DE10063724A1 - Maschine mit einer in einem Wicklungsträger angeordneten supraleitenden Wicklung sowie mit Mitteln zum axialen Dehnungsausgleich des Wicklungsträgers - Google Patents
Maschine mit einer in einem Wicklungsträger angeordneten supraleitenden Wicklung sowie mit Mitteln zum axialen Dehnungsausgleich des WicklungsträgersInfo
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Abstract
Die Maschine weist einen um eine Rotationsachse (A) drehbar gelagerten Rotor mit einer supraleitenden Wicklung in einem Wicklungsträger (9) auf. Zur Halterung des Wicklungsträgers innerhalb eines Rotoraußengehäuses (7b) sind Verbindungseinrichtungen vorgesehen. Zum Ausgleich von Dehnungsänderungen des Wicklungsträgers (9) soll eine Verbindungseinrichtung (8b) mindestens ein sich axial erstreckendes Verbindungselement (12) aufweisen, das einseitig starr mit dem Wicklungsträger (9) verbunden ist und dessen gegenüberliegendes, freies Ende (12a) in einer axial beweglichen, radial kraftschlüssigen Verbindung mit einem zentrierenden Halterungselement (18) des Rotoraußengehäuses (7b) steht.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Maschine mit einem um ei
ne Rotationsachse drehbar gelagerten Rotor, der ein Rotorau
ßengehäuse hat, das an axialen Rotorwellenteilen befestigt
ist und einen Wicklungsträger mit einer supraleitenden Wick
lung umschließt. Der Rotor weist ferner Mittel zur Halterung
des Wicklungsträgers innerhalb des Rotoraußengehäuses auf,
die auf einer drehmomentübertragenden Seite eine erste, star
re Verbindungseinrichtung zwischen dem Wicklungsträger und
dem Rotoraußengehäuse und auf der gegenüberliegenden Seite
eine zweite, axiale Dehnungsänderungen des Wicklungsträgers
ausgleichende Verbindungseinrichtung umfassen. Ferner sind
Mittel zur Kühlung und thermischen Isolation der supraleiten
den Wicklung vorgesehen. Eine entsprechende Maschine geht aus
der DE 23 26 016 B2 hervor.
Elektrische Maschinen, insbesondere Generatoren oder Motoren,
besitzen in der Regel eine rotierende Feldwicklung und eine
feststehende Ständerwicklung. Durch die Verwendung von tief
gekühlten und insbesondere supraleitenden Leitern kann man
dabei die Stromdichte und dadurch die spezifische Leistung
der Maschine, d. h. die Leistung pro Kilogramm Eigengewicht,
erhöhen und auch den Wirkungsgrad der Maschine steigern.
Tiefkalte Wicklungen elektrischer Maschinen müssen im allge
meinen von der Umgebung thermisch isoliert und mit einem
Kühlmittel auf der geforderten Tieftemperatur gehalten wer
den. Eine effektive Wärmeisolation kann dabei nur erreicht
werden, wenn die tiefkalten Teile der Maschine von dem warmen
Außenraum möglichst durch ein Hochvakuum mit einem Restgas
druck im allgemeinen unter i03 mbar getrennt sind und wenn
Verbindungsteile zwischen diesen tiefkalten Teilen und dem
warmen Außenraum möglichst wenig Wärme übertragen.
Für eine Vakuumisolation von Rotoren mit tiefzukühlenden Läu
ferwicklungen und warmen Ständerwicklungen sind insbesondere
zwei Varianten bekannt: Bei einer ersten Ausführungsform hat
der Rotor ein warmes Außengehäuse und einen mitrotierenden
abgeschlossenen Vakuumraum. Der Vakuumraum sollte dabei den
tiefkalten Bereich allseitig umgeben (vgl. z. B. "Siemens
Forsch. u. Entwickl.-Ber.", Bd. 5, 1976, No. 1, Seiten 10 bis
16). Über sich durch den Vakuumraum erstreckende Abstützungen
erfolgt jedoch eine unerwünschte Übertragung von Wärme auf
die tiefkalten Teile. Bei einer zweiten Ausführungsform ro
tiert der im wesentlichen kalte Rotor in einem Hochvakuum.
