Beschreibung

Vergussverfahren sowie Vergussvorrichtung für eine innerhalb eines Rotorkörpers vorhandene Erregerschaltung

Die Erfindung betrifft ein Vergussverfahren sowie Vergussvorrichtung für eine innerhalb eines Rotorkörpers vorhandene ErregerSchaltung.

Elektrische Maschinen weisen als Teil ihres Rotors Erregerwicklungen auf. Supraleitende Maschinen weisen Erregerwicklungen auf, welche aus einem supraleitenden Material gefertigt sind. Insbesondere können supraleitende Maschinen Erregerwicklungen aufweisen, welche aus Hochtemperatursupralei- termaterial gefertigt sind.

Eine Erregerschaltung zur Erregung der Wicklungen einer e- lektrischen Maschine wird typischerweise innerhalb des Rotors der elektrischen Maschine angeordnet. Eine derartige Erreger- Schaltung weist unter anderem einen Wechselstromübertrager und einen Gleichrichter auf. Eine derartige Erregerschaltung geht beispielsweise aus der DE 10 2005 047 541 Al hervor.

Eine innerhalb des Rotors einer elektrischen Maschine ange- ordnete Erregerschaltung ist beim Betrieb der elektrischen

Maschine erheblichen mechanischen Belastungen ausgesetzt. Für eine zweipolige Synchronmaschine beträgt bei 60 Hz Netzfrequenz die synchrone Drehzahl 3600 U/min. Bei den typischen Gehäusegrößen derartiger Maschinen treten Zentripetalbe- schleunigungen von mehreren 1000 G auf, die durch die Rotation des Rotors entstehen, und auf die innerhalb des Rotors angeordnete Erregerschaltung wirken. Weiterhin ist die innerhalb des Rotors angeordnete Erregerschaltung im Rotor auftretenden Vibrationen ausgesetzt. Beim Betrieb einer elektri- sehen Maschine treten im Bereich des Rotors außerdem Staub (z.T. elektrisch leitfähiger Staub), Feuchtigkeit, extreme Temperaturen etc. auf, welche der Erregerschaltung schaden können. Eine Erregerschaltung weist zum Teil komplexe Schalt-

kreise auf, die insbesondere leistungselektronische Bauteile wie beispielsweise IGBTs, MOSFETs, Thyristoren, Leistungsdioden etc. aufweisen können. Derartige leistungselektronische Bauteile verursachen im Betrieb erhebliche Verlustwärmemen- gen, die aus dem Bereich der Erregerschaltung abgeführt werden müssen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Vergussverfahren sowie eine Vergussvorrichtung für eine innerhalb eines Rotorkörpers angeordnete Erregerschaltung anzugeben. Das erfindungsgemäße Vergussverfahren und die erfindungsgemäße Vergussvorrichtung sollen hinsichtlich der im Stand der Technik vorhandenen technischen Probleme verbessert sein. Insbesondere soll ein Vergussverfahren für eine Erregerschaltung ange- geben werden, welches einen mechanisch stabilen Verguss der Erregerschaltung innerhalb des Rotorkörpers erlaubt, wobei gleichzeitig eine gute thermische Ankopplung der Erregerschaltung an den Rotorkörper gewährleistet sein soll. Weiterhin soll insbesondere eine Vergussvorrichtung für ein solches Verfahren angegeben werden.

Verfahrensbezogen wird die Aufgabe mit den in Anspruch 1 angegebenen Maßnahmen gelöst. Demgemäß wird ein Vergussverfahren für eine innerhalb eines Vergussbereiches im Inneren ei- nes Rotorkörpers angeordnete Erregerschaltung angegeben. Der Vergussbereich ist am radial äußeren Rand von der Innenseite eines Mantels des Rotorkörpers oder unmittelbar mit dem Mantel des Rotorkörpers thermisch gekoppelten Bauteilen begrenzt. Weiterhin ist der Vergussbereich beidseitig in axia- ler Richtung von einer im Wesentlichen senkrecht zu einer Achse des Rotorkörpers orientierten Deckelplatte und einer Bodenplatte begrenzt. Die Erregerschaltung umfasst zumindest eine Platine mit auf der Platine vorhandenen elektrischen Bauteilen und am Rand der Platine angeordneten Kontakten. Das erfindungsgemäße Vergussverfahren weist zumindest die folgenden Schritte auf:

Arretieren der Erregerschaltung in dem Vergussbereich, so dass die Kontakte in einem Toleranzbereich um eine Zylindermantelfläche angeordnet sind, wobei die Zylindermantelfläche koaxial zu dem Rotorkörper orientiert ist.

