Die Erfindung betrifft eine elektrische Gleichstrom- Maschine.

Es sind sowohl als Motor wie auch als Generator einsetzbare elektrische Gleichstrom-Kollektormaschmen bekannt (z.B. DE 33 24 617 AI), bei denen in einem Gehäuse ein eine Vielzahl von m gleichmäßigen Winkelabstanden auf dem gleichen Durchmesser eisenlose Spulen aus elektrischem Leitern tra¬ gender Rotor drehbar gelagert ist. Den Spulen stehen beid- seitig auf den Innenseiten der Gehausestirnflache starr angeordnete Permanentmagneten von m Umfangsrichtung auf¬ einanderfolgend unterschiedlicher Polarität gegenüber. Die die Spulen bildende Leiter ihrerseits sind an mit dem Rotor umlaufende, elektrisch gegeneinander isolierte Kommutator- Kontaktflachen angeschlossen, auf denen im Gehäuse vorgese- hene und gegen die Gehausewandung isolierte Schleifkontakte aufgedruckt sind, die mit äußeren elektrischen Anschlüssen leitend verbunden sind. Bei Anschluß an eine elektrische Gleichstromquelle arbeiten die so aufgebauten Maschinen als Motor, wahrend sie bei angetriebener Rotorwelle als Genera- tor arbeiten, d. ^' h. an den Anschlüssen elektrischer Gleich¬ strom abgenommen werden kann. Diese bekannten Gleichstrom- Maschinen finden z.B. als kleine, sehr kompakte Motorer.

geringer Leistung u.a. als Antriebsmotor für Signalauf- zeichnungsgerate von Video-Signalen Verwendung. Aufgrund der speziellen Anordnung der Rotor-Spulen und der Perma¬ nentmagneten und des daraus resultierenden Verlaufs der zu- sammenwirkenden Felder der Permanentmagneten und der Rotor- Spulen werden derartige Motoren auch als Axialfeldmaschinen bezeichnet. Wegen der erreichbaren guten Wirkungsgrade und ihrer grundsätzlich guten Regelungsmoglichkeiten sind sol¬ che Axialfeldmaschinen mit größeren Abmessungen und ent- sprechend höherer Leistung u.a. auch als Antriebsmotoren für Fahrzeuge vorgeschlagen worden (WO 95/17779) .

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,- eine solche elektrische Gleichstrom-Maschine mit höheren Leistungen, welche sie auch als Antriebsmotoren für Fahrzeuge geeignet macht, so weiterzubilden, daß sie bei konstruktiv einfachem und somit kostengünstigem Aufbau hohen Wirkungsgrad erzielt.

Erfindungsgemaß wird diese Aufgabe gelost durch eine elek¬ trische Gleichstrom-Maschine mit einem in einem Gehäuse drehbar gelagerten Rotor, der eine Vielzahl von mit Abstand von der Drehachse angeordneten Elektromagneten mit jeweils einer Spulenwicklung auf einem einen oder mehrere elektri- sche(n) Leiter tragenden Spulenkern aufweist, wobei die Enden der die Spule bildenden elektrischen Leiter radial nach innen gefuhrt und mit jeweils zugeordneten, insgesamt zusammengenommen einen Kommutator bildenden Kontaktelemen¬ ten mit jeweils einer Kontaktflache elektrisch leitend ver- bunden sind, auf denen im Gehäuse gehaltene an eine Gleich- stromquelle bzw. einen Gleichstromverbraucher anschließbare Schleifkontakte angedruckt sind, und mit in gleichmaßigen Winkelabstanden auf den Innenseiten der Gehausestirnwande angeordneten, den Stirnflachen der Spulenkerne gegenuber- stehenden Polfla'chen von Permanentmagneten mit in Umfangs¬ nchtung aufeinanderfolgend jeweils entgegengesetzter Pola¬ rität, wobei jeder Spulenkern mit der zugehörigen Spulen-

Wicklung em gesondert hergestelltes Elektromagnet-Bauele¬ ment bildet, welche in einem mit der Welle des Rotors dreh ^¬ test verbundenen Nabentrager gehaltert sind, die Polflachen der Permanentmagnete in Umfangsrichtung eine jeweils meh- rere gegenüberstehende Spulenkerne überdeckende Erstreckung aufweisen, die beiden jeweils einem radial außenliegenden Permanentmagneten zugeordneten Schleifkontakte des Kommuta¬ tors sich in Umfangsnchtung so weit erstrecken, daß sie die Kontaktflachen von jeweils etwa der Hälfte der einer Polflache eines Permanentmagneten zugeordneten Kontaktele¬ mente überdecken, und wobei zu den Kontaktflachen der den Kommutator bildenden Kontaktelemente versetzt mit den je¬ weiligen kommutatorseitigen Kontaktflachen elektrisch ver¬ bundene Kontaktflachen vorgesehen sind, an denen in der Umfangserstreckung den Kommutator-Schleifkontakten im wesentlichen entsprechende Schleifkontakte angedruckt sind, welche ihrerseits jeweils paarweise elektrisch miteinander verbunden sind.

