Beschreibung Maschine mit einer in einem Wicklungsträger angeordneten kühlbaren Wicklung sowie mit einer Drehmoment übertragenden Einrichtung Die Erfindung bezieht sich auf eine Maschine mit einem um ei- ne Rotationsachse drehbar gelagerten Rotor, der ein Rotorau- ßengehäuse hat, das an Rotorwellenteilen befestigt ist und einen Wicklungsträger mit einer kühlbaren, insbesondere sup- raleitenden Wicklung umschließt. Der Rotor weist ferner Mit- tel zur Halterung des Wicklungsträgers innerhalb des Rotorau- ßengehäuses auf, die zumindest an einer Stirnseite eine Dreh- moment übertragende Einrichtung zwischen dem Wicklungsträger und dem zugeordneten Rotorwellenteil mit mindestens einem ro- tationssymmetrischen Verbundkörper aus einem mit Fasermateri- al verstärkten Kunststoff umfassen. Eine entsprechende Ma- schine geht aus der US 5,880, 547 A hervor.

Besondere Typen von elektrischen Maschinen, insbesondere Ge- neratoren oder Motoren, besitzen eine rotierende Feldwicklung und eine feststehende Ständerwicklung. Durch Verwendung von tiefgekühlten und insbesondere supraleitenden Leitern kann man dabei die Stromdichte und dadurch die spezifische Leis- tung der Maschine, d. h. die Leistung pro Kilogramm Eigenge- wicht, erhöhen und auch den Wirkungsgrad der Maschine stei- gern.

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 Vakuum mit einem Restgasdruck im Allgemeinen unter 10-3 mbar getrennt sind und wenn Verbin- dungsteile 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 rotiert der im Wesent- lichen kalte Rotor in einem Hochvakuum. Dabei wird die äußere Begrenzung des Hochvakuumraumes durch die Innen- bohrung des Ständers festgelegt. Eine solche Anordnung erfordert jedoch hochvakuumdichte Wellendichtungen zwi- schen dem Rotor und dem Ständer (vgl. z. B. DE 27 53 461 A).

Bei der aus der genannten US-A-Schrift entnehmbaren Maschine ist die erstgenannte Variante realisiert. Demnach befindet sich bei ihrem Rotor eine supraleitende Wicklung im Inneren eines Läuferkryostaten, der mit angebrachten Flanschwellen ein Außengehäuse des Rotors bildet. Für die Supraleiter der Wicklung ist eine Heliumkühlung vorgesehen. Demgegenüber be- findet sich die Außenkontur des Rotoraußengehäuses etwa auf Raumtemperatur und im Betrieb auch gegebenenfalls darüber.

Das Nutzdrehmoment der Maschine wird in der Rotorwicklung er- zeugt. Diese ist in einem kalten Wicklungsträger angeordnet, der seinerseits isoliert in dem als Kryostaten wirkenden Ro- toraußengehäuse aufgehängt bzw. gehaltert ist. Dabei muss diese Aufhängung bzw. Halterung auf der Antriebsseite des Ro- tors, die häufig auch als A-Seite der Maschine bezeichnet wird, stabil genug sein, um das Drehmoment von dem kalten Wicklungsträger auf einen antriebsseitigen, wärmeren Wellen- teil zu übertragen. Eine entsprechende, starre Verbindungs-

einrichtung zur Drehmomentübertragung muss daher verhältnis- mäßig massiv dimensioniert und kraftschlüssig mit dem Wick- lungsträger und dem antriebsseitigen Wellenteil verbunden sein. Dadurch bedingt kommt es zu einer unvermeidlichen Wär- meeinleitung in den kalten Bereich des Rotors. Häufig sieht man sich deshalb zu einer Kühlung der Drehmoment übertragen- den Verbindungseinrichtung veranlasst (vgl. z. B."Handbook of Applied Superconducitivity", Vol. 2 : Ed. : B. Seeber, Institute of Physics Publishing, Bristol (GB), 1998, Seiten 1497 bis 1499 und 1522 bis 1530). Zugleich übernimmt diese Verbin- dungseinrichtung auch die antriebsseitige Zentrierung des kalten Wicklungsträgers. Auf der gegenüberliegenden Rotorsei- te, die auch als Nichtantriebs-oder allgemein auch als B- Seite bezeichnet wird, an der für einen Betrieb der Maschine wichtige Verbindungen wie z. B. eine Kühlmittelzufuhr vorgese- hen sind, wird praktisch kein Drehmoment ausgeleitet. Daher ist hier im Wesentlichen nur die Funktion einer Zentrierung und thermischen Isolierung zu erfüllen. Darüber hinaus werden dort im Allgemeinen Maßnahmen zu einem Ausgleich der Schrump- fung des abgekühlten Wicklungsträgers eingeplant.

