DE10065796B4

DE10065796B4 - Axial aufsteckbare Elektronik

Info

Publication number: DE10065796B4
Application number: DE10065796.6A
Authority: DE
Inventors: Dr. Krasmann Holger
Original assignee: Wilo SE
Current assignee: Wilo SE
Priority date: 2000-11-03
Filing date: 2000-12-30
Publication date: 2020-12-24
Anticipated expiration: 2020-12-31
Also published as: DE10065796A1; DE10107248B4; DE10107248A1

Abstract

Von einem in seiner Drehzahl regelbaren Elektromotor angetriebene Spalttopfpumpe, mit einem eine Statorwicklung aufnehmenden Motorgehäuse (4) und mit einem eine Laufradkammer ausbildendem Pumpengehäuse (1), das stirnseitig an das Motorgehäuse (4) anschließt, wobei die zur elektronischen Regelung benötigten Komponenten in einem Elektronikgehäuse (5) untergebracht sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Elektronikgehäuse (5) auf die dem Pumpengehäuse (1) abgewandte Stirnwand des Motorgehäuses (4) in axialer Richtung lösbar aufgesteckt ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine von einem in seiner Drehzahl regelbaren Elektromotor angetriebene Spalttopfpumpe, mit einem eine Statorwicklung aufnehmenden Motorgehäuse und mit einem eine Laufradkammer ausbildenden Pumpengehäuse, das stirnseitig an das Motorgehäuse anschließt, wobei die zur elektronischen Regelung benötigten Komponenten in einem Elektronikgehäuse untergebracht sind.
Eine derartige Pumpe ist aus der europäischen Patentanmeldung EP 0 877 463 A2 bekannt. Aus dieser Druckschrift gehen die Merkmale des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 hervor. Die EP 0 877 463 A2 beschreibt allerdings eine Sonderkonstruktion einer Spaltrohrpumpe, bei der ein axialer magnetischer Spalt zwischen Stator und Rotor vorliegt. Dabei soll die Motorelektronik am Stator anliegen, so dass das Statorblechpaket als Kühlkörper dient. Auf separate Motor- und Elektronikgehäuse wird hier somit verzichtet.
Pumpen sind in vielen Ausführungsformen bekannt, beispielsweise aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 195 11 636 A1 bei der ein Frequenzumrichter zur Drehzahlveränderung im Elektronikgehäuse angeordnet ist. Ferner offenbart die deutsche Offenlegungsschrift DE 33 42 967 A1 einen radial auf das Motorgehäuse gesteckten Anschlussbaustein, indem ein Stecker durch einen Schlitz im Motorgehäuse ragt. Der Anschlussbaustein enthält ein elektrisches Teil, insbesondere einen Widerstand oder Drehschalter, das die Drehzahl bzw. Leistung des Elektromotors bestimmt, sowie einen daran angepassten Motorschutzschalter. Je nach Drehzahl und Motorschutz können unterschiedliche Anschlussbausteine verwendet werden, um die den Pumpenmotor anwendungsspezifisch zu konfektionieren.
Bei diesen bekannten Pumpen ist das Elektronikgehäuse als Kasten radial auf die Wandung des zylindrischen Motorgehäuses aufgesetzt. Anordnung dieser Art sind bei Klemmenkästen seit langer Zeit bekannt, in denen keine Regelelektronik, sondern lediglich Anschlußklemmen zum Anschluß der Netzversorgung angeordnet sind. Die Montage derartiger Elektronikgehäusen ist für den Hersteller, der die sonstigen Komponenten der Pumpe in axialer Richtung montiert, aufwendig und teuer. Außerdem ist der Zugang zum Elektronikgehäuse einer in einem Leitungssystem befindlichen Pumpe für den Servicetechniker umständlich, besonders wenn die Pumpe in einem engen Bauraum eingebaut ist.
Es sind darüber hinaus Klemmenkästen bekannt, die auf der rückwärtigen Seite des Motorgehäuses angebracht sind. Dabei handelt es sich z.B. um einzelne Klemmen, die auf der Rückwand des Motorgehäuses angeordnet und mit einem Deckel abgedeckt sind. Diese rückwärtigen Klemmenkästen ermöglichen zwar einen komfortablen Zugang zu den Klemmen, sie sind jedoch wegen ihrer geringen Abmessungen und wegen der begrenzten Möglichkeiten die darin befindlichen elektronischen Bauteile zu kühlen ungeeignet, weitere Komponenten der Regelelektronik aufzunehmen.
Das US Patent Nr. US 5 912 541 A offenbart einen DC Servomotor mit Elektronik, die axial an ein Gehäuse eines Motors angesetzt ist. Ein Servomotor ist jedoch nicht in der Lage, eine Pumpe anzutreiben, geschweige denn als Spalttopfpumpe ausgeführt zu werden.
Schließlich ist aus der europäischen Patentanmeldung EP 0 619 432 A1 eine Kreiselpumpe bekannt, deren erfindungsgemäße Aufgabe darin besteht, auf einen Regler zu verzichten. Das Gehäuse des Motors besitzt keine Stirnwand, sondern ist hinten offen, wobei ein Lüfter auf der der der Pumpe gegenüberliegenden Seite der Motorwelle angeordnet ist, um Luft in den Motor hinein zu fördern. Axial vor diesem Lüfter ist zudem ein Kühlkörper, und axial vor diesem Kühlkörper eine Elektronik angeordnet. Ferner liegt eine Kupplung zwischen Pumpengehäuse und Motorgehäuse, so dass die Kreiselpumpe keine Spaltrohrpumpe ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nunmehr, eine Spaltrohrpumpe bereitzustellen, deren Elektronikgehäuse für die Aufnahme einer komplexen Regelelektronik geeignet ist und das sich in seiner einfachen Konzeption leicht und zuverlässig am Motorgehäuse der Pumpe montieren läßt.
Diese Aufgabe wird durch die Pumpe nach Anspruch 1 gelöst.
Der besondere Gedanke der Erfindung liegt darin, das Elektronikgehäuse als separates Bauteil in axialer Richtung am Motorgehäuse der Pumpe zu montieren, so dass das Elektronikgehäuse auf die dem Pumpengehäuse abgewandte Stirnwand des Motorgehäuses in axialer Richtung lösbar aufgesteckt ist. Dies bietet mehrere Vorteile:

