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Title:
ROTOR FOR AN ELECTRIC ROTATING MACHINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/019487
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a rotor (3) for an electric rotating machine (1), which rotor comprises a shaft (5) and a rotor element (8) surrounding the shaft (5). In order to allow a simpler and more cost-effective assembly as compared to the prior art, the rotor element (8), according to the invention, comprises at least two rotor element sectors (9, 10), wherein the rotor element sectors (9, 10) are connected to one another, and wherein, by connecting the rotor element sectors (9, 10), a force-fitting connection between the rotor element (8) and the shaft (5) is established.

Inventors:
ADE, Michael (Schulzendorfer Straße 10, Berlin, 13503, DE)
Application Number:
EP2017/065368
Publication Date:
February 01, 2018
Filing Date:
June 22, 2017
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT (Werner-von-Siemens-Straße 1, München, 80333, DE)
International Classes:
H02K1/28; H02K1/24; H02K19/14; B63H21/00
Foreign References:
EP1722458A12006-11-15
DE102014115444A12015-04-30
DE102012105992A12013-11-07
EP2387132A22011-11-16
EP2876783A12015-05-27
EP1722458A12006-11-15
DE102014115444A12015-04-30
DE102012105992A12013-11-07
EP2387132A22011-11-16
EP2876783A12015-05-27
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Claims:
Patentansprüche

1. Rotor (3) für eine elektrische rotierende Maschine (1), welcher kreissegmentiert ausgeführt ist und eine Welle (5) und ein die Welle (5) umgebendes Rotorelement (8) aufweist, wobei das Rotorelement (8) mindestens zwei Rotorelementsekto¬ ren (9, 10) umfasst,

wobei die Rotorelementsektoren (9, 10) miteinander verbunden sind und

wobei durch die Verbindung der Rotorelementsektoren (9, 10) eine kraftschlüssige Verbindung (13) zwischen dem Rotorele¬ ment (8) und der Welle (5) herstellt wird,

wobei die kraftschlüssige Verbindung (13) als Klemmverbindung ausgebildet ist.

2. Rotor (3) nach Anspruch 1,

wobei die mindestens zwei Rotorelementsektoren (9, 10) lösbar miteinander verbunden sind. 3. Rotor (3) nach einem der Ansprüche 1 oder 2,

wobei die mindestens zwei Rotorelementsektoren (9, 10) über Verbindungselemente (11) miteinander verbunden sind.

4. Rotor (3) nach einem der vorherigen Ansprüche,

wobei zwischen den Rotorelementsektoren (9, 10) ein Spalt (12) ausgebildet ist.

5. Rotor (3) nach Anspruch 4,

wobei der Spalt (12) eine Breite (B) von 1 bis 5 mm aufweist.

6. Rotor (3) nach einem der vorherigen Ansprüche,

wobei jeder Rotorelementsektor (9, 10) unmittelbar mit der Welle (5) kontaktiert ist. 7. Rotor (3) nach einem der vorherigen Ansprüche,

wobei zumindest ein Rotorelementsektor (9, 10) und/oder die Welle (5) Mittel zur Herstellung einer formschlüssigen Ver- bindung (17) zwischen dem Rotorelement (8) und der Welle (5) aufweisen .

8. Rotor (3) nach Anspruch 7,

wobei die Mittel zur Herstellung der formschlüssigen Verbindung (17) zwischen dem Rotorelement (8) und der Welle (5) als Profilierungen (18, 19) ausgebildet sind.

9. Rotor (3) nach Anspruch 8,

wobei der Rotorelementsektor (13, 14) eine erste Profilierung (18) aufweist und die Welle (5) eine zweite Profilierung (19) aufweist,

wobei die erste Profilierung (18) formschlüssig auf der kor¬ respondierenden zweiten Profilierung (19) aufliegt.

10. Rotor (3) nach einem der vorherigen Ansprüche,

wobei jeder Rotorelementsektor (9, 10) zumindest einen Pol (7) eines Synchronläufers (3a) aufweist. 11. Rotor (3) nach Anspruch 10,

wobei jeweils mindestens ein Pol (7) über eine Flanschverbin¬ dung (22) mit einem Rotorelementsektor (9, 10) verbunden ist.

12. Rotor (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 9,

wobei jeder Rotorelementsektor (9, 10) einen Teil eines Käfigs (30) eines Asynchronläufers (3b) aufweist.

