DE102009034158B4 - Encapsulation of an electrical machine - Google Patents

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    • H02K5/12—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof specially adapted for operating in liquid or gas
    • H02K5/128—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof specially adapted for operating in liquid or gas using air-gap sleeves or air-gap discs

Abstract

Elektrische Maschine (11) welche einen Stator (13), eine Hülse (17), eine elastische Abdichtung (19, 20) und einen Rotor (15) aufweist, wobei der Stator (13) gekapselt ist, wobei zur Kapselung die Hülse (17) zwischen dem Rotor (15) und einem Aktivteil (14) des Stators (13) angeordnet ist, wobei zur Kapselung die elastische Abdichtung (19, 20) vorgesehen ist,wobei die Hülse (17) zumindest drei unterschiedliche Außendurchmesser (21, 22, 23) aufweist, und wobei die Hülse (17) im Bereich des Statorblechpakets (12) des Aktivteils (14) des Stators (13) eine geringere Wanddicke (25, 26, 27) aufweist, als in einem Bereich der elastischen Abdichtung (19,20),dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Abdichtung (19, 20) ein O-Ring ist,dass der Stator einen Klemmflansch (34) aufweist, wobei auf den Klemmflansch (34) ein als separates ringförmiges Element ausgebildetes Klemmelement (35) montiert ist, mittels dessen der O-Ring eingeklemmt ist,und dass zur Abdichtung der Hülse (17) stirnseitig der Hülse (17) der O-Ring in einer Dreiecksnut vorgesehen ist, wobei der O-Ring über das Klemmelement (35) axial verpresst ist und am Klemmelement (35) und am Klemmflansch (34) und an der Hülse (17) anliegt.Electrical machine (11) which has a stator (13), a sleeve (17), an elastic seal (19, 20) and a rotor (15), the stator (13) being encapsulated, the sleeve (17) being used for encapsulation ) is arranged between the rotor (15) and an active part (14) of the stator (13), the elastic seal (19, 20) being provided for encapsulation, the sleeve (17) having at least three different outer diameters (21, 22, 23), and wherein the sleeve (17) has a smaller wall thickness (25, 26, 27) in the area of the stator laminated core (12) of the active part (14) of the stator (13) than in an area of the elastic seal (19, 20), characterized in that the elastic seal (19, 20) is an O-ring, that the stator has a clamping flange (34), a clamping element (35) designed as a separate annular element being mounted on the clamping flange (34). , by means of which the O-ring is clamped, and that in order to seal the sleeve (17), the O-ring is provided in a triangular groove on the end face of the sleeve (17), the O-ring being axially pressed via the clamping element (35) and on the clamping element (35) and on the clamping flange (34) and on the sleeve (17).

Description

Eine elektrische Maschine, wie beispielsweise ein Generator oder auch ein Motor, kann derart konstruiert sein, dass die elektrische Maschine mit einem Fluid in Kontakt ist. Dieses Fluid kann flüssig oder auch gasförmig sein. Damit die Statorwicklung der elektrischen Maschine nicht in direktem unmittelbaren Kontakt mit dem Fluid gerät, kann der Stator gekapselt werden. Zur Kapselung und folglich zur Begrenzung der Ausbreitung des Fluids können Dichtmittel verwendet werden.An electrical machine, such as a generator or a motor, can be constructed in such a way that the electrical machine is in contact with a fluid. This fluid can be liquid or gaseous. The stator can be encapsulated so that the stator winding of the electrical machine does not come into direct contact with the fluid. Sealants can be used to encapsulate and therefore limit the spread of the fluid.

Elektrische Maschinen sind aus DE 100 00 431 A1 , DE 100 59 458 A1 , DE 199 55 452 A1 , DE 101 06 043 A1 , EP 1 104 078 A2 , AT 327 007 B , GB 2 289 801 A , DE 18 02 561 A und US 3 143 676 A bekannt. Zudem ist in DE 16 13 306 A die Kapselung eines Stators offenbart. DE 600 31 024 T2 betrifft Dichtmittel.Electric machines are out DE 100 00 431 A1 , DE 100 59 458 A1 , DE 199 55 452 A1 , DE 101 06 043 A1 , EP 1 104 078 A2 , AT 327 007 B , GB 2 289 801 A , DE 18 02 561 A and US 3,143,676 A known. In addition, it is in DE 16 13 306 A the encapsulation of a stator is revealed. DE 600 31 024 T2 concerns sealants.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Abdichtung der Statorwicklung gegen Eindringen des Fluids, welches mit der elektrischen Maschine in Kontakt ist zu verbessern. Dies betrifft insbesondere die Abdichtung des Stators der elektrischen Maschine.The object of the present invention is to improve the sealing of the stator winding against penetration of the fluid that is in contact with the electrical machine. This applies in particular to the sealing of the stator of the electrical machine.

Eine Lösung der Aufgabe gelingt unter anderem gemäß einem Gegenstand mit den Merkmalen nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 11.A solution to the problem is achieved, among other things, according to an object with the features according to at least one of claims 1 to 11.

Bei elektrischen Maschinen, also bei einem elektrischen Motor bzw. bei einem elektrischen Generator, welche für eine geflutete Anwendung vorgesehen sind, stellt die Abdichtung gegenüber der Umwelt eine Herausforderung dar. Dies betrifft insbesondere die Abdichtung von Teilen, welche im Betrieb der elektrischen Maschine für eine rotierende Bewegung vorgesehen sind. Hierfür vorgesehene rotierende (oder dynamische) Dichtungen, zum Beispiel an einem Wellenaustritt, unterliegen im Betrieb der elektrischen Maschine einer ständigen Beanspruchung. Eine Möglichkeit das Problem der Abdichtung zu lösen, ist es, auf diese dynamische Abdichtung, wenn dies möglich ist, ganz oder teilweise zu verzichten. Wird nun die dynamische Dichtung z.B. ganz weggelassen, kann ein die elektrische Maschine umgebendes Medium, also das Fluid, in einen Luftspalt der elektrischen Maschine eintreten. Der Luftspalt der elektrischen Maschine befindet sich zwischen dem Stator der elektrischen Masche und dem Rotor der elektrischen Maschine. Die elektrische Maschine kann dabei entweder als ein Innenläufer ausgeführt sein, oder auch als ein Außenläufer. Bei einem Innenläufer ist der Rotor vom Stator umgeben. Bei einem Außenläufer ist der Stator vom Rotor umgeben. Wird nun auf eine dynamische Abdichtung verzichtet, so ist der Luftspalt zwischen dem Rotor und dem Stator durch das Fluid geflutet. Das Fluid ist beispielsweise ein Öl (bzw. ölhaltig), Wasser (bzw. wasserhaltig) oder auch ein Gas.In the case of electrical machines, i.e. an electric motor or an electric generator, which are intended for a flooded application, sealing against the environment represents a challenge. This particularly applies to the sealing of parts which are used for a rotating movement are provided. Rotating (or dynamic) seals provided for this purpose, for example at a shaft outlet, are subject to constant stress during operation of the electrical machine. One way to solve the problem of sealing is to completely or partially forego this dynamic sealing, if possible. If the dynamic seal is omitted completely, for example, a medium surrounding the electrical machine, i.e. the fluid, can enter an air gap in the electrical machine. The air gap of the electric machine is between the stator of the electric mesh and the rotor of the electric machine. The electrical machine can be designed either as an internal rotor or as an external rotor. With an internal rotor, the rotor is surrounded by the stator. In an external rotor, the stator is surrounded by the rotor. If a dynamic seal is not used, the air gap between the rotor and the stator is flooded with the fluid. The fluid is, for example, an oil (or oil-containing), water (or water-containing) or even a gas.

