DE10103209A1 - Electric centrifugal pump has one-piece motor housing forming slotted pot and bearing plate on opening side covering wheel chamber, accommodation chamber for electrical/electronic parts - Google Patents
Electric centrifugal pump has one-piece motor housing forming slotted pot and bearing plate on opening side covering wheel chamber, accommodation chamber for electrical/electronic partsInfo
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrisch betriebene Kreiselpumpe, insbesondere für den Einsatz in Heiz- und/oder Kühlkreisläufen, mit einem Spalttopf, in dem ein Rotor gelagert ist und der den von Pumpmedium beaufschlagten hydraulischen Teil von dem die Statorwicklung umfassenden elektrischen Teil trennt.The present invention relates to an electrically operated centrifugal pump, especially for use in heating and / or cooling circuits, with a Can, in which a rotor is mounted and that of pump medium acted upon hydraulic part of that comprising the stator winding separates electrical part.
Derartige als Naßläufer ausgebildete Kreiselpumpen sind seit langem hinlänglich bekannt. Bei kleinen Pumpen mit einer Leistung von weniger als etwa 100 Watt kann das vergleichsweise leichte Motorgehäuse direkt am Pumpengehäuse gehalten werden, wobei das Pumpengehäuse über die daran befindlichen Stutzen in das Leitungssystem integriert ist. Es sind dabei auch Pumpen bekannt, bei denen die Statorwicklungen direkt auf den am Pumpengehäuse befestigten Spalttopf aufgeschoben sind und von diesem gehalten werden. In jüngerer Zeit werden auch solche kleinen Pumpen mit einer Steuer- oder Regelelektronik ausgestattet, um vielfältige Einsatzmöglichkeiten zu gewährleisten. Insbesondere werden zum Antrieb dieser Pumpen mehr und mehr elektronisch kommutierte Gleichstrommotoren eingesetzt, die einer relativ aufwendigen Elektronik bedürfen.Centrifugal pumps of this type, designed as wet rotors, have long been adequate known. For small pumps with an output of less than about 100 watts can the comparatively light motor housing directly on the pump housing are held, with the pump housing over the nozzle attached is integrated in the pipe system. Pumps are also known which the stator windings are directly attached to on the pump housing Can be pushed on and held by this. More recently such small pumps with control or regulating electronics equipped to ensure a variety of uses. In particular are increasingly commutated electronically to drive these pumps DC motors are used, which require relatively complex electronics.
Gerade im Hinblick auf die fortschreitende Minimierung der Baugrößen und die Reduzierung von Bauteilen wird es immer mehr zum Problem, die Elektronik derartiger Pumpen platzsparend und trotzdem leicht zugänglich unterzubringen. Bislang werden die Elektronikbauteile bekanntermaßen in Elektronikgehäusen untergebracht, die als separates Bauteil an der Pumpe respektive am Motorgehäuse angebracht sind. Klemmenkästen und Elektronikgehäuse sind bekanntermaßen von Oben beziehungsweise von Hinten auf das Motorgehäuse aufgesetzt. Die Verbindung der von Außen zuzuführenden Versorgungsleitungen mit den Enden der Statorwicklungen wird in einfachen Fällen über Steckkontakte hergestellt, die von der hinteren Stirnseite des Motors zugänglich sind.Especially in view of the progressive minimization of the sizes and the Reduction of components, it becomes more and more a problem, the electronics to accommodate such pumps in a space-saving and yet easily accessible manner. So far, the electronic components are known to be in electronics housings housed as a separate component on the pump or on Motor housing are attached. Terminal boxes and electronics housings are As is known, from above or from behind on the motor housing placed. The connection of the supply lines to be supplied from the outside with the ends of the stator windings is in simple cases via plug contacts manufactured that are accessible from the rear end of the engine.
