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Dokumentenidentifikation DE10033799A1 11.10.2001
Titel Transversalflussmaschine
Anmelder Schäfertöns, Jörn-H., Dipl.-Ing., 38108 Braunschweig, DE
Erfinder Schäfertöns, Jörn-H., Dipl.-Ing., 38108 Braunschweig, DE
Vertreter GRAMM, LINS & PARTNER, 38122 Braunschweig
DE-Anmeldedatum 12.07.2000
DE-Aktenzeichen 10033799
Offenlegungstag 11.10.2001
Veröffentlichungstag im Patentblatt 11.10.2001
IPC-Hauptklasse H02K 21/02
Zusammenfassung Bei einer Transversalflussmaschine mit mindestens einem Stator (2) und einem Läufer (1), die einen im wesentlichen quer zur Bewegungsrichtung verlaufenden Magnetkreis bilden, wobei der Läufer (1) und/oder Stator (2) aus einem Stapel von Magnetblechstreifen gebildet ist und wobei die Magnetblechstreifen an ihrem Umfang gleichmäßig verteilte Kerben aufweisen und Zähne bilden, die über einen radialen Luftspalt mit entsprechenden Polen (3) des Stators (2) bzw. Läufers (1) magnetisch gekoppelt sind, sind Permanentmagnete (9) in die Kerben so eingelegt, dass ihre magnetischen Pole (3) in Umfangsrichtung ausgerichtet sind und dass die sich gegenüberliegenden Pole (3) des Stators (2) oder des Läufers (1) jeweils voneinander versetzt angeordnet sind.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Transversalflussmaschine mit mindestens einem Stator und einem Läufer, die einen im wesentlichen quer zur Bewegungsrichtung verlaufenden Magnetkreis bilden, wobei der Läufer und/oder Stator aus einem Stapel von Magnetblechstreifen gebildet ist und wobei die Magnetblechstreifen an ihrem Umfang gleichmäßig verteilte Kerben aufweisen und Zähne bilden, die über einen radialen Luftspalt mit entsprechenden Polen des Stators bzw. Läufers magnetisch gekoppelt sind.

Derartige gattungsgemäße Transversalflussmaschinen sind hinreichend z. B. aus EP- Patent 540 550 B1 bekannt. Hierbei sind mindestens zwei Luftspalte zwischen dem Läufer und Stator vorgesehen, die senkrecht zur Drehachse ausgerichtet sind. Der Magnetkreis der Transversalflussmaschine zwischen den Luftspalten wird hierbei durch einen Stapel von Magnetblechstreifen im Stator und Läufer geschlossen. Die Magnetblechstreifen weisen Zähne im Bereich der Luftspalte auf, die sich senkrecht zur Drehachse erstrecken. Permanentmagnete sind jeweils in einem Ausschnitt in einem der Läuferbögen eingesetzt. Sie haben eine Flächenausdehnung, die mindestens dreimal größer als die Gesamtflächenausdehnung der Zähne eines Halbbogens ist.

In dem EP-Patent 712 199 B1 ist eine Tranversalflussmaschine beschrieben, bei der ein Läufer aus miteinander abwechselnden Permanentmagneten und Weicheisenelementen aufgebaut ist.

Eine ähnliche Transversalflussmaschine ist in dem DE-Patent 195 07 233 C2 beschrieben, wobei die Permanentmagnete schräg gestellt sind.

Aus dem EP-Patent 544 200 B1 ist bekannt, die zahninnere Läuferpole um die Hälfte einer Polteilung bezüglich entsprechend äußeren Läuferpolen winklig versetzt sind.

Transversalflussmaschinen haben den Vorteil einer hohen Leistungsdichte und weisen günstige Regelungseigenschaften auf. Zudem benötigen sie einen relativ geringen Materialaufwand. Der wirtschaftlichen Nutzung von Transversalflussmaschinen stehen bisher allerdings relativ hohe Herstellungskosten entgegen, die wesentlich aus der Vielzahl von Einzelteilen und geringen zulässigen Fertigungstoleranzen resultieren. Insbesondere ist der Aufbau der Pole und die Integration der Permanentmagnete in die Pole relativ aufwendig.

