WO2020126564A1

WO2020126564A1 - Statorzahn für einen stator einer elektrischen maschine

Info

Publication number: WO2020126564A1
Application number: PCT/EP2019/084048
Authority: WO
Inventors: Johannes Gabriel BAUER
Original assignee: Rolls Royce Deutschland Ltd and Co KG
Current assignee: Rolls Royce Deutschland Ltd and Co KG
Priority date: 2018-12-19
Filing date: 2019-12-06
Publication date: 2020-06-25
Anticipated expiration: 2021-06-19
Also published as: US20220077729A1; CN113396521A; DE102018222228A1

Abstract

Die Erfindung betrifft die Ausbildung eines Statorzahns für einen Stator einer elektrischen Maschine, insbesondere für ein elektrisches Antriebssystem eines Luftfahrzeugs. Der Statorzahn ist aus einer Vielzahl von in einer axialen Richtung aufeinander gestapelten Blechlagen gebildet. Zumindest die den Statorzahn in der axialen Richtung begrenzenden Blechlagen weisen Schlitze auf, welche sich in der radialen Richtung erstrecken und bewirken, dass im Betrieb der elektrischen Maschine bspw. von Streufeldern bewirkte Wirbelströme in den Blechlagen unterbunden werden.

Description

Beschreibung

Statorzahn für einen Stator einer elektrischen Maschine

Die Erfindung betrifft einen Stator einer elektrischen Ma schine. Insbesondere betrifft die Erfindung die Ausführung der Statorzähne des Stators.

Zum Antrieb von Luftfahrzeugen, bspw. für Flugzeuge oder He likopter, oder auch für elektrisch angetriebene Wasserfahr zeuge etc. werden als Alternative zu den gebräuchlichen Ver brennungskraftmaschinen Konzepte beruhend auf elektrischen Antriebssystemen untersucht und eingesetzt. Ein derartiges elektrisches Antriebssystem, welches als rein elektrisches oder auch als hybrid-elektrisches Antriebssystem ausgebildet sein kann, weist in der Regel eine oder mehrere elektrische Maschinen auf, die je nach Verwendungszweck im Antriebssystem als Generator und/oder als Elektromotor konfiguriert sein können. Die für derartige mobile Anwendungen einzusetzenden elektrischen Antriebe sowie die entsprechenden Maschinen müs sen sich, um die benötigten Leistungen erzeugen zu können, durch extrem hohe Leistungsdichten auszeichnen. Während für viele technische Anwendungen Leistungsdichten in Größenord nungen bis zu 2kW/kg ausreichend sind, werden bspw. für die Elektrifizierung der Luftfahrt, d.h. für elektrisch oder hyb rid-elektrisch angetriebene Luftfahrzeuge, aber auch für an dere -insbesondere mobile- Anwendungen elektrische Maschinen mit Leistungsdichten in Größenordnungen von bspw. 20kW/kg und mehr angestrebt.

Für die genannten mobilen Anwendungen werden demnach hoch leistungsdichte, elektrische Maschinen benötigt. Bei elektri schen Maschinen ergeben sich jedoch aufgrund verschiedener Effekte Verluste, welche die erreichbare Leistungsdichte be grenzen. Die im Aktivmaterial eines Stators der Maschine auf tretenden Verluste werden als Kupfer- und Eisenverluste bi lanziert, wobei sich die Eisenverluste wiederum in Hysterese- und Wirbelstromverluste differenzieren lassen. Wirbelstrom- Verluste ergeben sich aufgrund von elektrischen Wirbelströmen im Eisen des Stators, welche ihrerseits vom magnetischen Hauptfluss hervorgerufen werden. Zur Begrenzung der Wirbel ströme kann der Stator bekanntermaßen geblecht ausgeführt werden. Dabei wird der Stator aus einer Serie von Blechlagen gebildet, wobei zwischen zwei Blechlagen jeweils eine Iso lierschicht angeordnet wird. Das Vorhandensein der Isolier schichten führt dazu, dass die Strompfade der Wirbelströme unterbrochen werden, so dass insbesondere die Wirbelstromkom ponenten in einer Richtung senkrecht zur jeweiligen Isolier schicht zum Erliegen kommen. Wirbelstromkomponenten innerhalb einer jeweiligen Blechlage können jedoch weiter weitestgehend ungehindert fließen und so zu Verlusten führen. Diese Wir belstromkomponenten in der Blechebene sind, wie später näher erläutert wird, insbesondere in den beiden an den Stirnberei chen des Stators liegenden Blechlagen ausgeprägt und resul tieren in lokal sehr hohen Verlustdichten.

Die insbesondere in den Stirnbereichen aufgrund der Streufel der auftretenden Wirbelstromverluste können bspw. mit Hilfe einer Vergrößerung des zwischen Statorzähnen und Rotor ausge bildeten Luftspalts reduziert werden. Eine solche Maßnahme hat jedoch nachteiligerweise auch eine Reduzierung des Dreh moments zur Folge. Ein weiterer Ansatz zur Eindämmung der Wirbelstromverluste könnte darin liegen, einen in axialer Richtung verlängerten Wickelkopf zu verwenden. Dies geht je doch mit einer zusätzlich erforderlichen Leiterlänge und da mit mit erhöhten ohmschen Verlusten einher. Weiterhin könnte ausgenutzt werden, dass Streufelder mit der Sättigung des Ei sens im Hauptflusspfad ansteigen. Ein vergrößerter Eisenquer schnitt würde demnach zu einer geringeren Sättigung und zu schwächeren Streufeldern führen, ist jedoch auch mit einer Erhöhung der Eisenmasse verbunden. Auch könnte zur Reduzie rung von Wirbelströmen ein Material mit geringerem elektri schen Leitwert verwendet werden, was jedoch auch negativen Einfluss auf die magnetischen Eigenschaften des Blechs hat. Alle vier skizzierten Maßnahmen führen also in der Konsequenz zu einer Reduzierung der Leistungsdichte. Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine weitere Möglichkeit zur Reduzierung von Wirbelstromverlusten in einer elektrischen Maschine vorzugeben, die sich, bspw. im Unterschied zu den genannten Ansätzen, nicht signifikant ne gativ auf die Leistungsdichte auswirkt. Eine weiter gehende Aufgabe ist es, den Antrieb eines Luftfahrzeuges dahingehend zu verbessern, dass die genannten

Dies wird durch den in Anspruch 1 beschriebenen Statorzahn, die mit derartigen Statorzähnen ausgebildete elektrische Ma schine gemäß Anspruch 10 sowie ein mit einer solchen Maschine ausgerüstetes Luftfahrzeug gemäß Anspruch 13 gelöst. Die Un teransprüche beschreiben vorteilhafte Ausgestaltungen.

