogen werden.
Die von der Erfindung beispielsweise umfaßten elektrisch erregten Transversalfluß-Maschinen, sind in ihrem grund¬ sätzlichen Aufbau aus der DE 39 27 454 C2 bekannt.
Derartige Synchronmaschinen werden insbesondere dort ein¬ gesetzt, wo eine hohe Kraftdichte je Volumeneinheit und geringe Verluste gefordert werden. Wesentliche Merkmale derartiger Transversalfluß-Maschinen sind die Ausführung der Wicklung in Form von Ringspulen konzentrisch zur Welle sowie die um die Spule herum transversal angeordneten magnetischen Kreise.
Bei der aus der DE 39 27 454 bekannten Lösung wird der magnetische Fluß in Weicheisen-Polelementen geführt, die senkrecht zur Bewegungsrichtung angeordnet sind, wobei die Wicklung mit ihren magnetisierenden Teilen in Längsrich¬ tung verläuft und in zwei Spulenteile aufgeteilt ist, von denen in einem ein Gleichstrom und in dem anderen ein Wechselstrom geführt wird. Die durch die Weicheisen-Pol¬ elemente gebildeten magnetischen Kreise sollen dabei stets beide Spulenteile umfassen. Bei der praktischen Umsetzung ergeben sich zahlreiche Probleme, insbesondere in Hinblick auf eine kompakte Bau¬ form bei gleichzeitig hoher Kraftdichte. Die erfindungsge¬ mäße Lösung geht von der Überlegung aus, die Polgeometrie der Maschine im Sinne einer Erhöhung der Kraftdichte, be¬ zogen auf das Maschinenvolumen, zu optimieren.
In diesem Sinne sieht die Erfindung in ihrer allgemeinsten Ausführungsform eine elektrisch erregte Transversalfluß- Maschine mit einem beweglichen und einem festen Teil (Läufer; Stator) mit folgenden Merkmalen vor:
der Stator weist eine Anzahl, radial zur Welle der Maschine ausgerichtete Polelemente auf, die gleich¬ mäßig in U fangsrichtung verteilt angeordnet sind, jedes Polelement ist mit mindestens einer, in Rich¬ tung der Achse des Läufers sich erstreckenden Polnut ausgebildet, wobei beispielsweise jedes Polelement, ausgehend von einem mittleren Polabschnitt, in Rich¬ tung auf zwei stirnseitige Lagerschilde der Maschine spiegelbildlich ausgebildet ist, in der Polnut verläuft mindestens eine, konzentrisch zur Welle angeordnete Erregerspule, der auf Wälzlagern geführte Läufer umfaßt mindestens eine, insbesondere zwei TrägerScheiben, die mit je¬ weils mindestens einem, konzentrisch zur Welle ver¬ laufenden Läuferring bestückt sind, der in die korrespondierende Polnut im Stator eingreift. Dieser Aufbau ermöglicht auf kleinstem Raum die Anordnung der Weicheisen-Polelemente in gleichmäßiger Verteilung und radialer Ausrichtung sowie die korrespondierende Gestal¬ tung der Läuferringe ermöglichen bei kleiner Masse eine hohe Kraftdichte.
Dieser kann weiter optimiert werden, wenn nach einer Aus¬ führungsform die Polelemente, ausgehend vom mittleren Pol¬ abschnitt, mit jeweils drei Polfingern auf jeder Seite (spiegelbildlich) ausgebildet sind, unter gleichzeitiger Ausbildung von jeweils zwei konzentrisch zur Achse verlau¬ fenden Polnuten auf jeder Seite.
Für das einzelne Polstück ergibt sich damit in der Seiten¬ ansicht die Form eines doppelten "E", wobei die beiden "E" spiegelbildlich zueinander angeordnet sind.
Werden nun in den Polnuten (zwei auf jeder Seite) bei¬ spielsweise je zwei Erregerspulen eingelegt, so entspricht dies quasi der integralen Ausbildung von vier Motoren, wobei die entsprechenden Spulen versetzt angesteuert werden. Die Folge ist ein extrem gleichmäßiger Lauf der Maschine bei gleichzeitig geringen Verlusten.
Die Erregerspulen können aus Kupferdraht gewickelte Spulen sein.
Ausgehend von beispielsweise 64, symmetrisch zur Wellen¬ achse angeordneten Polelementen mit jeweils drei Pol¬ fingern auf jeder Seite, ergeben sich dabei 128 Abschnitte der Polelemente auf jeder Seite, die gegenüber der jewei¬ ligen Erregerspule zu isolieren sind. Zur Lösung dieses konstruktiv und elektrisch komplizierten Problems sieht eine Ausführungsform der Erfindung vor, die Isolierung zwischen den Erregerspulen und den Polflächen der korrespondierenden Polfinger von U-förmig gestalteten, in Richtung auf die Lagerschilde offenen Isolierkörpern oder Nutauskleidungen zu bilden.
Dabei können die einzelnen Isolierstücke oder Nutausbil¬ dungen vorzugsweise diskrete Bauteile sein, was jedoch einen entsprechenden Bestückungsaufwand erfordert. Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sollten deshalb die Basisabschnitte der U-förmig aufgebogenen Isolierkörper zwischen benachbarten Polelementen ein¬ stückig miteinander verbunden sein.
Daraus ergibt sich die Möglichkeit, mit einem einzigen Isolierkörper oder einer einzigen Nutausbildung je Polnut sämtliche Kontaktflächen zwischen Erregerspule und Polele¬ menten zu isolieren. Der Isolierkörper kann dabei ein ge¬ stanztes Isolierpapier sein, das dann eine mittlere ring¬ förmig geschlossene Basis aufweist, von der radial nach außen und innen Schenkelabschnitte verlaufen, die später aufgebogen werden.
Mit Hilfe eines einzigen Werkzeugs läßt sich ein solcher Isolierkörper in einem Arbeitsschritt einsetzen.
Eine Weiterbildung sieht vor, die freien Enden der U-Schenkel jedes Isolierkörper-Abschnitts nach außen abge¬ kröpft auszubilden, wobei der abgekröpfte Abschnitt dann in korrespondierende Schlitze auf den Flächen der Pol¬ finger einrasten kann. Auf diese Art und Weise wird gleichzeitig eine Verdrehsicherung erreicht.
Besonders günstig ist es, wenn die Erregerspulen ober¬ seitig durch an den Polfingern befestigte Isolierstücke abgedeckt sind.
Die Schlitze für die Isolierkörper können weiter dazu genutzt werden, Isolierstücke zu fixieren, die auf den Erregerspulen oberseitig aufgelegt werden, insbesondere, wenn die Erregerspule je Polnut mehrteilig ausgebildet wird, so daß die einzelnen Teilwicklungen durch die ge¬ nannten Isolierstücke voneinander getrennt sind.
Die elektrischen Anschlußelemente der Wicklungen können radial zwischen den Polstücken herausgeführt werden.
Die Polelemente bestehen vorzugsweise aus Weicheisen und werden beispielsweise jeweils aus einer Vielzahl von auf- einandergeschichteten Blechen gebildet. Elektrobacklack- bleche haben sich dabei als besonders vorteilhaft erwie¬ sen.
Zur Konfektionierung der einzelnen Polelemente (die - in Richtung der Achse des Läufers betrachtet - in etwa der Minutenteilung einer Uhr entspricht) hat sich das Auf¬ bringen eines Schrumpfrings als vorteilhaft erwiesen. Ein korrespondierender Innenring kann dabei die Verformung der Polelemente verhindern. Grundsätzlich reicht ein Schrumpfring, der dann vorzugs¬ weise auf der Umfangsfläche der mittleren Polabschnitte verläuft, zur Konfektionierung aus. Ebenso können aber auch die beidseitig vorspringenden Polfinger umfangsseitig von eigenen Schrumpfringen eingefaßt werden. Derartige Schrumpfringe lassen sich beispielsweise durch induktive Erwärmung aufweiten und anschließend durch Abkühlung auf die Umfangsflache ortsfest aufbringen.
