DE1943124A1

DE1943124A1 - Fluessigkeitspumpe,insbesondere Umwaelzpumpe fuer Warmwasser-Heizungsanlagen

Info

Publication number: DE1943124A1
Application number: DE19691943124
Authority: DE
Inventors: Helmut Keiner; Hansjuergen Loell
Original assignee: ELEKTROTECHNIK MASCHB A LOELL
Current assignee: ELEKTROTECHNIK MASCHB A LOELL
Priority date: 1969-08-25
Filing date: 1969-08-25
Publication date: 1971-03-04

Description

Flüssigkeitspumpe, insbesondere Umwälzpumpe für Wannwasser-Heizungsanlagen

Die Erfindung betrifft eine als Radialpumpe ausgebildete Flüssigkeitspumpe mit einem Scheibenanker-Elektromotor, der einen gegenüber dem Pumpengehäuse flüssigkeitsdicht abgeschlossenen Stator und einen flüssigkeitsdicht gekapselten Rotor (Anker) aufweist, der zum Antrieb des Pumpenrades dient, wobei die Kapselung an der dem Stator gegenüberliegenden Stirnseite des Rotors aus einer dünnen Platte, vorzugsweise einer Stahlplatte besteht.

Pumpen dieser Art haben den Vorteil, daß flüssigkeitsdichte Wellendurchführungen erspart werden können, da eich der Stator vollständig abschließen läßt und der in der zu pumpenden Flüssigkeit rotierende Motoranker durch den flüssigkeitsdichten Abschluß hindurch mit dem Stator zusammenwirken kann. Die Lagerung für den Anker kann ebenfalls innerhalb des Pumpengehäuses angeordnet sein. Eine flüssigkeitsdichte Kapselung des Rotors ist jedooh nötig, da hinsichtlich der elektrischen und magnetischen Eigen-

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schäften günstige Materialien gegenüber dem zu pumpenden Medium, z.B. gegenüber Wasser, insbesondere heißem Wasser, korrosionsanfällig sind.

Bei einem bekannten Motor der eingangs genannten Gattung (deutsche Offenlegungsschrift 1 802 104) sind mit dem scheibenförmigen Motoranker zwei als separate Teile ausgebildete Radial-Pumpenräder drehfest verbunden. Um den nötigen Abstand vom Anker und ι die drehfeste Verbindung zu erhalten, sind verschiedene Zwischenelemente erforderlich, die genau hergestellt werden müssen und die Herstellungskosten der Pumpe wesentlich erhöhen. Auch bezüglich der Platzeinsparung und der genauen Auswuchtung» die für einen geräuschlosen Lauf wichtig ist, ist die Zusammensetzung aus vielen Einzelteilen ungünstig. Die Kapselung des Motorankers besteht bei der bekannten Pumpe aus einer dünnen an einer Stirnseite angeordneten Platte und einem tiefgezogenen Stahlteil, der di© übrigen Außenflächen des Rotors umhüllt und mittels besonderer Dichtungen dicht an die dünne Platte anschließt,

Durch die Erfindung soll eine Pumpe der eingangs genannten Art ■ ^ so ausgebildet werden, daß eine besondere drehfeste Verbindung-?^ zwischen Motoranker und Pumpenrad nicht erforderlich ist und- ^bLf daß die Gesamtkonstruktion wesentlich vereinfacht wird. -t. :

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die übrige Kapselung, d.h. die Kapselung mit Ausnahme der dünnen

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Platte, aus einem die Außen- und Innenflächen und die der dünnen Platte gegenüberliegende Stirnseite umhüllenden flüssigkeitsieht an die dünne Platte anschließenden Kunststoff-Kapselteil "besteht, an dessen der dünnen Platte gegenüberliegenden Seite die Schaufeln des Pumpenrotors angeformt sind. Insbesondere beir der Verwendung der Pumpe als Umwälzpumpe für Warmwasser-Heizungsanlagen empfiehlt sich die Verwendung eines wärmebeständigen mittels Glasfasern verstärkten Kunststoffes für den mit den Schaufeln versehenen Kapselteil.

Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung der Pumpe sind keine besonderen Seile zur Bildung des Pumpenrades und zur drehfesten Verbindung eines Pumpenrades mit dem Motoranker erforderlich. Erfindungsgemäß wird die ohnehin nötige Kapselung zur Bildung auch des Pumpenrades ausgenutzt. Da die Kapselung naturgemäß drehfest mit dem Motoranker verbunden ist, erübrigen sich auch besondere Mittel, um eine drehfeste Verbindung herzustellen* Damit entfallen alle zusätzlichen !eile, die bei bekannten Pumpen nötig sind, um ein besonderes Pumpenrad drehfest mit dem Motoranker zu verbinden. Auch die Lagerung ist einfacher, da lediglich der scheibenförmige Motoranker, der eine verhältnismäßig kleine axiale Länge hat, gelagert werden muß. Damit läßt sich leicht eine sehr gute Auswuchtung und damit ein geräuschloser Lauf erreichen. Auch die Kapselung selber ist billiger als bei den bekannten Motoren, da sowohl die im wesentlichen ebene Platte

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an der dem Stator gegenüberliegenden Seite als auch der übrige aus Kunststoff bestehende Kapselteil mit den daran befindlichen Schaufeln billig herstellbar ist und eine einzige Spritzform für das Abspritzen sehr vieler Teile gebraucht werden kann.

Die Pumpenschaufeln können freitragend von dem Kunststoff-Kapselteil abstehen. In diesem Fall wird das Pumpengehäuse so geformt, daß die freien Enden der Schaufeln mit einem verhältnismäßig kleinen Spaltabstand gegenüber einer Wand des Pumpengehäuses rotieren. Es ist jedoch auch möglich, die Schaufeln an ihren vom Kunststoff-Kapselteil entfernten axialen Enden durch einen Ring miteinander zu verbinden. Dieser Ring ist durch Verschweißen, Vernieten oder Verschrauben mit den Schaufeln verbunden, oder er ist bei der Herstellung des Kapselteiles mit angespritzt. Der Ring hat vorzugsweise einen kegelstumpfförmigen, die Strömungskanäle radial nach außen verengenden Seil und einen zylindrischen Einlaufteil. Bei einer solchen Ausbildung des Pumpenrotors werden die radialen Strömungskanäle im Punpairad nicht im Zusammenwirken mit dem Pümpengehäuse gebildet, sondern durch das Pumpenrad alleine. - -

Besonders vorteilhaft ist die Herstellung des Kunststoff-Kapselteiles dadurch, daß der Rotor mit dem Kapselteil umspritzt wird. Hierbei ergibt sich schon durch das'Umspritzen ein vollkommen dichtes Umhüllen des Motorankers.

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Es ist jedoch auch möglich, den Kunststoff-Kapselteil für sich zu spritzen und anschließend danach auf den Rotor aufzustecken und ihn drehfest mit dem Motor zu verbinden. Diese Verbindung kann beispielsweise mittels durch die Stirnseite des Kapselteiles hindurchgesteckter und in den Rotor* vorzugsweise in dessen Blechpaket eingedrehter Schrauben erfolgen. Um eine dichte Verbindung zwischen.der dünnen Platte und dem Kunststoff-Kapselteil zu erhalten, sind die freien Ränder des Kapselteiles vorteilhafterweise an die dünne Platte angebördelt, vorzugsweise unter Anwendung von Wärme. ' . - .

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsformen der Erfindung dargestellt. Es zeigen: .

Fig. 1 einen radialen Schnitt durch eine Pumpe gemäß der Erfindung und

Fig. 2 einen radialen Schnitt durch einen Scheibenanker gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung»

Sie Pumpe hr«t ein Statorgehäuse 1, ein Pumpengehäuse 2 und eine Kappe 3. Im Statorgehäuse 1 ist der Stator mit seinem lamellierten Eisenkern 4 und seiner Wicklung 5 untergebracht» Im Pumpengehäuse 2 befindet sich der insgesamt mit 6 bezeichnete Motoranker» In

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der Kappe 3 ist der elektrische Anschluß untergebracht.