Ein Statorzahn für einen Stator einer elektrischen Maschine weist einen Zahnkopf, einen Zahnfuß sowie einen in einer ers ten Richtung R zwischen dem Zahnkopf und dem Zahnfuß gelege nen Zahnhals auf. Im Zahnkopf sind Schlitze vorgesehen, wel che sich vom Zahnkopf aus in einer Richtung zum Zahnfuß hin erstrecken, was jedoch nicht zwangsläufig bedeutet, dass sich die Schlitze bis in den Zahnfuß hinein erstrecken,

und welche derart angeordnet und orientiert sind, dass von einem im Betrieb der elektrischen Maschine im Bereich des Statorzahns wirkenden magnetischen Streufeld bewirkbare Wir belstromkomponenten in der R-U-Ebene zumindest reduziert wer den. Die Richtungen R, U und im Folgenden auch A entsprechen einer radialen R, axialen A und tangentialen Richtung U, die bezüglich einer Rotationsachse ROT eines Rotors der elektri schen Maschine definiert sein können. Die Schlitze bewirken eine Unterdrückung von Wirbelstromkomponenten insbesondere in dem Bereichen des Statorzahns, in dem die Schlitze ausgebil det sind.

Die Schlitze erstrecken sich von einer vom Zahnfuß abgewand ten und im in den Stator eingebauten Zustand einem Rotor der elektrischen Maschine zugewandten Oberfläche des Zahnkopfes im Wesentlichen in der ersten Richtung R zum Zahnfuß hin. Da die Schlitze direkt von der Oberfläche ausgehen und demnach konsequenterweise insbesondere in der R-Richtung gesehen kein elektrisch leitfähiges Material zwischen der Oberfläche und dem jeweiligen Schlitz liegt, kann sich dort auch kein Wir belstrompfad bilden. Würden die Schlitze mit einem gewissen Abstand unter der Oberfläche liegen, könnte zwischen der Oberfläche und dem jeweiligen Schlitz ein Wirbelstrompfad verlaufen .

Die Schlitze erstrecken sich in der ersten Richtung R gesehen vorzugsweise über den Bereich des Zahnkopfes hinweg bis in den Zahnhals hinein, da auch dort noch damit zu rechnen ist, dass das Streufeld seine Wirkung entfaltet.

In der ersten Richtung R gesehen weisen der Statorzahn eine Nuttiefe n und die Schlitze von der Oberfläche aus eine Er streckung beziehungsweise Schlitztiefe r auf. Für das Ver hältnis aus der Schlitztiefe r zur Nuttiefe n gilt:

1/3 < r/n < 1/2 , da in diesen Bereichen des Statorzahns mit den stärksten Streufeldern zu rechnen ist.

Das letztlich für die individuelle Maschine optimale Verhält nis r/n lässt sich bspw. über eine numerische Optimierung er mitteln, bei der die individuellen Maschinenparameter berück sichtigt werden.

Die Schlitze sind derart orientiert, dass sie sich im in die elektrische Maschine eingebauten Zustand parallel zu den im Bereich der Schlitze verlaufenden Feldlinien eines im Betrieb der elektrischen Maschine auftretenden magnetischen Haupt flusses H erstrecken, so dass der magnetische Hauptfluss H nicht behindert wird, da eine solche Behinderung zu einer Re duzierung der Leistungsdichte führen würde.

Da die Betriebsbedingungen und das Auftreten der magnetischen Felder letztlich von der Auslegung der Maschine abhängen, kann davon ausgegangen werden, dass die Feldgeometrie ausrei- chend genau bekannt ist, um die Schlitze dementsprechend zu positionieren und auszurichten.

Der Statorzahn ist aus einer Vielzahl N von in einer zweiten Richtung A, welche insbesondere im Wesentlichen senkrecht zur ersten Richtung R steht, aufeinander gestapelten, separaten Blechlagen aufgebaut ist. Zwischen zwei benachbart angeordne ten Blechlagen ist vorzugsweise jeweils eine elektrisch iso lierende Schicht angeordnet, die die Ausbildung von Wirbel strömen aufgrund des magnetischen Hauptflusses unterdrückt. Die Vielzahl N von Blechlagen ist auf eine erste Gruppe mit NI aufeinander gestapelten Blechlagen, eine zweite Gruppe mit N2 aufeinander gestapelten Blechlagen und eine dritte Gruppe mit N3 aufeinander gestapelten Blechlagen mit N1+N2+N3=N so wie N1>1, N2>1 und N3>0 verteilt. Die drei Gruppen sind der art aufeinander gestapelt, dass die dritte Gruppe in der zweiten Richtung A gesehen zwischen der ersten Gruppe und der zweiten Gruppe angeordnet ist. Die erste und die zweite Grup pe weisen vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise, gleich viele Blechlagen auf, d.h. Nl=N2=K/2. Weiterhin weist jede Blechlage der ersten Gruppe sowie jede Blechlage der zweiten Gruppe jeweils zumindest einen der Schlitze auf, vorzugsweise jedoch jeweils eine Vielzahl von Schlitzen.

Dies lässt prinzipiell offen, ob nicht auch die dritte, mittig angeordnete Gruppe Blechlagen mit Schlitzen aufweist. Zumindest weisen aber die Blechlagen der ersten und der zwei ten Gruppe Schlitze auf. Grundsätzlich kann jede der drei Gruppen bspw. nur eine einzige Blechlage aufweisen.

Die Isolierschichten und die Schlitze haben prinzipiell die gleiche Wirkung, nämlich eine jeweilige Unterbrechung von Strompfaden entsprechender Wirbelströme. Aufgrund der beson deren Anordnung und Orientierung der Schlitze wird durch sie insbesondere eine tangentiale Komponente des ansonsten insbe sondere vom Streufeld S in der jeweiligen Blechlage ausgelös ten Wirbelstroms unterbunden. Die Isolierschichten unterdrü cken dagegen im Wesentlichen axiale Wirbelstromkomponenten. Die erste Gruppe und die zweite Gruppe weisen jeweils zumin dest eine einzelne der geschlitzten Blechlagen auf, d.h.

N1=N2=1. Im Fall N1=N2=1 sind die beiden einzelnen geschlitz ten Blechlagen konsequenterweise diejenigen beiden Blechlagen aus der Vielzahl von Blechlagen, die den Statorzahn in der zweiten Richtung A gesehen begrenzen, d.h. die Schlitze sind dann nur in den den Statorzahn begrenzenden Blechlagen vorge sehen. Vorzugsweise weisen die beiden Gruppen aber jeweils mehrere geschlitzte Blechlagen, d.h. N1=N2>1, auf, so dass auch in den tiefer gelegenen Blechlagen Wirbelstromkomponen ten aufgrund der Streufelder unterdrückt werden, auch wenn die Streufelder dort weniger stark ausgeprägt sind.

