DE19546336A1 - Magnetkupplung für eine Kreiselpumpe - Google Patents
Magnetkupplung für eine KreiselpumpeInfo
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Description
Gegenstand der Erfindung ist eine Magnetkupplung für eine Kreiselpumpe, mit
einem antriebsseitigen Rotor, der auf seiner Innenseite Magnete trägt, und einem
abtriebsseitigen Rotor, der auf seiner Außenseite Magnete trägt, sowie einem
zwischen den Rotoren angeordneten Spalttopf, wobei die Verbindungsflächen der
Rotoren und der Magnete jeweils eine aneinander angepaßte Kontur besitzen.
Bei Kreiselpumpen, die der Förderung gefährlicher oder umweltschädlicher
Flüssigkeiten dienen, muß eine hohe Sicherheit gegen jeglichen Flüssigkeitsaustritt
gewährleistet werden. Schwachpunkt der konventionellen Kreiselpumpen ist deren
Wellenabdichtung, d. h. die Stelle an der die Welle durch die Gehäusewand geführt
ist. Ein solcher Schwachpunkt ist nicht vorhanden bei Kreiselpumpen, deren
Antriebsmotor mit dem Pumpenteil in einem gemeinsamen, hermetisch
abgedichteten Gehäuse angeordnet ist, oder die von einem separat angeordneten
Motor über eine Magnetkupplung angetrieben werden.
Der hermetische Abschluß im Bereich der Magnetkupplung wird durch einen
Spalttopf gebildet. Ein mit der Motorwelle verbundener äußerer Rotor korrespondiert
mit einem innerhalb des Spalttopfes befindlichen Rotor, der mit dem Pumpenlaufrad
auf einer gemeinsamen Welle angeordnet ist. Die Drehbewegung des äußeren,
antriebsseitigen Rotors wird durch Magnetkräfte über den Spalttopf auf den inneren,
abtriebsseitigen Rotor übertragen. Die auf der Innenseite des antriebsseitigen und
der Außenseite des abtriebsseitigen Rotors befindlichen Magnete sind an ihrer
Außen- bzw. ihrer Innenfläche jeweils mit dem Rotor verbunden.
Nun besitzen aber die koaxial und konzentrisch zueinander drehenden Rotoren eine
im wesentlichen zylindrische Form. Die relativ leicht herstellbare Zylinderform der
Rotoren bringt Nachteile für die Befestigung der Magnete mit sich, da entweder eine
den Fertigungsaufwand wesentlich erhöhende Anpassung der Verbindungsflächen
zwischen Rotoren und Magneten vorgenommen werden muß oder, bei einer
fehlenden Anpassung, nur relativ kleine Verbindungsflächen zur Verfügung stehen.
Eine erste Möglichkeit der Verbindung zwischen Rotor und Magneten besteht darin,
quaderförmige Magnete durch ein geeignetes Mittel, beispielsweise durch
Verkleben, mit der zylindrischen Innen- bzw. Außenwand des Rotors zu verbinden.
Dieses Verfahren ist zwar mit geringem Aufwand verbunden, hat aber den Nachteil
einer wegen der kleinen Verbindungsflächen stark herabgesetzten Festigkeit.
Eine zweite Möglichkeit besteht darin, bereits bei der Herstellung der Magnete
Verbindungsflächen an diesen vorzusehen, die in ihrer Kontur der zylindrischen
Verbindungsfläche des jeweiligen Rotors entsprechen. Eine solche Auslegung führt
zu großen Verbindungsflächen und damit zu einer festen und dauerhaften
Verbindung. Nachteilig ist aber die sich hier ergebende hohe Komplexität der
verschiedenen Magnete, da für jeden in Frage kommenden Außen- und Innen
durchmesser der Rotoren eine eigene Magnetausführung zu fertigen ist.
An dritter Stelle besteht noch die Möglichkeit, die Verbindungsflächen des Rotors an
die Verbindungsflächen der Magnete anzupassen. Bei der Verwendung quader
förmiger Magnete bedeutet dies, daß ebene Verbindungsflächen in die Rotor
oberfläche eingebracht werden müssen, was bei spanender Bearbeitung vor allem
für den mit inneren Verbindungsflächen ausgestatteten antriebsseitigen Rotor einen
erheblichen Aufwand bedeutet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Magnetkupplung zu schaffen, die bei
vergleichsweise geringem Fertigungsaufwand für die Rotoren und die Magnete eine
großflächige Verbindung zwischen diesen beiden ermöglicht.
Ausgehend von einer Magnetkupplung der eingangs genannten Art, wird diese
Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch in einem Sinterverfahren gefertigte Rotoren.
Alternativ hierzu können aber auch die Rotoren jeweils gebildet werden durch einen
Grundkörper und einen oder mehrere mit dem Grundkörper zu verbindende, in
einem Sinterverfahren gefertigte Ringe, welche der Aufnahme der Magnete dienen.