Dabei wird die äußere Begrenzung des Hochvakuumraumes durch
die Innenbohrung des Ständers festgelegt. Eine solche Anord
nung erfordert jedoch hochvakuumdichte Wellendichtungen zwi
schen dem Rotor und dem Ständer (vgl. z. B. DE 27 53 461 A).
Bei der aus der eingangs genannten DE-B2-Schrift entnehmbaren
Maschine ist die erstgenannte Ausführungsform realisiert. Bei
ihrem Rotor befindet sich die supraleitende Wicklung im Inne
ren eines Läuferkryostaten, der mit angebrachten Flanschwel
len ein Außengehäuse des Rotors bildet. Auf Grund einer Ver
wendung von klassischem Supraleitermaterial für die Leiter
der Wicklung ist eine Heliumkühlung vorgesehen mit einer Be
triebstemperatur um etwa 4 K. Demgegenüber befindet sich die
Außenkontur des Rotoraußengehäuses etwa auf Raumtemperatur
und im Betrieb auch gegebenenfalls darüber. Das Nutzdrehmo
ment der Maschine wird in der Rotorwicklung erzeugt. Diese
ist in einem kalten Wicklungsträger angeordnet, der seiner
seits isoliert in dem als Kryostaten wirkenden Rotoraußenge
häuse aufgehängt bzw. gehaltert ist. Dabei muss diese Aufhän
gung bzw. Halterung auf der Antriebsseite des Rotors stabil
genug sein, um das Drehmoment von dem kalten Wicklungsträger
auf einen antriebsseitigen Wellenteil zu übertragen. Eine
entsprechende, starre Verbindungseinrichtung zur Drehmomentübertragung
muss daher verhältnismäßig massiv ausgeführt und
kraftschlüssig mit dem Wicklungsträger und dem antriebsseiti
gen Wellenteil verbunden werden. Zugleich übernimmt diese
Verbindungseinrichtung die antriebsseitige Zentrierung des
kalten Wicklungsträgers. Auf der gegenüberliegenden Rotorsei
te, die auch als Nichtantriebs- oder Betriebsseite bezeichnet
wird, weil an ihr für einen Betrieb der Maschine wichtige
Verbindungen wie z. B. eine Kühlmittelzufuhr vorgesehen sind,
wird praktisch kein Drehmoment ausgeleitet. Daher sind hier
im wesentlichen nur die Funktionen einer Zentrierung und
thermischen Isolierung zu erfüllen. Da sich jedoch bei einem
Übergang von Raumtemperatur auf die Betriebstemperatur die
axiale Länge des Wicklungsträgers relativ zur entsprechenden
Ausdehnung des Rotoraußengehäuses um mindestens einen Milli
meter reduziert, muss die betriebsseitige Aufhängung zusätz
lich die Funktion eines entsprechenden Längenausgleichs ge
währleisten. Bei der aus der eingangs genannten DE-B2-Schrift
entnehmbaren Maschine sind deshalb zwischen dem Rotoraußenge
häuse und dem Wicklungsträger radial verlaufende, scheiben
förmige Verbindungselemente vorgesehen, die zum Dehnungsaus
gleich eine entsprechende Verbiegung in axialer Richtung er
möglichen.
Auch bei dem aus der DE 27 17 580 A entnehmbaren Rotor einer
elektrischen Maschine mit supraleitender Erregerwicklung ist
ein entsprechendes, sich radial erstreckendes Verbindungsele
ment zwischen einem Rotoraußengehäuse und einem Wicklungsträ
ger vorgesehen, das eine axiale Deformation zulässt.
