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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Spalttopf mit einer Primärhülle,
insbesondere einen Spalttopf für ein Spaltrohraggregat,
wobei die Primärhülle einen zylindrischen, nichtmetallischen
Grundkörper und eine an einem Ende der Primärhülle
befindliche Anschlussgeometrie aufweist.
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Aus
dem Stand der Technik sind bereits Primärhüllen
bzw. Spalttöpfe bekannt, die aus nichtmetallischen Werkstoffen
bestehen. Diese Spalttöpfe sind dabei zumeist monolithisch
ausgeführt. Bedingt durch die im Inneren des Spalttopfes
herrschenden Druckverhältnisse ist der Boden des Spalttopfes
konkav bzw. konvex gestaltet, um die Lastverteilung günstig
zu gestalten. Diese geometrische Gestaltung hat bei Pumpen, die
eine kompakte Baulänge aufweisen, den Nachteil, dass die
wirksame Länge der Magnetkupplung negativ beeinflusst wird.
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Aus
der
DE 103 22 465
A1 ist eine Trennhülse einer mehrteiligen Spalttopf-
oder Spaltrohrkonstruktion bekannt, wobei Öffnungen der
Trennhülse dichtend an Halteteilen anliegen und Befestigungs- sowie
Dichtmittel die Teile der Spalttopf- oder Spaltrohrkonstruktion
dichtend miteinander verbinden. Die Trennhülse ist als
Rohrabschnitt eines in Wickeltechnik hergestellten, faserverstärkten
mehrlagigen Rohres ausgebildet.
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Die
EP 0 822 641 B1 betrifft
einen Spaltrohrmotor, bei dem eine Hülse zwischen Stator
und Rotor vorgesehen ist, an der eine Endplatte aus gleichem Material
angeschweißt wird.
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Die
DE 36 26 934 A1 offenbart
ein Spaltrohr für eine permanentmagnetische Kupplung, bei
der das Spaltrohr zumindest im Bereich des zwischen den Antriebsmagneten
wirkenden Magnetfeldes aus einem innenliegenden Metallrohr und einer
das Metallrohr abstützenden Umhüllung aus einem
elektrisch nicht leitenden Material besteht.
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Die
DE 38 23 113 C1 betrifft
ein Verfahren zum Herstellen eines Spalttopfes für elektrische
oder magnetische Antriebsaggregate aus Faserverbundwerkstoff mit
einem Anschlussflansch und einem abgeflacht gewölbten Boden,
der gegenüber dem zylindrischen Teil des Spalttopfes verstärkt
ist. Der Mantel des Spalttopfes wird aus Schichten von Umfangs- und
Helixwicklungen gewickelt.
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Die
DE 39 16 916 A1 offenbart
eine Vorrichtung zur flüssigkeitsdichten Verbindung eines
Rohres mit einer Flanschmuffe oder einem Flanschrohr, wobei ein
Dichtring mit einer konisch abgeschrägten Fläche
vorgesehen ist, der im Inneren eines Winkelringes angeordnet wird.
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Die
DE 38 18 832 C2 beschreibt
einen Spalttopf für stopfbuchsenlose elektrische oder magnetische
Antriebsaggregate, wobei der Spalttopf einen Mantel aufweist, der
aus Schichten aus faserverstärktem Kunststoff besteht,
und das Bodenteil des Spalttopfes eine napfförmige Gestalt
mit einem sich in axialer Richtung zum Spalttopfinnenraum hin erstreckenden,
zungenförmigen Rand hat und mit Presssitz in den Mantel
eingeklebt ist.
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Die
EP 1 606 543 B1 betrifft
eine universelle Vakuumkupplung für ein zylindrisches Aufnahmeteil, wobei
das zylindrische Aufnahmeteil mit einer Aussparung endet und wobei
ein Grenzflächenring einen hervorragenden Teil aufweist,
um die Positionierung des Grenzflächenrings gegenüber
dem Aufnahmeteil zu erleichtern.
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Wünschenswert
wäre es daher, einen Spalttopf bereitzustellen, der die
im Stand der Technik bekannten Nachteile überwindet und
einfach sowie kompakt aufgebaut ist.
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Es
ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Spalttopf
der eingangs genannten Art in vorteilhafter Weise weiterzubilden,
insbesondere dahingehend, dass dieser einfach und kompakt aufgebaut
ist und insbesondere trotz Einsatz eines nichtmetallischen Werkstoffes
für das Spaltrohr bzw. die Primärhülle
einen flachen Spalttopfboden erlaubt.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
einen Spalttopf mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Danach ist vorgesehen,
dass ein Spalttopf mit einer Primärhülle versehen
ist, wobei die Primärhülle einen zylindrischen,
nichtmetallischen Grundkörper und eine an einem Ende der
Primärhülle befindliche Anschlussgeometrie aufweist.