In Hinblick auf eine notwendige Kühlung der Maschine können die Schrumpfringe gleichzeitig mit Kühlrippen oder Nuten zur Durchführung von Kühlluft ausgebildet werden.
Konstruktive Vorteile ergeben sich dann, wenn die Pol¬ stücke sowie die in den Polnuten einliegenden Erreger¬ spulen mit einem Isolierharz vergossen sind.
Besonders günstig ist es, wenn die Läuferringe entspre¬ chend der Positionierung der Polstücke umfangsseitig mit korrespondierenden nutartigen Vertiefungen ausgebildet sind.
Ferner ist es zweckmäßig, wenn in jeder der Polnuten min¬ destens eine Erregerspule einliegt.
Außerdem ist vorzugsweise vorgesehen, daß die Erregerspule jeder Polnut in zwei übereinander angeordnete Teilspulen aufgeteilt ist (in Richtung der Achse betrachtet). Weitere Merkmale und Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung sowie der zeichnerischen Darstellung einiger Ausführungsbeispiele. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße elektrische Maschine;
Fig. 2 eine sektorweise Darstellung einer Draufsicht in Richtung des Pfeils A in Fig. 1, mit wegge¬ brochenem rechten Stator links oben und zusätzlich weggebrochenem Läufer rechts oben;
Fig. 3 eine vergrößerte ausschnittsweise, Draufsicht auf ein Polelement in einer Ansicht ähnlich Fig. 1;
Fig. 4 eine vergrößerte ausschnittsweise; Draufsicht auf mehrere Polelemente in einer Ansicht ähnlich Fig. 2 rechts oben;
Fig. 5 eine vergrößerte Darstellung einer Draufsicht auf mehrere Polelemente in Richtung des Pfeils B in Fig. 1 und Fig. 2;
Fig. 6 eine vergrößerte Darstellung eines Polelements ähnlich Fig. 3 mit Stützelementen;
Fig. 7 einen Querschnitt durch einen Läufer in einer Ansicht ähnlich Fig. 1; Fig. 8 eine vergrößerte ausschnittsweise Darstellung des Läufers längs Linie VIII-VIII in Fig. 9;
Fig. 9 eine vergrößerte ausschnittsweise Darstellung einer Draufsicht auf den Läufer in Richtung des Pfeils D in Fig. 7;
Fig. 10 eine vergrößerte ausschnittsweise, Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels in einer An¬ sicht ähnlich Fig. 6;
Fig. 11 einen Teilschnitt durch ein drittes Ausführungs¬ beispiel einer erfindungsgemäßen Maschine;
Fig. 12 eine Draufsicht auf ein Teilsegment eines Isolier¬ körpers zur Verwendung in der Maschine nach Fig. 11;
Fig. 13 der Isolierkörper nach Fig. 12, in der Montagepo¬ sition (im Schnitt) und
Fig. 14 eine Draufsicht auf eine Innenfläche eines Läufers der Maschine nach Fig. 11.
Ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen elektrischen Maschine umfaßt, wie in Fig. 1 dargestellt, ein Gehäuse 10, in welchem ein Läufer 12 um eine Achse 14 rotierend gelagert ist. Der Läufer 12 weist dazu eine Läuferwelle 16 auf, welche in zwei im Abstand voneinander angeordneten Lauferlagern 18 und 20 in einem vorderen Lagerschild 22 bzw. einem hinteren Lagerschild 24 des Ge¬ häuses 10 gelagert ist. Die vorderen Lagerschilde 22 und 24 tragen dabei einen Gehäusemantel 26, welcher sich zwi¬ schen den Lagerschilden 22 und 24 erstreckt und ein Ge¬ häuseinneres 28 zusammen mit den Lagerschilden 22 und 24 nach außen abschließt.
Die Lagerschilde 22 und 24 stellen gleichzeitig Stator¬ träger für zwei Statoren 30 und 32 dar, von denen jeder, wie insbesondere in Fig. 2 dargestellt, einen Satz mit einer Vielzahl von umlaufend um die Achse 14 in gleichen Winkelabständen und gleichen radialen Abständen von der Achse 14 angeordneten Polelementen 34 umfaßt.
Jedes der Polelemente 34 umfaßt, wie in Fig. 3 darge¬ stellt, einen Basissteg 36, von-welchem ausgehend sich drei parallel zueinander ausgerichtete Polfinger 38, 40 und 42 erstrecken, wobei jeweils zwischen zwei Polfingern 38 und 40 sowie 40 und 42 eine Polnut 44 bzw. 46 liegt, so daß insgesamt das Polelement eine E-ähnliche Form auf¬ weist, welche auch als Doppel-C bezeichnet werden kann, wobei jeweils die Polfinger 38 und 40 mit dem Basissteg 36 und die Polfinger 40 und 42 mit dem Basissteg 36 eine C-Form bilden.
In den Polnuten 44 und 46, und zwar in einem hinteren Nut¬ abschnitt 48 bzw. 50 der Polnut 44 bzw. 46, welcher sich ausgehend von einem Nutboden 52 bzw. 54 erstreckt, liegt in jeder der Polnuten 44 bzw. 46 eine als ganzes mit 56 bzw. 58 bezeichnete Statorwicklung. Jede der Statorwick¬ lungen 56 und 58 verläuft koaxial zur Achse 14 auf einer senkrecht zur Achse 14 liegenden Ringbahn, allerdings mit jeweils unterschiedlichem Abstand von der Achse 14. In dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel sind ferner die beiden Statorwicklungen 56 und 58 jeweils in zwei Teilwicklungen 56a und b sowie 58a und b unterteilt, wobei die beiden Teilwicklungen 56a, b und 58a, b jeweils durch einen Distanzfinger 60 bzw. 62 voneinander getrennt sind. Die Distanzfinger 60 und 62 sind dabei einstückig an den Basissteg 36 des Polelements 34 angeformt und erheben sich ungefähr mittig von dem jeweiligen Nutboden 52 bzw. 54.
In einen sich an den hinteren Nutabschnitt 48 bzw. 50 an¬ schließenden vorderen Nutabschnitt 64 bzw. 66, welcher sich von den Statorwicklungen 56 bzw. 58 bis zu vorderen Enden 68, 70, 72 der Polfinger 38, 40, 42 erstreckt, greift der Läufer 12 mit seinen Magnetkreiselementen 74 bzw. 76 ein, um jeweils bei dem in dem vorderen Nutab¬ schnitt 64 bzw. 66 stehendem Magnetkreiselement 74 bzw. 76 einen geschlossenen Magnetfeldlinienverlauf 78 bzw. 80 zu¬ zulassen, wobei der Magnetfeldlinienverlauf 78 durch den Basissteg 36 sowie die Polfinger 38 und 40 sowie das Magnetkreiselement 74 und die Luftspalte zwischen diesem und den Polfingern 38 und 40 hindurchverläuft, während der Magnetfeldlinienverlauf 80 durch den Basissteg 36 sowie die Polfinger 40 und 42, das Magnetkreiselement 76 und die Luftspalte zwischen diesem und den Polfingern 40 und 42 hindurchverläuft.
Vorzugsweise liegen die Magnetfeldlinienverläufe 78 und 80 der Polelemente 34 in Ebenen einer Ebenenschar, welche durch die Achse 14 hindurchgeht und durch diese definiert ist. Zur Verankerung am jeweiligen Statorträger, das heißt an dem vorderen Lagerschild 22 und dem hinteren Lagerschild 24, sind die Polelemete 34 in eine Ausnehmung 82 in den Statorträgern 22, 24 eingesetzt, wobei diese Ausnehmung 82 vorzugsweise als zur Achse 14 konzentrische Ringnut ausge¬ bildet ist, deren innere Seitenwand 84 und äußere Seiten¬ wand 86 jeweils Teil einer zur Achse 14 koaxialen Zylin¬ derfläche ist und deren Boden 88 durch eine zur Achse 14 konzentrische Kreisringfläche gebildet ist, die senkrecht zur Achse 14 steht.