13. Rotor (3) nach einem der vorherigen Ansprüche,

wobei die Welle (5) an mindestens einem axialen Ende einen Flansch (14) aufweist,

wobei ein Flanschdurchmesser (15) größer als ein Außendurchmesser (16) der Welle (5) ist.

14. Rotor (3) nach Anspruch 13,

wobei die Welle (5) und der mindestens eine Flansch (14) aus einem Stück gefertigt sind.

15. Rotor (3) nach Anspruch 13,

wobei der mindestens eine Flansch (14) unlösbar fest mit der Welle (5) verbunden ist. 16. Elektrische rotierende Maschine (1) mit einem Rotor (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 15.

17. Schiff (35) mit mindestens einer elektrischen rotierenden Maschine (1) nach Anspruch 16,

wobei die elektrische rotierende Maschine (1) dafür vorgese¬ hen ist, als Motor und/oder Generator betrieben zu werden.

18. Schiff (30) nach Anspruch 17,

aufweisend einen Propeller (38) mit einer Propellerwelle (37) und eine Hauptmaschine (40) mit einer Hauptmaschinenwelle (39) ,

wobei die elektrische rotierende Maschine (1) an einer An¬ triebsseite (AS) über einen Flansch (14) mit der Propellerwelle (37) des Propellers (38) verbunden ist und

an einer Nichtantriebsseite (BS) über einen Flansch (14) mit der Hauptmaschinenwelle (39) der Hauptmaschine (40) verbunden ist .

19. Verfahren zur Herstellung eines Rotors (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 15.

Description:
Beschreibung

Rotor für eine elektrische rotierende Maschine Die Erfindung betrifft einen Rotor für eine elektrische ro ¬ tierende Maschine, welcher kreissegmentiert ausgeführt ist und eine Welle und ein die Welle umgebendes Rotorelement auf ¬ weist. Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine elektrische rotie ¬ rende Maschine mit einem derartigen Rotor.

Ferner betrifft die Erfindung ein Schiff mit mindestens einer derartigen elektrischen rotierenden Maschine.

Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Rotors.

Eine derartige elektrische rotierende Maschine, beispielswei- se ein Motor oder ein Generator, kommt insbesondere im

Schiffsbau vor und ist bevorzugt als Booster-Antrieb für Schiffe mit einer Leistung von mindestens einem Megawatt aus ¬ geführt. Eine derartige elektrische rotierende Maschine weist einen Rotor auf, welcher um eine Rotationsachse drehbar ist.

Ein in der Praxis auftretendes Problem derartiger Elektro- großantriebe besteht darin, dass für die Montage des Rotors auf der üblicherweise langen und schweren Propellerwelle ein hoher Kosten- und Logistikaufwand notwendig ist. Die einzel- nen Komponenten des Rotors werden oftmals an verschiedenen

Fertigungsstandorten, zu welchen beispielsweise eine Elektro ¬ motorenfabrik gehören, hergestellt und dann zu einem anderen Standort transportiert, an welchem ein Zusammenbau der Kompo ¬ nenten erfolgt. Dabei fallen hohe Kosten für den Transport der einzelnen Komponenten an. Weiterhin ist am Ort des Zusammenbaus der Komponenten, beispielsweise auf einer Werft, ge ¬ schultes Personal für eine derartige Anpassfertigung erfor ¬ derlich, was ebenfalls hohe Kosten verursacht. Bislang wurde ein Rotorelement auf die glatte, lange und schwere Welle auf ¬ geschrumpft und anschließend wurden die Pole montiert.

Die Offenlegungsschrift EP 1 722 458 AI beschreibt einen An- kerkern für eine rotierende elektrische Maschine, der eine solche Anzahl von magnetischen Zahnsektionen aufweist, die der Anzahl von magnetischen Polen entspricht, wobei jede der magnetischen Zahnsektionen durch das Stapeln einer spezifischen Anzahl von Flächenkörperelementen ausgebildet ist. Je- des der Flächenkörperelemente weist einen magnetischen Zahn ¬ bereich, der an dem einen Ende ausgebildet ist, und einen Rückenjochbereich, der an dem anderen Ende ausgebildet ist, auf. Die magnetischen Zahnsektionen sind in einer radialen Form kombiniert, die an der anderen Endseite zentriert und fest miteinander verbunden sind, um gemeinsam einen einzelnen Körper auszubilden.

