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Patent Searching and Data


Title:
INTEGRATED STATOR DEVICE FOR AN ELECTRIC MACHINE OF A FLYWHEEL ENERGY STORAGE SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2022/002667
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a stator device (1) for an electric machine of a flywheel energy storage system, comprising a lamination unit (2), a winding (5), at least two vacuum-side motor phase connection cables (6) connected to the winding (5), a cylindrical sleeve unit (3), the outer lateral surface (3a) of which is equipped with the lamination unit (2), and a sealing unit (7), which is arranged on the inner lateral surface (3b) of the sleeve unit (3) and is designed to connect each vacuum-side motor phase connection cable (6) to a respective surrounding area-side motor phase connection cable (6') in a vacuum-tight manner in order to provide an improved stator device (1), with respect to the required installation space thereof, for an electric machine of a flywheel energy storage system.

Inventors:
SCHAEDE HENDRIK (DE)
MEDER NICOLAI (DE)
Application Number:
PCT/EP2021/066821
Publication Date:
January 06, 2022
Filing Date:
June 21, 2021
Export Citation:
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Assignee:
ADAPTIVE BALANCING POWER GMBH (DE)
International Classes:
H02K7/02
Foreign References:
US6794776B12004-09-21
CN2250596Y1997-03-26
JP2005240963A2005-09-08
CN201887625U2011-06-29
US20140084756A12014-03-27
Attorney, Agent or Firm:
PFENNING, MEINIG & PARTNER MBB (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Statorvorrichtung (1) für eine elektrische Maschine eines Schwung massenspeichers, mit

- einer Blechungseinheit (2), mit einer Wicklung (5) und zumindest zwei an die Wicklung (5) angeschlossenen vakuumseitige Motorpha- sen-Anschlusskabeln (6);

- einer zylindrischen Hülseneinheit (S), an deren äußeren Mantelfläche (Sa) die Blechungseinheit (2) angeordnet ist; gekennzeichnet durch

- eine Abdichteinheit (7), welche an einer inneren Mantelfläche (3b) der Hülseneinheit (3) angeordnet ist und welche ausgebildet ist, die vakuumseitigen Motorphasen-Anschlusskabel (6) jeweils vakuumdicht an ein jeweiliges umgebungsseitiges Motorphasen-Anschlusskabel (6') anzuschließen.

2. Statorvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdichteinheit (7) in einem Zylinder-Innenraum (8) der zylindri schen Hülseneinheit (3) angeordnet ist, insbesondere derart, dass je weilige Anschlusselemente (7i) der Motorphasen-Anschlusskabel (6,

6') und/oder jeweilige Anschlusselemente (7i) für die Motorphasen- Anschlusskabel (6, 6') ebenfalls im Zylinder-Innenraum (8) der zylindri schen Hülseneinheit (3) angeordnet sind.

3. Statorvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdichteinheit (7) zumindest teilweise einstückig mit der Hülsen einheit (3) oder einer Unter-Einheit der Hülseneinheit (3) ausgebildet ist.

4. Statorvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülseneinheit (3) zumindest einen Fluidkanal (11) zum Durchleiten eines Kühlfluids durch die Hülseneinheit (3) aufweist.

5. Statorvorrichtung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidkanal (11) ausschließlich Dichtungselemente (14) aufweist, welche bei bestimmungsgemäßem Gebrauch der Statorvorrichtung (1) nicht an einen evakuierten Umgebungsbereich (U) im Schwungmas senspeicher angrenzen.

6. Statorvorrichtung (1) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidkanal (11) Sacklöcher, insbesondere Sackbohrungen, aufweist, welche fluidisch miteinander gekoppelt sind, und insbesondere der Fluidkanal (11) zumindest abschnittsweise aus den Sacklöchern (lli, llj) besteht.

7. Statorvorrichtung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Sacklöcher (lli, llj) sich ausgehend von einer ersten Stirnseite (Sc) der zylindrischen Hülseneinheit (3) in den zylindrischen Körper der zy lindrischen Hülseneinheit (3) erstrecken und im Bereich der ersten Stirnseite (3c) und einer der ersten Stirnseite (3c) axial gegenüberlie genden zweiten Stirnseite (3d) fluidisch miteinander gekoppelt sind, und insbesondere an der ersten Stirnseite (3c) zumindest teilweise je weilige Dichtelemente (14) aufweisen, welche den Fluidkanal (11) ge genüber einem Umgebungsbereich (U') abdichten.

8. Statorvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abschirmeinheit (12) im Zylinder-Innenraum (8) der Hülseneinheit (3) an den umgebungsseitigen Motorphasen-Anschlusskabeln (6') an geordnet ist, welche elektrisch mit einer elektrischen Schirmung (13) der umgebungsseitigen Motorphasen-Anschlusskabel (6') gekoppelt ist und/oder die Abdichteinheit (7) vor einem mechanischen Kontakt an deren umgebungsseitiger Seite schützt.