Die Vorfertigung der Elektromagnet-Bauelemente und ihre nachträgliche Montage in einem Nabentrager stellt den gewünscht einfachen Aufbau und die preisgünstige Montage sicher, wobei es durch die Ausgestaltung derart, daß jedem Permanentmagneten jeweils mehrere Elektromagnet-Bauelemente zugeordnet sind, möglich ist, jeweils die bei laufendem Ro¬ tor in das Feld eines Permanentmagneten einlaufenden Elek¬ tromagnet-Bauelement durch den Kommutator so anzusteuern, daß sie eine entgegengesetzte Polarität haben und so vom Elektromagneten m Umfangsnchtung angezogen werden. Sobald der Spulenkern des jeweiligen Elektromagnet-Bauelements dann mittig zum Permanentmagneten ausgerichtet ist, erfolgt über die der Kommutator-Kontaktflachen gegenüberliegenden Kontaktflachen eine Umpolung des Spulenkerns, wodurch das Elektromagnet-Bauelement dann gleiche Polarität wie der gegenüberstehende Permanentmagnet hat und in Drehrichtung weitergedrangt wird.

Dabei kann es zweckmäßig sein, wenn die Kontaktflachen der Schleifkontakte des Kommutators und die Kontaktflachen der den Kommutator-Schleifkontakten zugeordneten, paarweise elektrisch miteinander verbundenen Schleifkontakte relativ zueinander in Rotor-Drehrichtung um ein vorgegebenes Maß verstellbar sind. Auf diese Weise kann die wirksame Kon¬ taktflache der Kommutator-Schleifkontakte in Umfangsnch¬ tung und somit die Charakteristik der Gleichstrom-Maschine verändert werden.

Die Spulenkerne haben vorzugsweise die Form von radial und parallel zur Rotorachse verlaufenden im wesentlichen rechteckigen Scheiben, deren Randbereich mit den radial verlaufenden Stirnkanten über die von ihnen getragene Spu- lenwicklung vortreten. Diese vortretenden Randbereiche der Spulenkerne wirken dann - insbesondere, wenn sie m Radial- richtung ausgerichtet sind - wie Radialschaufeln eines Ge¬ blases, welches eine Motorkuhlung durch Ansaugung von Um¬ gebungsluft im radial inneren Gehausebereich und Abblasen im radial äußeren Gehausebereich ermöglicht. Die radial und scheibenförmige Ausbildung der Spulenkerne ermöglicht es außerdem, auf einem vorgegebenen Durchmesser eine große An¬ zahl von Elektromagnet-Bauelementen vorzusehen, insbeson¬ dere dann, wenn die in Frage stehende Maschine nach dem Axialfeld-Prinzip mit relativ großem Durchmesser und gerin¬ ger axialer Erstreckung ausgebildet wird. Eine optimale Raumausnutzung wird dabei dann erreicht, wenn die Spulen¬ kerne einer rechtwinklig durch die Rotor-Welle gelegten Schnittebene einen von der radial inneren Begrenzungskante zur radial äußeren Begrenzungskante divergierenden Quer¬ schnitt haben.

Die elektrischen Leiter eines Elektromagnet-Bauelements können von jeweils einem langgestreckten in wenigstens ei- ner Halbwindung um den Spulenkern herumgeführten elektri¬ schen Leiter, z.B. einem Metallstreifen aus einer Kupfer¬ legierung gebildet werden. Ein aus solchen Elektromagnet-

Bauelementen zusammengebauter Rotor hat dann eine hinrei¬ chende Eigenstabilität, d.h. benötigt kein oder nur ein skelettartiges Rotorgerüst, so daß die elektrischen Leiter für die Durchströmung mit Luft und somit die Rotorkühlung gut zugänglich sind.

Alternativ können die elektrischen Leiter der Elektromag¬ net-Bauelemente auch von einer Vielzahl von in seitlicher Nebeneinanderlage in wenigstens einer Halbwindung um den Spulenkern herumgeführten elektrisch leitenden Metalldräh¬ ten gebildet werden.

