DE202016102351U1

DE202016102351U1 - Storage of a motor shaft of a pump

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Publication number: DE202016102351U1
Application number: DE202016102351.3U
Authority: DE
Original assignee: Ebm Papst Mulfingen GmbH and Co KG
Current assignee: Ebm Papst Mulfingen GmbH and Co KG
Priority date: 2016-05-03
Filing date: 2016-05-03
Publication date: 2016-05-20
Anticipated expiration: 2026-05-04

Abstract

Lagerung einer Motorwelle (2) eines Antriebsmotors (3) einer Pumpe (1), die ein Gehäuse aufweist, wobei sich die Motorwelle (2) in axialer Richtung von dem Antriebsmotor (3) durch das Gehäuse zu einem Pumpeneinlass (4) an dem Gehäuse erstreckt, und der Antriebsmotor (3) ein erstes integriertes Motorlager (5) aufweist, das in einem axialen Abstand L1 von dem Pumpeneinlass (4) vorgesehenen ist, wobei das Gehäuse ein zweites, von dem ersten Motorlager (5) in axialer Richtung über eine axiale Länge L2 beabstandetes Lager (6) aufweist, wobei das zweite Lager (6) als Radiallager ausgebildet ist und zwischen dem zweiten Lager (6) und dem Gehäuse ein Radialspalt S vorgesehen ist.Bearing a motor shaft (2) of a drive motor (3) of a pump (1) having a housing, wherein the motor shaft (2) in the axial direction of the drive motor (3) through the housing to a pump inlet (4) on the housing extends, and the drive motor (3) has a first integrated motor bearing (5) which is provided at an axial distance L1 from the pump inlet (4), wherein the housing a second, from the first motor bearing (5) in the axial direction via a axial length L2 spaced bearing (6), wherein the second bearing (6) is designed as a radial bearing and between the second bearing (6) and the housing, a radial gap S is provided.

Description

Die Erfindung betrifft eine zweiseitige Lagerung einer Motorwelle einer Pumpe.The invention relates to a two-sided mounting of a motor shaft of a pump.

Lagerungen der Motorwelle bei Pumpen unterliegen im Betrieb verschiedenen Einflussfaktoren, die ihre Lebensdauer beeinflussen. Zum Einen spielt die Lagertemperatur eine entscheidende Rolle, zum Anderen belasten die durch das Pumpenrad erzeugten Schwingungen die Lagerung mechanisch.Bearings of the motor shaft in pumps are subject to various influencing factors during operation which affect their service life. On the one hand, the bearing temperature plays a decisive role, on the other hand, the vibrations generated by the impeller load the bearing mechanically.

Aus dem Stand der Technik ist bekannt, zur Reduzierung der Lagertemperatur effiziente EC-Motoren mit integrierter Elektronik zu verwenden. Ferner werden mehrstufige Pumpenaufbauten gewählt, um die Drehzahl und somit die Lagerbelastung zu reduzieren. Durch die dabei resultierende, in axialer Richtung relativ lange Motorwelle zwischen Pumpenbereich und Motorbereich treten im Pumpenbetrieb hydraulische Schwingungen auf. Die Motorwelle bietet durch ihre Länge einen großen Hebel, so dass die Belastung des Motorlagers hoch ist.From the prior art is known to use efficient EC motors with integrated electronics to reduce the storage temperature. Furthermore, multi-stage pump assemblies are chosen to reduce the speed and thus the bearing load. Due to the resulting, in the axial direction relatively long motor shaft between the pump area and the engine area occur in pumping hydraulic vibrations. The length of the motor shaft provides a large lever so that the load on the motor bearing is high.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Lagerung einer Motorwelle eines Antriebsmotors einer Pumpe bereit zu stellen, die eine verbesserte Langlebigkeit aufweist.The invention is therefore based on the object to provide a bearing of a motor shaft of a drive motor of a pump, which has an improved longevity.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination gemäß Anspruch 1 gelöst.This object is achieved by the feature combination according to claim 1.

