DE202009015119U1

DE202009015119U1 - Electric device

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Publication number: DE202009015119U1
Application number: DE202009015119U
Authority: DE
Original assignee: Sensor Technik Wiedemann GmbH
Current assignee: Sensor Technik Wiedemann GmbH
Priority date: 2009-11-06
Filing date: 2009-11-06
Publication date: 2011-03-24
Anticipated expiration: 2019-11-07

Abstract

Elektrisches Gerät, insbesondere Elektromotor oder Generator, mit einem Stator und einem den Stator umschliessenden Gehäuse, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einer Innenwandung (19) des Gehäuses (11) und dem Stator (12) eine insbesondere elektrische isolierende Schicht (21) angeordnet ist.Electrical device, in particular electric motor or generator, with a stator and a stator surrounding the housing, characterized in that between an inner wall (19) of the housing (11) and the stator (12) a particular electrical insulating layer (21) is arranged.

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Gerät, insbesondere einen Elektromotor oder Generator mit einem Stator und einem den Stator umschließenden Gehäuse.The invention relates to an electrical device, in particular an electric motor or generator with a stator and a housing enclosing the stator.

Während Generatoren dazu dienen, Bewegungsenergie in elektrische Energie zu wandeln, werden Elektromotoren dazu verwendet, elektrische Energie in Bewegungsenergie umzuwandeln. Beiden Vorrichtungen gemein ist in der Regel das Vorhandensein eines Stators, in dem ein drehfest mit einer Welle verbundener Rotor drehbar angeordnet ist. Durch Drehung des Rotors im Stator erfolgt entweder die Wandlung von Bewegungsenergie in elektrische Energie oder beim Elektromotor der umgekehrte Vorgang.While generators serve to convert kinetic energy into electrical energy, electric motors are used to convert electrical energy into kinetic energy. Common to both devices is usually the presence of a stator in which a rotatably connected to a shaft rotor is rotatably arranged. By rotation of the rotor in the stator, either the conversion of kinetic energy into electrical energy or the electric motor of the reverse process takes place.

Bekannte Vorrichtungen dieser Art weisen einen Stator auf, der unmittelbar in einem Gehäuse angeordnet ist, das zusätzlich die Lagerschilde für die den Rotor tragende Welle aufweist beziehungsweise aufnimmt.Known devices of this type have a stator which is arranged directly in a housing which additionally has or receives the end shields for the shaft carrying the rotor.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein elektrisches Gerät, insbesondere einen Motor beziehungsweise Elektromotor oder einen Generator vorzuschlagen, der einen möglichst vollständigen, schutzisolierten Aufbau aufweist.It is an object of the present invention to provide an electrical device, in particular a motor or electric motor or a generator, which has the most complete, protective insulation structure.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch ein elektrisches Gerät der eingangs genannten Art gelöst, bei dem es sich insbesondere um einen Elektromotor oder Generator mit einem Stator und einem den Stator umschließenden Gehäuse handelt, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass zwischen einer Innenwandung des Gehäuses und dem Stator eine insbesondere elektrisch isolierende Schicht angeordnet ist. Durch die Anordnung einer elektrisch isolierenden Schicht wird die Entkopplung des Gehäuses vom Stator auf einfache Art und Weise erreicht, so dass es hier zu keiner Übertragung von elektrischen Potentialen vom Stator auf das Gehäuse kommen kann. Auf diese Art und Weise eignet sich das erfindungsgemäße elektrische Gerät auch für den Einsatz in spannungstechnisch kritischen Umgebungen.The object of the invention is achieved by an electrical device of the type mentioned, which is in particular an electric motor or generator with a stator and a stator enclosing housing, which is characterized in that between an inner wall of the housing and the stator in particular electrically insulating layer is arranged. The arrangement of an electrically insulating layer, the decoupling of the housing is achieved by the stator in a simple manner, so that there can be no transfer of electrical potential from the stator to the housing here. In this way, the electrical device according to the invention is also suitable for use in stress critical environments.

Als vorteilhaft erweist es sich, wenn die isolierende Schicht mit der Umfangsfläche des Stators kraft-, form- oder stoffschlüssig verbunden ist. Neben dieser Ausgestaltung des elektrischen Gerätes besteht auch die Möglichkeit, dass die elektrische isolierende Schicht zusätzlich oder alternativ mit der Innenwandung des Gehäuses ebenfalls kraft-, form- oder stoffschlüssig verbunden ist, dabei aber insbesondere auf den Bereichen der Innenwandung des Gehäuses flächenmäßig begrenzt bleibt. Unter einem stoffschlüssigen Verbund ist hierbei zu verstehen, dass entweder die elektrisch isolierende Schicht selbst einen entsprechenden Stoffschluss zulässt oder aber, dass hier zusätzliche Mittel, wie beispielsweise Klebemittel vorgesehen sind, um die isolierende Schicht mit der Umfangsfläche des Stators beziehungsweise der Innenwandung des Gehäuses zu verbinden. Wird eine kraftschlüssige Verbindung vorgesehen, so kann die elektrisch isolierende Schicht entweder mit dem Stator verbunden, oder auf der Innenwandung des Gehäuses aufgetragen werden, ohne hier zusätzliche Modifikationen der isolierenden Schicht oder weitere Substanzen einzubringen. Die kraft-, form- und/oder stoffschlüssige Anordnung der Schicht bietet den weiteren Vorteil, dass beim Betrieb des elektrischen Gerätes am Stator und/oder am Lagerschild auftretende Kräfte, insbesondere ein Drehmoment, sich zuverlässig auf dem Gehäuse abstützen.It proves to be advantageous if the insulating layer is positively, positively or materially connected to the peripheral surface of the stator. In addition to this embodiment of the electrical device, there is also the possibility that the electrical insulating layer is additionally or alternatively connected to the inner wall of the housing in a force, form or material fit, but in particular remains limited in area on the areas of the inner wall of the housing. A cohesive bond is to be understood here as meaning that either the electrically insulating layer itself allows a corresponding material bond or that additional means, such as, for example, adhesives, are provided in order to connect the insulating layer to the peripheral surface of the stator or the inner wall of the housing , If a non-positive connection is provided, then the electrically insulating layer can either be connected to the stator, or applied to the inner wall of the housing, without introducing here additional modifications of the insulating layer or other substances. The positive, positive and / or cohesive arrangement of the layer offers the further advantage that during operation of the electrical device on the stator and / or on the bearing plate occurring forces, in particular a torque, are supported reliably on the housing.