Die elektrische Maschine weist ein elektrisches Wicklungssystem auf. Ein Wicklungssystem kann sich im Stator und/oder im Rotor befinden. Befindet sich das Wicklungssystem im Stator, so kann der Stator statisch gekapselt werden um das elektrische Wicklungssystem vor dem Fluid zu schützen. Dies ist insbesondere dann notwendig, wenn das Fluid aggressiv ist, also eine zerstörerische Wirkung auf den Stator mit dem Wicklungssystem entfalten kann. Ein Beispiel für ein derartiges Fluid ist salzhaltiges Seewasser aber auch salzhaltige Seeluft. Zum Schutz des Stators kann dieser statisch gekapselt werden. Zur Kapselung des Stators lässt sich eine Art Schutzohr einsetzen. Ein derartiges Schutzrohr, das in das Statorgehäuse eingebracht ist, kann auch als Spaltrohr oder „Can“ bezeichnet werden. Hierbei ist die konstruktive Ausführung der Dichtungsausführung von Bedeutung und maßgeblich für den Erfolg. Ein Vorteil der Kapselung des Stators kann darin gesehen werden, dass es konstruktiv einfacher bzw. auch preisgünstiger ist eine Dichtung zu realisieren, welche kein bewegtes Teil abzudichten hat, sondern vielmehr statisch auf unbewegte Teile wirkt. Der Rotor ist beispielsweise als passives Element ausgelegt und weist Permanentmagnete auf. Im Fall, dass der Rotor kein elektrisch aktives Bauteil ausweist, besteht auch nicht die Gefahr eines Kurzschlusses, wenn der Rotor mit elektrisch leitendem salzigem Wasser geflutet ist. Der Rotor kann einfacher durch eine Edelstahl-Hülle gegen das Fluid gedichtet werden, da sich diese synchron mit dem Magnetfeld des Rotors mitdreht und dadurch keine Wirbelstromverluste induziert werden.The electrical machine has an electrical winding system. A winding system can be located in the stator and/or the rotor. If the winding system is located in the stator, the stator can be statically encapsulated to protect the electrical winding system from the fluid. This is particularly necessary if the fluid is aggressive, i.e. can have a destructive effect on the stator with the winding system. An example of such a fluid is salty sea water but also salty sea air. To protect the stator, it can be statically encapsulated. A type of protective ear can be used to encapsulate the stator. Such a protective tube, which is inserted into the stator housing, can also be referred to as a can or “can”. The design of the seal design is important and crucial to success. An advantage of encapsulating the stator can be seen in the fact that it is structurally simpler and cheaper to create a seal that does not have to seal a moving part, but rather has a static effect on stationary parts. The rotor is designed, for example, as a passive element and has permanent magnets. If the rotor does not have an electrically active component, there is no risk of a short circuit if the rotor is flooded with electrically conductive salty water. The rotor can be more easily sealed against the fluid using a stainless steel sleeve, as this rotates synchronously with the rotor's magnetic field and this does not induce any eddy current losses.

Zur Kapselung des Stators der elektrischen Maschine, also zur Kapselung des Teils der elektrischen Maschine, welches elektrische Wicklungen aufweist, welche im Betrieb der elektrischen Maschine elektrischen Spannung bzw. elektrischen Strom führen, kann eine Edelstahlhülse als ein Schutzrohr in ein Gehäuse des Stators eingebracht sein. Dieses Schutzrohr ist eine Hülse, die beispielweise aus Edelstahl ausgeführt ist. Die Edelstahlhülse ist z.B. in bzw. an das Statorgehäuse geschweißt, so dass dadurch der Stator gekapselt ist. Durch eine möglichst dünne Ausführung der Edelstahlhülse (eine dünne Wandstärke) können energetische Verluste reduziert werden. Verluste entstehen beispielsweise durch in die Hülse induzierte elektrische Wirbelströme. Bei elektrischen Maschinen kleinerer Leistung halten sich diese Verluste noch im Rahmen. Je größer die elektrische Leistung der entsprechenden elektrischen Maschine ist, desto problematischer werden die Verluste. Hohe Wirbelstromverluste sollten vermieden werden. Bei elektrischen Maschinen hoher Leistung (größer 250 kW) wird auch die Herstellung der Hülse (insbesondere einer Edelstahlhülse) immer aufwendiger und teurer.To encapsulate the stator of the electrical machine, i.e. to encapsulate the part of the electrical machine which has electrical windings which carry electrical voltage or electrical current during operation of the electrical machine, a stainless steel sleeve can be inserted into a housing of the stator as a protective tube. This protective tube is a sleeve made of stainless steel, for example. The stainless steel sleeve is, for example, welded into or onto the stator housing, so that the stator is encapsulated. By making the stainless steel sleeve as thin as possible (thin wall thickness), energy losses can be reduced. Losses arise, for example, from electrical eddy currents induced in the sleeve. In the case of electrical machines with lower power, these losses are still within limits. The greater the electrical power of the corresponding electrical machine, the more problematic the losses become. High eddy current losses should be avoided. For high-performance electrical machines (greater than 250 kW), the production of the sleeve (especially a stainless steel sleeve) is becoming increasingly complex and expensive.

Neben der Kapselung des Stators durch ein Anschweißen der Hülse kann die Kapselung auch mittels einer Dichteinrichtung zwischen Hülse und Statorgehäuse erfolgen, welche eine elastische Abdichtung aufweist. Eine entsprechende elektrische Maschine weist also einen Stator und einen Rotor auf, wobei der Stator gekapselt ist, wobei zur Kapselung eine Hülse zwischen dem Rotor und einem Aktivteil des Stators angeordnet ist, wobei zur Kapselung eine elastische Abdichtung vorgesehen ist. Das Aktivteil des Stators weist dabei insbesondere Statorwicklungen und ein Statorblechpaket auf. Die elastische Abdichtung weist z.B. einen elastischen Gummiring, einen Siliconring, eine Siliconmasse, ein Chloropren-Kautschuk-Material, oder dergleichen auf. Durch den Verzicht auf eine Schweißnaht zur Abdichtung, kann die Herstellung der Kapselung vereinfacht werden.In addition to encapsulating the stator by welding the sleeve, the encapsulation can also be done by means of a sealing device between the sleeve and the stator housing, which has an elastic seal. A corresponding electrical machine therefore has a stator and a rotor, the stator being encapsulated, a sleeve being arranged between the rotor and an active part of the stator for encapsulation, an elastic seal being provided for encapsulation. The active part of the stator has in particular stator windings and a stator laminated core. The elastic seal has, for example, an elastic rubber ring, a silicone ring, a silicone mass, a chloroprene rubber material, or the like. By eliminating the need for a weld seam for sealing, the production of the encapsulation can be simplified.

Wird als Material für die Hülse nicht ein Edelstahl sondern ein Verbundwerkstoff, insbesondere ein Faserverbundwerkstoff, verwendet, werden Verluste reduziert, welche bei einer Edelstahlhülse durch Wirbelströme verursacht werden.If the material used for the sleeve is not stainless steel but a composite material, in particular a fiber composite material, losses are reduced, which are caused by eddy currents in a stainless steel sleeve.