So ist es zunächst vorteilhaft, daß die Pumpe auf engem Bauraum eingebaut werden kann und das Elektronikgehäuse jederzeit über die Rückseite der Pumpe zugänglich ist. Für Wartungszwecke kann es dann auch jederzeit abgenommen werden. Das erfindungsgemäße Elektronikgehäuse unterstützt damit den Gedanken eines modularen Aufbaus einer Pumpe. Ein weiterer wesentlicher Vorteil ist, daß die Dimensionen des Elektronikgehäuses unabhängig von den Abmessungen der Pumpe sind. Gerade bei modernen Pumpen werden die Komponenten Pumpen- und Motorgehäuse immer kleiner, während die für die Regelung der Pumpe benötigte Elektronik einen vergleichsweise großen Bauraum benötigt. Mit der Erfindung läßt sich das Elektronikgehäuse an die Anforderungen der Elektronik anpassen, ohne daß es zu Problemen bedingt durch die geringen Abmessungen des Motorgehäuses kommt. So wird das Elektronikgehäuse zu einem baulich dominierenden Teil der Pumpe. Dieses Konzept birgt unbegrenzte Möglichkeiten bezüglich des Einsatzes von Elektronik bei Pumpen. Zudem läßt sich das Konzept kostengünstig umsetzen und trägt wegen Erhöhung der Wartungsfreundlichkeit zu einer hohen Zuverlässigkeit bei. Das Elektronikgehäuse bietet damit die Möglichkeit, auf seiner Rückseite Bedien- und/oder Anzeigenelemente anzubringen, die bequem zugänglich und ablesbar sind.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn zwischen Motorgehäuse und Elektronikgehäuse Steckkontakte angeordnet sind, die in axialer Richtung steckbar sind und über die die Statorwicklung kontaktiert ist. Somit läßt sich das Elektronikgehäuse für eine Wartung der Elektronik oder der Pumpe einfach abnehmen und wieder aufsetzen.
Alle Komponenten sind leicht und komfortabel zugänglich. Eine Vereinfachung der Montage wird dadurch erreicht, daß die zur Kontaktierung nötigen Steckkontakte in Mehrfachsteckern zusammengefaßt sind. Es ist auch vorteilhaft, einen zentralen Steckkontakt auszubilden, der koaxial zur Welle angeordnet ist. Dieser kann die zur Kontaktierung einer Masseleitung verwendet werden. Damit nicht auf jeden Fall das ganze Elektronikgehäuse abgenommen werden muß, ist es von Vorteil, es auf der dem Pumpengehäuse abgewandten Rückseite mit einem abnehmbaren Deckel zu verschließen. Damit braucht bloß der Deckel geöffnet zu werden, um einen Zugriff auf die elektronischen Komponenten zu ermöglichen.

