DE29813023U1

DE29813023U1 - TFM stator with screwed soft iron elements

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Publication number: DE29813023U1
Application number: DE29813023U
Authority: DE
Original assignee: Voith Turbo GmbH and Co KG
Current assignee: Voith Turbo GmbH and Co KG
Priority date: 1998-07-23
Filing date: 1998-07-23
Publication date: 1999-11-25
Anticipated expiration: 2008-07-24

Description

G 05674GM / Voith Turbo GmbH & Co. KG / Vereinfachtes Statorgehäuse" / Ak/sp000408 / 23'AiJi J996· _# · *G 05674GM / Voith Turbo GmbH & Co. KG / Simplified stator housing" / Ak/sp000408 / 23'AiJi J996· _# · *

TFM-Stator mit eingeschraubten WeicheisenelementenTFM stator with screwed-in soft iron elements

Die Erfindung betrifft eine Statorbaueinheit für eine elektrische Maschine, insbesondere eine Wechselstrommaschine in Form einer Transversalflußmaschine.The invention relates to a stator assembly for an electrical machine, in particular an alternating current machine in the form of a transverse flux machine.

Elektrische Maschinen in Form von Wechselstrommaschinen, insbesondere Transversalflußmaschinen, sind in verschiedenen Ausführungen aus einer Vielzahl von Druckschriften bekannt. Diesbezüglich wird auf die Druckschriften 10Electrical machines in the form of alternating current machines, in particular transverse flux machines, are known in various designs from a large number of publications. In this regard, reference is made to publications 10

1. DE 35 36 538 A11. DE 35 36 538 A1

2. DE 37 05 089 C12. DE 37 05 089 C1

3. DE 39 04 516 C13. DE 39 04 516 C1

4. DE 41 25 779 C1
154. DE 41 25 779 C1
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verwiesen. Diese beschreiben im wesentlichen das Grundprinzip und den Aufbau nach dem Transversalflußprinzip arbeitender Wechselstrommaschinen. Die Maschinen umfassen wenigstens eine Statorbaueinheit mit einem Stator, vorzugsweise eine Vielzahl von Schnittband kernen umfassend, mit mindestens einer Ankerwicklung und einen dieser gegenüberliegend angeordneten Rotor mit magnetischer Erregung. Die bekannten Statorbaueinheiten weisen dabei ein Statorgehäuse mit Stegen und mit sogenannten Fingern zur Fixierung und Wärmeableitung an den Schnittbandkernen des Außen- und Innenstators sowie einer Auflage zur Zentrierung der Ankerwicklung auf. Die äußeren Schnittband kerne, d.h. die Schnittband kerne des Außenstators, werden dabei zwischen den Stegen mittels Einstellschrauben und Halteklammern in radialer Richtung fixiert bzw. in anderen bekannten Ausführungen über einen Rückhaltering aus nicht leitendem Material grob radial fixiert. Die Schnittband kerne des Innenstators werden zwischen den Fingern des Statorgehäuses in Umfangsrichtung und durch die Spule grob radial fixiert. Zur endgültigen Fixierung wird der soThese essentially describe the basic principle and the structure of AC machines operating according to the transverse flux principle. The machines comprise at least one stator assembly with a stator, preferably comprising a plurality of cut strip cores, with at least one armature winding and a rotor arranged opposite this with magnetic excitation. The known stator assemblies have a stator housing with webs and with so-called fingers for fixing and heat dissipation on the cut strip cores of the outer and inner stator as well as a support for centering the armature winding. The outer cut strip cores, i.e. the cut strip cores of the outer stator, are fixed between the webs by means of adjusting screws and retaining clips in the radial direction or, in other known designs, roughly radially fixed via a retaining ring made of non-conductive material. The cut strip cores of the inner stator are fixed between the fingers of the stator housing in the circumferential direction and roughly radially by the coil. For final fixing, the so-called

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vormontierte Stator mit einer geeigneten Vergußmasse und unter Verwendung eines sogenannten Kernringes vergossen. Aufgrund der sehr komplizierten Gehäusestruktur ist der Verguß der Statoreinheit ein sehr umfangreicher Vorgang. Für die Erregerspulenherstellung sind sogenannte Wickel-und Tränkvorrichtungen erforderlich. Aufgrund der Vielzahl der Einzelteile und ihrer komplexen Gestaltung ist die Montage, insbesondere der Schnittband kerne am Außenstator mit Befestigungsklammern, sehr aufwendig. In Analogie gilt diese Aussage auch für die im Innenstator enthaltenen Schnittband kerne. Ein weiterer wesentlicher Nachteil bei der Fertigung der Statorbaueinheit besteht darin, daß die Erregerspule und die Schnittbandkerne im Statorgehäuse vergossen werden müssen und ein Nachbearbeiten der Vergußmasse in der Regel immer erforderlich sein wird. Die Vergußmasse wiederum beschränkt die zulässige Maximaltemperatur der gesamten Baueinheit während des Betriebes auf einen bestimmten Wert. Dies wirkt sich wiederum negativ auf die erzielbare zulässige Dauerleistung aus. Die Fertigung selbst verlangt aufwendig gestaltete Werkzeuge sowie hochqualifizierte Mitarbeiter zur Montage.pre-assembled stator is cast with a suitable casting compound and using a so-called core ring. Due to the very complicated housing structure, casting the stator unit is a very extensive process. So-called winding and impregnation devices are required for the excitation coil production. Due to the large number of individual parts and their complex design, assembly, particularly of the cut strip cores on the outer stator with fastening clamps, is very complex. By analogy, this statement also applies to the cut strip cores contained in the inner stator. Another significant disadvantage in the manufacture of the stator assembly is that the excitation coil and the cut strip cores have to be cast in the stator housing and reworking of the casting compound will usually always be necessary. The casting compound in turn limits the permissible maximum temperature of the entire assembly during operation to a certain value. This in turn has a negative effect on the achievable permissible continuous power. The production itself requires complex tools and highly qualified employees for assembly.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Statorbaueinheit der eingangs genannten Art für eine Wechselstrommaschine, insbesondere eine Transversalflußmaschine, derart weiterzuentwickeln, daß die genannten Nachteile vermieden werden. Im einzelnen soll die Statorbaueinheit eine einfache konstruktive Ausführung aufweisen, welche eine kostengünstige Fertigung und leichte Montage gewährleistet. Eine Verschlechterung der Eigenschaften bezüglich Wärmeabfuhr ist zu vermeiden.The invention is therefore based on the object of further developing a stator assembly of the type mentioned at the beginning for an alternating current machine, in particular a transverse flux machine, in such a way that the disadvantages mentioned are avoided. In particular, the stator assembly should have a simple structural design which ensures cost-effective production and easy assembly. A deterioration in the properties with regard to heat dissipation should be avoided.

Die erfindungsgemäße Lösung wird durch die Merkmale des Anspruchs charakterisiert. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
30The solution according to the invention is characterized by the features of the claim. Advantageous embodiments are described in the subclaims.
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G 05674GM / Voith Turbo GmbH & Co. KG / "Vereinfachtes Statorgehäuse" / Ak/sp000408 / 23. Juli J89&G 05674GM / Voith Turbo GmbH & Co. KG / "Simplified stator housing" / Ak/sp000408 / July 23, J89&

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, Statorbaueinheiten für elektrische Maschinen, insbesondere Transversalflußmaschinen, mit wenigstens einer, eine Ankerwicklung tragenden Statoreinheit, welche in radialer Richtung im Axialschnitt betrachtet einen Luftspalt mit einem Rotor in Einbaulage bildet, wenigstens aus einem in Einbaulage betrachtet in Umfangsrichtung sich ringförmig erstreckenden und vorzugsweise ringförmig ausgestalteten Rückschlußelement und mit diesem eine bauliche Einheit bildbaren .Zahnelementen, aufweisend auszuführen. Das ringförmige Rückschlußelement wird dabei pulvermetallurgisch hergestellt bzw. aus einem pulvermetallurgisch hergestellten Bauteil gefertigt. Die Zahnelemente bestehen aus einem weichmagnetischen Material bzw. Werkstoff. Die Zahnelemente sind dabei derart mit dem ringförmigen Rückschlußelement koppelbar, daß diese in einem Axialschnitt der elektrischen Maschine betrachtet zusammen mit dem ringförmigen Rückschlußelement eine im wesentlichen U-förmig gestaltete Querschnittsfläche beschreiben, wobei die beiden Schenkel des U-förmigen Querschnittes jeweils von den Zahnelementen gebildet werden. Unter Zahnelement werden dabei sich in Einbaulage zum Rotor hin erstreckende Vorsprünge verstanden, die in Umfangsrichtung Flanken bzw. Flankenflächen bilden, wobei die beiden in Umfangsrichtung zueinander weisenden Flanken zweier in Umfangsrichtung einander benachbarter Zahnelemente Statorzahnlücken beschreiben.According to the invention, stator assemblies for electrical machines, in particular transverse flux machines, are designed with at least one stator unit carrying an armature winding, which forms an air gap with a rotor in the installed position when viewed in the radial direction in axial section, at least one yoke element which, when viewed in the installed position, extends in the circumferential direction in a ring-shaped manner and is preferably designed in a ring-shaped manner, and tooth elements which can form a structural unit with this. The ring-shaped yoke element is manufactured using powder metallurgy or is made from a component manufactured using powder metallurgy. The tooth elements consist of a soft magnetic material. The tooth elements can be coupled to the ring-shaped yoke element in such a way that, when viewed in an axial section of the electrical machine, they describe an essentially U-shaped cross-sectional area together with the ring-shaped yoke element, the two legs of the U-shaped cross-section being formed by the tooth elements. In this case, the term tooth element refers to projections which, in the installed position, extend towards the rotor and form flanks or flank surfaces in the circumferential direction, wherein the two flanks pointing towards each other in the circumferential direction of two tooth elements which are adjacent to each other in the circumferential direction describe stator tooth gaps.

