WO2019158429A1 - Spaltrohr für eine elektrische maschine aus einem faserverbundwerkstoff, elektrische maschine sowie herstellungsverfahren - Google Patents

Spaltrohr für eine elektrische maschine aus einem faserverbundwerkstoff, elektrische maschine sowie herstellungsverfahren Download PDF

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WO2019158429A1
WO2019158429A1 PCT/EP2019/053016 EP2019053016W WO2019158429A1 WO 2019158429 A1 WO2019158429 A1 WO 2019158429A1 EP 2019053016 W EP2019053016 W EP 2019053016W WO 2019158429 A1 WO2019158429 A1 WO 2019158429A1
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fibers
electric machine
tube
canned
layers
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PCT/EP2019/053016
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Inventor
Izabela Kuder
Robert Goraj
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/19—Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil
    • H02K9/197—Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil in which the rotor or stator space is fluid-tight, e.g. to provide for different cooling media for rotor and stator
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a can for an electric machine, which is designed to be arranged between a stator and a rotor of the electric machine.
  • the split tube is at least partially made of a fiber composite material having a matrix and a plurality of fibers.
  • the plurality of fibers comprises first fibers, which are formed from an electrically conductive, first material.
  • the present invention relates to an electrical machine with such a can.
  • the present invention relates to a method for producing such a gap tube.
  • crevasse pipes for electrical machines Such cans are in particular verwen det in liquid-cooled electrical machines and arranged there gap between the stator and the rotor in the air.
  • the gap tube exerts a sealing function there by preventing the cooling liquid from entering the air gap.
  • a split tube of an electrically conductive mate rial or material for example, a metal or a carbon fiber reinforced plastic to form.
  • the technical problem consists in induced eddy currents and the resulting power losses in the electrical Maschi ne, which result from the use of electrically conductive material in the magnetic air gap region.
  • the split tube is exposed to variable magnetic fields, so that in an embodiment of the gap tube made of an electrically conductive material, these indu ed eddy currents, which are converted into heat the.
  • this power loss results in a tempera turerhöhung the component.
  • An inventive can for an electric machine is for arrangement between a stator and a rotor of electrical machine trained.
  • the split tube is at least partially made of a fiber composite material having a matrix and a plurality of fibers.
  • the plurality of fibers comprises first fibers, which are made of an electrically conductive, first material.
  • the plurality of fibers comprises second fibers, which are made of a second material, which has low electrical conductivity compared to the first material.
  • the first fibers and the second fibers are arranged to each other such that the respective first fibers are spaced from each other.
  • the split tube may be formed substantially hollow cylindrical.
  • the gap can be used to seal the stator with respect to the air gap.
  • the cooling liquid which is located in Sta tor and is used there in particular for cooling the coils of the stator, passes into the air gap.
  • the gap tube is at least partially made of a fiber composite material having a plurality of fibers or fiber bundles.
  • the canned tube is made completely from the fiber composite material. In the case of the fiber composite material, the fibers are embedded in a matrix.
  • the fiber composite material has two types of fibers or fiber bundles.
  • the fiber composite material comprises the first fibers, which are formed from the first, electrically conductive material.
  • the fiber composite material comprises the second fibers, which are formed from the second material.
  • This second material has compared to the first material on a lower electrical conductivity on.
  • the second material is an electrically insulating material or an electrical insulator.
  • the first fibers and the second fibers may each comprise a plurality of single-cell fibers.
  • the matrix or the matrix material has a low electrical conductivity and in particular is designed electrically insulating.
  • first fibers and the second fibers are arranged to each other such that the respective first fibers are beabstan- det each other.
  • the electrically conductive first fibers or fiber bundles are woven in a bond with the second fibers so that an electrical contact between tween the first fibers is prevented.
  • a hybrid fabric concept is introduced which comprises the first fibers and the second fibers.
  • the first fibers are preferably arranged parallel to one another along a preferred direction. In particular, it is ensured that all the first fibers are arranged along the preferred direction. In addition, some of the second fibers are just if arranged along the preferred direction. In this case, at least one two te fiber is disposed between adjacent first first fibers. Thus, it can be achieved in a simple manner that the first fibers are spaced apart from one another and thus have no electrical contact with each other.
  • the first fibers and the second fibers form a fabric layer, in which second fibers are additionally arranged along a transversal direction perpendicular to the preferred direction.
  • second fibers along the transverse direction are net angeord. It is provided in particular that along the transverse direction, only the second fibers are arranged. These second fibers, which run along the transverse direction, are arranged in a certain rhythm above and below the fibers, which run along the preferred direction, is arranged.
  • the fibers may be arranged adjacent to each other according to a thread crossing.
  • This fabric coating comprises the fibers arranged at right angles to each other and crossed.
  • the gap tube could be formed from such a fabric layer. Within such a tissue layer, the formation of vortex flow is prevented.
  • the split tube is made of at least two tissue layers arranged one above the other, wherein the at least two tissue layers are arranged one above the other along a radial direction of the split tube.
  • the split tube consists of more than one layer of fabric, the hybrid concept in the third dimension, namely the radial direction or the thickness Rich direction of the can, is extended to a laminate.
  • the fabric layer for the manufacture of the can is placed according to a cylindrical shape and / or wound around this.
  • the split tube has a variable thickness.
  • the at least two tissue layers arranged one above the other are formed such that the first fibers are spaced apart from the respective tissue layers.
  • the second fibers which are arranged along the preferred and transversal direction, may be formed or arranged such that the respective first fibers of the respective tissue layer do not touch each other when the tissue layers are arranged one above the other.
  • the spatial separation in the thickness direction or in the radial direction can also be designed as a dreidi dimensionally woven configuration or as a 3D fabric, wherein the electrical contact between the electrically conductive fibers in the axial direction and ra dialer direction by the spatial separation from each other with means weaving achieved with the second fibers.
  • an electrically insulating layer is arranged between the at least two superimposed hybrid fabric layers.
  • This insulating layer can be provided, for example, by a very thin glass fabric layer which has a very low basis weight. It may also be an electrically insulating film.
  • an electrically insulating layer can be arranged on the fabric layer.
  • the composite of the fabric layer and the electrically insulating layer may be laid around a cylindrical shape and / or wound. This allows easy manufacture of the can, in which the eddy currents can be effectively prevented.
  • the preferred direction, along which the first fibers or the electrically conductive fibers extend, may coincide with the circumferential direction of the gap tube or the electric machine. It can also be provided that the preferred direction in the angular range between -70 ° and 70 ° to the circumferential direction.
