DE2724270A1

DE2724270A1 - Elektromotor

Info

Publication number: DE2724270A1
Application number: DE19772724270
Authority: DE
Inventors: Max E Lautner; Bernard J West
Original assignee: Gould Inc
Current assignee: Rmr Corp Elkton Md Us
Priority date: 1976-06-03
Filing date: 1977-05-28
Publication date: 1977-12-22
Also published as: GB1579552A; HK37882A; IT1078892B; CA1070745A; US4071787A

Description

DIPL-ING. HORST ROSE- DIPL-ING. PETER KOSEL PATENTANWÄLTE

3353 Bad Gandershelm, 27 .5.1977

Postfach 129

Hohenitof#fi 5

Telefon: (05382)2842

Telegramm-Adresse: Siedpatent Badgandershelm Gould Inc. Unsere Akten-Nr. 2687/2

Patentgesuch vom 27. Mai 1977

Gould Inc.

8550 West Bryn Mawr Drive

Chicago 111, V.St.A.

Elektromotor

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Spaltpol-Kleinoder Kleinstmotor mit einem zweiteiligen Stator, welcher einen ersten, aus Blechschichten aufgebauten (geblechten) Teil mit zwei einsttickigen und parallel in Abstand zueinander angeordneten, in gleicher Richtung vorspringenden Armen und einen zweiten, aus Blechschichten aufgebauten (geblechten), als verlängerter Polschuh dienenden Teil, der eng in einen rohrartigen Feldwicklungsträger mit einer darum herum gewickelten Feldwicklung hineinpaßt, aufweist, wobei jeder geblechte Teil eine Vielzahl von identisch ausgebildeten Blechschichten besitzt, welche alle die gleiche Dicke aufweisen und aufeinander gestapelt sind, um den jeweiligen Statorabschnitt zu bilden.

Sie betrifft also im allgemeinen zweiteilige Statoren, die aus geschichteten Blechen bestehen, wie z.B. Kerne und Statoren, wie sie für Transformatoren bzw. elektrische Klein-

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Bankkonto: Norddeutsche Landesbank. Filiale Bad Ganderthelm. Kto.-Nr.22.118.970 · Postscheckkonto: Hannover 88715 970

und Kleinstmotoren verwendet werden. Insbesondere bezieht sie sich auf einen aus Blechen aufgebauten Kern, der, da eine elektrische Wicklung auf ihn aufgebracht werden muß, aus zwei getrennten Teilen bestehen muß, die, sich einander ergänzend, zusammengebaut bzw. zusammen gesetzt werden, nachdem einer der Teile die elektrische Wicklung aufgenommen hat.

Bekannte Ausführungen sind durch Nachteile aufgefallen, welche eu überwinden Aufgabe dieser Erfindung ist. .Die bekannten Schritte beim Bau eines geblechten magnetischen Kerns aus einer Vielzahl von identischen, zweiteiligen Blechen sind folgende:

1) Unterteilen der zweiteiligen Bleche in zwei Stapel, wobei alle ersten Bleche in einem und alle zweiten in dem anderen Stapel aufgenommen sind,

2) Vernieten der Stapel miteinander zur Bildung starrer, aus Blechen geschichteter Teile , wobei eine andere Verbindungsart ebenfalls möglich ist,

3) Bewickeln eines Teiles mit der elektrischen Wicklung und

4) Zusammenfügen beider unter hohem Druck.

Obwohl die Pleche der beiden Teile oft gleichzeitig vom gleichen Metallstück gestanzt werden, gibt es nichts destoweniger Kantenverformungen und Grate, die sich gegenseitig derart stören, daß ein beachtlicher Druck aufgebracht werden euß, um die beiden Stapel der Blechschichtungen gegeneinander eu pressen, damit gesichert ist, daß dann, wenn die magnetischen Kernteile einmal montiert sind, diese sich nicht teilen bzw. auseinanderfallen. Die mit Graten versehenen oder verformten Kanten der Bleche sind während des Zusammenpressens der Grund dafür, daß eine Materialverschiebung bzw. -Verlagerung, Ausfressen (Scouring) genannt, stattfindet.

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Oft wird ein Ausfressen nur durch die hohen aufgebrachten Drücke erzeugt. Das Material, welches sich durch das Ausfressen verlagert, überbrückt oft aufeinander liegende Bleche und bildet Kurzschlüsse bzw. Querwege für den magnetischen Fluß, was unerwünschte Wirbelströme erzeugt; oder das verlagerte Material sammelt sich zwischen den beiden miteinander verbundenen bzw. montierten Teilen und verhindert eine Oberflächen- zu Oberflächenberührung an einigen Stellen, wobei sich hierdurch Luftspalte bilden, die natürlich einen magnetischen Widerstand in dem magnetischen Spalt erzeugen.

In gleicher Weise kann das Vernieten oder das Befestigen der beiden Teile oder Stapel miteinander einen ähnlichen magnetischen Widerstand und Wirbelströme in den Stapeln oder dem zusammengebauten Stator erzeugen.

Bei bestimmten elektrischen Klein- bzw. Kleinstmotoren besitzt der Stator einen Ringabschnitt und einen Feldkernabschnitt, welche beide aus Elechen zusammengesetzt sind, wobei der letztere gegenüber einer Seite des Ringabschnittes ' versetzt ist. Der Ringabschnitt besitzt eine kreisförmige ₍

Öffnung, innerhalb welcher sich der Rotor drehen kann, und \ zwei einstückige, im wesentlichen parallele Arme erstrecken sich von diesem aus zu einer Seite oder zum jinde hin. An dem Ende der Arme ist ein Polschuh, welcher von einer Feldwicklung umgeben sein kann,/aufgebracht, daß er mit jedem Ende an dem jeweiligen Arm in Verbindung steht. Die Arme der Polschuhe bilden den Kern des Stators.