Eine Vielzahl von Zahnelementen, welche im Axialschnitt betrachtet in axialer Richtung auf einem gemeinsamen Durchmesser, bezogen auf die Symmetrieachse der elektrischen Maschine, liegen bzw. welche sich bei Projezierung auf die Symmetrieachse durch einen gemeinsamen Punkt auf dieser beschreiben lassen, bilden eine sogenannte Weicheiseneinheit. Zur Realisierung eines U-förmigen Querschnittes erfolgt die Kopplung des Rückschlußelementes mit zwei Weicheiseneinheiten.A large number of tooth elements which, when viewed in axial section, lie on a common diameter in relation to the symmetry axis of the electrical machine, or which can be described by a common point on the symmetry axis when projected onto the axis, form a so-called soft iron unit. To create a U-shaped cross-section, the return element is coupled to two soft iron units.

Vorzugsweise sind sternförmige Weicheisenelemente in Umfangsrichtung derart ausgeführt, daß diese eine Vielzahl von einzelnen, sich in Richtung desPreferably, star-shaped soft iron elements are designed in the circumferential direction in such a way that they have a plurality of individual,

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Rotors vom ringförmigen Rückschlußelement wegerstreckenden und die Zahnelemente beschreibende Vorspränge aufweisen. Die Anordnung der die Zahnelemente beschreibenden Vorsprünge der Weicheiseneinheiten in Umfangsrichtung erfolgt entsprechend der Konfiguration des Rotors mit einem bestimmten Abstand zueinander. Vorzugsweise sind die die Zahnelemente bildenden Vorsprünge über einen gemeinsamen, sich in Umfangsrichtung erstreckenden Grundkörper, mit welchem diese vorzugsweise eine bauliche Einheit bilden, mit dem ringförmigen Rückschlußelement gekoppelt, insbesondere radial mit diesem verbunden.Rotors have projections that extend away from the annular return element and describe the tooth elements. The arrangement of the projections of the soft iron units that describe the tooth elements in the circumferential direction is carried out according to the configuration of the rotor at a certain distance from one another. Preferably, the projections that form the tooth elements are coupled to the annular return element, in particular connected radially to it, via a common base body that extends in the circumferential direction and with which they preferably form a structural unit.

Die Zahnelemente bzw. die aus diesen gebildeteten Weicheiseneinheiten, insbesondere jeweils zwei Zahnelemente, bilden in einem Axialschnitt betrachtet jeweils die sich vom ringförmigen Rückschlußelement wegerstreckenden Schenkel der Statoreinheit. Die Zahnelemente einer Weicheiseneinheit können dabei jeweils einzeln kraft- und/oder formschlüssig mit dem Rückschlußelement gekoppelt werden. Vorzugsweise sind jedoch die Weicheiseneinheiten jeweils als ringförmige Elemente ausgeführt bzw. die einzelnen Zahnelemente werden von einem gemeinsamen Grundkörper getragen. Zur Vermeidung von Kreisströmen sind die ringförmigen Elemente wenigstens an einer Stelle in Umfangsrichtung unterbrochen ausgeführt. Die Unterteilung in eine Mehrzahl von Segmenten, wobei jedes Segment eine Mehrzahl von Zahnelementen enthält, ist ebenfalls denkbar. Die Kopplung bzw. Verbindung der Weicheiseneinheiten mit dem ringförmigen Rückschlußelement kann unterschiedlich ausgeführt werden. Denkbar sind dabei Verbindungen mittelsThe tooth elements or the soft iron units formed from them, in particular two tooth elements each, form the legs of the stator unit extending away from the annular yoke element when viewed in an axial section. The tooth elements of a soft iron unit can be coupled individually to the yoke element in a force-fitting and/or form-fitting manner. Preferably, however, the soft iron units are each designed as annular elements or the individual tooth elements are carried by a common base body. To avoid circular currents, the annular elements are interrupted at least at one point in the circumferential direction. The division into a plurality of segments, each segment containing a plurality of tooth elements, is also conceivable. The coupling or connection of the soft iron units to the annular yoke element can be designed in different ways. Connections by means of

a) Kraftschlußa) Power connection

b) Formschlußb) Form closure

c) Kraft- und Formschluß
30c) Force and form closure
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Bei Ausführungen mit Kraftschluß werden vorzugsweise die Weicheiseneinheiten mit dem ringförmigen Rückschlußelement mittels einer Preßverbindung zusammengefügt. Dies bietet den Vorteil, daß aufgrund des Fehlens des reinen Stoffschlusses keine Abhängigkeit der Betriebsdauer von den verwendeten Verbundwerkstoffen vorliegt. Die konkrete Ausgestaltung der Preßverbindung kann unterschiedlich erfolgen. Die Auswahl liegt dabei im Ermessen des zuständigen Fachmannes.In designs with a force connection, the soft iron units are preferably joined to the ring-shaped return element using a press connection. This offers the advantage that, due to the lack of a pure material connection, the service life is not dependent on the composite materials used. The specific design of the press connection can be different. The selection is at the discretion of the responsible specialist.

Die grundlegende Möglichkeit der Ausgestaltung von Elementen von elektrischen Maschinen aus oder als pulvermetallurgisch gefertigte Teile ist bereits aus der Druckschrift "Composites pave the way to the electrical machine designs of the future" (Höganäs Iron Powder Information PM 95-4) bekannt. Diese betreffen jedoch die vollständige Ausführung von Elementen aus derartigen Materialien. Die Erfinder haben erkannt, daß die bloße Übertragung diese Möglichkeit auf die Transversalflußmaschine nicht die gewünschten Vorteile bietet und deshalb nach geeigneteren und verbesserten Ergebnisse leistenden Ausführungen geforscht.The basic possibility of designing elements of electrical machines from or as powder-metallurgically manufactured parts is already known from the publication "Composites pave the way to the electrical machine designs of the future" (Höganäs Iron Powder Information PM 95-4). However, this concerns the complete design of elements from such materials. The inventors have recognized that simply transferring this possibility to the transverse flux machine does not offer the desired advantages and have therefore researched more suitable designs that achieve improved results.

Das sich ringförmig in Umfangsrichtung erstreckende Rückschlußelement kann in Umfangsrichtung betrachtetThe ring-shaped return element extending in the circumferential direction can be viewed in the circumferential direction

a) einteilig odera) one-piece or

b) mehrteilig ausgeführt sein.b) be constructed in several parts.

Bei Ausführung entsprechend Variante b) wird die ringförmige Kontur durch Befestigung der Teilelemente des Rückschlußelementes am Gehäuse in Umfangsrichtung fixiert.In the design according to variant b), the annular contour is fixed in the circumferential direction by fastening the partial elements of the return element to the housing.

Die die Wicklung tragende Statoreinheit aus Rückschlußelement und Weicheiseneinheiten bzw. Zahnelementen kann als kompakte und bereits vormontierte Grund baueinheit angeboten und in die Statorbaueinheit, insbesondere das Statorgehäuse, integriert werden. Die Anzahl der gegeneinander in axialer und radialer Richtung zu fixierenden Bauelemente istThe stator unit carrying the winding, consisting of a return element and soft iron units or tooth elements, can be offered as a compact and pre-assembled basic unit and integrated into the stator unit, in particular the stator housing. The number of components to be fixed against each other in the axial and radial direction is

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relativ gering und die Fixierung erfolgt bereits auf der Grundlage der Ausführung der Statorbaueinheit. Zwischen den Weicheiseneinheiten wird die Ankerwicklung angeordnet. Die gesamte Einheit inklusive der Ankerwicklung kann mit einem Isoliermittel, beispielsweise einem Isolierharz, getränkt werden. Der Teilbereich der Statoreinheit aus pulvermetallurgisch hergestelltem Material bietet den Vorteil isotroper, magnetischer und elektrischer Eigenschaften. Entsprechend der Statorkonstruktion ist dieser Bereich lediglich als Rückschlußbereich für den magnetischen Fluß zwischen den Weicheiseneinheiten bzw. den diese bildenden Zahnelementen erforderlich. Die aufgrund der Werkstoffeigenschaften bedingte schlechtere Permeabilität in diesem Bereich kann wegen des gegenüber den Zahnelementen vergrößerten Flußquerschnittes in Kauf genommen werden.relatively low and the fixing is already carried out on the basis of the design of the stator unit. The armature winding is arranged between the soft iron units. The entire unit including the armature winding can be impregnated with an insulating agent, for example an insulating resin. The part of the stator unit made of powder-metallurgically produced material offers the advantage of isotropic, magnetic and electrical properties. In accordance with the stator design, this area is only required as a return area for the magnetic flux between the soft iron units or the tooth elements that form them. The poorer permeability in this area due to the material properties can be accepted because of the larger flux cross-section compared to the tooth elements.

Die Verwendung des ringförmigen Rückschlußelementes in der beschriebenen Art und Weise bietet den Vorteil der Schaffung einer kompakten Statorkomponente mit verbesserter Festigkeit, leicht herstellbar ist und optimale elektrische und magnetische Eigenschaften aufweist.The use of the annular yoke element in the manner described offers the advantage of creating a compact stator component with improved strength, is easy to manufacture and has optimal electrical and magnetic properties.