Das Statorgehäuse 1 ist an seiner rechten Stirnseite durch eine dünne Stahlplatte .7» die unmittelbar auf der Stirnseite des Eisenkernes 4 aufliegt, flüssigkeitsdicht abgeschlossen. Zwischen dieser Platte und dem Pumpengehäuse 2 sind zwei Dichtungen 8 und 8a angeordnet. Ein Schutzring 9 verhindert das Eindringen von grobem Sehmutz in den Luftspalt 10. Das Pumpengehäuse 2 ist gegenüber dem Statorgehäuse 1 zentriert.

Das Pumpengehäuse * hat einen Saugstutzen 11 und einen Druckstutzen 12* Im Ansaugstutzen 11 ist ein drehbarer Seil-1.3 angeordnet, der zur kombinierten. Drossel- und Bypass-Regelung der Pumpe dient. Im Ansaugraum 14 ist ein mit Innengewinde 15 versehener in das Innere des Pumpengehäuses hineinragender Stutzen 16 an das Gehäuse angegossen. In diesen Stutzen ist eine hohle Welle 17 eingeschraubt. Das hintere Ende ist mit einer Verschlußschraube 18 abgedichtet.

Auf der feststehenden Achse 17 befindet sich eine drehbar gelagerte Büchse i9f auf der der erfindungsgemäß ausgebildete Motoranker 6 befestigt ist.

Der Motoranker 6 hat einen aus Blech gewickelten Kern 20, der von Aluminium 21 umgoesen ist. Im. Kern befinden sioh aioht dar-

gestellte im wesentlichen radiale Nuten, die ebenfalls von Aluminium 21 ausgegossen sind. Auf der linken Stirnseite des Ankers 6 befindet sich eine dünne Stahlplatte 22, deren ebener !eil, wie in Pig. 2 dargestellt, über Rundungen 23, 24 in kurze im wesentlichen zylindrische Stücke 25, 26 übergeht. Diese greifen mit etwas Spannung über die zylindrische Außen- und Innenfläche des Metallteiles. Die übrigen Flächen des Motorankers 6 sind von dem Kunststoff -Kapselteil 27 umgeben.

Der Eunststoff-Eapselteil hat eine der dünnen Platte 22 gegenüberliegende Pläche 28, einen inneren zylindrischen Seil 29, einen äußeren zylindrischen Seil 30, der über einen kegelförmigen Teil 31 in den ebenen Teil 28 übergeht und einen sich nach rechts erstreckenden kragenförmigen Teil 32. Der Kunststoff-Kapselteil 27 greift in eine Mut 21a der Aluminium-Umgießung 21 ein, wodurch eine gute Verankerung gegen axiale Verschiebungen erzielt wird. Vom ebenen Teil 28 erheben sich gleichmäßig über den. Umfang verteilte Schaufeln 33. Es können z.B. fünf um 72° versetzte Schaufeln vorgesehen sein. Diese sind entsprechend der Tumpendrehzahl, wie bei Radialpumpen bekannt, gekrümmt. Die axial rechts liegenden Enden der Schaufeln sind über einen Ring 34 miteinander verbunden, der im Bereich der Schaufeln einen kegelförmigen Teil 35 und daran anschließend einen zylindrischen Teil 36 aufweist, der in eine hohlzylindrische Ausnehmung 37 am

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Pumpengehäuse 2 eingreift. Die Schaufeln 33 und vorzugsweise auch der Ring 34 sind einstückig mit dem Kapselteil 27 ausgebildet.

Der kragenförmige Teil 32 ist auf die lagerhülse 19 aufgepreßt.

Der Motoranker ist dadurch hergestellt worden, daß der Metallkörper, der aus dem Kern 20 und der Umgießung 21 "besteht, samt der dünnen !Platte 22 in eine Kunststoff-Spritzform eingelegt und nach Schließen der Porm durch Injektion von Kunststoff in die iOrm die Kunststoffkapselung 27 an den Motorankern angeformt wurde. Hierbei ergab sich eine flüssigkeitsdichte Verbindung zwischen der dünnen Platte 22 und der Kapselung 27 mit dadurch, daß die zylindrischen Stücke 25, 26 sowie ein !Teil der -Rundungen 23, 24 der Platte 22 vom Kunststoff umspritzt wurden.

