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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Haushaltsgeschirrspülmaschine mit mindestens einer Pumpe, insbesondere Umwälzpumpe, die zum Fördern von Spülflüssigkeit eingerichtet ist und ein in einer Pumpkammer eines Pumpengehäuses der Pumpe betreibbares Pumpenrad aufweist, das mit einem in einer Nasskammer angeordneten Nassläuferrotor verbunden ist, der durch einen außerhalb der Nasskammer des Pumpengehäuses angeordneten Stator antreibbar ist. Die Erfindung betrifft auch ein zugehöriges Verfahren zum Herstellen einer Haushalts-Geschirrspülmaschine mit einer Pumpe, insbesondere Umwälzpumpe, sowie auch eine Pumpe, insbesondere Umwälzpumpe.
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Die
EP 2 091 133 A1 beschreibt eine elektromotorisch angetriebene Pumpe, insbesondere für Haushaltsgeschirrspülmaschinen. Die elektromotorisch angetriebene Pumpe weist einen Stator mit Wicklungen und einen Permanentmagnet-Rotor auf. Der Permanentmagnet-Rotor ist in einer Rotorkammer gelagert, welche mittels eines Dichtungsringes von einem Betriebsraum getrennt ist. Der Dichtungsring wird von einem Labyrinth gebildet, das einen geringfügigen Flüssigkeitsdurchtritt erlaubt, aber Schmutzpartikel von der Rotorkammer fernhält. Die Rotorkammer ist mit Spülflüssigkeit gefüllt, welches aus dem Betriebsraum über den Dichtungsring in die Rotorkammer gelangt.
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Die
DE 40 24 194 A1 betrifft von einem Synchronmotor angetriebene, in Haushaltsgeräten verwendete Pumpen. Die darin beschriebenen Pumpen weisen einen Permanentmagnetrotor auf, der jegliche in der zu pumpenden Flüssigkeit schwebende Metallteilchen anziehen kann, so dass diese sich im Laufe der Zeit auf den Rotor ansammeln und zu einer Blockierung der Pumpe führen können. Das beschriebene System bzw. das beschriebene Mittel besteht aus einer Kapsel, die verhindern soll, das Spülflüssigkeit direkt an das Lager gelangt, indem sie es zwingt, einen labyrinthartigen Weg zwischen ihr und einem scheibenförmigen Element bzw. Tragteil des O-Ringes durchzulaufen, das sich zusammen mit dem Kreiselrad dreht und somit die Schmutz- und Teilchenmenge, die dadurch hindurchdringen könnte, vermindert. Gleichwohl wird weiterhin die im Betriebsraum des Haushaltsgerätes zu pumpende, Schmutzpartikel enthaltende Spülflüssigkeit als Nasskammerflüssigkeit der Pumpenkammer verwendet.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Haushaltsgeschirrspülmaschine mit einer verbesserten Pumpe, insbesondere Umwälzpumpe, bereitzustellen.
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Die Aufgabe wird gelöst durch eine Haushaltsgeschirrspülmaschine mit mindestens einer Pumpe, insbesondere Umwälzpumpe, die zum Fördern von Spülflüssigkeit eingerichtet ist und ein in einer Pumpkammer eines Pumpengehäuses der Pumpe betreibbares Pumpenrad aufweist, das mit einem in einer Nasskammer angeordneten Nassläuferrotor verbunden ist, der durch einen außerhalb der Nasskammer des Pumpengehäuses angeordneten Stator antreibbar ist, wobei die Nasskammer mit einer von der Spülflüssigkeit abweichenden Nasskammerflüssigkeit gefüllt ist.
