DE202023106362U1

DE202023106362U1 - Wet-running electric pump and water-carrying household appliance with this

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Publication number: DE202023106362U1
Application number: DE202023106362.4U
Authority: DE
Original assignee: Hanning Elektro Werke GmbH and Co KG
Current assignee: Hanning Elektro Werke GmbH and Co KG
Priority date: 2023-10-31
Filing date: 2023-10-31
Publication date: 2023-12-11
Anticipated expiration: 2033-11-01

Abstract

Nassläuferelektropumpe umfassend eine Statorbaugruppe (20) mit einer elektrisch kontaktierten Wicklung (22), eine von der Statorbaugruppe (20) zumindest abschnittsweise mantelseitig umfasste Rotorbaugruppe (10), eine Ansteuereinheit, welche eingerichtet ist, die Wicklung (22) zu bestromen und die Nassläuferelektropumpe so zu aktivieren oder die Bestromung der Wicklung (22) zu unterbrechen und die Nassläuferelektropumpe so zu deaktivieren, und ein Spaltrohr mit einem Spaltrohrtopf (30) und einem Spaltrohrflansch, wobei der Spaltrohrtopf (30) einen Spaltrohrmantel (32) aus einem spannungsfesten Werkstoff und auf einer dem Spaltrohrflansch abgewandten Seite einen sich an den Spaltrohrmantel (32) anschließenden Spaltrohrboden (34) aufweist, wobei sich der Spaltrohrmantel (32) in einem zwischen der Statorbaugruppe (20) und der Rotorbaugruppe (10) gebildeten, in eine Axialrichtung (2) der Rotorbaugruppe (10) erstreckten Ringspalt erstreckt und wobei eine senkrecht zu der Axialrichtung (2) der Rotorbaugruppe (10) in eine Radialrichtung bestimmte Wandstärke (4) des Spaltrohrmantels (32) jedenfalls abschnittsweise geringer ist als 1 mm, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestromung der Wicklung (22) durch die Ansteuereinheit so erfolgt, dass eine maximale Temperatur des Spaltrohrmantels (32) in dem Ringspalt während des Betriebs 140 °C, bevorzugt 135 °C und besonders bevorzugt 125 °C nicht übersteigt, und dass der Werkstoff für den Spaltrohrmantel (32) bei der maximalen Temperatur eine im Rahmen einer Kugeldruckprüfung nach IEC 60695-10-2 nachgewiesenen ausreichend Wärmeformbeständigkeit aufweist.Wet rotor electric pump comprising a stator assembly (20) with an electrically contacted winding (22), a rotor assembly (10) which is at least partially enclosed on the jacket side of the stator assembly (20), a control unit which is set up to energize the winding (22) and the wet rotor electric pump to activate or interrupt the current supply to the winding (22) and thus deactivate the wet-running electric pump, and a canned tube with a canned tube pot (30) and a canned tube flange, the canned tube pot (30) having a canned tube jacket (32) made of a stress-resistant material and on a The side facing away from the can flange has a can base (34) adjoining the can jacket (32), the can jacket (32) being formed between the stator assembly (20) and the rotor assembly (10), in an axial direction (2) of the rotor assembly (10) extending annular gap and wherein a wall thickness (4) of the can jacket (32) determined perpendicular to the axial direction (2) of the rotor assembly (10) in a radial direction is at least partially less than 1 mm, characterized in that the current supply to the winding (22) is carried out by the control unit in such a way that a maximum temperature of the canned tube jacket (32) in the annular gap during operation does not exceed 140 ° C, preferably 135 ° C and particularly preferably 125 ° C, and that the material for the canned tube jacket (32 ) has sufficient heat resistance at the maximum temperature as proven in a ball pressure test according to IEC 60695-10-2.

Description

Die Erfindung betrifft zunächst eine Nassläuferelektropumpe umfassend eine Statorbaugruppe mit einer elektrisch kontaktierten Wicklung, eine von der Statorbaugruppe zumindest abschnittsweise mantelseitig umfasste Rotorbaugruppe, eine Ansteuereinheit, welche eingerichtet ist, die Wicklung zu bestromen und die Nassläuferelektropumpe so zu aktivieren oder die Bestromung der Wicklung zu unterbrechen und die Nassläuferelektropumpe so zu deaktivieren, und ein Spaltrohr mit einem Spaltrohrtopf und einem Spaltrohrflansch, wobei der Spaltrohrtopf einen Spaltrohrmantel aus einem spannungsfesten Werkstoff und auf einer dem Spaltrohrflansch abgewandten Seite einen sich an den Spaltrohrmantel anschließenden Spaltrohrboden aufweist, wobei sich der Spaltrohrmantel in einem zwischen der Statorbaugruppe und der Rotorbaugruppe gebildeten, in eine Axialrichtung der Rotorbaugruppe erstreckten Ringspalt erstreckt und wobei eine senkrecht zu der Axialrichtung der Rotorbaugruppe in eine Radialrichtung bestimmte Wandstärke des Spaltrohrmantels jedenfalls abschnittsweise geringer ist als 1 mm.The invention initially relates to a wet-rotor electric pump comprising a stator assembly with an electrically contacted winding, a rotor assembly which is at least partially enclosed on the casing side of the stator assembly, a control unit which is set up to energize the winding and thus activate the wet-rotor electric pump or to interrupt the energization of the winding and to deactivate the wet rotor electric pump in this way, and a canned tube with a canned tube pot and a canned tube flange, the canned tube pot having a canned tube jacket made of a stress-resistant material and, on a side facing away from the canned tube flange, a canned tube bottom adjoining the canned tube jacket, the canned tube jacket being in a position between the stator assembly and the rotor assembly, which extends in an axial direction of the rotor assembly, and wherein a wall thickness of the can jacket, which is determined perpendicular to the axial direction of the rotor assembly in a radial direction, is at least partially less than 1 mm.

