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WO2002075897A1 - Transversalflussmaschine, stator für eine transversalflussmaschine - Google Patents

Transversalflussmaschine, stator für eine transversalflussmaschine Download PDF

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Publication number
WO2002075897A1
WO2002075897A1 PCT/EP2002/001016 EP0201016W WO02075897A1 WO 2002075897 A1 WO2002075897 A1 WO 2002075897A1 EP 0201016 W EP0201016 W EP 0201016W WO 02075897 A1 WO02075897 A1 WO 02075897A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
stator
laminations
central axis
stator coil
transverse flux
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.)
Ceased
Application number
PCT/EP2002/001016
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas GRÜNDL
Bernhard Hoffmann
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.)
Compact Dynamics GmbH
Original Assignee
Compact Dynamics 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 Compact Dynamics GmbH filed Critical Compact Dynamics GmbH
Publication of WO2002075897A1 publication Critical patent/WO2002075897A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • 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
    • H02K1/14—Stator cores with salient poles
    • H02K1/145—Stator cores with salient poles having an annular coil, e.g. of the claw-pole type
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/12—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
    • H02K21/125—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets having an annular armature coil
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/12—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
    • H02K21/24—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets axially facing the armatures, e.g. hub-type cycle dynamos
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2201/00—Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to the magnetic circuits
    • H02K2201/12—Transversal flux machines

Definitions

  • the present invention relates to a transverse flux machine.
  • the invention relates to a stator for a transverse flux machine and a manufacturing method therefor.
  • An electrical machine is understood to mean both an electrical motor and an electrical generator.
  • transverse flux machines in which an annular stator coil is encompassed along its circumference by C-shaped stator laminated cores, with adjacent C-shaped stator laminated cores alternately directed radially inwards and outwards with their free ends of their legs.
  • the individual laminations joined to form the stator laminated cores are oriented radially.
  • DE 2843 384 C2 Such an arrangement is known from DE 2843 384 C2, in which the legs of C-shaped polar pieces are directed alternately radially inwards and outwards.
  • the individual pole pieces consist of radially layered material in the circumferential direction of the stator.
  • DE 2843 384 C2 provides for them to be displaced radially inwards and / or outwards.
  • DE 195 24 543 C2 discloses a permanent magnet excited transverse flux machine in which ring-shaped stator coils are formed by conductor rings.
  • the conductor rings are from
  • the stator bodies can be constructed from layered material, the material layers being layered tangentially on the outer circumference of the conductor ring.
  • the conductor rings are arranged parallel to one another concentrically with respect to a central axis, which coincides with the axis of rotation formed by a shaft of the rotor of this machine.
  • the rotor comprises permanent magnets arranged concentrically with respect to the axis of rotation or central axis, wherein in each case an annular structure of the rotor having permanent magnets is arranged between two conductor rings.
  • No. 3,855,486 discloses a stepper motor with stator windings of rectangular cross section arranged in a ring around a central rotor.
  • stator laminated cores are arranged on the three remaining surfaces of a stator winding.
  • the stator laminations which are designed as individual stator bodies, each comprise layered stator laminations, which are each arranged parallel to a corresponding surface of a stator winding. C-shaped stator laminations for the construction of stator laminated cores are not described there.
  • the invention teaches an electrical transverse flux machine of the type explained above, in which the individual laminations which are joined to form the stator laminated core are oriented at least in sections essentially tangentially or following the circumference of the stator coil.
  • the stator sheets have central sections oriented essentially parallel to the central axis of the stator coil, the stator sheets of adjacent stator sheet assemblies being alternately fastened to an inner or an outer tube.
  • the middle sections can also be of curvature or at least partially following the shape of the inner or outer tube, that is to say correspondingly convex or concave. This results in a more compact design in the radial direction.
  • At least one of the legs of the stator sheets protrudes at an angle of approximately 60 ° to approximately 160 ° from the central section oriented essentially parallel to the central axis.
  • At least one of the stator laminations is widened on at least one of its angularly projecting free end regions on at least one side opposite the central section oriented parallel to the central axis.
  • This configuration depending on the configuration of the widened section, permits a further appreciable increase in the efficiency of the transverse flux machine, since lower losses occur in the magnets of the rotor.