Die Offenlegungsschrift DE 10 2014 115444 AI beschreibt einen Rotor einer drehenden elektrischen Maschine. Im Rotor dient eine Eingriffseinrichtung als ein Stopper eines Lösevorgangs des Rotorkerns von der Welle in einer Axialrichtung. Bei der Eingriffseinrichtung ist eine Mehrzahl von Löse-Stop-Nuten auf einer äußeren Umfangsfläche der Welle angeordnet. Ein Vorsprung-Teilstück ist an einer Endfläche des Rotorkerns an- geordnet und wird plastisch verformt, um in die Löse-Stop- Nuten zu greifen. Eine Eingriffsnut ist an einer äußeren Um- fangsseite des Vorsprung-Teilstücks angeordnet, um das Vor ¬ sprung-Teilstück plastisch zu verformen. Die Löse-Stop-Nuten sind auf der Welle in der Umfangsrichtung in einer Mehrzahl von Reihen angeordnet.

Die Offenlegungsschrift DE 10 2012 105992 AI beschreibt ein Element einer elektrischen Maschine mit einer Halterung, die eine erste Stirnfläche mit einem Verbindungsabschnitt zum Be- festigen an einer Rotornabe und eine zweite Stirnfläche sowie wenigstens einen in Umfangsrichtung der elektrischen Maschine magnetisierten Permanentmagneten aufweist, welcher in eine Tasche der Halterung eingesetzt ist. Die zweite Stirnfläche weist eine Vertiefung bei dem wenigstens einen Permanentmag ¬ net auf, so dass die Ausbildung des magnetischen Felds der Permanentmagneten optimiert wird. Die Offenlegungsschrift EP 2 387 132 A2 beschreibt eine Vor ¬ richtung zum Austragen von länglichen, grobschüttfähigen Produkten aus einem Behälter, insbesondere von PET-Flaschen- Rohlingen aus einem Schüttguttrichter mit einer Austrags- öffnung, wobei der Austragsöffnung eine rotierende Scheibe zugeordnet ist.

Die Offenlegungsschrift EP 2 876 783 AI beschreibt einen Schenkelpolläufer aufweisend zumindest zwei nach radial außen weisende Polschafte, jeweils eine den jeweiligen Polschaft umgebende elektrische Wicklung und jeweils einen Polschuh, wobei der jeweilige Polschuh radial außen am jeweiligen Polschaft angeordnet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rotor für ei- ne elektrische rotierende Maschine anzugeben, welcher, im

Vergleich zum Stand der Technik, einfacher und kostengünstiger gefertigt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Rotor für eine elektrische rotierende Maschine gelöst, welcher kreissegmen- tiert ausgeführt ist und eine Welle und ein die Welle umge ¬ bendes Rotorelement aufweist, wobei das Rotorelement mindes ¬ tens zwei Rotorelementsektoren umfasst, wobei die Rotorele ¬ mentsektoren miteinander verbunden sind und wobei durch die Verbindung der Rotorelementsektoren eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Rotorelement und der Welle herstellt wird, wobei die kraftschlüssige Verbindung als Klemmverbin ¬ dung ausgebildet ist. Darüber hinaus wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch eine elektrische rotierende Maschine mit einem derartigen Rotor gelöst . Ferner wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch ein Schiff mit mindestens einer derartigen elektrischen rotierenden Maschine gelöst . Außerdem wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Rotors gelöst.

Die in Bezug auf den Rotor nachstehend angeführten Vorteile und bevorzugten Ausgestaltungen lassen sich sinngemäß auf die elektrische rotierende Maschine, das Schiff und das Herstel ¬ lungsverfahren übertragen.

Die Erfindung basiert auf der Idee, die Montage des Rotors durch eine, im Vergleich zum Stand der Technik, alternative Schnittstelle zwischen den Aktivteilen des Rotors, insbesondere Pole für einen Synchronläufer oder einen Kurzschlusskäfig für einen Asynchronläufer, und der Welle zu vereinfachen. Eine derartige Schnittstelle ist das Rotorelement, welches beispielsweise als Polrad ausgebildet ist. Auf dem Rotorele- ment, welches kraftschlüssig, insbesondere reibschlüssig, mit der Welle verbunden ist, sind die Aktivteile des Rotors mon ¬ tiert. Um die Montage zu vereinfachen, ist das insbesondere um eine Mantelfläche der Welle herum angeordnete Rotorelement in mindestens zwei separate Rotorelementsektoren aufgeteilt, welche miteinander verbunden sind, wobei durch die Verbindung der Rotorelementsektoren eine Verspannung zwischen dem Rotorelement und der Welle entsteht und auf diese Weise das Rotor ¬ element mit der Welle drehfest verbunden ist. Durch eine der ¬ artige Verbindung des segmentierten Rotorelements mit der Welle können die fertig montierten Aktivteile einfach und schnell mit der Welle kraftschlüssig verbunden werden, wo ¬ durch, im Vergleich zum Stand der Technik, Kosten bei der Fertigung eingespart werden und der Rotor schneller geliefert werden kann.

