Gehäuse für elektrische Maschinen, insbesondere Elektromotoren, aus
Zementmörtel oder Beton Im Zuge der Bemühungen um eine rationelle Fertigung von
Elektromotoren versucht man unter anderem spanabhebende Bearbeitungen zu vermeiden.
So würde schon vorgeschlagen, Elektromotoren, d. h. deren Gehäuseteile und
Lagerschilde, zusammenzukleben. Die Verwendung von Gießharzen und ähnlichen Klebestoffen
ist aber noch mit beachtlichen Schwierigkeiten verbunden wegen der unzureichenden
Wärinefestigkeit der Gießharze sowie der starken Unterschiede hinsichtlich ihrer
Wärmeausdehnung relativ zu Kupfer und Eisen. Auch der Feuchtigkeitseinfluß und die
mechanische Festigkeit der Bindemittel, insbesondere bei höheren Temperaturen, sowie
schließlich auch der hohe Preis organischer Gießharze spielen dabei eine Rolle.
Gbrigens treten auch bei dem Umgießen der Ständerwickelköpfe von Elektromotoren
mit Gießharz, wie dies vor allen Dingen bei Unterwasserpumpen notwendig ist, Schwierigkeiten
auf, die oft zum Reißen von Drähten führen.Housing for electrical machines, in particular electric motors, made of cement mortar or concrete In the course of efforts to efficiently manufacture electric motors, one tries, among other things, to avoid machining operations. It has already been proposed to use electric motors, i. H. their housing parts and end shields to be glued together. However, the use of casting resins and similar adhesives is still associated with considerable difficulties because of the insufficient heat resistance of the casting resins and the great differences in their thermal expansion relative to copper and iron. The influence of moisture and the mechanical strength of the binders, especially at higher temperatures, and finally the high price of organic casting resins also play a role here. Incidentally, when casting resin around the stator end windings of electric motors, as is necessary above all in the case of submersible pumps, difficulties arise which often lead to wires breaking.
Es wurde ferner auch vorgeschlagen, das Gehäuse elektrischer Maschinen
aus Zementmörtel oder Beton zu fertigen sowie Wicklungsleiter in eine solche Vergußmasse
einzubetten. Obwohl die Verwendung von Zementmörtel für die Herstellung eines Elektromotors
ungewöhnlich erscheint, bringt sie doch eine ganze Reihe von Vorteilen mit sich,
die nicht unbeachtlich sind. So kann man das Zementmörtelgehäuse ohne, weiteres
in einer geschlossenen Form, in der vorher der Stator eingebracht wurde, vergießen,
weil einmal das im Mörtelbrei enthaltene Wasser chemisch gebunden wird und zum anderen
der Schwund beim Erstarren des Zementmörtels außerordentlich gering und für den
vorliegenden Zweck fast unbeachtlich ist. Weiterhin ist die Wänneausdehnung des
Mörtels, selbstverständlich bei entsprechender Wahl des Zements und der Zuschlagestoffe,
gleich der des Eisens, und der Zement geht eine innige Bindung mit diesem ein. Da
auch die Statorwickelköpfe von dem ohne weiteres wasserdicht zu wählenden Zement
umgeben sind, kann ein solcher Motor beispielsweise vorteilhaft auch für Unterwasserpumpen
oder für durch die Förderflüssigkeit gekühlte Pumpenmotoren überhaupt verwendet
werden.It has also been proposed that the housing of electrical machines
to manufacture from cement mortar or concrete as well as winding conductors in such a potting compound
to embed. Although the use of cement mortar for the manufacture of an electric motor
seems unusual as it has a number of advantages,
which are not negligible. So you can put the cement mortar casing without further ado
encapsulate in a closed mold in which the stator was previously placed,
because on the one hand the water contained in the mortar is chemically bound and on the other hand
the shrinkage when the cement mortar solidifies extremely small and for the
the present purpose is almost irrelevant. Furthermore, the thermal expansion of the
Mortar, of course with the appropriate choice of cement and aggregates,
like that of iron, and the cement forms an intimate bond with it. There
also the stator end windings made of cement, which can be chosen to be watertight without further ado
are surrounded, such a motor can, for example, advantageously also for underwater pumps
or used at all for pump motors cooled by the pumped liquid
will.