Die Spulenkerne der Elektromagnet-Bauelemente können in ra¬ dialem Abstand von und im wesentlichen parallel zur Rotor- Drehachse angeordnet sein.

Alternativ können die Spulenkerne der Elektromagnet-Bauele¬ mente auch in radialem Abstand von und so unter einem Win¬ kel zur Rotor-Drehachse geneigt angeordnet sein, daß ihre zu dem Permanentmagneten weisenden gegenüberliegenden

Stirnflächen in Umfangsrichtung zueinander versetzt sind. Dabei können die gegenüberliegenden Stirnflächen der Spu¬ lenkerne in radialer Richtung gleichen Abstand zur Rotor- Drehachse haben.

Andererseits kann die Ausgestaltung auch so getroffen sein, daß die Spulenkerne der Elektromagnet-Bauelemente in radia¬ lem Abstand von und so unter einem Winkel geneigt zur Ro¬ tor-Drehachse angeordnet sind, daß ihre gegenüberliegenden, zu den Permanentmagneten weisenden Stirnflächen in radialer Richtung unterschiedlichen Abstand von der Rotor-Drehachse haben.

Sowohl der Stabilisierung der Elektromagnet-Bauelemente im Rotor als auch der Ausbildung seitlich zu den Gehäuse- Stirnwänden abgeschlossenen zur Kühlung nach Art eines Gebläses radial durchströmbaren Kammern dient eine Weiter-

bildung, bei der die Spulenkerne aller Elektromagnet-Bau¬ elemente durch beidseitig jeweils eine in den stirnflachen¬ nahen Endbereichen im Spulenkern vorgesehene Ringscheibe aus magnetisch nicht magnetischem Material miteinander ver- bunden sind. Die gegenüberliegenden Stirnflachen der Spu¬ lenkerne durchsetzen dabei zweckmäßig die jeweils zugeord¬ nete Ringscheibe, so daß der Spalt zwischen den Spulenkern- Stirnflachen und den Polflachen der Permanentmagnete mög¬ lichst gering gehalten werden kann.

Eine zweckmäßige und vorteilhafte Ausgestaltung der Perma¬ nentmagnete wird erhalten, wenn jeweils zwei in Umfangs¬ nchtung aufeinanderfolgende dem Rotor zugewandte Polfla¬ chen unterschiedlicher Polarität der Permanentmagneten von den beiden ins Gehauseinnere weisenden parallelen Polfla¬ chen eines nach Art eines Hufeisenmagnet geformten Perma¬ nentmagneten gebildet werden.

Dabei kann dieser hufeisenmagnetartig geformte Permanent- magnet von den rotorzugewandten Stirnflachen von durch die aus unmagnetischem Material bestehenden Gehause-Stirnwande hmdurchgefuhrten weichmagnetischen Polschuhen gebildet werden, die außerhalb der jeweils zugeordneten Gehause- Stirnwand an jeweils einen Pol eines Permanentmagneten an- gekoppelt sind. Die Permanentmagnete können dann einfach als gewöhnliche Stabmagnete ausgebildet sein.

Die Polschuhe werden dabei zweckmäßig von Paketen aus in dichter Anemanderlage gehaltenen gegeneinander jedoch elektrisch isolierten Transformatorenblechen gebildet, um Verluste durch Wirbelstrome zu minimieren. Im Falle der Ausbildung der Permanentmagneten aus Polschuhen mit einem Stabmagneten empfiehlt es sich, die gegenüberliegenden Stabenden in jeweils einer zum Stabende zumindest teilweise komplementär geformten Aufnahme im jeweiligen Polschuh zu halten.

Eine parallel zur Rotor-Drehachse verstellbare und inner¬ halb eines vorgegebenen Verstellbereichs fixierbare Ausge¬ staltung der Polschuhe in der jeweils zugeordneten Gehause- Stirnwand erlaubt es, den Abstand zwischen den Stirnflachen der Spulenkerne der Elektromagnet-Bauelemente des Rotors und den von den gehauseinneren Stirnflachen der Polschuhe gebildeten Polflachen der Permanentmagnete auf ein gerade noch zulassiges geringes Maß einzustellen und so den Wir¬ kungsgrad der Maschine selbst zu optimieren.