Aufgabe der Erfindung war es daher, eine verbesserte Transversalflussmaschine zu schaffen.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass Permanentmagnete in die Kerben der gespalten Magnetblechstreifen so eingelegt sind, dass ihre magnetischen Pole in Umfangsrichtung ausgerichtet sind und dass sich die gegenüberliegenden Pole jeweils voneinander versetzt angeordnet sind.

Erfindungsgemäß werden die Pole somit durch Kerben geschaffen, die in den einzelnen Magnetblechstreifen eingestanzt sind. Durch Aufstapeln der Magnetblechstreifen wird auf diese Weise ein mit Polen versehener Läufer bzw. Stator geschaffen. Durch Einlegen von Permanentmagneten in die Kerben in einer derartigen Ausrichtung, dass die Pole in Umfangsrichtung weisen, bilden die Zähne der gestapelten Magnetblechstreifen magnetische Gegenpole, so dass die Anzahl der Pole verdoppelt wird bzw. nur die halbe Anzahl von Permanentmagneten erforderlich ist. Das Einbauen der Permanentmagnete in die Kerben ist sehr einfach und kostengünstig durchführbar.

Vorzugsweise sind die Kerben V-förmig. Die Permanentmagneten werden dann an die beiden schrägen Flächen einer Kerbe eingelegt und mit einem Konzentrator-Füllstück zwischen den schräg gegeneinander gestellten Permanentmagneten befestigt. Diese Ausführungsform hat den zusätzlichen Vorteil, dass die magnetische Feldstärke auf die Wirkfläche des Konzentrator-Füllstücks konzentriert wird.

Der Versatz der sich gegenüberliegenden Pole des Stators oder Läufers beträgt vorzugsweise eine Polteilung. Auf diese Weise wird eine Unsymmetrie durch den unterschiedlichen Eisengehalt im Bereich der Kerben und Zähne ausgeglichen.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn ein transversaler Flussleiter durch quer zur Bewegungsrichtung verlaufende halbierte Schnittbandkerne gebildet ist, die jeweils an beiden Enden in die gestapelten Magnetblechstreifen eingepasst sind. Schnittbandkerne sind sehr kostengünstig und einfach zu bearbeiten. Aufgrund ihrer Kornorientierung bieten sie zudem den Vorteil einer einheitlichen Flussrichtung.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung war es, eine erfindungsgemäße Transversalflussmaschine für einen mehrphasigen Betrieb zu schaffen.

Eine mehrphasige Transversalflussmaschine ist z. B. aus der DE-US 198 11 073 A1 bekannt. Hierbei sind die Erregereinheiten für die einzelnen Phase bei einem Linearaktor in Umfangsrichtung und quer zur Bewegungsachse angeordnet.

Erfindungsgemäß wird nunmehr vorgeschlagen, die Erregereinheiten seriell hintereinander in Bewegungsrichtung der Transversalflussmaschine anzuordnen. Bei einem Linearaktor würden die Erregereinheiten pro Phase somit auf der Bewegungsachse hintereinander und bei einer Rotationsmaschine in Umfangsrichtung hintereinander angeordnet sein.

Die Erregereinheiten sind vorzugsweise um den Phasenwinkel versetzt voneinander angeordnet. Sie bestehen jeweils aus einem Stapel von Magnetblechstreifen mit Kerben und Permanentmagneten in den Kerben, aus halbierten Schnittbandkernen, die als transversaler Flussleiter in die gestapelten Magnetblechstreifen eingepasst sind, und aus einer Erregerwicklung um die Schnittbandkerne.

Eine besonders vorteilhafte Transversalflussmaschine hat zwei halbe an den Schenkelenden gekrümmte U-förmige Schnittbandkerne, die symmetrisch um die Drehachse so nebeneinander angeordnet sind, dass ihre Schenkelenden senkrecht zur Drehachse und voneinander wegweisen, wobei eine Erregerwicklung die Schnittbandkerne umschlingt und die Schnittbandkerne in die gestapelten Magnetblechstreifen eingepasst sind. Diese Ausführungsform ist besonders für die Erzielung hoher Drehmomente bei kleinem Bauvolumen vorteilhaft, wie z. B. für einen einphasigen Radnabenantrieb für Fahrräder. Durch die gegenüberliegende X-förmige Anordnung von zwei halben Schnittbandkernen zur einem quadratischen Querschnitt im Stator wird eine hohe Konzentration des Flusses im Zentrum der Ringwicklung bewirkt.

