DE2541500A1

DE2541500A1 - Gehaeuse fuer motoren mit sphaerischem luftspalt

Info

Publication number: DE2541500A1
Application number: DE19752541500
Authority: DE
Inventors: Nikolaus Laing
Original assignee: VORTEX PUMPEN AG
Current assignee: VORTEX PUMPEN AG
Priority date: 1975-09-17
Filing date: 1975-09-17
Publication date: 1977-03-31
Also published as: US4087708A; GB1514892A; FR2325227B1; DE2541500C2; JPS5236709A; FR2325227A1

Description

Dr. W. PFEIFFER Vortex Pumpen AG

PATENTANWALT

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TELEFON 333626 _{DK 123}7/3P Gehäuse für Motoren mit sphärischem Luftspalt

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gehäuse für Motoren mit sphärischem Luftspalt. Motoren mit sphärischem Luftspalt benötigen keine Wellen und keine Lagerbuchsen und haben deshalb zum Antrieb von Pumpen schnell eine Bedeutung erlangt. Dabei hat sich gezeigt, dass diese Motoren trotz ihres ausserordentlichen Vorteils, der Wellenlosigkeit, auch entscheidende Nachteile aufweisen. Diese Nachteile sind:

1. Bei zweipoligen Ausführungen ist die Streuung der Spulen ' weit grosser als die Stirnstreuung bei vergleichbaren Zylindermotoren.

2. Die zwischen Spule und sphärischem Luftspalt liegenden Bereiche der Zähne erzeugen wegen der grösseren Projektion

' "- in jeder in der Achse gelegenen Ebene eine im Vergleich zur Zahnkopfstreuung der Zylindermotoren starke Streufelder.

3. Die Erdung der Magnetbleche bereitet Schwierigkeiten, da diese nicht, wie bei Zylindermotoren, eine elektrisch verbundene Einheit bilden, sondern die einzelnen zahnbildenden Bleche weisen zueinander nur elektrisch unsichere Linienberührung auf.

4. Auch die Abfuhr der Wärme aus den Spulen ist aus dem gleichen Grund schwierig, da die Spulen, die im Zylindermotor innerhalb von Nuten verlaufen und damit gut wärmeleitenden Kontakt haben, während sie beim Kugelmotor nur sehr geringe Berührung mit den Zähnen haben und weil ausserdem die Zahnbleche zwischen sich keilförmige Bereiche einschliessen, wodurch die Querleitfähigkeit entfällt.

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5. Besondere Schwierigkeiten bereitet der Wärmeentzug aus der Spule, die in der dem Rotor abgewandten Seite angeordnet ist, da hier der Weg, über den die Wärme zur wärmeabgebender Seite des Motors geleitet wird, grosser geworden ist.

6. Die Übertragung von hydraulischen Druckkräften auf die Trennkalotte erfolgt über die Zähne und wirkt sich als axiale Kraft aus, während das vergleichbare Bauelement bei einem Zylindermotor, nämlich das Spaltrohr, durch die ringförmigen Magnetbleche abgestützt wird und deshalb einen praktisch unbegrenzten Druck aufnehmen kann.

Die Erfindung beseitigt alle diese Nachteile durch eine neuartige Gehäuseausbildung. Das Gehäuse gemäss der Erfindung besteht aus unmagnetischem, jedoch elektrisch gut leitendem Material. Es weist mindestens einen Ring auf, der die Hauptspule umschliesst und dadurch die Streuung der Hauptspule dämpft. Die der Stirnstreuung des Zylindermotors entsprechende Öpülenstreuung wird hierdurch auf ein Minimum reduziert. Das Gehäuse übergreift ferner mit einem weiteren zylindrischen Bereich die zweite Spulenebene und dämpft hierdurch auch deren Spulenstreufluss. Damit ist der Nachteil gemäss 1. beseitigt.