Die kraftschlüssige Verbindung ist als Klemmverbindung ausge ¬ bildet. Eine Klemmverbindung ist insbesondere eine über den Umfang der Welle ungleichmäßig verteilte Flächenpressung. Ei- ne Klemmverbindung ist einfach und kostengünstig herzustel ¬ len, aber auch leicht zu justieren.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Rotorelement- Sektoren lösbar miteinander verbunden. Eine lösbare Verbindung zwischen den Rotorelementsektoren wird insbesondere durch Schrauben hergestellt, wobei der Rotor durch die lösbare Verbindung leichter und kostengünstiger gewartet oder ausgetauscht werden kann.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind die mindestens zwei Rotorelementsektoren über Verbindungselemente miteinander verbunden. Die Verbindungselemente sind bei ¬ spielsweise als Schrauben ausgeführt. Die Schrauben stellen insbesondere eine ungleichmäßig verteilte Flächenpressung her, wobei der Anpressdruck der ungleichmäßig verteilten Flächenpressung für die kraftschlüssige Verbindung des Rotorele ¬ ments mit der Welle durch die Schrauben mit geringem Aufwand justiert werden kann.

In besonders vorteilhafter Weise ist zwischen den Rotorele ¬ mentsektoren ein Spalt ausgebildet. Der Spalt bietet insbe ¬ sondere Spielraum zum justieren des Anpressdrucks der Klemmverbindung .

Vorteilhaft weist der Spalt eine Breite von 1 bis 5 mm auf. Durch eine derartige Spaltbreite bleibt genügend Spielraum zum justieren des Anpressdrucks und die Leistung und Effi ¬ zienz des Rotors insbesondere beim Betrieb in einer elektri- sehen rotierenden Maschine, bleiben, im Vergleich zur Ausgestaltung ohne den Spalt, nahezu unverändert.

Zweckdienlicherweise ist jeder Rotorelementsektor unmittelbar mit der Welle kontaktiert. Erfahrungsgemäß hat sich eine der- artige direkte Kontaktierung als besonders vorteilhaft erwie ¬ sen . In einer bevorzugten Ausführungsform weisen zumindest ein Rotorelementsektor und/oder die Welle Mittel zur Herstellung einer formschlüssigen Verbindung zwischen dem Rotorelement und der Welle auf. Durch eine zusätzliche formschlüssige Ver- bindung wird das Rotorelement mit geringem Mehraufwand fester auf der Welle fixiert und ein Verdrehen auf der Welle ausge ¬ schlossen .

In besonders vorteilhafter Weise sind die Mittel zur Herstel- lung der formschlüssigen Verbindung zwischen dem Rotorelement und der Welle als Profilierungen ausgebildet. Eine derartige Profilierung bedarf keiner zusätzlichen Verbindungselemente. Daher ist der Rotor einfach und kostengünstig herzustellen. Vorteilhaft weist der Rotorelementsektor eine erste Profilie ¬ rung auf und die Welle weist eine zweite Profilierung auf, wobei die erste Profilierung formschlüssig auf der korrespon ¬ dierenden zweiten Profilierung aufliegt. Insbesondere weisen die Profilierungen mindestens eine Erhöhung und eine korres- pondierende Vertiefung auf, welche frei dimensioniert sind.

Durch die beiden zueinander passenden Profilierungen wird eine zusätzliche formschlüssige Kraftübertragung erreicht.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist jeder Rotorelementsektor zumindest einen Pol eines Synchronläufers auf. Der Pol umfasst, je nach Läufertopologie, eine Spule oder einen Permanentmagneten. Insbesondere weist der Rotor Einzelpole oder Schenkelpole auf. Durch eine derartige Läu ¬ ferarchitektur können die Spulen oder Permanentmagneten, ge- mäß mechanischer und elektrischer Anforderungen, mit wenigen Schraubverbindungen und elektrischen Verbindungen auf den Rotorelementsektoren angeordnet werden. Insbesondere eine

Variation der Polpaarzahl ist mit einem geringen Aufwand realisierbar .