  • the first fibers are carbon fibers and the second fibers are glass fibers and / or arabin fibers and / or ceramic fibers.
  • the carbon fibers By the carbon fibers, a high specific strength and rigidity it can be enough.
  • the second fibers which are made of glass and / or aramid and / or ceramic, are also distinguished by the good specific mechanical properties. In addition, these materials are electrically insulating.
  • An electric machine comprises an inven tion according to the can.
  • the electric machine may include a cooling device for cooling the stator.
  • a cooling liquid can be conveyed for cooling the stator, in particular the coils of the stator.
  • the split tube is at least partially made of a fiber composite material having a matrix and a plurality of fibers.
  • the plurality of fibers comprises first fibers, which are made of an electrically conductive, first material.
  • the plurality of fibers comprises second fibers, which are made of a second material, which has a low electrical conductivity compared to the first material.
  • the first fibers and the second fibers are arranged relative to each other such that the respective first fibers are spaced from one another.
  • the manufacturing method of the split tube may proceed as follows: A fabric layer may be woven from the first fibers and the second fibers. This fabric layer can then be impregnated with the matrix material, for example a resin. Thereafter, the pre-impregnated fabric layer can be applied to a mold. In particular, the pre-impregnated fabric layer can be wound onto a cylindrical shape or placed on this who the. If a plurality of tissue layers are provided one above the other, the electrically insulating layer can be arranged between the tissue layers. This electrically insulating layer may be a fabric layer having a very low basis weight and thus a very small thickness.
  • the composite of the hybrid fabric layers and, if appropriate, the electrically insulating layers, including the impregnating matrix material, can then be deaerated, for example, under vacuum and then cured, for example in an autoclave, under pressure and elevated temperature. It would also be conceivable that the matrix material is only in the hybrid fabric layers, so that the matrix material wets the electrically insulating layers during the manufacturing process. It is also possible for the electrically insulating layers and the fabric layers to be pre-soaked. In addition, it can be provided that the hardened material is cut to produce the can. For the production of the can, other methods, such as injection or pressing method can be used.
  • rule machine which has a stator, a rotor and a split tube;
  • FIG 3 shows a schematic representation which illustrates the Entste hung the eddy currents in the can of FIG 2;
  • FIG. 4 shows a schematic representation of a fabric layer for producing the can according to an embodiment of the invention, wherein the fabric layer comprises first fibers and second fibers;
  • FIG. 9 shows the layers according to FIG. 8, which are wound onto a cylindrical shape to produce the can.
  • the electric machine 1 shows a section through a circular sector of an electrical machine 1.
  • the electric machine 1 comprises a stator 2 and a rotor 3, the outer diameter of which is only indicated in the present case.
  • the stator 2 comprises a plurality of teeth 4, on which respective coils 5 of a winding of the electric machine 1 are arranged.
  • the electric machine 1 and the stator 2 is formed before lying liquid-cooled. This means that in each space 6 between the teeth 4 ei ne cooling liquid is.
  • a mechanical air gap 7 is formed between the stator 2 and the rotor 3, a mechanical air gap 7 is formed.
  • a split tube 8 is provided. This can 8 is substantially hollow cylindrical remplibil det.
  • FIG. 2 shows a microscopic section through a region of a fiber composite layer of a gap tube 8 according to the prior art.
  • This gap tube 8 is formed from a fiber composite material and comprises a matrix 9 and a plurality of first plurality of fibers 10.
  • These first fibers 10 are formed from an electrically conductive material, in particular carbon.
  • the matrix 9 is formed of an electrically iso lierenden material.
  • the first fibers 10 arranged so that they partially touch and thus have an electrical contact with each other.
  • 2 shows an example of an electrical contact surface 12 between two adjacent first fibers 10.
  • the ge showed region of the can 8 has in the radial direction r to a thickness d, which is significantly less than the Intra bridge of the can 8.
  • an active region 13 is shown schematically.
  • FIG. 3 shows a microscopic section of the can according to section III-III which is indicated in FIG.
  • the respective first fibers 10 can be seen, which are arranged parallel to one another and in the present case extend along a circumferential direction Q of the can 8.
  • the section III-III four electrically conductive fibers 10 each have a contact with each other.
  • 3 shows a very rough, simplified representation.
  • the fibers 10 Kings nen aufwei a diameter lying in the micrometer range aufwei sen.
  • an electrical contact between tween an order of magnitude higher number of fibers 10, which form a closed circuit.
  • the active region 13 can extend over the axial length of the can 8. This has the consequence that eddy currents can form in the can 8.
  • the symbolic Wirbelstromver run 14 is indicated in the present case.
  • FIGS 4 to 6 show different embodiments of fabric layers 15 for the production of a split tube 8 ge according to an embodiment of the invention.
  • the electrical contact between the first fibers 10 and the electrically conductive fibers should be prevented.
  • This is achieved in that in addition to the first fibers 10 and second fibers 11 are used, which are made of a second material.
  • This second material has a clotting gere electrical conductivity compared to a first material from which the first fibers 10 are made. In particular, it is The second material is an electrical insulator, such as glass or aramid.
  • the first fibers 10 and the second fibers 11 to the fabric layer 15 are the verbun.
  • the first fibers 10 and the second fibers 11 each consist in particular of a plurality of individual fibers.
  • first fibers 10 Since at the first fibers 10 are arranged parallel to each other and along a preferred direction f. Between two neigh th first fibers 10, at least one second fiber 11 is arranged. In the examples of FIG. 4 and FIG. 5, in each case a second fiber 11 is arranged between the first fibers 10. In the example of FIG. 6, in each case two second fibers 11 are arranged between the adjacent first fibers.
  • the respective fabric layers 15 comprise second fibers 11 which are arranged along a transverse direction t.
  • the trans versalcardi t only second fibers 11 are arranged.
  • the preferred direction f of the circumferential direction Rich Q correspond and the transverse direction t may correspond to the axial direction a of the can 8.
  • the hybrid concept in the third Di dimension or the radial direction r of the can 8 is extended to a laminate. As is shown schematically in FIG. 7, this can be achieved by using the previously described fabric layer 15, wherein an electrically insulating layer 16 is arranged between two fabric layers 15 arranged one above the other.
  • the electrically insulating layer 16 may be a very thin electrically insulating fabric layer with a very low basis weight or a plastic film.
  • the preferred direction f of the respective fabric layers 15 points in the circumferential direction Q of the can 8 or of the electric motor 1.