Erfindungsgemäß wird eine Lagerung der Motorwelle eines Antriebsmotors einer ein Gehäuse aufweisenden Pumpe vorgeschlagen, bei der sich die Motorwelle in axialer Richtung von dem Antriebsmotor durch das Gehäuse zu einem Pumpeneinlass an dem Gehäuse erstreckt. Der Antriebsmotor weist ein erstes integriertes Motorlager auf, das in einem axialen Abstand L1 von dem Pumpeneinlass vorgesehenen ist. Das Gehäuse umfasst ein zweites, von dem ersten Lager in axialer Richtung über eine axiale Länge L2 beabstandetes Lager. Das zweite Lager ist erfindungsgemäß als Radiallager ausgebildet. Ferner wird zwischen dem zweiten Lager und dem Gehäuse ein Radialspalt S vorgesehen.According to the invention, a bearing of the motor shaft of a drive motor of a housing having a pump is proposed in which the motor shaft extends in the axial direction of the drive motor through the housing to a pump inlet to the housing. The drive motor has a first integrated engine mount provided at an axial distance L1 from the pump inlet. The housing includes a second bearing spaced from the first bearing in the axial direction over an axial length L2. The second bearing is inventively designed as a radial bearing. Further, a radial gap S is provided between the second bearing and the housing.

Der erfindungsgemäße Aufbau mit zweiseitiger Lagerung führt zu einer Reduzierung der radialen Motorlagerlast durch eine zusätzliche radiale Abstützung der Motorwelle mittels des Radiallagers, das als zusätzliches Gegenlager wirkt. Das zweite Lager wird schwimmend eingebracht, so dass Schrägstellungen von Motorwelle zum Gehäuse ausgeglichen werden und das Motorlager nicht durch eine Verspannung der Motorwelle zusätzlich belastet wird. Eine Doppelzentrierung wird hierdurch ausgeschlossen.The construction according to the invention with two-sided mounting leads to a reduction of the radial motor bearing load by an additional radial support of the motor shaft by means of the radial bearing, which acts as an additional counter bearing. The second bearing is inserted in a floating manner so that inclinations of the motor shaft to the housing are compensated and the motor bearing is not additionally loaded by a tension of the motor shaft. Double centering is thereby excluded.

Ein Verhältnis des axialen Abstandes L1 zur axialen Länge L2 wird in einer vorteilhaften Ausführungsvariante in einem Bereich von 1,05–1,75, weiter bevorzugt in einem Bereich von 1,2–1,6 festgelegt. Der axiale Abstand L1 zwischen dem ersten Motorlager und dem Pumpeneinlass liegt in einem Verhältnis zu einem Durchmesser D der Motorwelle, dass gilt L1 > 10D.A ratio of the axial distance L1 to the axial length L2 is set in an advantageous embodiment in a range of 1.05-1.75, more preferably in a range of 1.2-1.6. The axial distance L1 between the first motor bearing and the pump inlet is in relation to a diameter D of the motor shaft, that is L1> 10D.

Der Radialspalt S zwischen dem zweiten Lager und dem Gehäuse ist in einem Ausführungsbeispiel größer als ein radialer Maximalversatz der Motorwelle, der gebildet wird durch eine Summe aus Mittenabweichung einer Mittelachse der Motorwelle und einer Rundlaufabweichung.The radial gap S between the second bearing and the housing is greater in one embodiment than a maximum radial displacement of the motor shaft, which is formed by a sum of center deviation of a central axis of the motor shaft and a runout.