Diese Alternative bietet den Vorteil, daß die Rotoren in Anpassung an die jeweils zu
übertragenden Drehmomente mit einer erforderlichen Anzahl von Ringen bzw.
Magneten ausgestattet werden können. Eine Überdimensionierung wird somit
vermieden; Material wird eingespart.
Das in einer Vielzahl von Anwendungen erprobte Sintern von metallischen Werk
stoffen erlaubt die Fertigung von Rotoren, die an beliebig konturierte Verbindungs
flächen der Magnete anzupassen sind. Wenn auch den mit ebenen Verbindungs
flächen ausgestatteten Magneten wegen der besseren Verfügbarkeit und des
geringeren Preises der Vorzug zu geben ist, so können die Rotoren aber auch ohne
weiteres an anders gestaltete Verbindungsflächen der Magnete angepaßt werden.
Die Verbindung mit den Magneten erfolgt dabei mit Hilfe einer der bekannten
Methoden, vorzugsweise werden die Rotoren und die Magnete miteinander verklebt.
Anhand von Ausführungsbeispielen wird die Erfindung näher erläutert. Die
Zeichnung zeigt in
Fig. 1 eine über eine Magnetkupplung angetriebene Kreiselpumpe in
schematisierter Darstellung, in
Fig. 2 eine Ansicht einer Verbindung zwischen Rotoren und Magneten, deren
Verbindungsstellen nicht aneinander angepaßt sind, in
Fig. 3 eine Ansicht einer Verbindung, bei der die Verbindungsstellen der
Magnete an die unveränderten Zylinderflächen der Rotoren angepaßt
sind, in
Fig. 4 eine Ansicht einer erfindungsgemäßen, mit gesinterten Rotoren
ausgestatteten Magnetkupplung, bei welcher die Verbindungsflächen der
Rotoren an die Oberflächen der Magnete angepaßt sind, und in
Fig. 5 eine erfindungsgemäße Magnetkupplung, bei welcher die Rotoren jeweils
aus einem Grundkörper und mehreren damit verbundenen gesinterten
Ringen bestehen, welche als Magnetträger dienen.
Die Fig. 1 zeigt den grundsätzlichen Aufbau einer durch einen Elektromotor 1
angetriebenen Kreiselpumpe, die mit einem Laufrad 2 und einem Gehäuse 3
ausgestattet ist. Das Gehäuse 3 besitzt einen Einlauf 4 und einen Auslaß 5. Der
Übertragung der von dem Elektromotor 1 gelieferten Antriebskraft zum Laufrad 2
dient eine Magnetkupplung, die im wesentlichen durch einen äußeren,
antriebsseitigen Rotor 6 und einen inneren, abtriebsseitigen Rotor 7 gebildet wird.
Zwischen den beiden Rotoren 6 und 7, die jeweils mit Magneten 8 bestückt sind,
befindet sich ein Spalttopf 9, der den Innenraum der Kreiselpumpe gegenüber der
Umgebung hermetisch abdichtet.
Die Anbringung der Magnete 8 an den Rotoren 6 und 7 erfolgt - beispielsweise
durch Kleben - an den einander berührenden Verbindungsflächen der Rotoren 6
bzw. 7 und der Magnete 8. Findet keinerlei Anpassung der Konturen der
zylinderförmigen Rotoren 6 bzw. 7 und der quaderförmigen Magnete 8 statt, so
ergeben sich lediglich in etwa als Linien ausgebildete Berührungsflächen zwischen
den miteinander zu verbindenden Teilen. Die Fig. 2 zeigt eine solche Gestaltung.
Dabei ergeben sich im übrigen Spalte 10 und 11 zwischen einem Magneten 8 und
dem ihn tragenden Rotor 6 bzw. 7.
Eine sehr innige Verbindung ergibt sich, wenn die Konturen des Rotors 6 bzw. 7
einerseits und der Magnete 8 andererseits im Bereich der Verbindungsflächen
aneinander angepaßt sind. Eine erste mögliche Ausführung dieser Art zeigt die
Fig. 3. Dort sind die Verbindungsflächen der Magnete 8 in gleicher Weise
abgerundet wie die Zylinderflächen der Rotoren 6 und 7. Eine derartige Anpassung
erfordert allerdings zwei verschiedene Magnetausführungen für eine Magnet
kupplung einer einzigen Größe. Jede weitere Größe erfordert wiederum zwei exakt
angepaßte Magnetausführungen. Dies aber führt zu einer großen Komplexität der
Magnete und damit einem hohen Fertigungs- und Lageraufwand.
Die Fig. 4 zeigt eine erste erfindungsgemäße Gestaltung. Hier sind die
Berührungsflächen des Rotors 6 bzw. 7 an quaderförmige Magnete 8 angepaßt.
