DE2803815A1

DE2803815A1 - Aus pumpe und antriebsmotor bestehende einheit

Info

Publication number: DE2803815A1
Application number: DE19782803815
Authority: DE
Inventors: Stig Hallerbaeck; Leif Lachonius
Original assignee: SKF Kugellagerfabriken GmbH
Current assignee: SKF GmbH
Priority date: 1977-02-01
Filing date: 1978-01-28
Publication date: 1978-08-03
Also published as: JPS6220777B2; US4225292A; SE7701002L; JPS5398014A; FR2378964A1; GB1564092A; FR2378964B3; IT7819757A0

Description

Aus Pumpe und Antriebsmotor bestehende Einheit

Die vorliegende Erfindung betrifft eine aus einem Elektromotor, einem Pumpengehäuse mit Ein- und Auslaßöffnungen für das zu fördernde Medium und einem auf der Welle des Elektromotors angeordneten Pumpenrad bestehende Pumpen-Motor-Einheit.

Es sind bereits verschiedene Pumpeneinheiten zur Förderung einer Flüssigkeit in verschiedenen Einrichtungen und Maschinen bekannt. Solche Einheiten können einen sehr unterschiedlichen Aufbau in Abhängigkeit von der zu fördernden Flüssigkeit und von den Teilen, an denen diese Einheit befestigt werden soll, aufweisen. Ein besonders wichtiges Anwendungsgebiet für

809831/0908

solche Einheiten sind die Haushaltsmaschinen, wie z.B. Wasch- und Geschirrspülmaschinen. Bei solchen Maschinen wird die Wasch- oder SpUIflUssigkeit durch die Maschine gepumpt, wobei die Förderung in der Regel durch Zentrifugalpumpen erfolgt, die durch einen Elektromotor angetrieben werden.

Ein allgemeines Problem flir z.B. Geschirrspülmaschinen ist der geringe Raum, der für die Pumpen-Motor-Einheit zur Verfügung steht. Diese Einheit, die die SpUIflUssigkeit durch die Maschine zu pumpen und damit das Geschirr zu spülen hat, ist gewöhnlich an der Unterseite der Maschine in der Nähe des Fußbodens angeordnet. Die AuSenabmessungen dieser Maschinen sind in der Regel durch bestimmte Normen oder Standards festgelegt und eine Vergrößerung des aktiven Volumens der Maschine, d.h. des für die Aufnahme von Geschirr zur Verfügung stehenden Raumes, kann nur auf Kosten des Raumes für die Pumpen-Motor-Einheit erfolgen. Es ist deshalb wünschenswert und notwendig, diese Einheit so klein wie möglich auszuführen.

Der Elektromotor der bekannten Einheiten wird im allgemeinen durch Luftströme gekühlt, die durch ein im Motor eingebautes Gebläse erzeugt werden. Der Teil des Motors, der am weitesten van Geschirr- oder SpEtlraum entfernt ist, wird dabei im allgemeinen einer ausreichenden Kühlung ausgesetzt, während der Teil, der sehr nahe an dem Geschirraum sitzt, aufgrund der hohen Temperaturen im Geschirraum und des sehr geringen Luft raumes an dieser Stelle sehr schlecht gekühlt wird. Dieses Problem kann durch die Anordnung von Gehäusen und Leitkanälen, die die Luftströme in geeigneter Weise umlenken, verringert

■ - 6 -

809831/0908

28Q3815

-S-

werden. Unter allen Umständen ist es notwendig, einen so schnellen Luftstrom wie nur irgend möglich zu erzeugen. Dies kann jedoch dazu führen, daß aus der Maschine ausgetretenes und auf den Boden geflossenes Wasser angesaugt wird und in den Motor eindringt, wo es einen Kurzschluß hervorruft. Es ist deshalb anzustreben, das Gebläsesystem für die Luftkühlung entfallen zu lassen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine aus einem Elektromotor und einer Pumpe bestehende Einheit zu schaffen, die einen geringen Raumbedarf erfordert und ohne ein besonderes Kühlluftgebläse eine ausreichende Kühlung des Elektromotors sicherstellt.

Diese Aufgabe wird nach der vorliegenden Erfindung bei einer aus einem Elektromotor, einem Pumpengehäuse mit Ein- und Auslaßöffnungen für das zu fördernde Medium und einem auf der Welle des Elektromotors angeordneten Pumpenrad bestehende Einheit, dadurch gelöst, daß der Diffusorteil (Spiralgehäuse) des Pumpengehäuses so in unmittelbarer Nähe des Stators des Elektromotores angeordnet ist, daß er zumindestens teilweise die Statorwicklungen umfaßt, wobei das durch die Pumpe zu fördernde Medium unmittelbar an diesen vorbeifließt und diese kühlt.

Es ist gemäß der Erfindung vorteilhaft, den Stator und den Diffusorteil des Pumpengehäuses einstückig auszubilden.