In einer Weiterbildung der Erfindung weist das zweite Lager einen sich in axialer Richtung über eine axiale Höhe H erstreckenden Spaltdichtungsabschnitt auf, der ausgebildet ist, die Motorwelle abzudichten. Der Spaltdichtungsabschnitt weist zudem einen Nennspalt von 0,1–0,5% des Durchmessers D der Motorwelle gegenüber der Motorwelle auf. Das zusätzliche zweite Lager (Gegenlager) kann somit gleichzeitig als Dichtstelle der obersten, dem Pumpeneinlass zugewandten Pumpenstufe wirken.In a further development of the invention, the second bearing has a gap sealing section which extends in the axial direction over an axial height H and which is designed to seal the motor shaft. The gap sealing section also has a nominal gap of 0.1-0.5% of the diameter D of the motor shaft relative to the motor shaft. The additional second bearing (counter bearing) can thus simultaneously act as a sealing point of the top, the pump inlet facing pump stage.

In einer günstigen Ausführung ist vorgesehen, dass das Verhältnis der axialen Höhe des Spaltdichtungsabschnitts zu dem Durchmessers D der Motorwelle größer als 0,75 ist, so dass gilt H/D > 0,75.In a favorable embodiment it is provided that the ratio of the axial height of the gap seal portion to the diameter D of the motor shaft is greater than 0.75, so that H / D> 0.75.

In einer vorteilhaften Ausbildung des Gehäuses ist vorgesehen, dass es ein den Antriebsmotor aufnehmendes Motorgehäuse und eine axial hierzu beabstandete, den Pumpeneinlass bildende Gehäusebasis aufweist, wobei das zweite Lager in der Gehäusebasis angeordnet ist. Ferner ist eine Ausführung vorteilhaft, bei der das Gehäuse einstückig ausgebildet ist. Hierdurch ergibt sich eine hohe Steifigkeit, eine geringe Formabweichung und mithin eine geringe Lagerlast.In an advantageous embodiment of the housing is provided that it has a drive motor receiving the motor housing and axially spaced therefrom, forming the pump inlet housing base, wherein the second bearing is disposed in the housing base. Furthermore, an embodiment is advantageous in which the housing is formed in one piece. This results in a high rigidity, a small shape deviation and thus a low bearing load.

Das Pumpengehäuse bildet einen Mittelabschnitt, der die Gehäusebasis und das Motorgehäuse verbindet und mindestens eine, sich in axialer Richtung erstreckende Versteifungsstrebe aufweist. Die Versteifungsstrebe ist in einer axialen Draufsicht X-förmig oder kreuzförmig. Auch wird eine Ausführung offenbart, bei der die Gehäusebasis mindestens eine, sich in axialer Richtung erstreckende Versteifungsstrebe aufweist, die in einer axialen Draufsicht X-förmig oder kreuzförmig ist. Die Versteifungsstreben sind weitere Maßnahmen zur Erhöhung der Steifigkeit, einer daraus resultierenden geringen Formabweichung und einer reduzierten Lagerlast.The pump housing forms a central portion connecting the housing base and the motor housing and having at least one stiffening strut extending in the axial direction. The stiffening strut is X-shaped or cross-shaped in an axial plan view. Also disclosed is an embodiment in which the housing base has at least one stiffening strut extending in the axial direction, which in an axial plan view is X-shaped or cross-shaped. The stiffening struts are further measures to increase the rigidity, a resulting low shape deviation and a reduced bearing load.

Die Motorwelle wird in einer günstigen Ausführung mehrteilig gebildet und über eine Hülse verbunden. Dabei wird die Hülse im Bereich des zweiten Lagers angeordnet und bietet die Möglichkeit, die Dichtfunktion über die Auswahlmöglichkeit der Materialien und Beschichtungen zu verbessern. Auch kann über die Hülse der vordefinierte Nennspalt zwischen Motorwelle und zweitem Lager exakt eingestellt werden.The motor shaft is formed in several parts in a favorable design and connected via a sleeve. The sleeve is arranged in the region of the second bearing and offers the possibility of the sealing function on the choice of To improve materials and coatings. Also can be set exactly on the sleeve of the predefined nominal gap between the motor shaft and the second bearing.

In einer bevorzugten Ausführung ist ferner vorgesehen, dass das Motorlager als Kugellager ausgebildet ist.In a preferred embodiment, it is further provided that the engine mount is designed as a ball bearing.