Generell ist bei den bekannten Pumpen nachteilig, daß sie wegen der großen Zahl der Einzelkomponenten mit einem vergleichsweise hohen Montageaufwand gefertigt werden müssen, was zu einer Erhöhung der Herstellungskosten beiträgt. Diese Pumpen weisen außerdem eine Vielzahl von Einzelteilen auf, die nach der Herstellung zunächst einer mechanischen Nachbearbeitung bedürfen, wodurch die Herstellungskosten belastet werden. Ein weiterer Nachteil ist, daß die Pumpen unkomfortabel zu warten und zu reparieren sind, da die kritischen Komponenten oft schwer zugänglich sind.It is generally disadvantageous in the known pumps that they are because of the large number of the individual components with a comparatively high installation effort must be manufactured, which contributes to an increase in manufacturing costs. These pumps also have a large number of individual parts, which according to the Manufacturing initially require mechanical post-processing, which means the manufacturing costs are charged. Another disadvantage is that the pumps are uncomfortable to maintain and repair because of the critical components are often difficult to access.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kreiselpumpe zu schaffen, die bei einfacher Konstruktion und die sich bei kostengünstiger Fertigung durch ein hohes Maß an Zuverlässigkeit und Wartungsfreundlichkeit auszeichnet.The object of the present invention is to provide a centrifugal pump which simple construction and which is characterized by a high cost Outstanding level of reliability and ease of maintenance.
Diese Aufgabe wird durch eine Kreiselpumpe nach Anspruch 1 gelöst.This object is achieved by a centrifugal pump according to claim 1.
Der erfindungswesentliche Gedanke liegt darin, das Motorgehäuse mit dem darin befindlichen Spalttopf als ein einzelnes Bauteil auszubilden, in das ein Großteil der für die elektrische Versorgung der Wicklungen und für die Steuerelektronik notwendigen elektronischen Komponenten eingebaut ist. Durch diese Erfindung kann wegen des einfachen Aufbaus der Pumpe eine erhebliche Reduzierung der Bauteile und eine entsprechenden Kostenersparnis erreicht werden. Gleichzeitig trägt die Reduzierung der Bauteile zu einer Erhöhung der Zuverlässigkeit und zu einer Verbesserung der Servicefreundlichkeit der Pumpe bei. Die besonderen Vorteile ergeben sich insbesondere dann, wenn das Motorgehäuse einstückig aus Kunststoff gefertigt ist. Damit werden einerseits die Kosten und das Gewicht reduziert, sowie die Zuverlässigkeit und die Wartungsfreundlichkeit der Pumpe erhöht. Außerdem läßt sich die Pumpe auch zum Transport aggressiver Medien einsetzen.The idea essential to the invention is the motor housing with the inside form the containment shell as a single component, in which a large part of the for the electrical supply of the windings and for the control electronics necessary electronic components is installed. By this invention can due to the simple construction of the pump a significant reduction in Components and a corresponding cost saving can be achieved. simultaneously The reduction in components contributes to an increase in reliability and improve the serviceability of the pump. The special ones Advantages arise in particular if the motor housing is made in one piece Plastic is made. So on the one hand the costs and the weight reduced, as well as the reliability and ease of maintenance of the pump elevated. The pump can also be used to transport aggressive media deploy.
Das erfindungsgemäß einstückige Motorgehäuse bildet dabei einerseits den Spalttopf mit einem öffnungsseitig daran angeordneten und eine Laufradkammer abdeckenden Lagerschild aus. Der Lagerschild schließt das Motorgehäuse stirnseitig ab. Zudem weist das Motorgehäuse einen insbesondere topfartigen und nach Hinten geöffneten Aufnahmeraum für die elektrischen und/oder die elektronischen Bauteile auf. Die Erfindung läßt sich besonders vorteilhaft im Falle kleiner Pumpen anwenden.The one-piece motor housing according to the invention forms the one hand Can with an opening on it and an impeller chamber covering end shield. The end shield closes the motor housing from the front. In addition, the motor housing has a particularly pot-like and opening for the electrical and / or the electronic components. The invention can be particularly advantageous in the case use smaller pumps.