Die Ausnehmung 82 ist dabei so ausgebildet, daß die Pol¬ elemente 34 mit einem wesentlichen Teil ihres Basissteges 36 in der Ausnehmung 82 liegen, mit einer Basisfläche 90 auf dem Boden 88 aufsitzen und mit ihren Außenseiten 92 und 94, welche in Außenseiten 92 und 94 der Polfinger 38 und 42 übergehen, an der inneren Seitenwand 84 bzw. der äußeren Seitenwand 86 anliegen und somit formschlüssig durch die Ausnehmung 82 gegen eine Bewegung radial zur Achse 14 gesichert sind.
Zur Fixierung der Polelemente dergestalt, daß sich deren einander zugewandte Oberflächen 96 und 98 näherungsweise ebenfalls parallel zu Ebenen einer durch die Achse 14 hin¬ durchgehenden und durch diese definierten Ebenenschar er¬ strecken und die Polelemente 34 in gleichen Winkelab¬ ständen um die Achse 14 herum angeordnet sind, ist auf einer radial innen liegenden Seite der Polelemente 34 ein innerer Positionierring 100 und auf einer radial außen liegenden Seite der Polelemente 34 ein äußerer Posi¬ tionierring 102 vorgesehen, wobei jeder der Positionier¬ ringe 100, 102 Vorsprünge 104 bzw. 106 aufweist, welche zwischen einander zugewandte Oberflächen 96, 98 aufein¬ anderfolgender Polelemente 34 eingreifen und an diesen Oberflächen 96, 98 aufeinanderfolgender Polelemente 34 an¬ liegen und somit den Abstand zwischen diesen Polelementen exakt definieren.
Vorzugsweise sind diese Positionierringe 100 und 102 an dem jeweiligen Statorträger 22 bzw. 24 durch Befestigungs¬ elemente 108 und 110 fixierbar, so daß eine vorteilhafte, vom Statorträger getrennte Herstellung der Positionier¬ ringe 100 und 102 möglich ist, die das Herstellen defi¬ niert bemaßter Vorsprünge 104 und 106 erleichtert. Diese Positionierringe 100 und 102 sind somit nachträglich auf die separat mit der Ausnehmung 82 hergestellten Stator¬ träger 22 und 24 montierbar.
Neben der Ausrichtung der Polelemente 34 in definierten Winkelabständen um die Achse 14 erfolgt eine Stabili¬ sierung der Polelemente 34 relativ zueinander in Azimutal¬ richtung 112 durch einerseits in der Ausnehmung 82 lie¬ gende Basisstützelemente 114, welche die Basisstege 36 der Polelemente 34 zwischen einander gegenüberliegenden Ober¬ flächen 96 und 98 ausfüllen. Die Basisstützelemente 114 werden im einfachsten Fall durch eine Vergußmasse gebil¬ det, welche die Ausnehmung 82 ausfüllt, und nach ihrem Aushärten die zwischen den Oberflächen 96 und 98 der Pol¬ elemente 34 im Bereich der Basisstege 36 liegenden Basis¬ stützelemente bildet. Gleichzeitig bewirkt die Vergußmasse eine allseitige Verklebung der in der Ausnehmung 82 lie¬ genden Bereiche der Basisstege 36 mit den Seitenwänden 84 und 86 sowie dem Boden 88 derselben. Eine noch vorteilhaftere Alternative von Basisstützele¬ menten, dargestellt in den Fig. 5 und 6 umfaßt einen Haltekörper 116 aus elastischem und porösem Material, bei¬ spielsweise Filz, welcher in die Zwischenräume zwischen den Oberflächen 96 und 98 im Bereich der Basisstege 36 in die Ausnehmung 82 eingelegt und mit einer Vergußmasse 118 getränkt ist, welche einerseits den Haltekörper 116 durch¬ setzt und gleichzeitig ebenfalls in die Zwischenräume zwischen den Polelementen 34 und der Ausnehmung 82 ein¬ dringt, so daß nach dem Aushärten einerseits der poröse und elastische Haltekörper versteift und andererseits das Polelement 34 ebenfalls mit seinen Außenseiten 92 und 94 sowie der Basisfläche 90 in die Ausnehmung 82 eingeklebt ist.
Der Haltekörper 116 hat den Vorteil, daß er die Vergu߬ masse 118 aufsaugt und somit auch im nicht ausgehärteten Zustand hält und an einem Wegfließen hindert.
Darüber hinaus sind zur zusätzlichen Versteifung zwischen den Polelementen 34 im Bereich der Polfinger 38, 40 und 42 Fingerstützelemente 120 vorgesehen, welche ebenfalls einen Haltekörper 122 aus porösem und elastischem Material, bei¬ spielsweise ebenfalls Filz umfassen, der seinerseits wiederum durch eine Vergußmasse 124 versteift ist. Der Haltekörper 122 hat den großen Vorteil, daß er auch die Vergußmasse 124 im nicht ausgehärteten Zustand hält und an einem Wegfließen hindert.
Vorzugsweise sitzen die Fingerstützelemente 120 im Bereich nahe der Enden 68, 70 und 72 der Polfinger 38, 40 und 42 und führen ebenfalls zu einer Versteifung zwischen den Polelementen 34 in Richtung der Azimutalrichtung 112. Zur besseren Fixierung an den Polelementen 34 greifen die Fingerstützelemente 120 in Ausnehmungen 117 in den Polele¬ menten 34 mit Vorsprüngen 119 ein, wobei sich die Vor¬ sprünge 119 durch die Vergußmasse 124, die aus dem Halte¬ körper 122 im Bereich der Ausnehmungen 117 austritt, bil¬ den.
Der als Ganzes mit 12 bezeichnete Läufer umfaßt, wie in Fig. 7 dargestellt, neben der Läuferwelle 16 eine sich radial zu dieser und in einer senkrecht zur Achse 14 stehenden Ebene 132 erstreckende Läuferscheibe 130. Diese Läuferscheibe trägt in einem radial außen liegenden Be¬ reich, wie aus Fig. 7 und 8 zu ersehen, beiderseits sich von derselben weg in Richtung der Achse 14 erstreckende Luftumwälzschaufeln 134 und 136, die ihrerseits mit ihren der Läuferscheibe 130 abgewandten Enden Läuferringe 138 bzw. 140 tragen, von welchen ausgehend sich die Magnet¬ kreiselemente 74 und 76 ebenfalls in Richtung parallel zur Achse 14 erstrecken.
Die Magnetkreiselemente 74 und 76 sitzen, wie in Fig. 8 und 9 dargestellt, zwischen einstückig an die Läuferringe 138 und 140 angeformten Zähnen 142 und 144, welche die Magnetkreiselemente 74 und 76 in einem mittleren Bereich 146 beidseitig formschlüssig umgreifen.
Die Magnetkreiselemente 74 und 76 weisen radial innen¬ liegende Vorsprünge 148 und radial außenliegende Vor¬ sprünge 150 auf, welche durch einen mittleren Bereich 146 verbunden sind, der seinerseits eine sich quer zur radia¬ len Richtung von einem Vorsprung 148 zum anderen VorSprung 150 hin erstreckende und sich quer zur radialen Richtung bauchig erweiternde und wieder verengende Außenkontur 152 aufweist, wobei diese Außenkontur 152 beispielsweise die Form eines Kreiszylindersegments aufweist.
Die sich bauchig erweiternde und wieder verengende Außen¬ kontur 152 wird von den Zähnen 142 beiderseits jedes Magnetkreiselements 74, 76 umgriffen und führt somit zu einer formschlüssigen Fixierung der Magnetkreiselemente 74 bzw. 76 sowohl gegen eine Bewegung in radialer Richtung als auch in azimutaler Richtung und zusätzlich gegen eine Rotation um eine zur Achse 14 parallele Achse.
Vorzugsweise sind die Magnetkreiselemente 74, 76 mit mittleren Bereiche 146 derselben durchsetzende und paral¬ lel zur Achse 14 verlaufenden Bohrungen 154 versehen, durch welche Befestigungsschrauben 156 hindurchgreifen, die ihrerseits in die Läuferringe 138 und 140 einge¬ schraubt sind, so daß die .Schrauben 156 die Magnetkreis¬ elemente 74, 76 an den Läuferringen 138 und 140 anliegen und zwischen den Zähnen 142, 144 gegen eine Bewegung in Richtung parallel zur Achse 14 fixiert halten.