Zwar kann die elektrisch isolierende Schicht auch aus einem Kunststoffmaterial gebildet werden, als günstig erweist sich jedoch, wenn die isolierende Schicht aus einem Faserverbundwerkstoff gebildet ist. Das Kunststoffmaterial ist einfach verarbeitbar und kann aus relativ billigen Ausgangsmaterialien hergestellt werden. Es werden hier jedoch Materialien benötigt, die in der Lage sind, hohe Kräfte, insbesondere Drehmomente, aufzunehmen, die beim Betrieb des elektrischen Gerätes am Stator auftreten können, aufzunehmen. Wird auch auf eine dauerhafte und besonders haltbare Ausführung der isolierenden Schicht Wert gelegt, oder ist ein Einsatz in besonders hoch beanspruchten elektrischen Geräten vorgesehen, so empfiehlt sich die Ausführung der isolierenden Schicht aus Faserverbundwerkstoffen, da diese wesentlich haltbarer sind als Kunststoffe und zudem noch höhere Kräft aufnehmen können. Als Faserverbundwerkstoffe eignen sich hierbei alle bekannten Materialien beziehungsweise Materialmischungen. So können die Faserverbundwerkstoffe günstigerweise Mineralfasern wie Basalt-, Glas-, Keramik- oder sonstige geeignet erscheinende und in entsprechenden Werkstoffen verwendbare Fasern aufweisen. Alternativ sind erfindungsgemäß auch synthetische Fasern einsetzbar, wobei diese insbesondere elektrisch isolierend sein sollten. Möglich ist hier nebem dem Einsatz von wirr beziehungsweise lose in das Verbundmaterial eingebrachten Fasern auch die Verwendung von sogenannten ”Rovings”, das heisst von Fasersträngen aus den oben genannten Ausgangsmaterilaien, die nach Auflegen oder Umwickeln eines Kerns beziehungsweise einer speziellen Form mit den Matrixmaterialien der Faserverbundwerkstoffe umgeben werden, um somit letztendlich die Faserverbundwerkstoffe zu bilden. Als Matrixmaterial verwendbar ist hierbei insbesondere ein harzartiges oder auf Harzen basierendes Material. Hierbei eignen sich vor allem Duromere, Elastomere oder Thermoplaste als Matrixmaterial.Although the electrically insulating layer can also be formed from a plastic material, it proves to be favorable if the insulating layer is formed from a fiber composite material. The plastic material is easy to process and can be made from relatively cheap starting materials. However, materials are required which are able to absorb high forces, in particular torques, which may occur during operation of the electrical device on the stator. Is also placed on a durable and durable design of the insulating layer value, or is a use in particularly highly stressed electrical equipment provided, so it is recommended to carry out the insulating layer of fiber composites, as they are much more durable than plastics and also higher forces be able to record. Suitable fiber composites here are all known materials or material mixtures. Thus, the fiber composites may conveniently have mineral fibers such as basalt, glass, ceramic or other suitable appearing and usable in appropriate materials fibers. Alternatively, synthetic fibers can also be used according to the invention, and these should in particular be electrically insulating. Besides the use of random or loose fibers introduced into the composite material, it is also possible here to use what are known as "rovings", ie fiber strands from the abovementioned starting materials, which after laying or wrapping a core or a special shape with the matrix materials of the fiber composite materials are surrounded, thus ultimately forming the fiber composites. In this case, usable in particular as a matrix material is a resinous or resin-based material. In particular, thermosets, elastomers or thermoplastics are suitable as matrix material.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht in diesem Zusammenhang vor, dass die elektrisch isolierende Schicht aus auf der Umfangsfläche des Stators beziehungsweise zusätzlich oder alternativ auf der Innenwandung des Gehäuses aufgelegten oder den Stator umhüllenden Matten gebildet ist. Bei diesen Matten handelt es sich dabei insbesondere um Faser- oder Gewebematten, beziehungsweise um Gelege aus den oben genannten oder sonstigen geeigneten Fasern oder Fäden, oder den bereits genannten Rovings, die zunächst auf den ausgewählten Bestandteil beziehungsweise Abschnitt des elektrischen Gerätes aufgelegt und anschliessend mit einem Matrixmaterial umgeben, beispielsweise getränkt, umspritzt, bestrichen, laminiert oder vergossen werden. A preferred embodiment of the invention provides in this context that the electrically insulating layer is formed on the peripheral surface of the stator or additionally or alternatively on the inner wall of the housing or enveloping the stator enveloping mats. These mats are in particular fiber or fabric mats, or scrim from the above or other suitable fibers or filaments, or the aforementioned rovings, which initially placed on the selected component or section of the electrical device and then with a Surrounded matrix material, for example soaked, overmoulded, coated, laminated or potted.