In einer bevorzugten Ausführungsform ist jeweils mindestens ein Pol über eine Flanschverbindung mit einem Rotorelementsektor verbunden. Eine derartige Flanschverbindung ist sowohl robust als auch zerstörungsfrei lösbar. Ferner findet eine gleichmäßige Kraftübertragung zwischen den Polen und der Welle statt. Über den Flansch lassen sich Synchronläufer mit verschiedenen Polen, insbesondere mit Spulen oder Permanent- magneten, ohne Veränderungen an der Welle oder dem Rotorelement, realisieren. Dies führt zu einer Reduzierung des

Engineeringaufwands .

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist jeder Rotorelementsektor einen Teil eines Käfigs eines Asynchronläufers auf. Der Käfig, welcher auch Kurzschlusskäfig genannt wird, ist insbesondere direkt oder über einen Flansch mit dem Rotorelement verbunden. Daraus ergibt sich eine Vielzahl an Variationsmöglichkeiten für den Rotor, welche mit einem ge- ringen Aufwand realisierbar sind.

Vorteilhaft weist die Welle an mindestens einem axialen Ende einen Flansch auf, wobei ein Flanschdurchmesser größer als ein Außendurchmesser der Welle ist. Der Flanschdurchmesser ist insbesondere 1,2 bis 1,4 Mal größer als der Außendurch ¬ messer der Welle. Durch den Flansch kann eine belastbare Verbindung zwischen der Welle und einem mit der Welle über den Flansch verbundenen Objekt, beispielsweise eine Welle für ei ¬ nen Propeller, insbesondere über Schrauben, hergestellt wer- den.

In besonders vorteilhafter Weise sind die Welle und der min ¬ destens eine Flansch aus einem Stück gefertigt. Beispielswei ¬ se ist die Welle mit insbesondere beidseitig angeordneten Flanschen aus einem Stück gedreht und anschließend nachbearbeitet. Durch die einstückige Ausführung ist die Welle auch bei sehr hoher Beanspruchung, beispielsweise bei hohen Drehmomenten und/oder schnellen Drehmomentänderungen, sehr stabil .

In einer weiteren Ausführungsform ist der mindestens eine Flansch unlösbar fest mit der Welle verbunden. Beispielsweise wird der mindestens eine Flansch mit einem Schrumpfverfahren mit der Welle verbunden, sodass eine unlösbar feste Verbindung zwischen der Welle und dem Flansch entsteht. Durch die unlösbar feste Verbindung ist die Welle auch bei sehr hoher Beanspruchung, beispielsweise bei hohen Drehmomenten und/oder schnellen Drehmomentänderungen, sehr stabil.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist das Schiff einen Propeller mit einer Propellerwelle und eine Hauptmaschine mit einer Hauptmaschinenwelle auf, wobei die elektrische rotierende Maschine an einer Antriebsseite über einen Flansch mit der Propellerwelle des Propellers verbunden ist und an einer Nichtantriebsseite über einen Flansch mit der Hauptmaschinenwelle der Hauptmaschine verbunden ist. Die beidseitig angeordneten Flansche der elektrischen rotierenden Maschine sind vorteilhaft, da diese so flexibel im Antriebs ¬ strang des Schiffes eingefügt werden kann.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert .

Es zeigen:

FIG 1 einen Längsschnitt einer elektrischen rotierenden

Maschine,

FIG 2 einen Querschnitt einer ersten Ausführungsform eines

Rotors ,

FIG 3 einen Querschnitt einer zweiten Ausführungsform eines

Rotors ,

FIG 4 einen Querschnitt einer dritten Ausführungsform eines

Rotors ,

FIG 5 einen Längsschnitt einer vierten Ausführungsform

eines Rotors, FIG 6 einen Querschnitt einer fünften Ausführungsform eines Rotors und

FIG 7 ein Schiff mit einer elektrischen rotierenden

Maschine.

Gleiche Bezugszeichen haben in den verschiedenen Figuren die gleiche Bedeutung. FIG 1 zeigt einen Längsschnitt einer elektrischen rotierenden Maschine 1, welche als Synchronmaschine la ausgeführt ist. Die Synchronmaschine la ist mit einer Leistung von mindestens 1 Megawatt betreibbar. Sie weist einen Stator 2 und Rotor 3 auf, wobei der Rotor 3 als Synchronläufer 3a ausgebildet und um eine Rotationsachse 4 rotierbar ist. Der Rotor umfasst au ¬ ßerdem eine Welle 5, welche vorzugsweise aus Stahl besteht. Durch die Rotationsachse 4 wird eine axiale Richtung A, eine radiale Richtung R und eine tangentiale Richtung T definiert. Der Stator 2 ist um den Rotor 3 herum angeordnet, wobei sich zwischen dem Stator 2 und dem Rotor 3 ein Fluidspalt 6 befindet. Der Fluidspalt 6 ist als Luftspalt ausgebildet, es kön ¬ nen sich aber auch andere Fluide im Fluidspalt 6 zwischen dem Stator 2 und dem Rotor 3 befinden. Der Rotor 3 weist mindestens zwei Pole 7 auf, wobei die Pole über ein Rotorelement 8 drehfest mit der Welle 5 verbunden sind. Die Pole 7 weisen