Die Hülse, welche als ein Schutzrohr für den Stator dient, weist also vorteilhaft einen Faserverbundwerkstoff auf, oder besteht aus einem Faserverbundwerkstoff. Der Faserverbundwerkstoff ist insbesondere elektrisch nichtleitend. Durch die Verwendung von nichtleitenden Faserverbundwerkstoffen als Werkstoff für die Hülse, erfolgt vorteilhaft keine Beeinflussung des Magnetfeldes zwischen Rotor und Stator, es werden somit auch keine Wirbelstromverluste in der Hülse erzeugt. Der Faserverbundwerkstoff ist insbesondere ein Glasfaserverstärkter Kunststoff.The sleeve, which serves as a protective tube for the stator, therefore advantageously has a fiber composite material or consists of a fiber composite material. The fiber composite material is in particular electrically non-conductive. By using non-conductive fiber composite materials as the material for the sleeve, there is advantageously no influence on the magnetic field between the rotor and stator, and therefore no eddy current losses are generated in the sleeve. The fiber composite material is in particular a glass fiber reinforced plastic.

Glasfaserverstärkte Kunststoffe (GFK) sind ein kostengünstiger und hochwertiger Faser-Kunststoff-Verbund. In mechanisch hoch beanspruchten Anwendungen findet sich glasfaserverstärkter Kunststoff auch als Endlosfaser in Geweben oder in UD(unidirektionalen)-Bändern. Glasfaserverstärkter Kunststoff zeigt in aggressiver Umgebung ein gutes Korrosionsverhalten. GFK zeigt abhängig von der verwendeten Matrix eine gute elektrische Isolationswirkung.Glass fiber reinforced plastics (GRP) are a cost-effective and high-quality fiber-plastic composite. In applications subject to high mechanical stress, glass fiber reinforced plastic can also be found as continuous fibers in fabrics or in UD (unidirectional) tapes. Glass fiber reinforced plastic shows good corrosion behavior in aggressive environments. Depending on the matrix used, GRP has a good electrical insulation effect.

Im Folgenden sind Beispiele für Faserverbundwerkstoffe aufgeführt:

  • • Phenol-Formaldehydharz-Laminat;
  • • Silikonharz-Laminat;
  • • Melaminharz-Laminat;
  • • Epoxidharz-Laminat;
  • • Polyesterharz-Laminat; und
  • • PTFE-Laminat.
The following are examples of fiber composite materials:
  • • Phenol-formaldehyde resin laminate;
  • • Silicone resin laminate;
  • • Melamine resin laminate;
  • • Epoxy resin laminate;
  • • Polyester resin laminate; and
  • • PTFE laminate.

Es können Kurz- und langfaserverstärkte Verbundmaterialien aus faserverstärktem Kunststoff gebildet werden. Kurzfaserverstärkte Verbundwerkstoffe weisen eine gute Formbarkeit auf und bieten eine große Gestaltungsfreiheit. Kurzfaserverstärkte Bauteile weisen meist ein quasi isotropes Verhalten auf, da die Kurzfasern zufällig verteilt vorliegen. Eine schwach ausgeprägte Orthotropie kann allerdings beim Spritzguss von kurzfaserverstärkten Thermoplasten entstehen, da sich die Fasern entlang der Fließlinien des Spritzgusses orientieren. Die Beimischung von Kurzglasfasern zu Thermoplasten verbessert deren Steifigkeit, Festigkeit und insbesondere deren Verhalten bei hohen Temperaturen, was beim Einsatz in einer elektrischen Maschine vorteilhaft ist.Short and long fiber reinforced composite materials can be formed from fiber reinforced plastic. Short fiber-reinforced composite materials have good formability and offer great freedom of design. Short fiber-reinforced components usually have a quasi-isotropic behavior because the short fibers are randomly distributed. However, a weakly pronounced orthotropy can arise when injection molding short fiber-reinforced thermoplastics because the fibers are oriented along the flow lines of the injection molding. The addition of short glass fibers to thermoplastics improves their stiffness, strength and, in particular, their behavior at high temperatures, which is advantageous when used in an electrical machine.

Endlosfaserverstärktes Verbundmaterial kann mit definierten Materialeigenschaften hergestellt werden. Ein derartiges Verbundmaterial weist beispielsweise ein Gewebe/Gelege oder Rovings auf.Continuous fiber-reinforced composite material can be produced with defined material properties. Such a composite material has, for example, a woven/laid fabric or rovings.

Zur Ausbildung der Hülse der elektrischen Maschine wird beispielsweise ein Spritzgussverfahren oder ein Strangziehverfahren verwendet. Die Hülse kann auch mittels eines Wickelverfahrens hergestellt werden. Hierzu wird ein Verbundmaterial auf einen Dorn aufgelegt.To form the sleeve of the electrical machine, for example, an injection molding process or an extrusion process is used. The sleeve can also be manufactured using a winding process. For this purpose, a composite material is placed on a mandrel.

Die Ausbildung der Hülse, also des Spaltrohres, mit einem Faserverbundwerkstoff wie GfK hat wie bereits beschrieben den Vorteil, dass der Wirkungsgrad der elektrischen Maschine durch die Reduktion der Wirbelströme verbessert wird. Dies kommt insbesondere bei größeren elektrischen Maschinen zum Tragen. Ein Beispiel für eine derartige elektrische Maschine ist ein Gezeitenstromgenerator.As already described, the design of the sleeve, i.e. the can, with a fiber composite material such as GRP has the advantage that the efficiency of the electrical machine is improved by reducing the eddy currents. This is particularly important with larger electrical machines. An example of such an electrical machine is a tidal current generator.

Weist die Hülse einen Faserverbundwerkstoff auf, so ist die technische Realisierung der Kapselung des Stators mittels eines elastischen Dichtmittels von besonderer Bedeutung. Um nun die Hülse in einfacher Weise montieren zu können, weist diese eine besondere Gestalt auf.If the sleeve has a fiber composite material, the technical implementation of the encapsulation of the stator using an elastic sealant is of particular importance. In order to be able to assemble the sleeve in a simple manner, it has a special shape.

Die Hülse weist erfindungsgemäß zumindest drei unterschiedliche Außendurchmesser auf. Vorteilhaft nehmen die Außendurchmesser der Hülse kontinuierlich ab bzw. zu, abhängig von der Betrachtungsrichtung. Dadurch lässt sich die Hülse bei der Montage der elektrischen Maschine einfach in den Stator einführen. Vorteilhaft weist auch der Stator entsprechend zur Hülse korrespondierende Innendurchmesser auf.According to the invention, the sleeve has at least three different outer diameters. The outer diameter of the sleeve advantageously decreases or increases continuously, depending on the viewing direction. This allows the sleeve to be easily inserted into the stator when assembling the electrical machine. The stator is also advantageous corresponding inner diameter to the sleeve.

Erfindungsgemäß weist die Hülse im Bereich des Statorblechpaketes des Aktivteils des Stators eine geringere Wanddicke auf, als in einem Bereich der elastischen Abdichtung. Dies hat den Vorteil, dass im Bereich des Luftspaltes zwischen dem Stator und dem Rotor das kraftbildende Magnetfeld nicht über Gebühr nachteilig beeinflusst wird.According to the invention, the sleeve has a smaller wall thickness in the area of the stator laminated core of the active part of the stator than in an area of the elastic seal. This has the advantage that in the area of the air gap between the stator and the rotor the force-generating magnetic field is not unduly adversely affected.