Eine weitere besonders vorteilhafte Transversalflussmaschine für kleine Leistungen und hohe Drehzahlen bei besonders schmaler Bauform ergibt sich durch eine 2-spurige Doppelanordnung von 6 halben Schnittbandkernen am Umfang eines 3-phasigen Stators und der Ausbildung eines 10-poligen Rotors mit 2 Rotorscheiben mit jeweils 5 V- förmigen Konzentratoren.

Die Rotorscheiben sind jeweils gegenüber den Polen der Schnittbandkerne angeordnet und gegeneinander um eine Polteilung verdreht. Auf jedem Schenkel jedes Schnittbandkernes ist eine Wicklung aufgebracht. Durch die unmittelbare räumliche Zuordnung zum Pol wird der Streufluss reduziert. Der Stator kann durch seine große frei zugängliche Oberfläche der Wärmequellen sehr wirkungsvoll gekühlt werden. Der Rotor hat einen geringen Trägheitsmoment und kann durch Bandagen für sehr hohe Drehzahlen ausgeführt werden.

Für die praktische Ausführung eines Linearmotors mit transversaler Flussführung ergibt sich durch die Verwendung einer 4-spurigen Doppel-Parallel-Anordnung eine besonders kompakte Maschine.

Die Verwendung von V-förmig angeordneten Magneten in den Blechpaketen des Läufers ermöglicht die Herstellung eines größeren Wicklungsquerschnittes bei kleinem Magnetvolumen.

Die Anordnung von Magneten und Wicklungen im Läufer ermöglicht eine Fahrbahn frei von Magneten und damit Vorteile bei Kosten und Reinigung.

Die Wicklung des kompakten Läufers enthält vorzugsweise Kühlkanäle für die Wärmeableitung durch ein Fluid.

Die Flussleitelemente des Stators können je nach Anforderung an Wirkungsgrad und Geschwindigkeit als Guss-, Sinter-, Blech- oder Schnittbandelemtente ausgeführt werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 erfindungsgemäße Transversalflussmaschine mit Konzentrator- Füllstücken zwischen schräg gegeneinander gestellten Permanentmagneten als Linearmotor in der Draufsicht;

Fig. 2 Querschnittsansicht des Linearmotors nach Fig. 1;

Fig. 3 mehrphasige Transversalflussmaschine mit seriell in Bewegungsrichtung hintereinander angeordneten Erregereinheiten;

Fig. 4 Querschnittsansicht durch die mehrphasige Transversalflussmaschine nach Fig. 3;

Fig. 5 Schnittansicht einer einphasigen Rotations-Transversalflussmaschine mit zwei halben Schnittbandkernen im Zentrum;

Fig. 6 Querschnittsansicht der Rotations-Transversalflussmaschine nach Fig. 5;

Fig. 7 Schnittansicht einer Rotations-Transversalflussmaschine mit Innenläufer und im Stator ausgestapelten Magnetblechstreifen gebildeten Polen;

Fig. 8 Längsschnitt der Transversalflussmaschine aus Fig. 7;

Fig. 9 Querschnittsansicht einer dreiphasigen Rotationsmaschine mit Erregermagneten im 10-poligen Rotor;

Fig. 10 Längsschnitt der Transversalflussmaschine aus Fig. 7;

Fig. 11 Querschnitt eines kompakten Liniarmotors mit transverseller Flussführung mit 4-spuriger Doppel-Parallelanordnung;

Fig. 12 Längsschnitt der Transversalflussmaschine aus Fig. 11.

Fig. 13 Querschnitt einer Transversalflussmaschine in Klauenpolbauweise;

Fig. 14 Querschnitt einer Draufsicht der Transversalflussmaschine in Klauenpolbauweise.

