DE315049C

DE315049C -

Info

Publication number: DE315049C
Application number: DENDAT315049D
Authority: DE

Description

Bei Motoren, die gelegentlich oder dauernd unter Wasser arbeiten oder nach Überflutung noch gebrauchsfähig bleiben sollen, wurde bisher erstrebt, das Wasser aus dem Motorinnern durch Kapselung oder Preßluft oder sonstige Hilfseinrichtungen wie Taucherglocken gänzlich fern zu halten. Diese Mittel führten aber nur unvollkommen zum Ziel, da sich z. B. bei Kapselung, im Motor Schwitzwasser bildet, dasFor engines that occasionally or continuously work under water or after being flooded should remain usable, the aim has been to remove the water from the inside of the engine completely through encapsulation or compressed air or other auxiliary devices such as diving bells keep away. However, these means led only imperfectly to the goal, since z. B. at Encapsulation, which forms condensation water in the engine

ίο die Isolation zerstört, ebenso bei Taucherglocken ; bei Preßluft besteht Gefahr des öl-' austrittes aus den Lagern, Komplikation des Betriebes durch besondere Preßlufterzeugung u. s. w.ίο the insulation destroyed, also with diving bells ; with compressed air there is a risk of oil leakage from the camps, complication of the operation due to special compressed air generation u. s. w.

Die Erfindung, geht dagegen von dem Gedanken aus, das Motorinnere so einzurichten, daß es den. betriebsmäßigen Eintritt von Wasser gestattet; in diesem Falle wird der gesamte wirksame Eisenkörper mit der Wicklung von Ständer und Läufer je in eine nach allen Seiten geschlossene Hülle gelegt, so daß Flüssigkeiten oder Gase nicht zur Wicklung gelangen können.The invention, on the other hand, is based on the idea of setting up the interior of the engine in such a way that that it is the. operational entry of water permitted; in this case the whole effective iron body with the winding of the stator and rotor one after the other Sides closed cover placed so that liquids or gases do not get to the winding can.

Fig. ι und 2 stellen die Ausführungen dieser Anordnung an einem Drehstrommotor mit Kurzschlußanker dar, und zwar Fig. ι für den Läufer. Das wirksame Eisen ist durch α dargestellt, durch b der Kurzschlußring, durch c die Stabwicklung und durch d die Schutzumhüllung. Diese ist so angeordnet, daß sie folgende Anforderungen erfüllt:Fig. Ι and 2 represent the designs of this arrangement on a three-phase motor with short-circuit armature, namely Fig. Ι for the rotor. The effective iron is represented by α , by b the short-circuit ring, by c the rod winding and by d the protective cover. This is arranged in such a way that it meets the following requirements:

i. Sie liegt möglichst dicht am Läuferumfang an, damit der Luftspalt nicht unnötig, vergrößert wird, wodurch sich die Eigenschaften des Motors verschlechtern würden; ebenso liegt sie an den Seiten gut an, um die Wärme leicht abzuführen.i. It is as close as possible to the circumference of the runner so that the air gap is not unnecessarily enlarged which would deteriorate the characteristics of the engine; as well it fits well on the sides to easily dissipate the heat.

2. Sie ist aus nichtmagnetischem, chemisch widerstandsfähigem Stoff (Blei, Bronze) her- , gestellt.2. It is made of non-magnetic, chemically resistant material (lead, bronze), posed.

3. Sie hat die Form eines zylindrischen Körpers mit glatten Wänden, damit das eindringende Wasser nicht gepeitscht wird (was einen Energieverbrauch und Verschleiß bedingt), sondern möglichst wenig Widerstandsflächen vorfindet. 3. It has the shape of a cylindrical body with smooth walls to allow penetration Water is not whipped (which causes energy consumption and wear and tear), but finds as few resistance surfaces as possible.

4. Sie ist luftleer gemacht durch Ausfüllung aller Zwischenräume mit einer kompoundartigen Masse, damit die Wärme besser abgeleitet wird und die Schutzhülle nicht infolge Ausdehnung der Luft von innen Druck erhält.4. It is made evacuated by filling in all the spaces with a compound Mass, so that the heat is better dissipated and the protective cover does not receive pressure from the inside as a result of the expansion of the air.