Vorzugsweise weist jede Blechlage der ersten Gruppe sowie je de Blechlage der zweiten Gruppe jeweils nicht nur einen, son dern mehrere Schlitze auf. Die Schlitze einer jeweiligen Blechlage sind dabei in einer dritten Richtung U gesehen, die auf der ersten Richtung R sowie auf der zweiten Richtung A jeweils im Wesentlichen senkrecht steht, derart positioniert, dass sie hintereinander angeordnet sind.

Des Weiteren sind die Blechlagen der ersten und der zweiten Gruppe derart geformt und die Schlitze dort jeweils derart positioniert und angeordnet, dass zumindest die Blechlagen einer jeweiligen Gruppe in der zweiten Richtung A gesehen de ckungsgleich sind. D.h. insbesondere auch, dass sich die Schlitze in den Blechlagen einer jeweiligen Gruppe in der dritten Richtung U sowie in der ersten Richtung R am selben Ort befinden und die gleichen Dimensionen aufweisen, insbe sondere die gleiche Erstreckung in der ersten Richtung R.

Eine entsprechende elektrische Maschine weist einen im We sentlichen kreis- oder ringförmigen Rotor und einen im We sentlichen kreis- oder ringförmigen Stator auf. Der Stator weist eine Vielzahl von derartigen Statorzähnen auf, welche in einer Umfangsrichtung U des Stators gesehen derart hinter einander angeordnet sind, dass der jeweilige Zahnfuß an einem Ring des Stators anliegt oder in den Ring integriert ist oder den Ring bildet, der jeweilige Zahnkopf dem Rotor zugewandt ist, die erste Richtung R einer radialen Richtung der

elektrischen Maschine entspricht, die zweite Richtung A einer axialen Richtung der elektrischen Maschine entspricht, die dritte Richtung U der Umfangsrichtung U entspricht. Die ein leitend beschriebenen Verluste sind bei dieser mit den spezi ellen Statorzähnen ausgestatteten Maschine entsprechend mini miert .

Jeder Statorzahn weist eine auf den jeweiligen Zahnhals gewi ckelte Statorwicklung auf, welche, sobald sie von elektri schem Strom durchflossen wird, einen magnetischen Hauptfluss H durch den Statorzahn bewirkt. Die Schlitze des Statorzahns sind nun derart orientiert, dass sie parallel zu den Feldli nien des magnetischen Hauptflusses H verlaufen, so dass der magnetische Hauptfluss H nicht behindert wird, da eine solche Behinderung zu einer Reduzierung der Leistungsdichte führen würde .

Zwischen dem Rotor und dem Stator ist ein Luftspalt mit einer radialen Erstreckung ls ausgebildet und die Blechlagen weisen jeweils eine Dicke bd in der axialen Richtung auf. Für die Anzahlen NI, N2 von mit Schlitzen versehenen Blechlagen der ersten und der zweiten Gruppe gilt im Wesentlichen

Nl=N2=K/2=ls/bd . Für den wahrscheinlichen Fall, dass ls/bd keine ganze Zahl ist, kann für K/2 natürlich bspw. die dem Quotienten ls/bd nächstliegende ganze Zahl durch mathemati sches Runden ermittelt und verwendet werden.

Ein Luftfahrzeug, bspw. ein Flugzeug oder ein Helikopter, kann mit einem derartigen elektrischen oder hybrid

elektrischen Antrieb umfassend eine oder mehrere elektrische Maschinen ausgestattet sein. Zumindest eine der elektrischen Maschinen kann dann als Elektromotor zum Antreiben eines Pro pellers des Luftfahrzeugs ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann zumindest eine der elektrischen Maschinen als Generator zum Bereitstellen von elektrischer Energie bspw. für einen elektrischen Energiespeicher und/oder für einen Elektromotor zum Antreiben eines Propellers des Luftfahrzeugs ausgebildet sein.

Mit der vorgestellten Lösung sind demnach deutlich geringere Drehmoment- und Leistungseinbußen erreichbar. Der magnetische Hauptfluss im jeweiligen Statorzahn wird durch die Ausrich tung der Schlitze nur geringfügig beeinflusst. Die

Verlustleistung wird jedoch wesentlich reduziert, ohne die Drehmomentbildung signifikant zu beeinflussen. Da nun bei der Maschinenauslegung die Randbedingung der Verlustleistung ins besondere im Stirnbereich entfällt, kann eine leistungsfähi gere Auslegung bei gleichem Gewicht und Volumen der elektri schen Maschine erreicht werden. Es ist demnach in der Folge möglich, elektrische Maschinen mit weniger Materialeinsatz und/oder mit günstigeren Materialien herzustellen.

Weitere Vorteile und Ausführungsformen ergeben sich aus den Zeichnungen und der entsprechenden Beschreibung.

Im Folgenden werden die Erfindung und beispielhafte Ausfüh rungsformen anhand von Zeichnungen näher erläutert. Dort wer den gleiche Komponenten in verschiedenen Figuren durch glei che Bezugszeichen gekennzeichnet. Es ist daher möglich, dass sich bei der Beschreibung einer zweiten Figur zu einem be stimmten Bezugszeichen, welches bereits im Zusammenhang mit einer anderen, ersten Figur erläutert wurde, keine näheren Erläuterungen finden. In einem solchen Fall kann bei der Aus führungsform der zweiten Figur davon ausgegangen werden, dass die dort mit diesem Bezugszeichen gekennzeichnete Komponente auch ohne nähere Erläuterung im Zusammenhang mit der zweiten Figur die gleichen Eigenschaften und Funktionalitäten auf weist, wie im Zusammenhang mit der ersten Figur erläutert.

Des Weiteren werden der Übersichtlichkeit wegen teilweise nicht sämtliche Bezugszeichen in sämtlichen Figuren darge stellt, sondern nur diejenigen, auf die in der Beschreibung der jeweiligen Figur Bezug genommen wird. Es zeigen:

FIG 1 eine axiale Sicht auf eine elektrische Maschine,

FIG 2 einen tangentiale Schnitt eines Stators bzw. eines

Statorzahns ,

FIG 3 eine axiale Sicht auf einen handelsüblichen Stator zahn,

FIG 4 eine axiale Sicht auf einen erfindungsgemäßen Stator zahn,

FIG 5 einen tangentialen Schnitt einer ersten Ausführung eines erfindungsgemäßen Statorzahns,

FIG 6 einen tangentialen Schnitt einer zweiten Ausführung eines erfindungsgemäßen Statorzahns,

FIG 7 ein Luftfahrzeug mit hybrid-elektrischem Antrieb.