Die Fig. 1 lässt eine erfindungsgemäße Transversalflussmaschine erkennen, die als Linearmotor dargestellt ist. Die Transversalflussmaschine ist grundsätzlich als zweispurige Anordnung mit einem passiven Läufer 1 ausgebildet, der mit einem Stator 2 an den Seitenkanten erregt wird. Der Läufer 1 weist Pole 3 auf, die quer zur Bewegungsrichtung ausgerichtet sind. Der Stator 2 besteht im wesentlichen aus Flussleitelementen 4 und einem Flussleiter in Form eines halbierten Schnittbandkerns 5, der einen magnetischen Rückfluss von einer Seite des Stators 2 auf die andere Seite bewirkt. Zur Erregung der Transversalflussmaschine ist eine Erregerwicklung 6 um den halbierten Schnittbandkern 5 gewickelt. In jeder Spur des Stators 2 ist ein Flussleitelement 4 mit Kerben und hierdurch ausgeprägten Zähnen bzw. Polen 7 vorgesehen, dass aus einem Stapel von Magnetblechstreifen besteht. Die präzise Polteilung kann auf diese Weise kostengünstig z. B. durch Stanzen der Magnetbleche oder durch Formsintern hergestellt werden. In die Kerben bzw. Pollücken sind Konzentrator- Füllstücke 8 eingebracht, die zwischen schräg gegeneinander gestellte Permanentmagnete 9 angeordnet sind und diese befestigen. Die Konzentrator-Füllstücke 8 bewirken eine Konzentration des Magnetfeldes der Permanentmagneten 9.

Die Fig. 1 lässt weiterhin erkennen, dass die sich gegenüberliegenden Pole jeweils voneinander versetzt angeordnet ist. In diesem Beispiel sind die Statorpole versetzt voneinander angeordnet. Gleichermaßen könnten aber auch die Pole 3 des Läufers 1 versetzt werden. Vorzugsweise beträgt der Versatz eine Polteilung.

Die Fig. 2 lässt die Transversalflussmaschine im Querschnitt erkennen. Der quer zur Bewegungsrichtung verlaufende Läufer 1 und die spiegelbildlich hierzu angeordneten halbierten Schnittbandkerne 5 bewirken einen geschlossenen magnetischen Kreis zwischen beiden Spuren der Transversalflussmaschine. Die halbierten Schnittbandkerne 5 sind hierbei in die Flussleitelemente 4 eingepasst. Die Fig. 2 lässt weiterhin erkennen, dass eine Erregerwicklung 6 um die halbierten Schnittbandkerne 5 gewickelt ist.

Weiterhin ist erkennbar, dass die Pole des Stators 2 versetzt voneinander angeordnet ist. In der Schnittdarstellung ist auf der linken Spur eine Kerbe bzw. ein Pol 7 des Flussleitelementes 4 zu sehen, auf der rechten Spur hingegen wirkt magnetisch ein Konzentrator-Füllstück 8, das die magnetische Feldstärke der Permanentmagnete 9 in Richtung des Luftspalts konzentriert.

Die Darstellung der Transversalflussmaschine als Linearmotor erfolgt im wesentlichen zu Zwecken der besseren Übersichtlichkeit. Gleichermaßen kann der Linearmotor auch als Rotationsmaschine ausgebildet sein, in dem der Läufer 1 und der Stator 2 einen geschlossenen Kreis bilden.

Da die Flussrichtung im Bereich der Pole 7 nicht einheitlich ist, wird vorzugsweise isotroper Werkstoff für die Flussleitelemente 4 verwendet. In den transversalen Rückschlüssen mit einer überwiegend einheitlichen Flussrichtung können die Vorteile der Kornorientierung durch Verwendung geteilter Schnittbandkerne 5 ausgenutzt werden. Die halbierten Schnittbandkerne 5 sind hierzu in die Flussleitelemente 4 eingesetzt, wobei die entsprechenden Ausschnitte in den Flussleitelementen 4 in einem Arbeitsgang mit der Herstellung der Pole 7 bzw. der Kerben für die Permanentmagnete 9 z. B. durch Stanzen oder Formsintern erfolgt. Bei der Herstellung kann auch direkt der Versatz der Pole 7 z. B. um eine halbe Polteilung vorgesehen sein, so dass bei einer spiegelbildlichen Anordnung die Flussleitelemente 4 beider Spuren der Transversalflussmaschine baugleich sind. Dies führt zu erheblich reduzierten Herstellungskosten im Vergleich zu herkömmlichen Transversalflussmaschinen.