In einer Ausgestaltung der elektrischen Maschine stehen die elastische Abdichtung, die Hülse und ein Statorgehäuseteil in einem direkten physikalischen Kontakt, zumindest über die elastische Abdichtung. Damit lässt sich ein einfacher und kompakter Aufbau der Dichteinrichtung erzielen.In one embodiment of the electrical machine, the elastic seal, the sleeve and a stator housing part are in direct physical contact, at least via the elastic seal. This makes it possible to achieve a simple and compact design of the sealing device.

Erfindungsgemäß ist die elastische Abdichtung ein O-Ring. Es kann ein O-Ring oder auch eine Vielzahl von O-Ringen zur Abdichtung verwendet werden. Der O-Ring bzw. die O-Ringe weisen beispielsweise ein Fluorelastomere-Material oder ein Neopren-Material auf. In einer weiteren Ausgestaltung der elektrischen Maschine werden in der elektrischen Maschine O-Ringe unterschiedlichen Materials verwendet.According to the invention, the elastic seal is an O-ring. An O-ring or a variety of O-rings can be used for sealing. The O-ring or O-rings have, for example, a fluoroelastomer material or a neoprene material. In a further embodiment of the electrical machine, O-rings made of different materials are used in the electrical machine.

In einer Ausgestaltung der elektrischen Maschine ist zur Abdichtung der Hülse stirnseitig der Hülse (also zumindest in einem Endbereich der Hülse; vorteilhaft auch an beiden stirnseitigen Endbereichen der Hülse) der O-Ring (als ein Dichtungsring) in einer Dreiecksnut (eine Nut mit einem dreiecksartigen Querschnitt) vorgesehen. Der O-Ring ist über ein Klemmelement (insbesondere einen Klemmring) axial verpresst, wobei insbesondere die Hülse mittels des O-Rings auch gehalten ist. Der O-Ring dient folglich in einer Ausführungsform auch der Positionierung der Hülse.In one embodiment of the electrical machine, the O-ring (as a sealing ring) is in a triangular groove (a groove with a triangular shape) to seal the sleeve on the front side of the sleeve (i.e. at least in one end region of the sleeve; advantageously also on both front end regions of the sleeve). cross section). The O-ring is axially pressed via a clamping element (in particular a clamping ring), with the sleeve in particular also being held by means of the O-ring. In one embodiment, the O-ring also serves to position the sleeve.

In einer Ausgestaltung der elektrischen Maschine weist die äußere Oberfläche der Hülse im Bereich der elastischen Abdichtung einen geringeren Mittenrauwert auf, als die äußere Oberfläche der Hülse im Bereich des Statorblechpaketes. Der Mittenrauwert ist ein Maß für die mittlere Rauhigkeit einer Oberfläche. Im Bereich der elastischen Abdichtung ergeben sich besonders hohe Anforderungen an eine geringe Rauhigkeit der Oberfläche um die Dichtwirkung zu verbessern. Diese hohen Anforderungen, die beispielsweise durch eine spezielle Oberflächenbehandlung erzielt werden können, sind in anderen Bereichen der Hülse nicht gegeben.In one embodiment of the electrical machine, the outer surface of the sleeve in the area of the elastic seal has a lower average roughness than the outer surface of the sleeve in the area of the stator laminated core. The average roughness value is a measure of the average roughness of a surface. In the area of elastic sealing, there are particularly high requirements for a low roughness of the surface in order to improve the sealing effect. These high requirements, which can be achieved, for example, through a special surface treatment, are not met in other areas of the sleeve.

Erfindungsgemäß weist der Stator einen Klemmflansch auf. Auf den Klemmflansch ist ein Klemmelement montiert, mittels dessen die elastische Abdichtung bzw. der O-Ring einklemmbar bzw. eingeklemmt ist. Es wird also eine Art Vorspannung auf die elastische Abdichtung gegeben. Die elastische Abdichtung ist folglich durch ein Zusammenwirken von z.B. Klemmflansch und Klemmelement verformbar. Das Klemmelement ist ein separates ringförmiges Element. Gemäß einer ursprungsoffenbarten Ausführungsform, die nicht beansprucht ist, kann aber auch die Hülse selbst als eine Art Klemmelement genutzt werden.According to the invention, the stator has a clamping flange. A clamping element is mounted on the clamping flange, by means of which the elastic seal or the O-ring can be clamped or clamped. So there is a kind of pre-stress on the elastic seal. The elastic seal is therefore deformable through the interaction of, for example, the clamping flange and the clamping element. The clamping element is a separate annular element. According to an originally disclosed embodiment, which is not claimed, the sleeve itself can also be used as a type of clamping element.

Die elektrische Maschine ist weiterhin derart ausbildbar, dass diese in dem Bereich, in welchem sich im eingebauten Zustand der Hülse die Hülse und der Klemmflansch gegenüber stehen, ein Innendurchmesser des Klemmflansches kleiner ist als der Außendurchmesser der Hülse. Damit ergibt sich ein Spiel zwischen den beiden Bauteilen, welches das Einsetzen der Hülse erleichtert. Ein Einpressen der Hülse in den Stator ist folglich nicht notwendig.The electrical machine can also be designed in such a way that in the area in which the sleeve and the clamping flange face each other in the installed state of the sleeve, an inner diameter of the clamping flange is smaller than the outer diameter of the sleeve. This creates play between the two components, which makes inserting the sleeve easier. It is therefore not necessary to press the sleeve into the stator.

In dem Bereich, in welchem sich im eingebauten Zustand der Hülse die Hülse und der Klemmflansch gegenüber stehen, ist der Innendurchmesser des Klemmflansches beispielsweise mindestens 1/10 Millimeter größer als der Außendurchmesser der Hülse. Durch ein kleines Spiel kann die Dichtwirkung verbessert werden.In the area in which the sleeve and the clamping flange face each other when the sleeve is installed, the inside diameter of the clamping flange is, for example, at least 1/10 millimeter larger than the outside diameter of the sleeve. A small amount of play can improve the sealing effect.

Erfindungsgemäß liegt die elastische Abdichtung am Klemmelement und am Klemmflansch und an der Hülse an. Durch die Verwendung von z.B. diesen drei Elementen kann ein Raum gut definiert werden, in welchem sich die elastische Abdichtung zur Entfaltung der Dichtwirkung verformt.According to the invention, the elastic seal rests on the clamping element and on the clamping flange and on the sleeve. By using these three elements, for example, a space can be well defined in which the elastic seal deforms to develop the sealing effect.

Die Hülse kann wie bereits angemerkt ein Material aufweisen, welches ein Verbundwerkstoff ist. Ein Beispiel für einen Verbundwerkstoff ist Glasfaserverstärkter Kunststoff. Durch die Verwendung eines derartigen Materials, welches elektrisch nichtleitende Eigenschaften aufweist, kann die Bildung von Wirbelströmen in der Hülse unterbunden werden. Dies reduziert Verluste.As already noted, the sleeve can have a material that is a composite material. An example of a composite material is fiberglass reinforced plastic. By using such a material, which has electrically non-conductive properties, the formation of eddy currents in the sleeve can be prevented. This reduces losses.

Zur Kapselung des Stators der elektrischen Maschine kann als Material für die elastische Abdichtung ein Material verwendet sein, welches ein Fluorelastomer aufweist. Fluorelastomer ist ein elastischen Material und beständig gegenüber Meerwasser.To encapsulate the stator of the electrical machine, a material which has a fluoroelastomer can be used as the material for the elastic seal. Fluoroelastomer is an elastic material and resistant to seawater.