  • the transverse flux machine is stiffer in its running behavior without the widenings. A lateral widening of the angularly projecting free end areas is practically not possible with conventional, radially oriented sheets of the stator laminations.
  • the legs of adjacent stator laminations are preferably opposed by at least one of their end regions oriented essentially axially to the central axis, against a ring of alternating magnetic poles which are arranged on a rotor carrier.
  • the ring of alternating magnetic poles is preferably formed by permanent magnets made of rare earth magnets.
  • a transverse flux machine according to the invention is schematically illustrated in a longitudinal section.
  • FIG. 2 schematically illustrates an arrangement of the magnets of the rotor of the transverse flux machine according to the invention in a top view.
  • Fig. 3 the arrangement of the laminated cores of the stator of the transverse flux machine according to the invention is schematically illustrated in a plan view.
  • FIG. 4 schematically illustrates a top view of the laminations used to produce the laminated core of the stator of the transverse flux machine according to the invention.
  • FIG. 5 shows one of the laminated cores of the stator of the transverse flux machine according to the invention in a schematic perspective illustration.
  • a transverse flux machine according to the invention is shown with a housing 10, in which a stator 12 and a rotor 14 are accommodated arranged concentrically about a central axis M.
  • the stator 12 has a cylindrical center tube 16 which is surrounded concentrically by C-shaped stator laminations 18a, 18b.
  • adjacent stator laminations 18a, 18b are directed alternately with the free ends of their legs 20a, 20b radially inwards or outwards.
  • stator laminations 18a oriented radially inwards with their free legs 20a are fastened (for example riveted or screwed) to the inner wall of the housing 10 and the stator laminations 18b oriented radially outwards with their free legs 20b are the same on the outer wall of the central tube 16 Way attached.
  • the stator laminations 18a, 18b encompass an annular stator coil 22 along its circumference (see FIG. 1). This annular stator coil 22 is used to achieve a high fill factor
  • the stator laminations 18a, 18b are assembled from stacked stator laminations 24 which are angled at their ends (see FIG. 5).
  • the central sections 26 located between the respective legs of a C-shaped angled stator plate are oriented essentially tangentially to the central axis (M) of the stator coil 22 or to the stator coil itself (see FIG. 1).
  • the legs 20a, 20b of the stator laminations 24 protrude from the central section 26 at an angle a of approximately 120 ° (see FIG. 1).
  • the individual stator plates 24 are on their angularly projecting free end regions 28 widened on both sides relative to the central section 26 (see FIGS. 3, 4, 5).
  • the individual stator sheets 24 are preferably punched out of a band iron material (see FIG. 4).
  • the middle section 26 has two (four in the example) fastening holes 34 between two broken lines 32 shown in broken lines.
  • the stator laminations 24 are angled along the bent lines 32 and stacked one on top of the other to form the laminated cores 18a, 18b (see FIG. 5). These laminated cores 18a, 18b are fastened to the inner wall of the housing 10 or to the outer wall of the central tube 16 by means of screws or rivets (not shown) (see FIG. 1).
  • stator laminate stack 18a, 18b overlap like a roof tile or scale in the embodiment shown (see FIGS. 3, 5).
  • stator packs are formed from sheet metal stacks
  • thermoplastic plastic coating An iron powder in which iron particles with a diameter of approximately 20-150 ⁇ m have a coating of polyethylene of approximately 2-10 ⁇ m is particularly suitable.
  • Such powder is described, for example, in SAE Technical Paper Series, "P / M Cores for Pulsed DC Ignition Systems", David E. Gay, International Congress & Exposition, Detroit, MI, February 24-27, 1997.
  • the materials described therein are suitable for carrying out the invention.
  • the rotor 14 of the transverse flux machine has a central shaft 38 which is coaxial with the central axis M and which is rotatably mounted in the housing 10 by means of two ball bearings 42, 44.
  • two disks 46, 48 are arranged in a rotationally fixed manner, each carrying a ring 52 made of alternately oriented magnets 54, 56.
  • the disks 46, 48 serve as magnetic iron inferences for the magnets and are wound spirally from iron strip material.
  • Each of these magnet rings 52 is arranged opposite the free legs of the stator laminated core.
  • An air gap L is formed between each ring 52 and the associated end face of the stator laminations 18a, 18b.