Die Erfindung ist in der folgenden Beschreibung mehrerer Ausfuhrungsbeispiele in Verbindung mit der Zeichnung naher erläutert, und zwar zeigt:

Fig. 1 im sogenannten Halbschnitt, d.h. in der unteren Hälfte in der Seitenan¬ sicht und m der oberen Hälfte entlang einer Radialebene geschnitten, ein Ausführungsbeispiel einer m der erfindungsgemaßen Weise ausgebildete

Gleichstrom-Maschine m schematisier¬ ter Darstellung;

Fig. 2 eine Ansicht auf die Innenseite einer die Permanentmagneten tragenden Ge- hause-Stirnwand, gesehen in Richtung der Pfeile 2-2 in Fig. 1;

Fig. 3 eine Ansicht des aus einer Vielzahl von Elektromagnet-Bauelementen aufge¬ bauten Rotors der Gleichstrom-Maschi- ne, gesehen in Richtung der Pfeile 3-3 in Fig. 1;

Fig. 4 'eine schematische Darstellung der Um- pol-Schaltung aufeinanderfolgender Elektromagnet-Bauelemente des Rotors

einer erfindungsgemaßen Gleichstrom- Maschine;

Fig. 4a eine schematische Darstellung von ein¬ ander zugeordneten Schleifkontakten der Umpol-Schaltung in Blickrichtung auf deren Kontaktflachen;

Fig. 5 eine Seitenansicht eines ersten Aus¬ führungsbeispiels eines erfindungsge¬ maßen Elektromagnet-Bauelements;

Fig. 6 eine Ansicht des Elektromagnet-Bauele¬ ments, gesehen in Richtung des Pfeils 6 in Fig. 5;

Fig. 7 eine Seitenansicht eines abgewandelten Ausführungsbeispiels eines Elektromag- net-Bauelements;

Fig. 8 eine Ansicht, gesehen in Richtung des Pfeils 8 in Fig. 7;

Fig. 9 ein abgewandeltes Elektromagnet-Bau¬ element, bei welchem anstelle von streifenformigen Leitern aus Metall mehrere parallel verlaufende Drahte als Spulenwicklung für den auf dem Spulenkern vorgesehen sind;

Fig. 10 eine Ansicht, gesehen in Richtung des Pfeils 10 in Fig. 9;

Fig. 11 eine Seitenansicht eines ebenfalls un¬ ter Verwendung einer Vielzahl von par¬ allel geschalteten und m Nebeneinan- derlaαe angeordneten Metalldrahten

aufgebauten abgewandelten Elektromag¬ net-Bauelements;

Fig. 12 eine Ansicht, gesehen in Richtung des Pfeils 12 in Fig. 11;

Fig. 13 eine in der Blickrichtung der Fig. 2 entsprechende Ansicht auf die Innen¬ seite einer Gehäuse-Stirnwand mit ab¬ gewandelter Ausgestaltung und Anord¬ nung der Permanentmagneten; und

Fig. 14 eine Ansicht auf den innerhalb des in

Fig. 13 durch die Pfeile 14-14 veran¬ schaulichten Bogen gelegenen Teilab¬ schnitte der Gehause-Stirnwande und des Rotors eines gegenüber dem Ausfuh- rungsbeispiel gemäß Fig. 1 abgewandel¬ ten Ausführungsbeispiels einer erfin¬ dungsgemaßen Gleichstrom-Maschine.

In den Figuren 1 bis 3 ist em in seiner Gesamtheit mit 10 bezeichnetes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemaßen Gleichstrom-Maschine in schematischer Darstellung gezeigt, welche als Motor und als Generator einsetzbar ist. Die Maschine 10 weist ein im speziellen Fall in Axialrichtung relativ kurz bauendes Gehäuse 12 auf, welches sich aus zwei scheibenartigen Gehause-Stirnwanden 14a, 14b relativ großen Durchmessers und der praktisch zu einem zylindrischen Ring relativ geringer Lange umgestalteten eigentlichen Gehause- Umfangswand 16 zusammensetzt. Gehause-Stirnwande 14a, 14b und Gehause-Umfangswand 16 sind durch - nicht gezeigte - Schrauben oder andere Befestigungsmittel demontierbar mit- einander verbunden.

Mittige Durchgangsoffnungen 15a, 15b in den Stirnwanden 14a, 14b sind durch Gehausedeckel 18a, 18b verschlossen, ιr

welchen jeweils mittig eine Lageraufnahme 20 für ein Radi¬ allager 22 gebildet ist, in denen eine den Gehausedeckel 18a durchsetzende Welle 24 drehbar gelagert ist. Diese Welle 24 tragt den drehfest auf ihr gehalterten Rotor 26 (Fig. 3) .