Ferner betrifft die Erfindung ein wasserführendes Hausgerät mit einer derartigen Nassläuferelektropumpe und die Verwendung der Nassläuferelektropumpe als Umwälz- beziehungsweise Entleerungspumpe in einem wasserführenden Hausgerät, beispielsweise in einer Spülmaschine oder einer Waschmaschine.The invention further relates to a water-carrying domestic appliance with such a wet-running electric pump and the use of the wet-running electric pump as a circulation or emptying pump in a water-carrying domestic appliance, for example in a dishwasher or a washing machine.

Seit vielen Jahre sehen für den Massenmarkt der Weiße Ware-Produkte hergestellte Nassläuferelektropumpen ein Spaltrohr vor, welches im Bereich eines zwischen der Statorbaugruppe und der Rotorbaugruppe erstreckten Spaltrohrmantels eine Wandstärke von wenigstens 1 mm vorsieht. Der Spaltrohrmantel mit der Wandstärke von 1 mm dient zusammen mit dem isolierten Spulenkörper der doppelten Isolierung der Nassläuferelektropumpe nach den Vorgaben der IEC 60335.For many years, wet rotor electric pumps manufactured for the mass market of white goods products have provided a canned tube, which provides a wall thickness of at least 1 mm in the area of a canned tube jacket extending between the stator assembly and the rotor assembly. The canned jacket with a wall thickness of 1 mm, together with the insulated coil former, serves to double insulate the wet-running electric pump in accordance with the specifications of IEC 60335.

In dem Bestreben, den zwischen der Statorbaugruppe und der Rotorbaugruppe funktionsnotwendig gebildeten Ringspalt zu reduzieren, wird eine Reduzierung einer Wandstärke des Spaltrohrmantels auf weniger als die langjährig branchenübliche Wandstärke von 1 mm vorgeschlagen. Eine gattungsgemäße Nassläuferelektropumpe mit einer derart reduzierten Wandstärke ist aus der DE 10 2013 214 190 A1 bekannt. Der Ringspalt, der sich anteilig aus dem Spaltrohrmantel und einem bei der nasslaufenden Elektropumpe mit Flüssigkeit gefüllten Luftspalt zwischen dem Spaltrohrmantel und der Rotorbaugruppe zusammensetzt, kann so reduziert werden mit der Folge, dass die Effizienz der Nassläuferelektropumpe verbessert wird. Verwendet wird hierbei ein Werkstoff mit guten Fließeigenschaften und einem Schmelzfließindex von mehr als 10 cm³ pro 10 min. Die Werkstoffeigenschaften sind hierbei wesentlich für die Spritzgießbarkeit des Spaltrohrmantels mit der reduzierten Wandstärke. Nicht berücksichtigt scheint indes, dass im Zuge einer Reduzierung der Wandstärke des Spaltrohrmantels auf weniger als 1 mm besondere Vorkehrungen zu treffen sind, um die Spannungsfestigkeit zu gewährleisten.In an effort to reduce the annular gap formed between the stator assembly and the rotor assembly, which is necessary for functionality, a reduction in the wall thickness of the can jacket to less than the long-standing industry standard wall thickness of 1 mm is proposed. A generic wet rotor electric pump with such a reduced wall thickness is from the DE 10 2013 214 190 A1 known. The annular gap, which is made up of the canned tube jacket and an air gap filled with liquid between the canned tube jacket and the rotor assembly in the wet-running electric pump, can be reduced, with the result that the efficiency of the wet-running electric pump is improved. A material with good flow properties and a melt flow index of more than 10 cm ³ per 10 min is used here. The material properties are essential for the injection moldability of the canned jacket with the reduced wall thickness. However, what does not seem to be taken into account is that when the wall thickness of the can jacket is reduced to less than 1 mm, special precautions must be taken to ensure dielectric strength.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine in Bezug auf die Spannungsfestigkeit verbesserte Nassläuferelektropumpe und ein verbessertes Hausgerät hiermit anzugeben.The object of the present invention is to provide a wet rotor electric pump and an improved household appliance that are improved in terms of dielectric strength.

Zur Lösung der Aufgabe ist die Erfindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Schutzanspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Bestromung der Wicklung durch die Ansteuereinheit so erfolgt, dass eine maximale Temperatur des Spaltrohrmantels in dem Ringspalt während des Betriebs 140 °C, bevorzugt 135 °C und besonders bevorzugt 125 °C nicht übersteigt, und dass der Werkstoff für den Spaltrohrmantel bei der maximalen Temperatur eine im Rahmen einer Kugeldruckprüfung nach IEC 60695-10-2 nachgewiesenen ausreichend Wärmeformbeständigkeit aufweist.To solve the problem, the invention is characterized by the features of the preamble of claim 1, characterized in that the winding is energized by the control unit in such a way that a maximum temperature of the can jacket in the annular gap during operation is 140 ° C, preferably 135 ° C and particularly preferably does not exceed 125 ° C, and that the material for the canned jacket has sufficient heat resistance at the maximum temperature as proven in a ball pressure test according to IEC 60695-10-2.