  • the individual magnets 54, 56 are designed and dimensioned such that a Magnet faces a free leg of a stator core.
  • the magnets are permanent magnets made of rare earth magnets (for example Co-Sm or the like).
  • the free ends of the C-shaped ones are first of all formed on the tube 16
  • Stator laminations 18b attached. Subsequently, the stator coil 22 is inserted and the free ends of the C-shaped stator core 18a, which are oriented inwards, are pushed radially over them from the outside. The rotor 14 is then introduced with its central shaft 38 into the inner tube 16 and the two disks 46, 48 carrying the magnetic rings 52 are arranged thereon in a rotationally fixed manner.
  • the housing 10 is pushed over the overall arrangement and the C-shaped stator laminated core 18a, which is oriented inward with its free ends, is attached to it.
  • the free space between the coil and the C-shaped stator laminations 18a, 18b is cast or sprayed with heat-conducting synthetic resin with ceramic particles contained therein.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

Abstract

Transversalflussmaschine, mit einem Stator, der eine ringförmige Statorspule mit einer Mittelachse aufweist, wobei die Statorspule entlang ihres Umfangs von zumindest annähernd C-förmigen Statorblechpaketen umfasst ist, wobei jeweils benachbarte C-förmige Statorblechpakete abwechselnd mit den freien Enden ihrer Schenkel radial nach innen und nach aussen gerichtet sind, und wobei die einzelnen zu den Statorblechpaketen zusammengefügten, C-förmig gebogenen Statorbleche zumindest abschnittsweise im wesentlichen tangential zur Mittelachse der Statorspule oder dem Umfang der Statorspule folgend orientiert sind.

Description

Transversalflußmaschine, Stator für eine Transversalflußmaschine
Beschreibung
Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Transversalflußmaschine. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Stator für eine Transversalflußmaschine und ein Herstellungsverfahren dafür.
Derartige elektrische Maschinen und Statoren hierfür sind in den unterschiedlichsten
Ausgestaltungen im Stand der Technik bekannt. Unter einer elektrischen Maschine wird hierbei sowohl ein elektrischer Motor als auch ein elektrischer Generator verstanden.
Ein wesentlicher, den Wirkungsgrad einer elektrischen Transversalflußmaschine mitbestimmender Faktor sind die Verluste, die der magnetische Streufluß hervorruft.
Stand der Technik
Im Stand der Technik sind Transversalflußmaschinen bekannt, bei denen eine ringförmige Statorspule entlang ihres Umfangs von C-förmigen Statorblechpaketen umfaßt ist, wobei jeweils benachbarte C-förmige Statorblechpakete abwechselnd mit ihren freien Enden ihrer Schenkel radial nach innen und nach außen gerichtet sind. Dabei sind die einzelnen, zu den Statorblechpaketen zusammengefügten Bleche radial orientiert.
Eine solche Anordnung ist aus der DE 2843 384 C2 bekannt, bei der die Schenkel von C- förmigen Polarstücken abwechselnd radial nach innen und nach außen gerichtet sind. Die einzelnen Polstücke bestehen aus in Umfangsrichtung des Stators, radial geschichtetem Material. Zur Herabsetzung interpolarer Flußverluste zwischen benachbarten Polstücken ist es gemäß DE 2843 384 C2 vorgesehen, diese radial nach innen und/oder außen zu versetzen.
Die DE 195 24 543 C2 offenbart eine permanentmagneterregte Transversalflußmaschine, bei der ringförmige Statorspulen durch Leiterringer gebildet werden. Die Leiterringe sind von
C-förmigen Statorkörpern umschlossen, deren freie Schenkelenden radial nach innen gerichtet sind. Die Statorkörper können aus geschichtetem Material aufgebaut sein, wobei die Materialschichten am Außenumfang der Leiterringer tangential geschichtet sind. Die Leiterringe sind parallel zueinander konzentrisch bezüglich einer Mittelachse angeordnet, die mit der von einer Welle des Rotors dieser Maschine gebildeten Drehachse zusammenfällt. Der Rotor umfaßt bezüglich der Dreh- bzw. Mittelachse konzentrisch, ringförmig angeordnete Permanentmagnete, wobei jeweils eine Permanentmagnete aufweisende ringförmige Struktur des Rotors zwischen zwei Leiterringen angeordnet ist.