Ehemals besaßen viele derartige Statoren an den Innenseiten der Armenden einevfgeradflankigen Rücksprung, in den ein jeweiliges Ende eines geradflankigen Kernstückes (corepiece) eingepreßt war, nachdem eine Wicklungsspule mit einer Feldspulenwicklung darum herumgewickelt worden war, wobei das Kernstück durch eine Öffnung durch die Trommel der

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λλ

Spule verlief. Die Kernstückenden und die zusammengehörigen Seiten der Armrücksprünge verliefen in einer geraden linie, wobei die Linien nach außen im gleichen spitzen Winkel zur Mittellinie des Stators verliefen. Sowohl die Ringabschnitte und die Arme als auch das Kernstück waren jeweils aus Blechen geschichtet und die einzelnen Bleche waren miteinander verbunden, bevor sie mittels Nieten oder in andere Weise miteinander montiert wurden.

Bei anderen bekannten Statoren besaßen die Armenden, die in vorspringenden, abgerundeten Abschnitten endeten, und die innenliegenden Enden des Kernstückes zusammengehörige abgerundete Rücksprünge, in die die vorspringenden Armteile eingepresst wurden, nachdem eine Feldwicklung, die auf einem Spulenkörper aufgewickelt war, um das Kernstück herum montiert war. In beiden Fällen trat ein Ausfressen auf, wenn die Armstückenden mit den Kernstückenden zusammengepresst wurden.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Kachteile der bekannten Statoren zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Enden der Arme des ersten Teiles jeweils entlang einer stetigen Perührungslinie quer dazu endigen, daß die Jinden des als Polschuh dienenden Teiles unterhalb des Feldwicklungsträgeisverlaufen und je eine stetige Berührungslinie aufweisen, die umgekehrt ähnlich und komplementär zur Berührungslinie des zugehörigen Armes ist, um damit entlang der gesamten Berührungslinie zusammen zu passen, daß jede Eertihrungslinie für jeden Arm und dessen korrespondierendes Polschuhende auf einer linie liegt, die stetig seitwärts und beeogen auf den Arm nach außen in einem Winkel zur Bertihrungslinie zwischen dem äußeren Arm und seinem zugehörigen Polschuhende verläuft, wodurch eine Berührung

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zwischen jedem Arm und seinem zugehörigen Polschuhende gleichzeitig entlang der gesamten 3erührungslinie erzeugt wird, wenn die Polschuhenden gegen die Arme in einer Richtung bewegt und gedruckt werden, die diametral entgegengesetzt zu der Richtung verläuft, in der sich die Arme erstrecken, und daß jeder Arm und sein zugehöriges Polschuhende miteinander am äußeren Ende ihrer Berührungslinie verschweißt sind, wobei sich die Schweißnaht quer über die Kanten der Blechschichtungen beider Teile erstreckt bzw. verläuft, um die Blechschichtungen beider Teile ebenso wie die Teile selbst miteinander bzw. aneinander zu befestigen.

Bei dem Stator gemäß der Erfindung, der für einen Spaltpolmotor gebaut ist, besitzt der Stator einen Ringabschnitt, der die entgegengesetzten Pole des Stators bildet. Der Ringabschnitt besitzt zwei voneinander entfernte parallele Arme, die einstückig an dem Ringabschnitt angeformt sind, von dem Ringabschnitt vorspringen und jeweils mit einem entgegengesetzten Pol des Stators verbunden sind. Die Arme bilden einen Teil des Feldkernabschnitts und können mit dem anderen Feldwicklungsabschnitt , dem Kernstückteil, verbunden werden, nachdem der letztere Teil in ein Loch eingesetzt worden ist, welches axial zur Trommel oder zur Spindel oder zum Mittelabschnitt einer Spule verläuft,und nachdem die Wicklung auf die Spule aufgewickelt worden ist.

Der Ringabschnitt, welcher die Spaltpolwicklung und die einstückigen Armteile trägt, und der Kernstückteil sind beide aus Blechen geschichtet. Anstatt den Ringabschnitt sowie die einstückigen Armabschnitte durch Pressen so mit den Kernstückenden zu verbinden, daß sie sich gegenseitig halten, wie es normalerweise bei den bekannten Statoren der Fall ist, schlägt die jSrfindung das Verschweißen der Armenden des einen Teiles mit den Kernstückenden des anderen

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Teiles entlang eines stetigen Laschenstoßes (strip weld) quer zu den Kanten der Blechschichtungen an den äußeren Enden einer Linie vor, entlang derer jeder Arm an seinem jeweiligen Ende des Kernstückes anliegt. Dieser Laschenstoß verbindet nicht nur das Armende mit seinem jeweiligen Kernstückende, sondern verbindet auch die Bleche eines jeden Teiles miteinander.

Um die Blechschichtungen des Ringabschnittes und ihrer einstückigen Arme miteinander in geeigneter Ausrichtung vor dem Schweißen zu halten, wird auf die in einer geeigneten Spannvorrichtung oder Haltevorrichtung angeordneten Bleche Druck aufgebracht. Die Spaltpolwicklungen, welche an dem Ringabschnitt anmontiert und geformt und angeschweißt worden sind, sind gegen die äußeren Blechschichtungen des Ringabschnittes gedrückt und halten so die Blechschichtungen in montierter Lage zusammen, nachdem sie aus der Haltevorrichtung entnommen worden sind.

Nachdem die Wicklungsspule bewickelt und das montierte Kernstück in das axiale Loch bzw. die axiale Ausnehmung durch sie hindurch eingesetzt worden sind, werden die Kernstückblechschichtungen miteinander von der Wicklungsspule zusammen-gehalten und werden -zusammengehalten in montierter Lage in einer anderen geeigneten Haltevorrichtung- gegen die zugehörigen Abschnitte der Arme gedrückt. Die Kernstückenden verlaufen unterhalb der iSnden der Vi'icklungsspule und ein geeigneter Druck kann auf die Arme und die zugehörigen Kernstückenden innerhalb der Haltevorrichtung aufgebracht werden, während die Schweißungen durchgeführt werden.

Man hat herausgefunden, daß die Statorarme und die üinden des Kernstückes mit einer geeigneten Berührungslinie zwischen den Armenden und den Kernstückenden ausgebildet

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sein können, so daß eine sichere Berührung zwischen den Armen und den zugehörigen Kernstückenden vor dem Schweißen mittels minimalen Druckes erzielt werden kann, typischerweise mit 50 lbs ( ίΞ 220 N ), ohne daß man die einzelnen Teile zusammenpressen und miteinander verriegeln bzw. verklemmen muß.

