DE1089467B

DE1089467B - Electric motor of large axial length with divided runner and hollow runner shaft carrying pressurized water, in particular for operation within boreholes

Info

Publication number: DE1089467B
Application number: DEL34043A
Authority: DE
Inventors: Oskar Zapf; Albert Linsenmair
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1959-08-25
Filing date: 1959-08-25
Publication date: 1960-09-22

Description

Elektromotor großer axialer Länge mit unterteiltem Läufer und hohler, Druckwasser führender Läuferwelle, insbesondere zum Betrieb innerhalb von Bohrlöchern Zur Durchführung von Erdbohrungen werden be- kanntlich eigens zu diesem Zweck gestaltete sogenannte Vorort-Bohrmotoren verwendet, die entsprechend den beschränkten Raumverhältnissen innerhalb eines Bohrloches nur einen kleinen Außendurchmesser (ungefähr 20 bis 40 cm) haben dürfen und daher je nach ihrer Leistung eine besonders große Länge (bis zu 10 in) erhalten. Besondere Schwierigkeiten ergeben sich aus der Forderung, daß die Läuferwelle hohl ausgebildet sein muß, damit das dem Bohrer unter hohem Druck zugeführte Spül- und Kühlwasser durch diese Läuferhohlwelle geführt werden kann. Dieses Druckwasser wird, nachdem es sich mit dem Bohrstaub vermischt hat, außerhalb des Bohrmotors zurückgeführt.Electric motor large axial length split-runner and hollow, water pressure leading rotor shaft, in particular for operation within wells to carry out earth drilling as is known, specially designed for this purpose, so-called on-site drilling motors are used, according to the restricted space within a wellbore only a small Outer diameter (approx. 20 to 40 cm) may have and therefore, depending on their performance, be given a particularly large length (up to 10 in). Particular difficulties arise from the requirement that the rotor shaft must be hollow so that the flushing and cooling water supplied to the drill under high pressure can be passed through this hollow rotor shaft. After it has mixed with the drilling dust, this pressurized water is returned outside the drilling motor.

Der Bohrmotor ist also allseitig von aggressiver Flüssigkeit umgeben, und ein sehr wichtiges Problem besteht darin, durch Dichtungen die aktiven Teile sowie die Lager des Motors absolut sicher vor der korrodierenden Einwirkung dieses Druckwassers zu schützen.The drill motor is therefore surrounded on all sides by aggressive liquid, and a very important problem is that of seals the active parts as well as the bearings of the motor absolutely safe from the corrosive effects of this To protect pressurized water.

Gegenstand der Erfindung ist ein Elektromotor großer axialer Länge mit unterteiltem Läufer und hohler, Druckwasser führender Läuferwelle, insbesondere zum Betrieb innerhalb von Bohrlöchern. Erfindungsgemäß besteht die die Verbindung der hohlen Teilwellen bzw. der hohlen Teilläufer des Läufers herstellende Kupplung aus einer Klauenkupplung bzw. einer anderen formschlüssigen Kupplung und einer mit-dieser baulich vereinigten, druckdichten elastischen Kupplung. Die elastische Kupplung ist dabei innerhalb der formschlüssigen Kupplung angeordnet.The invention relates to an electric motor of great axial length with a subdivided rotor and a hollow rotor shaft that carries pressurized water, in particular for operation inside boreholes. According to the invention, there is the connection the hollow partial shafts or the hollow partial rotor of the rotor producing coupling from a claw coupling or another form-fitting coupling and one with this structurally united, pressure-tight elastic coupling. The elastic coupling is arranged within the positive coupling.