In einer bevorzugten Ausführung sind die Weicheiseneinheiten bzw. die diese bildenden Zahnelemente als in axialer Richtung geschichtete Blechpakete, welche in Einbaulage betrachtet im Axialschnitt hintereinander aufgeschichtete ringförmige Elementen aus entsprechend gestanztem Blech umfassen. In Umfangsrichtung betrachtet weist jedes einzelne ringförmige Blechelement und damit jedes Blechpaket im Bereich der zum Rotor hin ausgerichteten Umfangsfläche randoffene Aussparungen zur Bildung der die Zahnelelemente beschreibenden Vorsprünge auf. Diese randoffenen Aussparungen sind über den Umfang jedes einzelnen ringförmig ausgestalteten Blechelementes und damit auch Belchpaketes in gleichmäßigen Abständen verteilt angeordnet. In Umfangsrichtung in Einbaulage betrachtet beschreiben die ringförmig gestalteten Blechelemente und damit jedes Blechpaket eine im wesentlichen sternförmige Kontur. Die Anzahl der in Einbaulage in axialer RichtungIn a preferred embodiment, the soft iron units or the tooth elements forming them are laminated cores layered in the axial direction, which, when viewed in the installed position, comprise annular elements made of appropriately punched sheet metal that are stacked one behind the other in axial section. When viewed in the circumferential direction, each individual annular sheet metal element and thus each laminated core has open-edged recesses in the area of the circumferential surface facing the rotor to form the projections that describe the toothed elements. These open-edged recesses are distributed at equal intervals over the circumference of each individual annular sheet metal element and thus also the sheet metal core. When viewed in the circumferential direction in the installed position, the annular sheet metal elements and thus each laminated core describe an essentially star-shaped contour. The number of the annular elements in the installed position in the axial direction

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hintereinander angeordneten bzw. aufgeschichteten ringförmigen Einzelblechelemente hängt von der Auslegung der gesamten elektrischen Maschine ab. Die Darstellung der Weicheisenelemente als Blechpakete gewährleistet eine gute Permeabilität im Zahnbereich und minimiert die auftretenden Wirbelstromverluste.The design of the entire electrical machine depends on the type and size of the individual ring-shaped sheet elements arranged one behind the other or stacked on top of the other. The design of the soft iron elements as sheet packages ensures good permeability in the tooth area and minimizes the eddy current losses that occur.

Vorzugsweise wird bei Transversalflußmaschinen, die die Ankerwicklung tragende Statoreinheit, insbesondere der Statorteil, vom Innenstator einer Transversalflußmaschine gebildet. Dies bietet den Vorteil, den Innenstator bzw. wenigstens die einer Polstruktur des Rotors zugeordnete Statoreinheit als komplett vormontierte Baugruppe aus ringförmigem Rückschlußelement und den die Weicheiseneinheiten bildenden Zahnelementen in das Statorgehäuse einzuschrauben. Bei symmetrisch aufgebauten Transversalflußmaschinen weist der Rotor in der Regel zwei sich jeweils von einer zentralen Trägerscheibe wegerstreckende Polstrukturen auf, die zu je einer elektrischen Phase gehören. Demgemäß sind auch jeder Polstruktur die entsprechenden Statoreinheiten zuzuordnen. Die Gesamtbaueinheit Stator umfaßt in diesem Fall wenigstens zwei erfindungsgemäß gestaltete Statoreinheiten, welche als Innenstator fungieren und beidseitig der Trägerscheibe dem Rotor, insbesondere den Polstrukturen, zugeordnet sind.Preferably, in transverse flux machines, the stator unit carrying the armature winding, in particular the stator part, is formed by the inner stator of a transverse flux machine. This offers the advantage of screwing the inner stator or at least the stator unit assigned to a pole structure of the rotor into the stator housing as a completely pre-assembled assembly consisting of an annular yoke element and the tooth elements forming the soft iron units. In symmetrically constructed transverse flux machines, the rotor generally has two pole structures extending away from a central carrier disk, each of which belongs to an electrical phase. Accordingly, the corresponding stator units are assigned to each pole structure. In this case, the overall stator assembly comprises at least two stator units designed according to the invention, which function as an inner stator and are assigned to the rotor, in particular the pole structures, on both sides of the carrier disk.

Die Verbindung zwischen Statorgehäuse und Innenstator findet dabei im Bereich des ringförmigen Rückschlußelementes statt, da diese in diesem Bereich einfach ohne großen Aufwand realisiert werden kann. Denkbar sind jedoch auch Ausführungen von Transversalflußmaschinen mit zwei eine Ankerwicklung tragenden Statoreinheiten, die in radialer Richtung beidseitig einer Polstruktur zuordenbar sind und bei welchen der Außenstator ebenfalls als vormontierte Baueinheit in der beschriebenen Art und Weise vorgefertigt wird. Eine andere dritte Möglichkeit besteht darin, lediglich den Außenstator als die Ankerwicklung tragende Komponente auszuführen.The connection between the stator housing and the inner stator takes place in the area of the ring-shaped return element, as this can be easily implemented in this area without great effort. However, designs of transverse flux machines with two stator units carrying an armature winding are also conceivable, which can be assigned to a pole structure on both sides in the radial direction and in which the outer stator is also prefabricated as a pre-assembled unit in the manner described. Another third possibility is to design only the outer stator as the component carrying the armature winding.

G 05674GM / Voith Turbo GmbH & Co. KG / "Vereinfachtes Statorgehäuse" / Ak/sp000408 / 83- Ji*Ü»1ßP8 *« _a4 »*G 05674GM / Voith Turbo GmbH & Co. KG / "Simplified stator housing" / Ak/sp000408 / 83- Ji*Ü»1ßP8 *« _a4 »*

Bei symmetrisch aufgebauten Transversalflußmaschinen mit einem Rotor mit zwei Polstrukturen sind somit wenigstensIn symmetrically constructed transverse flux machines with a rotor with two pole structures, at least

a) zwei erfindungsgemäß gestaltete Statoreinheiten als Gesamtbaueinheit Innenstator und/odera) two stator units designed according to the invention as a complete unit internal stator and/or

b) zwei erfindungsgemäß gestaltete Statoreinheiten als Gesamtbaueinheit Außenstatorb) two stator units designed according to the invention as a complete external stator unit

vorgesehen, welche in radialer Richtung mit dem Rotor jeweils einen Luftspalt bilden und im Statorgehäuse integriert bzw. an diesem befestigt sind.which form an air gap with the rotor in the radial direction and are integrated in the stator housing or attached to it.

Bei Ausführung einer Transversalflußmaschine mit wenigstens einer die Ankerwicklung tragenden Statoreinheit in Form des Innenstators wird vorzugsweise der Außenstator aus einer Vielzahl von einzelnen Statorelementen ausgeführt, welche als Vollprofilbauteile aus pulvermetallurgisch hergestellten und verpreßten Werkstoffen bestehen, welche mit einfachen Befestigungselementen direkt am Statorgehäuse befestigt werden können. Vorzugsweise erfolgt die Befestigung mittels Schraubelementen. Um möglichst einfach gestaltete und leicht montierbare Vollteile verwenden zu können, welche in unterschiedlich ausgelegten Maschinen standardmäßig verwendet werden können, weisen diese im Bereich ihrer Berührungsfläche mit der Innenfläche des Gehäuses 5 eine im wesentlichen eben ausgebildete Anschlagfläche aus. Dementsprechend ist vorzugsweise die in Einbaulage zum Rotor hingewandte Stirnfläche des Gehäuses ebenfalls mit in axialer Richtung verlaufenden eben ausgeführten Anschlagflächen ausgeführt. Zur Führung der Verbindungselemente sind Durchgangsöffnungen am Gehäuse 5, welche mit einem Gewinde versehen werden können und Gewindegänge in den Statorelementen vorgesehen.When designing a transverse flux machine with at least one stator unit carrying the armature winding in the form of the inner stator, the outer stator is preferably designed from a large number of individual stator elements, which consist of solid profile components made of powder-metallurgically manufactured and pressed materials, which can be attached directly to the stator housing with simple fastening elements. Fastening is preferably carried out using screw elements. In order to be able to use solid parts that are as simply designed and easy to assemble as possible, which can be used as standard in differently designed machines, these have an essentially flat stop surface in the area of their contact surface with the inner surface of the housing 5. Accordingly, the end face of the housing facing the rotor in the installed position is preferably also designed with flat stop surfaces running in the axial direction. To guide the connecting elements, through holes in the housing 5, which can be provided with a thread, and threads in the stator elements are provided.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung einer die Ankerwicklung tragenden Statoreinheit bietet neben einer Reihe von Kosten- und FertigungsvorteilenThe inventive design of a stator unit carrying the armature winding offers a number of cost and manufacturing advantages

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auch erhebliche Funktionsvorteile. Insbesondere kann durch die in Kombination mit der vereinfachten Gestaltung des Außenstators ausgeführte Konfiguration eines Innenstatorelementes eine verbesserte Wärmeabfuhr ins wassergekühlte Statorgehäuse ermöglicht werden. Infolge der kraftschlüssigen Verbindung, welche eine Vermeidung der Verwendung von Vergußmasse zur radialen und axialen Fixierung der Statoreinheit ermöglicht, kann insbesondere die Ankerwicklung direkt, beispielsweise bei Kühlung durch mittels Rotorrotation erzeugten Ölnebels gekühlt werden. Des weiteren ist durch die Vermeidung von Vergußmasse eine Steigerung der zulässigen Dauerleistung um ca. 25 % zu erwarten, da die zulässige Maximaltemperatur während des Betriebes nicht mehr durch die Vergußmasse beschränkt ist.also offers significant functional advantages. In particular, the configuration of an internal stator element in combination with the simplified design of the external stator enables improved heat dissipation into the water-cooled stator housing. As a result of the force-fit connection, which avoids the use of casting compound for radial and axial fixation of the stator unit, the armature winding in particular can be cooled directly, for example by cooling with oil mist generated by rotor rotation. Furthermore, by avoiding casting compound, an increase in the permissible continuous power of around 25% can be expected, since the permissible maximum temperature during operation is no longer limited by the casting compound.