Der besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Nassläuferelektropumpe den Vorgaben der Ableitstromprüfung gemäß Kapitel 16.3 der IEC 60335, Teil 1 (Ausgabe 2020-08) entspricht und demzufolge die geforderte Spannungsfestigkeit gegeben ist. Maßgeblich hierfür ist zum einen die mechanische Festigkeit des Spaltrohrmantels bis zu der spezifizierten maximalen Temperatur. Diese mechanische Festigkeit ist nachgewiesen, indem für eine aus dem Werkstoff des Spaltrohrmantels gefertigte Normprobe die Kugeldruckprüfung nach IEC 60695-10-2 erfolgreich durchgeführt ist. Zum anderen stellt die erfindungsgemäße Ansteuereinheit sicher, dass die maximale Temperatur des Spaltrohrmantels im Ringspalt nicht überschritten wird. Insbesondere können seitens der Ansteuereinheit zu ergreifende Maßnahmen einen intermittierenden Betrieb vorsehen, der ausreichende Betriebspausenzeiten zur Abkühlung und nur begrenzte Betriebszeiten vorsieht, in denen die Wicklung bestromt und die Nassläuferelektropumpe demzufolge aktiv ist beziehungsweise betrieben wird. Überdies kann bei der Auslegung der Nassläuferelektropumpe eine unter Berücksichtigung eines fixen, bekannten Fördervolumenstroms bestimmte Nennlast ermittelt und der Drahtdurchmesser sowie die Wicklungszahl geeignet gewählt werden.The particular advantage of the invention is that the wet rotor electric pump meets the requirements of the leakage current test in accordance with Chapter 16.3 of IEC 60335, Part 1 (edition 2020-08) and therefore the required dielectric strength is met. The decisive factor here is, on the one hand, the mechanical strength of the can jacket up to the specified maximum temperature. This mechanical strength is proven by successfully carrying out the ball pressure test according to IEC 60695-10-2 for a standard sample made from the material of the canned jacket. On the other hand, the control unit according to the invention ensures that the maximum temperature of the can jacket in the annular gap is not exceeded. In particular, measures to be taken by the control unit can provide for intermittent operation, which provides sufficient operating pause times for cooling and only limited operating times in which the winding is energized and the wet rotor electric pump is therefore active or operated. Furthermore, when designing the wet rotor electric pump, a specific nominal load can be determined taking into account a fixed, known delivery volume flow and the wire diameter and the number of windings can be selected appropriately.

Sofern die Nassläuferelektropumpe in Bezug auf ihre relevanten elektrotechnischen Betriebsparameter geeignet ausgelegt ist, können beispielsweise während einer Erprobungs- beziehungsweise Ertüchtigungsphase der Nassläuferelektropumpe die maximale Betriebszeit und eine Aussetzdauer experimentell bestimmt werden. Die Ansteuereinheit kann diese zuvor experimentell bestimmten Werte dann unter Berücksichtigung geeigneter Sicherheitsaufschläge im Normalbetrieb umsetzen. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die tatsächliche Temperatur des Spaltrohrmantels im Spaltrohr auch im Normalbetrieb insbesondere sensorisch ermittelt wird und die Steuereinheit unter Berücksichtigung der ermittelten Temperatur sicherstellt, dass die maximale Temperatur des Spaltrohrmantels im Ringspalt nicht überschritten wird.If the wet rotor electric pump is suitably designed with regard to its relevant electrical operating parameters, for example During a testing or upgrade phase of the wet rotor electric pump, the maximum operating time and an exposure period are determined experimentally. The control unit can then implement these previously experimentally determined values in normal operation, taking into account suitable safety margins. Alternatively, it can be provided that the actual temperature of the can jacket in the can is determined in particular by sensors during normal operation and the control unit, taking into account the determined temperature, ensures that the maximum temperature of the can jacket in the annular gap is not exceeded.

Sofern die erfindungsgemäße Nassläuferelektropumpe mit einer gegenüber den heute üblichen Wandstärken von 1 mm reduzierten Wandstärke realisiert werden kann, ergeben sich hierdurch weitere Designfreiheitsgrade und Vorteile.If the wet rotor electric pump according to the invention can be implemented with a wall thickness reduced to 1 mm compared to the wall thicknesses that are common today, this results in further degrees of design freedom and advantages.

Beispielsweise kann bei einer Beibehaltung einer ursprünglichen Breite des Ringspalts und einer Reduzierung der Wandstärke des Spaltrohrmantels eine Breite des zwischen dem Spaltrohrmantel und der Rotorbaugruppe gebildeten, mit Flüssigkeit gefüllten Luftspalts vergrößert werden. Die Vergrößerung des Luftspalts führt unmittelbar zu einer Vergrößerung der Lebensdauer. Hierbei gilt überschlägig, dass ein um 0,1 mm größerer Luftspalt zu einer Lebensdauererhöhung von 430 Stunden führt. Eine Reduzierung der Wandstärke um beispielsweise 0,2 mm von 1 mm auf 0,8 mm würde in diesem Fall die Lebensdauer der Nassläuferelektropumpe um etwa 860 Stunden erhöhen.For example, while maintaining an original width of the annular gap and reducing the wall thickness of the can casing, a width of the liquid-filled air gap formed between the can casing and the rotor assembly can be increased. Increasing the air gap directly leads to an increase in service life. Roughly speaking, a 0.1 mm larger air gap leads to an increase in service life of 430 hours. In this case, reducing the wall thickness by, for example, 0.2 mm from 1 mm to 0.8 mm would increase the service life of the wet rotor electric pump by around 860 hours.