Nach einem weiteren Erfindungsgedanken besteht die elastische Kupplung aus zwei starren, jeweils mit der benachbarten Hälfte der formschlüssigeli Kupplung fest, beispielsweise durch Verschraubung verbundenen Ringen, die sich axial um einen bestimmten Betrag überlappen und zwischen die eine Gummischicht einvulkanisiert ist. Die starren Ringe der elastischen Kupplung sind dabei weiterhin so geformt, daß zwischen ihnen ein etwa S-förmig profilierter Raum zur Aufnahme der Gummischicht frei bleibt.According to a further idea of the invention, there is the elastic coupling of two rigid ones, each with the adjacent half of the form-locking coupling fixed, for example, by screwing connected rings that are axially around a overlap a certain amount and vulcanized between them a rubber layer is. The rigid rings of the flexible coupling are still shaped in such a way that that between them an approximately S-shaped profiled space for receiving the rubber layer remains free.

Die erfindungsgemäß aufgebaute Kupplung weist den großen Vorteil auf, daß mit ihr eine einwandfreie Abdichtung des außerhalb des Läufers bzw. bei Verwendun#g einer besonderen Läuferwelle des außerhalb der Läuferwelle befindlichen Raumes gegen die Bohrung der Läuferwelle möglich ist. Darüber hinaus erlaubt die Guninlischicht der elastischen Kupplung ein spannungsfreies Ineinandergreifen der Hälften der forn-ischlüssigen Kupplung, mittels deren das Läuferdrehmonient übertragen wird. Die elastische Kupplung selbst wird dabei lediglich durch relativ geringe Zug-bzw. Druckkräfte beansprucht. Die elastische Kupplung ermöglicht darüber hinaus auch gewisse rjdiale Verformungen des zusammengesetzten Läufers und hat eine Dämpfung etwaiger Schwingungen zur Folge.The coupling constructed according to the invention has the great advantage that that with it a perfect sealing of the outside of the rotor or when using against a special rotor shaft of the space outside the rotor shaft the bore of the rotor shaft is possible. In addition, the guninli layer allows the elastic coupling a tension-free interlocking of the halves of the form-fitting Coupling by means of which the rotor torque is transmitted. The elastic coupling itself is only due to relatively low tension or. Compressive forces claimed. The elastic coupling also enables certain radial deformations of the assembled rotor and dampens any vibrations.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kupplung, wie sie in Vorort-Bohrmotoren Verwendung finden kann, dargestellt.In the drawing is an embodiment of an inventive Coupling, as it can be used in on-site drilling motors, shown.

An den Teilläufern 1 und 2 (auf eine besondere Läuferwelle wurde hier verzichtet) des hier nicht im einzelnen dargestellten Läufers eines Vorort-Bohrmotors sind die Kupplungshälften 3 und 4 einer Klauenkupplung durch mehrere über den Umfang verteilte Paßfedern 5 und Schrauben 6 befestigt. Die Klauen der Kupplungshälften greifen auf der Länge L ineinander. An der Kupplungshälfte 3 ist der starre Ring 7 und an der Kupplungshälfte 4 der starre Ring 8 der elastischen Kupplung durch die Schrauben 9 bzw. Gewindestifte 10, von denen einige als Paßstifte ausgebildet sein können, verbunden. - Durch diese Schraubverbindung läßt sich an den Flächen 11 und 12 bzw. 13 und 14, die entsprechend genau bearbeitet worden sind, ein ausreichend dichter Sitz erzeugen, um mit Sicherheit ein Durchsickern des in der gemeinsamen Bohrung 15 der Teilläufer 1 und 2 befindlichen Druckwassers zu verhindern. The coupling halves 3 and 4 of a claw coupling are attached to the partial rotors 1 and 2 (no special rotor shaft was used here) of the rotor of a local drilling motor, which is not shown in detail here, by means of several parallel keys 5 and screws 6 distributed over the circumference. The claws of the coupling halves interlock along the length L. The rigid ring 7 is connected to the coupling half 3 and the rigid ring 8 of the elastic coupling is connected to the coupling half 4 by the screws 9 or threaded pins 10, some of which can be designed as dowel pins. - Through this screw connection, a sufficiently tight fit can be created on the surfaces 11 and 12 or 13 and 14, which have been machined accordingly, to ensure that the pressurized water located in the common bore 15 of the partial runners 1 and 2 can seep through impede.