Eine elektrische Maschine mit einem oder mehreren der obig beschriebenen Merkmale kann bei einer Unterwasserturbine eingesetzt werden. Die Unterwasserturbine weist die elektrische Maschine auf, wobei die Unterwasserturbine derart konstruktiv ausgeführt ist, dass der Rotor der elektrischen Maschine im Betriebszustand der Unterwasserturbine bzw. der elektrischen Maschine von Meerwasser umflutet ist. Der Rotor der elektrischen Maschine ist insbesondere passiv ausgeführt, d.h. der Rotor weist keine elektrischen Wicklungen auf, welche für eine Bestromung vorgesehen sind. Der Rotor weist beispielsweise Permanentmagnete auf.An electric machine with one or more of the features described above can be used in a subsea turbine. The underwater turbine has the electrical machine, the underwater turbine being constructed in such a way that the rotor of the electrical machine is flooded by seawater in the operating state of the underwater turbine or the electrical machine. The rotor of the electrical machine is designed to be particularly passive, ie the rotor has no electrical windings which are intended for current supply. The rotor has, for example, permanent magnets.

Der Stator der elektrischen Maschine der Unterwasserturbine weist zur Kühlung der Statorwickelköpfe ein Kühlmittel auf. Das Kühlmittel ist beispielsweise ein Gas oder eine Flüssigkeit. Zum Ausgleich von Druckunterschieden kann die Unterwasserturbine auch eine Druckausgleichseinrichtung aufweisen.The stator of the electrical machine of the underwater turbine has a coolant for cooling the stator winding ends. The coolant is, for example, a gas or a liquid. To compensate for pressure differences, the underwater turbine can also have a pressure compensation device.

Die beschriebene elektrische Maschine kann beispielsweise in einem Gezeitenstromkraftwerk verwendet sein. Das Gezeitenkraftwerk weist die elektrische Maschine, Turbinenflügel und eine Hohlwelle auf, mittels derer die Turbinenflügel mit dem Rotor der elektrischen Maschine mechanisch gekoppelt sind. Die Hohlwelle ist von Wasser geflutet, wobei das Wasser vorteilhaft auch eine Kühlwirkung in Bezug auf die elektrische Maschine bewirkt.The electrical machine described can be used, for example, in a tidal power plant. The tidal power plant has the electrical machine, turbine blades and a hollow shaft by means of which the turbine blades are mechanically coupled to the rotor of the electrical machine. The hollow shaft is flooded with water, the water advantageously also having a cooling effect in relation to the electrical machine.

In einer Ausführungsform weist die Unterwasserturbine eine elektrische Maschine auf, welche in einer der obig beschriebenen Ausgestaltungen realisiert ist. Dabei ist der Rotor der elektrischen Maschine im Betriebszustand der Unterwasserturbine von Meerwasser umflutet.In one embodiment, the underwater turbine has an electrical machine, which is implemented in one of the embodiments described above. The rotor of the electric machine is flooded by seawater when the underwater turbine is in operation.

In einer Ausführungsform der Unterwasserturbine sind Statorwicklungen in Luft gekapselt, wobei der Stator durch umströmendes Wasser wassergekühlt ist. Der Stator weist vorteilhaft eine Drucksausgleichseinrichtung auf.In one embodiment of the underwater turbine, stator windings are encapsulated in air, with the stator being water-cooled by water flowing around it. The stator advantageously has a pressure compensation device.

Ein Gezeitenstromkraftwerk kann derart ausgeführt sein, dass dieses aufweist:

  • • eine elektrische Maschine in einer der obig beschriebenen Ausführungsformen; und
  • • eine Turbineneinheit mit einem Turbinenflügel.
A tidal power plant can be designed to have:
  • • an electric machine in one of the embodiments described above; and
  • • a turbine unit with a turbine blade.

Das Gezeitenstromkraftwerk kann ein Turbinengehäuse aufweisen, welches drehbar auf einem Turbinenstandfuß gelagert ist.The tidal power plant can have a turbine housing which is rotatably mounted on a turbine base.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren beispielhaft beschrieben. Dabei zeigt:

  • 1 ein Gezeitenstromkraftwerk;
  • 2 einen dreidimensionalen Schnitt durch eine elektrische Maschine;
  • 3 einen Schnitt durch den Stator der elektrischen Maschine;
  • 4 eine erste Ausgestaltung einer Kapselung des Stators;
  • 5 eine weitere Ausgestaltung einer Kapselung des Stators im Bereich einer ersten Stirnseite der elektrischen Maschine;
  • 6 die weitere Ausgestaltung einer Kapselung des Stators im Bereich der zweiten Stirnseite der elektrischen Maschine;
  • 7 eine Kapselung mittels zweier elastischer Abdichtungen; und
  • 8 eine Ausgestaltung der Kapselung, welche einen Entlastungskanal aufweist.
The invention is described below by way of example using figures. This shows:
  • 1 a tidal power plant;
  • 2 a three-dimensional section through an electrical machine;
  • 3 a section through the stator of the electrical machine;
  • 4 a first embodiment of an encapsulation of the stator;
  • 5 a further embodiment of an encapsulation of the stator in the area of a first end face of the electrical machine;
  • 6 the further embodiment of an encapsulation of the stator in the area of the second end face of the electrical machine;
  • 7 an encapsulation using two elastic seals; and
  • 8th an embodiment of the encapsulation, which has a relief channel.

Die Darstellung gemäß 1 zeigt ein Gezeitenstromkraftwerk 1. Das Gezeitenstromkraftwerk 1 weist eine Unterwasserturbine 9 mit einem Turbinengehäuse 5 auf, wobei die Unterwasserturbine 9 drehbar auf einem Turbinenstandfuß 7 gelagert ist. Das Gezeitenstromkraftwerk 1 ist für eine Aufstellung unter Wasser vorgesehen. Die Unterwasserturbine 9, welche im Übrigen nicht nur bei einem Gezeitenkraftwerk 1 sondern auch bei einem Kraftwerk eingesetzt werden kann, welches Meeresströmungen zur elektrischen Energieerzeugung nutzt, weist Turbinenflügel 3 auf. Die Turbinenflügel 3 treiben als Generator eingesetzte elektrische Maschine 11 an. Gemäß der Ausgestaltung des Gezeitenstromkraftwerkes 1 nach 1 weist dieses auch eine Drucksausgleichseinrichtung 38 auf. Die Drucksausgleichseinrichtung 38 passt den Druck in einem gekapselten Stator der elektrischen Maschine 11 an den Tiefendruck an.The representation according to 1 shows a tidal power plant 1. The tidal power plant 1 has an underwater turbine 9 with a turbine housing 5, the underwater turbine 9 being rotatably mounted on a turbine base 7. The tidal power plant 1 is intended to be installed under water. The underwater turbine 9, which can be used not only in a tidal power plant 1 but also in a power plant that uses ocean currents to generate electrical energy, has turbine blades 3. The turbine blades 3 drive the electrical machine 11 used as a generator. According to the design of the tidal power plant 1 1 This also has a pressure compensation device 38. The pressure compensation device 38 adjusts the pressure in an encapsulated stator of the electrical machine 11 to the depth pressure.