Zur Anpassung des Transversalflussmotors an eine geforderte Leistung können beliebig viele Einheiten des dargestellten Stators 2 auf einen gemeinsamen Läufer 1 wirkend angeordnet werden.

Die Fig. 3 lässt eine Ausführungsform der Transversalflussmaschine für einen mehrphasigen Betrieb als Rotationsmaschine erkennen. In diesem Falle ist der Rotor 10 passiv und mit Polen 11 ausgestattet, die auf dem Umfang des Rotors 10 zweispurig angeordnet sind. In dem Innenläufer sind seriell hintereinander drei Statoreinheiten 12 vorgesehen. Diese bestehen jeweils aus Flussleitelementen 13 aus gestapelten Magnetblechstreifen, die durch eingestanzte Kerben ausgeprägte Pole 14 aufweisen. In die Kerben sind Permanentmagnete 15 eingelegt, deren Polrichtung in Umfangsrichtung ausgerichtet sind. Es ist jeweils eine Erregerwicklung 16 vorgesehen, die jeweils um halbierte Schnittbandkerne 17 gewickelt sind und zur Erregung einer Statoreinheit 12 dienen. Pro Phase ist eine Erregerwicklung 16 vorgesehen. Die halbierten Schnittbandkerne 17 erstrecken sich von dem Flussleitelement 13 einer Spur zur anderen Spur.

Dies ist in der Schnittdarstellung der Fig. 4 im Detail erkennbar. Gemäß dem Prinzip der Transversalflussmaschine sind zwei Spuren 18a und 18b vorgesehen, wobei pro Spur 18a, 18b jeweils ein Flussleitelement 13 vorhanden ist, das mit einem Schnittbandkern 17 magnetisch gekoppelt ist. Die Fig. 4 lässt weiterhin die Wicklung 16 erkennen, welche die Schnittbandkerne 17 umschlingt. Es ist weiterhin erkennbar, dass die Pole 11 des Rotors 10 magnetisch durch ein Rotorflussleitelement 19 miteinander gekoppelt sind, das sich quer zur Bewegungsrichtung und parallel zur Rotationsachse erstreckt.

Die Statoreinheiten 12 sind seriell hintereinander um den Phasenwinkel versetzt angeordnet.

Die Fig. 5 lässt eine einphasige Transversalflussmaschine als Kombination der erfindungsgemäßen V-förmigen Pole mit der bekannten Sammlerbauweise erkennen, bei der zwei halbierte Schnittbandkerne 20 konzentrisch um die Drehachse X-förmig angeordnet sind. Auch hier hat der Innenstator Flussleitelemente 13 aus gestapelten Magnetblechstreifen, in denen mittels Kerben Pole 7 ausgeprägt sind. Die Kerben haben geneigte Flanken, an denen jeweils Permanentmagnete 9 schräg gegeneinander gestellt sind. Wie in bereits dargelegter Weise sind V-förmige Konzentrator-Füllstücke 8 zwischen den Permanentmagneten 9 angeordnet, um diese mechanisch zu befestigen und um eine Konzentration der magnetischen Feldstärke der Permanentmagnete 9 auf den Umfang des Innenstators zu bewirken. Der Stator hat einen Erregerring 15 in Sammlerbauweise.

Die Fig. 6 lässt die Transversalflussmaschine aus Fig. 5 im Querschnitt erkennen. Es ist ersichtlich, dass sich die halbierten Schnittbandkerne 20 parallel zur Rotationsachse 21 erstrecken und kompakt um die Rotationsachse 21 angeordnet sind. Die weitere Ausführungsform der Flussleitelemente 11a, 11b des Rotors 10 entspricht im wesentlichen den bereits beschriebenen Ausführungsformen der Transversalflussmaschinen. Fig. 6 zeigt ergänzend die Kombination mit einem Erregerring 15 in Sammlerbauweise.