  • the second fibers 11 can also be seen in FIG Transverse direction t run.
  • These second fibers 11 ver run, for example, as is also indicated in FIG 4 and FIG 5, alternately above and below a pair of Ers th fiber 10 and a second fiber 11, which extend along the pre zugscardi f.
  • the transverse direction t ent speaks present the axial direction a of the can 8.
  • FIG. 8 shows a schematic representation of a composite 17 which comprises a fabric layer 15 and an electrically insulating layer 16.
  • the two layers 15, 16 are first joined together, for example by vacuum-forming two respective prepreg material layers.
  • the composite 17 is applied to a mold 18 and manufactured according to the corresponding process, for example in a temperature-pressure-curing cycle in an autoclave.
  • the mold 18 is cylindrical.
  • the composite 17 is wound up in accordance with this form 18.
  • the preferred direction f corresponds to the circumferential direction Q of the can 8 and the transverse direction t corresponds to the axial direction a of the can 8. It can also be provided that the preferred direction f at an angle cp of -70 ° to 70 ° to the Circumferential direction Q is located.
  • an analogous three-dimensional extension in the thickness direction or radial direction r of the can 8 is provided in order to suppress the closure of the circuits transverse to the conductive fibers (axial direction a of the can 8) and the resulting eddy current losses.
  • the expected advantages are the electromagnetic properties in the foreground: By the separation of electrically conductive fibers or the first fibers 10 by means of electrically insulating fibers or the second ten fibers 11, the closure of the eddy current circuits is suppressed in the direction transverse to the electrically conductive fibers. Consequently, the induced induced eddy currents reduce electromagnetic losses. In doing so, the additional component heating associated with electric heat is prevented. Overall, the robustness of the overall system electrical machine 1 improves.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Spaltrohr (8) für eine elektrische Maschine (1), welches zur Anordnung zwischen einem Stator (2) und einem Rotor (3) der elektrischen Maschine (1) ausgebildet ist, wobei das Spaltrohr (8) zumindest teilweise aus einem Faserverbundwerkstoff gefertigt ist, welcher eine Matrix (9) und eine Mehrzahl von Fasern (10, 11) aufweist, wobei die Mehrzahl von Fasern (10, 11) erste Fasern (10) umfasst, welche aus einem elektrisch leitfähigen, ersten Material gefertigt sind, wobei die Mehrzahl von Fasern (10,11) zweite Fasern (11) umfasst, welche aus einem zweiten Material gefertigt sind, welches im Vergleich zu dem ersten Material eine geringe elektrische Leitfähigkeit aufweist, und die ersten Fasern (10) und die zweiten Fasern (11) derart zueinander angeordnet sind, dass die jeweiligen ersten Fasern (10) beabstandet zueinander sind

Description

Beschreibung
Spaltrohr für eine elektrische Maschine aus einem Faserver bundwerkstoff, elektrische Maschine sowie Herstellungsverfah ren
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Spaltrohr für eine elektrische Maschine, welches zur Anordnung zwischen einem Stator und einem Rotor der elektrischen Maschine ausgebildet ist. Das Spaltrohr ist zumindest teilweise aus einem Faser verbundwerkstoff gefertigt, welcher eine Matrix und eine Mehrzahl von Fasern aufweist. Dabei umfasst die Mehrzahl von Fasern erste Fasern, welche aus einem elektrisch leitfähigen, ersten Material gebildet sind. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung eine elektrische Maschine mit einem solchen Spaltrohr. Schließlich betrifft die vorliegende Er findung ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Spalt rohrs .
Das Interesse richtet sich vorliegend auf Spaltrohre für elektrische Maschinen. Derartige Spaltrohre werden insbeson dere in flüssigkeitsgekühlten elektrischen Maschinen verwen det und dort zwischen dem Stator und dem Rotor in dem Luft spalt angeordnet. Das Spaltrohr übt dort eine Dichtfunktion aus, indem es verhindert, dass die Kühlflüssigkeit in den Luftspalt gelangt. Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, ein solches Spaltrohr aus einem elektrisch leitfähigen Mate rial oder Werkstoff, beispielsweise einem Metall oder einem kohlefaserverstärkten Kunststoff, zu bilden. Das technische Problem besteht in induzierten Wirbelströmen und den daraus resultierenden Leistungsverlusten in der elektrischen Maschi ne, welche sich aus dem Einsatz des elektrisch leitfähigen Werkstoffs im magnetischen Luftspaltbereich ergeben. Dabei wird insbesondere das Spaltrohr veränderlichen magnetischen Feldern ausgesetzt, sodass bei einer Ausführung des Spalt rohrs aus einem elektrisch leitfähigen Material diese indu zierten Wirbelströme entstehen, die in Wärme umgesetzt wer- den. Somit resultiert diese Verlustleistung in einer Tempera turerhöhung des Bauteils.
Um eine höhere spezifische (bezogen auf die Dichte) Steifig keit und Festigkeit zu erreichen, sind neben den metallischen Spaltrohren auch Spaltrohre aus einem kohlefaserverstärkten Kunststoff eingesetzt worden. Hierbei wurde der Nachteil der Entstehung der Wirbelströme aufgrund der elektrischen Leitfä higkeit der Fasern angesichts der sehr guten mechanischen Ei genschaften in Kauf genommen. Unidirektionale, mit Kohlefa sern verstärkte Schichten weisen sehr gute mechanische Eigen schaften in Faserrichtung auf, wobei auch der elektrische Strom in diese Richtung geleitet wird. Darüber hinaus kommt es in der Mikrostruktur einer solchen unidirektionalen
Schicht zum elektrischen Kontakt zwischen den einzelnen elektrisch leitfähigen Fasern. Somit ergibt sich auch eine Schließung des Stromkreises in Richtung quer zur Faserrich tung. Dies führt zu Wirbelströmen, die sowohl quer als auch längs zur Faserrichtung fließen. Dadurch werden zusätzliche elektromagnetische Verluste hervorgerufen, wobei sich die Temperatur des Spaltrohrs durch die freigesetzte Elektrowärme erhöht. Der Entstehungsmechanismus der Wirbelströme gilt auch für Winkellagen, deren Faserrichtung von der Umfangsrichtung der elektrischen Maschine abweicht.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lösung aufzu zeigen, wie bei einem Spaltrohr, welches aus einem Faserver bundwerkstoff gefertigt ist, die Wirbelstromverluste redu ziert werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Spaltrohr, durch eine elektrische Maschine sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Ein erfindungsgemäßes Spaltrohr für eine elektrische Maschine ist zur Anordnung zwischen einem Stator und einem Rotor der elektrischen Maschine ausgebildet. Das Spaltrohr ist zumin dest teilweise aus einem Faserverbundwerkstoff gefertigt, welcher eine Matrix und eine Mehrzahl von Fasern aufweist. Dabei umfasst die Mehrzahl von Fasern erste Fasern, welche aus einem elektrisch leitfähigen, ersten Material gefertigt sind. Des Weiteren umfasst die Mehrzahl von Fasern zweite Fa ser, welche aus einem zweiten Material gefertigt sind, wel ches im Vergleich zu dem ersten Material eine geringe elekt rische Leitfähigkeit aufweist. Des Weiteren sind die ersten Fasern und die zweiten Fasern derart zueinander angeordnet, dass die jeweiligen ersten Fasern beabstandet zueinander sind .