Neben der Verwendung der bereits genannten Faser- oder Gewebematten besteht auch die Möglichkeit, die isolierende Schicht aus auf der Umfangsfläche des Stators aufgewickelten Fäden zu bilden. Wie bereits bei der Verwendung von Fasern wird der Stator hierbei mit den entsprechenden Fäden umwickelt und hiernach das Matrixmaterial auf diesen Fadenwicklungen aufgebracht beziehungsweise die Fäden zusätzlich mit dem entsprechenden Material getränkt. Nach dem Auftragen des Matrixmaterials beziehungsweise der Tränkung der Fäden kann hier eine Wärmebehandlung durchgeführt werden, die zur Vernetzung beziehungsweise zum Aushärten des Faserverbundwerkstoffes und damit zur Bildung einer dauerhaften elektrisch isolierenden Schicht auf dem Stator führt. Bei der Verwendung von Fäden handelt es sich um den Einsatz eines bereits ausgerichteten Materials, das Vorteile bei der Kraftaufnahme und bei der Haltbarkeit der elektrisch isolierenden Schicht auch im hoch beanspruchten Einsatz in Generatoren oder Motoren gewährleistet. Neben dieser aufwändigen und damit kostspieliegen Ausführungsform der elektrisch isolierenden Schicht besteht die Möglichkeit, das entsprechende Material dadurch zu bilden, dass auf den Stator oder die Innenwandung des Gehäuses Fasern aufgebracht werden, die dann den entsprechenden Faserverbundwerkstoff bilden, da diese Fasern bereits eine entsprechende Tränkung mit Harzen oder sonstigen Kunststoffen aufweisen oder aber nachträglich mit diesen behandelt werden. Neben dem einfachen Aufbringen der Fasern, beispielsweise in einem Streich- oder Legeverfahren kann auch ein Aufspritzen der Fasern durchgeführt werden, wodurch die elektrisch isolierende Schicht auf einfache und schnelle Art und Weise gebildet werden kann. Die in den vorgenannten Verfahren gebildete elektrisch isolierende Schicht kann nach dem Aushärten zusätzlich noch bearbeitet werden, beispielsweise um hier das Fügen von Stator und Gehäuse zu vereinfachen oder aber den Sitz des Stators im Gehäuse zu verbessern.In addition to the use of the already mentioned fiber or fabric mats, it is also possible to form the insulating layer of threads wound on the peripheral surface of the stator. As in the case of the use of fibers, the stator is wrapped with the corresponding threads and thereafter the matrix material is applied to these thread windings or the threads are additionally impregnated with the corresponding material. After the application of the matrix material or the impregnation of the filaments, a heat treatment can be carried out here, which leads to crosslinking or curing of the fiber composite material and thus to the formation of a permanent electrically insulating layer on the stator. The use of filaments involves the use of an already oriented material, which ensures advantages in the power consumption and in the durability of the electrically insulating layer even in highly stressed use in generators or motors. In addition to this elaborate and thus kostspieliegen embodiment of the electrically insulating layer, it is possible to form the corresponding material in that fibers are applied to the stator or the inner wall of the housing, which then form the corresponding fiber composite material, since these fibers already with a corresponding impregnation Resins or other plastics or be subsequently treated with them. In addition to the simple application of the fibers, for example in a coating or laying process, an injection of the fibers can be carried out, whereby the electrically insulating layer can be formed in a simple and rapid manner. The electrically insulating layer formed in the aforementioned method can additionally be processed after curing, for example in order to simplify the joining of stator and housing or to improve the seating of the stator in the housing.

Werden Fäden oder Fasern für die Bildung der elektrisch isolierenden Schicht verwendet, so wird es als günstig angesehen, wenn diese eine Laminierung aufweisen. Unter einer Laminierung wird im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung der Vorgang verstanden, bei dem während des Einbringens des Matrixmaterials eine zumindest oberflächliche, bevorzugt vollständige Durchdringung des Faden- oder Fasermaterials mit der Matrixsubstanz durchgeführt wird. Die Laminierung kann dabei vorzugsweise mit einem harzartigen Material oder aber mit einem Material, das auf Harzbasis hergestellt ist durchgeführt werden. Die Laminierung kann dabei in einem Tränkverfahren erfolgen Hierbei werden die Fasern oder Fäden entweder vor dem Aufwickeln oder Aufbringen auf dem Stator beziehungsweise der Innenwandung. des Gehäuses durch ein Tränkbad gezogen oder geführt und nach dieser Tränkung am entsprechenden Auftragungs- oder Aufbringungsort angeordnet. Daneben besteht auch die Möglichkeit, dass die unbehandelten Rohfäden oder Fasern auf dem Stator aufgebracht, das heisst aufgewickelt oder aufgetragen werden und hernach mit dem Matrix- beziehungsweise Laminierungsmaterial beaufschlagt werden. Der Auftrag des Matrix- oder Laminierungsmaterials kann dabei in einem Injektionsverfahren, durch Aufspritzen, Aufsprühen, Aufstreichen oder aber durch Tauchen des gesamten, mit den Fäden oder Fasern umwickelten oder umhüllten Stators in ein entsprechendes Tränkbad erfolgen. Nach der Laminierung der Fasern/Fäden werden die Matrix- oder Laminierungsmaterialien ausgehärtet. Dieses kann durch einfache Reaktion mit dem Luftsauerstoff beziehungsweise in einer entsprechenden angereicherten Atmosphäre erfolgen, daneben besteht die Möglichkeit, dass die laminierten, das heisst getränkten oder mit dem Laminierungsstoff behandelten Fasern/Fäden oder Matten/Gelegen unter Hitzeeinwirkung ausgehärtet werden. Daneben besteht selbstverständlich auch die Möglichkeit, dass eine Vernetzung oder Aushärtung beispielsweise mit UV-Licht erfolgt.If threads or fibers are used for the formation of the electrically insulating layer, then it is considered favorable if these have a lamination. In the context of the present invention, lamination is understood to be the process in which, during the introduction of the matrix material, an at least superficial, preferably complete, penetration of the thread or fiber material with the matrix substance is carried out. The lamination may be carried out preferably with a resinous material or with a resin-based material. In this case, the lamination can take place in an impregnation process. In this case, the fibers or threads are either wound up or applied to the stator or the inner wall. of the housing pulled or guided by an impregnating bath and arranged after this impregnation at the corresponding application or application location. In addition, there is also the possibility that the untreated raw threads or fibers are applied to the stator, that is, wound or applied and subsequently applied with the matrix or lamination material. The application of the matrix or lamination material can be carried out in an injection process, by spraying, spraying, brushing or by dipping the entire, wound with the threads or fibers or wrapped stator in a corresponding impregnating bath. After lamination of the fibers / filaments, the matrix or laminating materials are cured. This can be done by simple reaction with the atmospheric oxygen or in a corresponding enriched atmosphere, besides there is the possibility that the laminated, that is soaked or treated with the lamination fabric fibers / mats / mats are cured under heat. In addition, of course, there is also the possibility that crosslinking or curing takes place, for example, with UV light.