809831/0908

Es ist weiterhin gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung vorteilhaft, den Stator in Kunststoff einzubetten, der von einem z.B. aus Kunststoff bestehenden Gehäuse, das vorzugsweise die Wicklungen umgibt, umschlossen ist.

Wenn ein Wicklungsgehäuse aus Kunststoff zur Anwendung gelangt, ist es nach einem weiteren Merkmal der Erfindung zweckmäßig, dieses Gehäuse und den Diffusorteil des Pumpengehäuses einstückig auszubilden.

Um auch eine Flüssigkeitskühlung des Raumes innerhalb der Wicklungen zu erreichen, ist es nach einem weiteren Merkmal der Erfindung vorteilhaft, Öffnungen im Pumpenrad so anzuordnen, daß das zu fördernde Medium durch diese Öffnungen durch diesen Raum fließen kann.

Nachdem sich gewisse Leckverluste bei Pumpeneinheiten, bei denen die Pumpenwelle durch die Wand des Pumpengehäuses verläuft, nicht vermeiden lassen, werden gemäß weiteren Merkmalen der Erfindung Drainage-Kanäle vorgesehen, die vom Raum um die Welle zwischen der Wellendichtung und dem Lager bis nach außen verlaufen. Diese Drainage-Kanäle werden vorzugsweise in dem Gehäuseteil angeordnet, der das Wicklungsgehäuse und den Diffusorteil bildet.

Um eine gewisse Luftzirkulation im Innern des Motors zu ermöglichen, sind gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung Luftkanäle in dem Gehäuseteil, der das Wicklungsgehäuse und den Diffusor bildet, vorgesehen, wobei diese Kanäle sich

809831/0908

vom Innern des Motors bis zu dem Drainageraum erstrecken, der mit der Umgebung in Verbindung steht.

Da Kunststoffe häufig eine gewisse Durchlässigkeit für Feuchtigkeit besitzen kann gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung eine Feuchtigkeitssperre in Form einer Metallfolie auf der Innenseite des Wicklungsgehäuses und den Wicklungen zugewandt vorgesehen werden.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand des in der beiliegenden Zeichnung dargestellten AusfUhrungsbeispieles näher beschrieben. Diese Zeichnung stellt einen Längsschnitt durch eine Pumpen-Motor-Einheit mit vertikaler Motorwelle dar.

In der Zeichnung sind mit 1 der Stator, mit 2 der Rotor und mit 3 die Wicklungen eines Elektromotors bezeichnet. Die Wicklungsköpfe sind vom Wicklungsgehäuse 4 umgeben und in Kunststoff 5 eingebettet. Der Rotor 2 ist mit seiner Welle in einem Gleitlager 7 und in einem Wälzlager 8 gelagert.

Der Diffusorteil (Spiralgehäuse) 9 des Pumpengehäuses ist, wie aus der Zeichnung ersichtlich, einstückig mit dem Wicklungsgehäuse 4 ausgebildet. Der Bpiralförmige Kanal (Druckraum) 10 für das zu fördernde Medium ist in unmittelbarer Nähe zu den Statorwicklungen angeordnet. Dadurch wird «in· äußerst wirksame Kühlung der Wicklung durch di· zu fördernde Flüssigkeit erzielbar. Der Motor einer Geschirrspülmaschine hat gewöhnlich eine Flüssigkeitstemperatur von »vr 70 und die Temperatur der Wicklungen wird deshalb dies· Temperatur nicht zu sehr übersteigen. Aufgrund der guten WärmeUbertra-

809831/0908

gungseigenschaften der Kupferwicklungen wird die Wärme der Kupferwicklungen aus dem gesamten Wicklungspaket in die Teile übertragen, die unmittelbar durch die Flüssigkeit gekühlt werden. Um auch die Wicklungen an der Innenseite durch Flüssigkeit zu kühlen, ist das Pumpenrad 12 mit Öffnungen 11 versehen, damit die Flüssigkeit durch den Raum IJ> wie durch die Pfeile dargestellt geleitet wird. Di* Auslaßöffnung 14 für das zu fördernde Medium ist im Difflusorteil 9 des Pumpengehäuses angeordnet, während die Einlaßöffnung 15im Abschlußdeckel der Pumpe angeordnet ist.

Zur Abdichtung des Wellendurchtrittes durch das Pumpengehäuse ist in bekannter Weise eine Dichtung 16 vorgesehen. Eine solche Dichtung dichtet in der Regel nicht lOO#-ig ab und die austretende Flüssigkeit muß entfernt werden. Zu diesem Zweck ist ein Drainage-Kanal 17 im Wicklungsgehäuse und den Diffusor bildenden Gehäuseteil vorgesehen. Dieser Drainage-Kanal 17 erstreckt sich von dem Raum zwischen der Dichtung 16 und dem benachbarten Lager 8 bis nach außen.

Auf der Well* 6 ist ein Schleuderring 18 befestigt, der verhindert, daß Flüssigkeit in das Lager 8 fließen kann. Ein solcher Schleuderring wird gewöhnlich bei vertikaler Well· vorgesehen. Wird die Pumpeneinheit für horizontale Wellen ausgelegt, ist es möglich, anstelle des Schleuderringes 18 eine aus einem V-Ring bestehende oder ähnlich ausgebildete Dichtung vorzusehen.