Es sei angemerkt, dass sich Begriffe wie „axial", „radial", „tangential" bzw. „in Umfangsrichtung" etc. auf die in der jeweiligen Figur bzw. im jeweils beschriebenen Beispiel zum Einsatz kommende Welle bzw. Achse ROT beziehen. Mit anderen Worten beziehen sich die Richtungen axial A, radial R, tan gential U stets auf eine Drehachse ROT des Rotors. Dabei be schreibt „axial" eine Richtung A parallel zur Rotationsachse ROT, „radial" beschreibt eine Richtung R orthogonal zur Rota tionsachse ROT, auf diese zu oder auch von ihr weg, und „tan gential" ist eine Bewegung bzw. Richtung U orthogonal zur Achse ROT sowie orthogonal zur radialen Richtung R, die also in konstantem radialen Abstand zur Rotationsachse ROT und bei konstanter Axialposition kreisförmig um die Rotationsachse ROT herum gerichtet ist. Die tangentiale Richtung Ukann ggf. auch als Umfangsrichtung U bezeichnet werden.

Weiterhin sollen die Begriffe „axial", „radial" bzw. „tangen tial" im Zusammenhang mit einer Fläche, bspw. einer Oberflä che, bedeuten, dass der Normalenvektor der jeweiligen axia len, radialen bzw. tangentialen Fläche in axialer, radialer bzw. tangentialer Richtung orientiert ist, wodurch die Orien tierung der jeweiligen Fläche im Raum eindeutig beschrieben ist . Mit dem Begriff „elektromagnetische Wechselwirkung" ist die bei einer elektrischen Maschine bekannte Wechselwirkung zwi schen den Magnetfeldern der magnetischen Mittel des Rotors, bspw. Permanentmagnete, und den magnetischen Mitteln des Sta tors, bspw. stromdurchflossene Spulen, gemeint, aufgrund de rer der Elektromotor sein Drehmoment entwickelt bzw. aufgrund derer ein Generator einen elektrischen Strom liefert.

Die FIG 1 zeigt einen Stator 20, welcher für eine elektrische Maschine 1 verwendet werden kann, bspw. für einen Elektromo tor. Weitere zum Betrieb der Maschine 1 benötigte Peripherie geräte wie bspw. eine Stromquelle zur Bereitstellung eines in die noch zu beschreibenden Statorwicklungen einzuspeisenden Stroms oder aber ein Verbraucher eines in die Statorwicklun gen induzierten Stroms sind der Übersichtlichkeit wegen nicht dargestellt. Ein Rotor 10 der elektrischen Maschine 1 ist nur vage angedeutet. Der Rotor 10 weist einen Grundkörper 11 so wie einen im Wesentlichen aus Permanentmagneten 12 bestehen den Ring auf. Im Betrieb rotiert der Rotor 10 um die Rotati onsachse ROT. Die Permanentmagnete 12, von denen der Über sichtlichkeit wegen nur einige wenige mit Bezugszeichen ver sehen sind, wechselwirken im Betrieb der elektrischen Maschi ne 1 über einen Luftspalt 13 in an sich bekannter Weise elektromagnetisch mit den Statorwicklungen, so dass die Ma schine 1 je nach gewünschter Betriebsart als Generator oder als Elektromotor fungiert.

Der Stator 20 weist eine Vielzahl von in Umfangsrichtung U des Stators 20 hintereinander angeordneten Statorzähnen 100 auf, von denen nur einige wenige mit Bezugszeichen versehen sind. Jeder der Statorzähne 100, von denen exemplarisch einer in den übrigen Figuren vergrößert dargestellt ist, trägt je weils eine Wicklung 200 einer jeweiligen Zahnspule eines Statorwicklungssystems der elektrischen Maschine 1. Da die Zahnspulen sowie die entsprechenden Wicklungen 200 im Folgen den keine wesentliche Rolle spielen, wird hierauf nicht näher eingegangen. Je nach Betriebsmodus der Maschine 1 als Genera- tor oder als Elektromotor wird durch elektromagnetische Wech selwirkung mit den Permanentmagneten 12 des drehenden Rotors 10 in den Statorwicklungen 200 bzw. Zahnspulen eine Spannung induziert, die an nicht dargestellten Klemmen abgreifbar wä re, oder es werden von einer Stromquelle Ströme in die

Statorwicklungen 200 eingespeist, um wiederum eine elektro magnetische Wechselwirkung mit den Permanentmagneten 12 zu erreichen und damit eine Rotation des Rotors 10 zu bewirken.

Bei elektrischen Maschinen wie der hier dargestellten 1 erge ben sich u.a. durch die Limitierung des Wärmestroms an die Umgebung und die hierdurch resultierende Erwärmung tempera turkritischer Bauteile Verluste, welche die erreichbare Leis tungsdichte begrenzen. Die im Aktivmaterial des Stators 20 auftretenden Verluste werden als Kupfer- und Eisenverluste bilanziert, wobei sich die Eisenverluste wiederum in Hystere se- und Wirbelstromverluste differenzieren lassen.

Wirbelstromverluste ergeben sich aufgrund von elektrischen Wirbelströmen W im Eisen des Stators 20, welche ihrerseits vom magnetischen Hauptfluss H hervorgerufen werden. Dies ist in FIG 3 schematisch dargestellt. Zur Begrenzung der Wirbel ströme W und der entsprechenden Verluste können der Stator 20 und damit die Statorzähne 100 bekanntermaßen geblecht ausge führt werden. Eine solche Ausführung ist an sich bekannt und so zu verstehen, dass -wie in den FIG 2, 5 und 6 angedeutet- der Stator 20 und damit die Statorzähne 100 aus einer Viel zahl N von weitestgehend identischen Blechlagen 21 bestehen, die in axialer Richtung deckungsgleich aufeinander gestapelt sind .

Die FIG 2 bzw. die FIG 5 repräsentieren jeweils eine tangen tiale Ansicht II bzw. V auf den Statorzahn 100 des Stators 20 und auf die entsprechenden Blechlagen 21 entsprechend den in den FIG 1, 3, 4 mit „II" sowie dem in der FIG 4 mit „V" ge kennzeichneten Schnitten in den jeweiligen R-A-Ebenen. Ein zelne Blechlagen werden mit 21/1, 21/2, 21/3,... bezeichnet, wobei die Blechlagen 21/i mit i=l,...,N ausgehend von der Blechlage 21/1 auf der Seite des Stirnbereichs ST1 aufstei gend numeriert werden. Rein exemplarisch könnte der Stator 20 in der Praxis bspw. eine Aktivlänge von a=100mm aufweisen und aus ca. N=435 Blechlagen aufgebaut sein, so dass sich eine Blechdicke b=0,23mm ergäbe. Der Übersichtlichkeit wegen sind in den FIG 2 und 5 sowie auch in FIG 6 nicht alle N=435

Blechlagen 21 dargestellt bzw. mit Bezugszeichen versehen.