Beispielsweise kann die Breite des Luftspalts beibehalten werden. Die reduzierte Wandstärke des Spaltrohrmantels kann dann dazu führen, dass sich die Breite des Ringspalts reduziert und mithin die Effizienz der Nassläuferelektropumpe erhöht wird. Eine erfindungsgemäße Nassläuferelektropumpe kann daher bei gleicher Nennleistung kleiner und kompakter bauen. Alternativ ist es möglich, die Breite des Luftspalts sowie die Baugröße der Nassläuferelektropumpe beizubehalten und die Reduzierung der Wandstärke des Spaltrohrmantels zu nutzen, um den Außendurchmesser der Rotorbaugruppe zu vergrößern. Demzufolge kann insbesondere der Rotormagnet mit mehr magnetischem Material versehen werden. Die erfindungsgemäße Nassläuferelektropumpe ist dann leistungsfähiger als ein eine bauraumgleiche Nassläuferelektropumpe konventioneller Bauart, deren Spaltrohrmantel eine Wandstärke von wenigstens 1 mm aufweist.For example, the width of the air gap can be maintained. The reduced wall thickness of the canned tube jacket can then lead to the width of the annular gap being reduced and therefore the efficiency of the wet rotor electric pump being increased. A wet rotor electric pump according to the invention can therefore be smaller and more compact with the same nominal output. Alternatively, it is possible to maintain the width of the air gap and the size of the wet rotor electric pump and to use the reduction in the wall thickness of the canned jacket to increase the outer diameter of the rotor assembly. As a result, the rotor magnet in particular can be provided with more magnetic material. The wet rotor electric pump according to the invention is then more powerful than a wet rotor electric pump of the same design of conventional design, the canned tube jacket of which has a wall thickness of at least 1 mm.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Spaltrohrmantel aus einem glasfaserverstärkten Polypropylen hergestellt. Insbesondere beträgt der Glasfaseranteil des Werkstoffs wenigstens 20 Gewichts-% und bevorzugt wenigstens 30 Gewichts-%. Vorteilhaft hat sich gezeigt, dass ein geeignet glasfaserverstärkter Polypropylen-Werkstoff die Vorgaben in Bezug auf die Wärmeformbeständigkeit erfüllt und zugleich fertigungsseitig gut beherrschbar ist. Insbesondere kann ein aus glasfaserverstärktem Polypropylen hergestellter Spaltrohrmantel zusammen mit den anderen Teilen des Spaltrohrs einstückig urformend und bevorzugt als Kunststoffspritzgießteil hergestellt werden. Dies bedingt eine gute Wirtschaftlichkeit. According to a preferred embodiment of the invention, the can jacket is made from a glass fiber reinforced polypropylene. In particular, the glass fiber content of the material is at least 20% by weight and preferably at least 30% by weight. It has been shown to be advantageous that a suitable glass fiber reinforced polypropylene material meets the requirements with regard to heat resistance and at the same time is easy to control in terms of production. In particular, a can jacket made of glass fiber reinforced polypropylene can be produced in one piece together with the other parts of the can and preferably as a plastic injection molded part. This requires good economic efficiency.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist die Rotorbaugruppe einen Ferritbasierten Rotormagneten und insbesondere einen Ferrit-basierten Ringmagneten als Rotormagneten auf. Vorteilhaft bieten Ferritmagnete Preisvorteile gegenüber dem ebenfalls verwendeten Magneten auf Basis seltener Erden. Insgesamt kann es so gelingen, die Wirtschaftlichkeit erfindungsgemäßen Nassläuferelektropumpe weiter zu verbessern.According to a further development of the invention, the rotor assembly has a ferrite-based rotor magnet and in particular a ferrite-based ring magnet as a rotor magnet. Ferrite magnets advantageously offer price advantages compared to magnets based on rare earths, which are also used. Overall, it can be possible to further improve the economic efficiency of the wet rotor electric pump according to the invention.

Zur Lösung der Aufgabe weist die Erfindung die Merkmale der Patentansprüche 11 und 12 auf.To solve the problem, the invention has the features of claims 11 and 12.

Die erfindungsgemäße Nassläuferelektropumpe wird demzufolge insbesondere in wasserführenden Hausgeräten, beispielsweise Spülmaschinen, Waschmaschinen, Heizgeräten oder dergleichen als Umwälz- beziehungsweise Entleerungspumpe verwendet. In eben diesen Bereichen sind die Vorteile der erfindungsgemäßen Nassläuferelektropumpe, insbesondere ihr Kostenvorteil und ihre verbesserte Lebensdauer von besonderer Relevanz.The wet rotor electric pump according to the invention is therefore used in particular in water-carrying household appliances, for example dishwashers, washing machines, heaters or the like as a circulation or emptying pump. In precisely these areas, the advantages of the wet rotor electric pump according to the invention, in particular its cost advantage and its improved service life, are of particular relevance.