In ganz ähnlicher Weise ist die Schutzumhüllung für den Ständer nach Fig. 2 hergestellt ; hier sind e das wirksame Eisen, f die heraustretenden Wicklungsenden, g die Wicklung, h die Schutzumhüllung, i ein wasserdicht in die Umhüllung gesetztes Rohr für die Stromzuleitung, die mittels Kabel erfolgt, das wasserdicht an i anschließt. Die Ausführung der Umhüllung genügt den gleichen Bedingungen, wie beim Läufer erörtert; nur erhält sie noch die Wasserleitflächen k, die das vom Läufer an den Umfang geworfene Wasser aufnehmen und wieder zur Läuferachse zurückleiten. Der Zweck ist, die dem Wasser, mitgeteilte Bewegungsenergie wieder auszunutzen und so die Verluste möglichst gering zu halten. Diese Umleitflächen können jedoch auch am Gehäuse befestigt sein; sie können auch Öffnungen I erhalten, aus denen ein Teil des im Umlauf be-The protective covering for the stand according to FIG. 2 is produced in a very similar manner; Here e is the effective iron, f is the emergent coil ends, the coil g, h the protective casing, a waterproof i set in the sheath tube for the power supply, which takes place by means of cable, the waterproof adjoins i. The execution of the envelope satisfies the same conditions as discussed for the runner; it only has the water guide surfaces k, which absorb the water thrown by the runner onto the circumference and guide it back to the runner axis. The purpose is to use the kinetic energy communicated to the water again and thus to keep the losses as low as possible. However, these diverting surfaces can also be attached to the housing; they can also have openings I from which part of the

LagerexemplarStock copy

fmdlichen Wassers zu dem Rücken des wirksamen Eisens gelangt, von wo es wieder zur Läuferachse zurückgeführt werden kann. Als besonderer Vorteil ergibt sich nun bei dieser Ausführung, daß durch das Wasser die sich im Motorinnern entwickelnde Wärme sein rasch abgeleitet wird; infolgedessen kann bei solchen Motoren, die dauernd unter Wasser arbeiten, ein kleineres und billigeres Modell als bei Luftkühlung verwendet werden; auch wenn diese Motoren nicht dauernd, sondern nur gelegentlich unter Wasser arbeiten, kann die Luft besser zutreten und kühlen als bei einem geschlossenen Motor, so daß auch in diesem Falle ein kleineres Modell verwendet werden kann.Molten water reaches the ridge of the effective iron, from where it returns to the Rotor axis can be returned. This now has a particular advantage Execution that the heat developing inside the engine is rapid through the water is derived; as a result, with such engines that work continuously under water, use a smaller and cheaper model than air cooling; even if this The air can do better if motors do not work continuously under water, but only occasionally step and cool than with a closed engine, so that in this case too a smaller one Model can be used.

Bei Drehstrommotoren mit Stufenanker und Gegenschaltung, bei denen während des Anlaufes ein Widerstand in den Läuferkreis eingeschaltet ist, der in der Nähe der vollen Umlaufzahl durch einen Fliehkraftschalter kurz geschlossen wird, bleibt die Ausführung in gleicher Weise bestehen. Die Kurzschlußvorrichtung wird ebenfalls in ein wasserdichtes Gehäuse eingeschlossen; sie kann unmittelbar beim Läufer oder auch auf einem Wellenende außerhalb der Lager mit wasserdichter Verbindung durch die ausgebohrte Motorwelle Platz finden. Um die Luft aus ihrem Innern fern zu halten, kann sie mit öl gefüllt werden.For three-phase motors with step armature and counter circuit, for those during start-up a resistor is switched on in the rotor circuit, which is close to the full number of revolutions is short-circuited by a centrifugal switch, the design remains in the same way. The short circuit device is also enclosed in a waterproof case; it can be immediate at the rotor or on a shaft end outside the bearing with a watertight connection find space through the drilled out motor shaft. To keep the air out of its interior, it can be filled with oil.

Die beschriebenen Schutzhüllen können inThe protective covers described can be in

■ : einem besonderen Fabrikationsgang hergestellt■: produced in a special manufacturing process

und der Ständer oder Läufer hineinverpaßt werden; sie können jedoch auch nachträglich auf einem fertigen Motor, z. B. mittels des Schoopschen Metallspritzverfahrens, gespritzt " werden, wobei auch mehrere solcher Schichten nacheinander oder in Abwechslung mit Schutzoder Isolierlacküberzug aufgebracht werden können.and the stand or runner are missed in; however, they can also be used retrospectively on a finished engine, e.g. B. by means of Schoop's metal spraying process, sprayed "be, with several such layers in succession or alternating with protection or Isolating lacquer coating can be applied.