Jedes Armende ist mit einer Eerührungslinie versehen, welche mit einer umgekehrt ähnlichen und komplementären Beriihrungslinie auf seinem entsprechenden Polschuhende in Eingriff steht. Dort, wo die Berührungslinie zwischen dem Armende und dem Polschuhende gebogen oder teilweise gekrümmt ist, besitzt der Endabschnitt eines Teiles notwendigerweise einen Vorsprung und der Endabschnitt des anderen Teiles eine komplementäre gekrümmte Ausnehmung. Wenigstens ein Ende des Polschuhabschnittes darf nicht breiter sein, gemessen in Längsrichtung des Motors, als der mittlere Abschnitt des Polschuhes, welcher in die axiale Spulenöffnung eingreift, so daß der Polschuh in die Öffnung (-eingesetzt werden kann. Bei der Wahl der eerührungslinie ist, wenn sie gekrümmt ist, dafür Sorge zu tragen, daß gesichert ist, daß der gekrümmte Abschnitt der Ausnehmung, gegen den der gekrümmte vorspringende Abschnitt des anderen Teiles angelegt wird, stetig gebogen ist und offen ist, um eine Öffnung zu bilden, in die der Vorsprung eingesetzt werden kann, ohne daß eine Berührung erfolgt, bis die endgültige Berührung entlang der gesamten Berührungslinie hergestellt ist.

V/o die Berührungslinie einen geraden Abschnitt aufweist, ist Sorge dafür zu tragen, daß der gerade Abschnitt in einem Winkel zwischen 5° und 90° zu der Richtung liegt, in der die Arme von dem Ringabschnitt vorspringen, so daß eine Berührung entlang der Berührungslinie solange verhindert wird, bis die Berührung entlang der gesamten Berührungslinie hergestellt ist. Auf diese V.'eise wird ein Ausfressen verhindert und eine Berührung zwischen den beiden Teilen

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entlang der gesamten Berührungslinie mit minimalen, auf die Teile aufgebrachten Druck erzeugt.

Die Erfindung schafft also einen zweiteiligen geblechten Stator, welcher einen Ringabschnitt, welcher Spaltpolwicklungen trägt, und ein Paar von voneinander entfernten parallelen Armen aufweist, die vom Ringabschnitt aus vorspringen, wobei jedes Armende mit einem Kernstückende verschweißt werden kann; das Kernstück kann in eine axial verlaufende Öffnung in einer Spule eingesetzt werden, auf welche eine Wicklung aufgewickelt ist. Jedes Armende und jedes Polschuhende ist so geformt, daß es eine komplementäre Berührungslinie aufweist, die eine solche Form besitzt, daß eine Berührung über die ganze Linie ohne Hindernis oder Beeinträchtigung erzielt wird, wenn das Kernstück, welches die bewickelte Spule trägt, und die Armenden in entgegengesetzter Richtung parallel zu der Linie, in der die Arme vorspringen, zusammen-gepreßt werden. Die beiden Teile und die Blechschichtungen jedes Teiles werden dann entlang eines Laschenstoßes \verschweißt, welcher quer über die äußere Kante der jilechschichtungen am äußeren JSnde der Berührungslinie jedes Armes und jedes Polschuhendes verläuft.

Anhand der Zeichnung, die einige Ausführungsbeispiele der Erfindung zeigt, sollen die Erfindung selbst, weitere Ausgestaltungen, sowie weitere Vorteile näher erläutert und beschrieben v/erden.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines jSlektromotores

gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine Seitenkantenansicht,bei der die

einzelnen Teile gegenüber der Fig. 1 um 90° verdreht und bestimmte Teile nur teilweise dargestellt sind, „

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Fig. 3 eine Seitenansicht des Stators und der

Feldwicklung im zusammengebauten Zustand

für den Motor nach Fig. 1, wobei die Teile um 180° verglichen mit der Darstellung gemäß der Fig. 1 gedreht sind,

Fig. 4 eine Seitenansicht der Teile gemäß Fig. 3,

um 90 gedreht,

Fig. 5 eine perspektivische Teilansicht eines

Motors gemäß dem Stand der Technik, welcher die Pressverbindung zwischen einem Statorarm und einem iäide des benachbarten Polschuhs zeigt,

Fig. 6 eine Teil-Seitenansicht eines anderen

Motors gemäß dem Stand der Technik, mit Darstellung einer ähnlichen Pressverbindung und

Fig. 7 bis 12 Teil-Ansichten ähnlich dem unteren Bereich der Fig. 1, wobei jede Fig. einen

Elektromotor zeigt, der einen kombinierten,

en
aus Blech/ gebildeten Statorringabschnitt

und einstückige parallele Armabschnitte, eine Feldwicklung ähnlich der, die in den Fig. 1 bis 7 gezeigt ist, und einen damit zusammen-arbeitenden geblechten Polschuh aufweist, wobei jedes Armende und jedes Polschuhende miteinander entlang stetiger Linien verbunden werden können, an deren äußeren Enden die jeweiligen Blechschichten miteinander mittels einer kontinuierlichen Schweißung verbunden sind, wobei die Schweißung quer zu den äußeren Kanten der Bleche verläuft.

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Es wird nun Bezug genommen auf die Fig. 1 und 2. Dort ist ein kleiner elektrischer Spaltpolmotor 10 kleiner oder kleinster Leistung dargestellt, der einen Rotor 11 aufweist, welcher auf einer Welle montiert ist, die mit der Bezugsziffer 12 bezeichnet teilweise in der Fig. 2 zu sehen ist. Der Rotor 11, ein Rotor in Art eines Kurzschlußmotor-Induktionsrotors (sqirrel cage induction type) mit geeignten, nicht weiter dargestellten Wicklungen rotiert innerhalb einer Öffnung 13 in einem Stator 14, wobei der Abschnitt des Stators um die Öffnung 13 herum von dem Ringabschnitt 15 des Stators begrenzt ist.

Die Welle 12 auf jeder Seite des Rotors 11 ist in lagern (nicht weiter dargestellt) gelagert, welche auf Lagerträgern 16 und 17 aufmontiert sind, welch letztere mittels durch geeignete Löcher 19 im Stator verlaufende Bolzen 18 befestigt sind, wobei der Stator so angeordnet ist, daß der Rotor in geeigneter Weise von seiner Öffnung 13 entfernt liegt.
Es wird nunmehr Bezug genommen auf die Fig.¹ 3 und 4.

