CH654451A5

CH654451A5 - Stator fuer eine elektrische maschine.

Info

Publication number: CH654451A5
Application number: CH100482A
Authority: CH
Inventors: Juergen Mayer
Original assignee: Interelectric Ag
Priority date: 1981-03-23
Filing date: 1982-02-18
Publication date: 1986-02-14
Also published as: ATA81682A; DE3111313C2; DE3111313A1; AT376072B

Description

Die Erfindung betrifft einen Stator für eine einen glockenförmigen Rotor aufweisende elektrische Maschine, mit einem äusseren Eisenrückschlussring, mit einem inneren Eisenrückschlussring, mit einer Anzahl mindestens auf einem der Eisenrückschlussringe befestigten Permanentmagneten und mit Wellenlagern für die Rotorwelle.

Bekannte Statoren dieser Bauart sind aus einer Reihe von Einzelteilen zusammengesetzt, die mit engen Toleranzen zusammengebaut werden müssen. Die Herstellung derartiger Statoren ist aufwendig und zeitraubend.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Stator der eingangs genannten Art zu schaffen, der weniger Bauteile aufweist als bekannte Statoren und sich einfach herstellen lässt.

Die Lösung dieser Aufgabe ist darin zu sehen, dass der äussere Eisenrückschlussring und der innere Eisenrückschlussring als topfförmige Eisenrückschlussteile unterschiedlichen Durchmessers ausgebildet sind, deren Bodenbereich jeweils mit einer zentralen Öffnung versehen ist, dass das innere Eisenrückschlussteil mit der Stirnkante seines Mantelbereichs auf der Innenfläche des Bodenbereichs des äusseren Eisenrückschlussteils befestigt ist, und dass in die zentralen Öffnungen je ein Lager eingesetzt ist.

Bei einem derartigen Stator können die beiden Eisenrückschlussteile zugleich den Lagersitz und auch die Stirnfläche des Stators bilden.

Vorzugsweise ist das innere Eisenrückschlussteil mit dem äusseren Eisenrückschlussteil verschweisst, so dass sich eine besonders feste Verbindung dieser Teile ergibt.

Alternativ kann das innere Eisenrückschlussteil mit dem äusseren Eisenrückschlussteil verklebt sein. Diese Verbindungsart ist besonders günstig für den Zusammenbau sämtlicher Teile des Stators in einem Arbeitsgang.

Die Eisenrückschlussteile können als Tiefziehteile ausgebildet sein, wodurch sich eine weitere Kostensenkung ergibt.

Gemäss einer Weiterbildung haben die zentralen Öffnungen der Eisenrückschlussteile einen gleichen Durchmesser, so dass gleich grosse Lager für beide Lagerstellen verwendet werden können.

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung ist darin zu sehen, dass bei Verwendung von zylindrisch gekrümmten Permanentmagnetsegmenten die innere Mantelfläche jedes Permanentmagnetsegments eine der äusseren Mantelfläche des inneren Eisenrückschlussteils entsprechende Krümmung und die äussere Mantelfläche jedes Permanentmagnetsegments eine der inneren Mantelfläche des äusseren Eisenrückschlussteils entsprechende Krümmung hat. Sodann lassen sich die Permanentmagnetsegmente wahlweise auf die Mantelfläche des inneren oder des äusseren Eisenrückschlussteils aufkleben, so dass man mit einem Satz von Bauteilen Statoren mit zwei unterschiedlichen Durchmessern des Luftspaltraumes herstellen kann.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Herstellen eines Stators der eingangs genannten Art. Dieses Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass das innere Eisenrückschlussteil vor dem Befestigen an dem äusseren Eisenrückschlussteil mittels eines in den Ringraum zwischen den Mantelflächen beider Eisenrückschlussteile passenden rohrförmigen Dornes zentriert wird, und dass sodann die Permanentmagnete und die Lager an den Eisenrückschlussteilen befestigt werden.