9. Elektrische Maschine für einen Schwungmassenspeicher, mit einer Statorvorrichtung (1) nach eine der vorhergehenden Ansprüche und Schwungmassenspeicher mit einer solchen elektrischen Maschine.

10. Verfahren zum Herstellen einer Statorvorrichtung (1) für eine elektri sche Maschine eines Schwungmassenspeichers, wobei die Statorvor richtung (1) eine Blechungseinheit (2) mit einer Wicklung (5) und zu mindest zwei an die Wicklung (5) angeschlossene vakuumseitige Mo torphasen-Anschlusskabel (6) aufweist, sowie eine zylindrische Hülse neinheit (3), an deren äußeren Mantelfläche (3a) die Blechungseinheit (2) angeordnet ist, mit den Verfahrensschritten:

- Bohren zumindest eines Sackloches (lli, llj) entlang einer Zentralro tationsachse (A) einer Zylindereinheit in die Zylindereinheit derart, dass ein Boden des Sackloches (lli, llj) bei Verwenden der Zylin dereinheit als die zylindrische Hülseneinheit (3) als Teil einer Abdicht einheit (7), welche ausgebildet ist, die vakuumseitigen Motorphasen- Anschlusskabel (6) jeweils vakuumdicht an ein jeweiliges umgebungs seitiges Motorphasen-Anschlusskabel (6') anzuschließen, nutzbar ist.

Description:
Integrierte Statorvorrichtung für eine elektrische Maschine eines Schwung massenspeichers Die Erfindung betrifft eine Statorvorrichtung für eine elektrische Maschine eines Schwungmassenspeichers, insbesondere einer Motor-Generator-Einheit eines Schwungmassenspeichers, mit einer Blechungseinheit welche eine Wicklung und zumindest zwei an die Wicklung angeschlossenen vakuumseiti ge Motorphasenanschlusskabel aufweist, sowie mit einer zylindrischen Hülse- neinheit, an deren äußeren Mantelfläche die Blechungseinheit angeordnet ist.

Statorvorrichtungen oder Statoren von elektrischen Maschinen bestehen au ßer aus Blechpaket und Wicklung, welche Teil einer Blechungseinheit sind, maßgeblich aus einem hülsenförmigen Körper, einer Hülseneinheit, welche die Blechung trägt. Die Hülseneinheit ist in der Regel metallisch, zum Beispiel aus Aluminium oder Stahl gefertigt. Ihre Aufgabe ist es, die geometrische Posi tion der Blechungseinheit vorzugeben und ein mechanisches Moment der elektrischen Maschine auf eine der Statorvorrichtung zugeordnete externe Struktur zu übertragen. Überdies führt die Hülseneinheit auch eine aus Stator- Verlusten resultierende Wärme ab. Daher wird die Hülseneinheit bei elektri schen Maschinen mit großer Leistungsdichte häufig mit einem Fluid gekühlt. Oft wird hierfür eine Kühlspirale verwendet, mittels welcher ein Kühlfluid spi ralförmig in einen Spalt zwischen einer Mantelfläche der Hülseneinheit und der zugeordneten Struktur geleitet wird.

Bei solchen elektrischen Maschinen, welche als Innenläufer ausgebildet sind, wird entsprechend die Blechung in die Hülseneinheit eingebracht, und die Hülseneinheit wieder in eine passende Bohrung der Struktur eingefügt. Im Spalt zwischen der Hülse und der Bohrung befindet sich dann bei bestim mungsgemäßem Gebrauch der elektrischen Maschine das Kühlfluid, weshalb Hülseneinheit und Bohrung entsprechend an zwei axial entgegengesetzten Stirnseiten abgedichtet werden, meist mit gewöhnlichen O-Ringen. Über ent sprechende Passflächen wird dabei die relative geometrische Position der Einheiten zueinander bestimmt. Beispielsweise kann die Hülseneinheit mit der Struktur über einen Flansch verschraubt werden, damit das Moment übertra gen wird. Derartige Umsetzungen sind beispielsweise in Werkzeugmaschinen spindeln oder auch im Antrieb von Elektrofahrzeugen weit verbreitet.