Ein solches Spaltrohr kann in einer elektrischen Maschine und insbesondere in einer flüssigkeitsgekühlten elektrischen Ma schine verwendet werden. Das Spaltrohr kann im Wesentlichen hohlzylinderförmig ausgebildet sein. Bei der bestimmungsgemä ßen Anordnung des Spaltrohrs in der elektrischen Maschine be findet sich das Spaltrohr in dem Luftspalt zwischen dem Sta tor und dem Rotor. Mithilfe des Spaltrohrs kann der Stator gegenüber dem Luftspalt abgedichtet werden. Somit kann ver hindert werden, dass die Kühlflüssigkeit, welche sich im Sta tor befindet und dort insbesondere zur Kühlung der Spulen des Stators eingesetzt wird, in den Luftspalt gelangt. Das Spalt rohr ist zumindest teilweise aus einem Faserverbundwerkstoff gefertigt, welcher eine Mehrzahl von Fasern beziehungsweise Faserbündeln aufweist. Insbesondere ist das Spaltrohr voll ständig aus dem Faserverbundwerkstoff gefertigt. Bei dem Fa serverbundwerkstoff sind die Fasern in eine Matrix eingebet tet .
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass der Faserverbundwerkstoff zwei Typen von Fasern beziehungsweise Faserbündeln aufweist. Zum einen umfasst der Faserverbund werkstoff die ersten Fasern, die aus dem ersten, elektrisch leitfähigen Material gebildet sind. Des Weiteren umfasst der Faserverbundwerkstoff die zweiten Fasern, welche aus dem zweiten Material gebildet sind. Dieses zweite Material weist im Vergleich zu dem ersten Material eine geringere elektri sche Leitfähigkeit auf. Insbesondere handelt es sich bei dem zweiten Material um ein elektrisch isolierendes Material be ziehungsweise einen elektrischen Isolator. Die ersten Fasern und die zweiten Fasern können jeweils eine Mehrzahl von Ein zelfasern umfassen. Dabei ist es ferner vorgesehen, dass die Matrix beziehungsweise das Matrix-Material eine geringe elektrische Leitfähigkeit aufweist und insbesondere elekt risch isolierend ausgebildet ist. Dabei ist vorgesehen, dass die ersten Fasern und die zweiten Fasern derart zueinander angeordnet sind, dass die jeweiligen ersten Fasern beabstan- det zueinander sind. Die elektrisch leitfähigen ersten Fasern beziehungsweise Faserbündel werden in einer Bindung mit den zweiten Fasern so gewebt, dass ein elektrischer Kontakt zwi schen den ersten Fasern verhindert wird. Es wird also ein hybrides Gewebe-Konzept eingeführt, welches die ersten Fasern und die zweiten Fasern aufweist. Somit kann eine Stromaus breitung in die transversale Richtung beziehungsweise eine Richtung senkrecht zur Faserrichtung der ersten Fasern unter drückt werden. Auf diese Weise kann die Entstehung von Wir belströmen in dem Spaltrohr verhindert werden.
Bevorzugt sind die ersten Fasern parallel zueinander entlang einer Vorzugsrichtung angeordnet. Es ist insbesondere vorge sehen, dass alle ersten Fasern entlang der Vorzugsrichtung angeordnet sind. Zudem sind einige der zweiten Fasern eben falls entlang der Vorzugsrichtung angeordnet. Dabei ist zwi schen benachbarten ersten Fasern jeweils zumindest eine zwei te Faser angeordnet. Somit kann auf einfache Weise erreicht werden, dass die ersten Fasern beabstandet zueinander ange ordnet sind und somit keinen elektrische Kontakt zueinander aufweisen .
In einer weiteren Ausführungsform bilden die ersten Fasern und die zweiten Fasern eine Gewebeschicht, bei welcher zweite Fasern zusätzlich entlang einer zu der Vorzugsrichtung senk rechten Transversalrichtung angeordnet sind. Zusätzlich zu den bereits erwähnten zweiten Fasern, die entlang der Vor- zugsrichtung zwischen den ersten Fasern angeordnet sind, sind auch zweite Fasern entlang der Transversalrichtung angeord net. Dabei ist es insbesondere vorgesehen, dass entlang der Transversalrichtung nur die zweiten Fasern angeordnet sind. Diese zweiten Fasern, die entlang der Transversalrichtung verlaufen, sind in einem bestimmten Rhythmus über und unter den Fasern, die entlang der Vorzugsrichtung verlaufen, ange ordnet. Die Fasern können gemäß einer Fadenverkreuzung zuei nander angeordnet sein. Die ersten Fasern und die zweiten Fa sern, die entlang der Vorzugsrichtung angeordnet sind, sowie die zweiten Fasern, die entlang der Transversalrichtung ange ordnet sind, bilden zusammen eine Gewebeschicht. Diese Gewe beschicht umfasst die rechtwinklig zueinander angeordneten und verkreuzten Fasern. Im einfachsten Fall könnte das Spalt rohr aus einer solchen Gewebeschicht gebildet sein. Innerhalb einer solchen Gewebeschicht wird die Ausbildung von Wirbel strömen verhindert.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn das Spaltrohr aus zumin dest zwei übereinander angeordneten Gewebeschichten gefertigt ist, wobei die zumindest zwei Gewebeschichten entlang einer radialen Richtung des Spaltrohrs übereinander angeordnet sind. Falls das Spaltrohr aus mehr als einer Gewebeschicht besteht, wird das Hybrid-Konzept in die dritte Dimension, nämlich die radiale Richtung beziehungsweise die Dickenrich tung des Spaltrohrs, zu einem Laminat erweitert. Dabei ist es ebenfalls vorgesehen, dass entlang der Dickenrichtung des Spaltrohrs beziehungsweise der radialen Richtung eine räumli che Trennung zwischen den ersten Fasern beziehungsweise den elektrisch leitfähigen Fasern erfolgt. Beispielsweise kann die Gewebeschicht zur Fertigung des Spaltrohrs entsprechend auf eine zylindrische Form gelegt und/oder um diese gewickelt werden. Es kann auch vorgesehen sein, dass das Spaltrohr eine variable Dicke aufweist. Dies bedeutet, dass unterschiedliche Bereiche des Spaltrohrs eine unterschiedliche Anzahl von Ge webeschichten aufweisen können. In einer Ausführungsform sind die zumindest zwei übereinander angeordneten Gewebeschichten derart ausgebildet, dass die ersten Fasern aus den jeweiligen Gewebeschichten beabstandet zueinander