Rotorwicklungen 7a für den Betrieb in einer elektrisch erregten Synchronmaschine la auf. Die Spulen 7a bestehen aus Kup ¬ fer. Eine Ausgestaltung mit Permanentmagnete 7b aufweisenden Polen 7 mit für den Betrieb in einer permanenterregten Syn- chronmaschine la ist ebenfalls ein Gegenstand der Erfindung.

Das Rotorelement 8 weist exemplarisch zwei Rotorelementsekto ¬ ren 9, 10 auf, wobei jeder Rotorelementsektor 9, 10 unmittel ¬ bar mit der Welle 5 kontaktiert ist. Die Rotorelementsektoren 9, 10 sind bevorzugt aus Stahl gefertigt. Darüber hinaus sind die Rotorelementsektoren 9, 10 über als Schrauben ausgeführte Verbindungselemente 11 lösbar miteinander verbunden. Die mindestens zwei Rotorelementsektoren 9, 10 sind bevorzugt iden- tisch ausgeführt. Zwischen den Rotorelementsektoren 9, 10 befindet sich ein Spalt 12 mit einer Breite B von 1 bis 5 mm. Durch das Verschraubung der Rotorelementsektoren 9, 10 um die Welle 5 wird eine kraftschlüssige Verbindung 13 zwischen dem Rotorelement 8 und der Welle 5 herstellt wird. Diese kraft ¬ schlüssige Verbindung 13 ist als Klemmverbindung ausgebildet, wobei die Klemmverbindung eine über den Umfang der Welle ungleichmäßig verteilte Flächenpressung ist. Der Anpressdruck der Rotorelementsektoren 9, 10 auf die Welle 5 kann über die Verbindungselemente 11 variiert werden.

Die Welle weist an ihren beiden axialen Enden jeweils einen Flansch 14 auf, mit dem die Welle 5 an weitere Objekte, bei ¬ spielsweise eine Welle 5 für einen Propeller, belastbar mon- tiert werden kann. Um eine große Stabilität der Welle 5 zu gewährleisten, sind die Welle 5 und die Flansche 14 aus einem Stück gefertigt. Beispielsweise wird die Welle 5 mit den Flanschen 14 gedreht und anschließend nachbearbeitet. Eine aus einem Stück gefertigte Welle 5 mit Flanschen 14 an ihren axialen Enden ist auch bei sehr hoher Beanspruchung, beispielsweise bei hohen Drehmomenten und/oder schnellen Drehmomentänderungen, sehr stabil. Alternativ können die Flansche 14 beidseitig nahezu unlösbar fest, beispielsweise über eine Schrumpfverbindung oder über eine Schweißverbindung, mit der Welle 5 verbunden sein.