Bei Motoren mit Schleifringen oder Kollektor, - die feststehende Bürsten haben, muß der Läufer außer den erwähnten Einrichtungen noch einen besonderen Schutz für die Stromabnahmestellen haben. Dieser kann nach Fig. 3 ausgeführt werden, in der 1 den Kollektor (bzw. Schleifringe), 2 die Bürsten an den feststehenden Bürstenhaltern, 3 die Buchse für Aufnähme der Bürstenträger darstellen. Die Welle 4 geht durch diese Buchse mittels Abdichtung 5 hindurch. Auf der Buchse sitzt mit Abdichtung 6For motors with slip rings or collectors - which have fixed brushes, the rotor must In addition to the facilities mentioned, a special protection for the electricity collection points to have. This can be carried out according to Fig. 3, in which 1 the collector (or slip rings), 2 the brushes on the fixed brush holders, 3 the socket for picking up the Represent brush holder. The shaft 4 passes through this socket by means of a seal 5. 6 is seated on the socket with a seal

■ die Schutzhülle 7, die den ganzen Kollektor mit Bürstenansatz wasserdicht umschließt und hier einen Räum bildet, der mit einer nicht leitenden Flüssigkeit (öl) oder einem Gase ausgefüllt ist. Mit ihm kann durch das Rohr 8 ein Ausgleichgefäß 9, das mittels Membrane 10 abgeschlossen ist, in Verbindung stehen. 11 ist eine Scheibe, an der die Hülse 7 befestigt ist; durch die Scheibe gehen unter Abdichtung die Verbindungen von den Kollektorsegmenteh zu ■•-•,den Ankerwindungen, £0 daß kein Wasser in ,den von der Hülle 7 umschlossenen Raum dringen und andererseits die Ummantelung leicht angebracht werden kann. Ist der Motor in Betrieb, so.dreht sich der Mantel 7 und der Kollektor, während die Bürsten mit der Buchse und dem Ausgleichbehälter still stehen, fest- ! gehalten durch irgendeine bekannte Vorrichtung, welche mit dem Motorgehäuse verbunden ist. Wird durch die Fliehkraft ein Unterdruck in dem ummantelten Raum nahe den Abdichtungsstellen 12 und 13 erzeugt, so gleicht sich dieser dadurch aus, daß Flüssigkeit oder Gas vom Außenwasser durch die Membran 10 und das Ausgleichgefäß 9 unmittelbar an diese Stellen gedrückt wird. Hier sind besondere Räume 12 und 13 gebildet, an denen nur geringe Drehbewegung herrscht; durch sie kann auch ein Druckausgleich im umgekehrten Sinne stattfinden. Wenn die- Dichtungen genügend abschließen, kann auch ohne das Ausgleichgefäß gearbeitet werden. Das von dem Mantel 7 beschleunigte Wasser kann auch hier wieder in ähnlicher Weise wie in Fig. 2 beschrieben, durch Umlaufvorrichtungen zurückgeleitet werden. Da der Kollektor unter öl arbeitet, werden auch die Funken kräftiger unterdrückt als in Luft; die Spannung zwischen den Kollektorsegmenten kann daher höher genommen werden als bei normalen offenen Motoren. Dadurch kann die Segmentzahl beschränkt, der Kollektor also kleiner und billiger werden; auch kann eine höhere Spannung von Gleichstrommotoren beherrscht werden, und es können infolge der guten Schmierung zwischen Kollektor und Bürsten hierfür andere Stoffe als die bisher üblichen verwendet werden, was einer Verbilli-. gerung des Motors gleichkommt. Kleine Fen- .; ster, die luftdicht abschließen, ermöglichen die ', Beobachtung der Bürsten und des Kollektors. j Fig. 4 stellt eine etwas andere Ausführung dar, bei der die Schleifringe außerhalb der Lager angeordnet sind. Sie unterscheidet sich im wesentlichen von der beschriebenen Ausführung dadurch, daß hier nur eine Dichtung für den umschlossenen Raum nötig ist gegenüber der Anordnung nach Fig. 3; außerdem ist das Ausgleichgefäß so angeordnet, daß es, an beliebigen Punkten aufgestellt, die Erneuerung der Flüssigkeit gestattet, wobei die Fliehkraft der Flüs-ί sigkeit im Gehäuse zur Erzeugung des hierfür erforderlichen Überdruckes' ausgenutzt werden ■ kann. In Fig. 4 ist 30 die Welle der Maschine, durch welche die Zuleitung zu den Schleifringen 31 (oder Kollektor) geht. Von dort wird der Strom durch die Bürsten 32 abgenommen, geht über die Bürstenhalter in eine feststehende Buchse 34, die in der Verlängerung der Welle' liegt, von wo er zum Anlasser führt. Durch eben diese Buchse tritt auch das Öl von einem Behälter 35 aus zu den Schleifringen. An dem Umfang der Buchse lagert mit wasserdichtem■ the protective cover 7, which encloses the entire collector with a brush attachment watertight and here forms a space that is filled with a non-conductive liquid (oil) or a gas. A compensation vessel 9, which is closed off by means of a membrane 10, can be connected to it through the pipe 8. 11 is a washer to which the sleeve 7 is attached; The connections from the collector segments to the anchor windings go through the disc under sealing, so that no water can penetrate into the space enclosed by the envelope 7 and, on the other hand, the casing can easily be attached. If the motor is in operation, the jacket 7 and the collector rotate while the brushes with the bushing and the expansion tank are stationary! held by any known device connected to the motor housing. If the centrifugal force creates a negative pressure in the encased space near the sealing points 12 and 13, this balances out in that liquid or gas from the outside water is pressed through the membrane 10 and the expansion tank 9 directly to these points. Special spaces 12 and 13 are formed here, in which there is only slight rotational movement; They can also be used to equalize pressure in the opposite direction. If the seals close sufficiently, you can work without the expansion tank. The water accelerated by the jacket 7 can also be returned here again in a manner similar to that described in FIG. 2 through circulation devices. Since the collector works under oil, the sparks are suppressed more strongly than in air; the voltage between the collector segments can therefore be taken higher than with normal open motors. This means that the number of segments can be limited, making the collector smaller and cheaper; a higher voltage can also be mastered by direct current motors, and because of the good lubrication between the collector and the brushes, other substances than the previously usual ones can be used for this, which is a cheaper option. of the motor. Small Fen-.; ster, the complete air-tight, allowing the 'observation of the brushes and the collector. j Fig. 4 shows a somewhat different embodiment, in which the slip rings are arranged outside the bearings. It differs essentially from the embodiment described in that only one seal is required here for the enclosed space compared to the arrangement according to FIG. 3; In addition, the expansion tank is arranged in such a way that it allows the liquid to be renewed at any point, whereby the centrifugal force of the liquid in the housing can be used to generate the overpressure required for this purpose. In Fig. 4, 30 is the shaft of the machine through which the feed line to the slip rings 31 (or collector) goes. From there the current is taken off by the brushes 32, goes over the brush holder into a fixed socket 34, which is in the extension of the shaft ', from where it leads to the starter. The oil also passes through this socket from a container 35 to the slip rings. On the perimeter of the socket is superimposed with waterproof