US 3,855,486 offenbart einen Schrittmotor mit um einen zentrischen Rotor ringförmig angeordneten Statorwicklungen rechteckigen Querschnitts. Außer an den dem Rotor zugewandten Oberflächen der Statorwicklungen sind jeweils an den drei verbleibenden Oberflächen einer Statorwicklung Statorblechpakete angeordnet. Die als einzelne Statorkörper ausgeführten Statorblechpakete umfassen jeweils geschichtete Statorbleche, die jeweils parallel zu einer entsprechenden Oberfläche einer Statorwicklung angeordnet sind. C-förmige Statorbleche zum Aufbau von Statorblechpaketen sind dort nicht beschrieben.
Der Erfindung zugrundeliegendes Problem
Allerdings sind bei bekannten Anordnungen, wie sie beispielsweise in der DE 28 43 384 C2 offenbart sind, magnetische Streuflüsse relativ hoch, so daß der Wirkungsgrad begrenzt ist.
Erfindungsgemäße Lösung
Zur Behebung dieser Nachteile lehrt die Erfindung eine elektrische Transversalflußmaschine der oben erläuterten Art, bei der die einzelnen Bleche welche zu den Statorblechpaketen zusammengefügt sind, zumindest abschnittsweise im wesentlichen tangential oder dem Umfang der Statorspule folgend orientiert sind.
Diese Ausgestaltung führt zu weniger erheblich weniger Streuverlusten, so daß die Maschine im Betrieb sich weniger erwärmt. Dies erlaubt bei vergleichbaren Leistungsdaten einen kompakteren Aufbau. Außerdem kann die Gesamtanordnung stabiler aufgebaut werden, da die Einzelteile eine einfachere Struktur haben. Schließlich ist diese Gestalt im Betrieb zuverlässiger als die Anordnungen aus dem Stand der Technik. Außerdem eignet sie sich besser für eine Massenfertigung.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen die Statorbleche im wesentlichen parallel zur Mittelachse der Statorspule orientierte Mittelabschnitte auf, wobei die Statorbleche benachbarter Statorblechpakete abwechselnd an einem Innenbzw, einem Außenrohr befestigt sind. Die Mittelabschnitte können auch der Krümmung oder Gestalt des Innen- bzw. Außenrohres zumindest teilweise folgend, das heißt entsprechend konvex bzw. konkav geformt sein. Das hat eine in radialer Richtung kompaktere Bauform zur Folge.
Wenigstens einer der Schenkel der Statorbleche steht in einem Winkel von etwa 60° bis etwa 160° von dem im wesentlichen parallel zur Mittelachse orientierten Mittelabschnitt ab.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist wenigstens eines der Statorbleche an wenigstens einem seiner winkelig abstehenden freien Endbereiche zumindest an einer Seite gegenüber dem parallel zur Mittelachse orientierten Mittelabschnitt verbreitert. Diese Ausgestaltung in Abhängigkeit von der Gestaltung des verbreiterten Abschnitts erlaubt eine weitere nennenswerte Steigerung des Wirkungsgrades der Transversalflußmaschine, da in den Magneten des Rotors geringere Verluste auftreten. Andererseits ist die Transversalflußmaschine ohne die Verbreiterungen steifer in ihrem Laufverhalten. Eine seitliche Verbreiterung der winkelig abstehenden freien Endbereiche ist bei herkömmlichen, radial orientierten Blechen der Statorblechpakete praktisch nicht realisierbar.
Die Schenkel jeweils benachbarter Statorblechpakete stehen bevorzugt mit wenigstens einem ihrer im wesentlichen axial zur Mittelachse orientierten Endbereiche einem Ring aus abwechselnden Magnetpolen gegenüber, welche an einem Rotorträger angeordnet sind.
Dabei ist der Ring aus abwechselnden Magnetpolen bevorzugt durch Dauermagnete aus Seltenerden-Magneten gebildet.
Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Lösung
Weitere Merkmale, Eigenschaften, Vorteile und mögliche Abwandlungen werden für einen Fachmann anhand der nachstehenden Beschreibung deutlich, in der auf die beigefügte Zeichnung Bezug genommen ist.