Im Bereich der elektrischen Maschinen von Schwungmassenspeichern, bei welchen eine elektrische Energie in eine Rotationsenergie der Schwungmasse des Schwungmassenspeichers umgewandelt und gespeichert wird, um bei Bedarf wieder zurück in elektrische Energie umgewandelt zu werden, sind die genutzten elektrischen Maschinen teils als Außenläufer ausgeführt. Da sich bei einem Außenläufer die Statorvorrichtung im Inneren einer Rotorvorrich tung befindet, ist in diesem Fall deutlich weniger Bauraum zur Verfügung als bei einem Innenläufer. Entsprechend steht auch weniger Oberfläche für die Kühlung zur Verfügung. Gleichzeitig ist zu beachten, dass die Rotoreinheiten von Schwungmassenspeichern im Vakuum betrieben werden. Kommt es dort zu einem Austritt von einem Kühlfluid in einen evakuierten Bereich, ver dampft das Kühlfluid und das Druckiveau im Schwungmassenspeicher steigt sprunghaft, was zu einer Schädigung des Schwungmassenspeichers führen kann. Im Falle eines unvorhergesehenen Systemzustandes, der einen Schaden am Kühlsystem nach sich zieht, kann es somit durch den Eintritt von Kühlfluid in den evakuierten Bereich zu einer schwerwiegenden Schädigung des Ge samtsystems kommen. Daher muss eine Abdichtung des Kühlsystems gegen über dem evakuierten Bereich bei Schwungmassenspeichern besonders ver lässlich funktionieren, ist also im Allgemeinen aufwändiger, d.h. teurer und/oder mit einem vergrößerten Platzbedarf durchgeführt.

Als weiterer Faktor kommt hinzu, dass bei Schwungmassenspeichern mit hö herer Leistung die Motorphasen-Anschlusskabel, über die die elektrische Leis tung übertragen wird, von großem Querschnitt sind. Entsprechend benötigen die Motorphasen-Anschlusskabel sowohl im evakuierten Bereich als auch in einem umgebungsseitigen Bereich unter Atmosphärendruck besonders viel Platz. Die Motorphasen-Anschlusskabel müssen von der Wicklung, die sich im evakuierten Bereich befindet, über eine hermetisch dichte Durchführung in die unter Atmosphärendruck stehende Umgebung der Statorvorrichtung nach außen geführt werden. Auch eine solche hermetische Durchführung hat einen erhöhten Platzbedarf. Zusätzlich muss aufgrund der an den Motorphasen an liegenden gepulsten Spannungen die elektromagnetische Verträglichkeit si chergestellt sein, d.h. die Motorphasen-Anschlusskabel müssen ausreichend geschirmt sein.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine hinsichtlich ihres Bau raumbedarfs verbesserte Statorvorrichtung für eine elektrische Maschine ei nes Schwungmassenspeichers bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprü che gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen, der Beschreibung und den Figuren.

Ein Aspekt betrifft eine Statorvorrichtung für eine elektrische Maschine eines Schwungmassenspeichers, welche eine Blechungseinheit und eine zylindrische Hülseneinheit aufweist. Die Blechungseinheit weist ein Blechpaket mit zumin dest einer bereichs- und/oder abschnittsweise um das Blechpaket gewickelten Wicklung und zumindest zwei, also zwei oder mehr als zwei, bevorzugt drei und mehr, beispielsweise fünf oder sechs, an die Wicklung angeschlossene vakuumseitige Motorphasen-Anschlusskabel. Unter „vakuumseitig" ist hier bevorzugt zu verstehen, dass die entsprechenden Motorphasen- Anschlusskabel bei bestimmungsgemäßem Gebrauch der Statorvorrichtung in der elektrischen Maschine des Schwungmassenspeichers bei Betrieb des Schwungmassenspeichers in einem evakuierten Umgebungsbereich der Statorvorrichtung angeordnet sind. Es kann beispielsweise auch vorgesehen sein, dass die vakuumseitigen Motorphasen-Anschlusskabel, beispielsweise zusammen mit einem oder mehreren Teilen der Statorvorrichtung mit einem Verguss-Harz vergossen sind. Unter „vakuumseitig" kann in diesem Fall ver standen werden, dass die entsprechenden Motorphasen-Anschlusskabel bei bestimmungsgemäßem Gebrauch der Statorvorrichtung in der elektrischen Maschine des Schwungmassenspeichers bei Betrieb des Schwungmassenspei chers einer dem evakuierten Umgebungsbereich zugewandten Seite der Statorvorrichtung zugewandt sind. An dieser Stelle ist auch anzumerken, das im evakuierten Umgebungsbereich der Statorvorrichtung, in welchem bei Be trieb der Statorvorrichtung die Schwungmassen angeordent ist, an Stelle eines Vakuums auch ein Gasgemisch mit einem im Vergleich zum unten beschrie benen nicht evakuierten oder weniger evakuierten Außenbereich Druck ent halten kann. In Bezug auf den Begriff „abschnittsweise" kann sich ein Ab schnitt hier auf einen Abschnitt in einer axialen Richtung der elektrischen Ma schine beziehen. Ein dem Begriff „bereichsweise" zugeordneter Bereich kann sich auf einen beliebigen frei im Raum orientierten Bereich beziehen. Die Statorvorrichtung kann dabei insbesondere für eine als Außenläufer ausgebil dete elektrische Maschine ausgebildet sein. Die Blechungseinheit ist an einer äußeren Mantelfläche der zylindrischen Hülseneinheit angeordnet.