Man erkennt, daß der Stator 14 den Ringabschnitt 15 um die öffnung 13 und Statorarmabschnitte 20 und 21, kurz Statorarme 20 und 21 genannt, aufweist, welche letztere einstückig \ an dem Ringabschnitt 15 angeformt sind, jedoch Teile des Feldkernabschnittes entlang des Polschuhabschnittes 22 j

bilden, welcher in eine rechteckige Öffnung durch die Spule j oder den Wicklungsträger 23 eingesetzt ist, auf dem die Feldwicklung 24 aufgewickelt ist. i

Der Ringabschnitt 15 und die daran einstückig angeformten Arme 20 und 21 und der Polschuh 22 sind, wie in den Fig.

2 und 4 dargestellt, aus Blechen geschichtet, wobei die '

Blechschichtungen 25 und 26 aneinander angrenzen, jedoch nicht mit letzteren benachbarten Blechschichtungen ein

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Stück bilden, wie dies normalerweise in solchen Statorkernteilen zur Erzeugung eines magnetischen FlusSes in jeder Riechschicht der Fall ist.

Spajtpolwicklungen 27 aus Kupfer in angepaßten Nuten durch die Kanten der Blechschichtungen 25 teilen den Stator-Ringabschnitt 15 in diametral gegenüberliegende Pole 2b und 29, wobei der Arm 21 ein Teil mit dem ersten und der Arm 20 ein Teil mit an dem letzteren Pol bildet. Es ist festzuhalten, daß die Löcher 19 für die Bolzen 1b größer sind als die Bolzen selbst, damit ringförmige Vorsprünge von den Lagerträgern 16 und 17 aus zur exakten räumlichen Zuordnung der Lagerträger zu der Öffnung 13 nach einwärts vorspringen können.

Der Feldwicklungsträger oder der Feldwicklungsspulenkörper 23 hat eine zentral angeordnete rechteckige Ausnehmung durch seine Spule (nicht dargestellt), durch welche der Polschuh eingesetzt wird, wie dargestellt, bevor der Polschuh an die Arme 21 und 22 anmontiert wird, wobei der Spulenkörper Endflansche 30 und 31 aufweist und die Windungen der Feldwicklung aus dünnem Draht mit einem darum herum gewickelten, aufgeklebten Blatt aus schützendem Material bei 24 abgedeckt sind. Jeder Flansch 30 und 31 trägt einen einstückigen ringartigen bzw. rohrartigen Vorsprung 32, in dem isolierte Zuführungsdrähte 33 befestigt werden können, nachdem sie mit den Enddrähten der Spulenwicklung verbunden worden sind, wie es normalerweise bei solchen Spulenkörpern der Fäll ist.

Die Arme 20 und 21 besitzen jeweils einen Rücksprung, der bei 35 mit einer geraden Flanke versehen ist und nach einwärts weist, wobei die geraden Flanken bzw. Seiten 35 eines jeden Armes abgewinkelt sind, um von der Mittelachse 36 des Stators im gleichen spitzen Winkel nach außen abzuweichen. Jedes Ende des Polschuhs besitzt ein gerades linde 37,

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welches von der Mittelachse 36 um den gleichen Winkel wie die Seiten bzw. die geraden Flanken 35 des Rücksprungs an den Armen 20 und 21 abweichend abgewinkelt ist, so daß die Enden 37 des Polschuhes mit den geradflankigen Rticksprüngen 35 zusammenpassen. Die andere Seite 38 jedes Riicksprunges ist so angeordnet, daß die äußeren jinden der Rücksprünge und der geradflankigen Enden des Polschuhes bei 39, 39 abschließen.

Es ist klar, daß der Stapel aus ausgewählten Blechen 25 zuerst aufeinander geschichtet und daß die Spaltpolwicklungen 27, 27 angebracht und mittels Schweißen wie dargestellt, befestigt werden. Dann werden die verbundenen Blechschichtungen in einer Spannvorrichtung oder Haltevorrichtung festgehalten, welche ihre oberen und seitlichen Kanten und ihre unteren Enden vertikal zur Zeichenebene gemäß Fig. 4 ausrichtet, und dann wird auf die oberen und unteren Flächen des Stapels, wie zu sehenjin der Fig. 3_f Druck aufgebracht, und zwar in der Richtung, die senkrecht zur Zeichenebene verläuft, um die Spaltpolwicklungen gegen die äußeren 31echschichtungen des Stapels zu pressen. Dies hält die Blechschichtungen 15 in ihrer richtigen Lage für den nächsten Schritt.

Die Blechschichtungen 26 des Polschuhs 22 werden dann aufeinander gestapelt und in ähnlicher Weise in einem vertikal ausgerichteten Stapel gegeneinander bzw. zueinander ausgerichtet. Der nunmehr bewickelte Spulenkörper wird dann auf den Stapel der zueinander ausgerichteten Blechschichtungen aufgeschoben, wobei er die Bleche in montierter Lage zueinander festhält.

Die gleiche Haltevorrichtung oder auch eine andere, mit der die Oberkante und die Seiten der Blechschichtungen 25 in vertikaler Richtung ausgerichtet werden, wird dann dazu benutzt, die Blechschichtungen 25 an Ort und Stelle zu halten,

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während auf den Stapel der Blechschichtungen 26 in der Richtung, die durch die Pfeile 40 in der Fig. 3 dargestellt sind, eine Kraft aufgebracht wird und während die Kräfte in entgegengesetzte Richtung, die senkrecht zur Zeichenebene verläuft, an den strichliert gezeichneten Flächen mit der Bezugsziffer 41 der Fig. 3 aufgebracht werden, um die beiden Stapel der Bleche vertikal zueinander ausgerichtet zu halten.

Um die beiden Blechstapel 25 und 26 miteinander zu verbinden, wird über die äußeren Kanten der Bleche an ihrem Stoßpunkt eine Schweißnaht 39, 39 aufgebracht, indem man einenSchweißlichtbogen oder eine Schweißflamme entlang der äußeren Kanten der Bleche wandern läßt, um das Metall entlang einer kontinuierlichen streifenartigen Schweißnaht (Laschenstoß), wie dargestellt, aufzuschmelzen. Andere Befestigungsmittel werden dann nicht mehr gebraucht.