Die Erfindung geht von einem Gehäuse für elektrische Maschinen, insbesondere
Elektromotoren aus Zementmörtel oder Beton, der unmittelbar an den Stator der Maschine
unter Einschluß der Wickelköpfe angegossen ist, aus und bezweckt eine besonders
haltbare Ausführung bei gleichzeitig rationeller Fertigung der Maschine. Sie erreicht
dies dadurch, daß der Zementmörtel oder Beton mit einer vorgespannten Armierung
versehen ist, die aus einem um den Stator 3 verlaufenden Drahtgitter
6
besteht, welches mittels in die Stirnseiten des Gehäuses eingegossenen Spannblechen
7 vorgespannt ist, wobei die Spannbleche gleichzeitig zur Befestigung der
Lagerträger (Lagerschilde 9) dienen.The invention is based on a housing for electrical machines, in particular electric motors made of cement mortar or concrete, which is cast directly onto the stator of the machine, including the end windings, and aims at a particularly durable design while at the same time making the machine more efficient. It achieves this in that the cement mortar or concrete is provided with a prestressed reinforcement, which consists of a wire grid 6 running around the stator 3 , which is prestressed by means of clamping plates 7 cast into the end faces of the housing, the clamping plates simultaneously for fastening the bearing bracket (End shields 9) are used.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist an Hand der Zeichnung geschildert.
Dabei zeigt F i g. 1 einen Längsschnitt durch einen Motor, F i
g. 2 eine Gußform für die Herstellung des Motors bzw. für dessen Gehäuse
im Längsschnitt und F i g. 3 eine Ansicht des Motors von außen, wie er aus
der Gußforin entnommen wird.An embodiment of the invention is described with reference to the drawing. F i g. 1 shows a longitudinal section through an engine, FIG. 2 shows a mold for the production of the motor or for its housing in longitudinal section and FIG . 3 is a view of the motor from the outside as it is removed from the casting mold.
Der Motor besteht in bekannter Weise aus einem auf der Welle
1 sitzenden Läufer 2 und einem Stator 3 mit seinen Wickelköpfen 4.
Gemäß der Erfindung besteht das Gehäuse 5 des Motors aus Spannzement, der
unmittelbar an den Stator 3 angegossen ist und gleichzeitig die Wickelköpfe
4 mit umgibt. Die Armierung des Zementmörtelgehäuses 5
besteht aus einem zylinderförmigen
um den Stator gelegten Maschendrahtgitter 6, dessen Enden an Spannblechen
7 befestigt sind. Diese Spannbleche 7
sind in die Stirnseiten des Gehäuses
5 eingegossen, und an ihren Innenseiten sind Muttern 8 angeschweißt.
Mit Hilfe dieser Muttern 8 sind wiederum die Lagerschilde 9 an den
Spannblechen befestigt, d. h. angeschraubt. Auf der der Antriebsseite des
Motors gegenüberliegenden Seite ist in an sich bekannter Weise auf der Welle ein
Lüfterrad 10 angebracht, welches von einer Schutzkappe 11 umgeben
ist, die mittels eines Winkelbleches 12 am Lagerschild befestigt ist.
Die
Wickelköpfe 4 des Ständers sind mit einem Oberflächenüberzug 13 versehen,
der beim Umgießen mit Zementmörtel zunächst die Feuchtigkeit des Zementmörtels abhalten
soll. Man kann nun diesen überzug aus einer derartigen Materialzusammensetzung wählen,
daß bei Betriebstemperatur des Motors ein Teil;...der :,überzugsmaterialien schmilzt.
Dadurch entsteht ein gennger Raum zwischen den WickelkopfdrAtedund dem Zementinörtel
für die Ausdehnung der Wickelköpfe bei ihrer Erwärmung. Der verbleibende Teil der
Schutzschicht hingegen dient dem Wärmekontakt zwischen Wickelköpfen und Zementmörtel,
der zur Abführung der Stator- bzw. Wickelkopfwänne nach außen notwendig ist.The motor consists in a known manner of a rotor 2 seated on the shaft 1 and a stator 3 with its end windings 4. According to the invention, the housing 5 of the motor consists of clamping cement which is cast directly onto the stator 3 and at the same time the end windings 4 surrounds. The reinforcement of the cement mortar housing 5 consists of a cylindrical wire mesh 6 placed around the stator, the ends of which are fastened to clamping plates 7. These clamping plates 7 are cast into the end faces of the housing 5 , and nuts 8 are welded to their insides. With the help of these nuts 8 , the end shields 9 are in turn attached to the clamping plates, d. H. screwed on. On the side opposite the drive side of the motor, a fan wheel 10 is mounted on the shaft in a manner known per se, which is surrounded by a protective cap 11 which is fastened to the end shield by means of an angle plate 12. The end windings 4 of the stator are provided with a surface coating 13 , which is initially intended to keep the moisture of the cement mortar away when cement mortar is poured around it. This coating can now be selected from a material composition such that at the operating temperature of the engine a part of the coating material melts. This creates a smaller space between the winding head wires and the cement mortar for the winding heads to expand when they are heated. The remaining part of the protective layer, on the other hand, is used for thermal contact between the end windings and the cement mortar, which is necessary to dissipate the stator or end winding to the outside.