Die Statorvorrichtung weist auch eine Abdichteinheit auf, welche an einer inneren Mantelfläche der Hülseneinheit angeordnet ist, und welche ausgebil det ist, die an die Wicklung angeschlossenen vakuumseitigen Motorphasen- Anschlusskabel jeweils vakuumdicht an ein jeweiliges umgebungsseitiges Mo torphasen-Anschlusskabel anzuschließen. Die jeweiligen umgebungsseitigen Motorphasen-Anschlusskabel sind bei bestimmungsgemäßem Gebrauch der Statorvorrichtung und damit des Schwungmassenspeichers in einem Umge bungsbereich der Statorvorrichtung (und des Schwungmassenspeichers) an geordnet, welche nicht evakuiert ist, bevorzugt unter Atmosphärendruck steht, oder zumindest weniger evakuiert ist als der Umgebungsbereich, in welchem die vakuumseitigen Motorphasen-Anschlusskabel angeordnet sind. Die Abdichteinheit trennt somit insbesondere den Teil der Oberfläche der zylindrischen Hülseneinheit, welche bei bestimmungsgemäßem Gebrauch der Statorvorrichtung in dem Schwungmassenspeicher an ein Vakuum angrenzt von dem Teil der Oberfläche der zylindrischen Hülseneinheit, welche an den Umgebungsbereich unter Atmosphärendruck anschließt. Die Abdichteinheit und zumindest teilweise auch die zylindrische Hülseneinheit dienen somit der Trennung zwischen evakuiertem Bereich und Atmosphäre. In einem Außen raum der zylindrischen Hülseneinheit, welchem die äußere Mantelfläche der zylindrischen Hülseneinheit zugewandt ist, herrscht dabei im Betrieb des Schwungmassenspeichers ein Vakuum, in einem Zylinder-Innenraum der zy lindrischen Hülseneinheit, durch welchen bevorzugt eine Zentralachse der zylindrischen Hülseneinheit verläuft, kann zumindest abschnittsweise ein Va kuum und/oder zumindest abschnittsweise ein Atmosphärendruck vorliegen.

Wie weiter unten noch ausgeführt, kann die Abdichteinheit beispielsweise auch dadurch erzeugt werden, dass die zylindrische Hülseneinheit auf zumin dest einer Stirnseite ein in axialer Richtung verlaufendes Sackloch aufweist, dessen Boden dann Teil der Abdichteinheit ist. Weist die zylindrische Hülsen einheit hier beispielsweise zwei mit jeweiligen Sackbohrungen (eine von jeder Stirnseite) gebildete Sacklöcher, auf, so ist die Abdichteinheit in einem Mittel bereich der zylindrischen Hülseneinheit angeordnet und schließt sich mit den Böden der Sacklöcher beidseitig an die innere Mantelfläche der Hülseneinheit an und ist somit an dieser angeordnet. Die Abdichteinheit ist im Falle der mit Sackbohrungen ausgebildeten Sacklöcher zumindest teilweise einstückig mit der Hülseneinheit ausgeführt. Liegt nur ein Sackloch, beispielsweise nur eine Sacklochbohrung, von einer Stirnseite vor, so ist die Abdichteinheit an dem dieser Stirnseite gegenüberliegenden Endbereich der zylindrischen Hülsenein heit, also der anderen Stirnseite, angeordnet und geht an einer Seite in die Stirnseite der Hülseneinheit über, an der anderen Seite in die innere Mantel fläche, ist also ebenfalls an der inneren Mantelfläche angeordnet. Das oder die Sacklöcher können auch mit (d.h. hier unter Zuhilfenahme von) einem durchgehenden Loch (beispielsweise einer durchgehenden Bohrung) gebildet werden, in welchem die Abdichteinheit als separate Einheit angeordnet ist. Erst mit dem Einbau der separaten Abdichteinheit entsteht dann das oder die entsprechenden Sacklöcher. Ein Sackloch kann also im Rahmen der vorliegen den Offenbarung auch ein gewöhnliches durchgängiges Loch, welches in ei- nem End- oder Mittelabschnitt (durch die Abdichteinheit) geschlossen wird, bezeichnen.