Die Darstellung gemäß 2 zeigt eine elektrische Maschine 11, welche einen Stator 13 und einen Rotor 15 aufweist. Der Stator 13 weist ein Aktivteil 14 auf. Das Aktivteil 14 weist elektrisch bestrombare Wicklungen 18 und ein Statorblechpaket 12 auf. Der Rotor 15 weist Permanentmagnete 16 auf. Zur Kapselung des Stators 13 weist dieser eine Hülse 17 auf. Neben der Hülse 17 weist der Stator 13 auch einen Klemmflansch 34, ein Klemmelement 35 und eine elastische Abdichtung 19 auf. Mit Hilfe des Klemmelementes 35 wird ist die elastische Abdichtung 19 auf den Klemmflansche 34 und die Hülse 17 gepresst. Zur Kapselung des Stators 13 kann jedes geeignete Statorgehäuseteil 29 herangezogen werden, indem die elastische Abdichtung 19 einen Druck durch eine Vorspannung auf dieses ausübt.The representation according to 2 shows an electrical machine 11, which has a stator 13 and a rotor 15. The stator 13 has an active part 14. The active part 14 has windings 18 that can be supplied with electrical current and a stator laminated core 12. The rotor 15 has permanent magnets 16. To encapsulate the stator 13, it has a sleeve 17. In addition to the sleeve 17, the stator 13 also has a clamping flange 34, a clamping element 35 and an elastic seal 19. With the help of the clamping element 35, the elastic seal 19 is pressed onto the clamping flanges 34 and the sleeve 17. Any suitable stator housing part 29 can be used to encapsulate the stator 13 in that the elastic seal 19 exerts pressure on it through a preload.

Die Darstellung gemäß 3 zeigt einen Ausschnitt eines Schnittes durch den Stator 13 der elektrischen Maschine 11. Für gleiche Elemente werden die gleichen Bezugszeichen wie in 1 und 2 verwendet. Dies gilt auch für die nachfolgenden Figuren. Die Hülse 17 nach 3 weist 4 unterschiedliche Abschnitte mit unterschiedlichen Wanddicken 25, 26 und 27 der Hülse 17 auf. Von einer ersten Wanddicke 25 verjüngt sich die Hülse, wobei die verjüngte Hülse 11 eine Wanddicke 27 aufweist, welche kleiner ist als die Wanddicke 25. Nach der Wanddicke 27 verjüngt sich die Hülse 17 abermals, so dass die Hülse im Bereich des Blechpaketes 12 eine Wanddicke 26 aufweist, welche kleiner der Wanddicke 25 bzw. 27 ist. Im Bereich der elastischen Abdichtung 19 ist dann die Wanddicke 27 der Hülse 17 wieder erhöht. Große Wanddicken verbessern die Stabilität der Hülse 17, wo hingegen geringere Wanddicken 26 im Bereich des Statorblechpaketes 12 den magnetischen Fluss weniger stören. Das Klemmelement 35 ist mittels Schrauben 41 an dem Klemmflansch 34 befestigt. Die Schrauben 41 dienen als Klemmschrauben. Die Hülse 17 weist einen rotationssymmetrischen Aufbau bezüglich einer Achse 42 auf.The representation according to 3 shows a section of a section through the stator 13 of the electrical machine 11. The same reference numbers are used for the same elements as in 1 and 2 used. This also applies to the following figures. The sleeve 17 after 3 has 4 different sections with different wall thicknesses 25, 26 and 27 of the sleeve 17. The sleeve tapers from a first wall thickness 25, the tapered sleeve 11 having a wall thickness 27 which is smaller than the wall thickness 25. After the wall thickness 27, the sleeve 17 tapers again, so that the sleeve has a wall thickness in the area of the laminated core 12 26, which is smaller Wall thickness is 25 or 27. In the area of the elastic seal 19, the wall thickness 27 of the sleeve 17 is then increased again. Large wall thicknesses improve the stability of the sleeve 17, whereas smaller wall thicknesses 26 in the area of the stator laminated core 12 disturb the magnetic flux less. The clamping element 35 is attached to the clamping flange 34 by means of screws 41. The screws 41 serve as clamping screws. The sleeve 17 has a rotationally symmetrical structure with respect to an axis 42.

Beidseitig der elektrischen Maschine 11 sind Klemmringe 35 angeordnet. Damit können die Dichtungselemente 19 (die elastische Abdichtung), sowie das Schutzrohr (die Hülse) in einfacher Weise demontiert und ersetzt werden. Ein Auspressen des Schutzrohres mittels aufwendiger Vorrichtungen ist nicht erforderlich. Durch die Verwendung spezieller Faserverbundwerkstoffe, als Material für das Schutzrohr, gibt es keine Beeinflussung des Magnetflusses. Zusätzlich besitzen diese Werkstoffe eine hohe Beständigkeit gegen aggressive Medien (z. B. Seewasser). Die Verpressung der Dichtungselemente 19 (z. B. O-Ringe), erfolgt über beidseitig am Statorgehäuse verschraubte Klemmringe 35 (Klemmelement). Dabei werden die Dichtungselemente durch die, aus Statorstirnwand, Schutzrohr und Klemmring gebildete Dreiecksnut statisch am Schutzrohr angepresst. Durch die Anpressung der Dichtungselemente an das Schutzrohr wird dieses in seiner Lage fixiert. Unterschiedliches thermisches Wachsen von Statorgehäuse und Schutzrohr kann durch das Walken des Dichtungselements aufgenommen werden. Bei innenseitiger Druckbeaufschlagung des Schutzrohrs führt dies zu dessen Aufweitung. Hierbei kommt es zum teilweisen Anliegen der Schutzrohraussenseite am Statorblechpaket. Um die Gefahr einer mechanischen Beschädigung der Schutzrohroberfläche zu verhindern, wird beispielsweise eine Schutz- und Gleitfolie 52 (z.B. PTFE) zwischen Statorblech 12 und Schutzrohr 17 eingebaut. Der erfinderische Schritt liegt also in der Funktionsintegration aller Anforderungen in der O-Ring-Dichtung mit Dreiecksnut.Clamping rings 35 are arranged on both sides of the electrical machine 11. This means that the sealing elements 19 (the elastic seal) and the protective tube (the sleeve) can be easily dismantled and replaced. It is not necessary to press out the protective tube using complex devices. By using special fiber composite materials as the material for the protective tube, there is no influence on the magnetic flux. In addition, these materials have a high level of resistance to aggressive media (e.g. seawater). The sealing elements 19 (e.g. O-rings) are pressed via clamping rings 35 (clamping element) screwed to both sides of the stator housing. The sealing elements are statically pressed against the protective tube by the triangular groove formed by the stator end wall, protective tube and clamping ring. By pressing the sealing elements onto the protective tube, it is fixed in its position. Different thermal growth of the stator housing and protective tube can be absorbed by flexing the sealing element. When pressure is applied to the inside of the protective tube, this leads to its expansion. This causes the outside of the protective tube to partially rest against the stator laminated core. In order to prevent the risk of mechanical damage to the protective tube surface, for example, a protective and sliding film 52 (e.g. PTFE) is installed between the stator sheet 12 and the protective tube 17. The inventive step lies in the functional integration of all requirements in the O-ring seal with triangular groove.