Weiter ist vorgesehen, dass die Anschlussgeometrie sich kragenförmig
nach innen erstreckt und zwei im Wesentlichen zueinander parallel
und im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse der Primärhülle
verlaufende Stirnflächen aufweist.
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Dadurch
ergibt sich der Vorteil, einfach und sicher bei zugleich kompakten
Abmessungen einen Spalttopf zu schaffen, der einen flachen Boden
aufweisen kann. Bei dem Spalttopf kann es sich um einen Spalttopf
für ein Spaltrohraggregat wie eine mit einem Elektromotor
angetriebene Pumpe, einen Magnet-, Hysteresekupplungsantrieb oder
Dergleichen handeln. Vorzugsweise verlaufen die Stirnflächen
unter Berücksichtigung der fertigungsüblichen
Toleranzen zueinander parallel und senkrecht zur Längsachse
der Primärhülle.
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Weiter
kann vorgesehen sein, dass die Anschlussgeometrie mit einem Abschlussstück
verbindbar ist, das die zur Längsachse der Primärhülle
im Wesentlichen senkrecht verlaufende Abschlussfläche des
Spalttopfbodens darstellt, wobei das Abschlussstück einen
Außendurchmesser aufweist, der kleiner ist als der Innendurchmesser
der Primärhülle, wobei das Abschlussstück
vorzugsweise ein innenliegendes Abschlussstück ist und
besonders vorteilhaft konkav, konvex, plan oder flaschenbodenförmig ausgebildet
ist. Das Abschlussstück somit vorteilhafterweise von der
Anschlussgeometrie übergriffen, so dass der im Inneren
des Spalttopfes wirkende Druck im Betrieb das Abschlussstück
gegen die Anschlussgeometrie drückt.
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Ferner
ist denkbar, dass das Material der Primärhülle
Kunststoff oder faserverstärkter Kunststoff oder kohlefaserverstärkter
Kunststoff oder eine Keramik ist. Dadurch ergibt sich der Vorteil,
dass in der Primärhülle, die sich zwischen einem
Stator und einem Rotor befindet, im Betrieb keine Wirbelströme induziert
werden, die sich negativ auf den Wirkungsgrad des Aggregates auswirken
können und weiter zu einer unerwünschten Erwärmung
führen können.
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Darüber
hinaus kann vorgesehen sein, dass eine Stirnfläche an der
Anschlussgeometrie eine Innenstirnfläche ist, in die ein
Dichtelement aufnehmbar ist oder an die ein Dichtelement anpressbar
ist, wobei mittels des Dichtelementes Dichtheit zwischen Anschlussgeometrie
und Abschlussstück herstellbar ist, wobei vorzugsweise
das Dichtelement zwischen der Innenstirnfläche und dem
Abschlussstück einpressbar ist und/oder in einer im Abschlussstück
angebrachten Ringnut eingesetzt ist. Da im Betrieb der Innendruck
im Spalttopf das Abschlussstück nach außen gegen
die Anschlussgeometrie drückt, handelt es sich vorteilhafterweise
um eine selbstverstärkende Dichtung.
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Weiter
ist möglich, dass eine Stirnfläche an der Anschlussgeometrie
eine Außenstirnfläche ist, an der ein außenliegendes
Befestigungselement befestigbar ist, wobei das Befestigungselement
vorzugsweise ringförmig oder scheibenförmig ausgebildet
ist.
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Des
Weiteren kann vorgesehen sein, dass das Befestigungselement eine
abgewinkelte zylindrisch verlaufende Führungsfläche
aufweist, die die Primärhülle übergreift.
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Ferner
ist denkbar, dass das Befestigungselement eine konisch verlaufende
Führungsfläche aufweist, die auf einer dementsprechend
konisch ausgebildeten Fläche der Anschlussgeometrie aufliegt,
wobei es sich vorzugsweise bei der konisch ausgebildeten Fläche
der Anschlussgeometrie um eine Abfasung der Außenkante
der Anschlussgeometrie handelt.
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Darüber
hinaus ist möglich, dass zwischen dem außenliegenden
Befestigungselement und der Außenstirnfläche der
Anschlussgeometrie ein Dichtelement vorgesehen ist, wobei mittels
des Dichtelementes Dichtheit zwischen Anschlussgeometrie und Befestigungselement
herstellbar ist, wobei vorzugsweise das Dichtelement zwischen der
Außenstirnfläche und dem Befestigungselement einpressbar
ist und/oder in einer im Befestigungselement angebrachten Ringnut
eingesetzt ist.
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Außerdem
kann vorgesehen sein, dass das innenliegende Abschlussstück
und das außenliegende Befestigungselement miteinander verbunden sind.