Zur Dämpfung der Streuung zwischen den Zähnen sieht die Erfindung Segmente vor, die senkrecht zu den Streuflusslinien verlaufen, wodurch eine intensive Dämpfung auch der Zahnstreuung, die der Zahnkopfstreuung eines Zylindermotors entspricht, bewirkt wird. Ein nach innen gezogener zylindrischer Bereich zwischen Spule und Rotor dämpft die nach aussen dringenden Streulinien der Stirnstreuung. Damit ist auch der zweite Nachteil beseitigt.

Zur Sicherstellung des Berührungsschutzes wird das Gehäuse an der dem Rotor abgewandten Seite mit einem isolierten Bauelement verschlossen und mit einer Erdungsklemme verbunden. Hierdurch

ist der dritte Nachteil beseitigt.

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Die Wärmeabfuhr aus der Hauptspule erfolgt in der Weise, dass die zum Rotor weisenden axialen Enden der Spule auf einem Ring und auf den Segmenten aufliegen, so dass die Wärmeableitung gesichert ist. Zur Kühlung der Hilfsspule sieht die Erfindung Einbuchtungen in der Gehäusewand vor, die in einer Fläche enden, auf die ein Teil dieser Spulen aufliegt. Ausserdem greifen Segmente bis in die Trennebene zwischen den beiden Spulenlagen, so dass auch die Wärme der inneren Hilfsspule zur gekühlten Rotorseite hin abströmen kann. Damit ist der vierte Nachteil beseitigt.

Zur Aufnahme der hydrostatischen Kräfte, die auf die im Luftspalt angeordnete Trennwand wirken, verwendet die Erfindung auf einer Kugelfläche endende, an dem Gehäuse axial abgestützte Sejnente, die mit den der Dämpfung der Zahnstreuung dienenden Segmenten identisch sein können. Diese sind von einem starkwandigen Ring umgeben, wodurch die Ableitung der Wärme aus der darüber liegenden Spule und den Zähnen zum Purapengehäuse hin gewährleistet ist und gleichzeitig ein Verzug des Gehäuses unter dem hydrostatischen, auf die Trennkalotte wirkenden Druck ausgeschlossen ist.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen beschrieben. Figur 1 zeigt einen Pumpenmotor.
Figur 2 zeigt das Gehäuse allein.

Die Zähne 1 bilden zusammen mit den Rückschlussringen 2 und dem Läufer 3 den magnetischen Kreis. Die Hauptspule 4 ist rotorseitig, die Hilfsspule 5 dem Rotor abgewandt angeordnet. Zur Dämpfung der Spulen greift der zylindrische Gehäusebereich 6 über die beiden Spulen. Zur Kühlung der rotorseitigen Spule ist ein axialer Ringbereich 7 vorgesehen, während die Kühlung der oben liegenden Spulen durch eine hochgezogene Fläche 8

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erfolgt. Die Zahnstreuung wird u.a. durch den Ringbereich 9 gedämpft. Der Wärmestrom der Spulen fliesst teilweise durch die Zähne 1 und zum grösseren Teil durch das Gehäuse 6, 9 in den Versteifungsring 10, der in der Trennlinie 11 gut wärmeleitende Berührung mit dem Pumpengehäuse 12 besitzt. Dieser Ringbereich 9 zusammen mit dem Ring 10 bildet mit den Augen den Flansch, mit welchem der Motor an. dem Pumpengehäuse 12 verschraubt wird. Zum rotorabgewandten Ende ist das Gehäuse durch einen Kunststoffring 14 abgedeckt. Im Kunststoffring ist ein Kontaktstück 15 angeordnet, in welches eine Schraube 16 hineinragt, die das Gehäuse 6 elektrisch leitend mit der Erdungsklemme 15 sicher verbindet und die axiale Fixierung der Teile 6 und 1, 2, 17 übernimmt. Zwischen der Trennwand 17 und den Zähnen 1 ist eine magnetisch leitende Kappe 18 angeordnet, die die Aufgabe von Polschuhen übernimmt. Zwischen die Zähne 1 greifen Segmente 20, die gleichzeitig der Streuungsdämpfung, der axialen Abstützung der Kalotte 17 und der Wärmeabfuhr der Spulen 4 dienen. Die Segmente 21 ragen bis zur Spulenebene 5 hinauf und bewirken zusätzlich die Wärmeableitung aus der Hilfsspule 5.