In der Fig. 5 ist eine ähnliche bekannte Verbindung zwischen einem Statorarm 2O₁ und einem Polschuhende 22.. teilweise dargestellt. Der Arm 20.. ebenso wie sein gegenüber-liegender Arm 22₁ (nicht gezeigt) istjmit einem nach außen vorspringenden gebogenen Vorsprung 44 versehen, wobei der Vorsprung eine relativ lange Seitenkante 45 aufweist, die im allgemeinen parallel zu den Pfeilen 46, 46 verläuft, welche die Richtung darstellen, in der eine Preßkraft zur Verbindung der aus Blechen geschichteten Stapel 20 und 22 aufgebracht wird.

Die andere Seite des Vorsprunges 44 besitzt eine relativ lange gerade Seitenfläche 47, welche in einer relativ kurzen ebenfalls geraden Seite 4ö endet, welche in einer Richtung verläuft, die im allgemeinen parallel zur Seite 45 ist. Die Blechschichtungen des Stapels 20 werden miteinander mittels Nieten verbunden, von denen eine bei 49 gezeigt ist, und die Bleche des Stapel 22 werden in ähnlicherweise mittels

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Nieten miteinander verbunden, von denen eine teilweise bei 50 dargestellt ist.

Es ist dargelegt, daß neben dem nachteiligen Verbinden der Stapel mittels Nieten bei 49 und 50 (wenn eine Kraft in die Richtungen der entgegengesetzt verlaufenden Pfeile aufgebracht ist) ein nachteiliges Ausfressen (scouring) an der Seite 48 entsteht, während die Seite 4Ö mit ihrer zugehörigen Seite mit dem im Polschuh 22 gebildeten Rücksprung und die parallele andere Seite mit ihrer zugehörigen Seite des Rücksprungs in Eingriff gelangen.

Diese Preßverbindung ist dargestellt und beschrieben in den US-PS 3 443 137 (Mc Elroy, ausgegeben am 6.Mai 1969) in welcher Anordnung der Druck, dargestellt durch Pfeile 46,46 oben, reduziert wurde auf ungefähr 2 tons, ausgehend von einem Druck von ungefähr 4 tons, wie er bei den Verbindungen gemäß dem Stand der Technik erforderlich war.

In der Fig. 6 ist eine andere bekannte Verbindung zwischen einem Statorarm 21₂ und einem Polschuh 22p teilweise dargestellt, wobei sowohl der Statorarm als auch der Polschuh geblecht bzw. aus Blechschichtungen hergestellt ist. Es ist festzuhalten, daß die Blechschichtungen des Statorarms 21p miteinander zusammengehalten sind von einer Schweißnaht bei 51 über die Kanten der Schichtungen. Der Arm 21p ist mit einem Rücksprung 52 versehen, welcher eine gerade Kante besitzt, und der Polschuh 22₂ besitzt ebenfalls gerade Seitenenden bei 53. Sowohl die gerade Seite des Rücksprunges und das zugehörige geradflankige Ende 53 des Polschuhes sind um einen kleinen Winkel zur Mittelachse des Stators abgewinkelt, jedoch erweitern sich die Linien nach außen, wie dargestellt.

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Dies erfordert, daß der Druck zur Anpassung bzw. Verbindung von Polschuh und Armen in entgegengesetzten Richtungen aufgebracht werden muß, die senkrecht zur Zeichenebene in der Fig. 6 verlaufen. Dies erfordert einen hohen Druck im wesentlichen gleich dem, der auf 4 tons in der o.g. US-PS geschätzt wird, mit der Folge der Gefahr eines Ausfressens.

Durch Aufbringen von Druck in der Richtung der Pfeile 40 in der Fig. 3 und durch das Vorsehen von sich erweiternden Eerührungslinien zwischen den Polschuhenden und den Seiten des Rücksprunges an den Armen, wie oben erfindungsgemäß dargestellt, wird der Anpreßdruck, der erforderlich wird, lediglich bei 50 lbs liegen und ein Ausfressen an den Eerührungslinien wird verhindert. Darüberhinaus werden Nieten nicht benötigt und ein Schweißen wird lediglich an zwei Stellen erforderlich; diese Stellen besitzen die Bezugsziffer 39,39.

Offensichtlich kann man die Kontageschritte zur Montage der Polschuhabschnitte und der Armabschnitte wie oben dargestellt auch dann befolgen, wobei auch die Polschuhenden mit den Armabschnittenden miteinander verbunden werden, wenn kein Rücksprung in den Armabschnitten vorgesehen ist, und wo in einigen Fällen die Linien, entlang derer die Pölschuhenden und die Armabschnittenden miteinander durch geringen Druck zusammengedrückt werden, keine geraden Linien, sondern gekrümmte Linien oder teilweise gerade und teilweise gekrümmte Linien sind.

In jeder der Fig. 7 bis 12 sind Armenden und Polschuhenden dargestellt, .iin Spulenkörper 23 für eine Spule 24 ist gezeichnet und in jeder Fig. ist die Lage eines Haltezapfens 41 strichliert dargestellt.

In der Fig. 7 ist kein Rücksprung in den Armabschnittenden vorgesehen, so daß der Rücksprung bei 3ö in der Fig. 3 für jeden Arm weggelassen ist und die gerade ßerührungs-

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linie zwischen den Armabschnittenden 55 und den Polschuhenden 56, 56 bei 57 in einer geraden linie von einer Armeeite zu der anderen und von einer Polschuhseite zur anderen verläuft, wobei die linien 57 unter einem Winkel von der Richtung abweichen, in der die Arme 55 von ihrem Ringabschnitt. 15 vorspringen, welcher zwischen 5° und 90° liegt.

In der Pig. 8 sind die linien 5ö, entlang derer sich die Armenden 59 und die Polschuhenden 60 berühren, gekrümmt; jedoch erweitern sie sich von einem Ende der Linie 58 zum anderen. Die Krümmung der linie 58 könnte selbstverständlich auch in der anderen Richtung verlaufen; jedoch äst die Krümmung der Linie 58 gemäß der Fig. 8 vorzuziehen, da sie mehr Platz für die Haltezapfen 41, die von dem Spulenkörper 23 entfernt liegen, läßt.