Zur Sicherung der Korrosionsbeständigkeit beim Einsatz in Pumpen wird das zweite Lager vorteilhafterweise aus Kunststoff gebildet.To ensure corrosion resistance when used in pumps, the second bearing is advantageously formed from plastic.

Die Erfindung umfasst ferner eine Flüssigkeitspumpe mit einer vorstehend beschriebenen Lagerung.The invention further comprises a liquid pump with a storage as described above.

Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:Other advantageous developments of the invention are characterized in the subclaims or are shown in more detail below together with the description of the preferred embodiment of the invention with reference to FIGS. Show it:

1 eine perspektivische Ansicht einer Flüssigkeitspumpe; 1 a perspective view of a liquid pump;

2 die Flüssigkeitspumpe gemäß 1 in einer Schnittansicht; 2 the liquid pump according to 1 in a sectional view;

3 eine axiale Schnittansicht der Flüssigkeitspumpe gemäß 1. 3 an axial sectional view of the liquid pump according to 1 ,

Die Figuren zeigen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei in 1 eine Pumpe 1 in perspektivischer Ansicht, in 2 die Pumpe 1 aus 1 geschnitten dargestellt ist. Zudem enthält 2 eine vergrößerte Detailansicht zur besseren Erkennbarkeit der Merkmale bezüglich der zweiten Lagerung 6.The figures show an embodiment of the invention, wherein in 1 a pump 1 in perspective view, in 2 the pump 1 out 1 is shown cut. In addition contains 2 an enlarged detail view for better visibility of the features with respect to the second storage 6 ,

Die Figuren zeigen eine Pumpe 1 in Form einer Flüssigkeitspumpe, die ein einteiliges Gehäuse mit einem Motorgehäuse 8, einer Gehäusebasis 10 und einem Mittelabschnitt 10 aufweist, wobei der Mittelabschnitt 10 das Motorgehäuse 8 und die Gehäusebasis 10 verbindet. Das Gehäuse weist ferner einen Flansch 21 zur Befestigung der Pumpe 1 auf. In dem Motorgehäuse 8 ist der Antriebsmotor 3 aufgenommen bzw. eingesetzt. In dem Antriebsmotor 3 verläuft axial die Motorwelle 2, die über ein als Kugellager ausgebildetes Motorlager 5 zum ersten Mal gelagert ist. Die Motorwelle 2 erstreckt sich von dem Antriebsmotor 3 durch den Mittelabschnitt 10 und die Gehäusebasis 9 des Gehäuses und steht mit ihrem Abschluss in axialer Richtung über einen an der Gehäusebasis 9 ausgebildeten Pumpeneinlass 4 hervor. Am Übergang zwischen dem Mittelabschnitt 10 und der Gehäusebasis 9 ist die Motorwelle 2 über ein zweites, als Radiallager ausgebildetes Lager 6 zum zweiten Mal gelagert. Die Motorwelle 2 ist mehrteilig und über die Hülse 15 verbunden, wobei die Hülse 15 in dem Bereich des zweiten Lagers 6 vorgesehen wird.The figures show a pump 1 in the form of a liquid pump, which is a one-piece housing with a motor housing 8th , a housing base 10 and a middle section 10 having, wherein the central portion 10 the motor housing 8th and the case base 10 combines. The housing also has a flange 21 for fixing the pump 1 on. In the motor housing 8th is the drive motor 3 recorded or used. In the drive motor 3 runs axially the motor shaft 2 via an engine mount designed as a ball bearing 5 stored for the first time. The motor shaft 2 extends from the drive motor 3 through the middle section 10 and the case base 9 of the housing and stands with its conclusion in the axial direction over one on the housing base 9 trained pump inlet 4 out. At the transition between the middle section 10 and the case base 9 is the motor shaft 2 via a second bearing designed as a radial bearing 6 stored for the second time. The motor shaft 2 is in several parts and over the sleeve 15 connected, the sleeve 15 in the area of the second camp 6 is provided.