In Fig. 1 ist eine Transversalflußmaschine gemäß der Erfindung in einem Längsschnitt schematisch veranschaulicht.
In Fig. 2 ist eine Anordnung der Magnete des Rotors der Transversalflußmaschine gemäß der Erfindung in einer Draufsicht schematisch veranschaulicht. In Fig. 3 ist die Anordnung der Blechpakete des Stators der Transversalflußmaschine gemäß der Erfindung in einer Draufsicht schematisch veranschaulicht.
In Fig. 4 sind zur Herstellung der Blechpakete des Stators der Transversalflußmaschine gemäß der Erfindung verwendeten Bleche in einer Draufsicht schematisch veranschaulicht.
In Fig. 5 ist eines der Blechpakete des Stators der Transversalflußmaschine gemäß der Erfindung in einer schematischen perspektivischen Darstellung veranschaulicht.
Detaillierte Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform
In den Fig. 1 bis 5 ist eine erfindungsgemäße Transversalflußmaschine gezeigt mit einem Gehäuse 10, in dem ein Stator 12 und ein Rotor 14 um eine Mittelachse M konzentrisch angeordnet aufgenommen sind. Der Stator 12 hat ein zylindrisches Mittelrohr 16, das von C-förmigen Statorblechpaketen 18a, 18b konzentrisch umgeben ist. Dabei sind jeweils benachbarte Statorblechpakete 18a, 18b abwechselnd mit den freien Enden ihrer Schenkel 20a, 20b radial nach innen bzw. nach außen gerichtet. Die mit ihren freien Schenkeln 20a radial nach innen orientierten Statorblechpakete 18a sind dabei an der Innenwand des Gehäuses 10 befestigt (zum Beispiel vernietet oder verschraubt) und die mit ihren freien Schenkeln 20b radial nach außen orientierten Statorblechpakete 18b sind an der Außenwand des Mittelrohrs 16 in gleicher Weise befestigt. Die Statorblechpakete 18a, 18b umgreifen eine ringförmige Statorspule 22 entlang deren Umfang (siehe Fig. 1). Diese ringförmige Statorspule 22 ist dabei zur Erzielung eines hohen Füllfaktors
(Verhältnis des Volumens des Spulenmaterials (zum Beispiel Cu-Draht) zum Gesamtvolumen des Statorspulenkörpers) aus einem Draht mit rechteckigen Querschnitt hergestellt.
Die Statorblechpakete 18a, 18b sind aus aufeinandergestapelten, an ihren Enden abgewinkelten Statorblechen 24 zusammengefügt (Siehe Fig. 5). Dabei sind die zwischen den jeweiligen Schenkeln eines C-förmig abgewinkelten Statorblechs befindlichen Mittelabschnitte 26 im wesentlichen tangential zur Mittelachse (M) der Statorspule 22 bzw. zur Statorspule selbst orientiert (siehe Fig. 1).
Die Schenkel 20a, 20b der Statorbleche 24 stehen in einem Winkel a von etwa 120° von dem Mittelabschnitt 26 ab (Siehe Fig. 1). Die einzelnen Statorbleche 24 sind mit an ihren winkelig abstehenden freien Endbereichen 28 an beiden Seiten gegenüber dem Mittelabschnitt 26 verbreitert (siehe Fig. 3, 4, 5). Die einzelnen Statorbleche 24 sind bevorzugt aus einem Bandeisenmaterial ausgestanzt (siehe Fig. 4). Der Mittelabschnitt 26 hat zwischen zwei strichliert dargestellten Knicklinien 32 mehrere (im Beispiel vier) Befestigungslöcher 34. Entlang der Knicklinien 32 werden die Statorbleche 24 abgewinkelt und zu den Blechpaketen 18a, 18b aufeinander gestapelt (Siehe Fig. 5). Mittels nicht weiter veranschaulichter Schrauben oder Nieten werden diese Blechpakete 18a, 18b an der Innenwand des Gehäuses 10 bzw. an der Außenwand des Mittelrohrs 16 befestigt (siehe Fig. 1).
Die winkelig abstehenden freien Endbereiche 28 der einzelnen Statorbleche 24 eines Statorblechpaketes 18a, 18b überlagern sich in der gezeigten Ausführungsform dachziegel- oder schuppenartig (siehe Fig. 3, 5).