Zur Verminderung der Wärmeeinleitung in den gekühlten Supra- leitungsbereich des Rotors ist bei einer speziellen Ausfüh- rungsform der aus der genannten US-A-Schrift zu entnehmbaren Maschine vorgesehen, dass zumindest auf der Antriebsseite die Drehmoment übertragende Verbindungseinrichtung einen hohlzy- lindrischen Verbundkörper aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff aufweist. Dieser Hohlzylinder ist an seinen beiden axialen Seiten jeweils mit einem Befestigungsteil aus Stahl versehen, der mit dem Wicklungsträger bzw. der Antriebswelle kraftschlüssig verbunden ist. Die mechanische Verbindung zwi- schen dem Hohlzylinder aus Kunststoff und den Befestigungs- teilen aus Stahl muss eine hohe Uberlastfestigkeit und Dauer- festigkeit bei wechselnden Beanspruchungen gewährleisten, da beispielsweise beim Anlaufen oder bei verschiedenen Störfäl- len an solchen Motoren deutlich höhere Momente als im norma- len Betriebsfall auftreten, die nicht zu einer Schädigung der

Drehmoment übertragenden Einrichtung führen dürfen. Diesbe- zügliche Einzelheiten sind jedoch der US-A-Schrift nicht zu entnehmen.

Solche Einzelheiten sind in der US 6,129, 477 A angesprochen.

Hier wird eine Drehmomentübertragung über eine Verbindungs- einrichtung zwischen verschiedenen Teilen dieser Einrichtung aus Materialien mit unterschiedlichen Schermodulen an einer konisch verlaufenden Fläche ausgenutzt, wobei eine Verklebung dieser Teile an dieser Fläche vorgesehen ist. Ein erster Teil der Verbindungseinrichtung besteht dabei aus einem glasfaser- verstärkten Kunststoff, während ein zweiter aus Metall gefer- tigt ist. Auch hier hängt die Funktionsfähigkeit der Drehmo- mentübertragung im wesentlichem Maße von der Dauerhaftigkeit der Verklebung zwischen diesen Teilen ab.

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 (vgl. z. B.

WO 98/02953 A). Auch Maschinen von diesem Leitertyp erfordern auf Grund der Temperaturunterschiede zwischen der Betriebs- temperatur des Supraleitermaterials und der Außentemperatur des wärmeren Rotoraußengehäuses Maßnahmen zur Verminderung der Temperatureinleitung in den Supraleitungsbereich.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Maschine mit den eingangs genannten Merkmalen dahingehend auszugestalten, dass ihre Verbindungseinrichtung zur Drehmomentübertragung auf verhältnismäßig einfache Weise eine kraftschlüssige, eine hohe Dauer-und Uberlastfestigkeit gewährleistende Verbindung zwischen dem kalten Wicklungsträger und dem zugeordneten war-

men Rotorwellenteil ermöglicht und dabei Wärmeeinleitungsver- luste zum kalten Wicklungsträger begrenzt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des An- spruchs 1 gelöst. Dementsprechend soll bei der Maschine mit den eingangs genannten Merkmalen der Verbundkörper der Dreh- moment übertragenden Einrichtung einstückig Seitenteile und einen dazwischen liegenden Mittelteil enthalten, wobei die Seitenteile zumindest in einem Teilabschnitt sich trichter- förmig nach außen hin erweiternd und der Mittelteil hohlzy- linderförmig ausgebildet sind und wobei die Seitenteile zu- mindest in einem Teilabschnitt in Umfangsrichtung gesehen ei- ne Wellenform aufweisen, während der Mittelteil zumindest weitgehend ungewellt ist. Dabei soll der Verbundkörper an seinen Seitenteilen mit flanschartigen Befestigungsteilen aus Metall form-und kraftschlüssig verbunden sein, indem wenigs- tens jeder Seitenteil des Verbundkörpers mittels eines mit dem jeweiligen Befestigungsteil kraftschlüssig zu verbinden- den Pressringkörpers mit formmäßig angepasst Pressfläche an eine formmäßig angepasste Gegenfläche zu pressen ist, wobei der Mittelteil des Verbundkörpers zumindest ein Stück weit freizulassen ist.