Das Statorgehäuse selbst kann sehr einfach strukturiert aufgebaut werden, insbesondere Schlitze für eine Aufnahme von Schnittband kernen sind nicht mehr erforderlich. Bei der Herstellung erforderliche Wickel- und Tränkvorrichtungen zur Ankerspulenherstellung entfallen sowie die Mittel zum Bandagieren derselben. Die bisher aufwendige Montage der Außenschnittbandkerne mit Befestigungsklammern reduziert sich auf einfaches Anschrauben aus weichmagnetischem Material bestehenden Pulverelemente. Die erfindungsgemäß gestaltete Statoreinheit - unabhängig davon ob als Außen- oder Innenstator ausgelegt - kann als vormontierte fertige Baueinheit geliefert werden. Ein früher erforderliches Vergießen der Ankerspule und der Schnittband kerne im Stator kann entfallen, wodurch auch die erforderlichen anschließenden Nacharbeiten vermieden werden. Des weiteren bedarf es zur Fertigung der Einzelelemente und der Montage keiner komplizierten Werkzeuge sowie keines besonderen Know-hows der damit betrauten Mitarbeiter.The stator housing itself can be constructed in a very simple structure, in particular slots for accommodating cut strip cores are no longer required. The winding and impregnation devices required during production for producing armature coils are no longer required, nor are the means for bandaging them. The previously complex assembly of the external cut strip cores with fastening clamps is reduced to simply screwing on powder elements made of soft magnetic material. The stator unit designed according to the invention - regardless of whether it is designed as an external or internal stator - can be supplied as a pre-assembled, finished unit. The previously required casting of the armature coil and the cut strip cores in the stator can be omitted, which also avoids the necessary subsequent rework. Furthermore, no complicated tools are required to manufacture the individual elements and assemble them, and no special know-how is required from the employees entrusted with the task.

Die erfindungsgemäße Lösung wird nachfolgend anhand von Figuren erläutert. Darin ist im einzelnen folgendes dargestellt:The solution according to the invention is explained below using figures. The following is shown in detail:

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Fig. 1 zeigt die Anwendung einer erfindungsgemäß ausgestaltetenFig. 1 shows the application of an inventively designed

Statoreinheit in Form eines Innenstators bei einer Transversalflußmaschine;Stator unit in the form of an internal stator in a transverse flux machine;

Fig. 2 verdeutlicht in vergrößerter Darstellung eine erfindungsgemäßFig. 2 shows an enlarged view of an inventive

gestaltete und vormontierte Statorbaueinheit gemäß Fig. 1;designed and pre-assembled stator unit according to Fig. 1;

Fig. 3 verdeutlicht eine Ansicht A-A entsprechend Fig. 1.Fig. 3 illustrates a view A-A corresponding to Fig. 1.

Die Fig. 1 verdeutlicht anhand eines Ausschnittes aus einem Axialschnitt einer elektrischen Maschine 1 in Form einer Transversalflußmaschine den Aufbau einer erfindungsgemäß gestalteten Statorbaueinheit 2. Die Statorbaueinheit 2 weist wenigstens eine, wenigstens eine Ankerwicklung 3 tragende Statoreinheit 4 auf. Die die Ankerwicklung 3 tragende Statoreinheit 4 ist hier als Element der Gesamtbaueinheit Innenstator ausgeführt. Die Statoreinheit 4 ist in einem Statorgehäuse 5 angeordnet. Im dargestellten Fall umfaßt die Statorbaueinheit 2 einen Innenstator aus zwei Statoreinheiten, wobei stellvertretend auszugsweise zur Verdeutlichung nur die einer Polstruktur des Rotors zugeordnete Statoreinheit dargestellt ist. In Gehäuse 5 ist ein Rotor 6 der elektrischen Maschine 1 drehbar gelagert. Der Rotor besteht in bekannter Weise aus einer zentralen Trägerscheibe 7, an deren radial äußerem Endbereich symmetrisch nach beiden Seiten koaxial zur Drehachse bzw. Rotationsachse R des Rotors 6, welche auch als Symmetrieachse der elektrischen Maschine fungiert, beispielsweise zwei Polstrukturen, die Polstruktur 8.1 und hier nicht dargestellt auf der einen Seite die Polstruktur angeordnet sind. Diese Polstrukturen umfassen jeweils Permanentmagnete 9.1.1 - 9.1 &eegr; und 9.2.1 - 9.2n, die in zwei Reihen in Umfangsrichtung nebeneinander liegend jeweils wechselweise polarisiert und Rotorweicheisenelementen 10.1.1 - 10.1 &eegr; und 10.2.1 - 10.2n benachbart angeordnet sind. Die zwei Ringe sind hier mit 11 und 12 bezeichnet. Die Ringe aus den wechselweise in Umfangsrichtung hintereinander angeordneten Permanentmagneten 9 und den Rotorweicheisenelementen 10 sind durch ringförmige Zwischenelemente aus magnetisch und elektrischFig. 1 illustrates the structure of a stator assembly 2 designed according to the invention using a detail from an axial section of an electrical machine 1 in the form of a transverse flux machine. The stator assembly 2 has at least one stator unit 4 carrying at least one armature winding 3. The stator unit 4 carrying the armature winding 3 is designed here as an element of the overall inner stator assembly. The stator unit 4 is arranged in a stator housing 5. In the case shown, the stator assembly 2 comprises an inner stator made up of two stator units, with only the stator unit assigned to a pole structure of the rotor being shown in part for the sake of clarity. A rotor 6 of the electrical machine 1 is rotatably mounted in the housing 5. The rotor consists in a known manner of a central carrier disk 7, on the radially outer end area of which two pole structures, for example the pole structure 8.1 and the pole structure (not shown here) on one side are arranged symmetrically on both sides coaxially to the rotation axis R of the rotor 6, which also functions as the axis of symmetry of the electrical machine. These pole structures each comprise permanent magnets 9.1.1 - 9.1 η and 9.2.1 - 9.2n, which are arranged in two rows next to each other in the circumferential direction, each alternately polarized and adjacent to rotor soft iron elements 10.1.1 - 10.1 η and 10.2.1 - 10.2n. The two rings are designated here with 11 and 12. The rings made up of the permanent magnets 9 arranged alternately one behind the other in the circumferential direction and the rotor soft iron elements 10 are connected by ring-shaped intermediate elements made of magnetic and electrically conductive material.

G 05674GM/ Voith Turbo GmbH & Co. KG /"Vereinfachtes Statorgehäuse*/ Ak/sp000408 / 23» Ju!iJ89% ·« ·· »&diams;G 05674GM/ Voith Turbo GmbH & Co. KG /"Simplified stator housing*/ Ak/sp000408 / 23» Ju!iJ89% ·« ·· »&diams;

nicht leitenden Material voneinander getrennt. Für die Polstruktur 8.1 ist dies wenigstens der Ring 13. Auch die Trägerscheibe und ein in axialer Richtung die Polstruktur begrenzendes Endstück 14 sind aus elektrisch und magnetisch nicht leitendem Material gefertigt. Vorzugsweise wird dafür Kunststoff verwendet. Der Polstruktur 8.1 steht getrennt durch einen Luftspalt 15 die Statoreinheit 4 gegenüber. Die Statoreinheit 4 bildet den radial innenliegenden Innenstator bzw. den der Polstruktur 8.1 zugeordneten Teil der Gesamtbaueinheit Innenstator. Die Statoreinheit 4 beschreibt in einer Ansicht im Axialschnitt der elektrischen Maschine gemäß Fig. 1 eine im wesentlichen U-förmig ausgebildete Querschnittsfläche. Die Statoreinheit 4 umfaßt zu diesem Zweck wenigstens ein ringförmiges Rückschlußelement 16, welches mit zwei aus einer Mehrzahl von Zahnelementen gebildeten Weicheiseneinheiten 17 und 18 eine bauliche Einheit bildet. Der Begriff Weicheiseneinheiten steht dabei für Elemente aus weichmagnetischen Werkstoffen. Die Weicheiseneinheiten 17 und 18 sind derart aufgebaut, daß diese im Querschnitt betrachtet im Axialschnitt gemäß Fig. 1 zwei Schenkel der Statoreinheit 4 bilden. Diese sind hier mit 19 und 20 bezeichnet. In Funktionslage stehen die Schenkel 19 und 20 den Permanentmagneten 9 der Polstruktur 8.1 des Rotors 6 gegenüber, im einzelnen der Schenkel 20 den Magneten 9.1.1 - 9.1 &eegr; und der Schenkel 19 den Magneten 9.2.1 - 9.2n.non-conductive material. For the pole structure 8.1, this is at least the ring 13. The carrier disk and an end piece 14 that delimits the pole structure in the axial direction are also made of electrically and magnetically non-conductive material. Plastic is preferably used for this. The pole structure 8.1 is separated by an air gap 15 from the stator unit 4. The stator unit 4 forms the radially inner inner stator or the part of the overall inner stator assembly assigned to the pole structure 8.1. In an axial section view of the electrical machine according to Fig. 1, the stator unit 4 describes an essentially U-shaped cross-sectional area. For this purpose, the stator unit 4 comprises at least one ring-shaped yoke element 16, which forms a structural unit with two soft iron units 17 and 18 formed from a plurality of tooth elements. The term soft iron units stands for elements made of soft magnetic materials. The soft iron units 17 and 18 are constructed in such a way that, viewed in cross-section in the axial section according to Fig. 1, they form two legs of the stator unit 4. These are designated here as 19 and 20. In the functional position, the legs 19 and 20 are opposite the permanent magnets 9 of the pole structure 8.1 of the rotor 6, specifically the leg 20 the magnets 9.1.1 - 9.1 n and the leg 19 the magnets 9.2.1 - 9.2n.