Aus den weiteren Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung sind weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung zu entnehmen. Die dort erwähnten Merkmale können jedenfalls einzeln für sich oder auch in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Erfindungsgemäß beschriebene Merkmale und Details Nassläuferelektropumpe gelten selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem Hausgerät und ihrer Verwendung. So kann auf die Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen werden.Further advantages, features and details of the invention can be found in the further subclaims and the following description. In any case, the features mentioned there can be essential to the invention individually or in any combination. Features and details of the wet rotor electric pump described according to the invention naturally also apply in connection with the household appliance and its use. This means that the disclosure of the individual aspects of the invention can always be referred to alternately.

Die Zeichnungen dienen lediglich beispielhaft der Klarstellung der Erfindung und haben keinen einschränkenden Charakter. Es zeigen:

1 einen Querschnitt durch einen Elektromotor einer Nassläuferelektropumpe mit einem Spaltrohr,
2 eine Prinzipdarstellung eines Längsschnitts durch den Elektromotor der Nassläuferelektropumpe als Teilansicht und
3 eine Prinzipdarstellung einer Fertigungssituation bei der urformenden Herstellung des Spaltrohrs.

The drawings serve only as an example to clarify the invention and are not restrictive in nature. Show it:

1 a cross section through an electric motor of a wet rotor electric pump with a can,
2 a schematic representation of a longitudinal section through the electric motor of the wet rotor electric pump as a partial view and
3 a schematic representation of a manufacturing situation during the initial forming production of the can.

1 zeigt einen Querschnitt durch einen Elektromotor 1 einer Nassläuferelektropumpe. Der Elektromotor 1 umfasst als funktionswesentliche Komponenten eine Rotorbaugruppe 10, eine die Rotorbaugruppe 10 mantelseitig zumindest abschnittsweise umgreifende Statorbaugruppe 20, ein Spaltrohr mit einem Spaltrohrmantel 32, der sich in einem zwischen der Rotorbaugruppe 10 und der Statorbaugruppe 20 gebildeten, in eine Axialrichtung 2 der Rotorbaugruppe erstreckten Ringspalt erstreckt, und ein Gehäuse 40, welches die Statorbaugruppe 20 des Elektromotors 1 umgreift. 1 shows a cross section through an electric motor 1 of a wet rotor electric pump. The electric motor 1 comprises, as functionally essential components, a rotor assembly 10, a stator assembly 20 which encompasses the rotor assembly 10 on the shell side at least in sections, a can with a can jacket 32, which extends in an axial direction 2 of the rotor assembly in an axial direction 2 formed between the rotor assembly 10 and the stator assembly 20 Annular gap extends, and a housing 40, which surrounds the stator assembly 20 of the electric motor 1.

Die Rotorbaugruppe 10 sieht eine in die Axialrichtung 2 erstreckte Welle 12 sowie einen Rotormagneten 16 vor, der drehfest an der Welle 12 festgelegt ist. Die Welle 12 und der Rotormagnet 16 sind bezogen auf eine in die Axialrichtung 2 erstreckte Längsmittelachse 14 der Rotorbaugruppe 10 koaxial angeordnet. Der Rotormagnet 16 kann eine nicht dargestellte Ummantelung, beispielsweise eine Umspritzung vorsehen und mittels dieser Ummantelung an der Welle 12 festgelegt sein.The rotor assembly 10 provides a shaft 12 extending in the axial direction 2 and a rotor magnet 16 which is fixed to the shaft 12 in a rotationally fixed manner. The shaft 12 and the rotor magnet 16 are arranged coaxially with respect to a longitudinal central axis 14 of the rotor assembly 10 extending in the axial direction 2. The rotor magnet 16 can provide a casing (not shown), for example an encapsulation, and can be fixed to the shaft 12 by means of this casing.

Der Rotormagnet 16 kann beispielsweise als ein Ferrit-basierter Rotormagnet 16 realisiert sein. Beispielsweise kann der Rotormagnet 16 als Rotorringmagnet ausgebildet sein.The rotor magnet 16 can be implemented, for example, as a ferrite-based rotor magnet 16. For example, the rotor magnet 16 can be designed as a rotor ring magnet.

Die Statorbaugruppe 20 sieht eine Wicklung 22 vor, welche eine erste Spule 24.1 sowie eine zweite Spule 24.2 bildet. Die Spulen 24.1, 24.2 sind auf zwei Spulenträgern 26.1, 26.2 angeordnet. Die Spulenträger 26.1, 26.2 mit den darauf vorgesehenen Spulen 24.1, 24.2 sind auf zwei freie Schenkel eines U-förmigen Statorblechpakets 28 in an sich bekannter Weise aufgesteckt. Die zwei freien Schenkel des Statorblechpakets 28 umgreifen zugleich mantelseitig den Rotormagnet 16 der Rotorbaugruppe 10.The stator assembly 20 provides a winding 22, which forms a first coil 24.1 and a second coil 24.2. The coils 24.1, 24.2 are arranged on two coil carriers 26.1, 26.2. The coil carriers 26.1, 26.2 with the coils 24.1, 24.2 provided thereon are attached to two free legs of a U-shaped stator laminated core 28 in a manner known per se. The two free legs of the stator laminated core 28 also encompass the rotor magnet 16 of the rotor assembly 10 on the shell side.