Die Darstellung gemäß 4 zeigt einen Ausschnitt einer Schnittdarstellung des Stators 13. Es ist ein Spalt 44 zwischen der Hülse 17 und dem Klemmflansch 34 dargestellt. Der Spalt 44 ist vorteilhaft in etwas 1/10 Millimeter bis 2/10 Millimeter breit. Auch ein Spalt mit einer Dicke von ca. 5/10 Millimeter ist noch ausreichend. Die Dicke der Hülse 17 beträgt ca. 12 Millimeter. Vorteilhaft weist die Hülse 17 zwei unterschiedliche Dicken auf. Eine Stufe 50 bildet den Übergang zwischen den verschiedenen Dicken der Hülse 17. Die Hülse 17 ist in ihrem Endbereich dünner als in einem daran anschließenden eher mittigen Bereich. Dies erhöht dort im mittigen Bereich die Stabilität der Hülse 17. Die Stufe 50 befindet sich vorteilhaft in einem radial äußeren Bereich der Hülse 17. Der innere Radius der Hülse 17 ist vorteilhaft konstant.The representation according to 4 shows a section of a sectional view of the stator 13. A gap 44 between the sleeve 17 and the clamping flange 34 is shown. The gap 44 is advantageously about 1/10 millimeter to 2/10 millimeter wide. A gap with a thickness of approx. 5/10 millimeter is still sufficient. The thickness of the sleeve 17 is approximately 12 millimeters. The sleeve 17 advantageously has two different thicknesses. A step 50 forms the transition between the different thicknesses of the sleeve 17. The sleeve 17 is thinner in its end region than in an adjoining, more central region. This increases the stability of the sleeve 17 in the central area. The step 50 is advantageously located in a radially outer area of the sleeve 17. The inner radius of the sleeve 17 is advantageously constant.

Die Darstellung gemäß 5 zeigt eine weitere Ausgestaltung der Kapselung des Stators 13. Der Klemmflansch 34 weist eine zusätzliche Nut 46 auf, welche mit Verbindungsbohrungen zum Statorraum verbunden ist. Dadurch soll ein unzulässiger Druckaufbau des im Bereich des Spalts zwischen Hülse und Klemmflansch verbliebenen Fluids beim Anlegen der Hülse aufgrund des höheren Aussendruckes vermieden werden. Das Klemmelement 35 weist einen Innendurchmesser 36 auf welcher größer ist als der Außendurchmesser 23 der gegenüberliegenden Hülse 17. Über eine Stufe 50 vergrößert sich der Außendurchmesser 22 im Bereich der Wicklungen 18 des Stators 13. Eine Äußere Oberfläche 31 im Bereich der elastischen Abdichtung 19 weist vorteilhaft einen kleineren Mittenrauwert auf, als eine Oberfläche 32 im Bereich der Wicklungen 18. Durch eine geringere Oberflächenrauhigkeit im Bereich der elastischen Abdichtung 19 lässt sich die Dichtwirkung verbessern. Im Bereich der elastischen Abdichtung weist die Außenseite der Hülse beispielsweise einen Rauhigkeitswert von ca. Ra = 3,2 auf. Im Bereich des Statorblechpakets weist die Oberfläche der Hülse beispielsweise einen Wert von ca. Ra = 25. Im Bereich der elastischen Abdichtung 19 befindet sich vorteilhaft ein Korrosionsschutz 55. Der Korrosionsschutz 55 ist beispielsweise eine fettbasierte Füllung eines Hohlraumes, welcher an die elastische Abdichtung 19 angrenzt. Der Raum der Fettfüllung 55, bzw. der Raum des Korrosionsschutzes 55 ist mittels einer Verschlussschraube 40 abgeschlossen. Das Klemmelement 35 kann also sowohl Verschlussschrauben 40, wie auch Klemmschrauben 41 aufnehmen.The representation according to 5 shows a further embodiment of the encapsulation of the stator 13. The clamping flange 34 has an additional groove 46, which is connected to connecting bores to the stator space. This is intended to avoid an unacceptable build-up of pressure in the fluid remaining in the area of the gap between the sleeve and the clamping flange when the sleeve is applied due to the higher external pressure. The clamping element 35 has an inner diameter 36 which is larger than the outer diameter 23 of the opposite sleeve 17. The outer diameter 22 increases over a step 50 in the area of the windings 18 of the stator 13. An outer surface 31 in the area of the elastic seal 19 is advantageous a smaller average roughness value than a surface 32 in the area of the windings 18. The sealing effect can be improved by lower surface roughness in the area of the elastic seal 19. In the area of elastic sealing, the outside of the sleeve, for example, has a roughness value of approximately R a = 3.2. In the area of the stator laminated core, the surface of the sleeve has, for example, a value of approximately R a = 25. In the area of the elastic seal 19 there is advantageously a corrosion protection 55. The corrosion protection 55 is, for example, a grease-based filling of a cavity which is attached to the elastic seal 19 adjacent. The space of the grease filling 55 or the space of the corrosion protection 55 is closed by means of a screw plug 40. The clamping element 35 can therefore accommodate both locking screws 40 and clamping screws 41.

Für eine gute Montierbarkeit der Hülse 17 ist ein axialer Abstand 48 zwischen Hülse 17 und Klemmelement 35 vorgesehen. Die Darstellung gemäß 5 zeigt einen Ausschnitt einer Stirnseite der elektrischen Maschine. Die Darstellung gemäß 6 zeigt den Ausschnitt einer entsprechenden der ersten Stirnseite gegenüber liegenden Stirnseite der elektrischen Maschine.To ensure that the sleeve 17 can be easily assembled, an axial distance 48 is provided between the sleeve 17 and the clamping element 35. The representation according to 5 shows a section of a front side of the electrical machine. The representation according to 6 shows the section of a corresponding end face of the electrical machine opposite the first end face.

Die Darstellung gemäß 6 zeigt neben dem Außendurchmesser 22 einen weiteren Außendurchmesser 21 der Hülse 17. Aus einer Zusammenschau der 6 und 7 wird ersichtlich, dass der Außendurchmesser der Hülse 17 stetig zunimmt bzw. abnimmt. Durch diese äußere Form der Hülse 17 ist eine leichte Montierbarkeit der Hülse 17 möglich. Dadurch, dass der Außendurchmesser der Hülse 17 im Vergleich zum korrespondierenden Teil des Stators kleiner ist, lässt sich die Hülse 17 einfach in den Stator einschieben. Eine Einpressung der Hülse 17 in den Stator ist nicht notwendig. Nachdem die Hülse 17 in den Stator, von dem hier insbesondere der Klemmflansch 24 dargestellt ist, eingeführt ist, verbessert die Nut 46 eine Dichtwirkung. Dies trifft insbesondere dann zu, wenn hohe Druckunterschiede zwischen dem Innenbereich der Maschine und dem Außenbereich auftreten.The representation according to 6 shows, in addition to the outer diameter 22, a further outer diameter 21 of the sleeve 17. From a synopsis of the 6 and 7 It can be seen that the outer diameter of the sleeve 17 is constantly increasing or decreasing. This external shape of the sleeve 17 makes it easy to assemble the sleeve 17. Because the outer diameter of the sleeve 17 is smaller compared to the corresponding part of the stator, the sleeve 17 can be easily pushed into the stator. It is not necessary to press the sleeve 17 into the stator. After the sleeve 17 is inserted into the stator, of which the clamping flange 24 is shown here in particular, the groove 46 improves a sealing effect. This is particularly true when there are high pressure differences between the inside of the machine and the outside.

Die Darstellung gemäß 7 zeigt eine Anordnung mit drei Nuten 46, wobei zwei Nuten 46 ganz oder teilweise mit einer elastischen Abdichtung 19, 20 gefüllt sind. Zwischen den gefüllten Nuten 46 befindet sich eine weitere Nut, welche aus Korrosionsschutzgründen mit Fett verfüllt ist und keine elastische Abdichtung aufweist. Die Dichtwirkung ergibt sich in 7 daraus, dass der Klemmflansch 34 und die Hülse 17 gegenüber liegen und dass die elastische Abdichtung 19, 20 auf die äußere Oberfläche der Hülse 17.The representation according to 7 shows an arrangement with three grooves 46, two grooves 46 being completely or partially filled with an elastic seal 19, 20. Between the filled grooves 46 there is another groove which is filled with grease for corrosion protection reasons and does not have an elastic seal. The sealing effect results in 7 from the fact that the clamping flange 34 and the sleeve 17 are opposite and that the elastic seal 19, 20 is on the outer surface of the sleeve 17.