Bei einer bereits vorgenannten, bevorzugt kraftschlüssigen Verbindung von Stator und Gehäuse erweist es sich als günstig, wenn die Toleranzen des Formteils so gelegt sind, dass eine Anordnung im Gehäuse beziehungsweise auf dem Stator nach Art einer Übergangs- oder Presspassung erfolgen kann. Hierbei kann zunächst das Fügen von Gehäuse- und Formteil erfolgen, wonach dann der Stator in die Gehäuse-Formteil-Kombination eingepresst oder eingesetzt wird. Daneben besteht auch die Möglichkeit, dass der Stator zunächst in das Formteil eingefügt wird und dann der mit dem Formteil umgebene Stator mit dem Gehäuse verpresst wird. Unregelmässigkeiten oder Ungleichmässigkeiten der Gehäusewand beziehungsweise des Stators können dann durch die elektrisch isolierende Schicht. beziehungsweise das Formteil ausgeglichen werden und der Fügevorgang dadurch wesentlich vereinfacht beziehungsweise verbessert durchgeführt werden. Dadurch, dass die Bauteile, das heisst Gehäuse und Formteil beziehungsweise Stator und Formteil oder die entsprechenden jeweiligen Kombinationen nach Art einer Übergangs oder Presspassung fügbar sind, ergibt sich eine kraftschlüssige Anordnung des Stators im elektrischen Gerät, so dass eine optimale Kraftübertragung. zwischen Stator und Gehäuse sichergestellt wird, ohne dass hier ein unmittelbarer Formschluss von Gehäuse und Stator vorliegt.In a previously mentioned, preferably non-positive connection of stator and housing, it proves to be advantageous if the tolerances of the molding are placed so that an arrangement in the housing or on the stator can be done in the manner of a transition or interference fit. In this case, the joining of housing and molded part can first take place, after which the stator is then pressed or inserted into the housing / molded part combination. In addition, there is also the possibility that the stator is first inserted into the molded part and then the stator surrounded with the molded part is pressed with the housing. Irregularities or irregularities of the housing wall or of the stator can then pass through the electrically insulating layer. or the molded part are compensated and the Joining process thereby significantly simplified or improved performed. Characterized in that the components, that is housing and molded part or stator and molded part or the corresponding respective combinations in the manner of a transition or interference fit are available, results in a frictional arrangement of the stator in the electrical device, so that an optimal power transmission. between the stator and the housing is ensured, without there being a direct positive connection of the housing and stator.

Eine als günstig erachtete Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die isolierende Schicht wenigstens einen eine Stirnseite des Stators oder des Gehäuses übergreifenden Bund, einen Flansch, eine Lasche oder Zunge aufweist. Diese entsprechende Haltevorrichtung für den Stator beziehungsweise für die Anordnung der Schicht im Gehäuse kann bereits bei der Bildung der Schicht in dieser vorgesehen werden. Handelt es sich bei der Schicht um ein Formteil, so wird der entsprechende Vorsprung beziehungsweise der Bund oder Flansch bereits im Formgebungsverfahren an dem Bauteil vorgesehen. Der Vorteil dieser Ausgestaltung der isolierenden Schicht ist darin zu sehen, dass hier ein zusätzlicher Schutz gegen Verrutschen des Stators im Gehäuse gebildet wird. Darüber hinaus können auch die Stirnseiten des Stators somit elektrisch isoliert werden. Es kann somit eine Abgrenzung des Stators gegenüber gegebenenfalls noch in dem elektrischen Gerät vorgesehenen Lagerschilden durchgeführt werden. Eine weitere Aufgabe der angeformten Bunde, Flansche, Zungen oder Lasche ist, dass diese als Angriffspunkte für Montagewerkzeuge verwendet werden können und das Fügen von Formteil und Stator beziehungsweise Stator und Gehäuse oder Formteil und Gehäuse wesentlich vereinfachen und den Produktionsprozess damit in vorteilhafter Weise beschleunigen.An embodiment of the invention which is considered to be favorable provides that the insulating layer has at least one collar, a flange, a tab or a tongue which overlaps an end face of the stator or of the housing. This corresponding holding device for the stator or for the arrangement of the layer in the housing can already be provided in the formation of the layer in this. If the layer is a shaped part, then the corresponding projection or the collar or flange is already provided on the component during the shaping process. The advantage of this embodiment of the insulating layer is the fact that here an additional protection against slippage of the stator is formed in the housing. In addition, the front sides of the stator can thus be electrically isolated. It can thus be carried out a delimitation of the stator with respect to possibly still provided in the electrical device end shields. Another object of the integrally formed collars, flanges, tongues or tabs is that they can be used as points of attack for assembly tools and significantly simplify the joining of the molded part and stator or stator and housing or molded part and housing and thus accelerate the production process in an advantageous manner.

Als vorteilhaft wird angesehen, wenn das elektrische Gerät als permanenterregte Synchronmaschine ausgebildet ist. Diese Aus führungsform des erfindungsgemäßen elektrischen Gerätes hat den Vorteil, dass der aus Permanentmagneten gebildete Rotor keine elektrische Verbindung nach Außen aufweist, somit hier auch keine elektrische Trennung notwendig ist.It is considered advantageous if the electrical device is designed as a permanent magnet synchronous machine. This disclosed embodiment of the electrical device according to the invention has the advantage that the rotor formed from permanent magnets has no electrical connection to the outside, thus no electrical separation is necessary here.

Durch die Schutzisolierung beziehungsweise die diese Schutzisolierung bildende elektrisch isolierende Schicht ist zudem keine separate Außenzentrierung des Stators notwendig. Diese ergibt sich automatisch im Rahmen der Bearbeitung der isolierenden Schicht beziehungsweise durch deren Aufbau, Schichtdicke oder letztendliche Ausformung.In addition, no separate external centering of the stator is necessary due to the protective insulation or the electrically insulating layer forming this protective insulation. This results automatically in the context of processing the insulating layer or by its structure, layer thickness or final shaping.