Von besonderem Vorteil ist es, wenn die Steckkontakte derart ausgebildet sind, daß das Elektronikgehäuse in mindestens zwei um 90° gegeneinander verdrehten Positionen aufsteckbar ist. Gerade bei Pumpen, die unmittelbar am hydraulischen System mit den entweder horizontal oder vertikal verlaufenden Rohren angebracht werden, lassen sich mit vier festen Positionen alle notwendigen Orientierungen realisieren. Verbindungselemente können dabei eine Einführhilfe darstellen und eine Zentrierung bewirken. Es können jedoch auch separate Führungen, beispielsweise in Form von massiven Stiften vorgesehen werden, die selber keine Bedeutung für den Halt der Verbindung haben. Die Vorteile der Erfindung liegen darin, daß das Elektronikmodul in jedem Falle so orientiert werden kann, daß eine optimale Wärmeabfuhr der Elektronik möglich ist. Außerdem lassen sich die auf dem Elektronikgehäuse angebrachten Hinweise und Displays jederzeit bequem ablesen und die Bedienelemente gut handhaben. Die Erfindung trägt zu einer Einsparung von Bauteilen und damit von Kosten bei, was die Akzeptanz der Aggregate im Markt erhöht. Außerdem wird die Zuverlässigkeit und Betriebssicherheit der Motoren, insbesondere der Pumpen, erhöht. Auch ein Ablassen des vorhandenen Heizwassers aus dem System ist nicht erforderlich.
Da das Elektronikgehäuse einige Leistungshalbleiter aufnimmt, ist eine ausreichende Kühlung besonders wichtig. So ist es vorteilhaft, wenn das Elektronikgehäuse Kühlrippen aufweist, die auf der dem Pumpengehäuse zugewandten Vorderseite angebracht sind und die das Motorgehäuse zumindest teilweise umgeben. Derart angebrachte Kühlrippen beeinflussen die vorteilhafte Funktionsfähigkeit des Elektronikgehäuses nicht und bieten die Möglichkeit einer effektiven Kühlung.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform beinhaltet das Elektronikgehäuse einen Klemmenkasten, der von einem separaten abnehmbaren Deckel verschlossen ist. Der Klemmenkasten ist somit ein Abteil des Elektronikgehäuses. In diesem integrierten Klemmenkasten sind Anschlußlemmen untergebracht, über die eine Netzversorgung anschließbar ist. Um die Funktionalität des Elektronikgehäuses nicht zu beeinträchtigen, ist es vorteilhaft, die benötigten Kabeldurchführungen an einer Seitenwandung vorzusehen.
Eine besondere Ausführungsform der Erfindung wird im Folgenden anhand der Figur näher beschrieben.
In der Figur ist eine von einem in seiner Drehzahl regelbaren Elektromotor angetriebene Kreiselpumpe gezeigt, die ein Pumpengehäuse 1 mit koaxial „inline“ angeordneten Saug- 2 und Druckstutzen 3 hat. An das eine Laufradkammer umgebende Pumpengehäuse 1 schließt stirnseitig ein zylindrisches Motorgehäuse 4 an, das eine Statorwicklung aufnimmt. In diesem Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine Spalttopfpumpe, bei der ein Spalttopf den hydraulischen Teil, in dem der Rotor läuft, vom elektrischen Teil, der die Statorwicklung aufweist, trennt.
Die zur elektronischen Regelung benötigten Komponenten sind in einem Elektronikgehäuse 5 untergebracht, das auf die dem Pumpengehäuse 1 abgewandte Stirnwand des Motorgehäuses 4 in axialer Richtung lösbar aufgesteckt ist. Deutlich erkennbar ist, daß das Elektronikgehäuse 6 das Motorgehäuse 4 in seinen Abmessungen radial zur Laufradachse überragt.
Zwischen dem Motorgehäuse 4 und dem Elektronikgehäuse 5 sind nicht dargestellte Steckkontakte angeordnet, die in axialer Richtung steckbar sind und über die die Statorwicklung kontaktiert ist. Das Elektronikgehäuse 5 ist auf der dem Pumpengehäuse 1 abgewandten Rückseite von einem abnehmbaren Deckel 6 verschlossen. Zudem ist ein Teil des Elektronikgehäuses 5 abgetrennt und bildet einen Klemmenkasten 7, der seinerseits von einem separaten abnehmbaren Deckel 8 verschlossen ist. Der Klemmenkasten 7 weist Anschlußlemmen auf, über die eine Netzversorgung anschließbar ist. Dabei wird die Zuleitung der Netzversorgung den Klemmen über Durchlässe 9 in der seitlichen Wandung des Elektronikgehäuses 5 zugeführt.
Das Elektronikgehäuse weist außerdem Kühlrippen 10 auf, die auf der dem Pumpengehäuse 1 zugewandten Vorderseite angebracht sind und die das Motorgehäuse 4 teilweise einfassen. Auf der Rückseite des Elektronikgehäuses 6 ist ein Bedienknopf zur Einstellung 11 der Pumpenleistung und eine digitale Anzeige 12 angebracht.