Die Zähne 142 bzw. 144 erstrecken sich von den Läufer¬ ringen 138 und 140 in Richtung parallel zur Achse 14 über dieselbe Distanz wie die Magnetkreiselemente 74, so daß der Läufer 12 im Bereich der Magnetkreiselemente 74 und 76 durchgehend in einer Ebene umlaufende seitliche Kreisring¬ flächen 160 und 162 aufweist. Allerdings erstrecken sich die Zähne 142 und 144 in ra¬ dialer Richtung lediglich soweit, daß sie jeweils den mittleren Bereich 146 der Magnetkreiselemente 74 und 76 formschlüssig umgreifen, so daß die Magnetkreiselemente 74, 76 mit ihren radial innen liegenden Vorsprüngen 148 über eine Innenseite 164 überstehen und mit ihren radial außen liegenden VorSprüngen 150 über eine Außenseite 166.
Vorzugsweise sind die Zähne 142 und 144 einstückig an die Läuferringe 138 und 140 angeformt und aus einem magnetisch nicht leitenden, jedoch elektrisch gut leitenden Material, wie zum Beispiel Aluminium hergestellt.
Zur optimalen Fixierung werden noch zwischen den Magnet¬ kreiselementen 74 und 76 und den Zähnen 142 und 144 sich bildende Spalte 168 mit einem Tränkharz vergossen um eine thermisch optimale Kopplung zwischen den Zähnen 142, 144 und den Magnetkreiselementen 74, 76 zu erhalten.
Wie in Fig. 6 dargestellt, bilden alle Polelemente 34 mit ihren Polfingern 38 und 40 sowie den diese verbindenden Teil des Basisstegs 36 einen Satz C-förmiger Polelemente, welche um die Achse 14 herum angeordnet ist. Mit diesem Satz C-förmiger Polelemente wirken alle Magnetkreisele¬ mente 74 zusammen, wobei die Zahl der Magnetkreiselemente 74 der Zahl der C-förmigen Polelemente entspricht. Bei¬ spielsweise sind 64 C-förmige Polelemente und 64 Magnet¬ kreiselemente 74 vorgesehen.
Diese aus den Polfingern 38 und 40 sowie dem Basissteg 36 gebildeten C-förmigen Polelemente bilden zusammen mit der Statorwicklung 56 und den Magnetkreiselemente 74 eine Motoreinheit 170, welche als Synchronmotor läuft und bei welcher stets alle Magnetkreiselemente 74 gleichzeitig von den C-förmigen Polelementen angezogen oder nicht angezogen werden (Fig. 1 und 6).
In gleicher Weise bilden die Polfinger 40 und 42 gemeinsam mit dem entsprechenden Abschnitt des Basisstegs 36 einen Satz um die Achse 14 herum angeordneter C-förmiger Polele¬ mente und mit der Statorwicklung 58 und dem Magnetkreis¬ elemente 76 eine weitere Motoreinheit 172, die in gleicher Weise funktioniert wie die Motoreinheit 170.
Die Magnetkreiselemente '76 sind jedoch gegenüber den Magnetkreiselementen 74, wie sich insbesondere aus Fig. 2 ergibt, um einen Winkelabstand versetzt gegeneinander an¬ geordnet, der so gewählt ist, daß die Magnetkreiselemente 74 dann genau in den diesen zugeordneten C-förmigen Pol- elementen stehen, wenn die Magnetkreiselemente 76 genau mittig zwischen den diesen zugeordneten C-förmigen Polele¬ menten stehen. Das heißt, der Winkelversatz der Anordnung der Polelemente 74 relativ zu den Polelementen 76 ent¬ spricht einem Phasenversatz von 2TT/2.
Auch die Magnetkreiselemente 74 und 76, die auf der gegen¬ überliegenden Seite des Läufers 12 von diesem abstehen, bilden mit Teilen der Polelemente 34 des Stators 32 eben¬ falls Motoreinheiten 174, 176, so daß die erfindungsgemäße elektrische Maschine insgesamt vier Motoreinheiten 170, 172, 174, 176 umfaßt, welche alle gegeneinander phasenver¬ schoben arbeiten und eine Folge 170, 174, 172, 176 bilden, in welcher jede der Motoreinheiten gegenüber der anderen eine Phasenverschiebung von 2TT/4 aufweist. Hiermit wird ein extrem gleichmäßiger Rundlauf der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine bei gleichzeitig geringen Verlusten erreicht (Fig. 1).
Die Polelemente 34 können prinzipiell einstückig aus ge¬ sintertem Material oder Eisenpulver hergestellt sein. Be¬ sonders vorteilhaft ist ein Aufbau der Polelemente 34 aus einzelnen Blechen 180, welche gegeneinander isoliert sind und parallel zu den Oberflächen 96, 98 verlaufen. Diese Bleche sind insbesondere E-förmig ausgebildet. Bei¬ spielsweise handelt es sich bei diesen einzelnen Blechen um Elektrobacklackbleche.
Ein derartiges Polelement 34 stellt somit ein Blechpaket aus aneinander anliegenden Blechen 180 dar, welche in der Azimutalrichtung 112 aufeinander geschichtet sind und sich parallel zu den Oberflächen 96, 98 erstrecken. Bevor¬ zugterweise sind diese Bleche Elektrobacklackbleche, alternativ dazu ist es aber auch denkbar, diese Bleche aus metallischen Gläsern auszubilden.
In gleicher Weise sind die Magnetkreiselemente 74 und 76 entweder einstückig aus Eisenpulver hergestellt oder eben¬ falls als Blechpakete, welche, wie in Fig. 8 dargestellt, aus einer Stapelrichtung 182, die parallel zur Achse 14 verläuft, zu einem Blechpaket aufeinandergeschichteten und gegeneinander isolierten Blechen 184 bestehen. Diese Bleche sind beispielsweise ebenfalls Elektrobacklack¬ bleche. Aufgrund der kleinen Baugröße der Magnetkreisele¬ mente 74, 76 ist es aber auch möglich, als Bleche 184 bei¬ spielsweise Bleche aus metallischen Gläsern zu verwenden. Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel, dargestellt in Fig. 10, ist die Ausnehmung 82 nicht, wie in Fig. 1 darge¬ stellt, in dem jeweiligen Lagerschild 22, 24 angeordnet, sondern die Ausnehmung 82 liegt in einem Haltering 190, der sich seinerseits konzentrisch zur Achse 14 um diese herumerstreckt und in einer Lagerausnehmung 192 in einen Statorständer des jeweiligen Lagerschildes 22 oder 24 gelagert ist. Die Lagerausnehmung 192 umfaßt dabei eine innere Lagerwand 194 und äußere Lagerwand 196, die beide vorzugsweise eine zur Achse 14 zylindrische Form aufweisen. In diesen ist der Haltering 190 derart ange¬ ordnet, daß eine innere Außenwand 198 und eine äußere Außenwand 200 im Abstand von der jeweiligen Lagerwand 194 bzw. 196 verläuft. Ein sich zwischen der jeweiliegen Lagerwand 194 bzw. 196 und der jeweils gegenüberliegenden Außenwand 198 bzw. 200 befindlicher Zwischenraum ist durch eine elastische Zwischenlage 202 bzw. 204 ausgefüllt, welche sich einerseits an der Lagerwand 194 bzw. 196 und andererseits an der jeweiligen Außenwand 198 bzw. 200 ab¬ stützt, den Haltering 190 trägt und ist so ausgerichtet, daß sich die Polfinger 38, 40, 42 jeweils parallel zur Achse 14 erstrecken.
Um eine möglichst effektive Kühlung der Polelemente 34 zu erhalten, ist vorzugsweise zwischen einem Ausnehmungsgrund 206 der Lagerausnehmung 192 und einer Rückseite 208 des Halterings 190 ein Zwischenraum 210 vorgesehen, welcher von einem Kühlmedium durchströmt ist. Zweckmäßigerweise ist der Zwischenraum 210 durch Zwischenwände 212 unter¬ teilt, so daß in diesem Zwischenraum 210 eine definierte Führung eines Kühlmediums möglich ist. Die Zwischenwände 212 erheben sich dabei von dem Ausnehmungsgrund 206 und reichen bis zur Rückseite 208, wobei die Rückseite 208 im geringen Abstand von diesen Zwischenwänden 212 stehd oder zwischen der Rückseite 208 und den Zwischenwänden 212 ein elastisches Material angeordnet ist, welches die Zwischen¬ räume 210 gegeneinander abdichtet.