Formschlüssiges Anpressen eines torusförmigen elastischen Ringes an diejenigen Kontaktflächen der Kontakte, deren Flächennormalen im Wesentlichen in Richtung der Achse orientiert sind. Weiterhin formschlüssiges Anpressen des torusförmigen zumindest an die Bodenplatte zum flüssigkeitsdichten Ab- schluss des Vergussraumes. Der torusförmige elastische Ring wird dabei derart zumindest gegen die Bodenplatte und die Kontaktflächen der Kontakte angepresst, so dass alle in dem Toleranzbereich liegenden Kontaktflächen zumindest teilweise mit dem torusförmigen elastischen Ring in Kontakt stehen.

Vergießen des Vergussraumes mit einer Vergussmasse.

Mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen sind insbesondere die folgenden Vorteile verbunden. Die vorgenannten Maßnahmen erlauben einen einfachen und hohlraumfreien Verguss einer Erregerschaltung im Inneren eines Rotorkörpers. Auf diese Weise kann vorteilhaft eine gute mechanische Halterung der Erregerschaltung innerhalb des Rotorkörpers erreicht werden. Weiter- hin kann mit den vorgenannten erfindungsgemäßen Maßnahmen eine gute thermische Ankopplung der Erregerschaltung an die Vergussmasse erreicht werden. Insbesondere können die elektrischen Bauteile der Erregerschaltung an die Vergussmasse angekoppelt werden. Durch eine Anordnung des Vergussbereiches im Randbereich des Rotors kann weiterhin vorteilhaft eine gute thermische Ankopplung der Vergussmasse und somit der elektrischen Bauteile der Erregerschaltung an den Rotormantel erreicht werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Vergussverfahrens gehen aus den von Anspruch 1 abhängigen Ansprüchen hervor. Dabei kann das Vergussverfahren nach Anspruch 1, insbesondere mit den Merkmalen eines oder auch mehrerer Unteran-

Sprüche kombiniert werden. Demgemäß kann das Vergussverfahren noch die folgenden Merkmale aufweisen:

Vor dem Vergießen des Vergussraumes kann ein Verdrängungs- körper in den Vergussraum eingebracht werden. Durch Einbringen eines Verdrängungskörpers in den Vergussraum kann Vergussmasse eingespart werden. Mittels eines Verdrängungskörpers kann weiterhin das Vergussvolumen reduziert werden. Ein verringertes Vergussvolumen und somit eine verringerte Vergussmasse führt zu einer Reduktion von im

Vergussbereich zwischen der Vergussmasse und Bauteilen der Erregerschaltung auftretenden mechanischen Spannungen. Die unterschiedlichen in einer Erregerschaltung verwendeten Materialien weisen typischerweise unterschiedliche Materi- alkennwerte, beispielsweise Ausdehnungskoeffizienten, auf. Eine Anpassung des Ausdehnungskoeffizienten der Vergussmasse an alle in der Erregerschaltung vorhandenen Materialien und deren Ausdehnungskoeffizienten ist nahezu unmöglich. Da sich die Ausdehnung proportional zur Masse des betreffenden Materials verhält, ist es vorteilhaft mittels eines Verdrängungskörpers Vergussmasse einzusparen und somit die von der Vergussmasse auf die Bauteile der Erregerschaltung wirkenden Kräfte infolge von thermischer Ausdehnung zu minimieren.

