DE1049969B - Elektrischer Kurzschlusslaeufermotor grosser axialer Laenge mit mehrfach unterteiltem Laeufer, insbesondere fuer den Einbau in Bohrloecher - Google Patents

Description

• Elektrischer Kurzschlußläufermotor großer axialer Länge mit mehrfach unterteiltem Läufer, insbesondere für den Einbau in Bohrlöcher Die für den Antrieb von Tauchkreiselpumpen bestimmten, in Bohrlöcher abgesenkten Kurzschlußläufermotoren sind in ihrem Außendurchmesser beschränkt. Sie müssen daher eine große Länge haben, wodurch sich für die Lagerung der Motorwelle Schwierigkeiten ergeben. Man hat deshalb den Kurzschlußläufer mehrfach unterteilt und die einzelnen Teilrotoren auf der Motorwelle befestigt, die in dem mit einer durchgehenden Wicklung versehenen Ständerblechpaket abgestützt und gelagert ist. Letzteres ist an den Lagerstellen mit nichtmagnetischen oder isolierenden Einlagen versehren, an deren Innenseite Lagerbuchsen für die ungeteilte Motorwelle anbracht sind. Der Einbau eines derartigen langen, mehrere Teilrotoren tragenden Rotors in den langen Stator ist jedoch mit erheblichen Schwierigkeiten verbunden, da insbesondere eine genaue Zentrierung des Läuferkörpers nicht oder nur äußerst schwierig erreicht werden kann.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Einbau des mehrteiligen Läufers zu erleichtern und dessen genaue Zentrierung sicherzustellen. Diese Aufgabe wird durch die Erfindung im wesentlichen dadurch gelöst, daß jeder Teilrotor eine getrennte Welle hat, die mit der Welle des anderen Teilrotors innrrhalb der Lagerung durch eine axial einsteckbare Verhindung gekuppelt ist. Hierbei können die Wellenstümpfe der Teilrotoren durch einen gemeinsamen Federkeil miteinander gekuppelt sein, der in einer axialen Nut einer die Wellenstümpfe umschließenden und in einer festen Lagerbuchse gelagerten Laufbuchsc eingreift. Die Kupplung der Wellen der Teilrotoren kann auch in der Weise erfolgen, daß der eine Wellenstumpf als Zapfen in eine entsprechende zylindrische Eindrehung des anderen Wellenstumpfes eingreift und der Keil die beiden Wellen miteinander kuppelt, die unmittelbar unter Fortfall einer Laufbuchse in der festen Lagerbuchse zwischen jeweils zwei Ständerblechpaketen gelagert sind.
• Die Verbindung der einzelnen Wellen der Teilrotoren kann auch mit jeder anderen Kupplungsart, z. B. Keilverzahnungskupplung, Klauenkupplung, oder auch mittels Haftverbindung, z. B. Kleben usw., durchgeführt werden. Man wird im allgemeinen diejenige Kupplungsart wählen, die bei geringstem Platzbedarf und günstigsten Wasserreibungsverhältnissen die größte Leistungsübertragung ermöglicht.
• Durch die vorgeschlagene Unterteilung der Welle wird der Einbau der Teilrotoren in den Motor wesentlich erleichtert, denn diese brauchen nur seitlich in die Statorbohrung eingeschoben zu werden, wobei die Keilnuten und Keile ihrer Wellenstümpfe leicht in die entsprechenden Nuten und Keile der Laufbuchse eingeführt werden können. Es empfiehlt sielt, zur Erleichterung der Einführung die Keilnuten und Keile in Achsrichtung abzuschrägen.
• Durch die z. B. innen als Kupplungshülse ausgebildete Laufbuchse erhalten die einzelnen Teilrotoren eine genaue Führung und Zentrierung, so daß auch bei sehr großen axialen Längen ein geringer Luftspalt in der Ständerbohrung und damit gute elektrische Eigenschaften möglich sind.
• Ein weiterer Vorteil ergibt sich dadurch, daß man die Teilrotoren in jede gewollte Nutenversetzung zueinander bringen kann, wodurch die Anlaufverhältnisse des Motors verbessert werden.
• Die Lagerbuchsen sind zweckmäßig von Stützkörpern getragen, die zwischen den einzelnen Ständerblechpaketen eingefügt sind und aus den gleichen Blechlamellen wie die Ständerbleche bestehen können. Es empfiehlt sich, diese Stützkörper aus nichtmagnetischem und elektrisch nichtleitendem Werkstoff oder auch aus Isolierstoff. z. B. Kunststoff. herzustellen. Ein solcher Stützkörper kann die gleiche Nutung wie die Ständerblechpakete aufweisen und von der für sämtliche Ständerblechpakete gemeinsamen Ständerwicklung durchsetzt sein. Besonders günstige Verhältnisse ergehen sich, wenn die Ständerwicklung als Bruchlochwicklung ausgeführt ist, die nur einen Teil der Ständernuten ausfüllt. An den Stellen, an denen das Ständerblechpaket unbewickelte Nuten hat, kann der Stützkörper vollwandige Rippen erhalten. die für die Lagerung eine besonders feste und stabile Abstützung ergeben. Diese Rippen lünnen Bohrungen erhalten, um das Kühlwasser dieser Nutenreihen nicht abzusperren.
