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In ein Gehäuse eingebauter Elektromotor, insbesondere zum Antrieb von Tauehmotorpumpen.
Gegenstand des Stammpatentes Nr. 138679 ist ein in ein Gehäuse eingebauter Elektromotor, insbesondere zum unmittelbaren Antrieb von Tauchmotorpumpen, bei dem der Ständerraum durch das druckfeste Gehäuse nach aussen und durch druckfeste Wände gegen den inneren Läuferraum dicht abgeschlossen ist und diese Wände gegen den Läufer zu von einem an beiden Enden im Gehäuse eingespannten, aus geschichteten, ununterbrochenen, schmalen Kreisringblechen und ununterbrochenen, schmalen Dichtungszwischenlagen bestehenden Mantel gebildet sind.
Bei einem Elektromotor mit einem solchen) 1ante1 ist es von grosser Wichtigkeit. die während des Betriebes des Motors oftmalig eintretende bedeutende Erwärmung und Wiederabkühlung zu berück- sichtigen, die oft eine ziemliche Ausdehnung bzw. Zusammenziehung des geschichteten Eisens in der Längsrichtung des Mantels zur Folge hat, wobei insbesondere zu erwägen ist, dass der Mantel samt
Dichtungszwischenlagen an beiden Enden im gekühlten Gehäuse eingespannt ist und daher eine fast konstante Gesamtlänge beibehalten.
Bei grösseren und grossen Motorleistungen kommen ziemlich grosse Mantellängen und auch grosse
Temperaturdifferenzen (etwa bis zu 70 C) in Betracht und demzufolge sind auch die Differenzen in den spezifischen Flächendrücken bei erwärmter und erkalteter Blechschiehtung sehr grosse. Hieraus ist zu erkennen, dass das Dichtungsproblem der Blechschichtung grosse Bedeutung erlangt und dass bei unge- nügender Dichtung aus verschiedenen Gründen, insbesondere aber bei Abkühlung der Blechschichtung, leicht undichte Stellen entstehen können. Diese werden sich um so eher ergeben, je grösser der Druck (Druckdifferenz innerhalb und ausserhalb des Statorraumes) ist, gegen den der Mantel abzudichten hat, wie es z. B. bei einer in tiefen Bohrlöchern arbeitenden Tauchmotorpumpe notwendig ist.
Für die Dichtung eines geschichteten und an beiden Enden im Gehäuse eingespannten Mantels gegen Drücke und insbesondere gegen grössere und grosse Drücke genügt ein Zusammenpressen'der Blech- schichtung unter Benützung der bekannten Zwischenlagen aus Seidenpapier oder Lackanstrich nicht, da diese an sich und infolge ihrer äusserst geringen Dicke nur solche Eigenschaften besitzen, dass sie nur als isolierende Zwischenlagen in Betracht kommen.
Gemäss der Erfindung wird die Dichtung des geschichteten und an beiden Enden im Gehäuse eingespannten Mantels durch Dichtungszwischenlagen von hoher Druckfestigkeit und hoher Elastizität bewirkt, welche die bei der Erwärmung und Abkühlung des Motors eintretende Längenänderung der eingespannten Blechschichtung ausgleichen, indem sie bei durch Erwärmung des Motors bis zu einem
Maximum ansteigendem Druck mehr zusammengepresst werden, ohne dass der Druck über die zulässige
Beanspruchung der verwendeten Materialien (Blech und Dichtungszwischenlagen) ansteigt, während die Dichtungszwischenlagen bei durch Abkühlung des Motors abnehmendem Druck infolge ihrer hohen
Elastizität die Zwischenräume zwischen den Blechringen stets so ausfüllen, dass der notwendige Dichtungs- druck nicht unterschritten wird.
Zur Herstellung dieser Dichtungszwischenlagen eignet sich sowohl ein Material, das alle oder die wichtigsten Eigenschaften von vornherein besitzt, als auch insbesondere ein Material, das erst durch
Pressung hohe Druckfestigkeit und hohe Elastizität erlangt.