In der Fig. 9 berühren sich die Armenden 61 mit den Polschuhenden 62 in einer geraden Linie 63 an jedem Polschuhende, wobei die Linien 63 von der Richtung, in der sich die paraüfelenArme 61 von ihrem Ringabschnitt 15 erstrecken, aus in einem Winkel von 90° auseinander laufen bzw. von dieser abweichen. Bei jeder der oben beschriebenen drei Figuren ist festzuhalten, daß die jeweiligen Polschuhenden in einer in Längsrichtung verlaufenden Richtung nicht breiter sind als der Abschnitt des Polschuhs, welcher sich durch die axial durch die Spule des Spulenkörpers 23 verlaufende Ausnehmung erstreckt. In jeder der drei Figuren sind die jeweiligen Blechschichtungen der Armenden und diejenigen der Polschuhenden miteinander verbunden mittels einer Schweißnaht quer über die äußeren Kanten der Blechschichtungen an den äußeren ünden der jeweiligen Linien 57, 58 und 63 an einem Punkt, der mit der Bezugsziffer 64 in jeder Zeichnung dargestellt ist.

Bezugnehmend auf die Fig. 10 bis 12 wird es offensichtlich, daß es wünschenswert ist, die Polschuhenden mit den Armenden entlang solcher Linien miteinander zu verbinden,

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die an jedem Ende des Polschuhes unterschiedlich sind. Es wird ebenso klar, daß es wünschenswert ist, daß die linie, entlang derer ein Ende mit einem zugehörigen Polschuhende verbunden wird, einen Vorsprung an einem Ende aufweist, welches zu einem ähnlichen Rücksprung im Polschuhende gehört. Dies kann eine genauere Formung der geblechten Armenden und der zugehörigen Seite oder dem zugehörigen Ende des Polschuhendes erfordern, jedoch können die gleichen Prinzipien und Technologien, wie sie für die Armenden und Polschuhenden nach den Fig. 3, 7, 8 und 9 angewandt werden, benutzt werden.

In den Fig. 10 liegt das Armende 65 auf der rechten Seite der Figur an einem zugehörigen Polschuhende 66 entlang einer Linie 67 an, die von einer Seite zur anderen Seite hin ähnlich den linien 5ö der Fig. b gekrümmt ist. Die linie 67 ist eine stetig gebogene Krümmung von einer Seite zur anderen Seite des Armes 65, die kleiner ist als ein Halbkreis,,so daß die gekrümmte Linie des Rücksprungs in dem Polschuhende 66 stetig nach außen geöffnet ist, um an das gekrümmte Ende des Armes 65 angepaßt werden zu können, ohne großen Druck auf die beiden Teile zusammen aufbringen zu müssen.

Der Arm 68 auf der linken Seite der Fig. 10 liegt am linken Ende 69 des Polschuhes entlang einer Linie 70 an, die teilweise gerade und teilweise gekrümmt ist. Die geraden Teile der Linie 70 auf jeder Seite des Armes 6ö verlaufen im wesentlichen in einem Winkel von 90° zur Richtung, in der der Arm 68 sich erstreckt, und zwischen den geraden Teilen liegt ein gekrümmter Vorsprung 71, der in einen zugehörigen Rücksprung bzw. in eine zugehörige Ausnehmung an der Seite des Polschuhendes 69 hineinragt. Die Linien 72, 72, als Tangenten zu den Enden des gekrümmten Vorsprunges gezogen, wo letzterer in die geraden Abschnitte der Linie

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tibergeht, zeigen, daß der zugehörige gekrümmte Rücksprung im Ende 69 des Polschuhes um einen Winkel von der Linie, in der der Arm 68 vorspringt, abweicht, der größer ist als 5°, bezogen auf die Mittellinie 73 des Vorsprunges Der Riicksprung in dem Polschuhende 69 ist daher stetig offen ohne Einschnürung, was einen sehr kleinen Druck in Richtung der Pfeile 40 der Fig. 3 zur Folge hat, welcher erforderlich ist, das Ende 69 des Polschuhes in berührung mit dem Ende des Armes 6ö zu bringen. ν

Es wird nunmehr Bezug genommen auf die Fig. 11. Das äußere Ende 74 des links liegenden Armes endet in einer linie 75, welche teilweise gekrümmt und teilweise gerade und so mit einem Vorsprung 76 versehen ist, der sich nach unten von dem Arm 74 aus ähnlich wie der Vorsprung 71 von dem Arm 78 aus in der Fig. 10 erstreckt. Die Linien 77, die tangential zu den Enden des zugehörigen gekrümmten Rücksprungs in der Seite des Polschuhendes 78 gezogen sind, zeigen, daß der Rücksprung stetig offen ist, um mit einem minimalen erforderlichen Druck das Polschuhende 78 in Berührung mit den Armenden 74 zu bringen.

Das Armende 80 auf der rechten Seite der Fig. 11 besitzt einen Rücksprung entlang einer geraden linie 81, die nicht notwendigerweise im rechten Winkel zu der Linie verläuft, in der der Arm 80 vorspringt, und weiterhin einen Riicksprung entlang einer anderen geraden Linie 82, die in einem Winkel zur Linie Ö1 und in einem Winkel zur Richtung, in der der Arm 80 von dem Ringabschnitt 15 des Stators aus vorspringt, verläuft. Die Linie 82 verläuft im allgemeinen in Längsrichtung von dem Arm öO aus nach unten, jedoch nach außen zur rechten Seite des Armes 80 abgewinkelt, so daß ein minimaler Druck gegen den Arm 80 erforderlich

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wird, um das rechte Ende 83 des Polschuhes in volle Berührung mit der Linie 81 - 82 am Ende des Armes zu bringen. Es sei Bezug genommen auf die Fig. 12. Der Arm ö5, der auf der rechten Seite gezeigt ist, besitzt ein abgerundetes Ende und liegt in Berührung mit einer abgerundeten Mulde in der oberen Seite des rechten Endes 86 des Polschuhes, wobei die beiden Teile entlang einer kreisförmig gekrümmten Linie 87 ähnlich der Linie 67 in Fig. 10 miteinander in Eingriff stehen. Es ist festzuhalten, daß die gekrümmte Linie 87 kleiner ist als ein Halbkreisbogen, und daß die beiden Teile mit minimalen Druck in Richtung der Pfeile 40 in der Fig. 3 und mit minimalen Widerstand in entgegengesetzter Richtung zusammengebracht werden können.