Auf den inneren Stirnflachen der Gehause-Stirnwande 14a, 14b sind in gleichmäßigen Winkelabstanden radial möglichst weit nach außen gesetzte Permanentmagneten 28 auf in bezug auf die Gehäuse-Mittelachse gleichen Radien angeordnet. Im dargestellten Fall (Fig. 2) tragen die Stirnwände 14a, 14b jeweils insgesamt zwölf Permanentmagneten, welche m Um- fangsrichtung aufeinanderfolgend jeweils entgegengesetzte Polarität haben.

Der Rotor 26 (Fig. 3) ist aus einer Vielzahl von zunächst als gesonderte Einzelbauteile hergestellten Elektromagnet- Bauelementen 30, und zwar im dargestellten Fall insgesamt zweiundsiebzig Bauelementen 30, zusammengebaut. In Fig. 5 und 6 ist ein solches Bauelement 30 gesondert dargestellt. Jedes der Elektromagnet-Bauelemente 30 weist einen als Scheibe aus weichmagnetischem Material ausgebildeten Spu¬ lenkern 32 auf, über welchen als Spulenwicklung 34 insge¬ samt zwei Windungen eines Metall-Streifens gewickelt sind, der zweckmäßig aus einer elektrisch hochleitfahigen Kupfer- legierung hergestellt ist. Der Streifen ist in den die Wicklung auf dem Spulenkern bildenden Bereich in üblicher Weise - z.B. durch eine nichtleitende Lackierung - gegen den Spulenkern und benachbarte Bauelemente 30 isoliert. Der Spulenkern 32 seinerseits ist in üblicher Weise zur weitge¬ henden Unterdrückung von Wirbelstromen aus gegeneinander isolierten und gepackten Transformatorblechen aufgebaut. Die beiden Enden 36a, 36b des Streifens 36 jedes Elektro¬ magnet-Bauelements 30 sind radial nach innen in Richtung zur Welle 24 geführt und dort in einem Nabentrager 38 ge¬ halten, der z.B. in der in Fig. 1 angedeuteten Weise zwei axial zueinander versetzte, ieweils eines der Enden 36a

bzw. 36b der Bauelemente 30 aufnehmende Kunststoff-Rmgkor- pern 38a, 38b aus isolierendem Material aufweist. In diesen Rmgkorpern 38a, 38b sind die Streifen-Enden 36a, 36b sämt¬ lich Elektromagnet-Bauelemente 30 gegeneinander isoliert eingegossen gehalten. Durch eine z.B. in Fig. 1 durch eine Keilnut 40 angedeutete Keilverbindung ist der Rotor 26 drehfest mit der Welle 24 verbunden. Der aus dem Nabentra¬ ger 38 und der Vielzahl der Elektromagnet-Bauelemente ge¬ bildete Rotor 26 ist bei geeigneter Wahl und Bemessung des Materials für die Streifen 36 selbsttragend, wobei alterna¬ tiv aber eine zusatzliche Versteifung des Rotors durch teilweises Vergießen der zwischen der radial verlaufenden Leiterstreifen 36 bestehenden Zwischenräume denkbar ist. Die scheibenförmigen Spulenkerne 32 treten m Axialrichtung über die Spulenwicklung 34 vor, so daß sie bei laufendem Rotor im Gehäuse eine radial von innen nach außen gerich¬ tete Luftströmung im Gehäuse bewirken. Durch (nicht ge¬ zeigte) geeignete Luftzufuhrkanale in den Stirnwanden 14a und/oder 14b und Luft-Abfuhroffnungen im eigentlichen Ge- hause 16 kann bei laufender Maschine eine die Kühlung der Maschine zwangsläufig sicherstellende Zirkulation von Umge¬ bungsluft erzwungen werden. Durch beidseitig auf den axial über die Spulenwicklung 34 vortretenden Bereiche der Spu¬ lenkerne 32 aufgesetzte Ringscheiben 41 aus magnetisch nicht leitendem Material kann die Zirkulation der Umge¬ bungsluft auf die Zwischenräume zwischen den Elektromagnet- Bauelementen 30 konzentriert und so die Kuhlwirkung opti¬ miert werden. Gleichzeitig stabilisieren diese Ringscheiben 41 die Elektromagnet-Bauelemente, indem sie diese m vorge- gebenem radialen Abstand von der Rotor-Drehachse ebenso wie in ihrem Abstand in Umfangsrichtung relativ zueinander fixieren.