Die mit dieser Ausgestaltung der Maschine verbundenen Vortei- le sind darin zu sehen, dass durch die besondere Ausgestal- tung des rotationssymmetrischen Faserverbundkörpers zumindest im Bereich seiner stirnseitigen Seitenteile und wegen der entsprechenden Gestaltung der flanschartigen Befestigungstei- le im Verbindungsbereich mit diesen Seitenteilen eine gute form-und kraftschlüssige Verbindung zwischen dem schlecht- wärmeleitenden Teil des Verbundkörpers und den Metallteilen des Wicklungsträgers erreicht wird. Dabei werden vorteilhaft im Verbindungsbereich zwischen Kunststoff und Metall, der an- sonsten eine Schwachstelle der Drehmomentübertragung dar- stellt, Probleme einer Scherfestigkeit insbesondere bezüglich Überlast und im Dauerbetrieb umgangen, indem das Moment nun- mehr an den formschlüssig aneinanderliegenden Teilen mit an-

gepasster Wellung in erster Linie durch Druck bzw. Presskraft und weniger durch Scherung übertragen wird.

Gegebenenfalls kann noch zur Verbesserung der Kraftübertra- gung der Faserverbundkörper vor der Montage mit einem geeig- neten Klebeharz, das gefüllt oder ungefüllt sein kann, insbe- sondere an den gewellten Flächen bestrichen werden, um bei der Verpressung keine Hohlräume entstehen zu lassen. Mit ei- ner solchen Verpressung und der angepassten Wellung wird nicht nur ein Verrutschen des Faserverbundkörpers bezüglich der Befestigungsteile verhindert ; vielmehr wird dadurch auch im Verbindungsbereich"Metall-Kunststoff"die Kraftübertra- gung mittels Druckkräften statt durch Scherkräfte verbessert.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Maschine gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor.

So wird insbesondere eine über den Umfang gleichmäßig ver- teilte Wellenform der Seitenteile vorgesehen. Dabei kann vor- zugsweise die Wellenform sinusartig oder kreisbogenartig sein. Mit einer solchen Ausgestaltung der Seitenteile sowie der an ihnen formschlüssig anliegenden Flächen der Pressring- körper und der Befestigungselemente ist eine besonders gleichmäßige Kraftübertragung zwischen diesen Teilen zu ge- währleisten. Die Wellung der Seitenteile braucht dabei je- weils nur in einem Teilabschnitt realisiert zu sein.

Als besonders vorteilhaft ist es anzusehen, wenn der Mittel- teil des Faserverbundkörpers in seitlichen Übergangsbereichen zu dem jeweiligen Seitenteil von dem jeweiligen Pressringkör- per form-und kraftschlüssig gegen einen entsprechenden Teil der jeweiligen Gegenfläche zu pressen ist. Auf diese Weise ist eine besondere Belastung der Übergangsbereiche zwischen den gewellten Seitenteilen und dem ungewellten Mittelteil zu vermeiden. Die ungewellte Ausbildung des verbleibenden Mit- telteils hilft dabei vorteilhaft die Gefahr einer Ausbeulung dieses Teils zu vermindern.

Ferner ist es besonders günstig, wenn sich zumindest der grö- ßere Teil (d. h. mehr als die Hälfte) der Fasern des Faserma- terials ununterbrochen zumindest über den Ubergangsbereich zwischen dem Mittelteil des Verbundkörpers und dem jeweiligen Seitenteil erstreckt. Denn über diese Bereiche durchgehende Fasern tragen zu einer hohen kräftemäßigen Belastbarkeit die- ser an sich kritischen Bereiche bei. Als Fasern kommen be- kannte Fasermaterialien, insbesondere Glasfasern oder Kohlen- stofffasern, in Frage.