Funktionsnotwendig ist zwischen der ortsfest installierten Statorbaugruppe 20 der Nassläuferelektropumpe 1 und der im Betrieb rotierenden Rotorbaugruppe 10 ein Ringspalt gebildet. In diesem Ringspalt erstreckt sich der Spaltrohrmantel 32 des Spaltrohrs. Der Spaltrohrmantel 32 bildet mit einem Spaltrohrboden 34, der sich auf einer einem Spaltrohrflansch abgewandten Seite des Spaltrohrmantels 32 an eben diesen anschließt, einen Spaltrohrtopf 30. Der Spaltrohrtopf 30 bildet zusammen mit dem Spaltrohrflansch das Spaltrohr. An den Spaltrohrflansch ist typischerweise ein Pumpengehäuse der Nassläuferelektropumpe angebaut, welches ein an der Welle 12 montiertes Pumpenrad umgreift.In order to function, an annular gap is formed between the stationary stator assembly 20 of the wet rotor electric pump 1 and the rotor assembly 10 that rotates during operation. The can jacket 32 of the can extends into this annular gap. The canned tube jacket 32 forms a canned tube pot 30 with a canned tube base 34, which adjoins the canned tube jacket 32 on a side facing away from a canned tube flange. The canned tube pot 30 forms the canned tube together with the canned tube flange. A pump housing of the wet rotor electric pump is typically attached to the canned flange, which surrounds a pump wheel mounted on the shaft 12.

Das Spaltrohr ist aus einem thermoplastischen Werkstoff, insbesondere einem Polymerwerkstoff und bevorzugt einem glasfaserverstärkten Polypropylen gebildet. Der Glasfaseranteil beträgt dabei bevorzugt wenigstens 20 Gewichts-% und bevorzugt wenigstens 30 Gewichts-%. Hierbei hat sich gezeigt, dass der Spaltrohrwerkstoff bei der maximalen Temperatur des Spaltrohrmantels im Spaltrohr von 140 °C, bevorzugt von 135 °C und besonders von 125 °C eine ausreichende Wärmeformbeständigkeit aufweist. Zugleich ist eine in den Figuren nicht dargestellte Ansteuereinheit so ausgelegt, dass im Betrieb bei einem bekannten Fördervolumenstrom, einer gegebenen Wicklungszahl und einem bekannten Drahtdurchmesser eines Wicklungsdrahts die maximale Temperatur des Spaltrohrmantels im Spaltrohr nicht überschritten wird.The can is made of a thermoplastic material, in particular a polymer material and preferably a glass fiber reinforced polypropylene. The glass fiber content is preferably at least 20% by weight and preferably at least 30% by weight. It has been shown here that the can material has sufficient heat resistance at the maximum temperature of the can jacket in the can of 140 ° C, preferably 135 ° C and especially 125 ° C. At the same time, a control unit, not shown in the figures, is designed so that the maximum temperature of the can jacket in the can is not exceeded during operation with a known delivery volume flow, a given number of windings and a known wire diameter of a winding wire.

Der Spaltrohrmantel 32 ist mit einer Außenmantelfläche desselben abschnittsweise flächig und berührend an das Statorblechpaket 28 der Statorbaugruppe 20 angelehnt. Innenseitig ist zwischen dem Spaltrohrmantel 32 und der Rotorbaugruppe 10 ein Luftspalt 36 gebildet, der bei der bestimmungsgemäßen Verwendung der Nassläuferelektropumpe wie der Spaltrohrtopf 30 mit einer Flüssigkeit, beispielsweise mit Öl oder einer von der Nassläuferelektropumpe zu fördernden Förderflüssigkeit gefüllt ist.The canned jacket 32 has an outer lateral surface of the same in sections that are flat and touching the stator laminated core 28 of the stator assembly 20. On the inside, an air gap 36 is formed between the canned jacket 32 and the rotor assembly 10, which, when the wet rotor electric pump is used as intended, like the canned tube pot 30, is filled with a liquid, for example with oil or a delivery liquid to be conveyed by the wet rotor electric pump.

Die 2 zeigt die Dimensionen im Ringspalt der Nassläuferelektropumpe anhand eines Längsschnitts durch den Elektromotor 1 als Prinzipdarstellung. Eine Wandstärke 4 des Spaltrohrmantels 32 ist dabei erfindungsgemäß kleiner als 1 mm. Bevorzugt ist die Wandstärke 4 des Spaltrohrmantels 32 im Ringspalt im Bereich von 0,7 bis 0,95 mm. Eine Breite 3 des Ringspalts ist dabei etwa doppelt so groß wie die Wandstärke 4 des Spaltrohrmantels 32 im Ringspalt. Mithin ist der zwischen dem Spaltrohrmantel 32 und dem Rotormagnet 16 der Rotorbaugruppe 10 gebildete Luftspalt etwa so breit wie die Wandstärke 4 des Spaltrohrmantels 32 im Ringspalt. The 2 shows the dimensions in the annular gap of the wet rotor electric pump based on a longitudinal section through the electric motor 1 as a schematic diagram. According to the invention, a wall thickness 4 of the can jacket 32 is smaller than 1 mm. The wall thickness 4 of the canned tube jacket 32 in the annular gap is preferably in the range of 0.7 to 0.95 mm. A width 3 of the annular gap is approximately twice as large as the wall thickness 4 of the can jacket 32 in the annular gap. The air gap formed between the canned tube jacket 32 and the rotor magnet 16 of the rotor assembly 10 is therefore approximately as wide as the wall thickness 4 of the canned tube jacket 32 in the annular gap.