Innerhalb der Schenkel 19 und 20 befindet sich von drei Seiten umschlossen die in Umfangsrichtung verlaufende Ankerwicklung 3. Die Weicheiseneinheiten 17 und 18 sind in Umfangsrichtung wie in der Fig. 3 dargestellt derart ausgeführt, daß diese in Umfangsrichtung an der zum Luftspalt 15 bzw. dem Rotor 6 ausgerichteten Umfangsfläche 21.1 bzw. 21.2 in Teilflächenelemente 21.1.1 - 21.1n bzw. 21.2.1 - 21.2n unterteilt sind, welche mit einer Teilung im bestimmten Verhältnis zur Polteilung T am Rotor voneinander in Umfangsrichtung beabstandet angeordnet sind. Zur Realisierung einer einfachen Montage sind die Weicheiseneinheiten 17 und 18 in Form von ringförmigen Elementen ausgeführt. Vorzugsweise werden die Weicheiseneinheiten 17 bzw. 18 als axial geschichtete BlechpaketeThe armature winding 3, which runs in the circumferential direction, is located within the legs 19 and 20 and is enclosed on three sides. The soft iron units 17 and 18 are designed in the circumferential direction, as shown in Fig. 3, in such a way that they are divided in the circumferential direction on the circumferential surface 21.1 or 21.2 aligned with the air gap 15 or the rotor 6 into partial surface elements 21.1.1 - 21.1n or 21.2.1 - 21.2n, which are arranged spaced apart from one another in the circumferential direction with a division in a specific ratio to the pole pitch T on the rotor. To facilitate assembly, the soft iron units 17 and 18 are designed in the form of ring-shaped elements. The soft iron units 17 and 18 are preferably designed as axially layered sheet packages.

G 05674GM / Voith Turbo GmbH & Co. KG / "Vereinfachtes Statorgehäuse" / Ak/sp000408 /G 05674GM / Voith Turbo GmbH & Co. KG / "Simplified stator housing" / Ak/sp000408 /

ausgeführt. Jede Weicheiseneinheit einer Statoreinheit umfaßt dazu eine Mehrzahl von in axialer Richtung hintereinander angeordneten gestanzten ringförmigen Elementen aus Blechplatten. Die Beabstandung der Außenflächen 2.1.1 - 21.1 &eegr; und 21.2.1 - 21.2n mit einer bestimmten Teilung zueinander wird durch Ausführung bzw. Ausbildung randoffener Schlitze 22.1.1 bis 22.1 &eegr; und 22.2.1 bis 22.2n realisiert. Die randoffenen Schlitze 22.1.1 - 22.1n und 22.2.1 - 22.2n erstrecken sich dabei vom Bereich des Außenumfanges 21.1 bzw. 21.2 in radialer Richtung zur zum Rotor 6 hinweisenden Fläche des ringförmigen Elementes 16. Die randoffenen Schlitze sind des weiteren in axialer Richtung koaxial zur Rotationsachse R des Rotors ausgeführt. Die Öffnungen weisen immer zum Luftspalt bzw. Rotor 6 hin. Wenigstens das ringförmige Element 16 ist pulvermetallurgisch hergestellt. Als Grundmaterial wird dabei ein Metallpulver verwendet. Die Pulver werden dann verpreßt zu sogenannten Grünlingen. Diese werden entweder kalt oder unter erhöhter Temperatureinwirkung zur Erzielung bestimmter Eigenschaften verpreßt. Es kann eine Nachbehandlung erfolgen.Each soft iron unit of a stator unit comprises a plurality of stamped ring-shaped elements made of sheet metal plates arranged one behind the other in the axial direction. The spacing of the outer surfaces 2.1.1 - 21.1 &eegr; and 21.2.1 - 21.2n with a specific pitch from one another is achieved by designing or forming open-edged slots 22.1.1 to 22.1 &eegr; and 22.2.1 to 22.2n. The open-edged slots 22.1.1 - 22.1n and 22.2.1 - 22.2n extend from the area of the outer circumference 21.1 or 21.2 in the radial direction to the surface of the ring-shaped element 16 facing the rotor 6. The open-edged slots are also designed in the axial direction coaxial to the axis of rotation R of the rotor. The openings always point towards the air gap or rotor 6. At least the ring-shaped element 16 is manufactured using powder metallurgy. A metal powder is used as the base material. The powders are then pressed to form so-called green compacts. These are pressed either cold or at elevated temperatures to achieve certain properties. Post-treatment can be carried out.

In Umfangsrichtung betrachtet weisen die aus jeweils einzelnen Zahnelementen gebildeten Weicheiseneinheiten 17 bzw. 18 in radialer Richtung wenigstens zwei Teilbereiche auf, einen ersten Teilbereich 24.1 bzw. 24.2 und einen zweiten Teilbereich 25.1 bzw. 25.2. Der erste Teilbereich 24.1 bzw. 24.2 ist zur Kopplung mit dem ringförmigen Rückschlußelement 16 vorgesehen und ebenfalls als ringförmiges Element ausgeführt. Die Kopplung mit dem ringförmigen Rückschlußelement 16 erfolgt dabei im Bereich der vom Rotor 6 in Einbaulage abgewandten Stirnseite 26 der Weicheiseneinheit 17 bzw. 27 der Weicheiseneinheit 18. Der zweite Teilbereich 25.1 bzw. 25.2 wird dabei aus einer Vielzahl von Einzelzahnelementen beschreibenden Vorsprängen gebildet, welche mit 28.1.1 - 28.1 &eegr; für die Weicheiseneinheit 17 bezeichnet sind und die in Umfangsrichtung betrachtet vorzugsweise mit einer bestimmten Polteilung bezogen auf die Anordnung der Permanentmagneten am Rotor beabstandet sind. Die Einzelzahnelemente 28.1.1 - 28.1 &eegr; sind beiViewed in the circumferential direction, the soft iron units 17 and 18, each formed from individual tooth elements, have at least two partial areas in the radial direction, a first partial area 24.1 and 24.2 and a second partial area 25.1 and 25.2. The first partial area 24.1 and 24.2 is intended for coupling to the annular yoke element 16 and is also designed as an annular element. The coupling to the annular yoke element 16 takes place in the area of the end face 26 of the soft iron unit 17 or 27 of the soft iron unit 18 facing away from the rotor 6 in the installed position. The second partial area 25.1 and 25.2 is formed from a large number of projections describing individual tooth elements, which are designated 28.1.1 - 28.1 &eegr; for the soft iron unit 17 and which, viewed in the circumferential direction, are preferably spaced apart with a certain pole pitch in relation to the arrangement of the permanent magnets on the rotor. The single tooth elements 28.1.1 - 28.1 &eegr; are

G 05674GM / Voith Turbo GmbH & Co. KG / "Vereinfachtes Statorgehäuse" / Ak/sp000408 / Zi₄ JuG 05674GM / Voith Turbo GmbH & Co. KG / "Simplified stator housing" / Ak/sp000408 / Zi ₄ Ju

Ausführung der Weicheiseneinheiten aus gestanzten Blechelementen als bauliche Einheit mit dem ersten Teilbereich 24.1 ausgeführt. Die Einzelzahnemente 28.1.1 - 28.1 &eegr; bis 28.2.1 - 28.2n sind dann als Vorsprünge ausgebildet.
5The soft iron units are made of stamped sheet metal elements as a structural unit with the first section 24.1. The individual tooth elements 28.1.1 - 28.1 n to 28.2.1 - 28.2n are then designed as projections.
5

Für die Kopplung zwischen den Weicheiseneinheiten 17 bzw. 18 und dem Ringelement 16, welches im Funktionszustand als sogenannter Rückschlußring fungiert und mechanisch die Funktion eines Tragelementes ausführt, bestehen eine Vielzahl von Möglichkeiten. Vorzugsweise wird bei Ausführung der Weicheiseneinheiten 17 aus Weicheisenblechpaketen in geschlitzter Ausführung eine kraftschlüssige Kopplung zwischen dem ringförmigen Element 16 und den einzelnen Elementen der aus einer Mehrzahl von Zahnelementen gebildeten Weicheiseneinheit 17 vorgenommen. Dies kann im einfachsten Fall durch eine Preßverbindung erfolgen. In diesem Fall sind die einzelnen Elemente der Statoreinheit 4, ringförmiges Rückschlußelement 16 und die Weicheiseneinheiten 17 bzw. 18 derart hinsichtlich ihrer Abmessungen auszulegen, daß diese eine bestimmte Passung miteinander eingehen. Im einzelnen betrifft das wenigstens die miteinander in Wirkverbindung tretenden Flächenbereiche 30.1 bzw. 30.2, welche an der zum Rotor 6 ausgerichteten Stirnseite 31 des ringförmigen Elementes 16 ausgebildet sind und die mit diesem in Wirkverbindung tretenden Flächen 32.1 bzw. 32.2 an den Weicheiseneinheiten 17 bzw. 18, wobei die Flächen 32.1 und 32.2 jeweils von der in Einbaulage vom Rotor weggerichteten Umfangsfläche 26 bzw. 27 ausgebildet werden.There are a number of options for the coupling between the soft iron units 17 and 18 and the ring element 16, which in the functional state acts as a so-called return ring and mechanically performs the function of a support element. Preferably, when the soft iron units 17 are made from soft iron sheet packages in a slotted design, a force-fit coupling is made between the ring-shaped element 16 and the individual elements of the soft iron unit 17 formed from a plurality of tooth elements. In the simplest case, this can be done by means of a press connection. In this case, the individual elements of the stator unit 4, the ring-shaped return element 16 and the soft iron units 17 and 18 are designed in such a way with regard to their dimensions that they form a certain fit with one another. In detail, this concerns at least the surface areas 30.1 and 30.2 which come into operative connection with one another and which are formed on the end face 31 of the annular element 16 aligned with the rotor 6, and the surfaces 32.1 and 32.2 which come into operative connection with the latter on the soft iron units 17 and 18, respectively, wherein the surfaces 32.1 and 32.2 are each formed by the circumferential surface 26 and 27 which is directed away from the rotor in the installed position.