Zur Verbesserung des Kraftschlusses und zu einer guten Dreh- momentübertragung zwischen den flanschartigen Befestigungs- elementen und dem Wicklungsträger bzw. dem antriebsseitigen Gehäuse-oder Rotorwellenteil sind vorteilhaft die Befesti- gungselemente mit einer stirnseitigen Verzahnung versehen, die in eine entsprechende Verzahnung des jeweiligen Gegen- stücks eingreift. Die Verzahnung kann dabei in sich selbst sichernder Weise ausgebildet sein. Entsprechende Verzahnungen sind an sich bekannt.

Für die Leiter der zu kühlenden Wicklung kann entweder metal- lisches Niedrig-Tc-Supraleitermaterial oder insbesondere me- talloxidisches Hoch-Tc-Supraleitermaterial in Frage kommen.

Durch die Verwendung des letztgenannten Materials wird die Kühltechnik vereinfacht.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Maschine sind Gegenstand der restlichen, vorstehend nicht an- gesprochenen Unteransprüche.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Maschine nach der Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnung noch weiter erläutert. Dabei zeigen jeweils schematisch deren Figur 1 eine mögliche Ausführungsform der Maschine in einem Längsschnitt,

deren Figur 2 eine erste spezielle Ausgestaltung einer Dreh- moment übertragenden Verbindungseinrichtung dieser Ma- schine in einem Längsschnitt, deren Figur 3 eine Aufsicht auf einen Querschnitt dieser Verbindungseinrichtung nach Figur 2, deren Figur 4 den Faserverbundkörper dieser Verbindungsein- richtung in einem Längsschnitt, deren Figur 5 einen Querschnitt dieses Faserverbundkörpers im Bereich eines Seitenteils, deren Figuren 6 und 7 einen Längsschnitt bzw. einen Quer- schnitt durch eine weitere Ausführungsform einer Drehmo- ment übertragenden Verbindungseinrichtung in den Figuren 2 und 3 entsprechender Darstellung sowie deren Figur 8 eine Frontansicht auf ein flanschartiges Be- festigungselement der Verbindungseinrichtung nach Figur 2.

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-Eirichtungen wie z. B. Bohrplattformen möglich. Die erfindungsgemäße Maschine umfasst eine rotieren- de, normalleitende oder supraleitende Rotorwicklung, die prinzipiell eine Verwendung von metallischem Niedrig-Tc- Supraleitermaterial oder insbesondere oxidischem Hoch-Tc- Supraleitermaterial gestattet. Die Wicklung kann aus einer Spule oder einem System von Spulen in zwei-, vier-oder sons- tigen mehrpoligen Anordnung bestehen. Der prinzipielle Aufbau einer solchen Synchronmaschine geht aus Figur 1 hervor, wobei von bekannten Ausführungsformen solcher Maschinen ausgegangen wird (vgl. die genannten Veröffentlichungen).

Die allgemein mit 2 bezeichnete Maschine umfasst ein festste- hendes, auf Raumtemperatur befindliches Maschinenaußengehäuse 3 mit einer Ständerwicklung 4 darin. Innerhalb dieses Außen- gehäuses und von der Ständerwicklung 4 umschlossen ist ein Rotor 5 drehbar um eine Rotationsachse RA in Lagern 6a und 6b gehaltert. Hierzu weist der Rotor ein als Vakuumgefäß gestal- tetes Rotoraußengehäuse 7 auf, in dem ein Wicklungsträger 9 mit einer zu kühlenden, beispielsweise HTS-Wicklung 10 gehal- tert ist. Dieses Rotoraußengehäuse umfasst an seinen axial gegenüberliegenden (Stirn-) Seiten jeweils einen scheiben-o- der ringscheibenförmig gestalteten Gehäuseteil 7a bzw. 7b.