Vorzugsweise sind die Zwischenlagen 202 und 204 aus einge¬ klebten oder einvulkanisierten Gummiringen, wobei als Gummiringe beispielsweise entweder einer oder mehrere O-Ringe Verwendung finden. In den folgenden Figuren sind gleiche oder gleichwirkende Bauteile mit gleichen Bezugs- ziffern gekennzeichnet.
Bei einem dritten Ausführungsbeispiel, dargestellt in Fig. 11, ist mit "W" die Achse einer (nicht dargestellte) Läu¬ ferwelle eines Läufers einer erfindungsgemäßen elek¬ trischen Maschine gekennzeichnet.
Radial zur Achse W einer Läuferwelle sind insgesamt 64 Polelemente 310 vorgesehen. Jedes Polstück 310 besteht aus einer Vielzahl, aufeinander angeordenter Elektrobacklack¬ bleche und weist folgende Form auf: einen mittleren Polab¬ schnitt 310m, von dem aus - in Richtung der Achse W - je¬ weils drei Polfinger 310f auf beiden Seiten verlaufen, die zwischen sich entsprechend zwei Polnuten 310n ausbilden. Wie Fig. 1 zeigt, ergibt sich dabei in der Seitenansicht eine Konfiguration eines doppelten "E" entlang einer ge¬ dachten Symmetrieachse radial zur Achse "W" durch den mittleren Polabschnitt 310m. Die jeweils mittleren Polabschnitte 310 sitzen innenseitig auf einem konzentrisch zur Achse W der Laufwelle verlau¬ fenden Widerlager 310w auf.
Die Polelemente 310 sind symmetrisch um die Wellenachse W angeordnet und werden außenseitig von Spannringen 310s gehalten.
Während der um die mittlere Polabschnitte 310m herum ver¬ laufende Spannring 310s außenseitig glatt ausgebildet ist, sind die an den freien Enden der äußeren Polfinger 310f umfangsseitig angeordneten Spannringe (Schrumpfringe) 310s' mit einer Vielzahl von in Richtung der Achse W ver¬ laufenden Nuten ausgebildet, die der Führung von Kühlluft dienen, wie nachstehend noch beschrieben wird.
In den Polnuten 310n liegen Isolierkörper 312 ein, deren grundsätzlicher Aufbau sich aus den Figuren 12, 13 ergibt.
Fig. 12 zeigt dabei ein Teilsegment einer Nutauskleidung oder eines Isolierkörpers 312, der einen ringförmigen, durchgehenden mittleren Bereich 312m aufweist, von dem sich radial nach außen und innen Abschnitte 312a, 312i erstrecken, die vor dem Einsetzen in die korrespondierende Polnut lOn um 90° aufgebogen werden.
Auf diese Weise können mit einem einzigen Isolierkörper 312 sämtliche Innenflächen zwischen gegenüberliegenden Abschnitten der Polfinger 310f und der zugehörigen Fläche des mittleren Polabschnittes 10m belegt werden. Zur Fixierung des Isolierkörpers 312 in den Polnuten 310n sind die Abschnitte 312a, 3l2i an ihren freien Enden mit nach außen vorkragenden Rastnasen 312r ausgebildet, die - wie Fig. 13 zeigt - in korrespondierende schlitzartige Aufnahmen 310a der Polfinger 310f einrasten.
Aus der Zusammenschau der Fig. 11 bis 13 ergibt sich weiter, daß in jeder Polnut 310n (also sowohl der inneren, wie auch der äußeren Polnut) jeweils zwei Erregerspulen 314i, 314a übereinander angeordnet sind und gegenüber den Polfingern 310f bzw. den mittleren Polabschnitt 310m durch den beschriebenen Isolierkörper 312 und untereinander durch isolierende Distanzstücke 316 isoliert sind, die eine Ringform aufweisen und ebenfalls in den schlitzför¬ migen Ausfnahmen 310a der Polfinger 310f verrastet werden.
Auf diese Weise wird nicht nur eine besonders einfache und sichere Isolierung der Teile gegeneinander erreicht, viel¬ mehr wird gleichzeitig auch eine (unerwünschte) Verschie¬ bung der ringförmigen Erregerspulen 314i, 314a in Richtung der Achse W und damit aus den Polnuten 310n heraus verhin¬ dert.
Die elektrischen Anschlußelemente für die Erregerspulen 314i, 314a verlaufen zwischen den beabstandeten Polfingern 310f nach außen, wie in Fig. 11 angedeutet.
Fig. 13 zeigt, daß die Erregerspulen 314i, 314a sich nur über einen Teil der Höhe der Polnuten 310n erstrecken. Der verbleibende Abschnitt der Polnuten 310n wird - wie Fig. 11 zeigt - von Läuferblechringen 316i, 316a ausge¬ füllt, die auf einer Trägerscheibe 318, die hier aus Aluminium besteht und über Kunststoffträger 318k verbunden sind, angeordnet sind. Die Läuferblechringe 316i, 316a sind auf ihren inneren und äußeren Umfangsflächen jeweils mit nutartigen Vertiefungen ausgebildet, und zwar korres¬ pondierend zur Verteilung der Polfinger 310f, so daß die Läuferblechringe 316i, 316a paßgenau in den von den Er¬ regerspulen 314i, 314a nicht ausgefüllten Bereich der Pol¬ nuten 310n eingesetzt werden können.
Ohne weiteres kann der Läufer aber auch aus anderen Werk¬ stoffen ausgebildet sein.
Die Trägerscheibe 318 sitzt auf der Welle auf und wird insgesamt von einem hier nicht näher beschriebenen Gehäuse 320 umfaßt.
Die mittleren Polabschnitte 310m sowie die Polfinger 310f der Polstücke sind mit einem Zwei-Komponenten Epoxidharz vergossen, ebenso wie die Erregerspule 314i, 314a inner¬ halb der Polnuten 310n.
Die Nutausbildung oder der Isolierkörper 312 besteht bei¬ spielsweise aus einem Hartpapier.
Die Polelemente 310 sind aus Weicheisen-Blechen gebildet, während die Erregerspulen 314i, 314a aus Kupferdraht ge¬ wickelte Spulen sind. Die (nicht dargestellte) Welle des Läufers besteht im Aus¬ führungsbeispiel aus Stahl, ebenso wie die Spannringe (Schrumpfringe) 310, 310s.
Die in den Figuren dargestellte Maschine ist als ober¬ flächengekühlte Maschine ausgeführt. Hierzu ist es not¬ wendig, die in der Maschine entstehende Verlustwärme an die Maschinenoberfläche und von dort an die Umgebung abzu¬ leiten. Der Wärmetransport in der Maschine erfolgt durch Wärmeleitung und erzwungene Konvektion der Maschinenluft.
Die konstruktive Anordnung der Vergußelemente zwischen den Stator-Eisenelementen, d.h. insbesondere den Polelementen 310, ist so gewählt, daß eine Wärmeabfuhr über den Weg Vergußelement-Schrumpfring 310s - Gehäuse 312, aber auch durch erzwungene Konvektion (Luftumwälzung) möglich ist. Damit eine erzwungene, ausreichend turbulente Strömung in der Maschine erzeugt werden kann, sind auf den Läufer¬ scheiben 318 Ventilatorflügel 322 angebracht.
Die Luft wird dann in Pfeilrichtung L (Fig. 11) als DoppelStrömung von beiden Läufer-Trägerscheiben 318 umge- wältzt. Auf der Rückseite der Läuferscheibe 318 gibt die Luft die aufgenommene Wärme an das korrespondierende Lagerschild des Gehäuses 312 ab. Auch hier können wieder auf der Innenseite des Gehäuses 312 Kühlrippen angeordnet werden.