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Bei Nassläufermotoren sitzen die Lagerstellen für den Nassläuferrotor in der Rotorkammer, d. h. die Nasskammer. Diese wird bei bekannten Bauarten von der Spülflüssigkeit durchflutet. Die Spülflüssigkeit dient als Schmiermittel für die Lagerstellen. Um ein Durchfluten der Nasskammer mit Spülflüssigkeit sicherzustellen, sind bei bekannten Bauarten Öffnungen von der Rotorkammer in die Pumpenkammer erforderlich. So kann ein permanenter Austausch der Spülflüssigkeit in der Rotorkammer stattfinden. Allerdings werden dabei mit der Spülflotte auch Verschleiß erzeugende Schwebstoffe mit in die Lagerstellen eingespült. Die Lagerstellen unterliegen folglich einem hohen Verschleiß. Deshalb werden heutige Serienheizpumpen mit einer speziellen und teuren Hartstoffbeschichtung an den Wellen und/oder Lagern ausgerüstet. Axial- und Radiallager können aus kostenintensiven Graphitkohlegleitlagern bestehen.
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Erfindungsgemäß ist eine Vorfüllung der Rotorkammer d. h. Nasskammer mit einer von der Spülflüssigkeit abweichenden Nasskammerflüssigkeit vorgesehen.
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Die von der Spülflüssigkeit abweichende Nasskammerflüssigkeit kann in Verbindung mit einer vereinfachten Abdichtung der Nasskammer zum Spülerinnenraum bzw. dem Pumpenraum realisiert sein. Die vereinfachte Abdichtung kann einen Flüssigkeitsaustausch zwischen Spülflüssigkeit und Nasskammerflüssigkeit vermindern. So ist es weitgehend vermieden, dass Verschleiß erzeugende Schwebstoffe, welche sich in der Spülflüssigkeit befinden, in die Nasskammerflüssigkeit übertreten können.
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Um die Vorfüllung in der Rotorkammer über die Soll-Lebensdauer der jeweiligen Pumpe, insbesondere Umwälzpumpe, noch zuverlässiger gegen Schwebstoffe frei zu halten, kann die Nasskammer von der Pumpenkammer insbesondere vollständig abgedichtet sein. Dies kann an dem Axiallager erfolgen, bei dem lediglich eine Kreisfläche, die auf dem Axiallager anläuft, verschlossen wird. Ein Deckel der Nasskammer kann außerdem noch am Außenrand zur Nasskammer abgedichtet werden. Dies kann beispielsweise mittels Reibschweißen, Ultraschallschweißen, mittels Dichtung oder Presssitz erfolgen. Aufgrund der abgedichteten Nasskammer ist es den abrasiven Schwebstoffen aus der Spülflotte nicht mehr oder nur sehr erschwert möglich, in die Nasskammer bzw. an die Lagerstellen zu gelangen und dort Verschleiß hervorrufen. Somit entsteht eine Möglichkeit, eine Wellenbeschichtung entfallen zu lassen und für die Gleitlager günstigere Werkstoffe einzusetzen. Als Gleitlager können bei Verwendung einer erfindungsgemäßen Nasskammerflüssigkeit Werkstoffpaarungen von Kunststoff mit Keramik eingesetzt werden. Die bisherige teure Werkstoffpaarung von Kohle bzw. Graphit mit Keramik kann entfallen.
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Mit dieser erfindungsgemäßen Maßnahme kann der Radiallagerverschleiß über Lebensdauer deutlich reduziert werden. Da dieses Verschleißmaß in der Konstruktion der Motoren in Form eines Spaltes zwischen Rotorkammerwand und Rotor vorgehalten werden musste, um die Lebensdauer der Pumpe zu garantieren, ist es nun möglich, den Spalt zwischen Rotorkammerwand und Rotor zu reduzieren, was wiederum den Wirkungsgrad des Motors beträchtlich erhöht.
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Die Nasskammerflüssigkeit kann eine wasserlösliche oder eine wasserunlösliche Flüssigkeit sein. Die Nasskammerflüssigkeit kann im einfachsten Fall Wasser sein, das vor der Inbetriebnahme der jeweiligen Pumpe, insbesondere Umwälzpumpe, in die Nasskammer eingefüllt wird.