Neben den seit langem bekannten metallischen Supraleitermate
rialien wie z. B. NbTi oder Nb3Sn, wie sie bei den vorstehend
erwähnten Maschinen eingesetzt werden, sind seit 1987 auch
metalloxidische Supraleitermaterialien mit Sprungtemperaturen
von über 77 K bekannt. Mit Leitern unter Verwendung solcher
Hoch(High)-Tc-Supraleitermaterialien, die auch als HTS-
Materialien bezeichnet werden, versucht man, supraleitende
Wicklungen von Maschinen zu erstellen. Auch Maschinen mit
diesem Leitertyp erfordern auf Grund der Temperaturunter
schiede zwischen der Betriebstemperatur des Supraleitermate
rials und der Außentemperatur des wärmeren Rotoraußengehäuses
einen entsprechenden Dehnungsausgleich in axialer Richtung.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine geeignete
Verbindungseinrichtung einer entsprechenden Maschine an
zugeben, die auf verhältnismäßig einfache Weise einen solchen
axialen Dehnungsausgleich (= Längenausgleich) ermöglicht und
dabei insbesondere Wärmeeinleitungsverluste der supraleiten
den Wicklung über die Verbindungseinrichtung begrenzt.
Diese Aufgabe wird für eine Maschine mit den eingangs genann
ten Merkmalen erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Deh
nungsänderungen ausgleichende zweite Verbindungseinrichtung
mindestens ein sich axial erstreckendes Verbindungselement
aufweist, das einseitig starr mit dem Wicklungsträger verbun
den ist und dessen gegenüberliegendes, freies Ende in einer
axial beweglichen, radial kraftschlüssigen Verbindung mit
mindestens einem zentrierenden Halterungselement des Rotorau
ßengehäuses steht.
Die mit dieser Ausgestaltung der Maschine verbundenen Vortei
le bestehen in einer einfachen, billigen Fertigbarkeit, der
Zentrierung und der gleichzeitig erzielbaren geringen Wärme
lecks. Dabei wird ein Schrumpfungsausgleich (= axiale Bewe
gung) durch eine echte Relativbewegung der beiden Aufhän
gungs- bzw. Halterungskomponenten "Verbindungselement und
Halterungselement" zugelassen. Dennoch bleibt die Zentrierung
und Steifigkeit der Verbindungseinrichtung erhalten. Dabei
sind keine speziellen Materialienpaarungen notwendig, und ei
ne Problematik von Wärmelecks wird von der Problematik der
Materialspannungen der Aufhängung durch thermischen Schrumpf
entkoppelt. Außerdem sind im allgemeinen für die üblichen An
wendungsfälle der Maschine inhärente Verschleißprobleme von
untergeordneter Bedeutung.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Maschine
gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor.
So kann insbesondere das sich axial erstreckende Verbindungs
element hohlzylinderförmig gestaltet sein und vorteilhaft an
seinem freien Ende in eine entsprechende Öffnung des Halte
rungselementes spielfrei gleitend hineinragen. Unter einem
spielfreien Gleiten wird in diesem Zusammenhang verstanden,
dass eventuelle Reibungskräfte ein axiales Verschieben des
Endes des Verbindungselementes in der Öffnung des Halterungs
elementes trotz eines radialen Kraftschlusses zwischen diesen
Bauteilen praktisch nicht behindern. Eine gute Zentrierung
des Verbindungselementes und damit des Rotors auf der nicht-
drehmomentübertragenden (Betriebs-)Seite lässt sich so errei
chen.
Vorzugsweise besteht zumindest das sich axial erstreckende
Verbindungselement aus einem mit Fasern verstärkten Kunst
stoffmaterial. Mit entsprechenden Materialien ist eine hin
reichende mechanische Stabilität bei vorteilhaft geringer
Wärmeübertragung zu gewährleisten.
Für die Leiter der supraleitenden Wicklung kommt metallisches
Niedrig-Tc-Supraleitermaterial oder insbesondere metalloxidi
sches Hoch-Tc-Supraleitermaterial in Frage.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen
Maschine sind Gegenstand der restlichen Unteransprüchen.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Maschine nach der
Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnung noch weiter
erläutert. Dabei zeigen jeweils schematisch im Längsschnitt
deren Fig. 1 eine mögliche Ausführungsform der Maschine so
wie
deren Fig. 2 eine spezielle Ausgestaltung einer Verbindungs
einrichtung dieser Maschine.