Claims

A N S P R Ü C H E
1. Elektrische Maschine, umfassend einen sich um eine Achse drehenden Läufer und einen Stator, welcher einen Satz mit einer Vielzahl von um die Achse herum in gleichen Winkelabständen angeordneten, C-förmigen Polelementen umfaßt, von denen jedes mit einem Basis¬ steg und zwei von diesem abstehenden Polfingern eine Statorwicklung umgreift und einen Magnetfeldlinien¬ verlauf erzeugt, welcher ungefähr parallel zu einer Ebene einer durch die Achse hindurchgehendenen Ebenenschar ausgerichtet ist d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Polelemente (34) in eine um die Achse (14) in Azimu¬ talrichtung (112) umlaufende Ausnehmung (82) eines Statorträgers (22, 24) eingesetzt sind und daß die Polelemente (34) in der Ausnehmung (82) durch eine Klebemasse fixiert sind.
2. Elektrische Maschine .nach Anspruch 1, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Polelemente (34) in Azimutalrich¬ tung durch zwischen den Basisstegen (36) der Polele¬ mente (34) liegende Basisstützelemente (114) gegen¬ einander fixiert sind.
3. Elektrische Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Polelemente (34) durch zwischen aufeinanderfolgenden Polfingern (38, 40, 42) angeordnete Fingerstützelemente ( 120) gegeneinander abgestützt sind.
4. Elektrische Maschine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Stützelement (114, 120) eine ausgehärtete Vergußmasse (118, 124) umfaßt.
5. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Stützelement (114, 120) einen in Zwischenräumen zwischen den Pol¬ elementen (34) angeordneten und von der Vergußmasse (118, 124) im fließfähigen Zustand durchsetzten Haltekörper (116, 122) aufweist.
6. Elektrische Maschine nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (82) zwei sich in Azimutalrichtung (112) zur Achse
(14) erstreckende und einander zugewandte Seitenwände (84, 86) aufweist.
7. Elektrische Maschine nach Anspruch 6, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Polelemente (34) zwischen den Seitenwänden (84, 86) der Ausnehmung (82) sitzen und von diesen gegen eine Bewegung quer zur Azimutalrich¬ tung (112) fixiert sind.
8. Elektrische Maschine, nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (82) einen sich zwischen den Seitenwänden (84, 86) erstreckenden Boden (88) aufweist.
9. Elektrische Maschine nach Anspruch 8, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Polelemente (34) mit ihrem Basis¬ steg (36) auf dem Boden (88) der Ausnehmung (82) sitzen.
10. Elektrische Maschine nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Polele¬ mente (34) in der Ausnehmung (82) mit einer als Klebemasse dienenden Vergußmasse (118) fixiert sind.
11. Elektrische Maschine nach Anspruch 10, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Polelemente (34) mit ihrem Basissteg (36) in die die Ausnehmung (82) im wesent¬ lichen ausfüllende Vergußmasse (118) eingebettet sind.
12. Elektrische Maschine nach dem Oberbegriff des An¬ spruchs 1 oder nach einem der voranstehenden An¬ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Polelemente (34) durch Positionierringe (100, 102) in gleichen Winkelabständen ausgerichtet am Statorträger (22, 24) gehalten sind.
13. Elektrische Maschine nach Anspruch 12, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Positionierringe (100, 102) am Statorträger (22, 24) montierbar sind.
14. Elektrische Maschine nach Anspruch 12 oder 13, da¬ durch gekennzeichnet, daß die Positionierringe (100, 102) jedes Polelement (34) in Azimutalrichtung (112) zwischen zwei Vorsprüngen (104, 106) fixieren.
15. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß zwei im Abstand von¬ einander angeordnete Positionierringe (100, 102) vor¬ gesehen sind.
16. Elektrische Maschine nach Anspruch 15, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Positionierringe (100, 102) auf gegenüberliegenden Seiten der Ausnehmung (82) ange¬ ordnet sind.
17. Elektrische Maschine nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Pol¬ finger (34) ungefähr parallel zur Achse (14) er¬ strecken.
18. Elektrische Maschine nach Anspruch 17, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Polelemente (34) in Richtung parallel zur Achse (14) in die Ausnehmung (82) einge¬ setzt sind.
19. Elektrische Maschine nach Anspruch 17 oder 18, da¬ durch gekennzeichnet, daß die Seitenwände (84, 86) der Ausnehmung (82) auf Zylindermantelflächen oder Kegelmantelflächen zur Achse (14) liegen.
20. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (88) der Ausnehmung (82) in einer sich quer zur Achse (14) erstreckenden Ebene liegt.
21. Elektrische Maschine nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator¬ träger (22, 24) sich in radialer Richtung zur Achse (14) erstreckt.
22. Elektrische Maschine nach Anspruch 21, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß der Statorträger (22, 24) ein Lagerschild für eine Lagerung des Läufers bildet.
23. Elektrische Maschine nach Anspruch 22, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die den Statorträger bildenden Lagerschilde (22, 24) Teil eines Gehäuses (10) sind.
24. Elektrische Maschine nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Sätze von Polelementen (34) vorgesehen sind.
25. elektrische Maschine nach Anspruch 24, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß sich die Polfinger (38, 40, 42) der Polelemente (34) aus unterschiedlichen Sätzen (30, 32) parallel zueinander erstrecken.
26. Elektrische Maschine nach Anspruch 25, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß jeweils ein Satz (30, 32) von Pol¬ elementen (34 ) auf einander gegenüberliegenden Sta¬ torträgern (22, 24) angeordnet ist und die Polfinger (38, 40, 42) aufeinander zu gerichtet sind.