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Zur Erhöhung des Wirkungsgrades der jeweiligen Pumpe, insbesondere Umwälzpumpe, kann die Nasskammerflüssigkeit eine geringere dynamische Viskosität als Wasser und/oder die Spülflüssigkeit aufweisen. Bei Verwendung einer Flüssigkeit mit einer geringeren dynamischen Viskosität als Wasser reduzieren sich die dynamischen Reibverluste in der Rotorkammer und somit erhöht sich der Wirkungsgrad der Pumpe, insbesondere Umwälzpumpe. Die Nasskammerflüssigkeit kann beispielsweise ein Silikonöl mit einer geringeren dynamischen Viskosität als Wasser sein.
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Ein weiterer erfindungsgemäßer Effekt, der sich durch den gezielten Einfluss auf die Viskosität der Rotorflüssigkeit ergibt, ist die Steuerung der Geräuschentwicklung der Pumpe im Betrieb, d. h. durch die gezielte Einstellung der dynamischen Viskosität kann die Geräuschentwicklung der Pumpe in gewissen Bereichen eingestellt werden.
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In allen erfindungsgemäßen Ausgestaltungen kann die Nasskammerflüssigkeit zur Dämpfung von Pendelmomenten des Nassläuferrotors der jeweiligen Pumpe, insbesondere Umwälzpumpe, nach einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung eine höhere dynamische Viskosität als Wasser und/oder die Spülflüssigkeit aufweisen. Die Nasskammerflüssigkeit kann beispielsweise ein Silikonöl mit einer höheren dynamischen Viskosität als Wasser sein.
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Durch die Vorfüllung der Rotorkammer, d. h. Nasskammer ergeben sich auch weitere Vorteile bei der Erstinbetriebnahme der Pumpe, da die bei einer trockenen Rotorkammer beim Erstbetrieb auftretende erhöhte Reibung und somit Verschleiß, Schwingungen und Geräusche jetzt bei der erfindungsgemäß ausgebildeten Pumpe, insbesondere Umwälzpumpe, nicht mehr auftreten.
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Die Pumpe, insbesondere Umwälzpumpe, kann zwischen Pumpkammer und Nasskammer eine Dichtung zum Fernhalten abgespülter, die Pumpkammer durchlaufender Schwebfeststoffe von der Nasskammer aufweisen. Eine Abdichtung kann an einem Axiallager erfolgen, bei dem lediglich eine Kreisfläche, die auf dem Axiallager anläuft, verschlossen wird. Ein Deckel der Nasskammer kann am Außenrand zur Nasskammer abgedichtet werden. Dies kann beispielsweise mittels Reibschweißen, Ultraschallschweißen, mittels Dichtung oder Presssitz erfolgen. Aufgrund der abgedichteten Nasskammer ist es den abrasiven Schwebstoffen aus der Spülflotte nicht mehr oder nur sehr erschwert möglich, in die Nasskammer bzw. an die Lagerstellen zu gelangen und dort Verschleiß hervorrufen. Somit entsteht eine Möglichkeit, eine Wellenbeschichtung entfallen zu lassen und für die Gleitlager günstigere Werkstoffe einzusetzen. Als Gleitlager können bei Verwendung einer erfindungsgemäßen Nasskammerflüssigkeit Werkstoffpaarungen insbesondere von Kunststoff mit Keramik eingesetzt werden.
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Die Aufgabe wird außerdem gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen einer Haushaltsgeschirrspülmaschine mit mindestens einer Pumpe, insbesondere Umwälzpumpe, die dem Fördern von Spülflüssigkeit in der Haushaltsgeschirrspülmaschine dient, mit dem folgenden Verfahrenschritt:
- – Befüllen einer Nasskammer eines Pumpengehäuses der Pumpe, insbesondere Umwälzpumpe, die zum Fördern von Spülflüssigkeit eingerichtet ist, mit einer von der Spülflüssigkeit abweichenden Nasskammerflüssigkeit.
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In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die zum Befüllen vorgesehene Nasskammerflüssigkeit eine wasserlösliche Flüssigkeit sein.