In den Figuren sind sich entsprechende Teile mit denselben
Bezugszeichen versehen.
Bei der nachfolgend angedeuteten Ausführungsform der Maschine
kann es sich insbesondere um einen Synchron-Motor oder einen
Generator handeln. Selbstverständlich sind auch andere Anwen
dungs- bzw. Einsatzgebiete entsprechender Maschinen wie für
hohe Drehzahlen, kompakte Antriebe z. B. von Schiffen oder für
sogenannte Offshore-Einrichtungen wie z. B. Bohrplattformen
möglich. Die erfindungsgemäße Maschine umfasst eine rotieren
de, supraleitende Wicklung, die prinzipiell eine Verwendung
von metallischem LTS-Material (Niedrig-Tc-
Supraleitermaterial) oder insbesondere oxidischem HTS-
Material (Hoch-Tc-Supraleitermaterial) gestattet. Letzteres
Material sei für das nachfolgende Ausführungsbeispiel ausge
wählt. Die Wicklung kann aus einer Spule oder einem System
von Spulen in einer zwei-, vier- oder sonstigen mehrpoligen
Anordnung bestehen. Der prinzipielle Aufbau einer solchen
Synchronmaschine geht aus Fig. 1 hervor, wobei von bekannten
Ausführungsformen solcher Maschinen ausgegangen wird (vgl.
z. B. den vorstehend genannten Stand der Technik).
Die allgemein mit 2 bezeichnete Maschine umfasst ein festste
hendes, auf Raumtemperatur befindliches Maschinenaußengehäuse
3 mit einer Ständerwicklung 4 darin. Innerhalb dieses evaku
ierbaren Außengehäuses und von der Ständerwicklung 4 um
schlossen ist ein Rotor 5 drehbar um eine Rotationsachse A in
Lagern 6 gelagert, der auf seiner sogenannten Antriebsseite
AS einen in dem entsprechenden Lager gelagerten, massiven a
xialen Rotorwellenteil 5a umfasst. Der Rotor weist ein als
Vakuumgefäß gestaltetes Rotoraußengehäuse 7 auf, in dem ein
Wicklungsträger 9 mit einer HTS-Wicklung 10 gehaltert ist.
Hierzu dient auf der Antriebsseite AS eine (erste,) starre,
rohrförmige Verbindungseinrichtung 8a zwischen dem Wicklungs
träger 9 und einem scheibenförmigen, mit dem Rotorwellenteil
5a fest verbundenen scheibenförmigen Seitenteil 7a des Rotor
außengehäuses. Über die starre Verbindungseinrichtung 8a erfolgt
auch die Drehmomentübertragung. Im Wesentlichen besteht
diese Verbindungseinrichtung vorteilhaft aus einem schlecht
wärmeleitenden Hohlzylinder, insbesondere aus einem beispiel
weise mit Glasfasern (sogenanntes "GFK"-Material) oder ande
ren Fasern verstärkten Kunststoffmaterial. Dieses Material
gewährleistet eine für die Drehmomentübertragung hinreichend
große mechanische Steifigkeit und großen Schubmodul (G-Modul)
bei gleichzeitig geringer Wärmeleitfähigkeit. Auf der der An
triebsseite AS gegenüberliegenden, nachfolgend mit BS be
zeichneten Nichtantriebsseite bzw./oder Betriebsseite ist ei
ne erfindungsgemäß gestaltete (zweite) Verbindungseinrichtung
8b zwischen dem Wicklungsträger 9 und einem scheibenförmigen
Seitenteil 7b des Rotoraußengehäuses 7 angeordnet.