Anstelle der vorstehend beschriebenen Ausführungsform, bei dem die Statorpakete aus Blechstapeln gebildet sind, ist es auch möglich, diese Komponenten durch fein pulverisierte Weicheisenpartikel mit einem termoplastischen Kunststoffüberzug herzustellen. Besonders gut eignet sich hierbei ein Eisenpulver, bei dem Eisenpartikel mit etwa 20 - 150 μm Durchmesser einen Überzug aus Polyethylen von etwa 2 - 10 μm haben. Derartiges Pulver ist zum Beispiel in SAE Technical Paper Series, "P/M Cores for Pulsed DC Ignition Systems", David E. Gay, International Congress & Exposition, Detroit, MI, February 24 - 27, 1997 beschrieben. Die darin beschriebenen Materialien eignen sich zur Ausführung der Erfindung. Es ist jedoch auch möglich, entsprechendes Material von anderen Herstellern mit ähnlichen Eigenschaften für das erfindungsgemäße Verfahren einzusetzen. Dieses Material wird verwendet um durch Form-pressen und Sintern solche Bauteile herzustellen, die in ihrer Gestalt den C-förmigen Statorblechpaketen 18a, 18b entsprechen.
Der Rotor 14 der Transversalflußmaschine hat eine zur Mittelachse M koaxiale zentrale Welle 38, die mittels zweier Kugellager 42, 44 in dem Gehäuse 10 drehbar gelagert ist. An der Welle 38 sind zwei Scheiben 46, 48 drehfest angeordnet, die jeweils einen Ring 52 aus abwechselnd orientierten Magneten 54, 56 tragen. Dabei dienen die Scheiben 46, 48 als magnetische Eisen-Rückschlüsse für die Magneten und sind aus Eisenbandmaterial spiralförmig aufgewickelt. Jeder dieser Magnet-Ringe 52 ist den entgegengesetzten freien Schenkeln der Statorblechpakete gegenüber angeordnet. Dabei ist zwischen jedem Ring 52 und der zugehörigen Stirnseite der Statorblechpakete 18a, 18b ein Luftspalt L gebildet. Außerdem sind die einzelnen Magnete 54, 56 so gestaltet und bemessen, daß jeweils ein Magnet einem freien Schenkel eines Statorblechpaketes gegenübersteht. Die Magnete , sind Dauermagnete aus Seltenerden-Magneten (zum Beispiel Co-Sm oder dergl).
Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Transversalflußmaschine werden zunächst an dem Rohr 16 die mit ihren freien Enden nach außen orientierten C-förmigen
Statorblechpakete 18b befestigt. Anschließend werden die Statorspule 22 eingebracht und die mit ihren freien Enden nach innen orientierten C-förmigen Statorblechpakete 18a radial von außen darüber geschoben. Daraufhin wird der Rotor 14 mit seiner zentralen Welle 38 in das innere Rohr 16 eingebracht und die beiden, die Magnetringe 52 tragenden Scheiben 46, 48 daran drehfest angeordnet.
Schließlich wird das Gehäuse 10 über die Gesamtanordnung geschoben und daran die mit ihren freien Enden nach innen orientierten C-förmigen Statorblechpakete 18a befestigt.
Zur Erhöhung der Stabilität des Stators wird der freie Raum zwischen der Spule und den C-förmigen Statorblechpakete 18a, 18b durch wärmeleitendes Kunstharz mit darin enthaltenen Keramikpartikeln vergossen bzw. verspritzt.
Mittels dieser Erfindung können sehr kompakte, niedrigdrehende Maschinen (bis etwa 2000 Upm) mit sehr hohem Wirkungsgrad und einer elektrischen leistung von etwa 0.1 - 10 Kilowatt auf einfache Weise hergestellt werden. Derartige Maschinen eignen sich sehr gut als Nebenantriebe im Automobilsektor (Aktuatoren für elektrische Bremsen (brake-by- wire), elektrische Sitzverstellungen, Drosselklappen, elektische Lenkungsantriebe, etc.)