In einer besonders zu bevorzugenden Ausführung weist das einstückige Motorgehäuse zusätzlich zu dem Aufnahmeraum eine den Stator aufnehmende insbesondere zylindrische-Statoraufnahme auf, in die der Stator mit einem die Statorwicklung umgebenden Rückschlußring einpreßbar ist. Die Statoraufnahme, die koaxial zum Spalttopf angeordnet ist, trägt außerdem zu einer Erhöhung der statischen Festigkeit des Motorgehäuses bei. Das gilt insbesondere, wenn der Rückschlußring mit seiner Außenwandung an der Statoraufnahme und mit seiner Innenwand an der auf dem Spalttopf aufliegenden Wicklung anliegt. Um die Stabilität weiter zu steigern, ist es vorteilhaft, wenn an das rückwärtige Ende des Spalttopfes eine geschlossene Buchse angeformt ist, die in ihrem Inneren ein die Welle haltendes Gleitlager aufnimmt und die außen von einem an der Außenwand anliegenden Haltering umgeben ist. Ein weiterer Vorteil dieser Statoraufnahme ist, daß sie ohne weiteres für verschieden lange Statoren einsetzbar ist. Ein mit einer solchen Statoraufnahme ausgestattetes Motorgehäuse ist universell und läßt sich somit für verschiedene Pumpentypen einsetzen.In a particularly preferred embodiment, the one-piece Motor housing in addition to the receiving space a receiving the stator in particular cylindrical stator receptacle in which the stator with a Stator winding surrounding yoke ring can be pressed. The stator mount, which is arranged coaxially to the containment shell, also contributes to an increase in static strength of the motor housing. This applies in particular if the Yoke ring with its outer wall on the stator and with his Inner wall abuts the winding resting on the containment can. To the To further increase stability, it is advantageous if at the rear end of the Can a molded socket is formed, the inside of which the Shaft-holding slide bearing and the outside of one on the outer wall adjacent retaining ring is surrounded. Another advantage of this stator mount is that it can easily be used for stators of different lengths. One with one Such a stator mount equipped motor housing is universal and can be thus use for different pump types.
Es ist weiterhin vorteilhaft, eine strukturierte Anordnung der elektronischen Bauteile innerhalb des Motorgehäuses vorzusehen. So können im Aufnahmeraum beispielsweise die Bauteile der Regelelektronik untergebracht werden, die von einer Spannung im Niedervoltbereich von bis zu 50 V versorgt werden. Als Aufnahme für elektrische und/oder elektronische Bauteile, die hingegen mit einer Hochspannung von über 100 Volt beaufschlagt werden, bietet es sich an, die Außenwand des Motorgehäuses, das einen nach hinten offenen Topf bildet, mit einem Gehäusedeckel zu verschließen und den Gehäusedeckel als Aufnahme für diese Bauteile auszubilden. Das Motorgehäuse und der darauf aufgesetzte Gehäusedeckel, der ebenfalls vorteilhafterweise aus Kunststoff gefertigt ist, bilden damit einen zweiteiligen geschlossenen Kasten, in dem die Bauteile übersichtlich und leicht zugänglich angeordnet sind. Die Pumpe läßt sich komplett in axialer Richtung montieren, was zu einer Vereinfachung des Fertigungsprozesses und damit zu einer Einsparung von Herstellungskosten beiträgt. Außerdem trägt die erfindungsgemäße Anordnung zu einer weiteren Verbesserung der Service freundlichkeit bei. Um einen möglichst einfachen Anschluß gewährleisten zu können, ist es vorteilhaft, an dem Gehäusedeckel einen nach Außen offenen Klemmenraum vorzusehen, der von einem insbesondere aus Kunststoff geformten Deckel verschließbar ist. Zum elektrischen Anschluß der Pumpe braucht nur dieser Klemmenraum durch Abnehmen des Deckels geöffnet werden.It is also advantageous to have a structured electronic arrangement Provide components within the motor housing. So can in the recording room for example, the components of the control electronics are housed by a voltage in the low-voltage range of up to 50 V. As Recording for electrical and / or electronic components, on the other hand with a High voltage of over 100 volts can be applied, it lends itself to that Outer wall of the motor housing, which forms a pot that is open to the rear to close a housing cover and the housing cover as a receptacle for train these components. The motor housing and the one placed on it Form housing cover, which is also advantageously made of plastic thus a two-part closed box in which the components are clearly arranged and are easily accessible. The pump can be completely in the axial Assemble direction, which simplifies the manufacturing process and thus contributing to a saving in manufacturing costs. In addition, the Arrangement according to the invention to further improve the service friendliness at. To ensure the simplest possible connection , it is advantageous to have an open to the outside on the housing cover To provide terminal space, which is formed by a plastic, in particular Lid can be closed. For the electrical connection of the pump only needs this terminal compartment can be opened by removing the cover.