Die in ihrer Ausformung flexible elektrisch isolierende Schicht beziehungsweise deren Anordnung im elektrischen Gerät ist unabhängig vom gewählten Material und kann auf jegliche Art und Form des Stators beziehungsweise in jedem Gehäuse angeordnet werden, da eine flexible Bildung in den oben beschriebenen Verfahren möglich ist, die entsprechende Formgebungen des Stators, der Gehäuseinnenwand beziehungsweise des Gehäuses berücksichtigen kann.The flexible in their shape electrically insulating layer or its arrangement in the electrical device is independent of the selected material and can be arranged on any type and shape of the stator or in each case, since a flexible formation in the above-described method is possible, the corresponding shapes of the stator, the housing inner wall or the housing can take into account.

In der Zeichnung ist die Erfindung insbesondere in einem Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt. Es zeigen:In the drawing, the invention is shown schematically in particular in one embodiment. Show it:

1 eine seitliche Schnittdarstellung entlang der Linie A-A, aus 2 eines Details des erfindungsgemäßen Motors 1 a side sectional view along the line AA, from 2 a detail of the engine according to the invention

2 der erfindungsgemäße Motor in Draufsicht 2 the motor according to the invention in plan view

3 der erfindungsgemäße Motor in einer Seitenansicht und 3 the engine according to the invention in a side view and

4 der erfindungsgemäße Motor in perspektivischer Darstellung. 4 the motor according to the invention in a perspective view.

In den Figuren sind gleiche oder einander entsprechende Elemente jeweils mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und werden daher, sofern nicht zweckmäßig, nicht erneut beschrieben.In the figures, the same or corresponding elements are denoted by the same reference numerals and therefore, if not appropriate, will not be described again.

In 1 ist das Detail eines erfindungsgemäßen Motors 10 dargestellt. Gezeigt wird ein Stator 12 eines Elektromotors, der in einem Gehäuse 11 angeordnet ist. Zur Bildung einer Kraftmaschine wird in der Regel in den Stator 12 ein mit einer Welle drehfest verbundener Rotor eingebracht, der mit Drehen der Welle in Drehung versetzt wird. Im Interesse der Übersichtlichkeit wurden der an sich bekannte und hier nicht als erfindungswesentlich angesehene Rotor sowie die Welle in 1 nicht dargestellt. Nachfolgend wird das erfindungsgemäße elektrische Gerät beziehungsweise dessen Teile in einer Ausführungsform als Motor 10 beschrieben. Die Erfindung umfasst daneben selbstverständlich alle denkbaren elektrischen Geräte die einen in einem Gehäuse 11 angeordneten Stator 12 und einen darin drehbaren Rotor (nicht dargestellt) aufweisen. Verwiesen wird in diesem Zusammenhang insbesondere auf vergleichbar aufgebaute Generatoren. Der Stator 12 weist eine Vielzahl von Längsnuten 13 auf, in denen die elektrischen Wicklungen 14 des Motors 10 aufgenommen sind. Die Wicklungen 14 sind an den Stirnseiten 15a, b aus dem Stator 12 herausgeführt und bilden dort Wickelköpfe 16. Das Gehäuse 11 weist an seinen in Längsrichtung des Gehäuses 11 vorhandenen Enden 17a, b jeweils ein Lagerschild 18a, b auf, in dem bei vollständig zusammengebautem Motor 10 die mit dem nicht dargestellten Rotor drehfest verbundene Welle gelagert ist. Der Stator 12 kann als aus einem Vollmaterial gebildeter Körper hergestellt werden, im Regelfall erfolgt die Bildung des Stators 12 jedoch in Form eines Blechpaketes, das heisst aus einer Vielzahl von quer der zur Längsrichtung des Gehäuses 11 aufeinander geschichteten Blechen. Diese können lose aufeinandergeschichtet oder miteinander verbunden oder verklebt werden, um dadurch einen massiven Körper zu bilden.In 1 is the detail of an engine according to the invention 10 shown. Shown is a stator 12 an electric motor in a housing 11 is arranged. To form an engine is usually in the stator 12 a rotatably connected to a shaft rotor introduced, which is rotated with rotation of the shaft in rotation. In the interest of clarity of the known and not considered essential to the invention rotor and the shaft in 1 not shown. Subsequently, the electrical device according to the invention or its parts in one embodiment as an engine 10 described. The invention also includes, of course, all conceivable electrical devices one in a housing 11 arranged stator 12 and a rotatable rotor (not shown) therein. Reference is made in this context in particular to comparably constructed generators. The stator 12 has a plurality of longitudinal grooves 13 on where the electrical windings 14 of the motor 10 are included. The windings 14 are on the front ends 15a , b from the stator 12 lead out and form winding heads there 16 , The housing 11 indicates its in the longitudinal direction of the housing 11 existing ends 17a , b one bearing plate each 18a , b on, in the fully assembled engine 10 which is rotatably connected to the rotor, not shown, mounted shaft. The stator 12 can be made as a body formed from a solid material As a rule, the formation of the stator takes place 12 However, in the form of a laminated core, that is from a plurality of transverse to the longitudinal direction of the housing 11 stacked sheets. These can be loosely stacked or bonded or glued together to form a solid body.