Abschluß- 41 die Umhüllung, in der Figur dargestellt durch den Becher 37 und den Deckel 36, die mit Fenstern versehen sein können. Die Ölleitung von dem Innein des Gefäßes kann durch Ableitung 38 und Zuleitung 39 erfolgen. Dreht sich der Becher mit dem Öl, so entsteht am Umfange ein Überdruck; durch das Rohr 38 wird dann ein Teil des Öles aus dem Innern in das Gefäß gepreßt, von wo es durch Zuleitung 39 wieder dem Innern zufließt. Der Behälter 35 kann auch, wenn die Maschine unter Waster arbeiten soll, so hoch über dem Wasserspiegel aufgestellt sein, daß der Druck des Öles demFinal 41 the envelope, in the figure represented by the cup 37 and the lid 36, which can be provided with windows. the Oil piping from the inside of the vessel can take place through discharge line 38 and supply line 39. If the beaker with the oil rotates, an overpressure arises on the circumference; through pipe 38 a part of the oil is then pressed from the inside into the vessel, from where it is fed through 39 flows back to the interior. The container 35 can also be used when the machine is under waster should work, be set up so high above the water level that the pressure of the oil dem

■ Druck des Wassers gleich ist, das über der Abdichtung 41 steht. Die gleiche Vorrichtung für den Zu- und Abfluß von öl kann auch bei der Ausführung nach Fig. 3 angebracht werden.■ The pressure of the water that is above the seal 41 is the same. The same device for the inflow and outflow of oil can also be attached to the embodiment according to FIG.