Eine Weiterbildung dieses Verfahrens ist darin zu sehen,

dass mindestens eine der Berührungsflächen zwischen den Permanentmagneten und einem Eisenrückschlussteil einerseits und zwischen den Lagern und einem Eisenrückschlussteil andererseits mit einem Klebstoff versehen wird, dass die Permanent-

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magnete und die Lager auf das betreffende Eisenrückschlussteil gedrückt werden, und dass eine Lehre in den Luftspaltraum zwischen den Permanentmagneten und einem Eisenrückschlussteil eingeschoben wird, die einen den gewünschten Durchmesserabmessungen des Luftspaltraumes entsprechenden rohrförmigen Abschnitt aufweist sowie einen dazu koaxialen Zentrierstift, der dem Wellendurchmesser der Rotorwelle entspricht und der durch die Lager geschoben wird, und dass die Lehre bis zum Aushärten des Klebstoffes in dem Stator belassen wird.

Ein Verfahren zum Herstellen eines Stators, bei dem das innere Eisenrückschlussteil mit dem äusseren Eisenrückschlussteil verklebt ist, besteht darin, dass mindestens eine der miteinander in Berührung kommenden Flächen des äusseren Eisenrückschlussteils, des inneren Eisenrückschlussteils, der Permanentmagnete und der Lager mit Klebstoff versehen werden,

dass diese Teile sodann in der gewünschten Lage miteinander in Berührung gebracht werden, und dass eine Lehre verwendet wird, die einen den Durchmesserabmessungen des gewünschten Luftspaltraumes entsprechenden rohrförmigen Abschnitt sowie einen dem Wellendurchmesser der Rotorwelle entsprechenden Zentrierstift aufweist, und dass diese Lehre in die zusammengefügten Bauteile des Stators eingeschoben und bis zum Aushärten des Klebstoffes in diesem belassen wird. Mit einem derartigen Verfahren lassen sich sämtliche Bauteile des Stators in einem Arbeitsgang miteinander verbinden.

Die Erfindung ist im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel ergänzend beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Axialschnitt durch einen Stator mit einer eingesetzten Lehre;

Fig. 2 eine Schnittansicht längs der Linie II-II von Fig. 1.

Der in den Figuren 1 und 2 dargestellte Stator umfasst ein topfförmiges äusseres Eisenrückschlussteil 1, dessen Bodenbereich 2 mit einer zentralen Öffnung 3 versehen ist. Der Stator umfasst ferner ein inneres Eisenrückschlussteil 4, dessen Bodenbereich 5 ebenfalls mit einer zentralen Öffnung 6 gleichen Durchmessers wie bei dem äusseren Eisenrückschlussteil 1 versehen ist. Das innere Eisenrückschlussteil 4 ist mit der Stirnfläche 7 seines Mantelbereichs 8 auf die innere Oberfläche des Bodenbereichs 2 des äusseren Eisenrückschlussteils 1 aufgesetzt und an diesem befestigt, beispielsweise durch Schweissen oder Kleben.

In die zentralen Öffnungen 3 und 6 ist je eine Lagerschale 9 bzw. 10 eingesetzt, die hutförmig gestaltet sind und einen Rand 11 aufweisen, der einen grösseren Aussendurchmesser hat als der Durchmesser der zentralen Öffnung 3, 6. An dem dem Rand 11 gegenüberliegenden Stirnbereich sind die Lagerschalen mit einer zentralen Öffnung 12 versehen, die so gross bemessen ist, dass die Welle des Rotors der elektrischen Maschine hin-durchpasst.

In die beiden Lagerschalen 9 und 10 ist jeweils ein Lager 13 bzw. 14 festsitzend eingepasst, z.B. eingepresst oder eingeklebt. Die beiden Lager weisen eine Bohrung 15 auf, durch die die Welle des Rotors genau hindurchpasst.

Der Rand 11 der beiden Lagerschalen 9 und 10 ist mit dem Bodenbereich 2 bzw. 5 des zugehörigen Eisenrückschlussteils 1 bzw. 4 verklebt und dadurch unverrückbar an diesem gehalten.

An der inneren Oberfläche des Mantelbereichs 16 des äusseren Eisenrückschlussteils 1 sind gleichmässig über den Umfang verteilt vier Permanentmagnetsegmente 17 befestigt. Der zwischen diesen Permanentmagnetsegmenten und dem inneren Eisenrückschlussteil gebildete freie Raum ist der Luftspaltraum,

in dem die Wicklung eines glockenförmigen Rotors umläuft (nicht dargestellt).

