JPH06511376A - 電気機械 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
電気機械
技術分野
本発明は、軸の周囲に回転するローターと、同じ角度間隔で軸の周囲に配置され
る一組の複数のC字形ポール・エレメントを有するステータと、を備え、ボール
・エレメントの各々が、ベース・ウェブとそこから突き出る2つのボール・フィ
ンガーとを有するステータ巻線の周囲に延長してなる電気機械に関する。
背景技術
このタイプの電気機械は、例えば、独国特許DB−O83536538またはr
lE−O33927454テ知られティる。
これらの周知の方式の場合、しかし、全ての電気機械にある最適冷却の問題に関
して何等も指摘されていなかった。
発明の開示
本発明の目的は、従って、一般的な電気機械をできるだけ効率的に冷却され得る
ように構成することにある。
この目的は、本発明に従って、冒頭に説明されたタイプの電気機械に於いて、ス
テータ巻線か軸の周囲にリング形状で延長していて且つステータ巻線がそこに流
れる冷却媒体を備えたことにより達成される。
本発明の方式の長所は、これが、できるだけ効率的に熱を逃がすために直接ステ
ータ巻線を冷却する可能性を与える事実から推定される。
この点に関して、ステータ巻線が各々ボール・エレメント間に位置する通路を備
えていることが特に好都合になる。ボール・エレメント間のこのような通路は、
ボール・エレメント間に特に単純に送られて、単純な方式でステータ巻線を介し
て流れる、冷却媒体を具備できる可能性を与える。
通路は、原則として、各々ステータ巻線の異なる部分を貫くことができると考え
られる。
しかし、製造技術の観点から特に単純になる、方法は、通路がステータ巻線を2
つの部分巻線に分割する、すなわち、ステータ巻線が2つの部分巻線の形状で生
成され、その間に各々通路が位置するような状態になる。
できるだけ均一な冷却容積を得るために、それは、更に好都合に、通路がステー
タ巻線をほぼ中心で分割できることを示している。
ステータ巻線を貫く通路の位置調整について今まで詳しく説明されていなかった
。
優れた実施態様に於いて、例えば、通路は、巻線方向に対して横方向にステータ
巻線を貫いている。このてんに関して、通路は巻線方向に対して横方向に幾つか
の方向で位置調整されることができる。
優れた実施態様に於いて、通路は軸と平行にステータ巻線を買い更なる代替方法
に於いて、通路は軸に対して放射状にステータ巻線を貫いている。
2つの部分巻線に通路に依って分割される、ステータ巻線を、規定条件に単純で
恒久的な状態で保持することを可能にするために、好都合に、部分巻線がスペー
サに依って互いに成る距離に保持されている。
特に、ステータ巻線の効果的な冷却をボール・エレメントの領域に於いて促すた
めに、ステータ巻線を分割して且つボール・エレメントに熱的に結合されている
スペーサ・エレメントが、ボール・エレメントの領域に配置されていて、なおか
つ特にこれらの上に保持されている。
ボール・エレメントに対するステータ巻線の取付は、特に、スペーサ・エレメン
トがボール・エレメントのボール溝に位置していて且つそれを分割している時に
、容易に実現されることができるので、2つの予め巻かれている部分巻線をボー
ル溝に挿入することができる。
例えば、優れた可能性に於いて、スペーサ・エレメントはボール・エレメントに
一体化して形成されている。これは、熱をステータ巻線の内部領域から各々ボー
ル・エレメントに直接伝導できる可能性を示している。
これは、スペーサ・エレメントがボール・フィンガーと平行に延長している時に
、特に好ましく且つ可能性があると考えられる。
スペーサ・エレメントをボール・エレメントの上に一体化して形成する別の方式
では、スペーサ・エレメントがボール・エレメントに挿入されている。
この場合、スペーサ・エレメントは、それらがボール・エレメントに対して横方
向に延長するようにして好都合に配置されている。
この場合、スペーサ・エレメントはボール・エレメントの上に確実に固定できて
、なおかつ、スペーサ・エレメントの特に単純な取付が、スペーサ・エレメント
がボール・エレメントにロックまたはスナップ接続の形態で保持される時に可能
になるので、特に優れたものになる。
ステータ巻線を貫き、なおかつ特に、巻線方向に対して横方向に延長する通路を
与える代わりに、更なる優れた実施態様は、巻線方向に於いてステータ巻線内部
に延長する冷却チャンネルを備えたステータ巻線を与えている。
このタイプの冷却チャンネルは、例えば、この冷却チャンネルがこの巻線内部で
形成されるようにして、ステータ巻線を巻くことに依って生成されることができ
る。冷却チャンネルを備えたステータ巻線は、このチャンネルがステータ巻線に
対して巻かれているチューブに依って形成される時に特に簡単に実現できる。
できるだけ均一にステータ巻線で冷却効果を達成するために、好都合に、冷却チ
ャンネルは、ステータ巻線の中心に基本的に位置していて、なおかっ、その巻線
方向に延長している。
原則として、ステータ巻線を介して巻線方向に延長する、このタイプの冷却チャ
ンネルは、ガス冷却媒体に適していると考えられる。
しかし、持に好都合に、冷却チャンネルはそこに流れる液体冷却媒体を備えてい
て、そこでは、特に成るケースでは、液体冷却媒体のための回路が与えられてい
て、そこでは、液体冷却媒体が、希望された温度に、例えば、循環ポンプとクー
ラーを用いて保持される。
最も単純なケースでは、水が、このタイプの実施態様に於いて冷却媒体として用
いられている。
更に、本発明の目的は、本発明に従って、冒頭に説明されたタイプの電気機械に
於いて且つ前述の実施態様の特徴の代わりに或いはそれに加えて、ボール・エレ
メントが冷却されるようにして達成される。
優れた実施方式に於いて、ボール・エレメントは、その周囲に流れるガスのスト
リームを備えている。
特に好ましい実施態様に於いて、ガスのストリームは、連続するボール・エレメ
ントの間の中間のスペースを貫いていて、なおかっ、従って、特にボール・エレ
メントの表面に沿って流れている。
このタイプの方法は、ボール・エレメントが、それらの表面が軸を通り且つそこ
に形成されている一部の面の一部となる面とほぼ平行に位置調整される時に、特
に優れた成果を示す。
ガスのストリームとボール・エレメントを互いにできるだけ効果的に結合するた
めに、好都合に、ボール・エレメントは、それらのボール・フィンガーの領域で
構成される表面を備えている、何故ならば、このような構成の表面は、広い接触
面積のためにボール・フィンガーとガスのストリーム間の優れた熱結合を保証す
るからである。特に、ボール・フィンガーの表面の一部だけが構成されている。
特に単純に生成できるボール・エレメントは、構成された表面を、ボール・フィ
ンガーの外面の上に、すなわち、ボール溝と面していない側面の上に備えている
。
十分に単純に生成できて且つ特に効果的である方法に於いて、ボール・エレメン
トは、構成された表面を、それらの0面に対して横方向に延長する外面上に備え
ている。
最も単純なケースでは、構成された表面は、それらが膨張と縮小を交互に繰り返
すシーケンスを備えるように設計されている。
ボール・エレメントがシート・パッケージから生成されるケースでは、好都合に
、シート・パッケージの各々のシートはセットの歯をボール・フィンガーの外面
を形成する狭い側面の上に備えているので、ボール・エレメントに対して横方向
に、すなわち例えば方位角(円周)方向に延長し、なおかつ、個々のシートの歯
のセットの歯と噛み合うことから成るリブは、このようなシート・パッケージが
似ている時に形成される。
ボール・エレメントの特に効果的な冷却は、電気機械のハウシングが電気機械の
ハウシング内部にり1して開いているガスのストリームのためにインレット(入
口)開口部を備えている時に且つボール・エレメントがハウジング内部に於いて
それらの周囲を流れるガスのストリームを備えている時に可能になる。
更に好都合に、ローターは、ボール・エレメントとローターを共に熱結合するた
めに、ハウジング内部に於いてその周囲を流れるガスのストリームを備えている
。
その上、好都合に、ハウジングはガスのストリームのためにアウトレット(出口
)開口部を備えているので、ハウジング内部で加熱されるガスのストリームは流
れを外部で再び停止することができる。
特に、ボール・エレメント周囲の、必要におうして、ローター周囲の流れに関し
て定められた条件を設定するために、好都合に、ハウジングはハウジング内部の
ための強制換気装置を備えている。
この強制換気装置は、例えば、それが空気/ガスをハウジングに押し込む或いは
それをこのハウジング外部に放出する送風機を具備するように設計されている。
ハウジング内部に於いてガスのストリームを送る特に好ましい状態は、ガスの冷
却されたストリームが、ハウジング内部に放射状にボール・エレメントの領域で
流れる時に与えられる。
その上それに代わって、好都合に、ガスの加熱されたストリームはハウジング内
部から放射状に流れ出している。
ハウジングに於けるガスのストリームの特に優れた案内は、これが、ハウジング
内部をU字形に貫いて、放射方向にボール・エレメントの領域で流れ、次にその
流れ方向をU字形に反転して、放射方向にローターの領域て流れ出すか、または
逆の状態で流れる時に与えられる。
この方法は、ボール・エレメントの表面か、軸を通過し、それにより形成される
ファミリーの平面の平面に対し略平行となる平面を有して調整されるように、ボ
ール・エレメントの表面が調整されるとき、持に優れたものとなる。
前述の実施態様の特徴の代わりに或いはそれに加えて、冒頭に説明されたタイプ
の電気機械の目的のための更なる方法は、本発明に従って、冷却されたステータ
・キャリアの上に置かれていて且つそこに熱的に結合されるボール・エレメント
を提供している。
ボール・エレメントとステータ・キャリア間の熱結合のための特に単純な方法に
於いて、ボール・エレメントは、熱をボール・エレメントからステータ・キャリ
アに、できるだけ広い面積をカバーして送ることを可能にするために、ステータ
・キャリアに接着されている。
特に優れた熱結合は、ボール・エレメントの表面の部分的な領域がステータ・キ
ャリアと共に成形される時に達成することができる。
例えば、ボール・エレメントは、この目的のために、部分的な領域と共にステー
タ・キャリアの凹み部に挿入されていて、なおかつ、0の凹み部で、成形部材に
依って広い面積にわたってステータ・キャリアに熱的に結合されている。
ステータ・キャリアの冷却に関して、最も変更される可能性が考えられる。
例えば、優れた実施態様に於いて、ステータ・キャリアはガスのストリームに依
って冷却される。
ガスのストリームは、ハウジング内部から離れて面するステータ・キャリアの外
面に沿って好都合に案内される。