Claims

Von einem in seiner Drehzahl regelbaren Elektromotor angetriebene Spalttopfpumpe, mit einem eine Statorwicklung aufnehmenden Motorgehäuse (4) und mit einem eine Laufradkammer ausbildendem Pumpengehäuse (1), das stirnseitig an das Motorgehäuse (4) anschließt, wobei die zur elektronischen Regelung benötigten Komponenten in einem Elektronikgehäuse (5) untergebracht sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Elektronikgehäuse (5) auf die dem Pumpengehäuse (1) abgewandte Stirnwand des Motorgehäuses (4) in axialer Richtung lösbar aufgesteckt ist.
Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Motorgehäuse (4) und Elektronikgehäuse (5) Steckkontakte angeordnet sind, die in axialer Richtung steckbar sind und über die die Statorwicklung kontaktiert ist.
Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Elektronikgehäuse (5) Anschlußlemmen aufweist, über die eine Netzversorgung anschließbar ist.
Pumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Elektronikgehäuse (5) in zwei um 90° gegeneinander verdrehten Positionen aufsteckbar ist.
Pumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Elektronikgehäuse (5) Kühlrippen (10) aufweist, die auf der dem Pumpengehäuse (1) zugewandten Vorderseite angebracht sind und die das Motorgehäuse (4) zumindest teilweise umgeben.
Pumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Elektronikgehäuse (5) auf der dem Pumpengehäuse (1) abgewandten Rückseite von einem abnehmbaren Deckel (6) verschlossen ist.
Pumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Rückseite des Elektronikgehäuses (5) Bedien- (11) und/oder Anzeigenelemente (12) angebracht sind.
Pumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Saug- (2)und einen Druckstutzen (3), die koaxial („inline“) an das Pumpengehäuse (1) angeformt sind.
Pumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Kontaktierung nötigen Steckkontakte in Mehrfachsteckern zusammengefaßt sind.
Pumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein zentraler Steckkontakt ausgebildet ist, der koaxial zur Welle angeordnet ist.
Pumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Elektronikgehäuse (5) einen Klemmenkasten (7) umfaßt, der von einem separaten abnehmbaren Deckel (8) verschlossen ist.
Pumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Elektronikgehäuse (5) mit seinen Abmessungen das Motorgehäuse (4) überragt.