Das hat den Vorteil, dass der Platzbedarf der Statorvorrichtung in axialer Rich tung verringert wird, da die Abdichteinheit und somit die hermetische Durch führung nicht in axialer Verlängerung des Stators realisiert ist, sondern im Inneren der Hülseneinheit, was Platz spart. Überdies werden so Dichtflächen zwischen dem evakuierten Bereich und der atmosphärischen Umgebung über flüssig gemacht, da die zylindrische Hülseneinheit ohnehin gegenüber der Umgebung abgedichtet werden muss, was nun mit der Abdichtung für die hermetische Durchführung zusammenfällt.

Entsprechend ist in einer vorteilhaften Ausführungsform vorgesehen, dass die Abdichteinheit zumindest teilweise, also teilweise odervollständig, in dem Zylinder-Innenraum angeordnet ist. Der Zylinder-Innenraum verläuft entlang einer Zentralachse der zylindrischen Hülseneinheit, wobei die Zentralachse sowohl durch den Zylinder-Innenraum verlaufen kann als auch seitlich an dem Zylinder-Innenraum vorbeilaufen kann. Die Zentralachse der zylindrischen Hülseneinheit kann eine zentrale Rotationsachse für einen Rotor der elektri schen Maschine sein. Der Zylinder-Innenraum kann insbesondere parallel o- der im Wesentlichen parallel zu der Zentralachse verlaufen. „Im Wesentli chen" kann hier „bis auf eine vorgegebene Abweichung" bezeichnen, wobei die Abweichung beispielsweise 1°, 15° oder 30° betragen kann. Insbesondere kann die Abdichteinheit derart angeordnet sein, dass jeweilige Anschlussele mente der vakuumseitigen Motorphasen-Anschlusskabel, also kabelseitige Anschlusselemente, und/oder jeweilige Anschlusselemente für die vakuum seitigen Motorphasenanschlusskabel, also abdichteinheitsseitige Anschlus selemente, ebenfalls (bevorzugt vollständig) im Zylinder-Innenraum der zy lindrischen Hülseneinheit angeordnet sind. Das hat den Vorteil, dass die jewei ligen Anschlusselemente nicht aus der zylindrischen Hülseneinheit herausra gen, also einerseits sicherstellen, dass der axiale Platzbedarf der Statorvor richtung minimiert ist, andererseits auch die elektrische Abschirmung der Mo torphasen-Anschlusskabel durch die Hülseneinheit optimieren.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Abdichteinheit zumindest teilweise, also teilweise oder insgesamt einstü- ckig mit der Hülseneinheit oder zumindest einem Teil der Hülseneinheit, bei spielsweise einer Unter-Einheit der Hülseneinheit, ausgebildet ist. Das hat den Vorteil, dass wiederum Dichtflächen zwischen evakuiertem Bereich und At mosphärendruck eingespart werden.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Hül seneinheit zumindest einen Fluidkanal zum Durchleiten eines Kühlfluids durch die Hülseneinheit aufweist. Dies ist insofern besonders vorteilhaft, als das so zusätzlich zur Blechungseinheit auch die wärmeerzeugenden Motorphasen- Anschlusskabel aktiv gekühlt werden.

Dabei ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass der Fluidkanal ausschließlich Dichtungselemente, mit denen er gegenüber einem Außenraum abgedichtet ist, aufweist, welche bei bestimmungsgemäßem Gebrauch der Statorvorrich tung nicht an einen evakuierten Umgebungsbereich im Schwungmassenspei cher, beispielsweise ein Vakuum des Schwungmassenspeichers, angrenzen. Damit wird konstruktiv verhindert, dass bei einem unvorhergesehenen Be triebszustand, insbesondere bei einem Versagen der Dichtungselemente, das Kühlfluid in den evakuierten Bereich des Schwungmassenspeichers einströmt. Dadurch kann auch hier Bauraum gespart werden, da die entsprechenden Dichtungselemente einfacher ausgeführt werden können.