Andere Möglichkeiten der Kopplung zwischen den Weicheiseneinheiten 17 bzw. 18 und dem ringförmigen Rückschlußelement 16 in radialer Richtung bestehen in formflüssigen Verbindungen bzw. in Kombinationsverbindungen mit Form- und Kraftschluß. Dazu ist es beispielsweise denkbar, die Weicheiseneinheiten 17 bzw. 18 mit entsprechenden Vorsprüngen zu versehen, welche in dazu komplementär ausgeführte Vorsprünge amOther possibilities for coupling the soft iron units 17 and 18 and the ring-shaped return element 16 in the radial direction are in form-fluid connections or in combination connections with form and force locking. For this purpose, it is conceivable, for example, to provide the soft iron units 17 and 18 with corresponding projections, which are connected to complementary projections on the

ringförmigen Element eingeführt werden können und mit diesem beispielsweise mittels einer Schnappverbindung formschlüssig verbunden werden können. Im einzelnen sind eine Vielzahl von Ausführungsmöglichkeiten denkbar, auf welche jedoch hier im Einzelfall nicht eingegangen werden soll, da die Möglichkeit bei Kenntnis des erfindungsgemäßen Grundgedankens im Tätigkeitsbereich des zuständigen Fachmanns liegt.annular element and can be connected to it in a form-fitting manner, for example by means of a snap connection. In detail, a large number of possible designs are conceivable, but these will not be discussed here in detail, since the possibility lies within the area of activity of the responsible expert with knowledge of the basic concept of the invention.

Die Ankerwicklung 3, welche zwischen den beiden von den Weicheiseneinheiten 17 bzw. 18 gebildeten Schenkeln 20 bzw. 19 angeordnet ist, wird direkt auf den von den Teilflächen 30.1 und 30.2 freien Bereich der Stirnseite 31 des ringförmigen Elementes 16 aufgewickelt. Durch die in Umfangsrichtung als Baueinheit ausgeführte Ausführung der Weicheiseneinheit 17 bzw. 18 wird die Ankerwicklung 3 in axialer Richtung fixiert. Die Fixierung in radialer Richtung ergibt sich bei Ausführung des Innenstators als wicklungstragende Statoreinheit durch die beim Wickeln erzeugte Straffheit. Die Ankerwicklung 3 liegt dabei direkt auf der Teilfläche 33 der zum Rotor hin ausgerichteten Stirnseite 31 des ringförmigen Rückschlußelementes 16 auf. Zur genauen Fixierung der Lage der Weicheisenelemente in axialer Richtung beim Einbau ist das ringförmige Rückschlußelement vorzugsweise in drei Teilabschnitte untergliedert, einen ersten Teilabschnitt 35, einen zweiten Teilabschnitt 36 und einen dritten Teilabschnitt 37. Der Teilabschnitt 36 bildet dabei jeweils mit den Teilabschnitten 35 und den Teilabschnitten 37 in axialer Richtung einen Anschlag 38 für die Weicheiseneinheit 17 und einen Anschlag 39 für die Weicheiseneinheit 18. Das Teilelement 35 trägt dabei die Teilfläche 30.1, das Teilelement 37 die Teilfläche 30.2, während das Teilelement 36 die Teilfläche 33 trägt. Im einfachsten Fall werden die einzelnen Teilflächen 30.1, 30.2 bzw. 33 und damit die Teilelemente 35, 37 bzw. 36 durch Ausbildung des ringförmigen Elementes mit unterschiedlichem Außendurchmesser gebildet.The armature winding 3, which is arranged between the two legs 20 and 19 formed by the soft iron units 17 and 18, respectively, is wound directly onto the area of the front side 31 of the annular element 16 that is free from the partial surfaces 30.1 and 30.2. The armature winding 3 is fixed in the axial direction by the design of the soft iron unit 17 and 18 as a structural unit in the circumferential direction. The fixing in the radial direction is achieved when the inner stator is designed as a winding-bearing stator unit by the tightness generated during winding. The armature winding 3 lies directly on the partial surface 33 of the front side 31 of the annular yoke element 16 that is directed towards the rotor. In order to precisely fix the position of the soft iron elements in the axial direction during installation, the ring-shaped return element is preferably divided into three sections, a first section 35, a second section 36 and a third section 37. The section 36 forms, together with the sections 35 and the sections 37, a stop 38 for the soft iron unit 17 and a stop 39 for the soft iron unit 18 in the axial direction. The sub-element 35 carries the sub-surface 30.1, the sub-element 37 carries the sub-surface 30.2, while the sub-element 36 carries the sub-surface 33. In the simplest case, the individual sub-surfaces 30.1, 30.2 and 33 and thus the sub-elements 35, 37 and 36 are formed by forming the ring-shaped element with different outer diameters.

G 05674GM/ Voith Turbo GmbH & Co. KG/"Vereinfachtes Statorgehäuse"/ Ak/spOOO4O8/ 2JG 05674GM/ Voith Turbo GmbH & Co. KG/"Simplified stator housing"/ Ak/spOOO4O8/ 2J

Die Ausführung des Innenstators im Querschnitt entsprechend Fig. 1 betrachtet unterscheidet sich somit in keiner Weise von der aus dem Stand der Technik bereits bekannten Statorform in dieser Ansicht. Die magnetische Flußführung ist ebenfalls dieselbe.
5The design of the internal stator viewed in cross section according to Fig. 1 does not differ in any way from the stator shape already known from the prior art in this view. The magnetic flux guidance is also the same.
5

Die Innenstatorbaueinheit 4, welche aus dem ringförmigen Element 16, den Weicheiseneinheiten 17 bzw. 18 und der Ankerwicklung besteht, kann als komplett vormontierte Baueinheit bereitgestellt werden. Vorzugsweise sind zusätzliche Verbindungselemente zum Verspannen der Statorbaueinheit 4 in axialer Richtung vorgesehen. In diesem Fall ist stellvertretend ein Verbindungselement 40, welches ein erstes Anschlagselement 41, das der Weicheiseneinheit 18 in axialer Richtung zugeordnet ist und dessen Bewegbarkeit in axialer Richtung begrenzt, mit einem zweiten Anschlagelement 42, welches der anderen Weicheiseneinheit 17 zugeordnet ist, form- und kraftschlüssig miteinander koppelt bzw. verbindet. Das Verbindungselement 40 erstreckt sich dabei durch die Weicheiseneinheiten und 17 sowie zum Teil das ringförmige Rückschlußelement 16, insbesondere im Bereich des zweiten Teilelementes 36. Die axiale Verspannung erfolgt mit der dem Moment am Innenstator bzw. der Statoreinheit 4 erforderlichen Vorspannung.The inner stator assembly 4, which consists of the ring-shaped element 16, the soft iron units 17 and 18, and the armature winding, can be provided as a completely pre-assembled assembly. Additional connecting elements are preferably provided for bracing the stator assembly 4 in the axial direction. In this case, a connecting element 40 is provided, which positively and non-positively couples or connects a first stop element 41, which is assigned to the soft iron unit 18 in the axial direction and limits its mobility in the axial direction, to a second stop element 42, which is assigned to the other soft iron unit 17. The connecting element 40 extends through the soft iron units 17 and 17, as well as partially through the ring-shaped yoke element 16, in particular in the area of the second partial element 36. The axial bracing takes place with the preload required by the moment on the inner stator or the stator unit 4.

Die Figuren 1 bis 3 verdeutlichen die erfindungsgemäße Ausführung der wicklungstragenden Statoreinheit am Beispiel eines Ausschnittes aus einem Innenstator einer Transversalflußmaschine. Diese Ausführung stellt eine bevorzugte Anwendung des erfindungsgemäßen Grundgedankens dar, soll jedoch nicht auf die Ausführung als Innenstator begrenzt sein. Denkbar ist gleichfalls die Ausführung entsprechend des erfindungsgemäßen Grundgedankens für den Außenstator. Vorzugsweise wird die oben beschriebene Lösung jedoch nur für den Innenstator angewandt, da die Ausführung als Außenstator in Umfangsrichtung größere Pollücken aufweist und welche wiederum erhöhte Verluste bedingen, die sich in einerFigures 1 to 3 illustrate the inventive design of the winding-bearing stator unit using the example of a section of an internal stator of a transverse flux machine. This design represents a preferred application of the basic idea of the invention, but should not be limited to the design as an internal stator. The design according to the basic idea of the invention for the external stator is also conceivable. The solution described above is preferably only used for the internal stator, however, since the design as an external stator has larger pole gaps in the circumferential direction, which in turn cause increased losses, which are reflected in a

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Verringerung des Gesamtwirkungsgrades der elektrischen Maschine 1 niederschlagen.Reduction in the overall efficiency of the electrical machine 1.

Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Statoreinheit 4, welche als Innenstator in Einbaulage fungiert, ist in dem Statorgehäuse 5 integriert. Das Statorgehäuse 5 ist dabei beispielsweise über eine Lageranordnung 43 auf der Rotorwelle 44 des Rotors 6 gelagert. Vorzugsweise weist das . Statorgehäuse 5 eine in radialer Richtung verlaufende Stirnwand 46 und ein in axialer Richtung sich erstreckendes ringförmiges Gehäuseelement 47 auf, welche miteinander eine bauliche Einheit bilden. Denkbar sind jedoch auch Ausführungen des Statorgehäuses 5 in wenigstens zweiteiliger Ausführung, wobei die in radialer Richtung verlaufende Stirnwand 46 und das ringförmige Gehäuseelement 47 eine bauliche Einheit bilden und sich wenigstens in axialer Richtung in Einbaulage betrachtet über einen Bereich erstrecken, welcher sich durch die radiale Symmetrieachse S_Rdes Rotors 6 und des stirnseitigen Elements 14 beschreiben läßt.The stator unit 4 shown in Figures 1 and 2, which functions as an internal stator in the installed position, is integrated in the stator housing 5. The stator housing 5 is mounted on the rotor shaft 44 of the rotor 6, for example via a bearing arrangement 43. The stator housing 5 preferably has an end wall 46 running in the radial direction and an annular housing element 47 extending in the axial direction, which together form a structural unit. However, designs of the stator housing 5 in at least two-part design are also conceivable, with the end wall 46 running in the radial direction and the annular housing element 47 forming a structural unit and extending at least in the axial direction in the installed position over an area which can be described by the radial axis of symmetry S _R of the rotor 6 and the end element 14.

Die Fig. 1 stellt eine besonders bevorzugte Ausführung für die Gestaltung des Statorgehäuses 5 dar. Das Statorgehäuse 5, bestehend aus der Stirnwand und dem sich in axialer Richtung erstreckenden Gehäuseteil 47, ist als integrales Bauteil ausgeführt. Das ringförmige Element der Statoreinheit 4 ist mittels wenigstens eines Befestigungselementes 48 am Statorgehäuse 5, insbesondere der sich in radialer Richtung erstreckenden Stirnwand 46, befestigt. Vorzugsweise sind eine Vielzahl von Befestigungselementen 48 vorgesehen, welche auf einem Durchmesser d angeordnet sind und in Umfangsrichtung des Statorgehäuses 5 betrachtet vorzugsweise in gleichen Abständen zueinander angeordnet werden. Der Einbau der Statoreinheit erfolgt als vormontierte Baugruppe aus den Weicheiseneinheiten 17, 18 und dem ringförmigen Rückschlußelement 16, welches pulvermetallurgisch gefertigt ist.Fig. 1 shows a particularly preferred embodiment for the design of the stator housing 5. The stator housing 5, consisting of the end wall and the housing part 47 extending in the axial direction, is designed as an integral component. The annular element of the stator unit 4 is fastened to the stator housing 5, in particular to the end wall 46 extending in the radial direction, by means of at least one fastening element 48. Preferably, a plurality of fastening elements 48 are provided, which are arranged on a diameter d and, viewed in the circumferential direction of the stator housing 5, are preferably arranged at equal distances from one another. The stator unit is installed as a pre-assembled assembly comprising the soft iron units 17, 18 and the annular yoke element 16, which is manufactured using powder metallurgy.

Die Fig. 2 verdeutlicht anhand eines Ausschnittes aus der Fig. 1 in vergrößerter Darstellung nochmals den Innenstator im Form der Statoreinheit 4. Für gleiche Elemente werden daher die gleichen Bezugszeichen verwendet. Im einzelnen gibt die Fig. 2 die vormontierte Statoreinheit 4, wie sie zum Einbau in das Statorgehäuse 5 verwendet werden kann, wieder.Fig. 2 shows the inner stator in the form of the stator unit 4 again in an enlarged view using a section from Fig. 1. The same reference numerals are therefore used for the same elements. In detail, Fig. 2 shows the pre-assembled stator unit 4, as it can be used for installation in the stator housing 5.

Der Innenstator selbst bzw. die Statoreinheit 4 kann nach Aufwickeln der Ankerspule 3 mit einem Isolierharz getränkt und nach Trocknung in das Statorgehäuse 5 eingeschraubt werden.The inner stator itself or the stator unit 4 can be impregnated with an insulating resin after winding the armature coil 3 and screwed into the stator housing 5 after drying.

Die Statorbaueinheit 1 umfaßt in der Regel des weiteren wenigstens eine zweite Statoreinheit 50, welche als Außenstator fungiert. Die Statoreinheit 50 umfaßt dazu eine Vielzahl von in Umfangsrichtung hintereinander angeordneten Statoreinzelelementen 51, welche im Axialschnitt gemäß Fig. 1 ebenfalls einen im wesentlichen U-förmigen Querschnitt aufweisen. Die Statorelemente 51 bilden mit der Außenfläche 54 des Rotors 6 in Einbaulage bzw. im montierten Zustand der elektrischen Maschine 1 einen Luftspalt 55. Die Statoreinheit 50 ist vorzugsweise frei von einer Ankerwicklung.The stator assembly 1 generally further comprises at least one second stator unit 50, which functions as an external stator. The stator unit 50 also comprises a plurality of individual stator elements 51 arranged one behind the other in the circumferential direction, which also have a substantially U-shaped cross section in the axial section according to Fig. 1. The stator elements 51 form an air gap 55 with the outer surface 54 of the rotor 6 in the installed position or in the assembled state of the electrical machine 1. The stator unit 50 is preferably free of an armature winding.

In Umfangsrichtung in Einbaulage betrachtet weist jedes Statoreinzelelement eine bestimmte Erstreckung a auf. Das Statoreinzelelement 51 ist als Element mit verbreitertem Rücken ausgeführt, welches vorzugsweise pulvermetallurgisch hergestellt und verpreßt einstückig gefertigt ist. Die einzelnen Statorelemente 51, welche als Vollteil ausgeführt sind, werden vorzugsweise nur noch kraft- und formschlüssig mittels Verbindungselementen 56.1 bis 56.N bzw. 57.1 bis 57.N miteinander verbunden. Vorzugsweise erfolgt diese Verbindung mittels Schraubverbindungen. Die Schraubverbindungen werden von der Außenfläche 58 des ringförmigen Gehäuseteiles 47 durch die Gehäusewand 49 des ringförmigen Gehäuseteiles 47 hindurch geführt und mit entsprechenden Gegenelementen in den Statoreinzelelementen 51 inViewed in the circumferential direction in the installed position, each individual stator element has a specific extension a. The individual stator element 51 is designed as an element with a widened back, which is preferably manufactured using powder metallurgy and pressed into one piece. The individual stator elements 51, which are designed as solid parts, are preferably only connected to one another in a force-locking and form-locking manner by means of connecting elements 56.1 to 56.N or 57.1 to 57.N. This connection is preferably made using screw connections. The screw connections are led from the outer surface 58 of the annular housing part 47 through the housing wall 49 of the annular housing part 47 and are connected to corresponding counter elements in the individual stator elements 51 in

G 05674GM / Voith Turbo GmbH & Co. KG / "Vereinfachtes Statorgehause" / Ak/sp000408 / 23. Juli 19&THgr;8G 05674GM / Voith Turbo GmbH & Co. KG / "Simplified stator housing" / Ak/sp000408 / July 23, 19&THgr;8

Wirkverbindung gebracht. Vorzugsweise weist dazu jedes Statoreinzelelement 51 wenigstens ein in dieses eingearbeitetes Gewinde auf. Der Gewindegang erstreckt sich dabei von der vom Rotor weggerichteten Außenfläche in Richtung des Rotors 6. Andere einfach zu realisierende Verbindungen sind ebenfalls denkbar.For this purpose, each individual stator element 51 preferably has at least one thread worked into it. The thread extends from the outer surface facing away from the rotor in the direction of the rotor 6. Other connections that are easy to implement are also conceivable.

Vorzugsweise sind sowohl die Statoreinzelelemente 51 der Statoreinheit 50 und das ringförmige Rückschlußelement 16 der Statoreinheit 4 aus dem gleichen Werkstoff hergestellt. Dazu wird vorzugsweise ein Eisenpulververbundwerkstoff verwendet. Die pulvermetallurgisch hergestellten Elemente sind hinsichtlich der elektrischen und magnetischen Eigenschaften richtungsunabhängig. Zwar weisen diese gegenüber den üblicherweise verwendeten Komponenten aus Elektroblech eine geringere Permeabilität auf, allerdings äußert sich dies bei der in der Fig. 1 bevorzugt ausgeführten Statorkonstruktion nicht negativ. Der magnetische Fluß wird nach wie vor transversal geführt.Preferably, both the individual stator elements 51 of the stator unit 50 and the annular yoke element 16 of the stator unit 4 are made of the same material. An iron powder composite material is preferably used for this purpose. The elements produced using powder metallurgy are direction-independent in terms of their electrical and magnetic properties. Although they have a lower permeability than the components usually used made of electrical sheet metal, this does not have a negative effect on the stator construction preferably designed in Fig. 1. The magnetic flux is still guided transversely.

