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Geschlossener, unter Flüssigkeit arbeitender elektrischer Pumpenantriebsmotor
mit einem Sammelbehälter und einer Lenzpumpe für die durch die Wellendurchführung
eingedrungene Flüssigkeit. Gegenstand der Erfindung ist eine Verbesserung des in
dem Hauptpatent 454042 beschriebenen elektrischen Pumpenantriebsmotors. Die Wellendurchführung
und das Gehäuse dieser Maschine stehen normalerweise unter Flüssigkeitsdruck. In
.dem Hauptpatent wird vorgeschlagen, die Abdichtung des Maschinengehäuses so auszuführen,
daß das Eindringen geringer Mengen von Flüssigkeit in das Gehäuse zwar möglich ist,
dafür aber an dem Gehäuse ein Sammelgefäß oder Sumpf für die eingedrungene Flüssigkeit
und eine Sumpfpumpe anzuordnen, die die Flüssigkeit wieder aus dem Gehäuse hinausschafft.
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Es ist nicht zweckmäßig, diese Sumpfpumpe dauernd mit der Maschine
umlaufen zu lassen, denn sie würde, wenn keine Flüssigkeit im Sumpf vorhanden ist,
auch Luft aus dem Gehäuse schaffen und dadurch die an der Wellendichtung herrschende
Druckdifferen7 vergrößern. Es wird deswegen zwischen der Pumpe und der Maschine
:eine lösbare Kupplung angebracht, die nur dann eingerückt wird, wenn sich eine
gewisse Flüssigkeitsmenge im Behälter angesammelt hat.
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Nun, macht aber die Ausführung der Kupp-Jung im vorliegenden Fall
besondere Schwierigkeiten. Der Motor, der den Gegenstand der Erfindung bildet, ist
besonders für den Bohrbetrieb bestimmt. Er ist lang und schlank gebaut und bietet
für das Unterbringen der Kupplung in seinem Gehäuse wenig Platz. Da er auch unter
ungünstigsten Betriebsverhältnissen unter Umständen wochenlang in einem mehrere
too m tiefen Bohrloch ohne Wartung arbeiten soll, muß die Kupplung möglichst einfach
gebaut werden und dem rauhen Bohrbetrieb standhalten können. Kupplungen mit einer
durch einen Schwimmer betätigten Einrichtung zum Einrücken, die für ,ähnliche Maschinen
vorgeschlagen wurden, sind aus diesem Grunde für den Bohrbetrieb ungeeignet.
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Nach der Erfindung wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß
der Motor durch eine Flüssigkeitsreibungskupplung mit der Sumpfpumpe verbunden wird.
Solche Kupplungen sind ihrer Bauart nach an sich bekannt, aber bisher nur für andere
Zwecke verwendet worden. Erfindungsgemäß wird diese Kupplung derart im Sumpf angeordnet,
daß die Flüssigkeit in die Kupplung dringt und, selbst als Kupplungsglied wirkend,
die Sumpfpumpe mit der Maschine kuppelt, wenn
der Flüssigkeitsspiegel
im Sumpf eine gewisse Höhe erreicht hat, und aus der Kuppiung ausfließt und die
Pumpe ,entkuppelt, wenn der Flüssigkeitsspiegel durch Herauspumpen von Flüssigkeit
wieder unter das kritische Niveau gesunken ist.
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In der Zeichnung ist eine Ausführung der Erfindung beispielsweise
dargestellt. Abb. i zeigt den ganzen Senkpumpenmotor, dessen Einzelheiten im Hauptpatent
beschrieben sind. M ist der Motor, S der Sumpf im unteren Teil des Gehäuses. P ist
die Sumpfpumpe, I( die Flüssigkeitsreibungskupplung, die in Abb.2 und 3 in größerem
Maßstab dargestellt ist. Die Sumpfpumpe saugt durch die öffnung i die Flüssigkeit
ein und drückt sie durch das Rohr 2, in dem bei 3 ein Rüc1@.-schlagventil eingebaut
ist, bei q. nach außen. Als Sumpfpumpe eignen sich besonders die an sich bekannten
Rollkolbenpumpen.
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Die Flüssigkeitsrenbungskupplung ist folgendermaßen aufgebaut: An
dem unteren Ende 5 (Abb. 2) der Motorwelle ist die Scheibe 6 mit dem Mantel 7 unverdrehbar
befestigt. Der äußere Rand des Mantels ist ähnlich einer Kreissäge mit Zähnen 8
ausgestattet und bei 9 mit einer Reihe von Bohrungen versehen.
