Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine mit Stator und Rotor, welche gegen ein Gehäuse der elektrischen Maschine, allgemeiner gegen elektrisch leitende Komponenten der elektrischen Maschine, welche von außen berührt werden können, elektrisch isoliert sind.

Bei elektrischen Maschinen müssen die einzelnen Windungen der Leiter in Wicklungen an Stator und/oder Rotor elektrisch isoliert sein, etwa durch eine Lackierung der Leiter, um den für die Funktion der elektrischen Maschine erforderlichen Stromfluss zu gewährleisten; insbesondere gilt es, unerwünschte Stromflüsse, etwa durch

Kurzschlüsse zwischen Windungen, zu vermeiden. Außer den Windungen selbst müssen hierzu auch deren Verschaltungen und Kontaktierungen isoliert sein. Diese Art der Isolierung wird entsprechend als Funktionsisolierung bezeichnet.

Unabhängig davon ist durch geeignete elektrische Isolierung auch sicherzustellen, dass, insbesondere im Fehlerfall, keine Gefährdung von Personen oder Anlagen besteht.

Diese Art der Isolierung wird als Basisisolierung bezeichnet und dient also zum

grundlegenden Schutz von unter gefährlichen Spannungen stehenden Teilen (vgl. auch DIN EN 60664). Sie wird bisher erreicht durch Isoliermaterial, etwa Papier, in Nuten für Wicklungen an Stator und/oder Rotor. Dies erfordert Materialaufwand, ist in der Montage aufwändig und nimmt auch Bauraum in Anspruch.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine elektrische Maschine anzugeben, in der die Basisisolierung mit weniger Aufwand erzielt wird.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine elektrische Maschine gemäß Anspruch 1.

Anspruch 5 betrifft eine Abwandlung der Erfindung. Die Unteransprüche enthalten jeweils vorteilhafte Ausgestaltungen.

Die erfindungsgemäße elektrische Maschine hat einen Stator und ein Gehäuse.

Erfindungsgemäß ist eine elektrisch isolierende Momentenabstützung vorgesehen, welche den Stator mit dem Gehäuse mechanisch verbindet. Eine Momentenabstützung ist hier eine mechanische Verbindung, welche ein Drehmoment zwischen Stator und Gehäuse überträgt, so dass letztlich bei Betrieb der elektrischen Maschine der Stator relativ zum Gehäuse und dessen Einbauumgebung ruht, mitunter abgesehen von Schwingungen. Da die Momentenabstützung elektrisch isolierend ausgestaltet ist, ist die erforderliche Basisisolierung zwischen Stator und Gehäuse erreicht. Dabei kann die Momentenabstützung hinsichtlich ihres elektrischen Widerstands selbstverständlich den Betriebsbedingungen und elektrischen Isolationserfordernissen der elektrischen

Maschine entsprechend ausgestaltet werden, beispielsweise durch Auswahl eines adäquaten elektrisch isolierenden Materials für die Momentenabstützung. Die

Momentenabstützung ist mit weniger Bauteilen und Montageschritten zu realisieren als das Einbringen von Isolationsmaterial in sämtliche Nuten des Stators; in den Nuten des Stators kann man sich auf die oben genannte Funktionsisolierung beschränken, etwa durch Verwendung eines lackierten Leiters für die Wicklungen. Außerdem benötigt die, aus mechanischen Gründen ohnehin erforderliche, Momentenabstützung keinen zusätzlichen Bauraum im Gehäuse und macht bei oben dargelegter erfindungsgemäßer Ausgestaltung Bauraum für Isolationsmaterial im Stator entbehrlich. Der Stator kann dabei wie bisher ganz oder teilweise aus Metall gefertigt sein, so dass keine weiteren konstruktiven Anpassungen erforderlich sind. Auch das Gehäuse kann aus Metall gefertigt sein. Gegenüber einem Gehäuse aus Kunststoff werden dabei Probleme hinsichtlich der elektromagnetischen Verträglichkeit vermieden. Gemäß der Erfindung wird aber, gerade auch bei einem Metallgehäuse, die erforderliche Basisisolierung erreicht.

Somit wird die Basisisolierung mit weniger Aufwand als im Stand der Technik erzielt.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird zusätzlich auch die Basisisolierung für einen Rotor der elektrischen Maschine erzielt. Genauer weist hier eine Welle eines Rotors der elektrischen Maschine einen Flansch aus elektrisch isolierendem Material auf. Über den Flansch kann die Welle, und damit der Rotor, in elektrisch isolierender Weise

mechanisch an weitere Komponenten gekoppelt werden. Somit wird auch die

Basisisolierung für den Rotor mit weniger Bauteilen und weniger Montageschritten erreicht, als zum Einbringen von Isolationsmaterial in sämtliche Nuten des Rotors erforderlich wären. Auch hier ist also der Aufwand gegenüber dem Stand der Technik verringert. In den Nuten des Rotors kann man sich auf die oben genannte

Funktionsisolierung beschränken, etwa durch Verwendung eines lackierten Leiters für die Wicklungen. In einer Weiterbildung ist der Flansch der Welle mit einem Flansch einer Lagerwelle verbunden; die Lagerwelle wiederum ist in einem in dem Gehäuse angeordneten Lager aufgenommen. Somit kann letztlich der Rotor mechanisch am Gehäuse gelagert werden, ohne dass dabei entlang der Welle eine elektrisch leitende Verbindung zum Gehäuse besteht. In einer Ausführungsform weist die Welle an gegenüberliegenden Enden jeweils einen Flansch aus elektrisch isolierendem Material auf und kann somit etwa beidseitig mechanisch in dem Gehäuse gelagert werden, ohne dass eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Gehäuse und dem Rotor entlang der Welle besteht. Es ist auch denkbar, dass die Welle vollständig aus elektrisch isolierendem Material gefertigt ist und an einem oder an beiden Enden einen Flansch aufweist. Die Welle selbst kann aber auch aus einem Metall oder aus mehreren verschiedenen Materialien gefertigt sein. Entscheidend ist, dass der Flansch oder die Flansche an der Welle elektrisch isolierend sind.