Der Verdrängungskörper kann vor dem Einbringen in den Vergussraum an eine Form der Platine und eine Form der auf der Platine vorhandenen elektrischen Bauteile angepasst werden. Durch eine Anpassung der Form des Verdrängungskör- pers an die Form der Platine und die auf der Platine vorhandenen Bauteile, kann weitere Vergussmasse eingespart werden, was zu weiteren Kostenvorteilen führt.

Der Vergussraum kann zum Aushärten der Vergussmasse er- hitzt werden. Eine thermische Aushärtung der Vergussmasse bietet den verfahrenstechnischen Vorteil einer schnellen Prozessführung und ist daher für den Verguss von Schaltun-

gen in einem Rotor besonders vorteilhaft.

Der Schritt des Vergießens kann nach einem Verfahren der folgenden Gruppe erfolgen: - Atmosphärenvergussverfahren,

- Vakuumvergussverfahren,

- Druckgelierverfahren,

- Spritzgussverfahren,

- Hotmeltverfahren . Die vorgenannten Verfahren sind zum Verguss von Erregerschaltungen in Rotoren besonders vorteilhaft.

Der Verguss der Erregerschaltung innerhalb des Vergussbereiches im Inneren eines Rotorkörpers kann mit einem Hyb- ridsystem aus einer Vergussmasse und einer Klebemasse erfolgen. Insbesondere kann der Verguss mit einem Reaktionsharzsystem auf Basis eines Materials oder mehrerer Materialien auswählbar aus der folgenden Gruppe erfolgen:

- Epoxidharz, - Polyurethan,

- Silikon,

- Polyesterharz,

- Polyimidharz oder

- Kohlenwasserstoffharz .

Der Verguss einer Erregerschaltung mit einem Reaktionsharzsystem aus Vergussmasse und Klebemasse, insbesondere auf der Basis eines vorgenannten Materials ist besonders vorteilhaft, da in einem solchen System mechanische Span- nungen aufgenommen werden können. Mechanische Spannungen können die Folge von thermischen Wechselbelastungen sein, wie sie in Rotoren auftreten können. Ein Verguss mit einem Reaktionsharzsystem weist außerdem eine hohe mechanische Festigkeit auf. In einem Rotor auftretende Zentripetalbe- schleunigungen und die daraus resultierenden Kräfte können von einem entsprechenden System ebenfalls aufgenommen werden .

Die Vergussmasse kann mit mindestens einem Material der folgen Materialgruppe versetzt werden. Die Materialgruppe umfasst Füllstoffe, Fasern, Gewebe, Hohlglaskugeln, Flakes und Gelege. Indem die Vergussmasse mit einem Material der vorgenannten Materialgruppe versetzt wird kann die Vergussmasse hinsichtlich ihrer mechanischen Festigkeit verbessert werden. Insbesondere kann die Vergussmasse hinsichtlich ihrer Belastbarkeit für Zentripetalbeschleunigungen verbessert werden.

Vorrichtungsbezogen wird die Aufgabe mit den in Anspruch 9 angegebenen Maßnahmen gelöst.

Demgemäß wird eine Vergussvorrichtung für eine innerhalb eines Vergussbereiches im Inneren eines Rotorkörpers angeordnete Erregerschaltung angegeben. Der Vergussbereich ist am radial äußeren Rand von der Innenseite eines Mantels des Rotorkörpers oder unmittelbar mit dem Mantel des Rotorkörpers thermisch verbundenen Bauteilen begrenzt. Weiterhin ist der Vergussbereich in axialer Richtung beidseitig von einer im Wesentlichen senkrecht zu der Achse des Rotorkörpers orientierten Deckelplatte und einer Bodenplatte begrenzt. Die Erregerschaltung umfasst zumindest eine Platine mit auf der Platine vorhandenen elektrischen Bauteilen. Kontakte, mit de- nen die Erregerschaltung kontaktiert werden kann, sind am

Rand der Platine angeordnet. Die Vergussvorrichtung umfasst weiterhin :