Als Beispiel für den ersten Fall werden sogenannte Hartpapiere. z. B. Bakelit etwa in Papier-
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Eigenschaft durch Aufbringen irgendeines bekannten Kittmittels, z. B. des im Handel unter dem Namen "Copalit"bekannten Mittels, verbessert wird.
Als für den zweiten Fall geeignetes'Material wurde geschichtete Zellulosefaser, also ein Papier. das aus Billigkeitsgründen vorwiegend Holzstoff enthält, festgestellt, das in eingedicktem Leinöl ausgekocht wurde. Durch das Kochen werden die in Papier enthaltene Luft sowie Wasser zum Entweichen gebracht und die Hohlräume des Papiers durch das eingedickte Leinöl gänzlich ausgefüllt.
Das eingedickte, im kalten Zustand sehr dickflüssige Leinöl kommt im Handel unter dem Namen "Standöl"vor. Es wird durch längeres Kochen von Leinöl hergestellt, wobei nicht nur die gesamte darin enthaltene Luft sowie Wasser, sondern auch andere verdunstende Stoffe entweichen. Dieses eingedickte Leinöl erhärtet als Imprägnierungsmittel der unter Druck befindlichen Papierzwisehenlagen und verleiht diesen die erwähnten Eigenschaften, die sie auch bei höheren Temperaturen beibehalten.
Die Herstellung des gebrauchsfähigen Mantels mit den vorbeschriebenen Dichtungszwischenlagen des zweiten Falles geschieht in folgender Weise.
Nach erfolgter Schichtung der Blechringe und der behandelten Dichtungszwischenlagen wird während der Erhärtungszeit des Leinöles die Gesamtsehichtung allmählich unter den später auftretenden maximalen spezifischen Flächendruck gebracht. Solange das Imprägnierungsmittel noch flüssig ist, wird es Rusgespresst und dabei vermindert sich, wenn die Gesamtlänge der Schichtung konstant erhalten wixd, der anfängliche Pressdruck. Sodann wird unter Verkürzung der Gesamtlänge der Schichtung der Druck wieder auf das ursprüngliche maximale Mass erhöht.
Dieses Verfahren wird so lange fortgesetzt, bis jene zwei verschiedenen Gesamtlängen der Schichtung, die sich bei wiederholter und abwechselnder Anwendung des Maximaldrucks und des geringeren Dichtungsdruckes ergeben, konstant bleiben oder aber, bis die Gesamtlänge der Schichtung bei dem in gewissen Zeiträumen öfter angewendeten Maximal- druck konstant bleibt. Bei einem praktisch durchgeführten Beispiel der beschriebenen Herstellungweise wurde der Diehtungsdruck für eine in tiefen Bohrlöchern arbeitende Tauchmotorpumpe mit etwa
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motorpumpen die für Arbeiten in geringeren Tiefen bestimmt sind, mit wesentlich geringeren Drücken auszukommen.
Das beschriebene Verfahren wird unter Benutzung einer zerlegbaren Zentrier-und Spannvorrichtung ausgeführt, die die zusammengepresste Schichtung mit Hilfe von Presshülsen oder Ringen zusammenhält und daher überdies dazu dienen kann, die Schichtung im richtig gepressten Zustand in das Gehäuse des Elektromotors einzubauen und aus demselben wieder auszubauen. Eine derartige Vorrichtung ist bereits im Patent Nr. 133730 für gepresste Statorbleche behandelt und wird im nachfolgenden zur Herstellung des dem Stator vorgelagerten geschichteten Mantels näher beschrieben.
Die Vorrichtung zur Herstellung des geschichteten Mantels 27 (Fig. 1) besteht aus einem in deren mittlere Kreisöffnung einpassenden Zentrierzylinder 32 mit zentraler Öffnung 33, ferner einem in diese Öffnung einpassenden Schraubenbolzen 34 mit Kopf 35, Beilage 36 und Schraubenmutter 37.