• Die Ausgestaltung der Ständerwicklung als Bruchlochwicklung hat dabei noch den weiteren Vorteil, daß der zwischen den Ständerpaketen vorgesehene Stützkörper, besonders bei seiner Herstellung aus Kunststoff, eine einfache Ausgestaltung erhält, da er nicht über seinem ganzen Umfang mit Nuten versehen zu werden braucht.
• Die für den Betrieb in Bohrlöchern bestimmten Tauchmotoren sind bekanntlich mit eitler Flüssigkeit. insbesondere reinem Wasser, gefüllt, das auch als Schmiermittel für die Lagerungen dient. Um eine wirksame Schmierung der Zwischenlagerungen der Teilrotoren zu erreichen, empfiehlt es sich, im unteren oder oberen Teil jeder einzelnen Welle eine axiale Bohrung anzubringen, aus der das Wasser durch radiale Bohrungen oder Schlitze zwischen die Lagerbuchsen geschleudert wird. Die Schmierung kann aber auch im Sinne der Erfindung dadurch besonders wirksam werden, daß man die einzelnen Teilrotoren von oben nach unten oder umgekehrt leicht kegelförmig verjüngt, wodurch das Wasser z. B. von oben angersaugt, durch das Zwischenlager gepumpt und nach unten gedrückt wird. Durch diese Maßnahme wird nicht nur eine gute Schrnierung des mittleren Zwischenlagers erreicht, sondern auch eine gerichtete Flüssigkeitsströmung, die so geleitet werden kann, daß sie die Wärme von allen gefährlichen Wärmepunkten gut abführt.
• Die obenerwähnte Ausbildung der Ständerwicklung als Bruchlochwickluug hat bei wassergefüllten Motoren noch den weiteren Vorteil, daß die Wasserfüllung in dem Stützkörper wegen Verringerung seiner Nuten verstärkt und damit auch die Wasserkühlulig verbessert wird.
• In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes veranschaulicht. In dieser zeigt, Fig. 1 den Längsschnitt und Fig. 2 den Querschnitt einer Zwischenlagerung zweier Teilrotoren, Fig. 3 den Längsschnitt und Fig. 4 den Querschnitt einer anderen Ausführungsform der Zwischenlagerung.
• Gemäß Fig. 1 bis 4 besteht der zum Einhau in Bohrlöcher bestimmte, mit Wasser gefüllte Tauchmotor aus mehreren. z. B. zwei Ständerblechpaketen 1, die mit einer durchgehenden, in Fig. 3 und 4 als Bruchlochwicklung ausgebildeten Ständerwicklung 2 versehen sind. Zwischen den beiden Ständerblechpaketen ist ein Stützkörper 3 angebracht, der aus den gleichen Blechlamellen wie die Ständerblechpakete 1 oder auch aus einem nichtmagnetischen und elektrisch nichtleitenden Werkstoff, insbesondere Kunststoff, besteht.
• Der Stützkörper 3 hat einen kleineren Innendurchmesser als die Ständerblechpakete 1 und bei einer normalen Ständerwicklung wie in Fig. 1 und 2 die gleichen Nuten 4 wie erstere, während er bei Ausführung der Ständerwicklung als Bruchlochwicklung gemäß Fig. 3 und 4 an den Stellen, wo die Ständernuten unbewickelt sind, Stützrippen 5 aufweist. An der Innenseite trägt der Stützkörper 3 in Fig. 1 und 2 eine zweiteilige Lagerbuchse 6, die aus unmagnetischem und elektrisch nichtleitendem Werkstoff besteht, z. B. bei geringer Wärmebeanspruchung aus Gummi, Vulkolan usw. Bei höherer Wärmebeanspruchung empfiehlt es sich, die Lagerbuchse 6 aus Kohle, Graphit, Teflon od. dgl. auszubilden. In der Lagerbuchse 6 ist eine Laufbuchse 7 gelagert; diese umschließt die beiden Wellenstümpfe 8 der Teilrotoren 9, die je einen Kurzschlußkätig 10 mit Kurzschlußringen 11 aufweisen und annähernd die gleiche axiale Länge wie die einzelnen Ständerblechpakete 1 haben. Die beiden Wellenstümpfe 8 sind mit je einer axialen Nut 12 und die Laufbuchse 7 mit einer entsprechenden axialen Nut 13 versehen. In die Nuten 12, 13 ist ein Federkeil 14 eingelegt, der die beiden Wellenstümpfe 8 und damit die Teilrotoren 9 über die Laufbuchse 7 miteinander kuppelt. Die Übertragung des axialen Schubes erfolgt über das Kalottenstück 15. Die Nuten und der Federkeil sind zur Erleichterung des Einhaues abgeschrägt, damit die Teilrotoren leicht von der Seite in die Laufbuchse 7 eingeschoben werden können.
• Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 und 4 ist die Laufbuchse 7 in Fortfall gekommen. Statt dessen ist der eine Wellenstumpf 18 des Teilrotors 9 als Hülse ausgebildet, in die der zapfenförmige Wellenstumpf 19 des anderen Teilrotors eingreift. Die beiden Wellenstümpfe 18, 19 sind durch einen Federkeil 20 miteinander gekuppelt, der in entsprechende Nuten des hülsenförmigen Wellenstumpfes 18 und des zapfenförmigen Wellenstumpfes 19 eingreift. Die übrige Ausbildung entspricht der ersten Ausführungsform.
• Die beiden Wellenstümpfer 8 können auch innerhalb der Lagerbuchse 6 in die Laufbuchse 7 eingeklebt werden. Ebenso kann der Wellenstumpf 19 in den ausgedrehten Wellenstumpf 18 eingeklebt werden. Diese Haftverbindungen ergeben eine besonders einfache Bauweise; sie werden bei einer Demontage des Motors durch Abscheren zerstört und können beim Zusammenbau leicht wieder hergestellt werden.
• Zur Erzielung einer guten Wasserschmierung des Zwisclicnlagers ist gemäß Fig. 1 und 3 beispielsweise der obere Teil des Wellenzapfens 19 mit einer axialen Bohrung 21 verschen, die über radiale Bohrungen 22 des Wellenzapfens 19 und entsprechende radiale Bohrungen 23 der Laufbuchse 7 des hülsenförmigen Wellenstumpfes 18 mit einem zwischen den beiden Teilen der Lagerbuchse 6 vorgesehenen Ringraum 24 in Verbindung steht. Hierdurch wird das Füllwasser des Motors in die Laufflächen der Lagerbuchse 6 gedrückt.
• Um eine weitere Verbesserung der Schmierung (pes Mittellagers zu erreichen, sind die Teilrotoren 9 beispielsweise von oben nach unten konisch verjüngt.

Claims (8)

1. PATENTA NSI#it(:C1I E: 1. Elektrischer Kurzschlußläufermotor großer axialer Länge mit mehrfach unterteiltem Rotor, dessen Teilrotoren an in das Ständerblechpaket eingeführten Stützkörpern gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Teilrotor (9) eine getrennte Welle (8, 18, 19) hat. die mit der Welle des anderen Teilrotors innerhalb der Lagerung (6) durch eine axial einsteckhare Verbindung (14, 20) gekuppelt ist.
2. 2. Kurzschlußläufermotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, (laß die Wellenstümpfe (8,8) durch einen Federkeil (14) miteinander gekuppelt sind, der in eine die beiden Wellenstümpfe umschließende, in (per Lagerbuchse (6) gelagerte Laufbuchse (7) eingreift.
3. 3. Kurzschlußläufermotor nach Anspruch 1, (ladurch gekennzeichnet, daß (per Wellenstumpf (19) (pes einen "Peilrotors (9) als Zapfen in den lliilsZIC förmigen Wellenstumpf (18) des anderen Teilrotors (9) eingreift und mit diesem durch einen Keil (20) gekuppelt ist.
4. 4. Kurzschlußläufermotor nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Keil (14, 20) und die ihn aufnehmenden Nuten (12, 13) der Wellenstümpfe (18, 19) in axialer Richtung abgeschrägt sind.
5. 5. Kurzschlußläufermotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der in das Ständerblechpaket eingefügte Stützkörper (3) für das Zwischenlager (6) bei Ausbildung der Ständerwicklung als Bruchlochwicklung an den nicht von der Ständerwicklung durchsetzten Stellen als Rippe (5) ausgebildet ist.
6. 6. Kurzschlußläufermotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilrotoren zur Erzielung einer besseren Schmierung des Mittel-Lagers von oben nach unten oder umgekehrt kegelförmig verjüngt sind.
7. 7. Kurzschlußläufermotor nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wellenzapfen (8,19) des Teilrotors in seinem unteren Teil mit einer axialen Bohrung (21) versehen ist, die über radiale Bohrungen (22) des ihn umschließenden hülsenförmigen Wellenzapfens (18) bzw. der beiden Wellenzapfen umschließenden Laufbuchse (7) mit einem in der Mitte der Lagerbuchse vorgesehenen Ringraum (24) in Verbindung steht, und daß die an den axial durchbohrten Wellenzapfen anschließende Rotorwelle als Hohlwelle ausgebildet ist.
8. 8. Kurzschlußläufermotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet. daß die Verbindung der Wellenstümpfe der Teilrotoren als Haftverbindung ausgebildet ist.