DE102006049292A1

DE102006049292A1 - Spaltrohrmotor

Info

Publication number: DE102006049292A1
Application number: DE200610049292
Authority: DE
Inventors: Thomas Materne; Stephan Hoheisel; Günter Strelow; Uwe Dreihaus
Original assignee: Wilo AG
Current assignee: Wilo SE
Priority date: 2006-10-19
Filing date: 2006-10-19
Publication date: 2008-04-30

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Spaltrohrmotor, insbesondere Asynchronmotor für eine Kreiselpumpe mit einem Spaltrohr, das den als Nassläufer ausgebildeten und mit der Motorwelle (6a) verbundenen Rotor von dem Motorenstator trennt, wobei Teile des Stators insbesondere die Statorwicklung von Kunststoff umspritzt sind, wobei das Spaltrohr (9) vom Kunststoff des Motorenstators umspritzt ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Spaltrohrmotor, insbesondere Asynchronmotor für eine Kreiselpumpe mit einem Spaltrohr 9, das den als Nassläufer ausgebildeten und mit der Motorwelle 6a verbundenen Rotor 6 von dem Motorenstator trennt, wobei Teile des Stators insbesondere die Statorwicklung 16a von Kunststoff umspritzt sind.
Um den elektrischen Stator vor dem zu pumpenden Medium zu schützen, ist es bekannt den gesamten Nassraum des Motors mit der eingebauten Rotorbaugruppe mediumsdicht zu kapseln. Wird dieses durch eine Kunststoffumspritzung realisiert, ist hierfür eine nicht unerhebliche Wandstärke erforderlich, um das Aggregat vor Beschädigungen, abrasiven, bzw. Alterungseffekten durch das Medium zu schützen. Eine Undichtigkeit würde zu einem Ausfall der Pumpe und/oder zu Leckagen am Gesamtprodukt führen. Der Spalt zwischen dem Innendurchmesser des Stators und dem Außendurchmesser des Rotors bestimmt hierbei wesentlich den Wirkungsgrad des Motors. Mit steigendem Spalt wird der Wirkungsgrad des Motors immer schlechter.
Aufgabe der Erfindung ist es bei einem Spaltrohrmotor der eingangs genannten Art den Spalt zwischen dem Außendurchmesser des Rotors und dem Innendurchmesser des Stators zu minimieren.
Diese Aufgabe wird erfolgreich dadurch gelöst, dass das Spaltrohr 9 vom Kunststoff des Motorenstators umspritzt ist.
Als erfindungswesentlich wird angesehen, dass ein geeignetes sehr dünnwandiges Rohr welches am Innendurchmesser des Stators anliegt, derart in Kunststoffwerkzeug zusammen mit dem Stator eingelegt wird, das es stirnseitig und außen von dem Kunststoff umspritzt wird. Dieses Rohr muss unter anderem mediumsbeständig, beständig gegen Abrasion, alterungsbeständig während der festgelegten Betriebsdauer sein. Vorzugsweise kommt hier ein austenitisches tiefgezogenes Edelstahlrohr zum Einsatz. Es können aber auch andere geeignete Materialien Verwendung finden.
Die bekannten Nassläuferpumpen für Heizungs- und auch Brauchwasser bestehen aus einer Vielzahl von Teilen, die miteinander montiert werden müssen. Insbesondere sind zum Aufbau des gekapselten Elektromotors eine Vielzahl von Montageschritten nötig. Mittels der Umspritzung des elektrischen Stators wird die Anzahl an Einzelteilen stark reduziert und somit der Montageaufwand reduziert. Auch werden durch eine Umspritzung des Stators weitere Funktionen integriert.
Eine solche Lösung führt zu folgenden Vorteilen: Kostengünstiger Asynchronmotor als Nassläufer durch Verwendung einer Umspritzung mit den Vorteilen:

– Integration von Teilen des Klemmenkastens bzw. des Elektronikgehäuses
– beinhaltet die Kontur des Motorgehäuses
– realisiert den Flansch zum Pumpengehäuse und stellt eine thermische Entkopplung zum Pumpengehäuse dar
– beinhaltet den B-seitigen Lagersitz
– gute Kühlung des Motors

Umspritzung des kompletten Stators mit elektrischen Kontakten Kostengünstiger Stator:

– kein Stanzpaketieren notwendig (Stator wird im Werkzeug gehalten)
– kein Backlackdraht erforderlich (Wicklung wird isolatorisch umspritzt)
– günstiger Draht (wird weniger thermisch belastet)

– sehr kleiner Spalt durch Verwendung eines dünnwandigen stabilen Rohres
– gute Kühlung des Motors
– thermische Entkopplung zum Pumpengehäuse (Kunststofflansch)