Der Anschluß der Elektromagnet-Bauelemente 30 an einer au- ßeren elektrische Gleichstromquelle, z.B. einen Akkumula¬ tor, oder - im Falle des Einsatzes als Generator - an einen Gleichstrom-Verbraucher folαt bei der Maschine 10 über

Schleifkontakte 42, die - entsprechend der Darstellung gemäß Fig. 1 - als durch Federn 44 direkt an die - nicht isolierten - stirnwandzugewandten Stirnkanten der radialen Abschnitte der Leiter-Streifen 36 angedruckte Kohlenbürsten ausgebildet sein können. Die nicht isolierten Stirnkanten der Streifen 36 sämtlicher Elektromagnet-Bauelemente 30 bilden zusammengenommen den Kommutator am Rotor 26 der Maschine 10. Alternativ kann der Kommutator natürlich auch von gesondert an den die Spulenwicklung bildenden Leitern angebrachten Kontaktelementen gebildet werden, wenn dies z.B. im Hinblick auf Verschleiß der Kontaktflachen, er¬ wünscht ist. In Verbindung mit den Figuren 9,10 und 11,12 werden nachstehend noch Elektromagnet-Bauelemente beschrie¬ ben, bei denen an den die Spulenwicklung bildenden Leitern gesonderte Kontaktelemente für den Kommutator angeschlos¬ sen, z.B. angeschweißt sind. Aus der vorstehenden Beschrei¬ bung der Gleichstrom-Maschine 10 ist klar, daß die an den Gehause-Stirnwanden vorgesehenen, den Spulenkerne 32 der Elektromagnet-Bauelemente 30 gegenüberstehenden Permanent- magneten 28 in Umfangsrichtung eine solche Erstreckung haben, daß ihnen in jedem Augenblick jeweils mehr als drei Elektromagnet-Bauelemente gegenüberstehen. Durch den Kommu¬ tator werden die Elektromagneten-Bauteile so mit Strom ver¬ sorgt, daß die Polarität des Spulenkerns eine zwischen em Paar zusammengehörender Permanentmagnete eintretenden Elek¬ tromagnet-Bauelemente der Polarität der zugeordneten Perma¬ nentmagnete entgegengesetzt ist, so daß das jeweilige Bau¬ element 30 durch die magnetische Wechselwirkung zwischen Permanentmagnete gezogen wird. Bei Erreichen der halben Um- fangserstreckung der Permanentmagneten erfolgt dann eine Umpolung der Elektromagnet-Bauelemente 30, damit durch die dann erfolgende entgegengesetzte Polarisierung des Spulen¬ kerns em Abstoßen und somit ein zwangsläufiges Weiterdre¬ hen des Rotors bewirkt wird. Dies wird durch die in Fig. 4 schematisch dargestellte Schaltung erreicht. In der Zeich¬ nung sind zwei in Umfangsrichtung zueinander versetzte, in der Umfangserstreckung aber noch jeweils dem αleichen Per-

manentmagneten zugeordnetes Elektromagnet-Bauelement 30 gezeigt, die über Leitungen 46 an die zugehörige Gleich¬ stromquelle 48, z.B. einen Akkumulator angeschlossen sind. Die Schleifkontakte 42 haben dabei eine Umfangserstreckung, welche maximal der halben Umfangserstreckung eines Perma¬ nentmagneten 28 entspricht, so daß über den jeweiligen Lei¬ ter 36 also die Erregung des jeweiligen Spulenkerns 32 im angestrebten Sinn derart erfolgt, daß das jeweilige Bauele¬ ment 30 während der ersten Hälfte des Eintritts zwischen ein zusammengehörendes Paar von Permanentmagneten 28 ange¬ zogen wird. Sobald der jeweilige Spulenkern 32 über die Mitte des augenblicklich gegenüberstehenden Paares von Per¬ manentmagneten 28 hinwegtritt, wird der Stromfluß von der Gleichstromquelle 48 über ein Paar von elektrisch miteinan- der verbundenen Schleifkontakten 50 umgekehrt, so daß die

Polarität des im jeweiligen Spulenkern 32 erzeugten Magnet¬ feldes sich umkehrt und dann gleich der Polarität des je¬ weils gegenüberstehenden Permanentmagneten-Paars ist. Der Spulenkern 32 und somit das jeweilige Elektromagnet-Bauele- ment 30 wird dann aus dem zusammengehörenden Paar von Per¬ manentmagneten 28 verdrängt, d.h. der Rotor 26 erhält einen ihn weiter in Drehrichtung drängenden Impuls.