このてんに関して、好都合に、ガスのストリームは、ハウジング内部から離れて
面する側面の上でステータ・キャリアの上方を延長するガイド・プレートに依っ
てステータ・キャリアの上方に案内される。
ステータ・キャリアの上方に案内されるガスのストリームに依るステータ・キャ
リアの冷却方式の代わりに、更なる実施態様は、冷却チャンネルに依って貫かれ
ているステータ・キャリアを提供している。
この冷却チャンネルもガスのストリームに依って貫かれることができる。しかし
特に好都合に、冷却チャンネルは液体冷却媒体に依って貫かれている。
冷却チャンネルは、それが、できるだけ効率的にボール・エレメントから送られ
た鵡を逃がすために、ボール・エレメントのための受取手段の領域でステータ・
キャリアを貫くように好都合に配置されている。
これは、例えば、冷却チャンネルがステータ・キャリアを螺旋状または湾曲して
貫くようにして実現されることができる。好都合に、冷却チャンネルは、それら
の一部に関して、互いに接続されている軸の周囲を延長するリング形状の部分を
備えている。
ステータ・キャリアの特に効率的な冷却は、ステータ・キャリアが、ボール・エ
レメントを支え、ステータ・フレームに保持されて、直接冷却される、保持リン
グを具備する時に可能になる。
保持リングは、それが冷却チャンネルをステータ・フレームに於いてカバーする
ので、冷却チャンネルを流れる冷却媒体が直接そこに流れるように、好都合に配
置されている。
最も単純なケースに於いて、保持リングは、それが、ボール・エレメントを片側
で支え且つ冷却チャンネルを反対側の側面に依ってカバーするように設計されて
いるので、保持リングは、ボール・エレメントの反対側に位置する側面で冷却チ
ャンネルを貫く冷却媒体に依って直接作動される。
前述の特徴の代わりに或いはそれに加えて、冒頭に説明された電気機械の優れた
実施態様はボール・エレメントに熱的に結合されるステータ巻線を提供している
。
ステータ巻線は接触媒体を介してボール・エレメントに好都合に結合されていて
、そこでは、この接触媒体は、最も単純なケースで、接着または成形部材になり
、それに依ってステータ巻線はボール・エレメントのボール溝に保持されている
。
それに代わる方式として、ボール・エレメントは溝ライニングをそれらのボール
溝で支えていて、そこでは、溝ライニングは電気絶縁性であるが優れた軌伝導性
を備えた材料から好都合に形成されていて、この材料の厚みは好都合にできるだ
け薄くされている。具体的に考えられる形状は、ボール溝の粉末コーティング、
プラスチック部材または平らな材料から作られる溝ライニングになる。
この溝ライニングは、接触媒体、例えば接着または成形部材を介してボール・エ
レメントに好都合に取り付けられている。それらに代わる或いはそれに加えて、
ステータ巻線は、接触媒体、例えば接着または成形部材を介して溝ライニングに
結合されるので、ボール・エレメントとの優れた熱結合が、各々接触媒体を介し
てステータ巻線に現れる。
本発明の電気機械の個々の実施態様に関する今までの説明では、ステータに対す
るローターの最適な冷却または熱結合について詳しく説明されていない。
前述の実施態様の特徴の代わりに或いはそれに加えて、冒頭に述べられた目的の
方式は、従って、ガス循環ブレードを備えて、冒頭にt旨定されたタイプの電気
機械のローターを提供している。
これらのガス循環ブレードは、ハウジング内部に位置するガスに於いて、できる
たけ多量の乱流を与えるように少なくとも機能するので、できるだけ好ましいス
テータに対するローターの熱結合を達成する。
その代わり或いはそれに加えて、ガス循環ブレードは、しかし、それらがハウジ
ング内部に於けるガスの方向性のあるストリームの形成を支援して、ハウジング
内部の強制換気を導くように配置され且つ位置調整することができる。
最モ単純なケースで、ローターには、それに対して横方向に配置されているロー
ター・ディスクとガス循環ブレードが設けられている。
動作中に発熱するローターの磁気回路要素をできるだけ効率的に冷却するために
、好都合に、ガス循環ブレードは、好ましい空気乱流を磁気回路要素の領域で保
証するために、磁気回路要素を支えるローター・ディスクの領域に配置されてい
る。
このてんに関して、特に好都合に、ガス循環ブレードは磁気回路要素と熱的に接
触しているので、磁気回路要素とガス循環ブレード間の熱接触に依って、ガス循
環ブレードは、ガスまたは空気を/Nウジング内部で循環するだけでなく、同時
に更なる冷却表面として機能し、それを経由する磁気回路要素の熱はローターを
囲むガスに伝えることができる。
特に優れた実施態様に於いて、ガス循環ブレードは、ローターとローター・ディ
スクの磁気回路要素間の接続を意味している。
同時に、磁気回路要素の安定した固定を達成するために、本発明のローターの優
れた実施態様は、その一部に関して、磁気回路要素が置かれる、ローター・リン
グを支える空気循環ブレードを提供している。
磁気回路要素ができるだけ効率的に冷却されることを可能にするために、これら
は、磁気回路要素の上で熱的に接触している歯の間に置かれている。
特に単純な構成を備えた方法では、歯が連続する磁気回路要素の間に各々配置さ
れていて、この歯が2つの連続する磁気回路要素(こ鵡的に結合されている。
歯は、接触媒体、例えば、歯と磁気回路要素の間のギャップを充填する接着また
は成形部材に依って磁気回路要素に好都合に結合されている。このタイプの接触
媒体は、特に、接着または成形部材になる。
歯は、原則として、ローターに個々に接続されることができる。
しかし、歯が、ローター・ボディ、特にローター・リングまたはそのリブに一体
化して形成され、なおかっ、磁気回路要素が歯の間に置かれることは、構造的な
観点から特に単純になり且つ熱的な観点から特に優れたものになる。
歯は、それらが、磁気回路要素の上で確実に接触し、従って、できるだけ広い表
面で磁気回路要素と熱的に結合されるように、好都合に好ましい状態で設計され
ている。接触表面には、更に、熱接触媒体が好都合に与えられている。
基本的に、磁気回路要素が軸の周囲を延長し且つローターの上に保持されている
閉じられたリングの一部になり、なおかっ、歯がリングの内部と外部で放射方向
に接触することができる。
しかし、方位角方向に連続して配置された個々の磁気回路要素のセントはC字形
ボール・エレメントの各々のセットと連動されていることは、特に優れた成果を
示すことになる。前述の歯は、これらの歯と連動して前述の長所を達成するため
に、磁気回路要素の間の方位角方向に好都合に置かれている。
磁気回路要素は、原則として、永久磁石になることができる。しかし、永久的に
磁化されていない、磁気導通性材料から作られている磁気回路要素は、特に優れ
ている。
特に電気機械が磁気抵抗モーターとして作動する時に、特にローター軸の周囲を
延長するトロイド状のコイルのような、ステータ巻線に於いて、電流が交流部と
直流部を備えてそこを流れることは優れた結果を示す。
本発明の電気機械の特に好まれる実施態様は、同期モーターとして、特に調整さ
れる磁気抵抗モーターとして作動し、そこでは、成るセントのボール・エレメン
トの数はボール・エレメントのこのセy)と連動される磁気回路要素の数に対応
し、なおかっ、全ての各々の磁気回路要素は各々のセットのボール・エレメント
に依って同時に引き込まれる場合もあり或いは引き込まれない場合もある。
本発明に依って特にカバーされる、電気的に励磁される横方向のフロー機械の基
本的な設計は独国持許DE 3927454 C2がら周知のことである。
このタイプの同期機械は、特に単位容積あたりの高い圧入密度と小さな損失が要
求される時に用いられる。このような横方向のフロー機械の基本的な特徴は、コ
イル周囲に横方向に配置されている磁気回路だけでなく、シャフトと同心のトロ
イド・コイルの形態の巻線設計にある。
独国特許DB 3927454 から周知の方法の場合、磁束は、運動方向に対
して直角に配置されている軟鉄製のボール・エレメントに案内されていて、巻線
は、縦方向に於いてその磁化部と共に延長し且つ2つのコイル部に分割され、直
流電流はその1つに送られ且つ交流電流は他の1つに送られる。軟鉄製のボール
・エレメントに依って形成される磁気回路は、常に両方のコイル部を具備するこ
とを意図されている。
種々の問題は、実際の変換中に、特に同時に高い圧入密度を備えたコンパクトな
タイプの構造に現れる。本発明の方法は、圧入密度を電気機械容積に関して高め
る観点から、電気機械のボールの幾何学的形状を最適にする考えに基づいている
。
この観点で、本発明は、その最も一般的な実施態様に於いて、次に示す特徴を備
えた可動部と固定部(ローターやステータ)を具備して電気的に励磁される横方
向フロー機械を提供する。すなわち、−ステータは、電気機械のシャフトに対し
て放射状に配置されていて且つ周辺の方向に均一に分布されている数多くのボー
ル・エレメントを備えている。
−各々のボール・エレメントはローターの軸方向に延長する少なくとも1つのボ
ール溝と共に構成されていて、そこでは、例えば、各々のボール・エレメントは
、中心のボール部から開始して、電気機械のプレートを支える2つの末端の面に
向かう方向に於ける鏡像になるように設計されている。
−シャフトと同心状に配置されている少なくとも1つの励磁コイルはボール溝に
延長している。
−ローラー・ベアリングの上に案内されているローターは、特に、2つのキャリ
ア・ディスクを具備していて、各々に、シャフトと同心状に延長していて且つス
テータに於いて対応するボール溝と噛み合う少なくとも1つのローター・リング
が装着されている。
この構造は、最小のスペースで、均一の分布と放射状の位置調整で軟鉄製のボー
ル・エレメントの配置を可能にし、なおかっ、このことと且つ対応する構成のロ
ーター・リングは高い圧入密度を僅かの大きさで可能にする。
これは、成る実施態様に従って、ボール・エレメントが中心のボール部から始ま
り、各々が、各々の側面の上に(鏡像に於いて)3つのボール・フィンガーを備
えていて、同時に各々の側面に配置されている軸と同心状に延長する2つのボー
ル溝を備えて構成される時に、更に最適にされることができる。
個ケのボール・ピースは、従って、側面図に於いて、ダブル“E”の形状になり
、そこでは、2つの“E′が互いに鏡像の状態で配置されている。
例えば、2つの励磁コイルがボール溝の各々に挿入(各々の側面の上に2つ)さ
れる時に、これは多かれ少なかれ4つのモーターの一体化構造に対応し、そこで
は、対応するコイルは捻れ形の関係で制御されている。そこで、電気機械は特に
滑らかに作動し、同時に損失も減少する結果になる。
励磁コイルは、銅線から巻かれたコイルでよい。
例えば、64のボール・エレメントがシャフト軸と対称に配置されていて且つ各
々が3つのボール・フィンガーを各々の側面に備えているので、128セクシヨ
ンのボール・エレメントが各々の側面に生じる結果になり、なおかっ、これらは