In einer vorteilhaften Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass der Fluid kanal Sacklöcher, insbesondere Sackbohrungen aufweist, welche fluidisch miteinander gekoppelt sind. Insbesondere kann der Fluidkanal zumindest ab schnittsweise, bevorzugt in einem zusammenhängenden Abschnitt, aus den Sacklöchern bestehen. Die Sacklöcher erstrecken sich dabei bevorzugt von einer Seite, beispielsweise einer (ersten) Stirnseite der Hülseneinheit, in den Körper der Hülseneinheit, welche Seite bei bestimmungsgemäßem Gebrauch der Statorvorrichtung und damit im Betrieb des Schwungmassenspeichers an einen Umgebungsbereich mit Atmosphärendruck oder einem weniger ausge prägten Vakuum als der Umgebungsbereich mit der Rotoreinheit der elektri schen Maschine und/oder des Schwungmassenspeichers angrenzt. Die Sacklö cher verlaufen dabei bevorzugt zumindest teilweise quer, also nicht parallel, zueinander, d.h. derart, dass sie an einem jeweiligen Endbereich ein anderes Sackloch treffen und dort in dieses übergehen. Insbesondere kann dabei jedes Sackloch parallel zu zumindest einem übernächsten Nachbarn verlaufen. Be sonders bevorzugt gehen die Sacklöcher auch in einem an die (erste) Stirnsei te angrenzenden Anfangsbereich ineinander über, so dass mit einem Abdich ten der (ersten) Stirnseite durch entsprechende Dichtungselemente die jewei ligen Anfangsbereiche der Sacklöcher gegenüber der Umgebung (dem Au ßenbereich des Fluidkanals) abgedichtet werden können ohne dabei gegen über dem anderen Sackloch abgedichtet zu werden. So kann ein fortlaufender Fluidkanal, welcher aus den Sacklöchern besteht, erzeugt werden. Das hat den Vorteil, dass lediglich auf einer Seite, der ersten Stirnseite der zylindrischen Hülseneinheit, Dichtungen vorgesehen sein müssen, und somit besonders leicht verhindert werden kann, dass Dichtflächen des Fluidkanals an ein Vaku um des Schwungmassenspeichers angrenzen. Damit werden an die Dichtele mente weniger Anforderungen gestellt als an Dichtelemente, welche einen Fluidkanal gegenüber einem evakuierten Bereich abdichten müssen.

Es kann also vorgesehen sein, dass die Sacklöcher sich ausgehend von der ersten Stirnseite, einer umgebungsseitigen Stirnseite, der zylindrischen Hülse neinheit in den zylindrischen Körper der zylindrischen Hülseneinheit hinein erstrecken und im Bereich der ersten Stirnseite und einer der ersten Stirnseite axial gegenüberliegenden zweiten Stirnseite, einer vakuumseitigen Stirnseite, fluidisch miteinander gekoppelt sind, insbesondere an der ersten Stirnseite zumindest teilweise, bevorzugt alle Sacklöcher bis auf zwei Sacklöcher, welche als Anschlüsse des Fluidkanals dienen, jeweilige Dichtelemente aufweisen, welche den Fluidkanal gegenüber einem Umgebungsbereich mit Atmosphä rendruck oder zumindest mit einem weniger ausgeprägten Vakuum als der evakuierte Bereich mit der Rotoreinheit des Schwungmassenspeichers abdich ten. Die fluidische Kopplung kann durch ein ineinander Übergehen der Sacklö cher in den entsprechenden Anfangs- bzw. Endbereichen der Sacklöcher er zeugt werden. In einem zwischen dem Anfangs- und Endbereich liegenden Mittelbereich liegt hingegen zwischen den unterschiedlichen Sacklöchern be vorzugt keine direkte fluidische Kopplung vor, d.h. dort gehen diese bevorzugt nicht ineinander über. Das hat den Vorteil, dass auf einfache fertigungstechni sche Weise erreicht wird, dass der Fluidkanal keine Dichtfläche gegenüber dem evakuierten Bereich aufweist, und überdies durch die Sacklöcher auch eine äußerst platzsparende Kühlung realisiert wird. In einer anderen vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass im Zylin- der-lnnenraum der Hülseneinheit eine Abschirmeinheit an den umgebungs seitigen Motorphasen-Anschlusskabel angeordnet ist, welche elektrisch mit einer elektrischen Schirmung der umgebungsseitigen Motorphasen- Anschlusskabel gekoppelt ist und/oder die Abdichteinheit vor einem mechani schen Kontakt an deren umgebungsseitiger Seite schützt. Das hat den Vorteil, dass die elektromagnetische Verträglichkeit gewährleistet ist und die Hülsen einheit als Schirmauflage genutzt werden kann, wobei die somit realisierte Mehrfachfunktion der Hülseneinheit wiederum Bauraum spart.

Ein weiterer Aspekt trifft auch eine elektrische Maschine, insbesondere eine elektrische Maschine einer Motor-Generator-Einheit, für einen Schwungmas senspeicher, mit einer Statorvorrichtung nach einer der beschriebenen Aus führungsformen. Die elektrische Maschine weist auch eine entsprechende Rotorvorrichtung mit einem Rotor auf. Ein Aspekt ist entsprechend auch ein Schwungmassenspeicher mit einer solchen elektrischen Maschine.