In Fig. 1 ist ferner auf der antriebsabgewandten Seite BS
ein hohlzylindrischer Wellenteil 5b angedeutet, der an seiner
dem Rotoraußengehäuse 7 zugewandten Seite mit dessen schei
benförmigem Seitenteil 7b starr verbunden ist. Über diesen in
einem Lager 6 gelagerten Wellenteil erfolgt u. a. eine Kühl
mittelzufuhr zur Kühlung der supraleitenden Wicklung 10 von
außerhalb der Maschine. Einzelheiten der Kühlmittelzufuhr und
der Abdichtung sind bekannt. Auf eine detaillierte Darstel
lung wurde deshalb in der Figur verzichtet. Ein den Wick
lungsträger 9 mit der supraleitenden Wicklung 10 umschließen
des Vakuum ist mit V bezeichnet. Das Vakuum ist insbesondere
zwischen dem warmen Rotoraußengehäuse 7 und dem Wicklungsträ
ger 9 vorhanden.
Aus Gründen einer thermischen Isolation kommt als Material
für eine zentrische Aufhängung des Wicklungsträgers 9 auch
auf der praktisch kein Drehmoment übertragenden Rotorseite BS
in erster Linie GFK in radial verlaufenden und/oder insbeson
dere axial verlaufenden Teilen in Frage. Eine spezielle Aus
führungsform einer entsprechenden Verbindungseinrichtung 8b
geht aus Fig. 2 hervor. Diese Verbindungseinrichtung weist
als ein Verbindungselement 12 ein GFK-Rohr auf, das einseitig
z. B. in einen Flansch 13 eingeklebt ist. Dieser Flansch ist
mit einem Kaltteil des Wicklungsträgers 9 starr und wärmelei
tend verbunden, beispielsweise mit diesem verschraubt. Der
Flansch kann aber auch Teil des Wicklungsträgers selbst sein
oder mit anderen Teilen des Wicklungsträgers verbunden sein.
Das gegenüberliegende freie Ende 12a des GFK-Rohrs 12 ist
vorteilhaft durch einen gehärteten Stützring 15 gefasst. Die
ser insbesondere aus Metall wie gehärtetem Stahl bestehende
Ring soll spielfrei in der Öffnung 20 eines ihn umschließen
den Halterungselementes 18 gleiten können. Unter einem spiel
freien Gleiten wird in diesem Zusammenhang verstanden, dass
ein axiales Verschieben des Endes 12a des Verbindungselemen
tes 12 bzw. dessen Stützrings 15 in der entsprechenden Öff
nung 20 des Halterungselementes 18 durch eventuelle Reibungs
kräfte praktisch nicht behindert wird. Gleichzeitig soll je
doch ein radialer Kraftschluss zwischen dem Stützring und dem
Halterungselement erhalten bleiben. Das Halterungselement 18
besteht deshalb zweckmäßig aus demselben Material wie der
Stützring. Dieses im Wesentlichen ringförmige Halterungsele
ment ist in einen warmen Flansch 19 eingelassen, mit diesem
verbunden oder Teil desselben. Dieser Flansch ist Teil des
Seitenteils 7b des Rotoraußengehäuses 7 oder des Wellenteils
5b.
Zur Verbesserung der gegenseitigen Gleitfähigkeit des Stütz
ringes 15 und des Halterungselementes 18 in axialer Richtung
ist einer dieser Bauteile, beispielsweise das Halterungsele
ment 18 an der Innenseite der Öffnung 20, vorteilhaft mit in
Umfangsrichtung regelmäßig angeordneten, sich radial erstre
ckenden nasenartigen Fortsätzen 17i versehen, an denen der
Stützring 15 form- und kraftschlüssig anliegt. Damit wird die
Kontaktfläche zwischen den beiden Teilen und damit die Rei
bungskraft auf den Bereich der Nasen reduziert, ohne dass die
für den radialen Kraftschluss erforderliche Übermaßpassung
(Presssitz) aufgehoben würde.