各々の励磁コイルに関して絶縁されている。
この構造的に且つ電気的に紛られしい問題を解決するために、本発明の成る実施
態様は、励磁コイルと対応するボール・フィンガーのボール表面の間の絶縁を、
ベアリング・プレートに向かう方向に開いているU字形の絶縁ボディまたは溝ラ
イニングから形成されるようにして提供している。
このてんに関して、個々の絶縁ピースまたは溝の構成は好ましくは個別の構成部
品になるが、これは対応する組立資源を要求する。
本発明の優れた実施態様に従って、U字形に曲げられている絶縁ボディの底部は
、従って、隣接するボール・エレメント間に於いて互いに一体化して接続される
ことを言回されている。
これは、各々のボール溝に対して1つの絶縁ボディまたは1つの溝構成を備えて
励磁コイルとボール・エレメントの間の全ての接触表面を絶縁できる可能性を与
える結果になる。絶縁ボディは、後に曲げられる、アーム部が、放射状に外側と
内側に延長している、すング形状で閉しられている中心ベースを備えて押し込ま
れている絶縁ペーパーにすることができる。
このような絶縁ボディは、1つのツールを用いて、成る動作ステップに挿入する
ことができる。
更なる改善に於いて、各々の絶縁ボディ部のU字形アームの自由端は成る角度で
外部に曲げられるように設計されていて、そこでは、湾曲部はボール・フィンガ
ーの表面で対応するスリットと噛み合うことができる。このようにして、回転に
対する固定が同時に達成される。
励磁コイルがボール・フィンガーに取り付けられている絶縁ピースに依って、そ
れらの上部でカバーされていることは、特に好ましい結果を与える。
絶縁ボディのスリットは、特に励磁コイルが各々のボール溝に相応して幾つかの
部分になるように設計されているので、個々の部分巻線が指定された絶縁ピース
に依って互いに分離される時に、それらの上部の励磁コイルの上に置かれる絶縁
ピースを規定位置に固定するために、更に用いることができる。
巻線の電気接続要素はボール・ピースの間に放射状に案内することができる。
ボール・エレメントは、好都合に、軟鉄から構成していて、なおかつ、例えば、
各々互いに最上部に積み重ねられている複数のシートから形成されている。この
てんに関して、焼き固めることができる樹脂コーティングを備えた電気ソートは
特に優れていることを証明してきた。
個々のボール・エレメントの組立のために(これは−ローターの軸方向で検討さ
れる時に−時計の分単位の区切りに対応している)、収縮リングを使用すること
が好ましいことが証明されている。
対応する内部リングは、そこで、ボール・エレメントの変形を防止することがで
きる。
基本的に、中心のボール部の周辺の表面に沿って好都合に延長する収縮リングは
組み立てに十分に適している。しかし、何れかの側に突き出ているボール・フィ
ンガーが、それら自体の収縮リングに依って、それらの周辺の上で囲んで封鎖す
ることもできる。このタイプの収縮リングは、例えば、誘導加熱に依って膨張さ
れ、周辺の表面を冷却することに依って固定して取り付けらることかできる。
電気機械に必要な冷却を考慮して、収縮リングは、冷却空気を導くために冷却リ
ブまたは溝を同時に備えて設計することができる。
構造的な長所は、ボール溝に位置する励磁コイルだけでなくボール・ピースが絶
縁樹脂と共に成形される時に現れる。
ローター・リングが、それらの周辺の上に、ボール・ピースの位置設定に従って
、対応する溝のような凹み部を備えて構成されると、特に優れた結果を与える。
その上、好都合に少なくとも1つの励磁コイルがボール溝の各々に位置している
。
更に、好都合に、各々のボール溝の励磁コイルは、他のものの上方に配置されて
いる2つの部分的なコイルに分割されている(軸方向から見られる)。
本発明の方法の更なる特徴と長所は、幾つかの実施態様の図面だけでなく、次に
示す説明の主な課題となる。その図面に於いて、図面の簡単な説明
図1は、本発明の電気機械の第1実施態様に従う縦方向の断面図であり、
図2は、図1の矢印Aの方向の平面図のセクターの図解であり、右側のステータ
は左上で分解されていて、更に、ローターは右上で分解されている、
図3は、図1と類似の図面に於いてボール・エレメントに対する拡大詳細平面図
であり、
図4は、図2と類似の図面に於いて幾つかのボール・エレメントの拡大詳細平面
図であり、
図5は、図1と図2の矢印Bの方向に於ける幾つかのボール・エレメントの平面
図の拡大図であり、
図6は、支持要素を備えた図3に類似するボール・エレメントの拡大図であり、
図7は、図1のラインVll −Vl+ に沿う断面図であり、図8は、本発明
の電気機械の第2実施態様の図3と類似する詳細な拡大図であり
図9は、図8のラインIX −IX に沿う断面図であり、図10は、図9に図
示されている断面の変形図であり、図11は、本発明の電気機械の第3実施態様
に従う図1と類似の部分断面図であり、
図12は、本発明の電気機械の第3実施態様に従う図2と類似の部分断面図であ
り、
図13は、本発明の電気機械の第4実施態様に従う図3と類似の断面図であり、
図14は、本発明の電気機械の第4実施態様に従う図5と類似の平面図であり、
図15は、本発明の電気機械の第5実施態様に従・)図3と類似の断面図であり
、
図16は、図1と類似の図面に於いて、全ての5つの実施態様に適したローター
の第1実施態様に従う断面の拡大詳細図である。
図17は、図16のラインXVII −XVII に沿う断面図であり、図18
は、図16の矢印りの方向に於ける平面図の拡大詳細図であり、図19は、本発
明のローターの第2実施態様に従う図16と類似の部分断面図であり、
図20は、図19に従うローターの第2実施態様の図18と類似の図面であり、
図21は、本発明の電気機械の第6実施態様に従う部分断面図であり、
図22は、図21に従う電気機械で使用するための絶縁ボディの部分セグメント
の平面図であり、
図23は、組立位IN(部分)に於ける図22の絶縁ボディを示していて、
図24は、図21に従う電気機械のローター内面の平面図である。
発明を実施するための最良の形態
本発明の電気機械の第1実施態様は、図1に図示されているように、ローター1
2が軸14の周囲の回転のために組み込まれている、ハウジング10を具備して
いる。ローター12は、この目的のために、ハウジングIOの、各々、前部ベア
リング・プレート22と後部ベアリング・プレート24に於いて互いに空間が開
けられている関係で配置されている2つのローター・ベアリング18と20に組
み込まれているローター・シャフト16を備えている。前部ベアリング・プレー
ト22と24は、ベアリング・プレート22と24の間に延長するケーシング2
6を支え、なおかつ、ベアリング・プレート22と24の間で互いに外部に対し
てハウジング内部28を封鎖している。
ベアリング・プレート22と24は、2つのステータ30と32のために同時に
ステータ・キャリアを意味していて、その各々が、同じ角度間隔で且つ軸14か
ら同じ放射距離で軸14の周囲に配置されている複数のボール・エレメント34
を備えたセットを具備している。
ボール・エレメント34の各々は、図3に図示されているように、3つのボール
・フィンガー38.40.42が互いに平行する構成で延長して始まる、ベース
・ウェブ36を具備している。ボール溝44と46は、各々、2つのボール・フ
ィンガー38と40および4oと42の間に各々位置しているので、互いに、ボ
ール・エレメントは、ダブルCとしても説明されることができるE字形をしてい
る。ベース・ウェブ36を備えたボール・フィンガー38と40およびベース・
ウェブ36を備えたボール・フィンガー40と42は、各々C字形の形状をして
いる。
56または58と全体として(詩学されているステータ巻線は、各々、ボール溝
44と46の各々、すなわち、各々の溝ベース52または54から延長する各々
のボール溝44または46の後溝部48または5oに位置している。ステータ巻
#s56と58の各々は、軸14に対して直角に位置しているが、軸14から異
なる各々の距離に位置する環状通路の軸14と同軸に延長している。
図3に図示される実施態様に於いて、2つの巻線56と58は、更に、2つの部
分巻線56aと56bおよび58aと58bに各々細分されていて、2つの部分
巻線56aと56bおよび58aと58bは各々のスペーサ・フィンガー60と
62に依って各々互いに分離されている。スペーサ・フィンガー60と62は、
ボール・エレメント34のベース・ウェブ36に一体化して形成され、なおかつ
、各々の溝ベース52または54からほぼ中心に延長している。
ローター12は、各々の前溝部64または66に位置する各々の磁気回路要素7
4と76に於いて、各々、閉じられた磁界ライン構成78と80を可能にするた
めに、各々の後溝部48または50から連なっていて且つステータ巻線56と5
8からボール・フィンガー38.40.42の前端6B、70.72まで延長し
ている、各々の前溝部64または66のその磁気回路要素74または76と噛み
合っている。このてんに関して、磁界ライン構成78は、ベース・ウェブ36と
ボール・フィンガー38と40.磁気回路要素74、これとボール・フィンガー
38と40の間の空気ギャップを通るが、磁界ライン構成80は、ベース・ウェ
ブ36とボール・フィンガー40と42、磁気回路要素76、これとボール・フ
ィンガー40と42の間の空気ギャップを通る。
ボール・エレメント34の磁界ライン構成78と80は、軸14を貫き且つそれ
に依って形成される一部の面内に好ましくは位置する。
それらを各々のステータ・キャリアの上に、すなわち、前部ベアリング・プレー
ト22と後部ベアリング・プレート24の上に固定するために、ボール・エレメ
ント34はステータ・キャリア22と24の凹み部82に挿入されている。この
凹み部82は軸14に対して同心状の環状溝として好都合に設計されていて、そ
の内部壁84と外部壁86は、軸14と同軸のシリンダー表面の一部を各々形成
していて、なおかっ、そのベース88は軸14に対して同心状で且つ軸14に対
して直角に位置する円形リング表面に依って形成されている。
凹み部82は、ボール・エレメント34が、それらのベース・ウェブ36の実質
的な一部を備えた凹み部82に位置し、ベース面9oと共にベース88に置かれ
、なおかっ、ボール・フィンガー38と42の外面92と94と併合し、従って
、軸14に対する放射状の任意の動きに対して凹み部82に依って確実に固定さ
れる、それらの外面92と94に依って、各々、内部壁84と外部壁86と接触
するように設計されている。
ボール・エレメントを規定位置に、それらが直面する表面96と98も軸I4を
通り且つそれに依って形成される一部の面内に、はぼ平行に延長していて、なお
かっ、ボール・エレメント34が軸14の周囲に同し角度間隔で配置されるよう
にして固定するために、内部位置設定リング100がボール・エレメント34の