FIG 2 zeigt einen Querschnitt einer ersten Ausführungsform eines Rotors 3. Der Rotor 3 ist als Synchronläufer 3a ausge ¬ führt und weist exemplarisch 16 identische Pole 7 auf, die sich auf dem Rotorelement 8 befinden und zueinander den gleichen Abstand aufweisen. Das Rotorelement 8 ist in exempla ¬ risch zwei gleich große Rotorelementsektoren 9, 10 aufgeteilt, wobei sich an jedem Rotorelementsektor 9, 10 jeweils acht Pole 7 befinden. Die beiden Rotorelementsektoren 9, 10 sind über stufenlos justierbare Verbindungselemente 11, ins ¬ besondere Schrauben, miteinander verbunden. Durch Einschrauben der Verbindungselemente 11 ziehen sich die Rotorelement ¬ sektoren 9, 10 zusammen wodurch sich die Breite B des Spalts 12 verringert. Durch das Zusammenziehen erhöht sich der lokale Anpressdruck der Rotorelementsektoren 9, 10 auf die Welle 5 in radiale Richtung R. Durch eine derartige über den Umfang der Welle ungleichmäßig verteilte Flächenpressung bildet sich eine kraftschlüssige Verbindung 13 in Form einer Klemmverbindung aus. Zur Erhöhung des Reibschlusses ist eine Beschich- tung der Kontaktflächen möglich. Die weitere Ausführung des Rotors 3 entspricht der Ausführung des Rotors 3 in FIG 1. FIG 3 zeigt einen Querschnitt einer zweiten Ausführungsform eines Rotors 3. Zusätzlich zur oben beschriebenen Klemmverbindung weist das Rotorelement 8 eine formschlüssige Verbin ¬ dung 17 mit der Welle 5 auf. Der erste Rotorelementsektor 9 und der zweite Rotorelementsektor 10 weisen jeweils eine ers- te Profilierung 18 auf. Alternativ wird eine Passfeder verwendet. Die Welle 5 weist eine zur ersten Profilierung 18 korrespondierende zweite Profilierung 19 auf, wobei die erste Profilierung 18 formschlüssig auf der korrespondierenden zweiten Profilierung 19 aufliegt. Die zweite Profilierung 19 ist als eine in axiale Richtung A verlaufende Nut ausgebil ¬ det, während die erste Profilierung 18 als ein zur zweiten Profilierung 19 passender Zahn ausgebildet ist. Die Nut und der Zahn können sich über die gesamte axiale Länge des Rotorelements 8 oder nur über einen Teil des Rotorelements erstre- cken. Es kann auch nur der erste Rotorelementsektor 9 oder der zweite Rotorelementsektor 10 eine erste Profilierung 18 aufweisen. Mehrere Profilierungen 18, 19 pro Rotorelementsektor 8, 9 und andersartig ausgestaltete Profilierungen 18, 19 sind ebenfalls Gegenstand der Erfindung. Die weitere Ausfüh- rung des Rotors 3 entspricht der in FIG 2.

FIG 4 zeigt einen Querschnitt einer dritten Ausführungsform eines Rotors 3. Der als Synchronläufer 3a ausgeführte Rotor 3 weist erstes Polsegment 20 und ein zweites Polsegment 21 auf, wobei jedes Polsegment 20, 21 über eine Flanschverbindung 22 mit dem Rotorelement 8 verbunden ist. Das erste Polsegment 20 ist mit dem ersten Rotorelementsektor 9 verbunden und das zweite Polsegment 21 ist mit dem zweiten Rotorelementsektor 10 verbunden. Die Flanschverbindung 22 weist eine Vielzahl von Verbindungselementen 23 auf, die insbesondere als Schrau ¬ ben und/oder Stifte ausgeführt sind. Durch die Flanschverbindung 22 findet eine gleichmäßige Kraftübertragung statt. Es lassen sich über die Flanschverbindung 22 Polsegmente 20, 21 mit einem Pol 7 oder mehreren Polen 7 mit dem Rotorelement 8 verbinden. Die Pole 7 können Rotorwicklungen 7a oder Permanentmagnete 7b aufweisen. Ein einteiliges kreisringförmiges Polsegment 20, 21, welches über eine Flanschverbindung 22 mit einem segmentierten Rotorelement 8 verbunden ist, ist ebenfalls Gegenstand der Erfindung. Die weitere Ausführung des Rotors 3 entspricht der in FIG 2.