sind. Beispielsweise können die zweiten Fasern, die entlang der Vorzugs- und Transversalrichtung angeordnet sind, so ausgebildet beziehungsweise angeordnet sein, dass sich die jeweiligen ersten Fasern der jeweiligen Gewebe schicht beim übereinander Anordnen der Gewebeschichten nicht berühren. Die räumliche Trennung in Dickenrichtung bezie hungsweise in Radialrichtung kann ebenfalls als eine dreidi mensional gewebte Konfiguration beziehungsweise als 3D-Gewebe ausgeführt werden, wobei der elektrische Kontakt zwischen den elektrisch leitfähigen Fasern in axialer Richtung und in ra dialer Richtung durch die räumliche Trennung voneinander mit tels Weben mit den zweiten Fasern erzielt wird. Somit kann eine Schließung der Stromkreise in Radialrichtung beziehungs weise in Dickenrichtung des Spaltrohrs verhindert werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist zwischen den zumin dest zwei übereinander angeordneten hybriden Gewebeschichten eine elektrisch isolierende Schicht angeordnet. Diese isolie rende Schicht kann beispielsweise durch eine sehr dünne Glas gewebe-Schicht, welche ein sehr niedriges Flächengewicht auf weist, bereitgestellt werden. Es kann sich auch um eine elektrisch isolierende Folie handeln. Beispielsweise kann bei der Herstellung des Spaltrohrs eine solche elektrisch isolie rende Schicht auf der Gewebeschicht angeordnet werden. Im An schluss daran kann der Verbund aus der Gewebeschicht und der elektrisch isolierenden Schicht um eine zylindrische Form ge legt und/oder gewickelt werden. Dies ermöglicht eine einfache Herstellung des Spaltrohrs, bei welcher die Wirbelströme auf effektive Weise verhindert werden können.
Die Vorzugrichtung, entlang welcher die ersten Fasern bezie hungsweise die elektrisch leitfähigen Fasern verlaufen, kann mit der Umfangsrichtung des Spaltrohrs beziehungsweise der elektrischen Maschine übereinstimmen. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Vorzugsrichtung in dem Winkelbereich zwischen -70° und 70° zu der Umfangsrichtung verläuft. Durch die Tren nung der ersten Fasern beziehungsweise der elektrisch leitfä higen Fasern mittels der zweiten Fasern wird die Schließung der Wirbelstromkreise in Richtung quer zu der Vorzugsrichtung unterdrückt. Folglich reduzieren sich die mit den induzierten Wirbelströmen verbundenen elektromagnetischen Verluste. Die mit Elektrowärme zusammenhängende zusätzliche Bauteilerhit zung wird somit ebenfalls verhindert.
In einer Ausführungsform sind die ersten Fasern Kohlenstoff fasern und die zweiten Fasern sind Glasfasern und/oder Ara- midfasern und/oder Keramikfasern. Durch die Kohlenstofffasern kann eine hohe spezifische Festigkeit und Steifigkeit er reicht werden. Die zweiten Fasern, die aus Glas und/oder Aramid und/oder Keramik gefertigt sind, zeichnen sich eben falls durch die guten spezifischen mechanischen Eigenschaften aus. Zudem sind diese Materialien elektrisch isolierend.
Eine erfindungsgemäße elektrische Maschine umfasst ein erfin dungsgemäßes Spaltrohr. Die elektrische Maschine kann eine Kühleinrichtung zum Kühlen des Stators aufweisen. Mittels der Kühleinrichtung kann eine Kühlflüssigkeit zum Kühlen des Sta tors, insbesondere der Spulen des Stators, gefördert werden.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient zum Herstellen eines Spaltrohrs für eine elektrische Maschine, welches zur Anord nung zwischen einem Stator und einem Rotor der elektrischen Maschine ausgebildet ist. Hierbei wird das Spaltrohr zumin dest teilweise aus einem Faserverbundwerkstoff gefertigt, welcher eine Matrix und eine Mehrzahl von Fasern aufweist. Dabei umfasst die Mehrzahl von Fasern erste Fasern, welche aus einem elektrisch leitfähigen, ersten Material gefertigt sind. Des Weiteren umfasst die Mehrzahl von Fasern zweite Fa sern, welche aus einem zweiten Material gefertigt sind, wel ches im Vergleich zu dem ersten Material eine geringe elekt rische Leitfähigkeit aufweist. Dabei werden die ersten Fasern und die zweiten Fasern derart zueinander angeordnet, dass die jeweiligen ersten Fasern beabstandet zueinander sind. Gemäß einer Ausführungsform kann das Herstellungsverfahren des Spaltrohrs wie folgt ablaufen: Aus den ersten Fasern und den zweiten Fasern kann eine Gewebeschicht gewebt werden. Diese Gewebeschicht kann dann mit dem Matrix-Material, bei spielsweise einem Harz, getränkt werden. Danach kann die vor imprägnierte Gewebeschicht auf eine Form aufgebracht werden. Insbesondere kann die vorimprägnierte Gewebeschicht auf eine zylindrische Form aufgewickelt oder auf diese aufgelegt wer den. Falls mehrere Gewebeschichten übereinander vorgesehen sind, kann zwischen den Gewebeschichten die elektrisch iso lierende Schicht angeordnet werden. Diese elektrisch isolie rende Schicht kann eine Gewebe-Schicht mit einem sehr niedri gen Flächengewicht und somit einer sehr geringen Dicke sein. Der Verbund aus den Hybrid-Gewebeschichten sowie gegebenen falls den elektrisch isolierenden Schichten, inklusive des tränkenden Matrix-Materials, kann anschließend zum Beispiel unter Vakuum entlüftet werden und danach, beispielsweise in einem Autoklaven, unter Druck und erhöhter Temperatur ausge härtet werden. Es wäre auch denkbar, dass das Matrix-Material sich nur in den hybriden Gewebeschichten befindet, so dass das Matrix-Material die elektrisch isolierenden Schichten während des Herstellungsprozesses benetzt. Es können auch die elektrisch isolierenden Schichten und die Gewebeschichten vorgetränkt sein. Zudem kann vorgesehen sein, dass das ausge härtete Material entsprechend zugeschnitten wird, um das Spaltrohr herzustellen. Für die Herstellung des Spaltrohrs können auch andere Verfahren, beispielsweise Injektions- oder Pressverfahren, verwendet werden.