Alle genannten Merkmale und Vorteile führen zu einer Kostenersparnis des Gesamtproduktes. Durch Wegfall vieler Einzelteile erhöht sich die Betriebssicherheit des Produktes und durch Umspritzung einer kompletten Baugruppe reduziert sich der Montageaufwand.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung in einem axialen Schnitt dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.
Das Ausführungsbeispiel zeigt eine Motorkreiselpumpe mir einem Spaltrohrmotor 1, an dessen Motorgehäuse 2 das Pumpengehäuse 3 mit Saugstutzen 4 und Druckstutzen 5 angeschraubt ist, wobei ein Ende der den Rotor 6 tragenden Motorwelle 6a in den Pumpenraum 7 hineinragt und dort das Pumpenlaufrad 8 trägt.
Das Motorgehäuse 2 besteht aus Kunststoffspritzguß, wobei der Kunststoff alle Teile des Motorenstators und damit auch das Ständerblechpaket 16 mit seinen Statorwicklungen 16a umgibt. Hierbei liegt das Ständerblechpaket 16 an der Außenseite (am Außenmantel) des Spaltrohrs 9 an, so dass zwischen dem Ständerblechpaket 16 des Stators und der Außenseite des Spaltrohrs 9 kein Kunststoff und kein Spalt sich befindet. Das Spaltrohr 9 ist ein austenitisches tiefgezogenes Rohr aus rostfreiem Stahl und weist Aufnahmen für Dichtelemente auf.
Darüber hinaus umgibt der gespritzte Kunststoff auch das Spaltrohr 9, das von einem dünnwandigen Metallrohr gebildet ist, das auf der dem Pumpenlaufrad 8 zugewandten Seite A von einem Lagerträger 10 und auf der abgewandten Seite B von dem Kunststoff des Motorgehäuses verschlossen ist. Auf der abgewandten Seite B bildet der Kunststoff des Motorgehäuses einen koaxialen buchsenförmigen, in das Spaltrohr 9 hineinreichenden Vorsprung 11, der ein Lager 12 der Motorwelle 6a umgibt. Hierbei bildet der gespritzte Kunststoff vorzugsweise auch die Außenseiten des Elektromotors, so dass ein zusätzliches Außengehäuse sich erübrigt.
Im Bereich des aktiven Motors bildet der Spalt zwischen dem Außendurchmesser des Rotors 6 und dem Innendurchmesser des Spaltrohres 9, sowie die sehr dünne Wand des Spaltrohres 9 den Abstand bis zum Innendurchmesser des Stators. Das Spaltrohr 9 ist derart gestaltet, dass idealerweise zur Abdichtung zwischen dem Spaltrohr und dem Kunststoff keine weiteren Dichtelemente erforderlich sind.
In einer nicht dargestellten Ausführung sind an beiden Enden des Rohres 9 labyrinthartige Konturen, Durchbrüche, Verzahnungen, etc. angebracht. Auch können die Enden des Spaltrohres 9 speziell nachgearbeitet sein, um einen haltbaren, dichten Verbund zum Kunststoff zu erzielen. Gegebenenfalls sind an einem oder beiden Enden des Rohres zusätzliche Dichtelemente erforderlich. Die Aufnahmen hierfür sind vorzugsweise im Rohr 9 integriert. Vorzugsweise sind diese Dichtelemente direkt an das Spaltrohr 9 angespritzt.
An der Außenseite des Motorgehäuses 2 bildet der Kunststoff einen angeformten Klemmkasten 13 oder zumindest den unteren Bereich 13a eines Klemmkernkastens.
Ferner weist die Motorenwelle 6a eine Längsbohrung 14 auf, die zum Pumpenraum insbesondere Mitte des Laufrads 8 offen ist und nahe des inneren Endes eine radiale Querbohrung 15 besitzt, die zum Inneren des Spaltrohres 9 führt, so dass eine Durchspülung des Spaltrohrinnern gewährleistet ist.
Ein besonders einfaches und kostengünstiges Herstellungsverfahren ist dann gegeben, wenn das Spaltrohr 1 zusammen mit dem Stator in das Kunststoffspritzwerkzeug eingelegt und danach von dem Kunststoff außen umspritzt wird.

Claims

Spaltrohrmotor, insbesondere Asynchronmotor für eine Kreiselpumpe mit einem Spaltrohr (9), das den als Nassläufer ausgebildeten und mit der Motorwelle (6a) verbundenen Rotor (6) von dem Motorenstator trennt, wobei Teile des Stators insbesondere die Statorwicklung (16a) von Kunststoff umspritzt sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Spaltrohr (9) vom Kunststoff des Motorenstators umspritzt ist.
Spaltrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ständerblechpaket (16) des Stators an der Außenseite des Spaltrohrs (9) anliegt.
Spaltrohr nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Ständerblechpaket (16) des Stators und der Außenseite des Spaltrohrs (9) kein Kunststoff sich befindet.
Spaltrohr nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Spaltrohr (19) ein austenitisches tiefgezogenes Rohr aus rostfreiem Stahl ist.
Spaltrohr nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Spaltrohr (19) Aufnahmen für Dichtelemente aufweist.
Verfahren zum Herstellen eines Spaltrohrmotors nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Spaltrohr (1) zusammen mit dem Stator in das Kunststoffspritzwerkzeug eingelegt und danach von dem Kunststoff außen umspritzt wird.