Figur 2 zeigt das gleiche Gehäuse wie in Figur 1 in drei Ansichten. Hier sind auch die Segmente 2O sichtbar, die zwischen den Zähnen 1 unterhalb der Spule 4 angeordnet sind und den Streufluss dämpfen. Zwischen den Spulen 4 ragen die Segmente bis in die Ebene zwischen den Spulen 4 und 5. Diese Ebene fällt zusammen mit der Ebene 8, so dass auch die Spulen 5 eine gut wärmeleitende Verbindung zum Flüssigkeitsbereich der Pumpe aufweisen. Die Einschnürung 9 dient nicht nur der Streuflussdämpfung und der Schaffung der wärmeableitenden Fläche 8, sondern erlaubt auch, dass die Flanschbohrungen 22 extrem nah an die Mittelachse 24 heran angeordnet sein können, wodurch in Verbindung mit den Rippen 24 die Festigkeit bei

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gegebenem Materialaufwand extrem hoch liegt und bei gegebenem Druck die Kräfte entsprechend dem kleinen Durchmesser die Kräfte gering sind. Durch die Öffnung 25 hindurch reicht die Erdungsschraube 16. Zwischen den Segmenten 20 ragen die Zähne 1 bis an den Streukörper 18. Wäre jedoch die Trennwand 17 nur von den Zähnen 1 getragen, so würde der statische Druck im Pumpengehäuse 12 den Stator 1, 2, 4, 5 verschieben und den Motor zerstören. Durch die erf indungsgemässs Ausbildung der Streuschutzsegmente 20 und 21 wird nunmehr diese hydraulische Kraft in den Gehäusebereich 9 eingeleitet und über den Ring 10 an die Flanschbereiche 22 geleitet, so dass das Gehäuse die axial wirkenden hydraulischen Kräfte aufnimmt.

Figuren 2b und 2c zeigen die Schnitte gemäss den Schnittlinien A-A und B-B.

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Claims

25A1500 Ansprüche

1.J Motorgehäuse für Kugelmotor, insbesondere zum Antrieb von Kreiselpumpen mit Stator aus auf einem Kranz achsparallel verlaufenden Zähnen und einem Rückschlusspaket und einem kugelabschnittförmigen Läufer, die zwischen sich einen sphärischen Spalt einschliessen, dadurch gekennzeichnet, dass das Motorgehäuse aus einem Flansch (10) besteht, der in einen Ring (9)" übergeht und dass mit dem Ring (9) Segmente (20, 21) axial unverschieblich befestigt sind, die zum Luftspalt hin in einer Kugelfläche liegen.

2. Motorgehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in den Bereichen zwischen den rotornahen Spulen (4) ein Gehäusebereich bis zur dem Rotor abgewandten Spule (5) ragt und eine axiale Fläche (8) aufweist, die mit der Spule (5) in gut wärmeleitendem Kontakt steht.

3. Motorgehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den dem Rotor benachbarten Spulen (4) Segmente (21) angeordnet ^s:*-ⁿd/ die in der Ebene, die zwischen den beiden Spulen (4 und 5) verläuft, enden.

4. Motorgehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Flanschbohrungen (22) auf gleicher Mantellinie wie die Auflageflächen (8) angeordnet sind.

5. Motorgehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (1, 2, 4, 5, 6) durch ein isoliertes Element

(14) abgeschlossen ist, welches konzentrisch im Gehäuse (6) geführt wird.

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6. Motorgehäuse nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse über eine Schraube (16) mit einer Erdungsklemme (15) gut leitend verbunden ist, die gleichzeitig die axiale Fixierung des Ringes (14) übernimmt.

7. Motorgehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Zähnen (1) und der Trennwand (17) eine magnetisch gut leitende Kalotte, vorzugsweise mit Radialschlitzen, angeordnet ist.

8. Motorgehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Gehäusebereich (9), der die Zähne (1) eng umschliesst, ein Gehäusebereich (6) eine Einheit bildet, der über die Ebenen der Spulen (4 und 5) hinausragt.

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