Das zweite Lager 6 ist von dem Motorlager 5 über eine axiale Länge L2 beabstandet. Das integrierte Motorlager 5 weist einen axialen Abstand L1 von dem Pumpeneinlass 4 auf. Das Verhältnis von L1 zu L2 ist in der gezeigten Ausführung 1, 4, wobei jeweils an den nach axial innen weisenden Stirnkanten der Lager gemessen wird. Ferner liegt der Wert des Verhältnisses zwischen dem axialen Abstand L1 zu einem Durchmesser D der Motorwelle 2 bei 10,6.The second camp 6 is from the engine mount 5 Spaced over an axial length L2. The integrated engine mount 5 has an axial distance L1 from the pump inlet 4 on. The ratio of L1 to L2 is in the illustrated embodiment 1 . 4 , wherein in each case at the axially inwardly facing end edges of the bearing is measured. Further, the value of the ratio between the axial distance L1 to a diameter D of the motor shaft is 2 at 10.6.

Das zweite Lager 6 ist über Schrauben 20 an dem Gehäuse verschraubt.The second camp 6 is about screws 20 screwed to the housing.

Zwischen dem zweiten Lager 6 und dem Gehäuse ist im radial an das Lager 6 angrenzenden Bereichen jeweils ein Radialspalt S vorgesehen. Der Radialspalt S ist größer als der radiale Maximalversatz der Motorwelle 2 im Betrieb, der gebildet wird durch eine Summe aus Mittenabweichung der Mittelachse der Motorwelle 2 und der Rundlaufabweichung. Das zweite Lager 6 weist einen flachen flanschartigen und axial an dem Gehäuse anliegenden Abschnitt auf, über den es an dem Gehäuse verschraubt wird. Zudem umfasst das zweite Lager 6 einen sich in axialer Richtung über eine axiale Höhe H erstreckenden Spaltdichtungsabschnitt 7, der die Motorwelle 2 abdichtet. Der Spaltdichtungsabschnitt 7 ist in der gezeigten Ausführung bezüglich seiner axialen Höhe H festgelegt, dass das Verhältnis der axialen Höhe H zu dem Durchmessers D der Motorwelle 2 bei 0,9 liegt. Das zweite Lager ist aus Kunststoff.Between the second camp 6 and the housing is in radial contact with the bearing 6 adjacent areas each have a radial gap S provided. The radial gap S is greater than the radial maximum offset of the motor shaft 2 in operation, which is formed by a sum of center deviation of the central axis of the motor shaft 2 and the runout. The second camp 6 has a flat flange and axially adjacent to the housing section, via which it is screwed to the housing. In addition, the second camp includes 6 an axially extending over an axial height H gap sealing portion 7 , the motor shaft 2 seals. The gap sealing portion 7 is defined in the embodiment shown with respect to its axial height H, that the ratio of the axial height H to the diameter D of the motor shaft 2 is 0.9. The second bearing is made of plastic.

Zur Montage wird zunächst der Antriebsmotor 3 mit der Motorwelle 2 an dem Motorgehäuse 8 befestigt. Anschließend wird das zweite Lager 6 auf der Motorwelle 2 schwimmend zentriert und dann an dem Gehäuse verschraubt. Somit sitzt das zweite Lager 6 konzentrisch auf der Motorwelle 2.For assembly, the drive motor is first 3 with the motor shaft 2 on the motor housing 8th attached. Subsequently, the second camp 6 on the motor shaft 2 centered floating and then bolted to the housing. Thus, the second camp sits 6 concentric on the motor shaft 2 ,

3 zeigt in einer axialen Schnittansicht, geschnitten durch den Mittelabschnitt 10, die sich in axialer Richtung erstreckenden X-förmigen Versteifungsstreben 11. Dabei erstreckt sich jeweils einer der Schenkel in radialer Richtung direkt auf die Motorwelle 2. Der jeweils andere Schenkel verläuft im rechten Winkel. Die Versteifungsstreben 11 gehen in axialer Richtung jeweils in einen Fußabschnitt 12 über, in dem sie sich bis an den radialen Rand der Gehäusebasis 9 erstrecken. 3 shows in an axial sectional view, cut through the central portion 10 that extend in the axial direction extending X-shaped stiffening struts 11 , In each case, one of the legs extends in the radial direction directly to the motor shaft 2 , The other leg runs at right angles. The stiffening struts 11 go in the axial direction in each case in a foot section 12 beyond where it extends to the radial edge of the housing base 9 extend.