In dem etwa S-förmig profilierten Ringraum zwischen den starren Ringen 7 und 8 ist eine Gummischicht 23 einvulkanisiert, durch die der Raum zwischen den Ringen 7 und 8 einmal völlig dicht abgeschlossen ist und der andererseits genügend fest gemacht werden kann, um axiale Kräfte, die bekanntlich von einer Klauenkupplung nicht aufgenommen werden, zu übertragen. An den Stoßstellen zwischen den Teilläufern 1 und 2 und den Kupplungshälften 3 und 4 läßt sich durch die Dichtungsringe 16 und 17, die jeweils durch eine besondere Verspanneinrichtunz, bestehend aus dem Schraubenbolzen 18, dem Druckring 19, dem geteilten Ring 20 und der Sechskantmutter 21, zusammen- reßt werden, ebenfalls eine völlige sichere t,ep Dichtung erzielen.In the approximately S-shaped profiled annular space between the rigid rings 7 and 8 , a rubber layer 23 is vulcanized, through which the space between the rings 7 and 8 is once completely sealed and which, on the other hand, can be made sufficiently strong to withstand axial forces that is known not to be recorded by a dog clutch, to be transmitted. At the joints between the partial rotors 1 and 2 and the coupling halves 3 and 4, the sealing rings 16 and 17, each with a special bracing device, consisting of the screw bolt 18, the pressure ring 19, the split ring 20 and the hexagon nut 21, be pulled together, also achieve a completely secure t, ep seal.

Die erfindungsgemäß ausgebildete Verbindung der Teilläufer eines Läufers von Vorort-Bohrmotoren gewährleistet insgesamt eine gute Dichtung an der Verbindungsstelle der beiden Teilläufer und darüber hinaus die Übernahme des gesamten Drehmoments durch die geschilderte Klauenkupplung, während axiale und auch radiale Kräfte durch die elastische Kupplung aufgenommen werden. Zur Verbesserung der Abdichtung der Stoßstellen zwischen den Teilläufern 1 und 2 und den Kupplungshälften 3 und 4 durch die Dichtungsringe 16 und 17 kann es zweckmäßig sein, Dichtungsringe22 an den zylindrischen Berührungsflächen zwischen den Teilläufern 1 und 2 und den Kupplungshälften 3 und 4 vorzusehen.The inventive connection of the partial rotors of a rotor of on-site drilling motors ensures overall a good seal at the connection point of the two partial rotors and also the transfer of the entire torque by the described claw coupling, while axial and radial forces are absorbed by the elastic coupling. In order to improve the sealing of the joints between the partial rotors 1 and 2 and the coupling halves 3 and 4 by the sealing rings 16 and 17 , it may be useful to provide sealing rings22 on the cylindrical contact surfaces between the partial rotors 1 and 2 and the coupling halves 3 and 4.

Claims

PATENT APPLICATION: 1. Electric motor of large axial length with a subdivided rotor and a hollow rotor shaft carrying pressurized water, in particular for operation within boreholes, characterized in that the coupling which connects the partial rotors or the partial shafts of the rotor consists of a claw coupling or another form-fitting coupling Coupling and a pressure-tight elastic coupling that is structurally combined with this.

2. Electric motor according to claim 1, characterized in that the pressure-tight elastic coupling is arranged within the positive coupling. 3. Electric motor according to claim 1 and 2, characterized in that the pressure-tight elastic coupling consists of two rigid, each with the adjacent, for example half by the screwing form-fitting fixed coupling 'connected rings that overlap axially by a certain amount and between the one Rubber layer is vulcanized. 4. Electric motor according to claim 1 to 3, characterized in that the rigid rings of the elastic coupling are shaped so that an approximately S-shaped profiled space for receiving the rubber layer remains free between them. Documents considered: German Auslegeschrift No. 1 049 969.