In einer Abwandlung der Erfindung weist eine elektrische Maschine einen Rotor und eine Welle des Rotors auf. Erfindungsgemäß ist an der Welle ein elektrisch isolierender Flansch vorgesehen, wie zuvor bereits beschrieben. Es ist in dieser Abwandlung anders als in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen nicht erforderlich, dass eine elektrisch isolierende Momentenabstützung zwischen einem Stator der elektrischen Maschine und einem Gehäuse der elektrischen Maschine vorgesehen ist. Die

Basisisolierung für den Stator könnte dann etwa auf herkömmliche Weise erreicht werden. Auch in dieser Abwandlung ist es denkbar, dass der Flansch an der Welle mit einem Flansch einer Lagerwelle verbunden ist, und die Lagerwelle in einem in dem Gehäuse angeordneten Lager aufgenommen ist. Ebenso kann die Welle an

gegenüberliegenden Enden jeweils einen Flansch aus elektrisch isolierendem Material aufweisen. Auch in dieser Abwandlung der Erfindung kann die Welle vollständig aus elektrisch isolierendem Material gefertigt sein, und an einem Ende oder beidseitig einen Flansch aufweisen. Die Welle selbst kann aber auch aus einem Metall oder aus mehreren verschiedenen Materialien gefertigt sein. Entscheidend ist, dass der Flansch oder die Flansche an der Welle elektrisch isolierend sind.

Nachfolgend werden die Erfindung und ihre Vorteile an Hand der beigefügten

schematischen Zeichnungen näher beschrieben.

Figur 1 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen elektrischen

Maschine. Figur 2 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen elektrischen Maschine.

Die Zeichnungen zeigen zum Zwecke der Erläuterung lediglich Beispiele, wie eine erfindungsgemäße elektrische Maschine ausgestaltet sein kann. Die Zeichnungen sind nicht als Beschränkung der Erfindung auf die gezeigten Beispiele aufzufassen.

Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen elektrischen Maschine 1.

Die elektrische Maschine 1 umfasst einen Stator 2, einen Rotor 3, ein Gehäuse 4 und eine Welle 5 des Rotors 3. Erfindungsgemäß ist eine Momentenabstützung 6 aus elektrisch isolierendem Material vorgesehen, welche den Stator 2 mechanisch mit dem Gehäuse 4 verbindet, in der gezeigten Ausführungsform, ohne die Erfindung darauf zu beschränken, durch eine Schraubverbindung 61. Hierdurch wird eine mechanische Fixierung des Stators 2 gegenüber dem Gehäuse 4 erzielt, ohne dass dabei eine elektrisch leitende Verbindung zwischen Stator 2 und Gehäuse 4 gegeben ist.

Ferner weist die Welle 5, welche den Rotor 3 trägt, an beiden Enden jeweils einen Flansch 7 aus elektrisch isolierendem Material auf. Jeder Flansch 7 ist jeweils mit einem Flansch 81 mechanisch verbunden, etwa, und ohne die Erfindung darauf zu

beschränken, über eine Schraubverbindung 71. Jeder Flansch 81 wiederum ist mit einer Lagerwelle 82 verbunden. Jede Lagerwelle 82 ist in einem Lager 8 aufgenommen, welches im Gehäuse 4 vorgesehen ist. Somit ist letztlich die Welle 5, und damit der Rotor 3, mechanisch in dem Gehäuse 4 gelagert, ohne dass eine elektrisch leitende

Verbindung zwischen Rotor 3 und Gehäuse 4 entlang der Welle 5 besteht.

Gezeigt ist ferner noch eine Drehachse 100 für die elektrische Maschine 1 , um die sich die Welle 5 und der Rotor 3 bei Betrieb der elektrischen Maschine 1 drehen. Nur der Vollständigkeit halber wird erwähnt, dass die Figur 1 eine Schnittansicht durch die elektrische Maschine 1 zeigt, bei der nur ein Teil der elektrischen Maschine 1 auf einer Seite der Drehachse 100 dargestellt ist.

Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen elektrischen

Maschine 1. Die gezeigten Elemente wurden weitestgehend bereits im Kontext der Figur 1 erläutert. Der Unterschied der hier gezeigten Ausführungsform zu der in Figur 1 gezeigten Ausführungsform besteht in der Ausgestaltung der Momentenabstützung 6 aus elektrisch isolierendem Material. Die Momentenabstützung 6 ist hier stirnseitig an einem Vorsprung 41 des Gehäuses 4 angebracht. Auch in dieser Ausgestaltung ist eine mechanische Fixierung des Stators 2 gegenüber dem Gehäuse 4 erzielt, ohne dass dabei eine elektrisch leitende Verbindung zwischen Stator 2 und Gehäuse 4 gegeben ist. Die Momentenabstützung 6 ist hier mit Stator 2 und Vorsprung 41 durch

Schraubverbindungen 61 verbunden, ohne dass die Erfindung darauf beschränkt ist.

Bezugszeichenliste

1 elektrische Maschine

2 Stator

3 Rotor

4 Gehäuse

5 Welle

6 Momentenabstützung

7 Flansch

8 Lager

41 Vorsprung

61 Schraubverbindung

71 Schraubverbindung

81 Flansch

82 Lagerwelle

100 Drehachse