Diese Anpassung der Rotoren 6 und 7 ermöglicht es, über einen größeren Bereich
unterschiedlicher Rotordurchmesser jeweils die gleichen einfach gestalteten
Magnete einzusetzen. Die Fertigung der Rotoren 6 und 7 erfolgt durch Sintern eines
für diesen Einsatzzweck geeigneten Werkstoffes, insbesondere Metall. Die durch
das Sintern erreichte Formgebung erübrigt eine anderenfalls nur durch aufwendige
Bearbeitungsvorgänge zu erreichende Anpassung der Verbindungsflächen der
Rotoren 6 und 7 an die Verbindungsflächen der Magnete 8.
Eine weitere erfindungsgemäße Gestaltung ist in der Fig. 5 dargestellt. Der
antriebsseitige Rotor 12 und der abtriebsseitige Rotor 13 dieser Ausführung
bestehen jeweils aus einem Grundkörper 14 bzw. 15 und einzelnen, mit dem
Grundkörper 14 bzw. 15 verbundenen Ringen 16 bzw. 17. Die Ringe 16, 17 tragen
mit ihnen verklebte Magnete 18, 19, wobei auch hier eine gegenseitige Anpassung
der Verbindungsflächen gegeben ist.
Während die Grundkörper 14, 15 aus Vollmaterial oder durch Gießen mit einer
gegebenenfalls anschließenden spanenden oder spanlosen Bearbeitung hergestellt
werden, entstehen die Ringe 16, 17 in einem Sinterverfahren.
Die Anzahl der in der Magnetkupplung der Fig. 5 einsetzbaren Magnete kann in
Entsprechung zu dem zu übertragenden Drehmoment gewählt werden, wobei die
Magnete 18 und 19 jeweils paarweise in gleicher Höhe angeordnet werden.
Im Ausführungsbeispiel ist eine maximale Anzahl von jeweils vier Ringen 16, 17 und
Magneten 18, 19 gegeben. Es kann aber selbstverständlich auch eine andere
maximale Anzahl vorgegeben werden.
Eine gegenüber einer vorgegebenen maximalen Anzahl von Magneten 18, 19
vorzunehmende Reduktion kann auf zweierlei Weise erfolgen. Entweder werden alle
Ringe 16, 17 im Grundkörper 14 und auf dem Grundkörper 15 befestigt, während die
Magnete 18, 19 in verringerter Anzahl paarweise auf einzelnen Ringen 16, 17
befestigt werden. Oder es werden jeweils mit Magneten 18, 19 bestückte Ringe 16,
17 im Grundkörper 14 und auf dem Grundkörper 15 befestigt, wobei die
Befestigungen so zu gestalten sind, daß für jede mögliche Anzahl eine eigene
Befestigungsmöglichkeit besteht.
Der Grundkörper 14 bietet hierfür ein Beispiel: Er besitzt Nuten 20, die an die
Stirnflächen der Ringe 16 anschließen und die jeweils einen Sprengring 21 zur
Befestigung der Ringe 16 aufnehmen können.
Claims (5)
1. Magnetkupplung für eine Kreiselpumpe, mit einem antriebsseitigen Rotor (6),
der auf seiner Innenseite Magnete (8) trägt, und einem abtriebsseitigen Rotor
(7), der auf seiner Außenseite Magnete (8) trägt, sowie einem zwischen den
Rotoren (6, 7) angeordneten Spalttopf (9), wobei die Verbindungsflächen der
Rotoren (6, 7) und der Magnete (8) jeweils eine aneinander angepaßte Kontur
besitzen, gekennzeichnet durch in einem Sinterverfahren gefertigte Rotoren
(6, 7).
2. Magnetkupplung nach dem Oberbegriff des Patentspruches 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Rotoren (12, 13) jeweils gebildet werden durch einen
Grundkörper (14 bzw. 15) und einen oder mehrere mit dem Grundkörper (14
bzw. 15) zu verbindende, in einem Sinterverfahren gefertigte Ringe (16 bzw.
17), welche der Aufnahme der Magnete (18 bzw. 19) dienen.
3. Magnetkupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der
Grundkörper (14 bzw. 15) mit Befestigungsmöglichkeiten (20, 21) für eine
unterschiedliche Anzahl von Ringen (16 bzw. 17) ausgestattet ist.
4. Magnetkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch
ebene Verbindungsflächen zwischen den Rotoren (6, 7) und den Magneten (8).
5. Magnetkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Rotoren (6, 7) und die Magnete (8) miteinander verklebt sind.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19546336A DE19546336A1 (de) | 1995-11-17 | 1995-12-12 | Magnetkupplung für eine Kreiselpumpe |
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Applications Claiming Priority (2)
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DE19546336A DE19546336A1 (de) | 1995-11-17 | 1995-12-12 | Magnetkupplung für eine Kreiselpumpe |
Publications (1)
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ID=7777724
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DE19546336A Withdrawn DE19546336A1 (de) | 1995-11-17 | 1995-12-12 | Magnetkupplung für eine Kreiselpumpe |
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