Eine Halterung zur Arretierung der Erregerschaltung in dem Vergussbereich, mit welcher die Erregerschaltung in dem Vergussbereich derart arretiert werden kann, so dass die Kontakte in einem Toleranzbereich um eine Zylindermantelfläche angeordnet sind. Die Zylindermantelfläche ist koaxial zu dem Rotorkörper orientiert. Die Vergussvorrichtung weist weiter- hin einen torusförmigen elastischen Ring auf, der an diejenigen Kontaktflächen der Kontakte, deren Flächennormale im Wesentlichen in Richtung der Achse orientiert ist, angepresst wird. Weiterhin wird der torusförmige elastische Ring zumin-

dest an die Bodenplatte zum flüssigkeitsdichten Abschluss des Vergussraumes angepresst. Der torusförmige elastische Ring wird weiterhin derart angepresst, so dass alle in dem Toleranzbereich liegenden Kontaktflächen zumindest teilweise mit dem torusförmigen elastischen Ring in Kontakt stehen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vergussvorrichtung gehen aus den von Anspruch 9 abhängigen Ansprüchen hervor. Dabei kann die erfindungsgemäße Vergussvorrich- tung mit den Merkmalen eines Unteranspruches, insbesondere mit den Merkmalen mehrerer Unteransprüche kombiniert werden. Demgemäß kann die Vergussvorrichtung noch die folgenden Merkmale aufweisen:

- Die Halterung für die elektrischen Bauteile der Erregerschaltung kann sich in Umfangsrichtung des Rotorkörpers auf dessen Innenseite erstrecken. Auf ihrer radial inneren Seite kann die Halterung Ausnehmungen oder Abplattungen zur formschlüssigen Aufnahme der elektrischen Bauteile aufwei- sen. Auf ihrer radial äußeren Seite kann die Halterung an die Form der Innenwandung des Rotorkörpers angepasst sein. Vorteilhaft können mit einer Halterung, die die zuvor beschriebenen Merkmale aufweist, die elektronischen Bauteile einer Erregerschaltung mechanisch stabil im Inneren des Ro- torkörpers gehalten werden.

- Die elektronischen Bauteile können Leistungshalbleiter sein. Eine mechanisch stabile Halterung ist für die Leistungshalbleiter einer Erregerschaltung besonders vorteil- haft.

- Die elektrischen Bauteile können Wärmeübergangsflächen aufweisen und die Wärmeübergangsflächen können großflächig in thermischem Kontakt mit den Ausnehmungen oder Abplattungen stehen. Die Ausnehmungen oder Abplattungen können derart ausgerichtet sein, dass ihre Flächennormalen im Wesentlichen in radialer Richtung weisen. Eine Halterung für die elektrischen Bauteile einer Erregerschaltung, welche groß-

flächig in Kontakt mit den Wärmeübergangsflächen der elektrischen Bauteile steht, wobei diese Wärmeübergangsflächen weiterhin mit ihren Flächennormalen im Wesentlichen in eine radiale Richtung weisen, gewährleistet zum einen eine gute thermische Ankopplung der elektrischen Bauteile an die HaI- terung und zum anderen eine gute mechanische Halterung insbesondere hinsichtlich der Aufnahme von Fliehkräften für die elektrischen Bauteile.

- Die elektrischen Bauteile können mit der Halterung verschraubt sein. Alternativ können die elektrischen Bauteile durch Klammern mit der Halterung verbunden sein. Eine Halterung der elektrischen Bauteile an der Halterung mittels einer Verschraubung oder durch Klammern ermöglicht eine einfache und schnelle Montage.

- Die Halterung kann aus gut wärmeleitfähigem Material, vorzugsweise aus Kupfer, sein. Ein gut wärmeleitfähiges Material, insbesondere Kupfer, ermöglicht eine gute thermische Ankopplung der elektrischen Bauteile an die Halterung und somit an den Rotorkörper. Vorteilhaft kann auf diese Weise die in den elektrischen Bauteilen entstehende Abwärme an den Rotorkörper abgeführt werden.

- Die Halterung kann in Umfangsrichtung des Rotors formschlüssig an die Innenseite des Rotors anschließen. Auf ihrer radial innen liegenden Seite kann die Halterung Ausnehmungen mit Wand- und Bodenflächen zur formschlüssigen Aufnahme der elektrischen Bauteile der Erregerschaltung auf- weisen. Die Flächennormalen der Bodenflächen können in

Richtung der Achse weisen. Eine wie zuvor beschriebene Halterung ermöglicht eine mechanisch besonders stabile Aufnahme der elektrischen Bauteile einer Erregerschaltung.