Die mit Bezug auf das erfindungsgemäße Spaltrohr vorgestell ten bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für die erfindungsgemäße elektrische Maschine und das erfindungsgemäße Verfahren.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den
Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar, ohne den Rahmen der
Erfindung zu verlassen.
Die vorliegende Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
FIG 1 eine ausschnittsweise Darstellung einer elektri
schen Maschine, welche einen Stator, einen Rotor sowie ein Spaltrohr aufweist;
FIG 2 eine Schnittdarstellung durch einen mikroskopischen
Bereich einer unidirektionalen Faserverbund-Schicht eines Spaltrohrs, welches gemäß dem Stand der Tech nik als Faserverbund-Teil ausgeführt ist;
FIG 3 eine schematische Darstellung, welche die Entste hung der Wirbelströme in dem Spaltrohr gemäß FIG 2 verdeutlicht ;
FIG 4 eine schematische Darstellung einer Gewebeschicht zur Herstellung des Spaltrohrs gemäß einer Ausfüh rungsform der Erfindung, wobei die Gewebeschicht erste Fasern und zweite Fasern aufweist;
FIG 5 eine Gewebeschicht gemäß einer weiteren Ausfüh
rungsform der Erfindung;
FIG 6 eine Gewebeschicht gemäß einer weiteren Ausfüh
rungsform der Erfindung;
FIG 7 eine schematische Darstellung von zwei Gewebe
schichten in einem Laminat, wobei die Gewebeschich ten entlang einer radialen Richtung des Spaltrohrs übereinander angeordnet und mittels einer zusätzli chen isolierenden Schicht radial beabstandet sind;
FIG 8 eine schematische Darstellung einer Anordnung der
Gewebeschicht und einer elektrisch isolierenden Schicht; und
FIG 9 die Schichten gemäß FIG 8, welche zur Herstellung des Spaltrohrs auf eine zylindrische Form aufgewi ckelt werden.
In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
FIG 1 zeigt einen Schnitt durch einen Kreissektor einer elektrischen Maschine 1. Die elektrische Maschine 1 umfasst einen Stator 2 sowie eine Rotor 3, dessen Außendurchmesser vorliegend nur angedeutet ist. Der Stator 2 umfasst eine Mehrzahl von Zähnen 4, auf welchen jeweilige Spulen 5 einer Wicklung der elektrischen Maschine 1 angeordnet sind. Die elektrische Maschine 1 beziehungsweise der Stator 2 ist vor liegend flüssigkeitsgekühlt ausgebildet. Dies bedeutet, dass sich in jeweiligen Zwischenräumen 6 zwischen den Zähnen 4 ei ne Kühlflüssigkeit befindet. Zwischen dem Stator 2 und dem Rotor 3 ist ein mechanischer Luftspalt 7 ausgebildet. Um zu verhindern, dass die Kühlflüssigkeit von dem Stator 2 in den Luftspalt 7 gelangt, ist ein Spaltrohr 8 vorgesehen. Dieses Spaltrohr 8 ist im Wesentlichen hohlzylinderförmig ausgebil det .
FIG 2 zeigt einen mikroskopischen Schnitt durch einen Bereich einer Faserverbund-Schicht eines Spaltrohrs 8 gemäß dem Stand der Technik. Dieses Spaltrohr 8 ist aus einem Faserverbund werkstoff gebildet und umfasst eine Matrix 9 sowie eine Mehr zahl von ersten Fasern 10. Diese ersten Fasern 10 sind aus einem elektrisch leitfähigen Material, insbesondere aus Koh lenstoff gebildet. Die Matrix 9 ist aus einem elektrisch iso lierenden Material gebildet. Dabei sind die ersten Fasern 10 so zueinander angeordnet, dass sich diese teilweise berühren und somit einen elektrischen Kontakt zueinander aufweisen. In der FIG 2 ist beispielhaft eine elektrische Kontaktflache 12 zwischen zwei benachbarten ersten Fasern 10 gezeigt. Der ge zeigte Bereich des Spaltrohrs 8 weist in radialer Richtung r eine Dicke d auf, welche deutlich geringer als die Gesamtdi cke des Spaltrohrs 8 ist. Zudem ist schematisch ein aktiver Bereich 13 dargestellt.
FIG 3 zeigt einen mikroskopischen Ausschnitt des Spaltrohrs gemäß des Schnitts III-III welcher in FIG 2 angedeutet ist. Hierbei sind die jeweiligen ersten Fasern 10 zu sehen, welche parallel zueinander angeordnet sind und vorliegend entlang einer Umfangsrichtung Q des Spaltrohrs 8 verlaufen. In dieser symbolischen Veranschaulichung ist zu erkennen, dass entlang des Schnitts III-III jeweils vier elektrisch leitfähige Fa sern 10 einen Kontakt zueinander aufweisen. Die FIG 3 zeigt eine sehr grobe, vereinfachte Darstellung. Die Fasern 10 kön nen einen im Mikrometer-Bereich liegenden Durchmesser aufwei sen. In der Realität besteht ein elektrischer Kontakt zwi schen einer um Größenordnungen höheren Anzahl von Fasern 10, welche einen geschlossenen Stromkreis bilden. Somit kann sich der aktive Bereich 13 über die axiale Länge des Spaltrohrs 8 erstrecken. Dies hat zur Folge, dass sich Wirbelströme in dem Spaltrohr 8 ausbilden können. Der symbolische Wirbelstromver lauf 14 ist vorliegend angedeutet.