Die Blechlagen 21/1 und 21/N bilden die den jeweiligen

Statorzahn 100 in der axialen Richtung A begrenzenden Blech lagen, sind also die aus Sicht des jeweiligen Stirnbereichs ST1 bzw. ST2 ersten Blechlagen 21/1 bzw. 21/N des Statorzahns 100. In den Darstellungen in den FIG 2, 5 sowie FIG 6 wird die begrenzende Blechlage 21/435 im Folgenden allgemein mit 21/N bezeichnet wird, um zu zeigen, dass es sich um die letz te bzw. eine axial äußere Blechlage handelt.

Zwischen zwei benachbart angeordneten Blechlagen 21/i und 21/i+l befindet sich jeweils eine elektrisch isolierende Schicht 22, bspw. bestehend aus sog. Backlack. Das Vorhanden sein der Isolierschichten 22 führt dazu, dass Komponenten der Strompfade der Wirbelströme W in einer Richtung senkrecht zur jeweiligen Isolierschicht 22 unterbrochen und entsprechende axiale Wirbelströme verhindert werden. Wirbelstromkomponenten W innerhalb einer jeweiligen Blechlage 21, d.h. in der in FIG 3 dargestellten R-U-Ebene, können jedoch weiterhin weitestge hend ungehindert fließen und so zu Verlusten führen.

Die FIG 3 zeigt neben der prinzipiellen Form eines Statorzah nes 100 in axialer Blickrichtung A auch den im Statorzahn 100 im Betrieb der entsprechenden elektrischen Maschine 1 typi scherweise auftretenden magnetischen Hauptfluss H sowie den magnetischen Streufluss S. Der Hauptfluss H hat aufgrund der beschriebenen, in FIG 3 aber nicht sichtbaren Schicht- bzw. Blechlagenanordnung keine Wirbelströme zur Folge. Im Unter schied hierzu resultiert jedoch der Streufluss S aufgrund seiner Orientierung bzgl. der Blechlagen 21 in dem in FIG 3 dargestellten Wirbelstrom W, welcher zu den erläuterten Ver lusten führt. Diese Wirbelstromkomponenten W in den Blechebenen der Blech lagen 21, d.h. in den R-U-Ebenen, sind insbesondere in den beiden den jeweiligen Statorzahn 100 in der axialen Richtung A begrenzenden Blechlagen 21/1, 21/N ausgeprägt, d.h. bei den Stirnbereichen ST1, ST2 der Maschine 1 bzw. des Stators 20. Diese Wirbelströme W resultieren aus dem magnetischen Streu feld S im jeweiligen Stirnbereich ST1, ST2, welches -im Un terschied zum Hauptfluss H- nicht in radialer R und tangenti aler Richtung U, sondern insbesondere auch in axialer Rich tung A und damit senkrecht zu den Blechlagen 21 orientiert ist. Insbesondere diese axiale Komponente des Streufelds S bewirkt vergleichsweise vergrößerte Wirbelströme W in den den Stirnbereichen ST1, ST2 nahe liegenden Blechlagen 21, d.h. insbesondere in den axial äußeren Lagen 21/1, 21/N des

Statorzahns 100, und damit lokal sehr hohe Verlustdichten. Speziell bei elektrischen Maschinen 1 mit kleiner axialer Er streckung stellen die entsprechenden Wirbelstromverluste in den Stirnbereichen ST1, ST2 einen dominierenden Anteil der Gesamtverluste im Eisen dar.

Die FIG 4 entspricht der Sicht der FIG 3, d.h. einer axialen Sicht auf einen Statorzahn 100, zeigt aber eine Ausführung des Statorzahns 100 entsprechend der vorliegenden Erfindung. Der Statorzahn 100 weist einen ersten Abschnitt 101 oder auch Zahnkopf 101 auf, der im in die Maschine 1 eingebauten Zu stand dem Rotor 10 zugewandt ist. Des Weiteren weist der Statorzahn einen zweiten Abschnitt 102 oder auch Zahnfuß 102 auf, der im in die Maschine 1 eingebauten Zustand an einem entsprechenden zweiten Bereich eines benachbart angeordneten Statorzahns 100 des Stators 20 anliegt bzw. in diesen inte griert ist bzw. diesen bildet. In der in FIG 1 dargestellten Ausführung des Stators 2, in der im Prinzip die Zähne 100 den Stator 20 bilden und kein separater Ring o.ä. vorgesehen ist, an dem die Zähne 100 zu befestigen wären, bilden also die zweiten Abschnitte 102 bzw. Zahnfüße 102 der Menge der

Statorzähne 100 einen geschlossenen Ring. Zwischen dem ersten Abschnitt 101 und dem zweiten Abschnitt 102 befindet sich ein dritter Abschnitt 103 oder auch Zahnhals 103, der sich im in die Maschine 1 eingebauten Zustand in radialer Richtung R zwischen dem ersten Abschnitt 101 und dem zweiten Abschnitt 102 erstreckt. Typischerweise ragen der erste Abschnitt 101 sowie auch der zweite Abschnitt 102 jeweils in positiver und negativer tangentialer Richtung U gesehen über den dritten Abschnitt 103 hinaus und der dritte Abschnitt 103 wird ge nutzt, um dort die Wicklungen 200 der Zahnspulen zu platzie ren (nur in FIG 1 dargestellt) .

Erfindungsgemäß sind zumindest im Bereich des ersten Ab schnitts 101 des Statorzahns 100 Schlitze 105 eingebracht, die sich ausgehend von der im in den Stator 20 und in die Ma schine 1 eingebauten Zustand dem Rotor 10 zugewandten Ober fläche 01 des Zahns 100 im ersten Abschnitt 101 in im Wesent lichen longitudinaler Richtung des Zahns 100 erstrecken, d.h. vom ersten Abschnitt 101 in Richtung des zweiten Abschnitts 102. Dabei entspricht diese longitudinale Richtung im in den Stator 20 bzw. in die Maschine 1 eingebauten Zustand der ra dialen Richtung R. Die Schlitze 105 sind idealerweise paral lel zu den Feldlinien des magnetischen Hauptflusses H ange ordnet, um diesen nicht zu behindern, da eine solche Behinde rung zu einer Reduzierung der Leistungsdichte führen würde. Typischerweise werden die Schlitze 105 parallel zueinander sowie parallel zur A-R-Ebene angeordnet, d.h. ihre Erstre ckung r in der R-Richtung ist wesentlich größer als ihre Er streckung bzw. Dicke d in der U-Richtung. Vorzugsweise ist die Erstreckung r derart gewählt, dass die Schlitze 105 von der Oberfläche 01 über den ersten Abschnitt 101 hinaus bis in den dritten Abschnitt 103 reichen. Die Erstreckung a in der axialen Richtung A entspricht der axialen Erstreckung derje nigen Blechlage 21 des Statorzahns 100, in dem der jeweilige Schlitz 105 ausgebildet ist, d.h. der Dicke a dieser Blechla ge 21.