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Die zum Befüllen vorgesehene Nasskammerflüssigkeit kann zur Erhöhung des Wirkungsgrades der Pumpe, insbesondere Umwälzpumpe, nach einer vorteilhaften Ausführungsvariante eine geringere dynamische Viskosität als die Spülflüssigkeit aufweisen.
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Die zum Befüllen vorgesehene Nasskammerflüssigkeit kann zur Dämpfung von Pendelmomenten des Nassläuferrotors der jeweiligen Pumpe, insbesondere Umwälzpumpe, nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante eine höhere dynamische Viskosität als Wasser und/oder die Spülflüssigkeit aufweisen.
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In die jeweilige Pumpe, insbesondere Umwälzpumpe, kann zwischen Pumpkammer und Nasskammer insbesondere eine Dichtung zum Fernhalten im Betrieb abgespülter, die Pumpkammer durchlaufender Schwebfeststoffe von der Nasskammer montiert werden.
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Mit anderen Worten ist erfindungsgemäß die Rotorkammer mit einer speziellen Flüssigkeit gefüllt und die Rotorkammer zum Pumpenraum vollständig oder nahezu abgedichtet. Dabei ist es nicht notwendig, dass die Abdichtung den Anforderungen einer vollständigen Dichtung nach außen besitzt, sondern lediglich für den Rückhalt der speziellen Flüssigkeit in der Rotorkammer und dem Fernhalten von Verschleiß erzeugenden Schwebstoffen von den Radiallagern aus der Spülflotte dient.
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Mit einer der erfindungsgemäßen Ausgestaltungen können sich Vorteile ergeben, wie beispielsweise ein geringerer Verschleiß in den Gleitlagern, eine Reduzierung der Kosten für die Welle und die Lagerbuchsen, eine Verbesserung des Wirkungsgrades durch geringere dynamische Viskosität der Rotorkammerfüllung, eine Verbesserung des Motorwirkungsgrades durch die Möglichkeit, den mechanischen Spalt bzw. den Luftspalt im Magnetkreis zu reduzieren, und/oder eine gezielte Einstellung der Geräuschpegels durch die Variation der dynamischen Viskosität der Rotorkammerfüllung in gewissen Bereichen. Außerdem tritt kein Trockenlauf bei der Erstinbetriebnahme auf.
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Weiterhin betrifft die Erfindung auch eine Pumpe, insbesondere Umwälzpumpe, für eine Haushaltsgeschirrspülmaschine, die zum Fördern von Spülflüssigkeit eingerichtet ist und ein in einer Pumpkammer eines Pumpengehäuses der Pumpe betreibbares Pumpenrad aufweist, das mit einem in einer Nasskammer angeordneten Nassläuferrotor verbunden ist, der durch einen außerhalb der Nasskammer des Pumpengehäuses angeordneten Stator antreibbar ist, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass die Nasskammer mit einer von der Spülflüssigkeit abweichenden Nasskammerflüssigkeit gefüllt ist.
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Sonstige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.
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Eine Ausführungsform der Erfindung ist an Hand einer in den 1 und 2 beispielhaft dargestellten Haushaltsgeschirrspülmaschine bzw. Pumpe, insbesondere Umwälzpumpe, aufgezeigt und beschrieben.
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Aus der detaillierten Beschreibung dieses konkreten Ausführungsbeispiels ergeben sich auch weitere generelle Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung.
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Es zeigen:
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1 eine Haushaltsgeschirrspülmaschine mit einer Umwälzpumpe zum Fördern von Spülflüssigkeit zu Spülflüssigkeits-Sprüheinrichtungen; und
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2 eine schematische Teilansicht der erfindungsgemäßen Umwälzpumpe zum Fördern von Spülflüssigkeit einer Haushaltsgeschirrspülmaschine.