Durch die X-förmige Anordnung der halben Schnittbandkerne 20 um die Rotationsachse 21 derart, dass die Schenkelenden der halbierten Schnittbandkerne 20 voneinander wegweisen und die halbierten Schnittbandkerne 20 spiegelbildlich ausgerichtet sind, wird eine hohe Konzentration des Flusses im Zentrum der Erregerwicklung 16 ermöglicht. Hierdurch können besonders hohe Drehmomente bei relativ kleinem Kupfervolumen erzielt werden. Diese Transversalflussmaschine ist daher vorzugsweise als einphasiger Radnabenantrieb für Fahrräder verwendbar.

Die Fig. 7 lässt eine Ausführungsform der Transversalflussmaschine mit einem passiven Innenläufer 22 erkennen. Die Erregung des Transversalflussmotors erfolgt in dem Stator 23, so dass die Erregerwicklung und die Permanentmagnete 9 im außenliegenden Stator 23 relativ einfach gekühlt werden können. Die Transversalflussmaschine der Fig. 7 entspricht im wesentlichen der Ausführungsform des Linearmotors aus Fig. 1, jedoch in der Ausführungsform einer Rotationsmaschine.

Die Fig. 8 lässt die Transversalflussmaschine aus Fig. 7 im Querschnitt erkennen. In dieser Ausführungsform wird der Transversalfluss im Stator 23 nicht durch halbierte Schnittbandkerne, sondern durch aneinander gereihte Einzelbleche aus kornorientiertem Werkstoff bewirkt. Die dargestellte Ausführungsform hat weiterhin mehrere entlang der Rotationsachse 21 versetzt angeordnete Antriebseinheiten.

Die Fig. 9 zeigt die Verwendung von Erregermagneten 9 in Verbindung von v-förmigen Kerben im 10-poligen Rotor 25 mit radialer Flussrichtung in Verbindung mit der seriellen Anordnung von 6 halben Schnittbandkernen 26 als 3-phasiger Stator in einer 2- spurigen Doppelanordnung. Eine Wicklung 27 ist in Polnähe jeweils auf jedem Schenkel der U-förmigen Schnittbandkerne 26 aufgebracht.

Die Fig. 10 zeigt die Anordnung im Längsschnitt. Die beiden Scheiben des Rotors 25 sind um eine Polteilung gegeneinander verdreht auf der Maschinenachse befestigt. Die Befestigung soll den Radialfluss durch den Rotor nicht beeinträchtigen, also möglichst nicht im Zentrum sonder z. B. unterhalb der Magnete erfolgen.

Die Fig. 11 zeigt mit der Darstellung einer von mehreren untereinander angeordneten Phasensystem eine besonders kompakte Ausführungsform eines Linearmotors in der Querschnittsansicht, die sich bei der Anwendung der erfindungsgemäßen Anordnung der Erregermagnete in einer 4-spurigen Doppel-Parallel-Anordnung ergibt.

Die Fig. 12 zeigt den entsprechenden Linearmotor in der Draufsicht.

Der Läufer 28 mit den Wicklungen 30 und den in den Blechpaketen 29 eingebetteten Erregermagnet 9 ist mit einem Linearwelzlager in der Fahrbahn 31 geführt, die mit den gegenüberliegend und um eine Polteilung versetzt angeordneten Flussleitelementen 32 bzw. 33 den Stator der elektrischen Maschine bildet.

Aufgrund der großen Ausdehnung der Läuferblechpakete 29 in Flussrichtung ist hier die Verwendung kornorientierter Buche vorteilhaft.

Die Fig. 13 und 14 zeigen eine Transversalflussmaschine mit einem Stator 34 in Klauenpolbauweise, wobei die Polflächen einspurig angeordnet sind. Der Rotor 35 ist als Außenläufer ausgeführt und trägt auf dem ringförmigen Eisenkörper 36 Erregermagnete 37 in erfindungsgemäßer V-förmiger Anordnung mit zwischen zwei Erregermagneten 37 liegenden keilförmigen Konzentratorelementen 38.

Das Statoreisen 39 ist aus um die ringförmige Wicklung mit Schränkung um eine Polteilung herumgebogenen Magnetblechstreifen hergestellt. Dies ist insbesondere in der Querschnittsansicht der Fig. 12 zu erkennen. Zweckmäßig ist die Herstellung der Wicklung mit einer anschließend durch Umspritzen hergestellten Isolierung, die zugleich taschenförmige Aussparungen zur exakten Positionierung der Magnetblechstreifen ausweist. Die Magnetblechstreifen werden vorzugsweise durch einen äußeren Stützkörper in ihrer gebogenen Form fixiert.