Die Schlitze 105 haben prinzipiell die gleiche Wirkung wie die Isolierschichten 22, nämlich eine jeweilige Unterbrechung von Strompfaden entsprechender Wirbelströme. Aufgrund der be- sonderen Anordnung und Orientierung der Schlitze 105 wird insbesondere eine tangentiale Komponente des ansonsten insbe sondere vom Streufeld S in der jeweiligen Blechlage 21 ausge lösten Wirbelstroms W, der noch in FIG 3 dargestellt wurde, unterbunden .

In der FIG 4 sind entlang der Erstreckung des Statorzahns 100 in der Umfangsrichtung U rein exemplarisch und der Übersicht lichkeit wegen lediglich fünf Schlitze 105 vorgesehen. In der Praxis könnten bei einer Zahnbreit u=10mm möglicherweise bspw. 10 Schlitze vorgesehen sein. Bei der Entscheidung zur Anzahl der wirbelstrombegrenzenden Schlitze 105 in dieser Richtung U ist einerseits zu berücksichtigen, dass mit stei gender Anzahl von Schlitzen 105, d.h. mit kleiner werdendem Bereich senkrecht zum Streufeld S, in dem sich Wirbelströme ausbilden können, die Reduktion der Wirbelstromverluste ver bessert wird. Andererseits erweist sich eine zu hohe Anzahl von Schlitzen 105 in der jeweiligen Blechlage 21 als Nach teil, da sich im verbleibenden, entsprechend der höheren An zahl reduzierten Blechvolumen eine höhere Sättigung ein stellt .

Bezüglich der Anzahl der Schlitze 105 in einer Blechlage 21 kann bspw. von 10 Schlitzen pro cm in der U-Richtung ausge gangen werden. Grundsätzlich ist anzustreben, dass die Dicke d der Schlitze 105 in der U-Richtung möglichst gering gewählt wird, bspw. d=0,lmm. Die Schlitze 105 können für einen typi schen Statorzahn 105 mit einer Nuttiefe n=15mm und einer tan gentialen Erstreckung u insbesondere des dritten Bereichs 103 von u=10mm bspw. derart dimensioniert und typischerweise in U-Richtung gleichverteilt angeordnet sein, dass für die Tiefe r der Schlitze 105 in R-Richtung gilt r=7mm. Vorteilhafter weise wird die Schlitztiefe r in Hinblick auf die Nuttiefe n derart gewählt, dass gilt 1/3 < r/n < 1/2, da in diesen Be reichen bzw. den entsprechenden Abschnitten 101, 103 des

Statorzahns 100 mit den stärksten Streufeldern zu rechnen ist . Es können zwar, müssen aber nicht zwangsläufig in jeder

Blechlage 21 Schlitze vorgesehen sein. Die Schlitze 105 sind jedoch zumindest in den beiden den jeweiligen Statorzahn 100 in der axialen Richtung A begrenzenden Blechlagen 21/1 und 21/N vorgesehen, d.h. in der ersten Blechlage 21/1 sowie in der letzten Blechlage 21/N und damit jeweils in unmittelbarer Nähe der Stirnbereiche ST1, ST2 der Maschine 1 bzw. des Sta tors 20, da der Einfluss des Streufeldes S in diesen axial äußeren Blechlagen 21/1, 21/N maximal ist. Die FIG 5 zeigt eine entsprechende Ausbildung und speziell den in FIG 4 mit „V" angedeuteten Schnitt in der R-A-Ebene und damit den Blick in der Umfangsrichtung U am Ort eines der Schlitze 105. Wie dort deutlich wird, sind in dieser Ausführung lediglich die axial äußeren Blechlagen 21/1, 21/N derart mit Schlitzen 105 versehen, dass sich die in FIG 4 dargestellte Schlitzanord nung ergibt. Es sei erwähnt, dass sich die Schlitze 105 beim sog. Verbacken der Blechlagen 21 mit dem oben exemplarisch erwähnten Backlack typischerweise mit dem Backlack füllen werden. Dies ist in den FIG jedoch nicht dargestellt.

Bei der Festlegung der Gesamtzahl K der mit Schlitzen 105 versehenen Blechlagen 21 kann die Breite a des jeweiligen Zahns 100 in axialer Richtung A als Anhaltspunkt dienen. Eine Optimierung ist bspw. im Rahmen einer 3D-FEM Simulation mög lich, wobei bspw. angestrebt werden kann, den besten Wir kungsgrad bzw. die beste Wellenleistung bei gegebener Ober grenze für die lokale Verlustleistung zu erzielen. Wie oben bereits angemerkt, ist der Einfluss der Streufeldes S in den Stirnbereichen ST1, ST2 des Stators 20 und damit in den dort gelegenen, den Statorzahn 100 in axialer Richtung A begren zenden Blechlagen 21/1, 21/N am stärksten bzw. in den in axi aler Richtung A mittig im Statorzahn 100 liegenden Blechlagen 21m am schwächsten. In den FIG 4, 5 sind rein exemplarisch M=3 derartige „mittige" Blechlagen 21m gekennzeichnet. Es sei erwähnt, dass je nachdem, ob die Gesamtzahl N der Blechlagen 21 gerade oder ungerade ist, ist auch die Anzahl M der „mit tigen" Blechlagen 21m gerade oder ungerade. Bspw. für den Fall, dass die Gesamtzahl N der Blechlagen 21 anders als in den FIG 2, 5, 6 geradzahlig mit N>2 ist, würde auch die An zahl M der „mittigen" Blechlagen 21m geradzahlig sein mit M>2.

Aufgrund des in Richtung der Zahnmitte bzw. der dort angeord neten mittigen Blechlagen 21m signifikant abnehmenden Ein flusses des Streufeldes S ist es nicht notwendig, in allen Blechlagen 21 Schlitze 105 vorzusehen. Insbesondere ist es nicht notwendig, in den in axialer Richtung A in der Mitte des Statorzahns 100 liegenden Blechlagen 21m Schlitze vorzu sehen. Die FIG 6 zeigt ebenfalls exemplarisch den in FIG 4 mit „VI" markierten Schnitt in der R-A-Ebene und damit den Blick in der Umfangsrichtung U am Ort eines der Schlitze 105. Wie in FIG 6 deutlich wird, sind in dieser Ausführung -wie schon in FIG 5- die axial äußeren Blechlagen 21/1, 21/N ge schlitzt ausgeführt. Zusätzlich sind in FIG 6 auch die je weils in axialer Richtung A von außen, d.h. von den Stirnbe reichen ST1, ST2 aus gesehen zweiten und dritten Blechlagen 21d bzw. 21e geschlitzt ausgeführt. In der FIG 6 sind wiede rum exemplarisch und der Übersichtlichkeit wegen ausgehend von der jeweiligen Stirnseite ST1, ST2 nur die jeweils drei ersten Blechlagen 21/1, 21d bzw. 21/N, 21e geschlitzt ausge führt .