Ein weiterer Aspekt betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Statorvorrich tung für eine elektrische Maschine eines Schwungmassenspeichers, wobei die Statorvorrichtung eine Blechungseinheit mit einer Wicklung und zumindest zwei an die Wicklung angeschlossene vakuumseitigen Motorphasen- Anschlusskabel aufweist, sowie eine zylindrische Hülseneinheit, an deren äu ßeren Mantelfläche die Blechungseinheit angeordnet ist. Das Verfahren weist zumindest den Verfahrensschritt eines Bohrens zumindest eines Sackloches entlang einer Zentralachse einer Zylindereinheit in die Zylindereinheit auf derart, dass ein Boden des Sackloches bei Verwenden der Zylindereinheit als zylindrische Hülseneinheit als Teil einer Abdichteinheit (oder als die Abdicht einheit), welche ausgebildet ist, die vakuumseitigen Motorphasen- Anschlusskabel jeweils vakuumdicht an ein jeweiliges umgebungsseitiges Mo torphasen-Anschlusskabel anzuschließen, nutzbar ist. Die Sackloch-Innenwand bildet somit einen Abschnitt einer inneren Mantelfläche oder die innere Man telfläche der Hülseneinheit, und die Abdichteinheit mit dem Boden des Sack lochs ist an der inneren Mantelfläche, sprich somit der restlichen Sacklochin nenwand, angeordnet. Alternativ zum Bohren kann das Sackloch beziehungs weise können die Sacklöcher auch mit anderen Verfahren erzeugt werden, beispielsweise mit einem Durchbohren und nachträglichem Einsetzen der Ab- dichteinheit oder dem Verwenden eines Hohlpressprofils für die Hülsenein heit, ebenfalls mit einem nachträglichen Einsetzen der Abdichteinheit. Insge samt betrifft der Aspekt also jegliches Herstellungsverfahren für eine der be schriebenen Ausführungsformen der Statorvorrichtung.

Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen des Verfahrens entsprechen hier Vorteilen und vorteilhaften Ausführungsformen der beschriebenen Statorvor richtung und umgekehrt.

Die vorstehend in der Beschreibung, auch im einleitenden Teil, 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. Es sind somit auch Ausführungen von der Erfindung als umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt und erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind. Es sind auch Ausführungen und Merkmalskombinationen als offenbart anzusehen, die somit nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten unabhängigen Anspruchs aufweisen. Es sind darüber hinaus Ausführungen und Merkmalskombinationen, insbesondere durch die oben dargelegten Ausführungen, als offenbart anzusehen, die über die in den Rückbezügen der Ansprüche dargelegten Merkmalskombinationen hinausgehen oder von diesen abweichen.

Anhand der nachfolgenden Figuren soll der erfindungsgemäße Gegenstand näher erläutert werden, ohne diesen auf die hier gezeigten spezifischen Aus führungsformen einschränken zu wollen.

Dabei zeigt:

Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung durch eine beispielhafte Aus führungsform einer Statorvorrichtung; und

Fig. 2 eine Schnittansicht durch die abgewickelte Hülseneinheit von Fig. 1. Gleiche und funktionsgleiche Elemente werden dabei in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

In Fig. 1 ist eine schematische Schnittdarstellung einer beispielhaften Ausfüh rungsform einer Statorvorrichtung in einer x-y-Ebene gezeigt. Die Statorvor richtung 1 ist für eine elektrische Maschine eines Schwungmassenspeichers bestimmt. Sie weist eine Blechungseinheit 2 sowie eine zylindrische Hülsen einheit 3 auf. Die Blechungseinheit 2 umfasst ein Blechpaket 4 mit einer Viel zahl von Blechen 4i sowie einer Wicklung und den Wickelköpfen 5 mit zumin dest zwei an die Wicklung angeschlossenen vakuumseitigen Motorphasen- Anschlusskabeln 6. Die Blechungseinheit 2 ist an einer von einer zentralen Achse A abgewandten äußeren Mantelfläche 3a der zylindrischen Hülsenein heit 3 angeordnet.

Die Statorvorrichtung 1 umfasst auch eine Abdichteinheit 7, welche an einer der zentralen Achse A zugewandten inneren Mantelfläche 3b der Hülsenein heit 3 angeordnet ist, und welche ausgebildet ist, die vakuumseitigen Motor- phasen-Anschlusskabel 6 jeweils vakuumdicht an ein jeweiliges zugeordnetes umgebungsseitiges Motorphasen-Anschlusskabel 6' anzuschließen.

Die Statorvorrichtung 1 ist somit teilweise von einem im Betrieb des Schwungmassenspeichers evakuierten Umgebungsbereich U umgeben, grenzt aber vorliegend mit zumindest einem Teil der inneren Mantelfläche 3b an einen Umgebungsbereich U' an, in welcher ein im Vergleich zum evakuierten Umgebungsbereich U höherer Druck vorliegt, typischerweise der gewöhnliche Atmosphärendruck. Die Abdichteinheit 7 grenzt dabei vakuumseitig an die Umgebung U und atmosphärenseitig an die Umgebung U' an.