Die Herstellung des Motors geschieht folgendermaßen: Läufer und Ständer
werden Zunächst in üblicher Weise gefertigt, und die Wickelköpfe des Ständers werden
durch Tauchen mit der erwähnten Schutzschicht versehen, die beispielsweise aus Paraffinen
oder Bitumen mit anorganischen Zuschlägen oder sonstigen geeigneten Materialien
bestehen kann. Diese Schutzschicht kann übrigens auch auf der B-Seite des Motors
die Stirnseite des Statorpaketes überziehen, um eine Dehnungsfuge zu erhalten. Auf
der Antriebsseite hingegen soll der Zementmörtel satt an der Stirnseite des Paketes
anliegen, um bei Biegebeanspruchungen eine mechanische Einheit mit dem Statorpaket
zu bilden.The motor is manufactured as follows: rotor and stator
are first made in the usual way, and the end windings of the stator are
provided by dipping with the protective layer mentioned, for example made of paraffins
or bitumen with inorganic aggregates or other suitable materials
can exist. This protective layer can also be used on the B-side of the engine
Cover the face of the stator core in order to create an expansion joint. on
on the drive side, however, the cement mortar should fill the face of the package
in contact with a mechanical unit with the stator package in the event of bending loads
to build.
Nun wird das A-seitige Spannblech 7 mit dem Maschengitter
6 verbunden und in eine zweiteilige hohlzylindrische Gußfonn, und zwar in
deren Teil 14, eingebracht. Daraufhin wird der Ständer 3 in die Form geschoben,
und zwar bis zum Anschlagen an das Spannblech 7. In den Deckel
15 der Gußfonn wird das B-seitige Spannblech 7 eingelegt und mit dem
aus der noch offenen Gußform herausragenden Maschengitter 6 verbunden, worauf
der Deckel 15
auf die Form 14 aufgestülpt wird. Nun zieht man die Schraube
16 an, wodurch das Maschengitter 6 vorgespannt und gleichzeitig die
Formteile 14, 15 dicht aneinandergepreßt werden. - Daraufhin wird
die Form durch die Einfüllöffnung 17 mit Zementmörtel gefüllt, und diesen
läßt man erhärten.Now the A-side tensioning plate 7 is connected to the mesh 6 and introduced into a two-part hollow-cylindrical casting mold, namely in the part 14 thereof. Then the stand 3 is pushed into the mold until it hits the clamping plate 7. The B-side clamping plate 7 is inserted into the cover 15 of the casting mold and connected to the mesh 6 protruding from the still open mold, whereupon the cover 15 is slipped onto the mold 14. Now the screw 16 is tightened, whereby the mesh 6 is pretensioned and at the same time the molded parts 14, 15 are pressed tightly against one another. - Then the mold is filled through the fill opening 17 with cement mortar, and this is allowed to harden.
Nach dem Härtevorgang öffnet man den Formdeckel 15 und zieht
aus dem Formteil 14 das Motorgehäuse 5 mit dem eingegossenen Ständer heraus.
Dann schiebt man den Läufer 2 mit der Welle 3 ein und schraubt die Lagerschilde
9 an den Spannblechen 7 fest, worauf noch der Lüfter und die Schutzhaube
zu befestigen sind. Der Motor ist nunmehr bereits fertiggestellt, ohne daß irgendwelche
spanabhebende Bearbeitungen notwendig sind bzw. waren. Selbstverständlich müssen
die Spannbleche präzise gezogen und auch die Lagerträger genau gefertigt sein.After the hardening process, the mold cover 15 is opened and the motor housing 5 with the cast-in stand is pulled out of the mold part 14. Then you push the rotor 2 with the shaft 3 and screw the end shields 9 to the clamping plates 7 , whereupon the fan and the protective cover are still to be attached. The engine has now been completed without any machining operations being or being necessary. Of course, the clamping plates must be precisely drawn and the bearing brackets must also be manufactured precisely.
übrigens wird man zweckmäßig nach dem Füllen der Gußform mit Zementmörtel
im Bereich der Ein-.füll,öffnung ein Blech 18. eindrücken, welches nach dem
Erhärten -des G#häu,seg als, unlerer, Abschluß. für den aufzuschraubenden
Klemmkasten 19 dient. Auch kann dieses Blech für die Befestigung eines Leistungsschildes
verwendet werden.Incidentally, after the casting mold has been filled with cement mortar, a sheet metal 18 will be pressed in in the area of the filling opening, which after hardening - the G # häu, seg as, lower, closure. for the terminal box 19 to be screwed on. This sheet metal can also be used to attach a rating plate.