Der ringförmige Luftspalt 36 kann abhängig von den Designparametern der Nassläuferelektropumpe eine der Wandstärke 4 des Spaltrohrmantels 32 entsprechende Breite aufweisen oder größer beziehungsweise kleiner ausgebildet sein. Eine Vergrößerung der Breite des Luftspalts 36 erhöht hierbei tendenziell die Lebensdauer der Nassläuferelektropumpe, wohingegen eine geringere radiale Breite des Luftspalts 36 zusammen mit der reduzierten Wandstärke 4 des Spaltrohrmantels die Breite des Ringspalts insgesamt reduziert und so zu einer Verbesserung der Leistungsfähigkeit beziehungsweise einer Reduzierung des Bauraums der Nassläuferelektropumpe beiträgt.Depending on the design parameters of the wet rotor electric pump, the annular air gap 36 can have a width corresponding to the wall thickness 4 of the canned jacket 32 or can be made larger or smaller. Increasing the width of the air gap 36 tends to increase the service life of the wet rotor electric pump, whereas a smaller radial width of the air gap 36 together with the reduced wall thickness 4 of the canned jacket reduces the overall width of the annular gap and thus leads to an improvement in performance or a reduction in the installation space Wet rotor electric pump contributes.

Soweit vorliegend das Bestreben einer zielgerichteten Reduzierung der Wandstärke 4 des Spaltrohrmantels 32 im Vordergrund der Betrachtung steht, ist zu beachten, dass die Wandstärke 4 des Spaltrohrmantels 32 auch fertigungsbedingt schwanken kann bzw. Toleranzen unterliegt. Derartige Toleranzen müssen bei der Auslegung der Nassläuferelektropumpe sowie ihrer Konstruktion berücksichtigt werden. 3 zeigt insofern exemplarisch und in Bezug auf die Dimensionen überzeichnet eine Fertigungssituation bei der urformenden Herstellung des Spaltrohrs. Dargestellt ist insbesondere ein Teil des Spaltrohrtopfs 30 des Spaltrohrs, der sich in einem Spritzgießwerkzeug befindet. Das Spritzgießwerkzeug sieht eine Kastenform 8 sowie einen Dorn 5 vor. Der Dorn 5 und die Kastenform 8 des Spritzgießwerkzeugs sind dabei nominell, das heißt in Bezug auf eine in gestrichelten Linien dargestellte Sollkontur 6 des Dorns 5 koaxial zueinander und zu einer Mittellinie 7 des Spritzgießwerkzeugs angeordnet. Sie bilden eine Hohlraum, der zum Formen des Spaltrohrtopfs 30 mit eine konstanten Wandstärke 4 im Bereich des Spaltrohrmantels 32 dient.Insofar as the aim of a targeted reduction of the wall thickness 4 of the can jacket 32 is in the foreground of the consideration, it should be noted that the wall thickness 4 of the can jacket 32 can also fluctuate due to production or is subject to tolerances. Such tolerances must be taken into account when designing the wet rotor electric pump and its construction. 3 shows an example and exaggerated in terms of dimensions of a manufacturing situation during the primary production of the can. Particularly shown is a part of the can pot 30 of the can, which is located in an injection molding tool. The injection molding tool provides a box mold 8 and a mandrel 5. The mandrel 5 and the box shape 8 of the injection molding tool are nominally arranged, that is to say in relation to a target contour 6 of the mandrel 5 shown in dashed lines, coaxially to one another and to a center line 7 of the injection molding tool. They form a cavity that is used to shape the canned tube pot 30 with a constant wall thickness 4 in the area of the canned tube jacket 32.

In der dargestellten Fertigungssituation ist der Dorn 5 nun jedoch verformt. Es kommt insofern zu einer Abweichung von der Sollkontur 6 des Dorns 5. Die Abweichung kann beispielsweise durch den beim Spritzgießen im Inneren herrschenden Druck verursacht sein, mit dem die Schmelze in das Werkzeug eingespritzt wird. Lediglich exemplarisch sei es vorliegend so, dass es zu einer Verbiegung des Dorns 5 und somit zu einer Abweichung von der Sollkontur 6 mit der Mittellinie 7 kommt.However, in the manufacturing situation shown, the mandrel 5 is now deformed. In this respect, there is a deviation from the target contour 6 of the mandrel 5. The deviation can be caused, for example, by the pressure prevailing inside during injection molding with which the melt is injected into the tool. In this case, purely as an example, there is a bending of the mandrel 5 and thus a deviation from the target contour 6 with the center line 7.

In Folge der Verformung des Dorns 5 beim Spritzgießen ist die Wandstärke 4 des Spaltrohrmantels 32 nicht konstant. Es gibt dort, wo der Dorn 5 in Bezug auf seine Ist-Position einen geringeren Abstand zur Mittellinie 7 der Sollkontur 6 des Dorns 5 aufweist, eine erhöhte Wandstärke 4.2 und gegenüber liegend eine reduzierte Wandstärke 4.3 gegenüber einer nominelle beziehungsweise mittleren Wandstärke 4.1 des Spaltrohrmantels 32.As a result of the deformation of the mandrel 5 during injection molding, the wall thickness 4 of the can jacket 32 is not constant. Where the mandrel 5 has a smaller distance from the center line 7 of the target contour 6 of the mandrel 5 in relation to its actual position, there is an increased wall thickness 4.2 and, opposite it, a reduced wall thickness 4.3 compared to a nominal or average wall thickness 4.1 of the can jacket 32 .