Im erfindungsgemäßen Motor 10 ist eine vollständig elektrische Entkopplung von Stator 12 und Gehäuse 11 vorgesehen. Um dies zu realisieren, weist der Motor 10 zwischen der Gehäuseinnenwand 19 und der äusseren Umfangsfläche 20 des Stators 12 angeordnet eine elektrisch isolierende Schicht 21 auf, die sich über die gesamte Länge des Stators 12 im Gehäuse 11 erstreckt und den Stator 12 vollständig umschliesst. Die elektrisch isolierende Schicht 21 überragt den Stator 12 an dessen Stirnseiten 15a, b und bewirkt auch die Einhaltung von Luft- und Kriechstrecken zwischen Gehäuse 11 und Lagerschilde 18a, b und damit eine elektrische Isolation. Um die elektrisch isolierende Schicht 21 zu bilden, besteht eine Vielzahl von Möglichkeiten. Zwar kann eine entsprechende Beschichtung der Gehäuseinnenwand 19 durchgeführt werden, wonach dann der Stator 12 in das Gehäuse 11 eingeschoben oder eingepresst wird, was technisch sehr aufwändig, aber dennoch möglich ist. In der praktischen Umsetzung wird in der Regel eine Erwärmung und damit Ausdehnung des Gehäuses 11 durchgeführt und das erwärmte Gehäuse 11 anschließend zusammen mit der isolierenden Schicht 21 über den Stator 12 gestülpt. Eine Presspassung kommt dann mit Abkühlen des Gehäuses 11 zustande. Daneben besteht auch die Möglichkeit, eine entsprechende elektrisch isolierende Schicht 21 auf der äusseren Umfangsfläche 20 des Stators 12 auszubilden, hierbei insbesondere durch Beschichtung des Stators 12. Die Beschichtung wird durch Aufwickelung eines Fadens oder den Auftrag sonstiger Fasern auf den Stator 12 gebildet, wobei Fäden/Fasern dann mit einem entsprechenden Laminierungsmittel getränkt werden. Nach dem Aushärten oder Vernetzen des Mittels wird die isolierende Schicht gemeinsam mit dem Stator 12 in dem Gehäuse 11 eingepasst. Die Bildung der elektrisch isolierenden Schicht 21 auf dem Stator 12 erfolgt günstigerweise nach der Anordnung der Wicklungen 14 auf dem Stator 12.In the engine according to the invention 10 is a completely electrical decoupling of stator 12 and housing 11 intended. To realize this, the engine points 10 between the housing inner wall 19 and the outer peripheral surface 20 of the stator 12 arranged an electrically insulating layer 21 on, extending over the entire length of the stator 12 in the case 11 extends and the stator 12 completely encloses. The electrically insulating layer 21 towers over the stator 12 on its front sides 15a , b and also ensures compliance of air and creepage distances between housing 11 and end shields 18a , b and thus an electrical insulation. To the electrically insulating layer 21 There are many possibilities. Although a corresponding coating of the housing inner wall 19 be carried out, after which then the stator 12 in the case 11 pushed or pressed, which is technically very complicated, but still possible. In the practical implementation is usually a warming and thus expansion of the housing 11 performed and the heated housing 11 subsequently together with the insulating layer 21 over the stator 12 slipped. A press fit comes with cooling the housing 11 conditions. In addition, there is also the possibility of a corresponding electrically insulating layer 21 on the outer peripheral surface 20 of the stator 12 form, in particular by coating the stator 12 , The coating is made by winding a thread or the order of other fibers on the stator 12 formed, wherein threads / fibers are then impregnated with a corresponding lamination. After curing or crosslinking of the agent, the insulating layer becomes common with the stator 12 in the case 11 fitted. The formation of the electrically insulating layer 21 on the stator 12 Conveniently after the arrangement of the windings 14 on the stator 12 ,

2 zeigt den erfindungsgemäßen Motor 10 beziehungsweise die Kombination aus Stator 12 und Gehäuse 11 in der Draufsicht. Das Gehäuse 11 weist hierbei einen sechseckigen äusseren Umfang auf, wobei in den vorstehenden Ecken 22 Bohrungen 23 vorgesehen sind, über die beispielsweise ein Gehäusedeckel (nicht dargestellt) mit dem Gehäuse 11 verbunden werden kann. In 2 gut erkennbar ist der Statorraum 24, in dem bei zusammengesetzem Motor 10 der Rotor eingebracht wird und drehbar über die Welle gelagert ist. Auch erkennbar sind eine Vielzahl von Längsnuten 13 im Stator 12, die als Aufnahme für die Wicklungen 14 dienen. Zwischen der äusseren Umfangsfläche 20 des Stators 12 und der Gehäuseinnenwand 19 angeordnet befindet sich in dem Ausführungsbeispiel der 2 eine elektrisch isolierende Schicht 21. Durch die elektrisch isolierende Schicht 21, die im Ausführungsbeispiel der 2 durch Aufwickeln eines harzgetränkten Fadens auf dem Stator 12 nach Anordnung der elektrischen Wicklungen 14 gebildet ist, wird auch eine verbesserte Festlegung der elektrischen Wicklungen 14 erreicht. Gegenüber dem Gehäuse 11 wird ein kraftschlüssiges Anordnen des Stators 12 möglich. Bei der Herstellung des Stators 12 wird wie folgt vorgegangen Zunächst erfolgt eine Herstellung des Stators 12 beispielsweise in Form eines Blechstapels. Nach letztendlicher Definition der Statorlänge werden hier die elektrischen Wicklungen 14 angeordnet, die in den Längsnuten 13 des Stators 12 aufgenommen werden. Nachdem dieser Herstellungsvorgang für den Stator 12 abgeschlossen ist, wird die Kombination aus dem Grundkörper des Stators 12, das heisst dem Blechpaket mit den elektrischen Wicklungen 14 mit der elektrisch isolierenden Schicht belegt. Hierzu wird ein Faden verwendet, der zuvor mit einem harzartigen Stoff getränkt wurde. Dieser Faden wird eng anliegend am Stator 12 auf diesen aufgewickelt. Eine Aushärtung der Laminierung und damit eine letztendliche Formgebung der elektrisch isolierenden Schicht 21 erfolgt durch Temperaturbeaufschlagung der aus dem Faden gebildeten elektrisch isolierenden Schicht 21. Nach vollständigem Aushärten besteht die Möglichkeit, diese in Anpassung an die Dimensionen des Gehäuses 11 zu behandeln, das heisst abzuschleifen oder auf sonstige geeignet erscheinende Art und Weise zu behandeln. Nach Abschluss der entsprechenden Behandlung der elektrisch isolierenden Schicht 21 kann der Stator 12 in das Gehäuse 11 eingesetzt werden. Die Toleranzen des Stators 12 beziehungsweise des Gehäuses 11 sind dabei so gelegt, dass Gehäuse 11 und Stator 12 nach Art einer Übergangs- oder Presspassung fügbar sind. Aufgrund dessen, dass die Bauteile nach Art einer Übergangs- oder Presspassung fügbar sind, ergibt sich eine kraftschlüssige Anordnung des Stators 12 im Motor 10 beziehungsweise dem Gehäuse 11, wodurch eine optimale Kraftübertragung zum Stator 12 sichergestellt wird. 2 shows the engine according to the invention 10 or the combination of stator 12 and housing 11 in the plan view. The housing 11 in this case has a hexagonal outer circumference, wherein in the protruding corners 22 drilling 23 are provided, for example, a housing cover (not shown) with the housing 11 can be connected. In 2 clearly recognizable is the stator space 24 in which at combined motor 10 the rotor is inserted and rotatably supported by the shaft. Also recognizable are a plurality of longitudinal grooves 13 in the stator 12 that act as a receptacle for the windings 14 serve. Between the outer peripheral surface 20 of the stator 12 and the housing inner wall 19 is located in the embodiment of the 2 an electrically insulating layer 21 , Through the electrically insulating layer 21 , which in the embodiment of the 2 by winding a resin-impregnated thread on the stator 12 after arrangement of the electrical windings 14 is formed, also improved fixing of the electrical windings 14 reached. Opposite the case 11 becomes a frictional arrangement of the stator 12 possible. In the manufacture of the stator 12 the procedure is as follows. First, the stator is manufactured 12 for example in the form of a sheet stack. After finally defining the stator length, here are the electrical windings 14 arranged in the longitudinal grooves 13 of the stator 12 be recorded. After this manufacturing process for the stator 12 is completed, the combination of the main body of the stator 12 that means the laminated core with the electrical windings 14 occupied with the electrically insulating layer. For this purpose, a thread is used, which was previously soaked with a resinous substance. This thread will be tight against the stator 12 wound up on this. A curing of the lamination and thus a final shaping of the electrically insulating layer 21 takes place by applying temperature to the electrically insulating layer formed from the thread 21 , After complete curing, it is possible to adapt these to the dimensions of the housing 11 to treat, that is to grind or to treat in any other suitable way. After completion of the appropriate treatment of the electrically insulating layer 21 can the stator 12 in the case 11 be used. The tolerances of the stator 12 or of the housing 11 are thereby placed so that housing 11 and stator 12 are available in the manner of a transitional or interference fit. Due to the fact that the components are available in the manner of a transitional or interference fit, results in a frictional arrangement of the stator 12 in the engine 10 or the housing 11 , ensuring optimum power transmission to the stator 12 is ensured.