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Auf das obere Ende der Sumpfpumpenwelle io ist unverdrehbar die Scheibe
ii aufgesetzt. Die Scheibe hat einen zylindrischen Mantel 12. Er ist auf der Innenseite
mit den Zähnen 13 ausgerüstet.
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Über den Mantel 12 ist passend ein Winkelring 14 geschoben, der die
Scheibe ii und ihren Mantel 12 zu einer ringförmigen Kammer ergänzt, die auch den
größten Teil der Scheibe 6 einschließt. Die Nabe der Scheibe 6 ragt durch die Mittelöffnung
15 in der Decke des Winkelringes i q. heraus. Der Winkelring wird an zwei einander
diametral gegenüberliegenden Stellen durch Stifte 16 festgehalten, die durch Löcher
in denn Mantel i,-, und in dem Winkelring hindurchgehen und von einem halbkreisförmigen
Springring 17 gehalten werden, der in einer Ausdrehung dies nach unten über die
Scheibe i i vorstehenden Teiles des Mantels 12 liegt. Die Nabe der Scheibe i i enthält
eine Mehrzahl von schräg liegenden Bohrungen 18. In dem Mantel 12 und dem Winkelring
i q. sind an zwei @einander diametral gegenüberliegenden Stellen feine Bohrungen
19 dicht über der Scheibe i i angebracht.
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Die Wirkungsweise ist folgende: Sobald der Motor unter die Flüssigkeit
getaucht wird, wirkt auf die Dichtungen der hydrostatische Druck der .darüberstehenden
Flüssigkeitssäulen. Unter der Einwirkung dieses Druckes sickert langsam Flüssigkeit
ins Maschinengehäuse. Das Einsickern würde, wenn keine besonderen Vorkehrungen getroffen
wären, erst dann aufhören, wenn die eingedrungene Flüssigkeit die Luft im Gehäuse
so stark zusamrnengedrückt hat, daß ihr Druck dem hydrostatischen Druck der Flüssigkeit
das Gleichgewicht hält. Dies tritt jedoch nicht ein, denn sobald sich eine gewisse
Flüssigkeitsmenge im Sumpf gesammelt hat, wird sie wieder- hinausgeschafft, und
zwar viel rascher, als sie eingedrungen ist. Dadurch wird in kurzer Zeit der Anfangszustand
wiederhergestellt. Die lösbare Kupplung verhindert dabei, daß die Pumpe auch Luft
aus dem Gehäuse schafft und die an den Dichtungen. wirkende Druckdifferenz vergrößert.
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Die Flüssigkeitskupplung arbeitet folgendermaßen: Die Motorwelle 5
mit der Scheibe 6 ist dauernd in Drehung. Die Pumpenwelle io init der Scheibe i
i steht für gewöhnlich still. Wenn sich nun der Sumpf .des Motors mit Flüssigkeit
füllt, so erreicht der Flüssigkeitsspiegel zunächst die Scheibe i i bei den äußeren
öffnungen der Bohrungen 18. Bei weiterem Steigen der Flüssigkeit füllen sich die
e Bohrungen, und schließlich tritt die Flüssigkeit teilweise unterhalb deg Mantels
7, teilweise durch die Bohrungen i9 im Mantel 12 in den Hohlraum zwischen den Scheiben
7 und i i ein.
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Hat die Flüssigkeit in diesem Raum eine gewisse Höhe A, A (vgl.
Abb. i) erreicht, so wird die Scheibe i i von der Scheibe 7 mitgenommen. Hat sich
aber die Scheibe i i erst einmal in Drehung versetzt, so wird durch die Schleuderwirkung
der Flüssigkeit in den schrägen Bohrungen 18 eine große Menge der Flüssigkeit durch
die Bohrungen g in den Hohlraum zwischen Scheibe 7 und Mantel. 12 befördert, und
dieser füllt sich im Bereich der Zähne 8 und 13 vollständig mit der Flüssigkeit.
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Nun wird, allerdings mit !einem gewissen Schlupf zwischen den Wellen
5 und 1o, ein Drehmoment durch die Kupplung übertragen, i das bei den gewählten
Abmessungen der Vorrichtung ausreicht, die Sumpfpumpe zu betreiben. Durch die Tätigkeit
,der Pumpe wird der Flüssigkeitsspiegel kn Bereich der Pumpe gesenkt. Er geht zurück
bis an die äußeren Enden der schrägen Bohrungen 18, Spiegel B, B (vgl. Abb.
i). Wenn dann durch diese Bohrungen keine Flüssigkeit mehr nachgesaugt werden kann,
so entleert sich die Kupplung durch die öffnungen i9, und die Welle 1o der Pumpe
kommt wieder zum Stillstand.