Die FIG 4 bis 6 zeigen unterschiedliche Ausführungsformen von Gewebeschichten 15 für die Herstellung eines Spaltrohrs 8 ge mäß einer Ausführungsform der Erfindung. Bei diesen Gewebe schichten 15 soll der elektrische Kontakt zwischen den ersten Fasern 10 beziehungsweise den elektrisch leitfähigen Fasern unterbunden werden. Dies wird dadurch erreicht, dass neben den ersten Fasern 10 auch zweite Fasern 11 verwendet werden, welche aus einem zweiten Material gefertigt sind. Dieses zweite Material weist im Vergleich zu einem ersten Material, aus welchem die ersten Fasern 10 gefertigt sind, eine gerin gere elektrische Leitfähigkeit auf. Insbesondere handelt es sich bei dem zweiten Material um einen elektrischen Isolator, beispielsweise Glas oder Aramid. Dabei sind die ersten Fasern 10 und die zweiten Fasern 11 zu der Gewebeschicht 15 verbun den. Die ersten Fasern 10 und die zweiten Fasern 11 bestehen insbesondere jeweils aus einer Vielzahl von Einzelfasern. Da bei sind die ersten Fasern 10 parallel zueinander und entlang einer Vorzugsrichtung f angeordnet. Zwischen zwei benachbar ten ersten Fasern 10 ist zumindest eine zweite Faser 11 ange ordnet. Bei den Beispielen von FIG 4 und FIG 5 ist zwischen den ersten Fasern 10 jeweils eine zweite Faser 11 angeordnet. Bei dem Beispiel von FIG 6 sind zwischen den benachbarten ersten Fasern jeweils zwei zweite Fasern 11 angeordnet.
Zudem umfassen die jeweiligen Gewebeschichten 15 zweite Fa sern 11, welche entlang einer Transversalrichtung t angeord net sind. Vorliegend ist vorgesehen, dass entlang der Trans versalrichtung t nur zweite Fasern 11 angeordnet sind. Bei dem Spaltrohr 8 kann die Vorzugsrichtung f der Umfangsrich tung Q entsprechen und die Transversalrichtung t kann der axialen Richtung a des Spaltrohrs 8 entsprechen. Somit kann ein hybrides Gewebe-Konzept bereitgestellt werden, durch wel ches die Entstehung der Wirbelströme unterbunden werden kann.
Falls das Spaltrohr 8 aus mehr als einer derartigen Gewebe schicht 15 besteht, wird das Hybrid-Konzept in die dritte Di mension beziehungsweise die Radialrichtung r des Spaltrohrs 8 zu einem Laminat erweitert. Wie in FIG 7 schematisch darge stellt ist, kann dies durch den Einsatz der zuvor beschriebe nen Gewebeschicht 15 erreicht werden, wobei zwischen zwei übereinander angeordneten Gewebeschichten 15 eine elektrisch isolierende Schicht 16 angeordnet ist. Bei der elektrisch isolierenden Schicht 16 kann es sich um eine sehr dünne elektrisch isolierende Gewebelage mit einem sehr niedrigen Flächengewicht oder um eine Kunststofffolie handeln. In die sem speziellen Beispiel zeigt die Vorzugsrichtung f der je weiligen Gewebeschichten 15 in die Umfangsrichtung Q des Spaltrohrs 8 beziehungsweise des Elektromotors 1. Ferner sind in FIG 7 die zweiten Fasern 11 zu erkennen, die entlang der Transversalrichtung t verlaufen. Diese zweiten Fasern 11 ver laufen beispielsweise, wie in FIG 4 und FIG 5 ebenfalls ange deutet ist, alternierend über und unter einem Paar einer ers ten Faser 10 und einer zweiten Faser 11, die entlang der Vor zugsrichtung f verlaufen. Die Transversalrichtung t ent spricht vorliegend der axialen Richtung a des Spaltrohrs 8.
FIG 8 zeigt eine schematische Darstellung eines Verbunds 17, welcher eine Gewebeschicht 15 sowie eine elektrisch isolie rende Schicht 16 umfasst. Die beiden Schichten 15, 16 werden zunächst zusammengefügt, beispielsweise durch das Vakuumieren zweier jeweiliger Prepreg-Material-Schichten . Anschließend wird der Verbund 17 auf eine Form 18 aufgebracht und gemäß dem entsprechenden Prozess gefertigt, beispielsweise in einem Temperatur-Druck-Aushärtezyklus in einem Autoklaven.
Das Aufbringen des Verbunds 17 auf die Form 18 ist vorliegend schematisch in FIG 9 veranschaulicht. Dabei ist die Form 18 zylinderförmig ausgebildet. Der Verbund 17 wird entsprechend auf diese Form 18 aufgewickelt . Bei dem gezeigten Beispiel entspricht die Vorzugsrichtung f der Umfangsrichtung Q des Spaltrohrs 8 und die Transversalrichtung t entspricht der axialen Richtung a des Spaltrohrs 8. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Vorzugsrichtung f in einem Winkel cp von -70° bis 70° zu der Umfangsrichtung Q liegt.
Vorliegend erfolgt eine Hybridisierung elektrisch leitfähiger erster Fasern 10 und elektrisch isolierender, zweiter Fasern 11 zu einem Gewebe-Konzept und der dadurch erzielten räumli chen Trennung der elektrisch leitfähigen Fasern 10 bezie hungsweise Einheiten voneinander. Zudem ist eine analoge dreidimensionale Erweiterung in die Dickenrichtung bezie hungsweise radiale Richtung r des Spaltrohrs 8 vorgesehen, um die Schließung der Stromkreise quer zu den leitfähigen Fasern (Axialrichtung a des Spaltrohrs 8) und die resultierenden Wirbelstromverluste zu unterdrücken. Bei den erwarteten Vorteilen stehen die elektromagnetischen Eigenschaften im Vordergrund: Durch die Trennung elektrisch leitfähiger Fasern beziehungsweise der ersten Fasern 10 mit tels elektrisch isolierender Fasern beziehungsweise der zwei- ten Fasern 11 wird die Schließung der Wirbelstromkreise in Richtung quer zu den elektrisch leitfähigen Fasern unter drückt. Folglich reduzieren sich die mit induzierten Wirbel strömen verbundenen elektromagnetischen Verluste. Dabei wird die mit Elektrowärme zusammenhängende zusätzliche Bauteiler- hitzung verhindert. Insgesamt verbessert sich die Robustheit des Gesamtsystems elektrische Maschine 1.