Der Arm 88 auf der linken Seite in Fig. 12 besitzt einen Rücksprung, der dem Arm 85 gegenüberliegt und welcher durch eine kurze gerade Linie 89 und eine, längere gerade Linie gebildet ist, die ähnlich denen bei 38 - 37 sind, die in der Fig. 3 gezeigt sind, wobei sie gerade mit dem linken Ende 71 des Polschuhes in Eingriff stehen.

Bei jeder der Fig. 10 bis 12 sind die eiechschichtungen der Statorarme und die der Polschuhenden miteinander durch eine kontinuierliche Schweißnaht 72 entlang der Kanten der Blechschichtungen an den äußeren Enden der Linien 67, 70, 75, 82, 87 und 90 verbunden.

Es ist festzuhalten, daß die Enden 56, 60, 62, 66, 69, 7ö, 83, 86 und 91 in einer Richtung längs des Motors nicht breiter bemessen sind als der Abschnitt eines jeden Polschuhes, welcher durch die axial verlaufende Ausnehmung durch die Spule des Spulenkörpers 23 hindurchpaßt. Es ist jedoch offensichtlich, daß Vorsprünge, Höcker oder dergleichen wie die mit der Bezugsziffer 71 in der Fig. bezeichneten und mit 76 in der Fig. 11 bezeichneten nach oben in zugehörige Ausnehmungen in den Armenden 6d _„

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und 74 unterhalb der linie vorragen könnten, die unterhalb der axialen Ausnehmung durch den Spulenkörper verläuft, wenn die entgegengesetzten Enden 66 und ö3 der Polschuhe der Pig. 10 und 11 nicht dicker bemessen wären in einer Richtung, die sich in Längsrichtung zum Motor erstreckt, so daß die Blechschichtungen der Polschuhe in die axiale Ausnehmung durch den Spulenkörper 23 eingesetzt werden könnten. Die konstruktiven Ausbildungen der Polschuhenden, wie sie in den Fig. 7 bis 12 gezeichnet sind, können sicher stärker sein entsprechend den Lagen der Schweißnähte entlang der äußeren Kante der Blechschichtungen am Ende der Verbindungslinie zwischen den Statorarmen und den Polschuhenden. Die jeweilige Erweiterung der Ausnehmungsabschnitte der Perührungslinien zwischen den Statorarmabschnitten und den Polschuhabschnitten, wie sie gezeigt sind, ist wichtig zur Erzielung einer guten Berührung bei minimalen Druck in entgegengesetzten Richtungen, welche mit der Richtung fluchten, in welcher die Arme verlaufen.

Patentanwälte Dipl.-Ing. Horst Rose Dipl.-lng. Peter Kosel

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Claims

DIPL-ING. HORST ROSE DIPL-ING. PETER KOSEL PATENTANWÄLTE 3353 Bad Gandershelm, 27.5.1977 Postfach 129 HohenhofenS Telefon: 0)5382)2842 Telegramm-Adresse: Siedpatent Badgandershelm Unsere Akten-Nr. 2687/2 Gould Inc. Patentgesuch vom 27. Mai 1977 Ansprüche

1.j Elektrischer Spaltpol-Klein- oder Kleinstmotor mit einem zweiteiligen Stator, v/elcher einen ersten, aus Hlechschichten aufgebauten (geblechten) Teil mit zwei einstückigen und parallel in Abstand zueinander angeordneten, in gleicher Richtung vorspringenden Armen und einen zweiten, aus Blechschichten aufgebauten (geblechten), als verlängerter Polschuh dienenden Teil, der eng in einen rohrartigen Feldwicklungsträger mit einer darum herum gewickelten Feldwicklung hineinpaßt, aufweist, wobei jeder geblechte Teil eine Vielzahl von identisch ausgebildeten Blechschichten besitzt, welche alle die gleiche Dicke aufweisen und aufein-

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ander gestapelt sind, um den jeweiligen Statorabschnitt zu bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die iinden der Arme (20,21) des ersten Teiles (15,20,21) jeweils entlang einer stetigen Berührungslinie quer dazu endigen, daß die Enden des als Polschuh (22) dienenden Teiles unterhalb des Feldwicklungsträgers (23) verlaufen und je eine stetige Berührungslinie aufweisen, die umgekehrt ähnlich und komplementär zur Berührungslinie des zugehörigen Armes ist, um damit entlang der gesamten Berührungslinie zusammen zu passen, dass jede Berührungslinie für jeden Arm und dessen korrespondierendes Polschuhende auf einer Linie liegt, die stetig seitwärts und bezogen auf den Arm nach außen in einem Winkel zur Berührungslinie zwischen dem äußeren Arm und seinem zugehörigen Polschuhende verläuft, wodurch eine Berührung zwischen jedem Arm und seinem zugehörigen Polschuhende gleichzeitig entlang der gesamten Berührungslinie erzeugt wird, wenn die Polschuhenden gegen die Arme in einer Richtung bewegt und gedrückt werden, die diametral entgegengesetzt zu der Richtung verläuft, in der sich die Arme erstrecken, und daß jeder Arm und sein zugehöriges Polschuhende miteinander am äußeren linde ihrer Berührungslinie verschweißt sind, wobei sich die Schweißnaht quer über die Kanten der Blechschichtungen beider Teile erstreckt bzw. verläuft, um die Blechschichtungen

beider Teile ebenso wie die Teile selbst miteinander bzw. aneinander zu befestigen. _

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2. Stator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Berührungslinien (35, 57,63,t$2,90) zwischen einem Arm (20,21,55,61,65,βθ,ab) und seinem zugehörigen Polschuhende (22,56,62,ö3,91) gerade verläuft, wobei die gerade Berührungslinie unter einem Winkel zur Richtung, in der der Arm vorspringt, verläuft, welcher zwischen 5° bis 90° oezogen' auf die hichtung des Vorspringens liegt.