Alle Komponenten des Stators 34 einschließlich äußerer Stützkörper und zentraler Achse 40 werden miteinander verklebt, dann erfolgt eine präzise mechanische Nachbearbeitung der zylindrischen Polflächen.

Die Wicklung ist zweckmäßigerweise zweiteilig aufgebaut und besteht aus einem umlaufenden Ring mit annähernd kreisförmigen Querschnitt und darüber liegend aus einer wellenförmigen Wicklung, die zwischen die Statorpole eingewickelt ist. Die Herstellung der Wicklung erfolgt vorzugsweise auf einer teilbaren Form.

Die Magneteisenstreifen werden für Maschinen hoher Betriebsfrequenz vorzugsweise aus grob abgelängten Segmenten eines gewickelten Schnittbandkerns größeren Durchmessers hergestellt und nach dem Verkleben mechanisch bearbeitet oder bei Maschinen für niedrige Betriebsfrequenzen aus passend einzeln gestanzten Einzelblechen ohne mechanische Nacharbeit hergestellt.


Anspruch[de]
  1. 1. Transversalflussmaschine mit mindestens einem Stator (2) und einem Läufer (1), die einen im wesentlichen quer zur Bewegungsrichtung verlaufenden Magnetkreis bilden, wobei der Läufer (1) und/oder Stator (2) aus einem Stapel von Magnetblechstreifen gebildet ist und wobei die Magnetblechstreifen an ihrem Umfang gleichmäßig verteilte Kerben aufweisen und Zähne bilden, die über einen radialen Luftspalt mit entsprechenden Polen (3) des Stators (2) bzw. Läufers (1) magnetisch gekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, dass Permanentmagnete (9) in die Kerben so eingelegt sind, dass ihre magnetischen Pole in Umfangsrichtung ausgerichtet sind und dass die sich quer zur Bewegungsrichtung gegenüberliegenden Pole (3) des Stators (2) oder des Läufers (1) jeweils voneinander versetzt angeordnet sind.
  2. 2. Transversalflussmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kerben V-förmig sind und jeweils ein Permanentmagnet (9) an die beiden schrägen Flächen an der Kerbe und ein Konzentrator-Füllstück (8) zwischen den schräg gegeneinander gestellten Permanentmagneten (9) angebracht ist.
  3. 3. Transversalflussmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Versatz der sich gegenüberliegenden Pole (3) des Stators (2) oder Läufers (1) eine Polteilung beträgt.
  4. 4. Transversalflussmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass ein transversaler Flussleiter durch quer zur Bewegungsrichtung verlaufende halbierte Schnittbandkerne (5) gebildet ist, die jeweils an beiden Enden in die gestapelten Magnetblechstreifen eingepasst sind.
  5. 5. Transversalflussmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche für einen mehrphasigen Betrieb mit mindestens einer Erregereinheit pro Phase, dadurch gekennzeichnet, dass die Erregereinheiten seriell hintereinander in Bewegungsrichtung der Transversalflussmaschine angeordnet sind.
  6. 6. Transversalflussmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Erregereinheiten um den Phasenwinkel versetzt voneinander angeordnet sind.
  7. 7. Transversalflussmaschine nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Erregereinheiten aus einem Stapel von Magnetblechstreifen mit Kerben und Permanentmagneten (15) in den Kerben, aus halbierten Schnittbandkernen (17), die als transversale Flussleiter in die gestapelten Magnetblechstreifen eingepasst sind, und aus einer Erregerwicklung um die Schnittbandkerne (17) gebildet ist.
  8. 8. Transversalflussmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei halbe an den Schenkelenden gekrümmte U-förmige Schnittbandkerne (17) symmetrisch um die Drehachse so nebeneinander angeordnet sind, dass ihre Schenkelenden senkrecht zur Drehachse voneinander wegweisen, wobei eine Erregerwicklung (16) die Schnittbandkerne (17) umschlingt und die Schnittbandkerne (17) in die gestapelten Magnetblechstreifen eingepasst sind.






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