Allgemein lässt sich das so ausdrücken, dass von den axialen Stirnbereichen ST1, ST2 aus gesehen zumindest die jeweils erste Blechlage 21/1, 21/N, möglicherweise aber auch weitere Blechlagen 21d, 21e mit Schlitzen 105 versehen sind, wobei dies vorzugsweise derart ausgeführt wird, dass sich in der tangentialen Blickrichtung U ein symmetrisches Bild ergibt. D.h. es wird in axialer Richtung A gesehen auf beiden Seiten der mittigen Blechlagen 21m jeweils die gleiche Anzahl K/2 von geschlitzten Blechlagen 21/1 und ggf. 21d bzw. 21/N und ggf. 21e vorgesehen. Da entweder N und M geradzahlig oder aber N und M ungeradzahlig gewählt sind, kann dies über

K/2=(N-M)/2 ausgedrückt werden. Im Extremfall können sämtli che Blechlagen 21, d.h. die Blechlagen 21/1, 21/N, 21d, 21e, 21m, mit Schlitzen 105 versehen sein. In der Praxis kann bei der Festlegung der Gesamtzahl K der mit Schlitzen 105 versehenen Blechlagen 21 bspw. die Breite ls des Luftspalts 13 zwischen Stator 20 und Rotor 10 herange zogen werden. Dabei kann für die Anzahl K/2 der geschlitzten Bleche 21 pro Seite ST1, ST2 bspw. gelten

K/2 = Luftspaltbreite / Blechdicke = ls / (a/N) . Mit den oben genannten Parametern a/N=0,23mm und einem Luftspalt von bspw. ls=2mm ergibt sich also eine Anzahl K/2=9 geschlitzte Blech lagen auf jeder Seite ST1, ST2.

Die Schlitze 105 können bspw. bei der Fertigung der Blechla gen 21 per Laser-Schneiden eingebracht werden. Da diese Bear beitung negative Auswirkungen auf die magnetischen Eigen schaften im Randbereich der jeweiligen Schnittkanten haben kann, bietet es sich an, die Bleche 21 vor der

Weiterverarbeitung auszuglühen. Die Schlitzbreite dl könnte bspw. auf d=0,lmm gelasert werden. Dabei sollte thermischer Stress weitestgehend vermieden werden, um die magnetischen Eigenschaften des Blechs 21 erhalten zu können. Die Abstände d2 zwischen zwei benachbarten Schlitzen könnte bei einer Zahnbriete von bspw. a=10mm bei d2=0,5-l,0mm liegen.

Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass der in FIG 4 mit „II" bezeichnete, aber nicht an den Ort eines der Schlitze 105 gelegte Schnitt in der bereits erwähnten FIG 2 darge stellt ist und natürlich der tangentialen Sicht auf einen Statorzahn 100 entspricht, der keine Schlitze aufweist.

Die vorgestellte Lösung lässt sich auf alle Maschinen und Ak tuatoren übertragen, in denen magnetischer Fluss in geblech ten Eisen geführt wird und ein Stirnbereich ST1, ST2

vorhanden ist. Eine signifikante Reduktion der Stirnverluste um mehr als die Hälfte erscheint durch erste Auslegungsrech nungen möglich.

Die FIG 7 zeigt ein Luftfahrzeug 1000 mit einem elektrischen Antrieb 1100, wobei der Begriff „elektrischer Antrieb" auch einen hybrid-elektrischen Antrieb umfasst. Der Antrieb 1100 weist eine elektrische Maschine 1 ' auf, die wie die oben be schriebenen Maschine 1 ausgebildet ist und insbesondere die geschlitzten Statorzähne 100 aufweist (in FIG 7 nicht darge stellt) .

Die elektrische Maschine 1 ' wird hier als Elektromotor 1 ' be trieben und weist eine mit dem Rotor 10 drehfest verbundene Welle 30 auf. Die Welle 30 ist ihrerseits mit einem Propeller 1110 des Antriebs 1100 verbunden, so dass der Motor 1 im Be triebszustand den Propeller 1110 in bekannter Weise antreibt und so für Vortrieb für das Luftfahrzeug 1000 sorgt. Die elektrische Energie zum Betreiben des Elektromotors 1 ' wird bspw. aus einem elektrischen Energiespeicher 1120 zur Verfü gung gestellt und/oder wie im Folgenden beschrieben aus einem Generator 1 ' ' .

In einer weiter gehenden Ausführung weist der Antrieb 1100 eine weitere elektrische Maschine 1" auf, welche als Genera tor betrieben wird. Dieser Generator 1" ist ebenfalls wie die oben beschriebenen Maschine 1 ausgebildet und weist insbeson dere die geschlitzten Statorzähne 100 auf (in FIG 7 nicht dargestellt) . Der Generator 1" ist derart ausgebildet und in das Antriebssystem 1100 integriert, dass er elektrische Ener gie bspw. für den elektrischen Energiespeicher 1120 und/oder für den Elektromotor 1' liefert.

Es sei abschließend angemerkt, dass hier eine Ausführungsform der Stators 20 beschrieben wurde, bei der der Stator 20 im Wesentlichen aus den Statorzähnen 100 besteht. Dies ist le diglich exemplarisch gemeint. Es sind auch Statoren bekannt, die bspw. einen Statorring aufweisen, an dem die Statorzähne befestigt sind. Im Falle eines geblechten Stators sind dann nicht nur die Statorzähne sondern typischerweise auch der Ring geblecht ausgeführt.

Claims

Patentansprüche

1. Statorzahn (100) für einen Stator (20) einer elektrischen

Maschine (1, 1', 1"), wobei der Statorzahn (100) einen Zahn kopf (101), einen Zahnfuß (102) sowie einen in einer ersten Richtung R zwischen dem Zahnkopf (101) und dem Zahnfuß (102) gelegenen Zahnhals (103) aufweist, wobei im Zahnkopf (101) Schlitze (105) vorgesehen sind, welche sich vom Zahnkopf (101) aus in einer Richtung zum Zahnfuß (102) hin erstrecken und welche derart angeordnet und orientiert sind, dass von einem im Betrieb der elektrischen Maschine (1, 1', 1") im Be reich des Statorzahns (100) wirkenden magnetischen Streufeld S bewirkbare Wirbelstromkomponenten W zumindest reduziert werden .