Bei der Ausführungsform nach-Pig. 2 ist wieder ein Metallkörper

umaus einem Kern 20 und der Aluminiumgießung 21 vorhanden. Die Ummantelung jedoch ist etwas anders ausgebildet als bei der Pumpe nach Pig. ΐ.

Der Kunststoff-Kapselteil 39 ist separat hergestellt, also nicht unmittelbar auf den Metallkörper aufgegossen worden. Die Schaufeln 40 sind wieder an den Kapselteil angegossen. Der Schaufelquerschnitt ist bei 46 dargestellt. Die Schaufeln werden zu ihrem Ende hin etwas dünner, um eine leichte Entformung sicherzustellen.

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Zum Unterschied gegenüber der Ausführung nach Pig. 1 fehlt jedoch ein Ring 34. Nach dem Spritzen des Kapselteiles 39 wird dieses auf das Metallteil 20, 21 aufgeschoben und mittels Senkkopfschrauben 41 befestigt, die in Gewindelöcher im Kern 20 eingeschraubt sind. Die Ränder 42 und 43 des Kapselteiles übergreifen die zylindrischen Teile 25, 26 der Platte 22 und sind fest an diese angebördelt. Diese Anbördelung wird vorteilhafterweise mit Hilfe von Wärme vorgenommen.

Nach dem Einbau des Rotors nach Pig. 2 befinden sich die freien Enden 44 in geringem Abstand von der Wand eines entsprechend geformten Gehäuses, so daß die Strömungskanäle zwischen den Schaufeln durch die genannte Gehäusewand, die Wand 45 und die Schaufelflächen gebildet werden.

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Claims

- ίο - Patentansprüche:

1.) Als Radialpumpe ausgebildete !Flüssigkeitspumpe mit einem Scheibenanker-Elektromotor, der einen gegenüber dem Pumpengehäuse flüssigkeitsdicht abgeschlossenen Stator und einen flüssigkeitsdicht gekapselten Rotor aufweist, der zum Antrieb des Pumpenrades dient, wobei die Kapselung an der dem Stator gegenüberliegenden Stirnseite des Rotors aus einer dünnen Platte, vorzugsweise einer Stahlplatte besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die übrige Kapselung aus einem die Außen- und Innenflächen und die der dünnen Platte (22) gegenüberliegenden Stirnseite umhüllenden flüssigkeitdicht an die dünne Platte (22) anschließenden Kunststoff-Kapselteil (27, 39) besteht, an dessen der dünnen Platte (22) gegenüberliegenden Seite die Schaufeln (33, 40) des Pumpenrades angeformt sind.

2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ,Pumpe als Umwälzpumpe für Warmwasserheizungen ausgebildet ist. . . _:.

3. Pumpe nach einem oder beiden der vorhergehenden Ansprüche, a dadurch gekennzeichnet, daß der vorzugsweise wärmebeständige ^ Kunststoff eine Glasfaserverstärkung enthält. , <>■;>

4. Pumpe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet» daß die Pumpenschaufeln (40) freitragend

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von dem Kunststoff-Kapselteil (39) abstehen (Pig. 2).

5. Pumpe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln (33) an ihren vom Kunststoff-Kapselteil (27) entfernten axialen Enden durch einen vorzugsweise einstückig mit dem Kapselteil (27) ausgebildeten Ring (34) miteinander verbunden sind, wobei der Ring (34) vorzugsweise aus einem kegelstumpfförmigen, die Strömungskanäle radial nach außen verengenden !eil (35) und einem zylindrischen Einlaufteil (36) besteht.

6. Pumpe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff-Kapselteil (27) durch Umspritzen dee Rotors (20, 21) hergestellt ist.

7. Pumpe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff-Kapselteil (39) für sich gespritzt und anschließend daran auf den Rotor (20, 21) aufgesteckt und mit diesem verbunden ist.

8. Pumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff-Kapselteil (39) mittels durch die Stirnseite hindurchgesteckter und in den Rotor, vorzugsweise in dessen Blechpaket (20) eingedrehter Schrauben (41) befestigt ist.

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9. Pumpe nach"einem oder beiden der Ansprüche 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Ränder des Kunststoff-Kapselteiles (39) an die dünne Platte (22) angebördelt sind, vorzugsweise unter Anwendung von Wärme.

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