放射状の内面に且つ外部位置設定リング102がボール・エレメント34の放射
状の外面に配置されている。位置設定リング100と102の各々は、連続する
ボール・エレメント34の直面する表面96と98の間で噛み合い且つ連続する
ボール・エレメント34のこれらの表面96と98と接触しているので、これら
のボール・エレメント間の距離を正確に定める、突出部104と106を各々備
えている。
これらの位置設定リング+00と102は取付要素108と110に依って各々
のステータ・キャリア22または24の規定位置に好都合に固定されることがで
きるので、位置設定リング100と102の優れた製作は、ステータ・キャリア
と別に可能になり、これが定められた寸法形状を備えた突出部104と106の
製造を推進することになる。これらの位置設定リング100と102は、従って
、凹み部82と別に製造されるステータ・キャリア22または24に対して後に
組み立てることができる。
軸14の周囲に定められた角度間隔でボール・エレメント34を調整することと
別に、ボール・エレメント34は、一方で、凹み部82に位置し、且つ互いに反
対側に位置する表面96と98の間でボール・エレメント34のベース・ウェブ
36を充填する、ベース支持要素114に依って方位角方向112に互いに安定
されている。ベース支持要素+14は、最も単純なケースで、凹み部82を充填
し、なおかつ、その硬化後に、ベース・ウェブ36の領域でボール・エレメント
34の表面96と98の間に位置するベース支持要素を形成する、成形物に依っ
て形成される。同時に、成形物は、そのベース88だけでなく側壁84と86を
備えた凹み部82に位置するベース・ウェブ36の領域の全ての側面の接着に関
与し、従って、ボール・エレメント34とステータ・キャリア22と24の間の
好ましい熱的な接触にも関与する。
ベース支持要素に代わる更に優れた方法は、図5と6に図示されているように、
弾性的で多孔性の材料、例えば、フェルト製の保持ボディ116を具備している
。これは、ベース・ウェブ36の領域の表面96と98の間の空間の凹み部82
に挿入され、なおかっ、一方で保持ボディ116を貫き、同時にボール・エレメ
ント34と凹み部82の間の空間を貫く、成形物118で飽和されるので、硬化
後に、多孔性で弾性的な保持ボディは、一方で且つ他方で補強され、ボール・エ
レメント34はその外面92と94および底面90を備えた凹み部82に同様に
接着され、ボール・エレメント34とステータ・キャリア22と24の間の優れ
た熱的な接触が同様に生しる結果になる。
保持ボディ116は、それが成形物118を洗浄し、従って、それを非硬化状態
に保持して、それが離れて流れることを防止する長所を備えている。
更に、フィンガー支持要素120は、ボール・フィンガー38.40゜42の領
域でボール・エレメント34間の更なる補強のために与えられている。これらの
フィンガー支持要素は、その一部に関して、成形物+24に依って再び補強され
る、多孔性で弾性的材料、例えば、フェルト製の保持ボディ122を同様に具備
している。保持ボディ122は、それが成形物124を非硬化状態で保持し且つ
それが離れて流れることを防止する大きな長所を備えている。
フィンガー支持要素120は、ボール・フィンガー38.40.42の末端68
.70.72の近くの領域に好都合に置かれていて、なおかつ、方位角方向11
2の方向に於いてボール・エレメント34間の補強にもなっている。
ステータ巻線56と58を部分巻線56aと56bまたは58aと58bに分割
するボール・エレメント34のスペーサ・フィンガー60と62は、特に図4に
図示されているように、ボール・エレメント34の間に位置するステータ巻線5
6と58のセクション56cと58cの通路+30と132となり、これらの通
路は部分巻線56aと56bまたは58aと58bの間に位置し且つ軸14と平
行にステータ巻線56と58を介して延長し、なおかつ、冷却媒体、例えば空気
が、ステータ巻線56と58に流れることを可能にしている。
その上、ボール・エレメント34は、図3に図示されているように、連続する突
起部134と凹み部136を備えた波形表面138または+40をもつ凹み部8
2の下に突き出ている外面92と94の領域に与えられていて、そこで突起部1
34は方位角方向112と好都合に平行に延長している。
同様に、ボール・フィンガー38.40.42の前端68.70.72には波形
表面+42.144.146が与えられていて、そこで、波形構造は、最も単純
なケースで、表面+38と140および突起部134と凹み部136と同じよう
に、同様に方位角方向112に対して好都合に平行に延長している。
ボール・エレメント34の改善された冷却機能は、これらの波形表面+38.1
40.142.144.146に依って達成されるので、そこで、この冷却機能
は、冷却媒体、例えば空気に依って、ハウジング内部28でも行うことができる
。
ハウジング内部28に進む空気のストリームを生成するために、空気のためのイ
ンレット開口部+50が、ケーシング26に与えられていて、なおかつ、これら
は、空気がハウジングlOの外部から、それらの外面94の領域てボール・エレ
メント34を囲んでいる環状室152に流れ且つ外部位置設定リング102に好
都合に流れることを可能にしている。この環状室152は、外部位置設定リング
102から、ボール・フィンガー38の前端68の方向で環状室+52を閉じて
、なおかつ、軸14の方向で見られるように、後溝部48が前溝部64と併合す
る、領域に好都合に位置している、スクリーン154まで延長している。スクリ
ーン154は、従って、ボール・フィンガー38の方向でケーシング26から外
面94まで延長している。環状室152は、従って、一方でスクリーン154に
依って、他方でケーシング26の内壁156に依って、なおかつ最終的に、各々
ベアリング・プレート22または24およびその上に置かれている位置設定リン
グ102に依って閉じられている。その上、環状室152は軸14に向かう放射
方向で開いているので、そこに流れる空気は、連続するボール・エレメント34
の直面する表面96と98の間のスペーサ158に流れ、なおかっ、これらに沿
って軸14に向けて放射状に流れる。同時に、空気は、ステータ巻線56と58
の周囲および各々ステータ巻線56または58の通路130と132を介して流
れることを可能とする。これは、環状室152から進むことが、できるだけ空気
の循環を均一にして、両方のボール・エレメント34とステータ巻線56と58
の周囲で達成され、そこで、ボール・エレメント34の冷却は−前述のように−
波形表面13Bと140に依って改善されることを意味している。従って加熱さ
れた空気は、ローター12に且つローター12に沿って外側に再び中心環状収集
室160に流れ、それは、この室の反対側に配置されていて且つ反対側のステー
タ30と32に付随されている、スクリーン154と、ケーシング26の内側1
62の間に位置している。
空気が環状室152に流れている時に、ボール・エレメント34の更なる冷却は
、それらのボール・フィンガー38.40.42の領域で、好都合にそれらの前
端の領域で、これらの領域で同様に波形にされている表面138.140.14
2.144.146 に依って行われる。
中心環状収集室160に集まる加熱された空気は、ケーシング26に同様に配置
されている外部開口部163を介して放出される。
加熱された空気を外部開口部163を介して放出するために、ブロア166がケ
ーシング26の外面164の上に好都合に組み込まれていて、なおかつ、これは
、空気を中心環状収集室160から外部開口部+62を介して吸い込んで、それ
を外部に吹き出す。
空気168のU字形の流れは、環状室152を経由して流入し且つ中心環状収集
室】60を経由して流出する空気のために、ハウジング内部28に入ることにな
り、なおかつ、この空気の流れは、ボール・エレメント34と、ステータ巻線5
6と58と、ボール・エレメント34と直面するその領域のローターの周囲を流
れる。
更に、ボール・エレメント34の更なる冷却は、ベアリング・プレート22と2
4に配置されていて、なおかつ、図7に図示されているように、各々ベアリング
・プレート22を軸14と同心状の環状セグメント 172a、 +72b、
+72c、 +72dの形状で貫く、冷却チャンネル170ニ依って行われる。
これらのセグメントは、多かれ少なかれ閉じられていて、なおかつ、それらの末
端で曲がり部174a、 174b、 174cを介して更に外側に位置する次
の各々環状セグメントに各々接続されていて、そこで、例えば、液体冷却媒体−
例えば水は−供給ライン176を経由して送られ且つ充填要素はアウトレット・
ライン!78を経由して移動される。
供給ライン176とアウトレット・ライン178は、そのために冷却媒体とクー
ラーのポンプ180に好都合に接続されていて、そこで、ポンプ+80は、冷却
媒体を環状回路に於いて供給ライン176を介して環状セグメント172に、次
にアウトレット・ライン178を介してクーラー182に吸い上げて、再び戻る
。
冷却媒体は、冷却チャンネル170、すなわち、環状セグメント+72と曲がり
部174を流れる冷却媒体のレイノルド数が、適度なサイズの熱伝導係数を維持
するために、できるだけ10.000を上回るように、回路に於いて好都合に送
られている。
本発明の電気機械の第2実施態様に於いて、その詳細が図8に図示されているよ
うに、凹み部82は、各々ベアリング・プレート22と24に、図1に図示され
ているようにして配置されていないが、凹み部82は、その一部に関して、軸1
4と同心状に且つその周囲に延長していて、なおかつ、各々ベアリング・プレー
ト22または24に依って具備されているステータ・フレームのベアリング凹み
部192に組み込まれている、保持リング190に位置している。ベアリング凹
み部192は内部ベアリング壁194と外部ベアリング壁196を具備していて
、その両方が軸14に相応するシリンダーの形状を好都合に備えている。保持リ
ング190は、内部外部壁198と外部外部壁200が各々ベアリング壁194
または196から成る距離で延長するように、これらの壁に配置されている。各
々ベアリング壁194または196および各々反対側の外部壁198または20
0の間に位置する空間は、一方で各々ベアリング壁194または196、他方で
各々外部壁198または200の上に支えられている弾性的中間レイヤー202
または204に依って充填されていて、なおかつ、保持リング190を支え、な
おかつ、ボール・フィンガー38.40.42が軸14と平行に各々延長するよ
うに、この位置を調整している。
中間レイヤー202と204は、ラバー・リングとして、例えば、用いられる1
つまたは複数の0−リングに於いて、にかわで密着された或いはゴムで硫化され