In Fig. 4a ist außerdem schematisch veranschaulicht, daß die in der Draufsicht auf ihre Kontaktflächen etwa trapez¬ förmig begrenzten, einander zugeordneten Schleifkontakte 42 und 50 auch in Rotor-Drehrichtung zueinander versetzt ange¬ ordnet sein können. Im dargestellten Fall kann ein Strom nur in den Elektromagnet-Bauelementen 30 fließen, an deren Kommutator-Flächen der kreuzschraffierte Bereich 42a ange¬ drückt ist, im dem sich die Kontaktflächen 42 und 52 über¬ schneiden. Durch Änderung der relativ zueinander verdrehten Anordnung der Kontaktflächen der Schleifkontakte 42, 52 kann also die wirksame Kontaktfläche vergrößert bzw. ver- kleinert und so ^' die Charakteristik der Gleichstrom-Maschine bezüglich des Drehzahl/Drehmomenten-Verhaltens verändert und auf diese Weise unterschiedlichen Anforderungen ange-

paßt werden kann. Dabei kann sogar daran gedacht werden, die Möglichkeit einer Relativverdrehung der einander zuge¬ ordneten Schleifkontakte von Hand oder durch eine automati¬ sche Steuerung wahrend des Betriebs veränderbar auszubil- den, um so die Drehzahl oder das Drehmoment gewollt oder selbsttätig an unterschiedlichen Bedingungen anzupassen.

In den Figuren 7 und 8 ist eine Abwandlung des bereits be¬ schriebenen, in den Figuren 5 und 6 dargestellten Elektro- magnet-Bauelements 30 gezeigt, welche insgesamt mit 130 be¬ zeichnet ist. Der den Spulenkern 132 mit hier nur einer Halbwindung umgebende elektrische Leiter hat wieder die Form eines - entsprechend breiteren - Streifens 136 aus hochleitendem Metall, dessen Enden 136a, 136b an den jeweils gegenüberliegenden Stirnkanten so bearbeitet sind, daß auf jeder Seite nur die Stirnkante eines der Enden für die Anlage eines Schleifkontakts 142 zugänglich ist. Die bearbeiteten Endbereiche 136a, 136b der Elektromagnet-Bau¬ elemente 130 bilden zusammengenommen also wiederum den Kom- mutator. Wesentlich ist, daß die einander zugewandten In¬ nenflachen des Leiter-Streifens 136 durch eine geeignete Beschichtung gegeneinander bzw. den Spulenkern 132 isoliert sind.

Die m den Figuren 9 und 10 gezeigte Abwandlung eines Elek¬ tromagnet-Bauelements 230 unterscheidet sich vom Bauelement 30 dadurch, daß anstelle des streifenformigen Leiters 36 für die Spulenwicklung 234 eine Anzahl von parallel ge¬ schalteten Leitern 236 aus Kupferdraht vorgesehen sind, die im speziellen Fall in zwei Windungen um den Spulenkern 232 herumgeführt sind. Die radial nach innen geführten Enden sind m gesonderten metallischen Kontaktelementen 223a, 223b gehalten, beispielsweise eingeschweißt. Diese metalli¬ schen Kontaktelemente der Elektromagnet-Bauelemente 230 insgesamt bilden wiederum den Kommutator. Außerdem können sie auch zur Festlegung der Bauelemente 230 im Nabenkorper des Rotors σeeignet ausgebildet sein. Der Spulenkern 232

seinerseits ist m diesem Fall aus einem Block aus isolie ^¬ rend aufemandergeschichteten und miteinander verbundenen Transformatorblechen durch mechanische Bearbeitung so ge¬ formt, daß er sich m Radialrichtung nach außen erweitert und somit bezuglich des Kernquerschnitts den im Gehäuse zur Verfugung stehenden Raum optimal ausnutzt. Die die Spulen¬ wicklung 234 seitlich nach außen überragenden Bereiche sind dabei gegenüber dem die Spulenwicklung 234 tragenden Be¬ reich vergrößert, so daß die Spulenwicklung gegen seitli- ches Wandern auf dem Spulenkern 232 gesichert ist.