27. Elektrische Maschine nach einem der voranstellenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Polele¬ mente (34) E-förmig ausgebildet sind.
28. Elektrische Maschine nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Polele¬ mente (34) aus Blechpaketen aufgebaut sind.
29. Elektrische Maschine nach Anspruch 28, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Blechpakete (34) in Azimutal¬ richtung (112) gestapelte Bleche (180) aufweisen.
30. Elektrische Maschine nach Anspruch 28 oder 29, da¬ durch gekennzeichnet, daß jedes Blechpaket (34) die gleiche Zahl identischer Bleche (180) aufweist.
31. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß die die Polelemente (34) aus Eisenpulver hergestellt sind.
32. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Polelemente (34) aus einem gesinterten Material hergestellt sind.
33. Elektrische Maschine nach dem Oberbegriff des An¬ spruchs 1 oder nach einem der voranstehenden An¬ sprüche, dadurch gekennzeichnet daß die Polelemente (34) am Statorträger (22, 24) elastisch gelagert sind.
34. Elektrische Maschine nach Anspruch 33, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die die Polelemente (34) auf¬ nehmende Ausnehmung (82) in einem Haltering (190) angeordnet ist und daß der Haltering (190) an einem Statorständer (22' ) elastisch gelagert ist.
35. Elektrische Maschine nach Anspruch 34, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß der Haltering (190) auf zwei ein¬ ander gegenüberliegenden Seiten (198, 200) durch elastische Elemente (202, 204) an dem Statorständer des Statorträgers (221 ) gelagert ist.
36. Elektrische Maschine nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Polele¬ mente (34) im Anschluß an die Statorwicklung (56, 58) einen freien Polnutabschnitt (64, 66) aufweisen, in welchen Magnetkreiselemente (74, 76) des Läufers (12) eingreifen.
37. Elektrische Maschine nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnet¬ kreiselemente (74, 76)' in Form von Blechpaketen aus¬ gebildet sind.
38. Elektrische Maschine nach Anspruch 37, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Blechpakete (74, 76) in Rich¬ tung der Achse (14) des Läufers (12) gestapelte Bleche (184) aufweisen.
39. Elektrische Maschine nach dem Oberbegriff des An¬ spruchs 1 oder nach einem der voranstehenden An¬ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Läufer (12) eine Vielzahl von von dem Magnetfeldlinienverlauf (78, 89) der C-förmigen Polelemente (34) durchsetz¬ baren in Azimutalrichtung (112) aufeinanderfolgend angeordneten einzelnen Magnetkreiselementen (74, 76) aufweist.
40. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 37 bis 39, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen aufeinander¬ folgenden Magnetkreiselementen (74, 76) jeweils eine Lücke hinsichtlich der magnetischen Leitfähigkeit vorgesehen ist.
41. Elektrische Maschine nach Anspruch 40, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Lücke in Azimutalrichtung (112) eine Ausdehnung aufweist, welche mindestens die Hälfte der Ausdehnung eines der Magnetkreiselemente (74, 76) in Azimutalrichtung (112) beträgt.
42. Elektrische Maschine nach Anspruch 40 oder 41, da¬ durch gekennzeichnet, daß in den Lücken zwischen den Magnetkreiselementen (74, 76) Zwischenstücke (142, 144) angeordnet sind.
43. Elektrische Maschine nach Anspruch 42, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Zwischenstücke (142, 144) aus einem streufeldabschirmenden Material hergestellt sind.
44. Elektrische Maschine nach Anspruch 42 oder 43, da¬ durch gekennzeichnet, daß die Zwischenstücke (142, 144) an den Magnetkreiselementen (74, 76) for - schlüssig anliegen.
45. Elektrische Maschine nach Anspruch 42 oder 44, da¬ durch gekennzeichnet, daß die Zwischenstücke (142, 144) einen mittigen Bereich (146) der Magnetkreisele¬ mente (74, 76) formschlüssig fixieren.
46. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 42 bis 45, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenstücke (142, 144) auf einem die Magnetkreiselemente (74, 76) tragenden Läuferkörper (130, 138, 140) sitzen.
47. Elektrische Maschine nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnet¬ kreiselemente (74, 76) einstückig an dem Läuferkörper (130, 138, 140) angeformt sind.
48. Elektrische Maschine nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß diese mehrere Motoreinheiten (170, 172, 174, 176) mit jeweils einem Satz von C-förmigen Polelementen (34) und einen diesem zugeordneten Satz von Magnetkreiselementen (74, 76) umfaßt.
49. Elektrische Maschine nach Anspruch 48, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Polelemente (34) und Magnet¬ kreiselemente (74, 76) unterschiedlicher Motorein¬ heiten (170, 172, 174, 176) so angeordnet sind, daß die Motoreinheiten (170, 172, 174, 176) eine Folge von mit konstanter Phasenverschiebung zwischen auf¬ einanderfolgenden Motoreinheiten (170, 174, 172, 176) arbeitenden Motoreinheiten (170, 174, 172, 176) bilden.
50. Elektrische Maschine nach Anspruch 49, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Magnetkreiselemente (74, 76) unterschiedlicher Motoreinheiten (170, 172, 174, 176) an dem Läufer (12) mit einem Winkelversatz relativ zueinander angeordnet sind.
51. Elektrische Maschine nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stator¬ wicklung (56, 58) einen um die Achse (14) herum ver¬ laufende und ungefähr koaxial zu dieser angeordnete Ringspule umfaßt.
EP93915960A 1992-07-20 1993-07-20 Elektrische maschine Withdrawn EP0604627A1 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4223831 1992-07-20
DE4223831A DE4223831A1 (de) 1992-07-20 1992-07-20 Elektrisch erregte Transversalfluß-Maschine
PCT/EP1993/001912 WO1994002985A1 (de) 1992-07-20 1993-07-20 Elektrische maschine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP0604627A1 true EP0604627A1 (de) 1994-07-06