たラバー・リングから好都合に作られている。
できるだけ効率的にボール・エレメント34を冷却するために、そこに流れる冷
却媒体を含有する、中間スペース210が、冷却チャンネル170の代わりにベ
アリング凹み部192の凹みベース206と保持リング190の後側208の間
に与えられている。中間スペース210は中間壁212に依って明確に細分され
ているので、冷却媒体の定められた案内がこの中間スペース210に於いて可能
になる。中間壁212は、凹みのベース206から始まり且つ後側208まで達
していて、そこで、後側208は、これらの中間壁212の上に移動可能な状態
で静止している。
幾つかの可能性が、中間壁212の配置のタイプに関して考えることができる。
第1の可能性の場合、図9に図示されているように、液体冷却媒体が、放射状の
外部インレット214を介して送られ、放射状の内部アウトレット216を介し
て放出される。中間壁212は、冷却媒体を中間スペース210に螺旋状に且つ
内側に放射方向に案内する。
図10に図示されている変形例に於いて、中間壁212°は、それらが、冷却媒
体を、放射状の外部インレット214がら、まず湾曲コースに於いて放射状に内
側に、次に再び湾曲コースに於いて放射状に外側に、類似の放射状の外部アウト
レット216°に向けて案内するように、他方で配置されている。
残りの部分に関して、本発明の電気機械の第2実施態様は第1実施態様と同じデ
ザインなので、第2実施態様はその残りの特徴に関して第1実施態様にコメント
を加えて行ゎうことができる。
第3実施態様に於いて、図11と12に図示されているように、ベアリング・プ
レート22と24は、前述の実施態様のように水で冷却されないが、それらに対
して延長する空気案内プレート、すなわち、前部ベアリング・プレート22の外
面222と後部ベアリング・プレート24の外面224から成る距離で延長し、
なおかっ、各々且つそれら自体で、外面222と224の間で、各々、空気チャ
ンネル226と228を形成する、前部空気案内プレート218と後部空気案内
プレー1−220が具備されている。
その上、ケーシング26には、軸14の周囲を延長し且っ軸14に対して直角の
面に好都合に位置する冷却リブ230が与えられている。
空気チャンネル226と228を経由する空気の流れは、接続ボックス232の
片側に配置されていて、その上、ケーシング26の片側の空気チャンネル226
と228に入って貫く空気の流れに依って放射状に且つ接線方向に於いてケーシ
ング26の空気チャンネル238と240を介して作用する、ブロア234と2
36に依って生成され、そこで、空気は、ブロア234と236の反対側に位置
するハウジング10の側面でアウトレット開口部242と244を介して空気チ
ャンネル226と228から好都合に出る。
これは、ベアリング・プレート22と24の十分な冷却が、冷却リブ230に沿
う接線方向の流れに依って同様に達成され、なおかっ、ケーシング26の領域の
十分な冷却も達成されることを意味している。
残りの部分に関して、ハウジング内部の冷却は、第1実施態様に関連する説明と
同様に行われる。
第3実施態様の残りの全ての部分は第1実施態様と同じなので、このてんに関し
て、同し参照数字が用いられ、なおかっ、第3実施管様は第1実施態様の説明に
相応して十分に行うことができる。
第4実施態様に於いて、図13と14に図示されているように、ステータ巻線5
6と58はスペーサ・インサート250と252に依って分割されているので、
部分巻線256aと256bまたは258aと258bが再び形成される。
スペーサ・エレメント250と252は、それらが保持されるボール・エレメン
ト34の領域で部分巻線256aと256bまたは258aと258bの間に置
かれているので、スペーサ・エレメント250と252は、連続するボール・エ
レメント34の表面96と98の間の中間スペース158に於いて、この中間ス
ペースに位置する各々ステータ巻線56または58の領域256cまたは258
cの通路254に連なっていて、そこで、これら通路254は放射方向に各々ス
テータ巻線56または58を介して延長している。
これは、ハウジング内部2Bの流れ168が、中間スペース158の領域で放射
方向にステータ巻線56と58を介して流れるので、それらをできるだけ効率的
に冷却する可能性を秘めていることを意味している。
スペーサ・インサート250と252は、図13に図示されているように、ボー
ル・エレメント34のボール溝44または46に於いて堅固な接続状態で好都合
に保持されていて、そこで、スペーサ・インサートは、各々ボール溝44または
46の側面に各々置かれている、ボール・エレメント34の、各々、凹み部26
4と266に、各々、エクステンション260と262に依って好都合に延長し
ている。
このてんに関して、スペーサ・インサート250と252が、それらのエクステ
ンション260または262に依って各々凹み部264または266とロックま
たはスナップインで噛み合うことができるので、それらがボール溝44と46に
於いて規定位置に固定されることができることは、特に優れた結果を示すことに
なる。
スペーサ・インサート250と252は、それらがボール・エレメント34の幅
に対してだけ基本的に方位角方向112に延長するように好都合に設計されてい
るので、他方で、通路254は、ステータ巻線56または58の冷却が中間スペ
ース15Bの領域で最大限度に効率的になることを保証するために、中間スペー
ス154の方位角方向112の連続する表面96と98の間の全体的な距離にわ
たって拡大することができる。
残りの部分に関して、第4実施態様は第1実施態様と同様に設計されているので
、明確に説明されていない構成部品に関して、同じ茶間数字が用いられ、なおか
つ、第4実施態様は、それらの説明に関して第1実施t!!様にコメントを加え
て行うことができる。
第5実施聾様の場合、図15に図示されるように、ステータ巻線56と58は、
部分巻線に細分されていないが、各々後溝部48または50を基本的に完全に充
填している。
ステータ巻線56と58を冷却するために、冷却管270または272、または
巻線方向または方位角方向112に延長する複数の冷却管が、断面で、巻線の中
心に位置していて、なおかっ、それらの一部に関して、液体冷却媒体に依って好
都合に貫かれている。冷却管270と272は、液体冷却媒体を循環するための
ポンプと液体冷却媒体を冷却するためのクーラーにも接続されている。
冷却管270と272は、軸14の周囲でリング形状でステータ巻線56と58
の個々の巻線と同し方向に、なおかっ、断面で、各々ステータ巻線56と58の
中心で好都合に延長しているので、ステータ巻線56と58を基本的にそれらの
全体のリング形状のエクステンションにわたる冷却、すなわち、各々冷却管27
0と272を経由する、それらの直接冷却が可能になる。各々冷却管270と2
72のためのインレットとアウトレットは、例えばステータ巻線56と58に対
する供給ラインと同様に、放射方向に離れて好都合に導かれている。
冷却管270と272は、各々ステータ巻線56と58に、例えば樹脂をな熱接
触が、ステータ巻線56または58の個々の巻線と、断面で、その中心に位置す
る各々冷却管270または272の間で行われる。
溝ライニング280は、図13と14に従う第4実施態様と図15に従う第5実
施態様の両方に於いて、各々ステータ巻線56または58および対応するボール
溝44または46の間に与えられている。このライニングは、電気絶縁材料から
作られていて、なおかつ、各々ステータ巻線56または58を各々ボール・エレ
メント34に関して絶縁している。
溝ライニング280は、その一部に関して、各々ボール・エレメント34と対応
するステータ巻線56または58の間の好ましい熱接触も保証する、薄いペーパ
ーのような材料から好都合に与えられている。
更に、後溝部48または50は、それらの一部に関して、ボール・エレメントの
凹み部288と290と噛み合う横方向のエクステンション284と286を備
えた溝カバー282に依って各々閉じられていて、そこで、凹み部288と29
0はボール溝44と46の横方向に配置されている。溝カバー282は、それら
が、各々ボール・エレメントに於いて規定位置に固定されるために、ロックまた
はスナック接続の形態で、それらの横方向のエクステンション284と286に
依って凹み部288と290にロックまたはスナップ止めされることができるよ
うに好都合に設計されている。
ステータ巻線56と58の冷却を連続するボール・エレメント34の間の中間ス
ペース158に於いて妨げないために、溝カバー282は、それらが固定されて
いる、各々ボール・エレメント34の幅に対してだけ方位角方向+12に同様に
更に延長している。
第4実施態様は、溝カバー282が、スペーサ・インサート250と252と同
様に設計され、なおかつ、各々ボール・エレメント34に同様にロックまたはス
ナップ止めされるように設計されるように提供される。
その残りの特徴に関して、第5実施態様は第1実施態様と同しなので、これらの
特徴に関して同し参照数字が用いられ、第5実施態挿は第1実施態様にコメント
を加えて行うこともできる。
今まで説明された実施態様の範囲に於いて、ローター12のデザインについて詳
細に説明されていなかった。
図16〜18に図示されているローターは、前述の5つの実施態様の全てに於い
て使用するために与えられている。
図16に図示されているように、12と全体として指定されているローターは、
ローター・シャフト16と別に、そこに放射状に且っ軸14と直角の面332に
於いて延長するローター・ディスク330を具備している。このローター・ディ
スクは、放射状に外側に向かう領域で、図16と17に図示されているように、
軸14の方向でディスクから離れて延長していて、それらの一部に関して、ロー
ター・ディスク330と磁気回路要素74と76から離れて直面するそれらの末
端に依ってローター・リング338と340を支えていて、なおかっ、軸14に
対して平行の方向で同様にこれらのリングから離れて延長している、空気循環ブ
レード334と336を両側で支えている。
磁気回路要素74と76は、図17と18に図示されているように、ローター・
リング
338と340に一体化形成されていて且つ中心領域346の両側で磁気回路要
素74と76の周囲で堅固に噛み合っている、歯342と344の間に置かれて
いる。
磁気回路要素74と76は、中心領域346に接続されている放射状の内部突出
部348と放射状の外部突出部350を備えていて、それは、その一部に関して
、成る突出部
348から次の突出部350にかけて放射方向に対して横に延長し且つ放射方向
に対して横に膨張されて広がり次に再び狭くなる外部輪郭部352を備えている
。この外部輪郭部352は、例えば、円形のシリンダー・セグメントの形状にな
る。