- Die Halterung kann zum überwiegenden Teil aus einem faserverstärkten Kunststoff, insbesondere aus einem glasfaserverstärkten, kohlenstofffaserverstärkten oder aramidfaser- verstärkten Kunststoff bestehen. Weiterhin kann die Halte-

rung aus einem Schaum bestehen oder einen Sandwichaufbau aufweisen. Die zuvor genannten Materialien weisen eine hohe Festigkeit bei einem geringen Gewicht auf, was für die HaI- terung elektronischer Bauteile einer Erregerschaltung in- nerhalb eines Rotors besonders vorteilhaft ist.

- Der torusförmige elastische Ring kann zum überwiegenden Teil aus Silikon bestehen. Eine Ausgestaltung des torusför- migen elastischen Ringes aus Silikon bietet den Vorteil, dass dieser elastisch ist und außerdem ein Anhaften der

Vergussmasse an den torusförmigen elastischen Ring vermieden werden kann.

- Die Kontakte können aus Kupfer bestehen. Kupfer bietet eine gute elektrische und thermische Leitfähigkeit und erlaubt es auf diese Weise elektrisch sichere Kontakte herzustellen .

- Die Vergussvorrichtung kann zumindest einen Verdrängungs- körper umfassen, der an die Form der Platine (n) und insbesondere an die Form der auf der/den Platine (n) vorhandenen elektrischen Bauteile angepasst ist. Dieser Verdrängungskörper kann weiterhin zum überwiegenden Teil aus glasfaserverstärktem Kunststoff bestehen. Ein Verdrängungskörper bietet den Vorteil, das Vergussmasse eingespart werden kann. Ein Verdrängungskörper, welcher zum überwiegenden Teil aus glasfaserverstärktem Kunststoff besteht, bietet weiterhin die Möglichkeit einer erheblichen Gewichtsreduzierung .

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Vergussverfahrens und der erfindungsgemäßen Vergussvorrichtung gehen aus den vorstehend nicht angesprochenen Ansprüchen sowie insbesondere aus der nachfolgend erläuterten Zeichnung hervor. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vergussvorrichtung sowie des erfindungsgemäßen Vergussverfahrens schematisch angedeutet.

Dabei zeigen deren

Figur 1 eine Querschnittsansicht einer Vergussvorrichtung für eine Erregerschaltung im Inneren eines Rotorkörpers,

Figur 2 eine Detailansicht einer Vergussvorrichtung, Figur 3 zwei Platinen einer Erregerschaltung in Perspektivansicht,

Figur 4 und 5 eine Halterung für die elektrischen Bauteile einer Erregerschaltung.

Sich in den Figuren entsprechende Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Nicht näher ausgeführte Teile sind allgemein bekannter Stand der Technik.

Figur 1 zeigt eine Vergussvorrichtung 100 für eine innerhalb eines Vergussbereiches 101 im Inneren eines Rotorkörpers angeordnete Erregerschaltung. Der Rotorkörper kann insbesondere im Wesentlichen rotationssymmetrisch zu einer Achse A ausgestaltet sein. Der Vergussbereich 101 erstreckt sich in Um- fangsrichtung im Randbereich des Rotorkörpers. Die Erreger- Schaltung besteht aus zumindest einer Platine 102 vorzugsweise aus mehreren Platinen 102, 102' und weiterhin vorzugsweise aus weiteren nicht auf der oder den Platine (n) angeordneten weiteren elektrischen Bauteilen 104. Im Folgenden sei exemplarisch lediglich auf den Fall eingegangen, in dem die Erre- gerschaltung lediglich eine Platine umfasst.