Nach Einsetzen des Rotors in den Stator wird dieser in üblicher Weise durch Aufsetzen eines Deckels auf die in Fig. 1 nach 5 unten weisenden Stirnfläche des äusseren Eisenrückschlussteils 1 verschlossen.

Zur Herstellung des in Fig. 1 dargestellten Stators werden zuerst die beiden Eisenrückschlussteile 1 und 4 in der in Fig. 1 dargestellten Lage miteinander fest verbunden, etwa elektrisch io miteinander verschweisst. Sodann werden die vier Permanentmagnetsegmente 17 an der inneren Mantelfläche des äusseren Eisenrückschlussteils 1 befestigt. Die mit Lagern versehenen Lagerschalen 9 und 10 werden an ihrem Rand 11 mit Klebstoff versehen und in die zentrale Öffnung 3 bzw. 6 der Eisenrück-15 schlussteile 1 bzw. 4 eingesetzt. Eine Lehre 18, die einen dem Luftspaltraum im Querschnitt entsprechenden Mantelbereich 19 aufweist sowie einen zentral dazu angeordneten Zentrierstift 20, der im Durchmesser genau dem Durchmesser der Welle der elektrischen Maschine entspricht, wird dann bis in die in Fig. 1 20 dargestellte Lage in die zum Teil miteinander verbundenen Statorteile eingeführt und solange in diesen belassen, bis der Klebstoff fest geworden ist und die Lagerschalen also koaxial zum Luftspaltraum und mit genauer Fluchtung der Lagerbohrungen zueinander fixiert sind. Sodann wird die Lehre aus dem dann 25 fertiggestellten Stator entfernt.

Die Permanentmagnetsegmente 17 können auch durch Kleben mit dem äusseren Eisenrückschlussteil 1 verbunden werden. Dieser Klebevorgang kann gleichzeitig mit dem Kleben der Lagerschalen 9 und 10 durchgeführt werden, wobei der Mantelbe-30 reich 19 der Lehre 18 dann dafür sorgt, dass die Permanentmagnetsegmente 17 achsparallel fixiert werden und nicht gegen die Achse der Maschine verkantet sind.

Die Permanentmagnetsegmente 17 können so ausgebildet sein, dass ihre äussere Mantelfläche die Krümmung der inneren 35 Mantelfläche des äusseren Eisenrückschlussteils 1 und ihre nach innen gerichtete Mantelfläche die Krümmung der äusseren Mantelfläche des inneren Eisenrückschlussteils 4 hat. Dadurch wird erreicht, dass die Permanentmagnetsegmente entweder an dem inneren oder aber an dem äusseren Eisenrückschlussteil be-40 festigt werden können, so dass sich mit denselben Bauteilen zwei Varianten eines Stators herstellen lassen.

Die erfindungsgemässe Konstruktion hat ausserdem den Vorteil, dass sich mit einem Satz von unterschiedlich grossen Eisenrückschlussteilen eine ganze Reihe verschieden grosser Sta-45 toren herstellen lässt. Würde man z.B. ausser den in Fig. 1 gezeigten Eisenrückschlussteilen noch ein weiteres, im Durchmesser grösseres zur Verfügung haben, so könnte ein grösserer Stator hergestellt werden, wobei dann das äussere Eisenrückschlussteil 1 das innere Eisenrückschlussteil bilden würde. Man so kann also mit n unterschiedlich grossen Eisenrückschlussteilen n-1 unterschiedliche Statoren herstellen, während normalerweise für jede Maschinengrösse zwei Eisenrückschlussteile erforderlich sein würden.

Zusammen mit der Variatiorismöglichkeit durch die Anbrin-55 gung der Permanentmagnetschalen an dem inneren oder dem äusseren Eisenrückschlussteil ergibt sich damit eine grosse Anzahl von Dimensionierungsmöglichkeiten mit einer verhältnismässig geringen Anzahl von Bauteilen.