Jeder dieser Gehäuseteile ist mit einem axialen Rotorwellen- teil 5a bzw. 5b starr verbunden, wobei jedem Rotorwellenteil eines der Lager 6a bzw. 6b zugeordnet ist. Auf der sogenann- ten Antriebsseite A des Rotoraußengehäuses 7 ist eine starre, rotationssymmetrische Einrichtung 8a zwischen dem Wicklungs- träger und dem scheibenförmigen, mit dem Rotorwellenteil 5a fest verbundenen Gehäuseteil 7a vorgesehen. Über diese erfin- dungsgemäß gestaltete, nachfolgend als Verbindungseinrichtung 8a bezeichnete Einrichtung mit stirnseitigen flanschartigen Befestigungsteilen 12a und 12b sowie einem dazwischen verlau- fenden Faserverbundkörper 13 (vgl. insbesondere die Figuren 2 und 3) erfolgt insbesondere auch die Drehmomentübertragung.

Vorteilhaft besteht dieser Verbundkörper im Wesentlichen aus einem schlecht-wärmeleitenden Hohlzylinder, der aus einem mit Fasern wie beispielsweise Glasfasern verstärkten Kunststoff- material (sogenanntes"GFK"-Material) besteht. Dabei sind in an sich bekannter Weise die Fasern in das für sie als Matrix dienende, unter Festigkeitsgesichtspunkten ausgewählte Kunst- stoffmaterial vorzugsweise über die gesamte axiale Ausdehnung gelegt. Die Fasern verlaufen dabei im Kunststoffmaterial vor- teilhaft schräg bezüglich der Rotationsachse RA, also nicht parallel oder senkrecht dazu. Gegebenenfalls können sie sich auch in verschiedenen Lagen befinden, wobei ihre Winkel be- züglich der Achse auch unterschiedlich sein können. Das so gebildete Verbundmaterial gewährleistet dann eine für die Drehmomentübertragung hinreichend große mechanische Steifig-

keit und einem großen Schubmodul (G-Modul) bei gleichzeitig geringer Wärmeleitfähigkeit. Weitere Einzelheiten der Drehmo- ment übertragenden Verbindungseinrichtung sind insbesondere in den Figuren 2 bis 5 dargestellt.

Wie ferner aus Figur 1 hervorgeht, ist auf der der Antriebs- seite A gegenüberliegenden, nachfolgend mit B bezeichneten Nicht-Antriebsseite eine weitere Verbindungseinrichtung 8b zwischen dem Wicklungsträger 9 und dem seitlichen, scheiben- förmigen Gehäuseteil 7b des Rotoraußengehäuses 7 angeordnet.

Auf dieser Seite B erfolgt über den hohlzylindrisch ausge- führten Wellenteil 5b unter anderem eine Kühlmittelzufuhr zur Kühlung der insbesondere supraleitenden Wicklung 10 von au- ßerhalb der Maschine. Einzelheiten der Kühlmittelzufuhr und der Abdichtung sind bekannt. Auf eine detaillierte Darstel- lung dieser Teile wurde deshalb in der Figur verzichtet. Ein den Wicklungsträger 9 mit der zu kühlenden Wicklung 10 um- schließendes Vakuum ist mit V bezeichnet. Das Vakuum ist ins- besondere zwischen dem warmen Rotoraußengehäuse 7 und dem kalten Wicklungsträger 9 vorhanden. Auf die Darstellung wei- terer, bekannter Maßnahmen zu einer thermischen Isolation wie z. B. einer Superisolation wurde verzichtet.

Zur Verminderung einer Wärmeeinleitung von den auf Raumtempe- ratur befindlichen, somit wärmeren seitlichen Gehäuseteilen 7a und 7b des Rotoraußengehäuses in den auf Tieftemperatur befindlichen kalten Teil des Wicklungsträgers 9 und damit in die kalte Wicklung 10 kommen vorteilhaft Teile aus GFK in Frage. Eine spezielle Ausführungsform erfindungsgemäß gestal- teten Verbindungseinrichtung 8a auf der Antriebsseite A geht aus dem Längsschnitt der Figur 2 hervor. Die Verbindungsein- richtung 8b auf der Nicht-Antriebsseite B kann entsprechende Merkmale aufweisen. Letztere Einrichtung sollte darüber hin- aus so gestaltet sein, dass ein axialer Dehnungsausgleich auf Grund von Schrumpfungen der abgekühlten Rotorteile ermöglicht wird.