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Des
Weiteren ist denkbar, dass die Verbindung zwischen innenliegendem
Abschlussstück und außenliegendem Befestigungselement
lösbar ausgeführt ist, wobei vorzugsweise die
lösbare Verbindung ein Zentralbefestigungselement oder
mehrere Verbindungselemente aufweist.
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Eine
weitere Ausführungsform kann darin bestehen, dass die Verbindung
zwischen innenliegendem Abschlussstück und außenliegendem
Befestigungselement unlösbar ausgeführt ist.
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Denkbar
ist weiter, dass das Befestigungselement scheibenförmig
ausgeführt ist, wobei zwischen innenliegendem Abschlussstück
und außenliegendem Befestigungselement ein Raum ausgebildet
ist, der mit einem wärmedämmenden Material ausgefüllt
ist und/oder dass in dem Raum ein oder mehrere Messelemente vorgesehen
sind, wobei das/die Messelemente vorzugsweise am Abschlussstück
angeordnet sind.
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Es
kann vorgesehen sein, dass das Messelement ein Messelement zur Temperaturmessung und/oder
zur Leckageüberwachung ist und/oder ein Messelement ist,
mittels dessen der Zustand von axialen Gleitlagern überwachbar
ist, die mit dem Spalttopf mittel- und/oder unmittelbar in Verbindung
stehen, und/oder ein Messelement ist, mittels dessen die Druckbelastung
des Abschlussstückes ermittelbar ist.
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Weiter
ist möglich, dass das Befestigungselement ringförmig
ausgeführt ist, wobei an der Außenfläche
des innenliegenden Abschlussstückes ein oder mehrere Messelemente
vorgesehen sind.
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Außerdem
ist denkbar, dass das Messelement ein Messelement zur Temperaturmessung
ist und/oder zur Leckageüberwachung ist und/oder ein Messelement
ist, mittels dessen der Zustand von axialen Gleitlagern überwachbar
ist, die mit dem Spalttopf mittel- und/oder unmittelbar in Verbindung
stehen, und/oder ein Messelement ist, mittels dessen die Druckbelastung
des Abschlussstückes ermittelbar ist.
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Zur Überwachung
des Zustandes der axialen Gleitlager kann vorgesehen sein, dass
das Messelement die Entfernung des inneren Magnetringes misst.
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Zur
Ermittlung der Druckbelastung des Abschlussstückes kann
es sich um einen herkömmlichen Drucksensor handeln, genausogut
kann vorgesehen sein, dass mittels dieses Messelementes die Messung
der Entfernung zwischen dem Abschlussstück und dem Befestigungselement
und/oder der Verformung des Abschlussstückes erfolgt.
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Weitere
Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sollen nachstehend anhand
eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels
näher erläutert werden.
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Es
zeigen:
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1:
eine schematische Schnittdarstellung eines Spalttopfes in alternativen
Ausführungsformen;
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2:
eine weitere schematische Schnittdarstellung eines Spalttopfes in
alternativen Ausführungsformen;
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3:
eine weitere schematische Schnittdarstellung eines Spalttopfes in
alternativen Ausführungsformen;
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1 zeigt
in schematischer Schnittdarstellung einen erfindungsgemäßen
Spalttopf 10, wobei alternative Ausführungsformen
durch gestrichene Bezugszeichen kenntlich gemacht sind.
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Der
Spalttopf 10 mit seiner hier lediglich aus Vereinfachungsgründen
senkrecht angeordneten Längsachse X weist eine zylindrische,
nichtmetallische Primärhülle 20 auf,
die vorzugsweise aus Keramik ausgebildet ist. Die Primärhülle 20 weist
im Endbereich ihres Grundkörpers 21 eine sich
kragenförmig nach innen hin zur Längsachse X des
Spalttopfes 10 erstreckende Anschlussgeometrie 22 auf,
die zwei zueinander parallel und senkrecht zur Längsachse
verlaufende Stirnflächen 24, 26 aufweist.
Dabei ist eine Stirnfläche 24 eine Innenstirnfläche 24 und
die andere Stirnfläche 26 eine Außenstirnfläche 26.
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Die
Anschlussgeometrie 22 ist mit einem Abschlussstück 30, 30' verbindbar,
das die zur Längsachse X der Primärhülle 20 senkrecht
verlaufende Abschlussfläche des Spalttopfes 10 darstellt.
Dabei weist das Abschlussstück 30, 30' einen
Außendurchmesser auf, der kleiner ist als der Innendurchmesser der
Primärhülle 20, wobei das Abschlussstück 30, 30' plan
ausgebildet ist.
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In
der ersten Ausführungsform des Abschlussstückes 30 wird
zwischen Innenstirnfläche 24 und der Außenfläche
des Abschlussstückes 30 ein als umlaufender Dichtring 34 ausgeführtes
Dichtelement 34 verpresst, so dass Abschlussstück 30 und Anschlussgeometrie 22 dichtend
verbunden sind. In der zweiten alternativen Ausführungsform
des Abschlussstückes 30' ist für das
als umlaufender Dichtring 34 ausgeführte Dichtelement 34 zusätzlich
eine umlaufende Ringnut 32' vorgesehen.