Gemäß einem entsprechenden konkreten Ausführungsbeispiel be
trägt der Durchmesser des GFK-Rohres 12 z. B. 90 mm bei einer
Wandstärke von 2 mm. Die freie Rohrlänge liegt beispielsweise
bei 40 mm. Durch die Exaktheit der Fertigung wird ein Rund
lauf der einzelnen Teile zueinander bestimmt. Die Einpassung
des Stützringes 15 aus gehärtetem Stahl mit einem Außendurch
messer von 100 mm in die radial nach innen weisenden Füh
rungsnasen 17i des Halterungselementes 18 aus gehärtetem
Stahl erfolgt derart, dass einerseits keine Spielfreiheit
entsteht, andererseits aber noch ein axiales Verschieben des
Ringes in der Nasenfassung bei den auftretenden Kräften zu
gewährleisten ist. Hierzu ist das Halterungselement 18 im we
sentlichen hohlzylindrisch ausgeführt mit einem Außendurch
messer von 133 mm und einer axialen Ausdehnung von 25,5 mm.
Seine Wandstärke liegt bis auf den Bereich seiner beispiels
weise 6 Führungsnasen 17i bei 7,5 mm. Im Bereich der Nasen
verringert sich der Innendurchmesser des Halterungselementes
auf etwa 100 mm. Damit wird ein axialer Längenausgleich beim
Abkühlen und Aufwärmen des Trägerkörpers 9 ermöglicht. Zudem
bringt es diese Ausbildung auch mit sich, dass bis zu einem
gewissen Grad Fertigungstoleranzen in axialer Richtung aus
zugleichen sind.
Bei dem konkreten Ausführungsbeispiel stellt die Verbindungs
einrichtung 8b ein Wärmeleck von ca. 2,5 W dar und erfüllt
daher auch die Funktion der thermischen Isolation hinreichend
gut. Eine Abschätzung des thermischen Übergangswiderstandes
zwischen den Führungsnasen und dem Stützring hat ergeben,
dass dieser hinreichend klein sein kann, so dass keine nen
nenswerte Abkühlung (deutlich unter 1 K) und damit kein
Schrumpf des Stützringes mit dem damit verbundenen Verlust
der Zentrierfunktion zu befürchten ist.
Abweichend von der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform
der Verbindungseinrichtung mit einem hohlzylindrischen Ver
bindungselement 12 sind auch andere Ausführungsformen denk
bar, bei denen ein hohlzylinderförmiges Verbindungselement
einseitig starr mit dem Wicklungsträger verbunden ist und an
seinem gegenüberliegenden freien Ende in einer axial beweglichen,
radial kraftschlüssigen Verbindung mit einem starr an
dem Rotoraußengehäuse befestigten Halterungselement steht. So
können beispielsweise an dem Halterungselement statt der an
genommenen Nasen auch Zähne vorgesehen sein. Entsprechende
Fortsätze lassen sich statt an dem Halterungselement auch an
dem freien Ende des Verbindungselementes, insbesondere an
dessen Stützring vorsehen. Gegebenenfalls können auch beide
Teile mit solchen Fortsätzen ausgestattet sein, die auch in
einandergreifen können.
Ferner braucht auch nicht eine einzige zentrale Verbindungs
einrichtung nach der Erfindung vorgesehen zu werden. Statt
dessen ist es auch möglich, mehrere auf einer gedachten Zy
lindermantelfläche untereinander regelmäßig verteilte Verbin
dungseinrichtungen anzubringen. So sind beispielsweise 3 un
tereinander um 120° in Umfangsrichtung versetzte Verbindungs
vorrichtungen denkbar.
Darüber hinaus kann statt eines als geschlossener Hohlzylin
der ausgebildeten Verbindungselementes 12 auch eine Anordnung
von mehreren auf einer gedachten Zylindermantelfläche liegen
den Einzelteilen verwendet werden. Diese entsprechende Ver
bindungselemente darstellenden Einzelteile lassen sich bei
spielsweise balken- oder stangenförmig ausbilden.
Generell kann das Verbindungselement mehrstückig gestaltet
sein. Dasselbe gilt auch für das es umschließende Halterungs
element. Auch dieses Element lässt sich gegebenenfalls aus
mehreren Teilstücken zusammensetzen.