Claims

Patentansprüche
1. Spaltrohr (8) für eine elektrische Maschine (1), welches zur Anordnung zwischen einem Stator (2) und einem Rotor (3) der elektrischen Maschine (1) ausgebildet ist,
- wobei das Spaltrohr (8) zumindest teilweise aus einem Fa serverbundwerkstoff gefertigt ist, welcher eine Matrix (9) und eine Mehrzahl von Fasern (10, 11) aufweist,
- wobei die Mehrzahl von Fasern (10, 11) erste Fasern (10) umfasst, welche aus einem elektrisch leitfähigen, ersten Material gefertigt sind,
dadurch gekennzeichnet, dass
- die Mehrzahl von Fasern (10 ,11) zweite Fasern (11) um
fasst, welche aus einem zweiten Material gefertigt sind, welches im Vergleich zu dem ersten Material eine geringe elektrische Leitfähigkeit aufweist, und
- die ersten Fasern (10) und die zweiten Fasern (11) derart zueinander angeordnet sind, dass die jeweiligen ersten Fa sern (10) beabstandet zueinander sind.
2. Spaltrohr (8) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Fasern (10) parallel zueinander entlang einer Vorzugsrichtung (f) angeordnet sind, wobei zwischen benach barten ersten Fasern (10) jeweils zumindest eine zweite Faser (11) entlang der Vorzugsrichtung (f) angeordnet ist.
3. Spaltrohr (8) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Fasern (10) und die zweiten Fasern (11) eine Gewebeschicht (15) bilden, bei welcher zweite Fasern (11) zu sätzlich entlang einer zu der Vorzugsrichtung (f) senkrechten Transversalrichtung (t) angeordnet sind.
4. Spaltrohr (8) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Spaltrohr (8) aus zumindest zwei übereinander ange ordneten Gewebeschichten (15) gefertigt ist, wobei die zumin dest zwei Gewebeschichten (15) entlang einer radialen Rich tung (r) des Spaltrohrs (8) übereinander angeordnet sind.
5. Spaltrohr (8) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest zwei übereinander angeordneten Gewebe schichten (15) derart ausgebildet sind, dass die ersten Fa sern (10) aus den jeweiligen Gewebeschichten (15) beabstandet zueinander sind.
6. Spaltrohr (8) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den zumindest zwei übereinander angeordneten Gewebeschichten (15) eine elektrisch isolierende Schicht (16) angeordnet ist.
7. Spaltrohr (8) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorzugsrichtung in einem Winkelbe reich zwischen -70° und 70° zu einer Umfangsrichtung (Q) des Spaltrohrs (8) verläuft.
8. Spaltrohr (8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, dass die ersten Fasern (10) Kohlen stofffasern sind.
9. Spaltrohr (8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, dass die zweiten Fasern (11) Glasfasern und/oder Aramidfasern und/oder Keramikfasern sind.
10. Elektrische Maschine (1) mit einem Spaltrohr (8) nach ei nem der vorhergehenden Ansprüche.
11. Verfahren zum Herstellen eines Spaltrohrs (8) für eine elektrische Maschine (1), welches zur Anordnung zwischen ei nem Stator (2) und einem Rotor (3) der elektrischen Maschine
(I) ausgebildet ist, bei welchem das Spaltrohr (8) zumindest teilweise aus einem Faserverbundwerkstoff gefertigt wird, welcher eine Matrix (9) und eine Mehrzahl von Fasern (10, 11) aufweist, wobei die Mehrzahl von Fasern (10, 11) erste Fasern
(II) umfasst, welche aus einem elektrisch leitfähigen, ersten Material gefertigt sind,
dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von Fasern (10, 11) zweite Fasern (11) umfasst, welche aus einem zweiten Material gefertigt sind, welches im Vergleich zu dem ersten Material eine geringe elektrische Leitfähigkeit aufweist, wobei die ersten Fasern (10) und die zweiten Fasern (11) derart zueinander angeordnet werden, dass die jeweiligen ersten Fasern (10) beabstandet zueinander sind .
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020205286A1 (de) 2020-04-27 2021-10-28 Siemens Aktiengesellschaft Spaltrohr
DE102020205285A1 (de) 2020-04-27 2021-11-25 Siemens Aktiengesellschaft Spaltrohr
DE102020205287A1 (de) 2020-04-27 2021-10-28 Siemens Aktiengesellschaft Elektrische rotierende Maschine, Elektromotor oder Flüssigkeitspumpe mit Spaltrohr
EP3972095A1 (de) * 2020-09-18 2022-03-23 Siemens Aktiengesellschaft Spaltrohr einer dynamoelektrischen maschine
DE102022111486B3 (de) 2022-05-09 2023-08-17 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Stützring für einen Abdichtkörper einer elektrischen Maschine und Verfahren zum Herstellen desselben

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3546358A (en) * 1967-04-07 1970-12-08 Siemens Ag Shielded electrical inductive apparatus
JPS5976144A (ja) * 1982-10-25 1984-05-01 Hitachi Ltd 水中モ−タの固定子
JPH05137288A (ja) * 1991-11-14 1993-06-01 Mayekawa Mfg Co Ltd キヤンドモータ用キヤンの構造
JPH0662544A (ja) * 1991-06-29 1994-03-04 Mayekawa Mfg Co Ltd キャンドモーター用キャンの構造
JPH09322450A (ja) * 1996-06-04 1997-12-12 Toyota Motor Corp 電動モータのロータ

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4102909A1 (de) * 1991-01-31 1992-08-06 Man Technologie Gmbh Werkstuecke aus faserverstaerkter keramik
EP0678964B1 (de) * 1994-04-20 1997-07-30 Sulzer Innotec Ag Trennelement und Vorrichtung mit Trennelement
US8998974B2 (en) * 2007-12-17 2015-04-07 Cook Medical Technologies Llc Woven fabric with carbon nanotube strands
US20140121497A1 (en) * 2011-09-28 2014-05-01 Qfix Systems, Llc Radiofrequency compatible and x-ray translucent carbon fiber and hybrid carbon fiber structures
DE102014205290A1 (de) * 2014-03-21 2015-09-24 Siemens Aktiengesellschaft Elektrische Maschine

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3546358A (en) * 1967-04-07 1970-12-08 Siemens Ag Shielded electrical inductive apparatus
JPS5976144A (ja) * 1982-10-25 1984-05-01 Hitachi Ltd 水中モ−タの固定子
JPH0662544A (ja) * 1991-06-29 1994-03-04 Mayekawa Mfg Co Ltd キャンドモーター用キャンの構造
JPH05137288A (ja) * 1991-11-14 1993-06-01 Mayekawa Mfg Co Ltd キヤンドモータ用キヤンの構造
JPH09322450A (ja) * 1996-06-04 1997-12-12 Toyota Motor Corp 電動モータのロータ

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