Eine besondere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kreiselpumpe ist in den Fig. 1 und 2 dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:A special embodiment of the centrifugal pump according to the invention is shown in FIGS. 1 and 2 and is described in more detail below. Show it:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Kreiselpumpe und Fig. 1 is a centrifugal pump according to the invention and
Fig. 2 eine Detaillansicht des Motorgehäuses. Fig. 2 shows a detailed view of the motor housing.
Die Figur zeigt eine elektrisch betriebene Kreiselpumpe, wie sie für den Einsatz in Heizungssystemen geeignet ist, mit einem Pumpengehäuse 1, an das ein Saug- 2 und ein Druckstutzen 3 angeformt sind. Das Pumpengehäuse 1 bildet eine Laufradkammer aus, in der ein auf einer Welle 4 aufsitzendes Laufrad 5 gelagert ist. Auf die Welle 4 ist ein permanentmagnetischer Rotor 6 aufgepreßt. Der Rotor ist in einem Spalttopf 7 gelagert, der den von Pumpmedium beaufschlagten hydraulischen Teil von dem die Statorwicklung umfassenden elektrischen Teil trennt. In den Spalttopf 7 ist ein der Laufradkammer zugewandtes Radiallager eingesetzt, das einen Lagerträger 8a mit eingegossenem Lager 8b aufweist. In dem Radiallager rotiert die Welle 4. An dem Radiallager 8 liegt ein mit der Welle 4 verbundenes Axiallager mit einer Anlaufscheibe 9 axial an. An das rückwärtige Ende des Spalttopfes 7 ist eine geschlossene Buchse 10 angeformt, die ein die Welle 4 haltendes Gleitlager 11 aufnimmt. An der rückseitigen Stirnwand des Spalttopfes liegt eine Kontaktkammer 12 an, die elektrische Kontakte zum Anschluß der Motorwicklung aufnimmt.The figure shows an electrically operated centrifugal pump, as is suitable for use in heating systems, with a pump housing 1 , to which a suction 2 and a pressure nozzle 3 are molded. The pump housing 1 forms an impeller chamber in which an impeller 5 seated on a shaft 4 is mounted. A permanent magnetic rotor 6 is pressed onto the shaft 4 . The rotor is mounted in a containment shell 7 , which separates the hydraulic part acted upon by the pump medium from the electrical part comprising the stator winding. In the containment shell 7 a radial bearing facing the impeller chamber is inserted, which has a bearing bracket 8 a with cast bearing 8 b. The shaft 4 rotates in the radial bearing. An axial bearing connected to the shaft 4 with a thrust washer 9 bears axially on the radial bearing 8 . A closed bushing 10 is formed on the rear end of the containment shell 7 and receives a slide bearing 11 holding the shaft 4 . On the rear end wall of the containment shell is a contact chamber 12 which receives electrical contacts for connecting the motor winding.