膨張されて広がり且つ次に再び狭まる外部輪郭部352は、各々磁気回路要素7
4と
76の両側で歯342に依って噛み合わされるので、放射方向と方位角方向の両
方向に於ける任意の動きに対して、更に、軸14と平行の軸周囲の任意の回転に
対して、磁気回路要素74と76を規定位置に確実に固定することになる。
磁気回路要素74と76には、これらの要素の中心領域346を貫き且つ軸14
と平行に延長するボア354が好都合に与えられている。締め付はスクリュー3
56は、これらのボアを介して延長し、なおかつ、それらの一部に関して、ロー
ター・リング338と340にネジ止めされているので、スクリュー356は、
ローター・リング338と340に接触していて且つ歯342と344間の規定
位置に固定されている磁気回路要素74と76を、軸I4と平行の方向に於ける
任意の動きに対して保持している。
歯342と344は、ローター・リング138と140から軸14と平行の方向
に磁気回路要素74と76と同じ距離に延長しているので、ローター12は、磁
気回路要素74と76の領域で、成る面で連続して延長する横方向の円形リング
面360と362を備えている。
しかし、歯342と344は、それらが磁気回路要素74と76の中心領域34
6の周囲で確実に各々噛み合う部分にだけ放射方向に延長しているので、磁気回
路要素74と76は、それらの放射状の内部突出部348に依って内面364か
ら逸脱して且つそれらの放射状の外部突出部350に依って外面366から逸脱
して突き出ている。
歯342と344は、好都合に、ローター・リング338と340に一体化形成
されていて、なおかつ、磁気的に非導通性であるか、優れtコミ気溝体である、
例えばアルミニウムのような材料から作られて(するつ
最適な固定とするために、磁気回路要素74と76と歯342と344の間に形
成しているギヤノブ368は、最適な粘結台を歯342と344と磁気回路要素
74と76の間で得るために、含浸樹脂で成形されてLlる。
軸I4に関して放射方向に延長する放射状チャンネル370は、ローター・りン
ゲ338と空気循環ブレード334とローター・ディスク]30の間に任;成さ
第1でいる。同様に、放射状チャンネル372もローター・リング340と空気
循環ブレード336とローター・ディスク330の間に形成されている。ロータ
ー12が回転すると、放射状チャンネル370と372に送られた空気は、放射
状に外側に、すなわち、中心環状収集室160の方向に加速され、空気は、アウ
トレット開口部162を介して流れて出て行く。放射状チャンネル370と37
2を流れる空気は、そこで、ローター・リング338と340およびそこに一体
化して接続されている歯342と344および歯の間に置かれていて且つそこに
熱的に結合されている磁気回路要素74と76の効果的な冷却に影響するので、
共に、磁気回路要素74と76の領域に現れる熱もローター12の領域で最適な
状態で放出される。
更に、空気の一般的な乱流が、回転するローター12のために、ボール・エレメ
ント34の間にも現れるので、好ましい熱結合がローター12とステータ30と
32の間に与えられ、これは、他方で、磁気回路要素74と76と、できるだけ
小さく保持されているボール・エレメント34の対応するボール・フィンガー3
8.40または40.42 の間の空気ギャップに対して予め設定された条件と
なる。
第1実施態様と対照的に、図19と20に図示されている本発明のローターの第
2実施態様は、ローター・リング338と340を不要にしむしろ、ローター・
ディスク330は、その一部に関して、軸14に関してほぼ放射方向に延長し、
なおかつ、磁気回路要素74と76が本発明のローターの第1実施暫様と同様に
置かれている歯342を支えている、リブ390を支えている。歯342は、そ
こで、磁気回路要素74と76を、第1実施態様に関連する説明と同様に中心領
域346で囲んでいる。
第1実施聾様と対照的に、溝チャンネル392がリブ390の間1こ形成されて
いて、なおかつ、これらはローター・ディスク330と反対側の方向に開いてい
る。
溝チャンネル392は、この目的のために、それらの中心領域346、すなわち
、それらの膨張された外部輪郭部352の領域の支持面394に置かれている。
これらの支持面は溝チャンネル392の横方向のリブ390に依って形成されて
いる。支持面394は、そこで、ローター・ディスク330から離れて直面して
いるか或いは外端396よりローター・ディスク330から長い距離で空間が開
けられている、リブ390の外端396のレベルに置かれているので、磁気回路
要素74と76は、放射方向で溝チャンネル392を経由するガスまたは空気の
流れを妨げない。
本発明のローターの第1実施態様と対照的に、歯342は、しかし、磁気回路要
素74と76を逸脱してローター・ディスク330の方向で延長し、なおかつ、
それらの突出領域398で、突出領域398を方位角方向で貫いている接合溝4
00を備えている。
フェルト402のストリップは、この接合溝400に保持ボディとして挿入でき
て、なおかつ、方位角方向112に成る突出領域398から次の且つそこの接合
溝400に延長しているので、ローター・ディスク330から離れて直面するそ
れらの外面404と408の上で磁気回路要素74と76と噛み合う、従って、
これらの要素はローター・ディスク330から離れようとする任意の動きに対し
て固定できる。保持ボディとして設計されている、このフェルト402のストリ
ップは、成形物に依って好都合に飽和され補強されるので、それは、歯342の
各々の接合溝400のローター・ディスク330から離れようとする任意の動き
に対して確実に固定され、なおかつ、ローター・ディスク330から離れようと
する任意の動きに対して磁気回路要素74と76を固定するt:めに歯342の
間の領域で十分に堅固に固定される。
磁気回路要素76は磁気回路要素74に関して方位角方向112でオフセットさ
れ且つ好都合に磁気回路要素74間の中心に正確に配置されているので、リブ3
90は、放射方向に正確に延長していないが、磁気回路要素74と76間のギャ
ップに各々与えられている歯342を支えるために、放射方向に直角に、部分的
に傾斜されている。
ボール・エレメント34は、原則として、一体化して焼結された材料から作るこ
とかできる。互いに絶縁されていて且つ表面96と98と平行に延長している個
々のシート380からボール・エレメント34にいたる構造は特に優れている。
これらのシートは特にE字形に設計されている。これらの個々のシートは、例え
ば、焼き付は可能な樹脂コーティングを備えた電気シートになる。
このタイプのボール・エレメント34は、従って、方位角方向112に於いて互
いに最上部に積み重ねられていて且つ表面96と98と平行に延長して、互いに
接触するシート380から作られたシート・パッケージを書味している。これら
のシートは焼き付は可能な樹脂コーティングを備えた電気ソートに好都合になる
が、それは、これらのシートをガラス質金属部材から構成する代替方式としても
考えることができる。
同様に、磁気回路要素74と76は、1つのピースで鉄粉から、または同様に、
軸14と平行に延長する積み重ね方向382からシート・パッケージを形成する
ために互いに絶縁されていて且つ互いに最上部に積み重ねられているシート38
4から、図7に図示されているように、構成するシート・パッケージとして生成
される。これらのシートは、例えば、焼き付は可能な樹脂コーティングを備えた
電気シートと同様になる。磁気回路要素74と76の小さな構造サイズを考膚し
て、しかし、例えば、シート384としてガラス質金属部材から作られたシート
を使用することもできる。
次に示す図に於いて、同じ或いは類似の構成部品が同じ参照数字を用いて指され
ている。
図21では、W′は本発明の電気機械のローターのシャフト軸(図示されていな
い)を指定している。
合計で64のボール・エレメント410がローター・シャフトの軸Wに対して放
射状に与えられている。各々ボール・エレメント410は、互いに最上部に配置
されている焼き付は可能な樹脂コーティングを備えた複数の電気シートから構成
していて、なおかっ、次に示す形状、すなわち−軸Wの方向で−3つのボール・
フィンガー410「は両側に各々延長し、なおかつ、これらは、それに基づいて
、それらの間で2つのボール溝410nを形成する、中心ボール部410mを備
えている。図21に図示されているように、側面図のような構成は、中心ボール
部410mを介して軸“W”に対して放射状に仮想対称軸に沿うダブル“E゛の
ものになる。
各々中心ボール部410mは、ローター・シャフトの軸Wに対して同心状に延長
する、サポート410wの内面に置かれている。
ボール・エレメント410は、シャフト軸Wの周囲に対称に配置されていて且つ
リング310sをクランプで固定して外面に保持されている。
中心ボール部410mの周囲を延長するクランプ・リング410sは外面の上で
滑らかであるが、周辺の外部ボール・フィンガー41ofの自由端に配置されて
いるクランプ・リング(収縮リング) 410s’ は、軸Wの方向に延長し、
なおかつ、次に説明されるように、冷却空気を送るように機能する、複数の溝を
備えて設計されている。
#@締ボディ412はボール溝41Onに位置していて、それらの基本的な構造
は、図22と23に図示されている。
図22は、環状の連続する中心領域412mを備えた溝ライニングまたは絶縁ボ
ディ旧2の部分的なセグメントを示していて、そこから、セクション412aと
412iは外側と内側に放射状に延長していて、これらのセクションは対応する
ボール溝410nに対するそれらの挿入前に90に曲げられている。
このように、ボール・フィンガー41Ofの反対側のセクション間の全ての内面
と中心ボール部410+aの付随する表面は、1つの絶縁ボディ412で囲むこ
とができる。
絶縁ボディ412をボール溝410nに固定するために、セクション412aと
4121は、外側に突き出ていて、なおかつ−図23に図示されているように−
ボール・フィンガー41Ofの対応するスリットのような受取手段410aで噛
み合う移動止めノーズ412rを備えて、それらの自由端に設計されている。
図21〜23を共に見ると、2つの励磁コイル414iと414aは、各々ボー
ル溝41On (すなわち内部と外部ボール溝の両方)に他の最上部に1つ配置
されていて、なおかつ、前述の絶縁ボディ412に依ってボール・フィンガー4
1orまたは中心ボール部410+aに関して且つ環状形状を備え且つボール・
フィンガー41Ofのスリット形状の受取手段410aに同様にロックする絶縁
スペーサ・ピース416に依って相互に絶縁されている。
これは、互いに部品に関する特に単純で高信頼性の絶縁を達成するだけでなく、
むしろ、同時に、環状励磁コイル414iと414aの、軸Wの方向に於ける、