3 zeigt eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Motors 10 beziehungsweise des Gehäuses 11 mit darin angeordnetem Stator 12. In 3 erkennbar sind die Wickelköpfe 16, die den Stator 12 an dessen Enden 17a, b überragen, sich jedoch innerhalb des Gehäuses 11, das geschlossen ist, befinden. Um, falls nötig, eine elektrische Isolierung auch der Wickelköpfe 16 durchführen zu können, besteht die Möglichkeit hier ein Beschichtungsmaterial, beispielsweise eine Kunststoffmasse auf die Wickelköpfe 16 aufzutragen oder diese mit einem Isolationsmittel zu lackieren. Eine weitergehende Isolierung der Wickelköpfe 16 gegenüber dem Gehäuse 11 ist in der Regel nicht notwendig, da im (nicht dargestellten) Montagefall eine Luftstrecke von mindestens 20 mm zwischen Wickelköpfen 16 und Gehäuseinnenwand 19 vorgesehen ist, die eine ausreichende Isolierung bewirkt. 3 shows a side view of the engine according to the invention 10 or of the housing 11 with stator disposed therein 12 , In 3 recognizable are the winding heads 16 that the stator 12 at the ends 17a , b protrude, however, within the housing 11 which is closed are located. To, if necessary, an electrical insulation of the winding heads 16 To carry out, there is the possibility here a coating material, such as a plastic mass on the winding heads 16 Apply or paint with an insulating agent. A further isolation of the winding heads 16 opposite the housing 11 is usually not necessary because in the (not shown) mounting case, an air gap of at least 20 mm between winding heads 16 and housing inner wall 19 is provided, which causes sufficient insulation.

Die 4 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Motors in perspektivischer Darstellung. Nicht dargestellt ist in 4 der in dem Stator 12 im Montagezustand angeordnete Rotor und die den Rotor antreibende Welle. Der Stator 12 ist im Inneren eines mehreckigen Gehäuses 11 angeordnet und stirnseitig durch das Lagerschild 18a abgeschlossen. Das Gehäuse 11 weist auf seiner Aussenseite eine Vielzahl von Bohrungen und Ausnehmungen auf, die beispielsweise dazu dienen, zusätzliche Anbauteile oder Steuerelemente für den Motor 10 am Gehäuse 11 anzuordnen. Aufgrund der mehreckigen Konfiguration des Gehäuses 11 kann dieses in bestehende Systeme eingefügt werden. Neben der mehreckigen Ausbildung des Gehäuses 11 besteht auch die Möglichkeit, dieses mit einer zylindrischen oder sonstigen geometrischen Form herzustellen. Auch kann das Gehäuse, das, wie hier dargestellt, mit mehreren Ecken ausgebildet ist, in seinem Inneren einen zusätzlichen konzentrisch angeordneten Mantel aufweisen, der als Zylinder ausgebildet ist und den Stator 12 aufnimmt. Durch die bereits vorbeschriebene Ausführung des Stators 12 mit einer elektrisch isolierenden Schicht kann eine vollständige elektrische Entkopplung von Gehäuse 11 und Stator 12 erfolgen und somit ein vollständig schutzisolierter Aufbau erreicht werden. Die Verwendung derartiger Motoren 10 bietet sich vor allem in isolationstechnisch kritischen Umfeldern an. Durch die Ausbildung der elektrisch isolierenden Schicht 21 auf dem Stator 12 beziehungsweise auf der Gehäuseinnenwand 19 kann die angestrebte elektrische Entkopplung von Gehäuse 11 und Stator 12 auf einfache und kostengünstige Weise hergestellt werden. Je nach Ausgestaltung der elektrisch isolierenden Schicht 21 besteht hier auch die Möglichkeit, dass entsprechende Toleranzabweichungen bezüglich des Stators 12 beziehungsweise des Gehäuses 11 durch die elektrisch isolierende Schicht 21 ausgeglichen und so eine erhöhte Passgenauigkeit des Stators 12 im Gehäuse 11 erreicht wird.The 4 shows an embodiment of the motor according to the invention in a perspective view. Not shown in 4 the one in the stator 12 arranged in the assembled state rotor and the rotor driving shaft. The stator 12 is inside a polygonal case 11 arranged and frontally through the bearing plate 18a completed. The housing 11 has on its outside a variety of holes and recesses, which serve, for example, additional attachments or controls for the engine 10 on the housing 11 to arrange. Due to the polygonal configuration of the case 11 this can be inserted into existing systems. In addition to the polygonal design of the housing 11 It is also possible to produce this with a cylindrical or other geometric shape. Also, the housing, which, as shown here, is formed with a plurality of corners, in its interior have an additional concentrically arranged jacket, which is designed as a cylinder and the stator 12 receives. By the above-described embodiment of the stator 12 with an electrically insulating layer can be a complete electrical decoupling of housing 11 and stator 12 take place and thus a completely protective isolation structure can be achieved. The use of such engines 10 is especially suitable for insulation-critical environments. Due to the formation of the electrically insulating layer 21 on the stator 12 or on the housing inner wall 19 can the desired electrical decoupling of housing 11 and stator 12 be made in a simple and cost-effective manner. Depending on the configuration of the electrically insulating layer 21 There is also the possibility here that corresponding tolerance deviations with respect to the stator 12 or of the housing 11 through the electrically insulating layer 21 balanced and so an increased accuracy of fit of the stator 12 in the case 11 is reached.