Das ringförmig ausgeführte Rückschlußelement weist wenigstens eine in Umfangsrichtung verlaufende Außenfläche auf. Die Innenkontur ist nicht an die ringförmige Gestaltung gebunden und kann vielgestaltig ausgeführt sein.The ring-shaped return element has at least one outer surface running in the circumferential direction. The inner contour is not bound to the ring-shaped design and can be designed in a variety of ways.

Denkbar ist auch die Unterteilung des Rückschlußelementes in Umfangsrichtung in wenigstens zwei Teilelemente, welche in Einbaulage zusammengesteckt werden bzw. durch die Befestigung am Statorgehäuse das in Umfangsrichtung ringförmige Element beschreiben, wobei in Umfangsrichtung wenigstens eine Unterbrechung vorgesehen werden kann.It is also conceivable to divide the return element in the circumferential direction into at least two partial elements, which are plugged together in the installed position or, by fastening to the stator housing, describe the annular element in the circumferential direction, wherein at least one interruption can be provided in the circumferential direction.

Die erfindungsgemäße Ausführung weist in ihrer Gesamtheit erhebliche Kosten-, Fertigungs- und Funktionsvorteile auf. Da das Statorgehäuse selbst ohne Schlitze für die im Stand der Technik bekannten Schnittband kerne ausgeführt werden muß, kann dieses sehr einfach, beispielsweise als Gußteil, hergestellt werden. Zusätzliche Wickel- und Tränkvorrichtungen für dieThe design according to the invention as a whole has considerable cost, manufacturing and functional advantages. Since the stator housing itself must be designed without slots for the prior art cut strip cores, it can be manufactured very easily, for example as a cast part. Additional winding and impregnation devices for the

G 05674GM / Voith Turbo GmbH & Co. KG / "Vereinfachtes Statorgehäuse" / Ak/sp000408 / 23.^JuIiG 05674GM / Voith Turbo GmbH & Co. KG / "Simplified stator housing" / Ak/sp000408 / 23.^JuIi

Spulenherstellung entfallen sowie auch ein Bandagieren derselbigen. Des weiteren gestaltet sich die Montage der Statorelemente am Außenstator wesentlich einfacher, da die aufwendige Montage der Außenschnittband kerne mit Befestigungsklammern entfallen kann. Mit den Innenschnittbandkernen verhält es sich ebenso. Lediglich wird der Innenstator mit der Ankerspule als komplette Einheit nur noch eingeschraubt. Auch ein Vergießen der Spule und der Schnittbandkerne im Stator kann entfallen, ebenso wie das anschließende Evakuieren und Nachbearbeiten sowie Tempern der Vergußmasse.Coil production and banding are no longer necessary. Furthermore, the assembly of the stator elements on the external stator is much easier, as the complex assembly of the external cut strip cores with fastening clamps can be omitted. The same applies to the internal cut strip cores. The internal stator with the armature coil is simply screwed in as a complete unit. Potting of the coil and the cut strip cores in the stator is also no longer necessary, as is the subsequent evacuation and reworking as well as tempering of the potting compound.

Neben der möglichen besseren Wärmeabfuhr in ein wassergekühltes Statorgehäuse kann durch den Wegfall der Vergußmasse vor allem die Ankerspule durch den Ölnebel intensiver gekühlt werden. Durch den Wegfall der Vergußmasse, welche bisher auch die zulässige Belastbarkeit hinsichtlich der Temperatur auf einen Wert von ca. 130° C beschränkte, kann jetzt die zulässige Grenze um ca. 20° C höher angesetzt werden, so daß die erreichbare Dauerleistung allein durch den Wegfall der Vergußmasse bedingt, um ca. 25 % ansteigt. Durch den Wegfall der nicht mehr erforderlichen Einrichtungen zur Fixierung der Schnittbandkerne bzw. Sammlerelemente entfallen bei der Herstellung der Gußform aufwendige Kerne. Des weiteren ist auch kein Entgraden der Aluminium-Finger im Bereich der Spulenanlage und -auflage mehr erforderlich. Zur Herstellung des Stators in der in der Fig. 1 beschriebenen Ausführung genügt ein einfacher Montageplatz und es ist keinerlei spezielles Know How von Seiten des Monteurs mehr erforderlich.In addition to the possible better heat dissipation in a water-cooled stator housing, the armature coil in particular can be cooled more intensively by the oil mist by eliminating the casting compound. By eliminating the casting compound, which previously limited the permissible load capacity in terms of temperature to a value of approx. 130° C, the permissible limit can now be set approx. 20° C higher, so that the achievable continuous output increases by approx. 25% simply due to the elimination of the casting compound. By eliminating the no longer required devices for fixing the cut strip cores or collector elements, complex cores are no longer required when producing the casting mold. Furthermore, deburring of the aluminum fingers in the area of the coil system and support is no longer necessary. To produce the stator in the design described in Fig. 1, a simple assembly station is sufficient and no special know-how is required on the part of the fitter.

Claims

1. Stator assembly for an electrical machine, in particular a transverse flux machine

1. 1.1 with at least one stator unit carrying at least one armature winding, which in the installed position is assigned to a rotor to form an air gap arranged in the radial direction with respect to the axis of symmetry of the electrical machine; characterized by the following features:

2. 1.2 the stator unit comprises at least one magnetic return element formed with a circumferential surface extending in the circumferential direction and made of powder-metallurgically produced and pressed material;

3. 1.3 the return element is assigned two soft iron units which can be formed from tooth elements, forming essentially U-shaped cross-sectional areas in the area of the tooth elements when viewed in axial section, the tooth elements of the individual soft iron units forming the legs of the cross-sectional areas;

4. 1.4 the position of the armature winding is limited by the circumferential surface of the magnetic return element facing the rotor and the mutually facing end faces of the soft iron units.

2. Stator assembly according to claim 1, characterized in that each soft iron unit as an annular element has, in the circumferential direction, open-edge recesses at certain predefined intervals on the surfaces extending away from the annular circumference of the return element, forming the tooth elements.

3. Stator assembly according to one of claims 1 or 2, characterized in that the return element and the soft iron units are positively coupled to one another.

4. Stator assembly according to one of claims 1 to 3, characterized in that the return element and the soft iron units are coupled to one another in a force-fitting manner.

5. Stator assembly according to claim 4, characterized in that the force-fitting coupling is realized via a press connection.

6. Stator assembly according to one of claims 1 to 5, characterized in that each soft iron unit comprises a plurality of individual sheet metal elements which, viewed in axial section in the installed position, are arranged one behind the other in layers to form a sheet metal package.

7. Stator assembly according to claim 6, characterized by the following features:

1. 7.1 each laminated core is ring-shaped;

2. 7.2 each laminated core has a base body running in the circumferential direction with projections formed by open-edge recesses in the region of the circumferential surface facing the rotor in the installed position;

3. 7.3 the open-edge recesses or projections are arranged at certain uniform distances from one another when viewed in the circumferential direction.

8. Stator assembly according to one of claims 1 to 7, characterized by the following features:

1. 8.1 the return element comprises at least three subsections - a first subsection, a second subsection and a third subsection;

2. 8.2 the two soft iron units are assigned to the first and third sections respectively and the armature winding to the second section;

3. 8.3 at least the second section has a different outer diameter than the first and third sections, forming at least one stop surface in the axial direction for each soft iron unit.

9. Stator assembly according to claim 8, characterized by the following features:

1. 9.1 Each soft iron unit is further provided with an end plate to limit the mobility in the axial direction;

2. 9.2 with means for generating a tension of the elements of the soft iron unit, return element and end plate in the axial direction.

10. Stator assembly according to one of claims 8 or 9, characterized in that the return element is designed in several parts.

11. Stator assembly according to one of claims 1 to 10, characterized in that the stator unit forms an element of the internal stator of the electrical machine.

12. Stator assembly according to one of claims 1 to 11, characterized in that the stator unit forms an element of the external stator of the electrical machine.

13. Stator assembly according to one of claims 1 to 12, characterized by the following features:

1. 13.1 with a stator housing;

2. 13.2 The stator unit can be connected to the stator housing in the area of the return element.

14. Stator assembly according to claim 13, characterized by the following features:

1. 14.1 the stator housing comprises at least one housing part which runs in the circumferential direction and encloses the rotor or the outer stator and which can be coupled to a front side part which extends in the radial direction.

15. Stator assembly according to claim 14, characterized in that the annular stator housing part and the housing part arranged on the front side form a structural unit.

16. Stator assembly according to one of claims 1 to 11 and 13 to 14, characterized by the following features:

1. 16.1 the stator unit is designed as an element of the internal stator;

2. 16.2 the external stator associated with the rotor to form an air gap in the radial direction comprises, in the circumferential direction, a plurality of solid elements with a U-shaped cross-section arranged at specific distances from one another and having toothed elements which are associated with the rotor in a manner corresponding to that of the stator units and which complement each other;

3. 16.3 The individual elements are made of powder-metallurgically produced and pressed materials and are connected to the stator housing by means of fastening elements.

17. Stator assembly according to claim 16, characterized in that the connection between the individual elements of the outer stator and the stator housing is realized by screw connections.

18. Stator assembly according to one of claims 1 to 17, characterized in that each phase or pole structure of the rotor is assigned identically designed stator units.

19. Stator assembly according to one of claims 1 to 18, characterized in that the soft iron unit is divided in the circumferential direction.