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Die 1 zeigt schematisch eine Haushaltsgeschirrspülmaschine 10 mit einem Spülbehälter 12, in dem ein oberer Geschirrkorb 14 und ein unterer Geschirrkorb 16 angeordnet sind. Unterhalb des oberen Korbes 14 ist eine obere Spülflüssigkeits-Sprüheinrichtung 18 und unterhalb des unteren Korbes 16 eine untere Spülflüssigkeits-Sprüheinrichtung 20 hier jeweils in Form eines Sprüharmes drehbar gelagert. Die untere Spülflüssigkeits-Sprüheinrichtung 20 wird über eine untere Zuleitung 24 und die obere Spülflüssigkeits-Sprüheinrichtung 18 über eine obere Zuleitung 22 mit Spülflüssigkeit versorgt. Unterhalb des Spülbehälters 12 ist ein Sumpf 26 mit einem Siebeinsatz 28 angeordnet, in dem eine Umwälzpumpe 30 angeordnet ist. Die Umwälzpumpe 30 steht mit der oberen Zuleitung 22 und der unteren Zuleitung 24 in Verbindung. Die Umwälzpumpe 30 ist mit einer Steuerungseinrichtung 32 verbunden, so dass unter anderem die Fördermenge bzw. die Fördergeschwindigkeit der Spülflüssigkeit bspw. durch eine Änderung der Drehzahl eines die Umwälzpumpe 30 antreibenden Motors gesteuert werden kann.
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In der 2 ist die Umwälzpumpe 30 im Längshalbschnitt gezeigt. Die Umwälzpumpe 30 weist ein Pumpengehäuse 34 auf. Das Pumpengehäuse 34 umfasst eine Pumpkammer 36. In der Pumpkammer 36 ist ein Pumpenrad 38 drehbar gelagert. Zu seiner drehbaren Lagerung sitzt das Pumpenrad 38 auf einer Welle 40, welche mit zwei Lagerinnenringen 42a, 42b verbunden ist. Auf den beiden Lagerinnenringen 42a, 42b wälzen Wälzkörper 44 ab, die sich gegen Außensitze 46a, 46b abstützen. Auf der Welle 40 sitzt ein Nassläuferrotor 48, der in einer Nasskammer 50 drehangetrieben von einem Stator 52 rotiert. Zwischen Pumpkammer 36 und Nasskammer 50 ist eine Dichtung 54 angeordnet. Die Pumpkammer 36 wird mit Spülflüssigkeit durchflutet. Die Nasskammer 50 enthält die erfindungsgemäße Nasskammerflüssigkeit, die von der Spülflüssigkeit abweicht.
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Selbstverständlich kann es auch zweckmäßig sein, das erfindungsgemäße Konstruktionsprinzip dieser Umwälzpumpe auch für andere Pumpen einer Haushalts-Geschirrspülmaschine zu verwenden. So kann ggf. auch die Laugenpumpe einer Geschirrspülmaschine nach dem erfindungsgemäßen Konstruktions- und Funktionsprinzip ausgebildet sein.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Haushaltsgeschirrspülmaschine
- 12
- Spülbehälter
- 14
- Oberer Korb
- 16
- Unterer Korb
- 18
- Obere Spülflüssigkeits-Sprüheinrichtung
- 20
- Untere Spülflüssigkeits-Sprüheinrichtung
- 22
- Obere Zuleitung
- 24
- Untere Zuleitung
- 26
- Sumpf
- 28
- Siebeinsatz
- 29
- Flüssigkeitsleitung
- 30
- Umwälzpumpe
- 32
- Steuerungseinrichtung
- 34
- Pumpengehäuse
- 36
- Pumpkammer
- 38
- Pumpenrad
- 40
- Welle
- 42a
- Lagerinnenring
- 42b
- Lagerinnenring
- 44
- Wälzkörper
- 46a
- Außensitz
- 46b
- Außensitz
- 48
- Nassläuferrotor
- 50
- Nasskammer
- 52
- Stator
- 54
- Dichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 2091133 A1 [0002]
- DE 4024194 A1 [0003]