3. Stator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der 3erührungslinien (70,75) zwischen einem Arm (68,74) und einem zugehörigen Polschuhende (69^78) bogenförmig gekrümmt ist, daß eine gerade Linie durch die entgegengesetzten j£nden der Krümmung gezogen ist, welche unter einem Winkel zu der Richtung verläuft, in der der Arm vorspringt, welcher zwischen 5 bis 90° bezogen auf die Richtung des Vorspringens liegt.

4. Elektrischer Spaltpol-Klein- oder Kleinstmotor mit einem zweiteiligen Stator, welcher einen ersten, aus Blechschichten aufgebauten (geblechten) Teil mit zwei einstückigen und parallel in Abstand zueinander angeordneten, in gleicher Richtung vorspringenden Armen und eine zweiten, aus Blechschichten aufgebauten (geblechten); als verlängerter Polschuh dienenden

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Teil, der eng in einen rohrartigen Feldwicklungsträger mit einer darum herum gewickelten Feldwicklung hineinpaßt, aufweist, wobei jeder geblechte Teil eine Vielzahl von identisch ausgebildeten Blechsichten besitzt, welche alle die gleiche Dicke aufweisen und aufeinander gestapelt sind, um den jeweiligen Statorabschnitt zu bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Arme (20,21) des ersten Teiles (15,20,21) jeweils entlang einer stetigen Berührungslinie quer dazu endigen, daß die Enden des als Polschuh (22) dienenden Teiles unterhalb des Feldwicklungsträgers (23) verlaufen und je eine stetige Berührungslinie aufweisen, die umgekehrt ähnlich und komplementär zur Berührungslinie des zugehörigen Armes ist, um damit entlang der gesamten 3erührungslinie zusammen zu passen, daß jeder Arm und sein zugehöriges Polschuhende miteinander am äußeren Ende ihrer Berührungslinie verschweißt sind, wobei sich die Schweißnaht quer über die Kanten der Blechschichtungen beider Teile erstreckt bzw. verläuft, um die Blechschichtungen beider Teile ebenso wie die Teile selbst miteinander bzw. aneinander zu befestigen, und daß der Polschuhabschnitt wenigstens ein Ende aufweist, welches eine geringere Breite besitzt, die in Längsrichtung zum Motor gemessen ist, als der Polschuhabschnitt, der in dem ringförmigen Spulenträger (23) enthalten ist.

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5. Stator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Berührungslinie zwischen wenigstens einem jSnde und seinem korrespondierenden Polschuhabschnitt wenigstens einen Abschnitt aufweist, der gerade ist, wobei der gerade Abschnitt nach außen und seitlich zum Armabschnitt in einem Winkel zur Richtung verläuft, in der der Arm vorspringt, wobei der Winkel zwischen 5 und 90° beträgt.

6. Stator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Beriihrungslinie zwischen wenigstens einem Arm und seinem korrespondierendem Polschuhabschnitt wenigstens einen Teilbereich aufweist, der gerade ist, und einen anderen Teil, der gekrümmt ist, wobei der gerade Teil nach auswärts und seitlich zum Armabschnitt in einem Winkel zu der Richtung, in der der Arm vorspringt, verläuft, welcher zwischen 5° und 90° liegt, daß der gekrümmte Abschnitt bzw. Bereich einen Vorsprung von einem Teil bildet, und daß eine zugehörige Ausnehmung in dem anderen Teil in divergierenden Linien endet, welche tangential zu den jSnden des gekrümmten Teiles verlaufen, wobei jede divergierende tangierende Linie in einem Winkel zu der Richtung, in der der Arm vorspringt, verläuft, welcher zwischen 5° und 90° liegt.

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7. Stator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Berührungslinie zwischen wenigstens einem Arm und seinem korrespondierenden Polschuhabschnitt wenigstens einen Teilabschnitt aufweist, der gekrümmt ist, wobei der gekrümmte Abschnitt einen Vorsprung von einem Teil bildet, und eine zugehörige Ausnehmung in dem anderen Teil in divergierenden Linien endet, welche tangential zu den jjnden des gekrümmten Teils verlaufen, wobei jede divergierende tangentiale Linie in einem Winkel zur Richtung, in der der Arm vorspringt, verläuft, welcher zwischen 5° und 90° liegt.

8. Elektrischer Spaltpol-Klein-Motor mit einem zweiteiligen Stator, der einen ersten aus Blechschichten aufgebauten (geblechten) Teil, der zwei einstückige, parallele, voneinander entfernte, in gleicher Richtung vorspringende Arme aufweist, und einen verlängerten, aus Blechschichten aufgebauten (geblechten) Polschuh* der eng in eine_n rohrförmigen Feldwicklungsträger mit einer darum herumgewickelten Feldwicklung hinein paßt, besitzt, wobei jedes geblechte Teil eine Vielzahl von identischen, alle die gleiche Dicke aufweisenden und miteinander zur Bildung des jeweiligen Statorstückes aufeinander gestapelten Blechteilen besitzt, dadurch

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gekennzeichnet, daß die Arme des ersten Abschnittes jeweils einen Rücksprung an ihrem Ende aufweisen, der dem Riicksprung am anderen Arm gegenüberliegt, daß die Rücksprünge jeweils einf/Ranxe aufweisen, wobei die gerade Kante nach auswärts seitlich zum Arm in einem Winkel zu der Richtung divergiert, in der der Arm vorspringt, daß die Polschuhenden unterhalb des PeIdwicklungsträgers vorspringen und gerade sind und die gleiche länge wie die geraden Kanten des Rücksprunges aufweisen und nach außen in dem gleichen Winkel divergieren und in der gleichen Richtung wie die geraden Kanten der Rücksprünge voneinander entfernt sind, wobei die geraden Kanten und die Enden der beiden Stücke miteinander in Berührung stehen, wenn die Stücke gegeneinander gepreßt sind, und daß die Blechschichtungen beider Stücke und die Armenden und Polschuhenden miteinander mittels einer Schweißnaht verbunden sind, welche quer über die Kanten der ^lechschichtungen an den äußeren Enden der geraden Kanten der Rücksprünge und der geraden Kanten des Polschuhes verlaufen.

Patentanwälte Dipl.-lng. Horst Rose Dipl.-Ing. Peter Kosel

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