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An
der Außenstirnfläche 26 der Anschlussgeometrie 22 kann
ein Befestigungselement 40, 40' befestigt werden,
wobei eine erste Ausführungsform des Befestigungselementes 40 scheibenförmig
und eine alternative zweite Ausführungsform des Befestigungselementes 40' ringförmig
ausgeführt ist. In beiden Ausführungsformen des
Befestigungselementes 40, 40' wird zwischen Außenstirnfläche 26 und
dem Befestigungselement 40, 40' ein als umlaufender Dichtring 42 ausgeführtes
Dichtelement 42 dichtend eingepresst. Grundsätzlich
kann vorgesehen sein, dass eine nicht näher dargestellte
umlaufende Ringnut entweder in der Außenstirnfläche 26 oder
in dem Befestigungselement 40, 40' vorgesehen
ist, in die das Dichtelement 42 eingesetzt ist. Die Befestigung der
Teile untereinander kann mit bekannten Mitteln in lösbarer
oder unlösbarer Weise erfolgen.
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Bei
der ersten Alternative mit scheibenförmigem Befestigungselement 40 ist
zwischen Befestigungselement 40 und dem Abschlussstück 30 bzw. 30' ein
Raum 50 ausgebildet, der mit einem wärmedämmenden
Material 60 ausgefüllt ist. Weiter sind in dem
Raum mehrere Messelemente 70 vorgesehen, wobei die Messelemente 70 ein
Messelement 72 zur Temperaturmessung, ein weiteres Messelement 74 zur
Leckageüberwachung, ein Messelement 76 zur Überwachung
des Zustandes von wenigstens einem nicht näher dargestellten
Axialgleitlager und ein Messelement 78 zur Ermittlung der
Druckbelastung des Abschlussstückes 30, 30' umfassen.
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Bei
der Ausführungsform mit ringförmigem Befestigungselement 40' kann
das wärmedämmende Material 60 am Anschlussstück 30, 30' ganz
oder teilweise angeordnet sein. Ebenso kann es auch teilweise am
ringförmigem Befestigungselement 40' befestigt
sein. Dies ist abhängig von der den Eigenschaften des Materials
gegenüber dem abzudichtenden Fluid. Die Messelemente 70 sind
jedoch ortsgleich und funktionsgleich an der Außenseite
des Abschlussstückes 30, 30' angeordnet.
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2 und 3 zeigen
alternative Ausführungsformen der in 1 gezeigten
Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen
Spalttopfes 10. Dabei sind gleiche oder vergleichbare Merkmale und/oder
Komponenten des Spalttopfes mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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In 2 ist
das Befestigungselement 140, 140' derart abgewandelt,
dass dieses eine kragenförmige, abgewinkelt zylindrische
verlaufende Führungsfläche 144, 144' aufweist,
die die Primärhülle 20 übergreift.
Dabei kann das Befestigungselement 140, 140' als
scheibenförmiges Befestigungselement 140 oder
als ringförmiges Befestigungselement 140' ausgeführt
sein. Die in 2 gezeigten Ausführungsformen
des Spalttopfes 10 weisen im Übrigen die Merkmale
der in 1 gezeigten Ausführungsformen eines Spalttopfes 10 auf.
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In 3 ist
das Befestigungselement 240, 240' derart abgewandelt,
dass dieses eine konisch verlaufende Führungsfläche 244, 244' aufweist,
die auf einer dementsprechend konisch ausgebildeten Fläche 228 der
Anschlussgeometrie 222 der Primärhülle 220 aufliegt.
Die Primärhülle 220 weist ebenso wie
die vorstehend beschriebene Primärhülle 20 einen
zylindrischen Grundkörper 221 auf und ist aus Keramik
ausgebildet. Die Anschlussgeometrie 222 hat zwei Stirnflächen 224 und 226,
die parallel zueinander und senkrecht zur Längsachse X
der Primärhülle ausgerichtet sind.
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Dabei
kann des Befestigungselement 240, 240' als scheibenförmiges
Befestigungselement 240 oder als ringförmiges
Befestigungselement 240' ausgeführt sein. Die
in 2 gezeigten Ausführungsformen des Spalttopfes 10 weisen
im übrigen die Merkmale der in 1 gezeigten
Ausführungsformen eines Spalttopfes 10 auf.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 10322465
A1 [0003]
- - EP 0822641 B1 [0004]
- - DE 3626934 A1 [0005]
- - DE 3823113 C1 [0006]
- - DE 3916916 A1 [0007]
- - DE 3818832 C2 [0008]
- - EP 1606543 B1 [0009]