Family

ID=6463636

Family Applications (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP93915959A Withdrawn EP0609410A1 (de) 1992-07-20 1993-07-20 Elektrische maschine
EP93915960A Withdrawn EP0604627A1 (de) 1992-07-20 1993-07-20 Elektrische maschine
EP93917598A Withdrawn EP0604646A1 (de) 1992-07-20 1993-07-20 Elektrische maschine

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP93915959A Withdrawn EP0609410A1 (de) 1992-07-20 1993-07-20 Elektrische maschine

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP93917598A Withdrawn EP0604646A1 (de) 1992-07-20 1993-07-20 Elektrische maschine

Country Status (5)

Country Link
EP (3) EP0609410A1 (de)
JP (3) JPH06511377A (de)
KR (1) KR940702660A (de)
DE (1) DE4223831A1 (de)
WO (3) WO1994002984A1 (de)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2716046A1 (fr) * 1994-02-04 1995-08-11 Centre Nat Rech Scient Machine électrique tournante à bobinage global.
DE19547159A1 (de) * 1994-12-21 1996-06-27 Wolfgang Hill Transversalflußmaschine
DE19639670C2 (de) * 1996-09-27 1999-09-02 Voith Turbo Kg Transversalflußmaschine mit einer Mehrzahl von parallel geschalteten Ringwicklungen
DE10361670B4 (de) * 2003-12-30 2009-08-06 Mitsubishi Denki K.K. Stator einer rotierenden elektrischen Maschine
US8595915B2 (en) 2004-01-02 2013-12-03 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Stator of electric rotating machine
JP6007580B2 (ja) * 2012-05-11 2016-10-12 コベルコ建機株式会社 建設機械の駆動装置
DE102013207469A1 (de) * 2013-04-24 2014-11-13 Robert Bosch Gmbh Statorwicklung für axial kurze elektrische Maschinen kleiner Polzahl
DE102019134652B4 (de) 2019-12-17 2023-07-13 Audi Ag Transversalflussmaschine sowie Verfahren zum Betreiben einer Transversalflussmaschine

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB388887A (en) * 1930-12-15 1933-03-09 Gen Electric Improvements in and relating to electric motors
GB1368788A (en) * 1970-12-28 1974-10-02 Gujitsu Ltd Electric stepping motor
US3774059A (en) * 1971-09-13 1973-11-20 Cambridge Thermionic Corp Rotary stepping motor with laminated stator and rotor pole construction
US3700943A (en) * 1971-11-08 1972-10-24 Ford Motor Co Disc-type variable reluctance rotating machine
US3700944A (en) * 1971-11-08 1972-10-24 Ford Motor Co Disc-type variable reluctance rotating machine
US3803431A (en) * 1971-11-24 1974-04-09 Fujitsu Ltd Electric pulse motor
US4279944A (en) * 1978-12-26 1981-07-21 General Electric Company Epoxy impregnated ventilated winding
FR2530388B1 (fr) * 1982-07-13 1985-10-04 Paris & Du Rhone Carcasse de bobine de conducteurs electriques, destinee a etre montee sur un noyau rigide, et son procede de fabrication
GB2139822A (en) * 1983-05-03 1984-11-14 Caterpillar Tractor Co Stator for an electromagnetic machine
EP0133571B1 (de) * 1983-08-12 1989-01-04 Nippondenso Co., Ltd. Rotierende elektrische Maschine flacher Bauart
JPS6181165A (ja) * 1984-09-25 1986-04-24 Matsushita Electric Works Ltd ステツプモ−タ
CH665922A5 (fr) * 1985-05-10 1988-06-15 Portescap Moteur electrique synchrone a rotor en forme de disque.
DE3536538A1 (de) * 1985-10-12 1987-04-23 Weh Herbert Transversalfluss-maschine mit permanenterregung
US4786834A (en) * 1987-07-06 1988-11-22 Rem Technologies, Inc. Stator assembly for dynamoelectric machine
DE3821660C1 (en) * 1988-06-27 1989-08-10 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart, De Reluctance machine
GB8817760D0 (en) * 1988-07-26 1988-09-01 Rolls Royce Plc Electrical power generator
DE3827450A1 (de) * 1988-08-12 1990-02-15 Weh Herbert Schwingungsarme ausfuehrung von transversalflussmaschinen
DE3927454A1 (de) * 1989-08-19 1991-02-21 Weh Herbert Elektrisch errregte transversalflussmaschine

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO9402985A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
WO1994002985A1 (de) 1994-02-03
KR940702660A (ko) 1994-08-20
WO1994002986A1 (de) 1994-02-03
JPH06511376A (ja) 1994-12-15
EP0604646A1 (de) 1994-07-06
DE4223831A1 (de) 1994-02-03
JPH06511377A (ja) 1994-12-15
EP0609410A1 (de) 1994-08-10
JPH06511378A (ja) 1994-12-15
WO1994002984A1 (de) 1994-02-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3885101T2 (de) Statoreinheit für dynamoelektrische maschine.
DE3904516C1 (de)
DE69309444T2 (de) Bürstenloser gleichstrommotor/-generator
EP1620932B1 (de) Elektrische maschine
EP1711994B1 (de) Statorbaueinheit
DE102009021703B4 (de) Verbesserte Permanenterregte Synchronmaschine
DE19818035A1 (de) Transversalflußmaschine
AT514709A1 (de) Scheibenläufermotor
DE3710658A1 (de) Elektronisch kommutierter, kollektorloser gleichstrommotor
EP0942517B1 (de) Transversalflussmaschine
EP1018206B1 (de) Statorbaueinheit für eine elektrische maschine
DE69014642T2 (de) Läufer mit reduzierten ventilationsverlusten.
DE102013109448B4 (de) Elektromechanischer Wandler
EP0604627A1 (de) Elektrische maschine
WO2018015372A1 (de) Ständer einer drehfeldmaschine
DE10047675A1 (de) Statorbaueinheit für eine Synchronmaschine mit transversaler Flußführung und Synchronmaschine
DE19525346C2 (de) Ringkern-Synchronmaschine
EP0844722A1 (de) Dauermagnetisch erregte elektrische Maschine mit Rotorrückschluss
EP0682825B1 (de) Mehrphasige elektrische maschine mit versetzt angeordneten, mehrpoligen elektropoleinheiten
DE2913691A1 (de) Buerstenloser elektromotor
EP2828959B1 (de) Segmentierter motor/generator mit transversaler flussführung, hohem schubmoment und kleiner massenträgheit
DE19833021A1 (de) Statorbaueinheit für eine elektrische Maschine
EP2273651A1 (de) Elektrische Maschine
EP1233497A2 (de) Permanentmagneterregte Gleichstrommaschine, insbesondere Gleichstrommotor
DE102008008703A1 (de) Elektrische Maschine, insbesondere Transversalflußmaschine

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 19940318

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT CH DE DK ES FR GB IT LI NL SE

17Q First examination report despatched

Effective date: 19951025

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 19960507