Erfindungswesentlicher Bestandteil der Pumpe ist das einstückige Motorgehäuse 13, das den Spalttopf 7 mit einem Öffnungsseitig daran angeordneten und die Laufradkammer abdeckenden Lagerschild 14 (s. a. Fig. 2) ausbildet. Auf den Spalttopf 7 ist eine Statorwicklung 18 wie eine Haube von Hinten aufgeschoben. Das aus Kunststoff geformte Motorgehäuse 13 weist einen Aufnahmeraum 15 für elektronische Bauteile 16 auf. An das einstückige Motorgehäuse 13 ist eine den Stator aufnehmende zylindrische Statoraufnahme 17 angeformt, in die der Stator mit einem die Statorwicklung 18 umgebenden Rückschlußring 19 eingepreßt ist.An integral part of the pump according to the invention is the one-piece motor housing 13 , which forms the containment shell 7 with an end face arranged thereon and covering the impeller chamber 14 (see also FIG. 2). A stator winding 18 is pushed onto the containment shell 7 like a hood from behind. The motor housing 13 molded from plastic has a receiving space 15 for electronic components 16 . On the one-piece motor housing 13 , a cylindrical stator receptacle 17 receiving the stator is formed, into which the stator is pressed with a yoke ring 19 surrounding the stator winding 18 .
Im Motorgehäuse 13 sind die Bauteile 16b der Regelelektronik untergebracht, die von einer Spannung im Niedervoltbereich von bis zu 50 V versorgt werden. Die Außenwand des Motorgehäuses 13 bildet einen nach hinten offenen Topf, der von einem ebenfalls aus Kunststoff geformten Gehäusedeckel 20 verschließbar ist. Der Gehäusedeckel 20 ist als Aufnahme für elektronische Bauteile 16a ausgebildet, die mit einer Hochspannung von 220 Volt beaufschlagt werden. Die elektronischen Bauteile 16a und 16b sind in Gruppen jeweils auf Platinen angeordnet, die innerhalb des Motorgehäuses 13 bzw. des Gehäusedeckels 20 gehalten sind.The components 16 b of the control electronics are accommodated in the motor housing 13 and are supplied by a voltage in the low-voltage range of up to 50 V. The outer wall of the motor housing 13 forms a pot which is open to the rear and which can be closed by a housing cover 20 which is also made of plastic. The housing cover 20 is designed as a receptacle for electronic components 16 a, which are acted upon by a high voltage of 220 volts. The electronic components 16 a and 16 b are each arranged in groups on boards which are held within the motor housing 13 and the housing cover 20 .
Das Motorgehäuse 13 ist an das Pumpengehäuse 1 mittels nicht dargestellter Schrauben angeschraubt und über einen Dichtring 21 abgedichtet. Zur Zentrierung des Motorgehäuses 13 ist an dessen zum Pumpengehäuse 1 gerichteten Stirnseite einen ringförmiger Kragen 22 angeformt, der in eine entsprechende Aufnahme im Pumpengehäuse 1 zentrierend eingesetzt ist. Der Gehäusedeckel 20 weist einen nach Außen offenen Klemmenraum 23 auf, in dem die Anschlußklemmen 24 für die Versorgungsleitungen untergebracht sind und der von einem insbesondere aus Kunststoff geformten Deckel 25 verschlossen ist. Dem Klemmenraum 23 werden die Versorgungsleitungen über eine Öffnung 26 zugeführt.The motor housing 13 is screwed onto the pump housing 1 by means of screws (not shown) and sealed by means of a sealing ring 21 . For centering of the motor housing 13 has an annular collar 22 is formed on its directed to the pump housing 1 front side of which is inserted a centering manner into a corresponding receptacle in the pump housing. 1 The housing cover 20 has a terminal space 23 which is open to the outside and in which the connection terminals 24 for the supply lines are accommodated and which is closed by a cover 25 which is formed in particular from plastic. The supply lines are supplied to the terminal space 23 via an opening 26 .
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