従って、ボール溝410nからの任意の(好ましくない)移動も防止する。
励磁コイル4141と414aの電気接続要素は、図21に図示されているよう
に、外側に向けて、空間が開けられているボール・フィンガー ・410fの間
に延長している。
図23は、励磁コイル414iと414aはボール溝410nの高さ方向の部分
に対してだけ延長していることを示している。
ボール溝4 ionの残りのセクションは−図21に図示されているように−
このケースでアルミニウムから構成していて且つプラスチック・キャリア418
kを介して接続されているキャリア・ディスク418の上に配置されているロー
ター・シート・リング416iと416aに依って充填されている。ローター・
シート・リング416iと416aは、それらの内部と外部の周辺の表面の上に
溝のような凹みを備えて各々設計されている、すなわち、ボール・フィンガー4
1(Hの構成に対応しているので、ローター・シート・リング416iと416
aは、励磁コイル4141と414aに依って充填されていないボール溝410
nの領域に正確におさまるために挿入することができる。
ローターは、しかし他の材料から容易に構成することができる。
キャリア・ディスク41Bは、シャフトの上に置かれていて、なおかつ、ここで
詳細に説明されないハウジング420に依って互いに具備されている。
ボール・ピースのボール・フィンガー31Ofだけでなく中心ボール部410m
も、ボール溝410nの内部で励磁コイル414iと414aのように、2つの
構成部品のエポキシ樹脂で成形されている。
溝のデザインまたは絶縁ボディ412は、例えば、硬いペーパーから構成してい
る。
ボール・エレメント410は、励磁コイル414iと414aが銅線から巻かれ
ているコイルである、軟鉄型のシートから形成されている。
ローターのシャフト(図示されていない)は、実施態様に於いて、クランプ・リ
ング(収縮リング)410と4103のような鋼板から構成している。
図面に図示されている電気機械は表面冷却電気機械として構成されている。この
目的のために、電気機械表面に、電気機械に生しるエネルギー損失に起因する熱
を伝えて、そこから周囲の大気に放熱する必要がある。熱は、電気機械内部で熱
伝導と電気機械の空気の強制対流に依って伝えられる。
ステータの鉄製要素間の成形要素の構成配置、すなわち、特にボール・エレメン
ト410は、放熱が、成形要素−収縮リング410s −ハウジング412の通
路を介して、しかし強制対流(空気循環)に依っても可能になるように選択され
る。そこで、強制的な十分な乱流が電気機械で生成することができるように、換
気羽根422がローター・ディスク418に組み込まれている。
空気は、矢印L(図21)の方向で二重の流れとして2つのローター・キャリア
・ディスク418に依って循環されている。ローター・ディスク418の後側で
、空気は、吸収された熱をハウジング412の対応するベアリング・プレートに
伝える。このケースで、冷却リブは、ハウジング412の内側に配置することが
できる。
FIG、2
特表千6−511376 (14)
F旧、4
FIG 15
FIG、 16
FIG、17
フロントページの続き
(72)発明者 カンデルス、ポルフーリュディガードイツ連邦共和国、デー−
37’520 オーステロープ アム ハルツ、フッフシャラーベーク 38
(72)発明者 クライン、ハラルト
ドイツ連邦共和国、デー−37520オーステロープ アム ハルツ、イン デ
ル ホ(72)発明者 ソーテン フォン、ハインツドイツ連邦共和国、デー−
37115デユーデルスタット、ケスペルベルブベーク 26(72)発明者
ビーガント、エデュアルトドイツ連邦共和国、デー−37534バーデンハウゼ
ン、ツェリンガー シュトラーセ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.軸の周囲を回転するローターと、同一角度の間隔で前記軸の周囲に配置され る一組の複数のC字形のポール・エレメントを備えるステータと、を具備し、前 記のポール・エレメントの各々が、ペース・ウェブとそこから突き出る2つのポ ール・フィンガーとを有するステータ巻線の周囲に延長する電気機械に於いて、 前記ステータ巻線(56,58)が、前記軸(14)の周囲をリング形状で延長 し、且つ前記ステータ巻線(56,58)が、そこに流れる冷却媒体を有するこ とを特徴とする電気機械。 2.ステータ巻線(56,58)が、各ポール・エレメント(34)の間に位置 する通路(130,254)を具備することを特徴とする請求項1に記載の電気 機械。 3.通路(130,132,254)が、ステータ巻線(56,58)を2つの 部分巻線(56a,b,58a,b;256a,b,258a,b)に分割する ことを特徴とする請求項2に記載の電気機械。 4.通路(130,132,254)が、巻線方向(112)に対して横切って ステータ巻線(56,58)を通過することを特徴とする請求項2または3に記 載の電気機械。 5.部分巻線(56a,b,58a,b;256a,b,258a,b)が、ス ペーサ・エレメント(60,62;250,252)により互いに所定距離をも って保持されることを特徴とする請求項3または4に記載の電気機械。 6.ステータ巻線(56,58)を分割し、かつポール・エレメント(34)に 熱的に結合するスペーサ・エレメント(60,62;250,252)が、前記 ポール・エレメント(34)の領域に配置されることを特徴とする請求項1の前 文または請求項5に記載の電気機械。 7.スペーサ・エレメント(60,62;250,252)が、ポール・エレメ ント(34)のポール溝(44,46)に位置し、かつ前記ポール溝を分割する ことを特徴とする請求項5または6に記載の電気機械。 8.スペーサ・エレメント(60,62)が、ポール・エレメント(34)上に 一体化して形成されることを特徴とする請求項5、6または7の何れか1項に記 載の電気機械。 9.スペーサ・エレメント(250,252)が、ポール・エレメント(34) に挿入されることを特徴とする請求項5、6または7の何れか1項に記載の電気 機械。 10.スペーサ・エレメント(250,252)が、ポール・エレメント(34 )上の所定位置に確実に固定されることを特徴とする請求項9に記載の電気機械 。 11.ステータ巻線(56,58)が、その巻線の内部の巻線方向(112)に 延長する冷却チャンネル(270,272)を備えることを特徴とする請求項1 に記載の電気機械。 12.冷却チャンネルが、ステータ巻線(56,58)に巻かれる管(270, 272)により形成されることを特徴とする請求項11に記載の電気機械。 13.冷却チャンネル(270,272)が、その冷却チャンネルに流れる液体 冷却媒体を備えることを特徴とする請求項12に記載の電気機械。 14.ポール・エレメント(34)が、冷却されることを特徴とする請求項1の 前文または請求項1乃至13の何れか1項に記載の電気機械。 15.ポール・エレメント(34)が、それらの周囲に流れるガスのストリーム (168)を備えることを特徴とする請求項14に記載の電気機械。 16.ガスのストリーム(168)が、連続するポール・エレメント(34)間 の中間スペースを貫通することを特徴とする請求項15に記載の電気機械。 17.ポール・エレメント(34)が、それらのポール・フィンガー(38,4 0,42)の領域に構成された表面(138,140,142,144,146 )を備えることを特徴とする請求項15または16に記載の電気機械。 18.構成された表面(138,140,142,144,146)が、一連の 突起部(134)と凹み部(136)を交互に備えることを特徴とする請求項1 7に記載の電気機械。 19.電気機械のハウジング(10)が、前記電気機械のハウジング内部(28 )に対して開いているガスのストリーム(168)のために入口開口部(150 )を備えることを特徴とする請求項15乃至18の何れか1項に記載の電気機械 。 20.ローター(12)が、ローターの周囲に流れるガスのストリーム(68) を有することを特徴とする請求項15乃至19の何れか1項に記載の電気機械。 21.ハウジング(10)が、ガスのストリーム(168)のために出口開口部 (162)を備えることを特徴とする請求項15乃至20の何れか1項に記載の 電気機械。 22.ハウジング(10)が、ハウジング内部(28)のために強制換気装置( 166)を備えることを特徴とする請求項15乃至21の何れか1項に記載の電 気機械。 23.ガスのストリーム(168)が、ハウジング内部(28)をU字形で貫通 し、それによりポール・エレメント(34)の領域で放射方向に流れ入り、次に その流れ方向を逆転し、ステータ(12)の領域で放射方向に流れ出るか、また はステータ(12)の領域で放射方向に流れ入り、次にその流れ方向を逆転し、 ポール・エレメント(34)の領域で放射方向に流れ出る、ことを特徴とする請 求項15乃至22の何れか1項に記載の電気機械。 24.ポール・エレメント(34)が、冷却されたステータ・キャリア(22, 24)上に置かれ、かつそこに熱的に結合されることを特徴とする請求項14乃 至23の何れか1項に記載の電気機械。 25.ポール・エレメント(34)が、ステータ・キャリア(22,24)に接 着されることを特徴とする請求項24に記載の電気機械。 26.ポール・エレメント(34)が、部分的な領域と共にステータ・キャリア (22,24)の凹み部(82)に挿入され、かつ前記凹み部が、成形物(11 8)により広い領域に渡って前記ステータ・キャリア(22,24)に熱的に結 合されることを特徴とする請求項24または25に記載の電気機械。 27.ステータ・キャリア(22,24)が、ガスのストリームにより冷却され ることを特徴とする請求項24乃至26の何れか1項に記載の電気機械。 28.ガスのストリームが、ハウジング内部(28)から離れて面するステータ ・キャリア(22,24)の外側(222,224)上に沿って案内されること を特徴とする請求項27に記載の電気機械。 29.ガスのストリームが、ハウジング内部から離れる側面上でステータ・キャ リアを越えて延長するガイド・プレート(218,220)により、前記ステー タ・キャリア(22,24)に渡って案内されることを特徴とする請求項27ま たは28に記載の電気機械。 30.ステータ・キャリアが、冷却チャンネル(170,210)により貫通さ れることを特徴とする請求項24乃至26の何れか1項に記載の電気機械。 31.冷却チャンネル(170,210)が、冷却チャンネルを流れる液体冷却 媒体を備えることを特徴とする請求項30に記載の電気機械。 32.ステータ・キャリア(22,24)が、ポール・エレメント(34)のた めに受取手段(82)の領域で冷却チャンネル(170,210)により貫通さ れることを特徴とする請求項30または31に記載の電気機械。 33.