Neben der Forderung nach Minimierung der Wärmeübertragung müssen zwischen dem Faserverbundkörper 13 aus GFK und den flanschartigen Befestigungsteilen 12a und 12b aus Metall ins- besondere auch hohe Drehmomente der Maschine übertragen wer- den können. Hierzu setzt sich der rotationssymmetrisch ge- staltete, die Achse RA umschließende Faserverbundkörper 13 setzt sich aus zumindest aus drei Teilen zusammen, nämlich einem hohlzylinderförmigen Mittelteil 13c sowie zwei sich a- xial nach außen hin trichterförmig von Radius des Mittelteils auf größere Radien erweiternden Seitenteilen 13a und 13b (vgl. hierzu auch Figur 4). Dabei sollen diese Seitenteile in ihrem einzigen Teilabschnitt abweichend von einer glatten, ungewellten Trichterform jeweils so strukturiert sein, dass in Umfangsrichtung gesehen eine regelmäßige Wellung mit Erhe- bungen 17j und Vertiefungen 18j erhalten wird. Die Wellenform ist in der seitlichen Aufsicht auf den Querschnitt der Figur 3 und insbesondere aus dem Querschnitt der Figur 5 näher er- sichtlich. Eine solche Wellung kann vorzugsweise bei der Her- stellung des Faserverbundkörpers mittels entsprechender Form- gebungswerkzeuge im noch verformbaren Zustand eingeprägt wer- den, wobei vorteilhaft die Faserverstärkung nicht beschädigt wird und so die mechanische Stabilität des Verbundwerkstoffes erhalten bleibt. Der Faserverbundkörper 13 mit seinem Mittel- teil 13c und seinen stirnseitigen Seitenteilen 13a und 13b ist somit einstückig ausgebildet. Die für die Figuren zugrun- de gelegte Wellung der Seitenteile ist aus Gründen einer gu- ten Drehmomentübertragung vorzugsweise sinusförmig und insbe- sondere über den gesamten Umfang gleichmäßig verteilt. Gege- benenfalls können jedoch auch andere Wellenformen wie z. B.

Kreisbogenformen vorgesehen werden, und auch der Umfang braucht nur in einzelnen Bereichen mit einer solchen Wellung versehen zu werden. Demgegenüber soll der Mittelteil 13c zu- mindest weitgehend ungewellt sein.

Um einen Formschluss zwischen den so gewellten Seitenteilen 13a und 13b mit dem jeweiligen Befestigungsteil 12a bzw. 12b zu gewährleisten, sollen die Gegenflächen 14a und 14b des je-

weiligen Befestigungsteils eine an die Wellung des zugehören- den Seitenteils angepasste Wellung besitzen. Um einen festen Sitz der Seitenteile 13a und 13b auf diesen Gegenflächen 14a und 14b zu gewährleisten, ist, wie ferner aus Figur 2 er- sichtlich ist, jeweils ein Pressringkörper 15a bzw. 15b vor- gesehen. Diese Pressringkörper haben an ihren an dem jeweili- gen Seitenteil anliegenden Pressflächen 19a bzw. 19b eben- falls eine Wellung, die an die Wellung des jeweiligen Seiten- teils auf dessen der Gegenfläche abgewandter Seite angepasst ist. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 2 können die Presskörper 15a und 15b mittels Verschraubungen 20a und 20b so an den Befestigungsteilen 12a bzw. 12b angeschraubt wer- den, dass die Seitenteile unverrückbar auf die zugehörigen Gegenflächen kraftschlüssig gepresst werden. Zu einer besse- ren Kraftübertragung kann gegebenenfalls der Faserverbundkör- per 13 vor der Montage noch mit einem geeigneten, gefüllten oder ungefüllten Kleberharz an den Seitenteilen bestrichen werden, um so bei der Verpressung keine Hohlräume entstehen zu lassen. Wenn die Metalloberflächen der Befestigungsteile mit Trennmittel behandelt werden, kann vorteilhaft der Aufbau in einem Störungsfall des Faserverbundkörpers auch demontiert werden. Bei der erfindungsgemäßen Maschine wird also statt einer bisher üblichen, rein klassischen Verklebungstechnik bei der Metall-Faserverbundwerkstoff-Verbindung nunmehr eine form-und kraftschlüssige Verpressung vorgesehen.