Auf der Platine 102 befinden sich am Rand der Platine 102 angeordnete Kontakte 103. Die Kontakte 103 sind an der Seite der Platine 102 angeordnet, welche in Richtung der Achse A weist. Weiterhin umfasst die Erregerschaltung auf der Platine 102 angeordnete elektrische Bauteile 104. Bei den elektrischen Bauteilen 104 kann es sich vorzugsweise um leistungselektronische Bauteile, wie beispielsweise IGBTs, MOSFETs, Thyristoren, Leistungsdioden etc. handeln.

Der Rotorkörper, welcher eine Deckelplatte 107 und eine Bodenplatt 108 aufweist, ist mittels Spannschrauben 105 gehaltert. Der Vergussbereich 101 wird an seinem radial äußeren

Rand vom Mantel des Rotorkörpers bzw. weiteren thermisch unmittelbar mit dem Mantel des Rotorkörpers verbundenen weiteren Bauteilen des Rotors 106, 106', 106'' begrenzt.

Die Platine 102 kann innerhalb des Vergussbereiches 101 mit allgemein technisch üblichen Maßnahmen arretiert werden. Weiterhin können die Platine 102 oder auch einzelne elektrische Bauteile 104 der Erregerschaltung mit einer besonderen Halte- rung arretiert sein. Die Platine 102 wird innerhalb des Ver- gussbereiches 101 derart arretiert, dass die Kontakte 103 in einem Toleranzbereich 109, welcher sich um eine Zylindermantelfläche 110 erstreckt, zu liegen kommen. Die Zylindermantelfläche 110 ist im Wesentlichen koaxial zu dem Rotorkörper, und somit im Wesentlichen koaxial zu der Achse A angeordnet. Entlang des Umfangs der Zylindermantelfläche 110 erstreckt sich in radialer Richtung zu beiden Seiten der Zylindermantelfläche 110 ein Toleranzbereich 109. Der Toleranzbereich 109 kann insbesondere eine vorgegebene radiale Breite aufweisen .

Vor dem Einfügen eines Dorns 111 in die Vergussvorrichtung 100 wird ein torusförmiger elastischer Ring 112 von Innen in die Vergussvorrichtung 100 eingelegt. Der Dorn 111 kann zylinderförmig oder auch konusförmig ausgestaltet sein. Der to- rusförmige elastische Ring 112 kann vorzugsweise einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweisen. Weiterhin wird der torusförmige elastische Ring 112 derart in die Vergussvorrichtung 100 eingelegt, dass der torusförmige elastische Ring 112 mittels des Dorns 111 an die Deckelplatte 107 und die Bodenplatte 108 derart angepresst wird, dass der Vergussbereich 101 flüssigkeitsdicht abgeschlossen ist. Alternativ kann der torusförmige elastische Ring 112 derart in die Vergussvorrichtung 100 eingelegt werden, dass dieser den Vergussbereich 101 an der Kontaktfläche zwischen der Bodenplatte 108 und dem torusförmigen elastischen Ring 112 flüssigkeitsdicht abschließt. Die Deckelplatte 107 kann in diesem Fall nach erfolgtem Verguss auf den Rotorkörper aufgesetzt werden, der eigentliche Verguss erfolgt als sogenannter offener Ver-

guss. Weiterhin wird der torusförmige elastische Ring 112 mittels des Dorns 111 derart eingepresst, dass die innerhalb des Toleranzbereiches 109 liegenden Kontaktflächen der Kontakte 103, deren Flächennormalen in Richtung der Achse A weist, in Kontakt mit dem torusförmigen elastischen Ring 112 stehen. Durch ein derartiges Anpressen des torusförmigen e- lastischen Rings 112 an die Kontaktflächen kann vermieden werden, dass bei späterem Einfüllen einer Vergussmasse in den Vergussbereich 101 diejenigen Flächen der Kontakte 103, deren Flächennormale in Richtung der Achse A zeigen, von Vergussmasse benetzt werden. Die Kontaktflächen der Kontakte 103 sind also nach dem Vergießen der Erregerschaltung frei von Vergussmasse, und können somit leicht kontaktiert werden.