Claims

Ansprüche
1. Transversalflußmaschine, mit
- einem Stator (12), der eine ringförmige Statorspule (22) mit einer Mittelachse (M) aufweist, wobei
- die Statorspule (22) entlang ihres Umfangs von zumindest annähernd C-förmigen Statorblechpaketen (18a, 18b) umfaßt ist, wobei
- jeweils benachbarte C-förmige Statorblechpakete (18a, 18b) abwechselnd mit den freien Enden ihrer Schenkel (20a, 20b) radial nach innen und nach außen gerichtet sind, und wobei
- die einzelnen zu den Statorblechpaketen (18a, 18b) zusammengefügten, C-förmig gebogenen Statorbleche (24) zumindest abschnittsweise im wesentlichen tangential zur Mittelachse (M) der Statorspule (22) oder dem Umfang der Statorspule folgend orientiert sind.
2. Transversalflußmaschine nach Anspruch 1, bei der
- die Statorbleche (24) im wesentlichen parallel zur Mittelachse (M) der Statorspule (22) orientierte Abschnitte (26) aufweisen, wobei
- die Statorbleche (24) benachbarter Statorblechpakete (18a, 18b) abwechselnd an einem Innen- bzw. einem Außenrohr (16, 10) befestigt sind.
3. Transversalflußmaschine nach Anspruch 2, bei der
- wenigstens einer der Schenkel (20a, 20b) der Statorblechpakete (18a, 18b) in einem Winkel (a) von etwa 60° bis etwa 160° von dem im wesentlichen parallel zur Mittelachse (M) der Statorspule (22) orientierten Mittelabschnitt (26) der Statorbleche (24) absteht.
4. Transversalflußmaschine nach Anspruch 1, bei der
- wenigstens eines der Statorbleche (24) an wenigstens einem seiner winkelig abstehenden freien Endbereiche (28) zumindest an einer Seite gegenüber dem parallel zur Mittelachse (M) der Statorspule (22) orientierten Mittelabschnitt (26) verbreitert ist.
5. Transversalflußmaschine nach Anspruch 1, bei der
- die Schenkel jeweils benachbarter Statorblechpakete (18a, 18b) mit wenigstens einem ihrer im wesentlichen axial zur Mittelachse (M) der Statorspule (22) orientierten Endbereiche (20a, 20b) einem Ring (52) aus abwechselnden Magnetpolen (54, 56) gegenüberstehen, welche jeweils an einem Rotorträger (46, 48) angeordnet sind.
6. Transversalflußmaschine nach dem vorherigen Anspruch, wobei
- der Ring (52) aus abwechselnden Magnetpolen (54, 56) durch Dauermagnete aus Seltenerden-Magneten gebildet ist.
7. Stator (12) für eine Transversalflußmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, mit
- konzentrisch angeordneten C-förmigen Statorblechpaketen (18a, 18b), wobei jeweils benachbarte Statorblechpakete (18a, 18b) abwechselnd mit den freien Enden ihrer Schenkel (20a, 20b) radial nach innen bzw. nach außen gerichtet sind und eine ring- förmige Statorspule 22 entlang deren Umfang umgreifen, und wobei
- die Statorblechpakete (18a, 18b) aus aufeinandergestapelten, an ihren Enden abgewinkelten Statorblechen (24) zusammengefügt sind, welche zwischen jeweiligen Schenkeln eines C-förmig abgewinkelten Statorblechs befindlichen Mittelabschnitte (26) aufweisen, die im wesentlichen tangential zur Mittelachse (M) der Statorspule (22) bzw. zur Statorspule selbst orientiert sind.
8. Stator (12) für eine Transversalflußmaschine nach Anspruch 7, wobei
- die Schenkel (20a, 20b) der Statorbleche (24) in einem Winkel (a) von etwa 60° bis etwa 160° von dem im wesentlichen parallel zur Mittelachse (M) der Statorspule (22) orientierten Mittelabschnitt (26) abstehen.
9. Stator (12) für eine Transversalflußmaschine nach Anspruch 7 oder 8, wobei
- wenigstens eines der Statorbleche (24) an wenigstens einem seiner winkelig abstehenden freien Endbereiche (28) zumindest an einer Seite gegenüber dem parallel zur Mittelachse (M) der Statorspule (22) orientierten Mittelabschnitt (26) verbreitert ist.
PCT/EP2002/001016 2001-01-31 2002-01-31 Transversalflussmaschine, stator für eine transversalflussmaschine Ceased WO2002075897A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

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