2. Statorzahn (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Schlitze (105) von einer vom Zahnfuß (102) ab gewandten Oberfläche (01) des Zahnkopfes (101) im Wesentli chen in der ersten Richtung R zum Zahnfuß (102) hin erstre cken .

3. Statorzahn (100) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Schlitze (105) bis in den Zahnhals (103) hinein erstrecken .

4. Statorzahn (100) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils in der ersten Richtung R gesehen der Statorzahn (100) eine Nuttiefe n und die Schlitze (105) eine Schlitztie fe r aufweisen, wobei für das Verhältnis aus der Schlitztiefe r zur Nuttiefe n gilt: 1/3 < r/n < 1/2.

5. Statorzahn (100) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitze (105) derart orientiert sind, dass sie sich im in die elektrische Maschine (1, 1', 1") eingebauten Zu stand parallel zu den im Bereich der Schlitze (105) verlau fenden Feldlinien eines im Betrieb der elektrischen Maschine (1, 1', 1") auftretenden magnetischen Hauptflusses H erstre cken .

6. Statorzahn (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, wobei der Statorzahn (100) aus einer Vielzahl N von in einer zweiten Richtung A, welche insbesondere im Wesentlichen senkrecht zur ersten Richtung R steht, aufeinander gestapel ten, separaten Blechlagen (21) aufgebaut ist, wobei

- die Vielzahl N von Blechlagen (21) auf eine erste Gruppe Gl mit NI Blechlagen (21/1, 21d) , eine zweite Gruppe G2 mit N2 Blechlagen (21/N, 21e) und eine dritte Gruppe G3 mit N3 Blechlagen (21m) mit N1+N2+N3=N verteilt ist, wobei des Weiteren gilt N1>1, N2>1 und N3>0,

- die drei Gruppen Gl, G2, G3 derart aufeinander gestapelt sind, dass die dritte Gruppe G3 in der zweiten Richtung A gesehen zwischen der ersten Gruppe Gl und der zweiten Grup pe G2 angeordnet ist,

- die erste Gl Gruppe und die zweite Gruppe G2 vorzugsweise gleich viele Blechlagen aufweisen mit N1=N2 und

- jede Blechlage (21/1, 21/d) der ersten Gruppe Gl sowie jede Blechlage (21/N, 21e) der zweiten Gruppe G2 jeweils zumin dest einen der Schlitze (105) aufweist.

7. Statorzahn (100) nach Anspruch 6, wobei die erste Gruppe Gl und die zweite Gruppe G2 jeweils zumindest eine einzelne der Blechlagen (21/1, 21/N) aufweisen mit N1=N2=1, vorzugs weise aber jeweils mehrere Blechlagen (21/1, 21d, 21/N, 21e) umfassen mit N1>1 und N2>1.

8. Statorzahn (100) nach einem der Ansprüche 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass jede Blechlage (21/1, 21d) der ersten Gruppe Gl sowie jede Blechlage (21/N, 21e) der zweiten Gruppe G2 jeweils mehrere Schlitze (105) aufweist, wobei die Schlit ze (105) einer jeweiligen Blechlage (21/1, 21d, 21/N, 21e) in einer dritten Richtung U, die auf der ersten Richtung R sowie auf der zweiten Richtung A jeweils im Wesentlichen senkrecht steht, hintereinander angeordnet sind.

9. Statorzahn (100) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Blechlagen (21/1, 21d, 21/N, 21e) der ersten Gl und der zweiten Gruppe G2 derart geformt und die Schlitze (105) dort jeweils derart positioniert und angeordnet sind, dass die Blechlagen (21/1, 21d, 21/N, 21e) einer jeweiligen Gruppe Gl, G2 in der zweiten Richtung A gesehen deckungsgleich sind.

10. Elektrische Maschine (1, 1', 1"), aufweisend einen im We sentlichen kreis- oder ringförmigen Rotor (10) und einen im Wesentlichen kreis- oder ringförmigen Stator (20), wobei der Stator (20) eine Vielzahl von Statorzähnen (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist, welche in einer Um fangsrichtung U des Stators (20) gesehen derart hintereinan der angeordnet sind, dass

- der jeweilige Zahnfuß (102) an einem Ring des Stators (20) anliegt oder in den Ring integriert ist oder den Ring bil det,

- der jeweilige Zahnkopf (101) dem Rotor (10) zugewandt ist,

- die erste Richtung R einer radialen Richtung der elektri schen Maschine (1, 1', 1") entspricht,

- die zweite Richtung A einer axialen Richtung der elektri schen Maschine (1, 1', 1") entspricht,

- die dritte Richtung U der Umfangsrichtung U entspricht.

11. Elektrische Maschine (1, 1', 1") nach Anspruch 10, wobei jeder Statorzahn (100) eine auf den jeweiligen Zahnhals gewi ckelte Statorwicklung (200) aufweist, welche, sobald sie von elektrischem Strom durchflossen wird, einen magnetischen Hauptfluss H durch den Statorzahn (100) bewirkt, dadurch ge kennzeichnet, dass die Schlitze des Statorzahns (100) derart orientiert sind, dass sie parallel zu den Feldlinien des mag netischen Hauptflusses H verlaufen.

12. Elektrische Maschine (1, 1', 1") nach einem der Ansprüche 10 bis 11 und nach Anspruch 6, wobei

- zwischen dem Rotor (10) und dem Stator (20) ein Luftspalt (13) mit einer radialen Erstreckung ls ausgebildet ist und

- die Blechlagen (21) jeweils eine Dicke bd in der axialen Richtung A aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass für die Anzahlen NI, N2 von mit Schlitzen (105) versehenen Blechlagen (21/1, 21d, 21/N, 21e) der ersten Gl und der zweiten Gruppe G2 im Wesentlichen gilt Nl=N2=K/2=ls/bd.

13. Luftfahrzeug (1000) mit einem elektrischen oder hybrid elektrischen Antrieb (1100) umfassend eine oder mehrere elektrische Maschinen (1, 1', 1") nach einem der Ansprüche 10 bis 12.

14. Luftfahrzeug nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der elektrischen Maschinen (1, 1', 1") als Elektromotor (1') zum Antreiben eines Propellers (1110) des Luftfahrzeugs (1000) ausgebildet ist.

15. Luftfahrzeug nach einem der Ansprüche 13 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der elektrischen Maschi nen (1, 1', 1") als Generator (1") zum Bereitstellen von elektrischer Energie ausgebildet ist.