Diese Dimensionierungsvielfalt lässt sich noch vergrössern, 60 wenn Permanentmagnetsegmente sowohl an dem äusseren Eisenrückschlussteil als auch an dem inneren Eisenrückschlussteil vorgesehen sind.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Stator für eine einen glockenförmigen Rotor aufweisende elektrische Maschine, mit einem äusseren Eisenrückschlussring, mit einem inneren Eisenrückschlussring, mit einer Anzahl mindestens auf einem der Eisenrückschlussringe befestigten Permanentmagneten und mit Wellenlagern für die Rotorwelle, dadurch gekennzeichnet, dass der äussere Eisenrückschlussring und der innere Eisenrückschlussring als topförmige Eisenrückschlussteile (1, 4) unterschiedlichen Durchmessers ausgebildet sind, deren Bodenbereich jeweils mit einer zentralen Öffnung (3, 6) versehen ist, dass das innere Eisenrückschlussteil (4) mit der Stirnkante (7) seines Mantelbereichs (8) auf der Innefläche des Bodenbereichs (2) des äusseren Eisenrückschlussteils (1) befestigt ist, und dass in die zentralen Öffnungen (3, 6) je ein Lager (13, 14) eingesetzt ist.

2. Stator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das innere Eisenrückschlussteil (4) mit den äusseren Eisenrückschlussteil (1) verschweisst ist.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Stator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das innere Eisenrückschlussteil (4) mit dem äusseren Eisenrückschlussteil (1) verklebt ist.

4. Stator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Eisenrückschlussteile (1,4) als Tiefziehteile ausgebildet sind.

5. Stator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zentralen Öffnungen (3, 6) der Eisenrückschlussteile (1, 4) einen gleichen Durchmesser aufweisen.

6. Stator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit zylindrisch gekrümmten Permanentmagnetsegmenten, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Mantelfläche jedes Permanentmagnetsegments (17) eine der äusseren Mantelfläche des inneren Eisenrückschlussteils (4) entsprechende Krümmung und dass die äussere Mantelfläche jedes Permanentmagnetsegments (17) eine der inneren Mantelfläche des äusseren Eisenrückschlussteils (1) entsprechende Krümmung hat.

7. Verfahren zum Herstellen eines Stators nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das innere Eisenrückschlussteil vor dem Befestigen an dem äusseren Eisenrückschlussteil mittels eines in den Ringraum zwischen den Mantelflächen beider Eisenrückschlussteile passenden rohrför-migen Dornes zentriert wird, und dass sodann die Permanentmagnete und die Lager an den Eisenrückschlussteilen befestigt werden.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Berührungsflächen zwischen den Permanentmagneten und einem Eisenrückschlussteil einerseits und zwischen den Lagern und einem Eisenrückschlussteil andererseits mit einem Klebstoff versehen wird, dass die Permanentmagnete und die Lager auf das betreffende Eisenrückschlussteil gedrückt werden, und dass eine Lehre in den Luftspaltraum zwischen den Permanentmagneten und einem Eisenrückschlussteil eingeschoben wird, die einen den gewünschten Durchmesserabmessungen des Luftspaltraumes entsprechenden rohrför-migen Abschnitt aufweist sowie einen dazu koaxialen Zentrierstift, der dem Wellendurchmesser der Rotorwelle entspricht und der durch die Lager geschoben ist, und dass die Lehre bis zum Aushärten des Klebstoffes in dem Stator belassen wird.

9. Verfahren zum Herstellen eines Stators nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der miteinander in Berührung kommenden Flächen des äusseren Eisenrückschlussteils, des inneren Eisenrückschlussteils, der Permanentmagnete und der Lager mit Klebstoff versehen werden, dass diese Teile sodann in der gewünschten Lage miteinander in Berührung gebracht werden, und dass eine Lehre verwendet wird, die einen den Durchmesserabmessungen des gewünschten Luftspaltraumes entsprechenden rohrförmigen Abschnitt sowie einen dem Wellendurchmesser der Rotorwelle entsprechenden Zentrierstift aufweist, und dass diese Lehre in die zusammengefügten Bauteile des Stators eingeschoben und bis zum Aushärten des Klebstoffes in diesem belassen wird.