FIG 5 zeigt einen Längsschnitt einer vierten Ausführungsform eines Rotors 3, welcher als permanenterregter Synchronläufer 3a ausgeführt ist. Da es sich, im Vergleich zu FIG 4, um ei ¬ nen Rotor 3 mit axial längeren Polsegmenten 21, 22 handelt, weist der Rotor 3 ein weiteres Rotorelement 24 auf, welches in axiale Richtung A hinter dem Rotorelemente 8 über eine Klemmverbindung reibschlüssig mit der Welle 5 verbunden ist. Das weitere Rotorelement 24 weist einen dritten Rotorelement ¬ sektor 25 und einen vierten Rotorelementsektor 26 auf. Eine Ausgestaltung des weiteren Rotorelements 24 mit mehr als zwei Rotorelementsektoren 25, 26 ist ebenfalls Gegenstand der Er- findung. Die Pole 7 weisen Permanentmagnete 7a auf, welche in einem Blechpaket 27 befestigt sind. Insbesondere sind die Permanentmagnete 7a in axiale Richtung A durchgängig ausge ¬ führt. Das Blechpaket 27 ist über eine Schweißverbindung 28 am jeweiligen Polsegment 21, 22 stoffschlüssig verbunden. Al- terativ sind die Polsegmente 20, 21 in das Blechpakte 27 ein ¬ gearbeitet und sind somit Teil des Blechpaketes 27, sodass keine Verbindung erforderlich ist. Die weitere Ausführung des Rotors 3 entspricht der in FIG 4. FIG 6 zeigt einen Querschnitt einer fünften Ausführungsform eines Rotors 3, welcher als Asynchronläufer 3b ausgeführt ist. Exemplarisch zwei segmentierte Blechpakete 27 weisen je ¬ weils einen Teil eines Kurzschlussrings 29 für einen Käfig 30 des Asynchronläufers 3b auf, welche als zwei gleich große Sektoren 31, 32 ausgeführt sind. Sind die zwei Sektoren 31, 32 des Kurzschlussrings 29 des Käfigs 30 gleich groß so wer ¬ den sie auch Halbringe genannt. Die Halbringe sind über Ver- bindungslaschen 33 miteinander verbunden und damit elektrisch kurzgeschlossen. Zum Käfig zugehörige bevorzugt in axiale Richtung verlaufende Stäbe, welche zwischen mindestens zwei axial hintereinander angeordneten Kurzschlussringen 29 angeordnet sind und jeweils mit beiden Kurzschlussringen 29 elektrisch kontaktiert sind, sind nicht dargestellt, sind aber ebenfalls Gegenstand der Erfindung. Die Stäbe sind be ¬ vorzugt ebenfalls im Blechpaket 27 angeordnet. Der Käfig 30 besteht bevorzugt aus Kupfer während das Blechpaket aus einem bevorzugt weichmagnetischen Stahl gefertigt ist.

Die Blechpakete sind über eine Flanschverbindung 22 mit den Rotorelementsektoren 9, 10 des Asynchronläufers 3b ver ¬ schraubt. Alternativ zur Flanschverbindung 22 kann ein Spannbolzen des Blechpakets 27 zur Anbindung der Rotorelementsek- toren 9, 10 an das Blechpaket 27 verwendet werden. Durch die Rotorelementsektoren 9, 10 verlaufen Kühlmittelöffnungen 34, durch welche ein Kühlmittel, bevorzugt ein Fluid, geleitet wird, welches dafür vorgesehen ist zumindest den Käfig 30 mit dem Blechpaket 27 zu kühlen. Ferner weist das Blechpaket 27 radial verlaufende Kühlschlitze auf.

FIG 7 zeigt ein Schiff 35 mit einer elektrischen rotierenden Maschine 1. Die elektrische rotierende Maschine 1 ist als Booster-Antrieb 36 mit einer Leistung von mindestens einem Megawatt ausgeführt und kann sowohl als Motor als auch als

Generator genutzt werden. Die Welle 5 des Booster-Antriebs 36 ist an einer Antriebsseite AS über einen Flansch 10, welcher wie in FIG 1 gezeigt und beschrieben ausgeführt ist, mit ei ¬ ner Propellerwelle 37 eines Propellers 38 verbunden, welcher den Schub für das Schiff 30 erzeugt. An einer Nichtantriebs- seite BS ist der Booster-Antrieb 36 über einen Flansch 10 mit einer Hauptmaschinenwelle 39 einer Hauptmaschine 40 verbun ¬ den. So kann der Booster-Antrieb 36 bei Bedarf die Leistung der Hauptmaschine 40 erhöhen oder im Generatorbetrieb aus ei ¬ nem Teil der Antriebsleistung Strom generieren. Die Welle 5 des Booster-Antriebs 36 ist im Verhältnis klein gegenüber der Propellerwelle 37 und der Hauptmaschinenwelle 39. Daher kann der Booster-Antrieb 36 durch die beidseitig angeordneten

Flansche 10 seiner Welle 5 flexibel zwischen dem Propeller 38 und der Hauptmaschine 40 des Schiffes 31 eingefügt werden. Da die Propellerwelle 37 zusammen mit der Hauptmaschinenwelle 39 in der Regel sehr lang sind, beispielsweise im Bereich von 50 bis 100 m, sind diese häufig in Teilwellen mit Flanschen un ¬ terteilt. Der Booster-Antrieb 36 kann flexibel zwischen dem Propeller 38 und der Hauptmaschine 40 angeordnet werden. Ne ¬ ben dem Propeller 38 befinden sich auch der Boosterantrieb 36 und die Hauptmaschine 40 unter einer Wasseroberfläche 41.