Die gleiche- grundsätzliche Anordnung kann auch Platz greifen, wenn die Schleifringe (KoI-lektor) wie üblich zwischen die Motorlager gelegt werden. In diesem Falle ändert sich nur die Lagerstelle 42, die an den punktiert angedeuteten Platz 43 verlegt wird; Becher 37 mit Deckel 36 müssen dann so stark ausgebildet werden, daß sie die erforderliche Belastung durch das Ankergewicht und den Antrieb aufnehmen können. Die Zuleitung der Ankerwicklung zu den Schleifringen kann in diesem Falle durch den Becher, zum Beispiel bei 44 gehen.The same basic arrangement can also be used if the slip rings (KoI-lektor) placed between the engine mounts as usual. In this case only the changes Storage location 42, which is relocated to location 43 indicated by dotted lines; Cup 37 with lid 36 must then be made so strong that they can take the required load from the Can accommodate anchor weight and the drive. The lead to the armature winding the slip rings can in this case go through the cup, for example at 44.

In dem besonderen Falle, wo ein Drehstrommotor eine Kreiselpumpe antreibt, kann Pumpe und Motor zu einem einzigen Gehäuse, wie Fig. 5 zeigt, vereinigt werden. ' Hierin stellt 20 den Läufer, 21 den Ständer dar, die in gleicher Weise wie in Fig. 1 und 2 geschützt sein können. Kreiselräder 22 sind unmittelbar am Läufer und Leiträder 23 am Ständer angebracht, so daß an diesen Stellen der Schutz gegen Wasserangriff durch diese selbst erfolgt oder verstärkt wird.In the special case where a three-phase motor drives a centrifugal pump, a pump can be used and the motor can be combined into a single housing as shown in FIG. 'Here represents 20 the Runner, 21 represents the stator, which can be protected in the same way as in FIGS. Gyroscopes 22 are attached directly to the rotor and idlers 23 on the stand, so that on These places the protection against water attack takes place or is strengthened by them themselves.

Dadurch wird der Verlust durch Wasserreibung auf das Mindestmaß zurückgeführt. Zur besseren Kühlung kann das angesaugte oder beschleunigte Wasser über den Rücken des Ständers an das wirksame Eisen geführt'werden.This minimizes the loss due to water friction. For better Cooling can be the sucked in or accelerated water over the back of the stand to the effective iron.

Die vorstehenden Ausführungen gelten nicht allein für Motoren, die ständig oder zeitweise unter Wasser arbeiten sollen, sondern ganz allgemein für solche elektrische Maschinen, die in Räumen arbeiten, welche mit staubigen, feuchten, explosiblen oder chemisch angreifenden Gasen gefüllt sind, wenn ein entsprechend widerstandsfähiger Metallüberzug gewählt wird. Gegenüber den ganz geschlossenen Motoren bieten sie außer dem günstigeren Schutz noch den Vorteil, daß die Wärmeabführung infolge des Zutritts der umgebenden Luft zum Motorinnern besser erfolgt und deshalb die Wahl eines kleineren Modells möglich ist.The above statements do not only apply to engines that are permanently or temporarily should work under water, but in general for such electrical machines that are used in Work in areas that are dusty, damp, explosive or chemically aggressive Gases are filled if a correspondingly resistant metal coating is chosen. Compared to the completely closed motors, they offer not only the cheaper protection but also the Advantage that the heat dissipation due to the access of the surrounding air to the engine interior better done and therefore the choice of a smaller model is possible.

Claims

P ATEN T APPLICATION S:

1. A device for protecting an electrical machine against water, vapors, chemically aggressive or explosive gases, characterized in that the entire effective iron body of the stator and rotor including the associated windings is surrounded by a closed envelope ' made of impermeable , non-magnetic and chemically resistant metal. .

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that any cavities within the enclosure by compound o. The like. Are poured out.

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the centrifugal energy The amount of liquid thrown out radially by the rotor is thrown back into the starting point through shielding plates or the like is, so that in the interior of the motor essentially always the same

, Amount of water is set in motion.

4. The apparatus of claim 1 at machines with collector or slip rings, wherein the collectors or collector rings are surrounded by a special casing, characterized in that the housing with the shaft rotates and the brush bearing resting part out such through the housing wall is that the housing, possibly also the shaft, is mounted on it or in it.

5. Device according to claim 1, characterized in that the Schutzumschließung of electrically and magnetically active parts at one or both end walls of the stator and rotor formed by structural parts of a working machine driven by the engine or enhanced _r.

6. Apparatus according to claim 4, characterized in that of the oil o. The like. filled collector or slip ring housing pipelines to an expansion tank lead with partly elastic walls,

The pressure inside the collector or slip ring housing has the same pressure as outside the protective cover manufactures.

1 sheet of drawings.