Claims (12)
1. Maschine
mit einem um eine Rotationsachse drehbar gelagerten Rotor, der
mit Mitteln zur Kühlung und thermischen Isolation der sup raleitenden Wicklung,
dadurch gekennzeichnet, dass die Deh nungsänderungen ausgleichende zweite Verbindungseinrichtung (8b) mindestens ein sich axial erstreckendes Verbindungsele ment (12) aufweist, das einseitig starr mit dem Wicklungsträ ger (9) verbunden ist und dessen gegenüberliegendes, freies Ende (12a) in einer axial beweglichen, radial kraftschlüssi gen Verbindung mit mindestens einem zentrierenden Halterungs element (18) des Rotoraußengehäuses (7b) steht.
mit einem um eine Rotationsachse drehbar gelagerten Rotor, der
- a) ein Rotoraußengehäuse hat, das an axialen Rotorwellen teilen befestigt ist und einen Wicklungsträger mit einer supraleitenden Wicklung umschließt,
- a) Mittel zur Halterung des Wicklungsträgers innerhalb des Rotoraußengehäuses aufweist, die auf einer drehmoment übertragenden Seite eine erste, starre Verbindungsein richtung zwischen dem Wicklungsträger und dem Rotorau ßengehäuse und auf der gegenüberliegenden Seite eine zweite, axiale Dehnungsänderungen des Wicklungsträgers ausgleichende Verbindungseinrichtung umfassen,
mit Mitteln zur Kühlung und thermischen Isolation der sup raleitenden Wicklung,
dadurch gekennzeichnet, dass die Deh nungsänderungen ausgleichende zweite Verbindungseinrichtung (8b) mindestens ein sich axial erstreckendes Verbindungsele ment (12) aufweist, das einseitig starr mit dem Wicklungsträ ger (9) verbunden ist und dessen gegenüberliegendes, freies Ende (12a) in einer axial beweglichen, radial kraftschlüssi gen Verbindung mit mindestens einem zentrierenden Halterungs element (18) des Rotoraußengehäuses (7b) steht.
2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, dass das sich axial erstreckende Verbin
dungselement (12) hohlzylinderförmig gestaltet ist.
3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge
kennzeichnet, dass das sich axial erstreckende
Verbindungselement (12) an seinem freien Ende (12a) in eine
Öffnung (20) des Halterungselementes (18) spielfrei gleitend
hineinragt.
4. Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekenn
zeichnet, dass das sich axial erstreckende Verbin
dungselement (12) an seinem freien Ende (12a) mit einem
Stützring (15) versehen ist, der in die Öffnung (20) des Hal
terungselementes (18) hineinragt.
5. Maschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, dass das Halte
rungselement (18) und/oder das freie Ende (12a) des Verbin
dungselementes (12) mit sich radial erstreckenden Fortsätzen
(17i) versehen sind/ist, an denen das freie Ende (12a) des
Verbindungselementes (12) bzw. das Halterungselement (18) in
axialer Richtung spielfrei gleitend anliegt.
6. Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekenn
zeichnet, dass die Fortsätze (17i) nasenförmig oder
zahnförmig ausgebildet sind.
7. Maschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, dass das sich a
xial erstreckende Verbindungselement (12) zentral bzgl. der
Rotorachse (A) angeordnet ist.
8. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, dass die zweite Verbindungs
einrichtung mehrere sich axial erstreckende, auf einer ge
dachten Zylindermantelfläche angeordnete Verbindungselemente
aufweist, deren freie Enden in einer axial beweglichen, ra
dial kraftschlüssigen Verbindung mit dem mindestens einen
Halterungselement stehen.
9. Maschine nach Anspruch 8, dadurch gekenn
zeichnet, dass die Verbindungselemente balken- oder
stangenförmig ausgebildet sind.
10. Maschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, dass zumindest
das sich axial erstreckende Verbindungselement (12) aus einem
mit Fasern verstärkten Kunststoffmaterial besteht.
11. Maschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, dass die Leiter
der supraleitenden Wicklung (10) metallisches Niedrig-Tc-
Supraleitermaterial oder metalloxidisches Hoch-Tc-
Supraleitermaterial enthalten.
12. Maschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, dass zumindest
zwischen dem Rotoraußengehäuse (7) und dem Wicklungsträger
(9) ein Vakuumraum vorhanden ist.
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ID=7668085
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