Weitere Merkmale ergeben sich aus den Zeichnungen und geltend ausdrücklich als mit offenbart, selbst wenn sie nicht explizit beschrieben sind.Further features will become apparent from the drawings and expressly claimed as disclosed even if not explicitly described.

Claims

Storage of a motor shaft ( 2 ) of a drive motor ( 3 ) of a pump ( 1 ), which has a housing, wherein the motor shaft ( 2 ) in the axial direction of the drive motor ( 3 ) through the housing to a pump inlet ( 4 ) extends to the housing, and the drive motor ( 3 ) a first integrated engine mount ( 5 ), which at an axial distance L1 from the pump inlet ( 4 ), wherein the housing has a second, from the first engine mount ( 5 ) in the axial direction over an axial length L2 spaced bearing ( 6 ), the second bearing ( 6 ) is designed as a radial bearing and between the second bearing ( 6 ) And the housing, a radial gap S is provided.

Bearing according to claim 1, characterized in that a ratio of the axial distance L1 to the axial length L2 is in a range of 1.05 to 1.75.

Bearing according to claim 1 or 2, characterized in that the axial distance L1 between the first engine mount ( 5 ) and the pump inlet ( 4 ) in relation to a diameter D of the motor shaft ( 2 ) is that L1> 10D.

Bearing according to at least one of the preceding claims, characterized in that the radial gap S between the second bearing ( 6 ) and the housing is greater than a radial maximum offset of the motor shaft ( 2 ), which is formed by a sum of center deviation of a central axis of the motor shaft ( 2 ) and a runout.

Bearing according to at least one of the preceding claims, characterized in that the second bearing ( 6 ) extending in the axial direction over an axial height H gap sealing portion ( 7 ), which is formed, the motor shaft ( 2 ) and a nominal gap of 0.1-0.5% of the diameter D of the motor shaft ( 2 ) opposite the motor shaft ( 2 ) having.

Bearing according to the preceding claim, characterized in that a ratio of the axial height of the gap sealing portion ( 7 ) to the diameter D of the motor shaft ( 2 ) is greater than 0.75, so that H / D> 0.75.

Bearing according to at least one of the preceding claims, characterized in that the housing is a drive motor ( 3 ) receiving motor housing ( 8th ) and an axially spaced, the pump inlet ( 4 ) housing base ( 9 ), the second bearing ( 6 ) in the housing base ( 9 ) is arranged and the housing is integrally formed.

Bearing according to the preceding claim, characterized in that a middle section ( 10 ) of the housing, the housing base ( 9 ) and the motor housing ( 8th ) connects, at least one, in the axial direction extending stiffening strut ( 11 ) which is X-shaped or cross-shaped in an axial plan view.

Bearing according to the preceding claim, characterized in that the housing base ( 9 ) at least one, in the axial direction extending stiffening strut ( 12 ) which is X-shaped or cross-shaped in an axial plan view.

Bearing according to at least one of the preceding claims, characterized in that the engine mount ( 4 ) is designed as a ball bearing.

Bearing according to at least one of the preceding claims, characterized in that the second bearing ( 6 ) is made of plastic.

Bearing according to at least one of the preceding claims, characterized in that the motor shaft ( 2 ) in several parts and over a sleeve ( 15 ), wherein the sleeve ( 15 ) in the area of the second camp ( 6 ) is arranged.

Liquid pump with a storage according to one of the preceding claims.