Die Darstellung gemäß 8 zeigt, dass die Nut 46 über einen Entlastungskanal 57 verbunden ist. Der Entlastungskanal 57 ist z.B. eine Bohrung. Durch diesen Entlastungskanal ist ein Druckausgleich zwischen der Nut 46 und dem inneren der Maschine möglich. Vorteilhaft wird dadurch das Eindringen aggressiven Fluids in das Innere der Maschine erschwert. Dies ist vor allem dann der Falle wenn im inneren der Maschine ein höherer Druck herrscht als außerhalb der Maschine.The representation according to 8th shows that the groove 46 is connected via a relief channel 57. The relief channel 57 is, for example, a bore. This relief channel enables pressure equalization between the groove 46 and the inside of the machine. This advantageously makes it more difficult for aggressive fluid to penetrate into the interior of the machine. This is especially the case if there is higher pressure inside the machine than outside the machine.

Claims (11)

Elektrische Maschine (11) welche einen Stator (13), eine Hülse (17), eine elastische Abdichtung (19, 20) und einen Rotor (15) aufweist, wobei der Stator (13) gekapselt ist, wobei zur Kapselung die Hülse (17) zwischen dem Rotor (15) und einem Aktivteil (14) des Stators (13) angeordnet ist, wobei zur Kapselung die elastische Abdichtung (19, 20) vorgesehen ist, wobei die Hülse (17) zumindest drei unterschiedliche Außendurchmesser (21, 22, 23) aufweist, und wobei die Hülse (17) im Bereich des Statorblechpakets (12) des Aktivteils (14) des Stators (13) eine geringere Wanddicke (25, 26, 27) aufweist, als in einem Bereich der elastischen Abdichtung (19,20), dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Abdichtung (19, 20) ein O-Ring ist, dass der Stator einen Klemmflansch (34) aufweist, wobei auf den Klemmflansch (34) ein als separates ringförmiges Element ausgebildetes Klemmelement (35) montiert ist, mittels dessen der O-Ring eingeklemmt ist, und dass zur Abdichtung der Hülse (17) stirnseitig der Hülse (17) der O-Ring in einer Dreiecksnut vorgesehen ist, wobei der O-Ring über das Klemmelement (35) axial verpresst ist und am Klemmelement (35) und am Klemmflansch (34) und an der Hülse (17) anliegt.Electrical machine (11) which has a stator (13), a sleeve (17), an elastic seal (19, 20) and a rotor (15), the stator (13) being encapsulated, the sleeve (17) being used for encapsulation ) is arranged between the rotor (15) and an active part (14) of the stator (13), the elastic seal (19, 20) being provided for encapsulation, the sleeve (17) having at least three different outer diameters (21, 22, 23), and wherein the sleeve (17) has a smaller wall thickness (25, 26, 27) in the area of the stator laminated core (12) of the active part (14) of the stator (13) than in an area of the elastic seal (19, 20), characterized in that the elastic seal (19, 20) is an O-ring, that the stator has a clamping flange (34), a clamping element (35) designed as a separate annular element being mounted on the clamping flange (34). , by means of which the O-ring is clamped, and that in order to seal the sleeve (17), the O-ring is provided in a triangular groove on the end face of the sleeve (17), the O-ring being axially pressed via the clamping element (35) and on the clamping element (35) and on the clamping flange (34) and on the sleeve (17). Elektrische Maschine (11) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Abdichtung (19, 20) die Hülse (17) und ein Statorgehäuseteil (29) kontaktiert, wobei insbesondere zwischen einem Statorblechpaket (12) und der Hülse (17) eine Folie (52) vorgesehen ist.Electric machine (11) after Claim 1 , characterized in that the elastic seal (19, 20) contacts the sleeve (17) and a stator housing part (29), a film (52) being provided in particular between a stator laminated core (12) and the sleeve (17). Elektrische Maschine (11) nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass der O-Ring ein Fluorelastomere-Material oder ein Neopren-Material aufweist.Electric machine (11) according to one of the Claims 1 until 2 , characterized in that the O-ring has a fluoroelastomer material or a neoprene material. Elektrische Maschine (11) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (17) mittels des O-Rings auch gehalten ist.Electric machine (11) according to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that the sleeve (17) is also held by means of the O-ring. Elektrische Maschine (11) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Oberfläche (31) der Hülse (17) im Bereich der elastischen Abdichtung (19, 20) einen geringeren Mittenrauhwert aufweist, als die äußere Oberfläche (32) der Hülse (17) im Bereich des Statorblechpaketes (12).Electric machine (11) according to one of the Claims 1 until 4 , characterized in that the outer surface (31) of the sleeve (17) in the area of the elastic seal (19, 20) has a lower average roughness value than the outer surface (32) of the sleeve (17) in the area of the stator laminated core (12) . Elektrische Maschine (11) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Bereich in welchem sich im eingebauten Zustand der Hülse (17) die Hülse (17) und der Klemmflansch (34) gegenüber stehen ein Innendurchmesser (36) des Klemmflansches (34) kleiner ist als der Außendurchmesser (21) der Hülse (17), wobei insbesondere in dem Bereich in welchem sich im eingebauten Zustand der Hülse (17) die Hülse (17) und der Klemmflansch (34) gegenüber stehen der Innendurchmesser (36) des Klemmflansches (34) mindestens 1/10 Millimeter kleiner ist als der Außendurchmesser (21) der Hülse (17).Electric machine (11) according to one of the Claims 1 until 5 , characterized in that in the area in which the sleeve (17) and the clamping flange (34) face each other when the sleeve (17) is installed, an inner diameter (36) of the clamping flange (34) is smaller than the outer diameter (21) the sleeve (17), particularly in the area in which the sleeve (17) and the clamping flange (34) face each other when the sleeve (17) is installed, the inner diameter (36) of the clamping flange (34) is at least 1/10 millimeter is smaller than the outer diameter (21) of the sleeve (17). Elektrische Maschine (11) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Abdichtung (19, 20) mittels eines Klemmelementes (35) verformt ist.Electric machine (11) after Claim 6 , characterized in that the elastic seal (19, 20) is deformed by means of a clamping element (35). Elektrische Maschine (11) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass durch Klemmelement (35), Hülse (17) und Klemmflansch (34) eine Dreiecksnut ausgebildet ist.Electric machine (11) after Claim 7 , characterized in that a triangular groove is formed by the clamping element (35), sleeve (17) and clamping flange (34). Elektrische Maschine (11) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (17) ein Material aufweist, welches ein Verbundwerkstoff ist.Electric machine (11) according to one of the Claims 1 until 8th , characterized in that the sleeve (17) has a material which is a composite material. Elektrische Maschine (11) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (17) ein Material aufweist, welches ein Glasfaserverstärkter Kunststoff ist.Electric machine (11) according to one of the Claims 1 until 9 , characterized in that the sleeve (17) has a material which is a glass fiber reinforced plastic. Elektrische Maschine (11) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Abdichtung (19,20) ein Material aufweist, welches ein Fluorelastomer ist.Electric machine (11) according to one of the Claims 1 until 10 , characterized in that the elastic seal (19,20) has a material which is a fluoroelastomer.
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