Wie außerdem aus Figur 2 hervorgeht, umfassen die Befesti- gungselemente 12a und 12b und die Pressringkörper 15a und 15b nicht nur die Seitenteile 13a und 13b des Faserverbundkörpers 13, sondern ein Stück weit auch den Mittelteil 13c. Der frei- zuhaltende Abstand a insbesondere zwischen den Ringpresskör- pern 15a und 15b, d. h. ohne anliegende metallische Teile, ist dabei einerseits von Festigkeitsgesichtspunkten und anderer- seits unter dem Gesichtspunkt einer möglichst geringen Wärme- übertragung festgelegt. Auf diese Weise sind besondere kräf- temäßige Belastungen des Übergangsbereichs von den gewellten Seitenteilen auf den ungewellten Mittelteil zu verhindern.

Eine effektive Drehmomentübertragung zwischen den metalli- schen Befestigungsteilen 12a und 12b und dem nicht-me- tallischen Faserverbundkörper 13 ist so zu gewährleisten, oh- ne dass eine Gefahr von Beschädigungen der Verbindungsberei- che zwischen diesen Teilen bei auftretenden hohen Torsions- kräften besteht. Außerdem wird zugleich einer eventuellen Rissbildung an Kanten vorgebeugt.

Selbstverständlich sind auch andere Ausgestaltungen der Sei- tenteile 13a und 13b des Faserverbundkörpers 13 und damit der zugeordneten Gegenflächen des jeweiligen Befestigungselemen- tes 12a, 12b und der Pressringkörper 15a, 15b möglich, soweit in Umfangsrichtung gesehen und in dieser Richtung regelmäßig verteilt ineinander greifende Erhebungen und Vertiefungen der zu verbindenden Teile ein gegenseitiges Verdrehen in Umfangs- richtung ausschließen und die geforderte Drehmomentübertra- gung gewährleisten. Insbesondere mit der an Hand der Figuren 2 und 3 gezeigten Wellung sind diese Forderungen zu erfüllen.

Aber auch andere ineinander greifende Strukturen wie z. B.

Verzahnungen sind denkbar. Solche andere Strukturen sollen von der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Faserverbundkör- pers und der der zugeordneten Teile unter dem Begriff"Wel- lung" (bzw."gewellt") mit umfasst sein.

Die Figuren 6 und 7 zeigen im Längs-bzw. Querschnitt in den Figuren 2 und 3 entsprechender Darstellung ein weiteres Aus- führungsbeispiel eines solchen Faserverbundkörpers 23 in ei- ner Verbindungseinrichtung 21a. In Abweichung von der Verbin- dungseinrichtung 8a nach Figur 2 unterscheidet sich die Ein- richtung 21a im Wesentlichen durch eine besondere Gestalt ih- res Faserverbundkörpers 23 zwischen Befestigungsteilen 22a und 22b aus Metall. Wie der Faserverbundkörper 13 weist der Faserverbundkörper 23 einen rohrförmigen, ungewellten Mittel- teil 23c auf. Jedoch sind seine Seitenteile 23a und 23b be- sonders gestaltet. Diese setzen sich nämlich jeweils aus zwei Teilabschnitten 23al, 23a2 bzw. 23bzw zusammen, wobei die an den Mittelteil 23c angrenzenden Teilabschnitte 23al und