Gleiche Bauteile und Bauteilfunktionen sind durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet.The same components and component functions are identified by the same reference numbers.

BezugszeichenlisteReference symbol list

11: ElektromotorElectric motor
22: AxialrichtungAxial direction
33: Breite des RingspaltsWidth of the annular gap
44: Wandstärke des SpaltrohrmantelsWall thickness of the can jacket
4.14.1: nominelle Wandstärke des Spaltrohrmantelsnominal wall thickness of the can jacket
4.24.2: erhöhte Wandstärke des Spaltrohrmantelsincreased wall thickness of the can jacket
4.34.3: reduzierte Wandstärke des Spaltrohrmantelsreduced wall thickness of the can jacket
55: Dorn des WerkzeugsThorn of the tool
66: Sollkontur des DornsTarget contour of the mandrel
77: Mittellinie des DornsCenterline of the spine
88th: Kastenform des WerkzeugsBox shape of the tool
1010: RotorbaugruppeRotor assembly
1212: WelleWave
1414: LängsmittelachseLongitudinal center axis
1616: RotormagnetRotor magnet
2020: StatorbaugruppeStator assembly
2222: Wicklungwinding
24.124.1: SpuleKitchen sink
24.224.2: SpuleKitchen sink
26.126.1: SpulenträgerCoil carrier
26.226.2: SpulenträgerCoil carrier
2828: StatorblechpaketStator lamination package
3030: SpaltrohrtopfCanned pot
3232: Spaltrohrmantelcanned jacket
3434: SpaltrohrbodenCanned tube base
3636: Luftspaltair gap
4040: GehäuseHousing

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102013214190 A1 [0004]

Claims

Wet rotor electric pump comprising a stator assembly (20) with an electrically contacted winding (22), a rotor assembly (10) which is at least partially enclosed on the jacket side of the stator assembly (20), a control unit which is set up to energize the winding (22) and the wet rotor electric pump to activate or interrupt the current supply to the winding (22) and thus deactivate the wet-running electric pump, and a canned tube with a canned tube pot (30) and a canned tube flange, the canned tube pot (30) having a canned tube jacket (32) made of a stress-resistant material and on a The side facing away from the can flange has a can base (34) adjoining the can jacket (32), the can jacket (32) being formed between the stator assembly (20) and the rotor assembly (10), in an axial direction (2) of the rotor assembly (10) extending annular gap and wherein a wall thickness (4) of the can jacket (32) determined perpendicular to the axial direction (2) of the rotor assembly (10) in a radial direction is in any case less than 1 mm in sections, characterized in that the current supply to the winding (22) is carried out by the control unit in such a way that a maximum temperature of the canned tube jacket (32) in the annular gap during operation does not exceed 140 ° C, preferably 135 ° C and particularly preferably 125 ° C, and that the material for the canned tube jacket (32 ) has sufficient heat resistance at the maximum temperature as proven in a ball pressure test according to IEC 60695-10-2.

Wet rotor electric pump Claim 1 , characterized in that the material for the canned tube jacket (32) is a thermoplastic material, preferably a polymer material and particularly preferably a glass fiber reinforced polypropylene.

Wet rotor electric pump Claim 1 or 2 , characterized in that the glass fiber content of the material for the canned jacket (32) is at least 20% by weight and preferably at least 30% by weight.

Wet rotor electric pump according to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that the wall thickness (4) of the can jacket (32) determined in the radial direction in the annular gap is in the range from 0.7 mm to 1 mm and is preferably always smaller than 0.95 mm.

Wet rotor electric pump according to one of the Claims 1 until 4 , characterized in that the can flange and the can pot (30) with the can jacket (32) are made of a single, identical material.

Wet rotor electric pump according to one of the Claims 1 until 5 , characterized in that the can with the can flange and the can (3) is made in one piece and is preferably produced as a plastic injection molded part.

Wet rotor electric pump according to one of the Claims 1 until 6 , characterized in that the annular gap has, at least in sections, a width (3) determined in the radial direction, which is not greater than twice the wall thickness (4) of the can jacket (32) in the annular gap.

Wet rotor electric pump according to one of the Claims 1 until 6 , characterized in that an annular air gap (36) formed between the canned tube jacket (32) and the rotor assembly (10) has a width determined in the radial direction which is greater than the wall thickness (4) of the canned tube jacket (32).

Wet rotor electric pump according to one of the Claims 1 until 8th , characterized in that the rotor assembly (10) has a ferrite-based rotor magnet (16) and in particular a ferrite-based ring magnet as the rotor magnet (16).

Wet rotor electric pump according to one of the Claims 1 until 9 , characterized in that the can jacket (32) is placed in contact with the stator assembly (20) at least in sections.

Water-carrying household appliance, in particular a dishwasher or washing machine, with a wet-running electric pump according to one of the Claims 1 until 10 .

Using a wet rotor electric pump according to one of the Claims 1 until 10 as a circulation and/or emptying pump in a water-carrying household appliance, especially in a dishwasher or washing machine.