In die eine Presshülse 2 wird der Kopf 315 des Schraubenbolzens 34 bei 2"eingeschraubt und der Zentrierzylinder 32 darübergeschoben, der auf einer Absetzung 2'"der Presshülse 2 aufsitzt. Sodann erfolgt um den Zentrierzylinder 32 herum die Schichtung der ringförmigen schmalen Mantelblech und der erwähnten Dichtungszwischenlagen. Auf die Schichtung wird die zweite Presshülse 13 aufgesetzt, die mit einer inneren zurückgesetzten Absetzung 13"zur Lagerung der Beilage 36 versehen ist, wonach die Mutter 37 auf den Bolzen 34 aufgeschraubt wird.
Ferner ist 47 das feststehende Widerlager und 48 der bewegliche Kopf einer geeigneten Presse, z. B. einer hydraulischen Presse, der an seiner Druckstelle der Presshüls. e 13 entsprechrnd ausgestaltet ist.
Da die Durchführung des beschriebenen Verfahrens eine gewisse Zeit erfordert, so wird, um die Presse nicht stetig wirken lassen zu müssen, bei jedesmaliger Verringerung der Gesamthöhe des Mantels die Mutter 37 nachgezogen, was durch die Öffnung 48'des Presskopfes 48 hindurch erfolgen kann. Die nachziehbare Spannvorrichtung übernimmt daher von der Presse den Pressdruck, so dass der Mantel ausserhalb der Presse unter Druck bleiben und schliesslich nach öfterer Nachpressung die für seine Verwendung geeignete Beschaffenheit erreichen kann.
Der Einbau der Schichtung mit Hilfe dieser Spannvorrichtung geschieht zweckmässig in folgender Weise : Der in der Spannvorrichtung eingespannte Mantel 27 und die Presshülse 2 werden gegebenenfalls an ihrem äusseren Mantel genau auf den erforderlichen Durchmesser abgedreht. Sodann wird der Mantel 27 mit dem Stator 7 vereinigt und schliesslich die ganze Einrichtung so in ein zweckmässig der Länge nach zweiteiliges Gehäuse 49, 50 (Fig. 2) eingebracht, dass sich die Presshülsen 2, 13 mit ihren freien, äusseren, meistens breiteren Stirnflächen auf entsprechende Druckflächen 51, 52 der beiden Gehäuseteile stützen.
Die beiden Gehäuseteile 49, 50 werden bei 53 miteinander derart verbunden, dass die Pressung des Mantels etwas vergrössert wird, wonach die Entfernung der zerlegbaren Spannvorrichtung in einfacher Weise möglich ist.
Zu diesem Zwecke wird zuerst die in der Gehäuseöffnung 54 befindliche, lose gewordene Mutter 37
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bei 2"herausgeschraubt und schliesslich werden die Teile 34 und 32 gemeinsam durch die Öffnung 54 herausgezogen, gegebenenfalls durch Einführen eines Werkzeuges von oben her herausgeschlagen.
Mit der gleichen Spannvorrichtung ist gewünschtenfalls die Herausnahme des Mantels unter Beibehaltung seiner Pressung möglich, indem nach Einführung der Teile der Spannvorrichtung diese den Druck von den Gehäuseteilen 49, 50 übernimmt, wonach die Verbindung bei 53 gelöst werden kann.
PATENT-ANSPRÜCHE : 1, In ein Gehäuse eingebauter Elektromotor nach Patent Nr. 138679, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung des geschichteten und an beiden Enden im Gehäuse eingespannten Mantels durch Dichtungsbeilagen von hoher Druckfestigkeit und hoher Elastizität erfolgt, welche die bei der Erwärmung des Mantels auftretenden hohen spezifischen Flächendrücke aufnehmen, ohne dass sie und die Bleche über die Elastizitätsgrenze beansprucht werden und bei der Abkühlung des Mantels durch ihre elastische Ausdehnung die Dichtung bewirken.