23bu jeweils sich trichterförmig nach außen hin erweiternd ausgebildet sind und die Teilabschnitte 23a2 und 23b2 hohlzy- linderförmige, sich achsenparallel nach außen erstreckende Endteile bilden. Zumindest einer der beiden Teilabschnitte jedes Seitenteils weist wiederum eine Wellung auf. So kann, wie für das Ausführungsbeispiel angenommen, z. B. nur für die Endteile 23a2 und 23b2 eine Wellenform vorgesehen werden. Es ist jedoch auch möglich, zusätzlich oder stattdessen eine Wellenform für die trichterförmigen Teilabschnitte 23al und 23bu gemäß Figur 2 einzuplanen. Zur Montage der Verbindungs- einrichtung 21a werden die gewellten Endteile 23a2 und 23b2 in entsprechend gefräste Nuten des jeweiligen flanschartigen Befestigungsteils 22a bzw. 22b eingefügt und liegen mit ihren trichterförmigen Teilabschnitten 23al und 23bu jeweils an ei- ner formmäßig angepassten Gegenfläche 26a bzw. 26b des zuge- hörenden Befestigungsteils an. Der Kraftschluss zwischen die- sen Teilen wird wiederum mittels Pressringkörpern 15a und 15b bewirkt, die über ihre Pressflächen 19a und 19b den Faserver- bundkörper 23 an die Gegenflächen 26a und 26b des jeweiligen Befestigungsteils 22a bzw. 22b pressen. Selbstverständlich können auch bei dieser Ausführungsform jeder Pressringkörper und die zugeordneten Gegenflächen ein Stück weit den rohrför- migen Mittelteil (ohne Wellung) mit erfassen.

Zur Übertragung der hohen Drehmomente zwischen den flanschar- tigen Befestigungsteilen 12a und 12b oder 22a und 22b einer- seits und dem Wicklungsträger 9 bzw. dem antriebsseitigen Ge- häuseteil 7a andererseits wird vorteilhaft der jeweilige flanschartige Befestigungsteil an dem Wicklungsträger 9 bzw. dem Gehäuseteil 7a nicht nur angeschraubt. Vielmehr kann, wie mit der Darstellung des für die Figur 8 ausgewählten Befesti- gungsteils 12a angedeutet ist, jeder Befestigungsteil vor- teilhaft eine stirnseitige, aus der Seitenaufsicht der Figur für ersichtliche Verzahnung 29 mit hervorstehenden Zähnen 29a und dazwischenliegenden, nutenartigen Zwischenräumen bzw.

Vertiefungen 29b aufweisen. Die Verzahnung lässt sich dabei in an sich bekannter Weise so ausbilden, dass eine kraft-

schlüssige, sich selbst zentrierende Verbindung erreicht wird, wobei das Moment auf einem relativ großen Radius wei- tergegeben werden kann. Die Gegenfläche des Wicklungsträgers 9 bzw. des Gehäuseteils 7a weist eine entsprechende Verzah- nung auf, wobei die Zähne 29a der Verzahnung 29 des flansch- artigen Befestigungsteils 12a in entsprechende Nuten in der Gegenfläche des Wicklungsträgers bzw. des Gehäuseteils ein- greifen. In der Figur sind außerdem noch Bohrungen 30i für eine Verschraubung des Befestigungsteils 12a an dem Wick- lungsträger 9 angedeutet.

Bei den vorstehend erläuterten Ausführungsbeispielen wurde davon ausgegangen, dass für die Faserverbundkörper 13 und 23 ein glasfaserverstärkter Kunststoff (GFK) verwendet wird.

Selbstverständlich sind auch mit anderen Fasern wie z. B. mit Kohlenstofffasern verstärkte Kunststoffe einsetzbar, sofern mit diesen Materialien die Drehmomentübertragung bei gleich- zeitig geringer Wärmeübertragung zu gewährleisten ist.

Darüber hinaus kann eine erfindungsgemäß ausgebildete Verbin- dungseinrichtung auch statt eines einzigen hohlzylindrischen Faserverbundkörpers mehrere, sich konzentrisch umschließende Verbundkörper aufweisen, denen gegebenenfalls auch eigene flanschartige, sich konzentrisch umschließende Befestigungs- teile zugeordnet sind.

Ferner wurde bei den in den Figuren dargestellten Ausfüh- rungsbeispielen davon ausgegangen, dass die Gegenflächen, an die der jeweilige Verbundkörper mittels mehrerer, gegebenen- falls auch nur durch ein einziges Bauteil gebildeten Press- ringkörpern gepresst wird, an dem jeweiligen Befestigungsteil ausgebildet sind. Selbstverständlich kann hierzu der jeweili- ge Befestigungsteil auch aus mehreren Körpern zusammengesetzt sein.