冷却チャンネル(170,210)が、ステータ・キャリア(22,24 )を螺旋状または湾曲状に貫通することを特徴とする請求項30、31または3 2の何れか1項に記載の電気機械。 34.ステータ・キャリア(22,24)が、ポール・エレメントを支える保持 リング(190)を備え、前記リングがステータ・フレームに保持され、かつ直 接冷却されることを特徴とする請求項30乃至33の何れか1項に記載の電気機 械。 35.保持リング(190)が、ステータ・フレーム内の冷却チャンネル(21 0)をカバーすることを特徴とする請求項34に記載の電気機械。 36.保持リング(190)が、ポール・エレメント(34)を片側で支え、か つ冷却チャンネル(210)を反対側でカバーすることを特徴とする請求項35 に記載の電気機械。 37.ステータ巻線(56,58)が、ポール・エレメント(34)に熱的に結 合されることを特徴とする請求項14乃至36の何れか1項に記載の電気機械。 38.ローター(12)が、ガス循環ブレード(334,336)を備えること を特徴とする請求項1の前文または請求項1乃至37の何れか1項に記載の電気 機械。 39.ガス循環ブレード(334,336)が、磁気回路要素(74,76)を 支えるローター・ディスク(330)の領域に配置されることを特徴とする請求 項38に記載の電気機械。 40.ガス循環ブレード(334,336)が、磁気回路要素(74,76)と 熱的に接触することを特徴とする請求項39に記載の電気機械。 41.ローター(12)の個々の回路要素(74,76)が、磁気回路要素(7 4,76)の上で熱接触の状態で接触する歯(342,344)の間に置かれる ことを特徴とする請求項1の前文または請求項1乃至40の何れか1項に記載の 電気機械。 42.歯(342,344)が、連続する磁気回路要素(74,76)の間に各 々配置され、前記歯が2つの連続する磁気回路要素(74,76)と熱的に結合 されることを特徴とする請求項41に記載の電気機械。 43.歯(342,344)が、ローター・ボデイ(338,340)に一体化 して形成され、かつ磁気回路要素(74,76)が歯(342,344)の間に 置かれることを特徴とする請求項42に記載の電気機械。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| JP2013240126A (ja) * | 2012-05-11 | 2013-11-28 | Kobelco Contstruction Machinery Ltd | 建設機械の駆動装置 |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2716046A1 (fr) * | 1994-02-04 | 1995-08-11 | Centre Nat Rech Scient | Machine électrique tournante à bobinage global. |
| WO1996019861A1 (de) * | 1994-12-21 | 1996-06-27 | Wolfgang Hill | Transversalflussmaschine |
| DE19639670C2 (de) * | 1996-09-27 | 1999-09-02 | Voith Turbo Kg | Transversalflußmaschine mit einer Mehrzahl von parallel geschalteten Ringwicklungen |
| DE10361670B4 (de) * | 2003-12-30 | 2009-08-06 | Mitsubishi Denki K.K. | Stator einer rotierenden elektrischen Maschine |
| US8595915B2 (en) | 2004-01-02 | 2013-12-03 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Stator of electric rotating machine |
| DE102013207469A1 (de) * | 2013-04-24 | 2014-11-13 | Robert Bosch Gmbh | Statorwicklung für axial kurze elektrische Maschinen kleiner Polzahl |
| DE102019134652B4 (de) | 2019-12-17 | 2023-07-13 | Audi Ag | Transversalflussmaschine sowie Verfahren zum Betreiben einer Transversalflussmaschine |
| DE102023201278A1 (de) * | 2023-02-15 | 2024-08-22 | Hyperdrives Gmbh | Stator für eine elektrische Maschine, elektrische Maschine sowie Herstellungsverfahren |
Family Cites Families (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB388887A (en) * | 1930-12-15 | 1933-03-09 | Gen Electric | Improvements in and relating to electric motors |
| GB1368788A (en) * | 1970-12-28 | 1974-10-02 | Gujitsu Ltd | Electric stepping motor |
| US3774059A (en) * | 1971-09-13 | 1973-11-20 | Cambridge Thermionic Corp | Rotary stepping motor with laminated stator and rotor pole construction |
| US3700944A (en) * | 1971-11-08 | 1972-10-24 | Ford Motor Co | Disc-type variable reluctance rotating machine |
| US3700943A (en) * | 1971-11-08 | 1972-10-24 | Ford Motor Co | Disc-type variable reluctance rotating machine |
| US3803431A (en) * | 1971-11-24 | 1974-04-09 | Fujitsu Ltd | Electric pulse motor |
| US4279944A (en) * | 1978-12-26 | 1981-07-21 | General Electric Company | Epoxy impregnated ventilated winding |
| FR2530388B1 (fr) * | 1982-07-13 | 1985-10-04 | Paris & Du Rhone | Carcasse de bobine de conducteurs electriques, destinee a etre montee sur un noyau rigide, et son procede de fabrication |
| GB2139822A (en) * | 1983-05-03 | 1984-11-14 | Caterpillar Tractor Co | Stator for an electromagnetic machine |
| DE3476000D1 (en) * | 1983-08-12 | 1989-02-09 | Nippon Denso Co | Flat type rotary electric machine |
| JPS6181165A (ja) * | 1984-09-25 | 1986-04-24 | Matsushita Electric Works Ltd | ステツプモ−タ |
| CH665922A5 (fr) * | 1985-05-10 | 1988-06-15 | Portescap | Moteur electrique synchrone a rotor en forme de disque. |
| DE3536538A1 (de) * | 1985-10-12 | 1987-04-23 | Weh Herbert | Transversalfluss-maschine mit permanenterregung |
| US4786834A (en) * | 1987-07-06 | 1988-11-22 | Rem Technologies, Inc. | Stator assembly for dynamoelectric machine |
| DE3821660C1 (en) * | 1988-06-27 | 1989-08-10 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart, De | Reluctance machine |
| GB8817760D0 (en) * | 1988-07-26 | 1988-09-01 | Rolls Royce Plc | Electrical power generator |
| DE3827450A1 (de) * | 1988-08-12 | 1990-02-15 | Weh Herbert | Schwingungsarme ausfuehrung von transversalflussmaschinen |
| DE3927454A1 (de) * | 1989-08-19 | 1991-02-21 | Weh Herbert | Elektrisch errregte transversalflussmaschine |
-
1992
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-
1993
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013240126A (ja) * | 2012-05-11 | 2013-11-28 | Kobelco Contstruction Machinery Ltd | 建設機械の駆動装置 |
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| EP0609410A1 (de) | 1994-08-10 |
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