Durch eine öffnung 113 in der Deckelplatte 107 der Vergussvorrichtung 100 kann Vergussmasse in den Vergussbereich 101 eingefüllt werden. Zum hohlraumfreien Verguss der Erregerschaltung, insbesondere der Platine 102 und der auf der Platine vorhandenen elektrischen Bauteile 104, werden die Plati- ne 102 und weitere elektrische Bauteile 104 derart in dem

Vergussbereich 101 angeordnet, dass die Vergussmasse die Platine 102 und die elektrischen Bauteile 104 an allen freiliegenden Flächen benetzen kann. Insbesondere kann die Platine 102 zu diesem Zweck Durchbrüche oder Bohrungen aufweisen oder derart in dem Vergussbereich 101 angeordnet sein, dass entsprechende Spalte zum Durchtritt der Vergussmasse vorhanden sind.

Die Kanten der zu vergießenden Bauteile können abgeschrägt, abgefast oder abgerundet sein. Weitere in den Vergussraum 101 hineinragende Rotorteile können ebenfalls abgeschrägt, abgefast oder abgerundet sein. So können bei Aushärten der Vergussmasse erhöhte Spannungen in diesen Bereichen vermieden werden .

Figur 2 zeigt eine Teilansicht einer Vergussvorrichtung 100. Die Vergussvorrichtung entspricht im Wesentlichen dem von der Achse A aus gesehen linken Teil der in Figur 1 dargestellten

Vergussvorrichtung 100. Zusätzlich zu der in Figur 1 gezeigten Vergussvorrichtung 100 weist die in Figur 2 gezeigte Vergussvorrichtung 100 einen Verdrängungskörper 201 auf, welcher innerhalb des Vergussraumes 101 angeordnet ist.

Der Verdrängungskörper 201 kann insbesondere aus glasfaserverstärktem Kunststoff gefertigt sein. Der Verdrängungskörper 201 kann weiterhin insbesondere an die Form der Platine 102 angepasst sein. Der Verdrängungskörper 201 kann weiterhin an die auf der Platine 102 vorhandenen Bauteile 104, sowie die

Kontakte 103 angepasst sein. Ebenfalls kann der Verdrängungskörper 201 an weitere elektrische Bauteile 103 der Erregerschaltung angepasst sein, die nicht auf der Platine 102 montiert sind. Eine Anpassung des Verdrängungskörpers 201 kann durch Abformen oder auch durch 3D-Abscannen erfolgen. Durch den Verdrängungskörper 201 kann Vergussmasse eingespart werden. Weiterhin kann der Verdrängungskörper 201 einen ähnlichen oder nahezu gleichen Ausdehnungskoeffizienten wie die Vergussmasse aufweisen. Auf diese Weise können infolge von Temperaturwechseln auftretende Spannungsrisse oder Wandablösungen verringert werden.

Figur 3 zeigt zwei Platinen 102, 102'' einer Erregerschaltung in Perspektivansicht. Aus Gründen der übersichtlichkeit sind die auf den Platinen 102, 102'' vorhandenen Bauteile nicht dargestellt. Die Platinen 102, 102'' sind im Wesentlichen planparallel zueinander angeordnet. Die in Figur 3 angezeigte Richtung R weist in Richtung der Achse A.

Bei einem Verguss der Platinen 102, 102'' sind auch nach dem Vergussvorgang die Kontaktflächen der Kontakte 103, deren Flächennormale in Richtung R weist, frei von Vergussmasse. Die Kontaktflächen sind somit von der Innenseite des Rotorkörpers aus zugänglich, und können beispielsweise mit einem Kontaktbalken 301, der vorzugsweise aus Kupfer gefertigt sein kann, kontaktiert werden.