In der gezeigten Ausführungsform ist die Abdichteinheit 7 vollständig in einem Zylinder-Innenraum 8 der zylindrischen Hülseneinheit 3 angeordnet, vorlie gend derart, dass jeweilige Anschlusselemente 7i der Motorphasen- Anschlusskabel 6, 6' bzw. für die Motorphasen-Anschlusskabel 6, 6' ebenfalls im Zylinder-Innenraum 8 der zylindrischen Hülseneinheit 3 angeordnet sind. Durch den Zylinder-Innenraum 8 verläuft vorliegend auch die Zentralachse A der zylindrischen Hülseneinheit 3, welche auch eine axiale Richtung der Statorvorrichtung 1 und damit der elektrischen Maschine sowie vorliegend auch des Schwungmassenspeichers bestimmt. Alternativ kann der Zylinder- Innenraum 8 auch außermittig angeordnet sein, sodass beispielsweise die Zentralachse A nicht durch ihn verläuft.

Die Statorvorrichtung 1 ist vorliegend über einen Flansch 3x der Hülseneinheit 3 an einer externen Struktur 10 befestigt. Im Bereich des Flansches 3x ist an einer umgebungsseitigen, bevorzugt also atmosphärendruckseitigen, ersten Stirnseite 3c der Hülseneinheit 3 hier auch ein Anschluss 11a für einen Fluid kanal 11 (Fig. 2) angeordnet. Im gezeigten Beispiel ist im Zylinder-Innenraum 8 auch eine Abschirmeinheit 12 angebracht, welche vorliegend nicht nur an den umgebungsseitigen Motorphasen-Anschlusskabeln 6', sondern auch an der inneren Mantelfläche 3b angeordnet ist. Überdies dient die Abschirmeinheit 12 vorliegend auch als Schirmauflage und ist entsprechend mit einer elektri schen Abschirmung 13 der umgebungsseitigen Motorphasen-Anschlusskabel 6' elektrisch gekoppelt.

In Fig. 2 ist eine Schnittdarstellung durch den abgewickelten, also in eine zweidimensionale Form überführten Mantel der Hülseneinheit 3 dargestellt. Der Fluidkanal 11 wird dabei vorliegend im Körper der Hülseneinheit 3 voll ständig durch Sacklöcher lli, llj gebildet, welche hier als Sackbohrungen ausgeführt sind. Zu diesem Zweck sind die Sacklöcher lli, llj derart ausge führt, dass jeweils nächste Nachbarn quer, also nicht parallel, übernächste Nachbarn jedoch parallel verlaufen und dabei in jeweils zugeordneten An fangsbereichen ll(i-l)c, llic, lljc, ll(j+l)c, welche der ersten (umgebungs seitigen oder atmosphärenseitigen) Stirnseite 3c der Hülseneinheit 3 zuge ordnet sind, und in Endbereichen llid, lljd, welche sich im Bereich der (va kuumseitigen) zweiten Stirnseite 3d der Hülseneinheit 3 befinden, ineinander übergehen. Konkret geht so das Sackloch ll(i-l) an dem Anfangsbereich ll(i- l)c in den Anfangsbereich llic des nächsten Sacklochs lli über. Der Anfangs bereich eines jeweiligen Sacklochs lli, llj ist dabei vorliegend der Bereich, an welchem das Sackloch lli, llj sich zum Umgebungsbereich U' hin öffnet. Der Endbereich llid des Sacklochs i geht dann in der Nähe der vakuumseitigen Stirnseite 3d in den Endbereich lljd des nächsten Sacklochs llj über. Der Endbereich llid, lljd ist dabei der Bereich, in welchem sich ein jeweiliger Boden des zugehörigen Sacklochs lli, llj befindet. Der Anfangsbereich lljc des Fluidkanals llj geht dann im Bereich der Stirnseite 3c wieder in den An fangsbereich des nächsten Sacklochs ll(j+l)c über und so weiter. Da nächst benachbarte Sacklöcher lli, llj in zumindest einer Ebene gegeneinander ver kippt sind, vorliegend jeweils die übernächsten Sacklöcher ll(i-l), llj sowie lli, ll(j+l) in zumindest einer Ebene parallel zueinander verlaufen, ergibt sich so nach einem Abdichten aller Anfangsbereiche ll(i-l)c, llic, lljc, ll(j+l)c durch entsprechende Dichtungselemente 14 ein durchgängiger Fluidkanal 11, welcher über zwei Anschlüsse 11a, 11b, d.h. zwei nicht abgedichtete Sacklö cher, mit einem Kühlfluid versorgt werden kann. Die beiden Sacklöcher, wel- che mit ihrem jeweiligen Anfangsbereich mit den Anschlüssen 11a, 11b ge koppelt sind, gehen dabei in ihrem Anfangsbereich nicht in ein anderes Sack loch über, sondern vorteilhafterweise ausschließlich in einen jeweils zugeord neten Endbereich.