In den Figuren 11 und 12 ist schließlich eine mit 330 be¬ zeichnete Abwandlung des Elektromagnet-Bauelements 130 ge¬ zeigt, bei der wiederum der streifenformige Leiter 136 durch eine Vielzahl von parallelen Kupferdrahten 336 er¬ setzt ist. Die dichte Nebeneinanderlage um den Spulenkern 232 geführten Drahte sind ihrerseits wiederum an den Enden in Kontaktelementen 336a, 336b z. B. eingelotet oder ange¬ schweißt, welche an gegenüberliegenden Seiten in entgegen- gesetzte Richtung überstehen, so daß sie wiederum stirnsei- tig die Kontaktflachen für Kommutator-Schleifkontakte bil¬ den. Die Kupferdrahte können in üblicher Weise durch eine isolierende Lackierung in den emanderliegenden und über den Spulenkern 332 geführten Bereichen isoliert sein, wobei die zwischen den Kontaktelementen 336a, 336b vorzusehende isolierende Trennschicht 337 weiter zwischen die beiden parallelen Kupferdraht-Abschnitte bis zum Spulenkern 232 gefuhrt ist. Neben der Sicherstellung der Isolierung der Kontaktelemente 336a, 336b und der Kupferdrahte gegeneman- der kann diese Isolierschicht dann auch die Steifigkeit des Elektromagnet-Bauelements 330 insgesamt erhohen. Zur Ver¬ hinderung des Abgleitens der Kupferdrahte 336 vom Spulen¬ kern 332, sind in den überstehenden Bereichen kurze vortre¬ tende Ansätze 333 vorgesehen.

In den Figuren 13 und 14 ist em vorteilhaft abgewandeltes Ausführungsbeispiel der Ausgestaltung des Gehäuses 12 des

in Verbindung mit den Figuren 1 bis 3 beschriebenen Ausfüh¬ rungsbeispiels der erfindungsgemäßen Gleichstrom-Maschine gezeigt. Die getroffene Abänderung bezieht sich insbeson¬ dere auf die Ausbildung der Permanentmagnete. Während bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel abwechselnd flache plattenförmige Permanentmagnete 28 mit aufeinander¬ folgend jeweils in entgegengesetzter Polarität auf der dem Rotor 26 zugewandten Innenseite der Gehäuse-Stirnwände 14a, 14b angeordnet sind, werden bei abgewandeltem Ausführungs- beispiel jeweils zwei in Umfangsrichtung aufeinanderfol¬ gende Permanentmagneten von den Polenden eines nach Art eines Hufeisenmagnet geformten Permanentmagneten 60 gebil¬ det. Die im speziellen Fall von gesonderten Polschuhen 62a, 62b gebildeten Polenden der Permanentmagneten 60 sind dabei selbst weichmagnetische aus geschichteten Transformatoren- blechen hergestellte Bauelemente, welche passende Offnungen 64 in den aus unmagnetischem Material - z.B. aus Kunststoff - hergestellten Gehäuse-Stirnwänden 14a, 14b durchsetzen. Auf der rotorabgewandten Außenseite sind die beiden Polschuhe 62a, 62b dann durch den eigentlichen, als Stab¬ magneten 66 ausgebildeten Permanentmagneten verbunden. Durch Ausbildung geeigneter, d.h. die Enden des Stabmagne¬ ten 66 passend aufnehmender Aufnahmen 68 in den Polschuhen 62a, 62b wird eine optimale magnetische Ankopplung des Stabmagneten 66 an den Polschuhen 62a, 62b sichergestellt. Durch eine in den Zeichnungsfiguren nicht näher darge¬ stellte verstellbare und in wählbaren Verstellstellungen fixierbare Halterung der Polschuhe 62a, 62b in den Offnun¬ gen 64 der Stirnwände 14a, 14b kann der zwischen den Stirn- flächen der Spulenkerne 32 der Elektromagnet-Bauelemente 30 und den diesen zugewandten Stirnflächen der Polschuhe kon¬ struktiv erforderliche Spalt zur Sicherstellung eines mög¬ lichst guten Wirkungsgrades optimiert werden.

Es ist ersichtlich, daß im Rahmen des Erfindungsgedankens Abwandlungen und Weiterbildungen der beschriebenen Ausfüh¬ rungsbeispiele verwirklichbar sind, welche sich sowohl auf

die Ausgestaltung der Elektromagnet-Bauelemente als auch deren Halterung und Befestigung im Nabenkorper und die Aus¬ bildung des Kommutators beziehen.

So kann die Form, insbesondere die Querschnittsform, der Spulenkerne der Elektromagnet-Bauelemente auch von der be¬ schriebenen scheibenförmigen Ausgestaltung abweichen. Wenn eine geringere Anzahl von Elektromagnet-Bauelementen zu ei¬ nem Rotor zusammengestellt werden sollen, können auch ein- fache stabformige Spulenkerne mit - beispielsweise - kreis¬ förmigem Querschnitt vorgesehen werden.

Abweichend von der beschriebenen parallelen Anordnung der Spulenkerne in bezug auf die Rotor-Drehachse kann es auch sinnvoll sein, die Spulenkerne leicht schräg in Umfangs¬ nchtung und/oder Radialrichtung geneigt anzuordnen.