Figur 4 zeigt eine Halterung 401 für die elektrischen Bauteile 104 einer Erregerschaltung. Die Halterung 401 ist auf ihrer radial äußeren Seite, also derjenigen Seite, welche dem Rotorkörper 105 zugewandt ist, an die Form des Rotorkörpers 105 angepasst. Die Halterung 401 kann ebenfalls im Wesentlichen formschlüssig an unmittelbar mit dem Rotorkörper 105 verbundene Teile 106, 106' anschließen. Die an den Rotorkörper 105 unmittelbar anschließenden Bauteile 106, 106' können insbesondere thermisch mit dem Rotorkörper verbunden sein. Auf ihrer radial inneren Seite weist die Halterung 401 Abplattungen 402 oder Ausnehmen zur Aufnahme von elektrischen Bauteilen 104 auf. Bei den elektrischen Bauteilen 104 kann es sich insbesondere um Leistungshalbleiter handeln, wie beispielsweise IGBTs, MOSFETs, Thyristoren, Leistungsdioden, etc. Die elektrischen Bauteile 104 können Wärmeübergangsflächen aufweisen, mit welchen sie großflächig an die Halterung 401 anschließen. Insbesondere können die Wärmeübergangsflächen der elektrischen Bauteile 104 großflächig an die Abplattungen oder Ausnehmungen 402 anschließen. Zur Verbindung der elektrischen Bauteile 104 mit der Halterung 401 können die elektrischen Bauteile 104 mit der Halterung 401 verschraubt sein oder durch Klammern mit der Halterung 401 verbunden sein. Die Halterung 401 kann insbesondere aus einem gut wär- meleitfähigen Material gefertigt sein, vorzugsweise ist die Halterung 401 aus Kupfer gefertigt.

Die Flächennormalen der Abplattungen oder Ausnehmungen 402 können insbesondere mit ihren Flächennormalen in Richtung der Achse des Rotorkörpers weisen. Auf die elektrischen Bauteile 104 wirkende Zentripetalbeschleunigungen können so von der Halterung großflächig aufgenommen werden.

Die Abplattungen oder Ausnehmungen 402 können weiterhin insbesondere derart ausgestaltet sein, dass diese die elektri- sehen Bauteile 104 formschlüssig aufnehmen.

Figur 5 zeigt eine weitere Halterung 501 zur Aufnahme elektrischer Bauteile 104 einer Erregerschaltung. Bei den elek-

trischen Bauteilen 104 kann es sich insbesondere um Kondensatoren handeln. Die Halterung 501 ist auf ihrer radial äußeren Seite formschlüssig an den Rotorkörper 105 angepasst. Die Halterung 501 kann weiterhin formschlüssig an unmittelbar mit dem Rotorkörper 105 verbundene Bauteile 106, 106' angepasst sein. Auf ihrer radial inneren Seite weist die Halterung 501 Ausnehmungen mit Wand- und Bodenflächen (502, 503) zur formschlüssigen Aufnahme der elektrischen Bauteile 104 auf. Die Bodenflächen (503) der Ausnehmungen können dabei derart ori- entiert sein, dass ihre Flächennormalen in Richtung der Achse des Rotors 105 weisen. Die Halterung 501 kann insbesondere aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff gefertigt sein.

Der torusförmige elastische Ring 112 kann insbesondere aus Silikon oder einem silikonartigen Material gefertigt sein.

Die innerhalb des Rotors angeordnete Erregerschaltung kann mit einer Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorstehend erläuterten Zeichnungen vergossen werden. Das er- findungsgemäße Vergussverfahren kann dabei gemäß den folgenden Erläuterungen weitergebildet werden.

Der Vergussraum kann zum Aushärten der Vergussmasse mittels geeigneter Maßnahmen erhitzt werden. Weiterhin kann als Ver- gussverfahren ein Atmosphärenvergussverfahren, ein Vakuumvergussverfahren, ein Druckgelierverfahren, ein Spritzgussverfahren oder ein Hotmelt-Verfahren verwendet werden. Als Materialsystem zum Verguss kann weiterhin ein Hybridsystem aus einer Vergussmasse und einer Klebemasse Verwendung finden. Insbesondere kann der Verguss mit einem Reaktionsharzsystem auf der Basis einer oder mehrerer der folgenden Materialien erfolgen, Epoxidharz, Polyurethan, Silikon, Polyesterharz, Polyesterimidharz und/oder Kohlenwasserstoffharz. Zu einer Verstärkung der Vergussmasse kann diese weiterhin mit Füll- Stoffen, Fasern, Hohlglaskugeln, Flakes, Geweben und/oder Gelegen versetzt werden.