Die jetzt mit der Anmeldung und später eingereichten Ansprüche sind Versuche zur Formulierung ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Schutzes.The claims now filed with the application and later are attempts to formulate without prejudice to the attainment of further protection.

Sollte sich hier bei näherer Prüfung, insbesondere auch des einschlägigen Standes der Technik, ergeben, daß das eine oder andere Merkmal für das Ziel der Erfindung zwar günstig, nicht aber entscheidend wichtig ist, so wird selbstverständlich schon jetzt eine Formulierung angestrebt, die ein solches Merkmal, insbesondere im Hauptanspruch, nicht mehr aufweist.If, on closer examination, in particular also of the relevant prior art, it appears that one or the other feature is beneficial for the purpose of the invention, but not of decisive importance, it is of course already desired to formulate such a feature , in particular in the main claim, no longer having.

Es ist weiter zu beachten, daß die in den verschiedenen Ausführungsformen beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausgestaltungen und Varianten der Erfindung beliebig untereinander kombinierbar sind. Dabei sind einzelne oder mehrere Merkmale beliebig gegeneinander austauschbar. Diese Merkmalskombinationen sind ebenso mit offenbart.It should further be noted that the embodiments and variants of the invention described in the various embodiments and shown in the figures can be combined with one another as desired. Here, one or more features are arbitrarily interchangeable. These feature combinations are also disclosed with.

Die in den abhängigen Ansprüchen angeführten Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin. Jedoch sind diese nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmale der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.The references cited in the dependent claims indicate the further development of the subject matter of the main claim by the features of the respective subclaim. However, these are not to be understood as a waiver of obtaining independent, objective protection for the features of the dependent claims.

Merkmale, die bislang nur in der Beschreibung offenbart wurden, können im Laufe des Verfahrens als von erfindungswesentlicher Bedeutung, zum Beispiel zur Abgrenzung vom Stand der Technik beansprucht werden.Features that have hitherto been disclosed only in the description may be claimed in the course of the method as of essential importance to the invention, for example to distinguish from the prior art.

Merkmale, die nur in der Beschreibung offenbart wurden, oder auch Einzelmerkmale aus Ansprüchen, die eine Mehrzahl von Merkmalen umfassen, können jederzeit zur Abgrenzung vom Stande der Technik in den ersten Anspruch übernommen werden, und zwar auch dann, wenn solche Merkmale im Zusammenhang mit anderen Merkmalen erwähnt wurden beziehungsweise im Zusammenhang mit anderen Merkmalen besonders günstige Ergebnisse erreichen.Features which have been disclosed only in the description, or also individual features of claims comprising a plurality of features, may at any time be included in the first claim for distinction from the prior art, even if such features are associated with others Characteristics were mentioned or achieve particularly favorable results in connection with other features.

Claims

Electrical device, in particular electric motor or generator, with a stator and a stator enclosing the housing, characterized in that between an inner wall ( 19 ) of the housing ( 11 ) and the stator ( 12 ) a particular electrical insulating layer ( 21 ) is arranged.

Electrical device according to claim 1, characterized in that the insulating layer ( 21 ) with the peripheral surface ( 20 ) of the stator ( 12 ) and / or the inner wall ( 19 ) of the housing ( 11 ) is in particular non-positively, positively or materially connected.

Electrical device according to one or both of the preceding claims, characterized in that the insulating layer, ( 21 ) is formed from a fiber composite material.

Electrical device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the fiber composite material comprises synthetic fiber or mineral fiber, in particular basalt and / or glass and / or ceramic fiber.

Electrical device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the insulating layer ( 21 ) on the peripheral surface ( 20 ) of the stator ( 12 ) and / or the inner wall ( 19 ) of the housing ( 11 ) or the stator ( 12 ) enveloping mats, in particular fiber or fabric mats or -gelegen is formed.

Electrical device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the insulating layer ( 21 ) on the peripheral surface ( 20 ) of the stator ( 12 ) wound threads and / or on the stator ( 12 ) or the inner wall ( 19 ) of the housing ( 11 ) applied, in particular sprayed fibers is formed.

Electrical device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the threads or fibers have a lamination, preferably with a resinous or resin-based material, in particular wherein the threads or fibers before and / or after winding or application on the stator ( 12 ) are laminatable.

Electrical device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the insulating layer ( 21 ) at least one end face ( 15a . 15b ) of the stator ( 12 ) has cross-collar, a flange or a tab or tongue.

Electrical device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the electrical device is designed as a permanent-magnet synchronous machine.

Electrical device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the housing is formed of an electrically conductive material.