- 10 -

809831/0908

Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist kein Gebläse für die Luftkühlung des Motors vorgesehen. Eine gewisse Luftzirkulation entsteht jedoch im Innern des Motors,weil Luftkanäle im Gehäuse für das Lager 8 vorgesehen sind. Diese Luftkanäle 19 stehen mit den Drainage-Kanälen 17 in Verbindung. Aufgrund der natürlichen Konvektion und der Rotation der Welle entsteht somit ein Luftstrom, der den durch die Pfeile gekennzeichneten Weg nimmt.

Das Wicklungsgehäuse 4 ist vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt. Gewisse Kunststoffarten sind jedoch feuchtigkeitsdurchlässig und deshalb ist es zweckmäßig, eine Feuchtigkeitssperre auf der Innenseite des Wicklungsgehäuses und die Wicklungen umgebend vorzusehen. Diese Feuchtigkeitssperre kann vorzugsweise durch eine Metallfolie oder dgl. gebildet werden. Um eine gute Wärmeübertragung von den Wicklungen zur Kühlflüssigkeit zu erlauben, ist es vorteilhaft, den Kunststoff während des Gießvorgangeß auf beide Seiten der Metallfolie fließen zu lassen.

Ein Vorteil der Kühlung des Elektromotors durch die zu fördernde Flüssigkeit liegt außer in der Tatsache, daß eine sehr kompakte Einheit ohne zusätzliche Einrichtungen für Luftkühlung erreicht wird, noch darin, daß die Verlustwärme des Motors in die SpülflUssigkeit übergeleitet wird, wodurch weniger Energie zur Erwärmung dieser Flüssigkeit aufgewendet werden muß. Durch den Entfall eines Gebläses ist auch das Risiko, daß Leckwaseer in den Elektromotor gesaugt

- 11 -

809831/0908

28Q3815

wird, ausgeschlossen. Da das Pumpengehäuse und das Motorgehäuse in einem Stück ausgebildet werden, sind auch weniger Teile zusammenzubauen.

Die Erfindung bezieht sich zwar in erster Linie auf Pumpen-Motor-Einheiten für Haushaltsmaschinen, ist aber nicht auf diese Anwendungen beschränkt. Eine Beschränkung der Erfindung auf das beschriebene Ausführungsbeispiel ist ebenfalls nicht beabsichtigt, die Erfindung kenn vielmehr im Rahmen der Ansprüche in verschiedener Weise variiert werden.

809831/0908

Leerse ite

Claims

2 8 Ü 3 8 Ί

SKF KÖGELLAGERPABRIKEN GMBH Schweinfurt, 23. 1. I978

TPA/Gl/iib SW 77 003 DT

P_a_t_e_n_t_a_n_s_2_r_U_c_h_e

l.Aus einem Elektromotor, einem Pumpengehäuse mit Ein- und Auslaßöffnungen für das zu fördernde Medium und einem auf der Welle des Elektromotors angeordneten Pumpenrad bestehende Pumpen-Motor-Einheit, dadurch gekennzeichnet, daß der Diffusorteil (9) des Pumpengehäuses so in unmittelbarer Nähe des Stators (1) des Elektromotors angeordnet ist, daß er zumindest teilweise die Statorwicklungen (J) umgibt, wobei das durch die Pumpe zu fördernde Medium unmittelbar an diesen vorbeifließt und diese kühlt.
2. Pumpen-Motor-Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator (1) und der Diffusorteil (9) des Pumpengehäuses einstückig ausgebildet sind.
3. Pumpen-Motor-Einheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator (1) in Kunststoff (5) eingebettet und von einem Wicklungsgehäuse (4) umschlossen ist.

809831/0908
4. Pumpen-Motor-Einheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Wicklungsgehäuse (4) und der Diffusorteil (9) des Pumpengehäuses einstückig ausgebildet sind.
5. Pumpen-Motor-Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß,um das zu fördernde Medium durch den Raum (IJ) innerhalb der Statorwicklungen (]5) zu leiten, im Pumpenrad (12) Öffnungen (11) vorgesehen sind.
6. Pumpen-Motor-Einheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Pumpenrad (12) und dem benachbarten Lager (8) zumindest ein bis in die Nähe der Welle (6) verlaufender Drainage-Kanal (I7) vorgesehen ist.
7. Pumpen-Motor-Einheit nach Anspruch 6, dadurch gekenn-

zeichnet, daß der Drainage-Kanal (I7) in dem Gehäuseteil vorgesehen ist, der das Wicklungsgehäuse (4) und den Diffusorteil (9) des Pumpengehäuses bildet.
8. Pumpen-Motor-Einheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß im durch Wicklungsgehäuse und Diffusorteil gebildeten Gehäuseteil vom Inneren des Motors zu dem Drainageraum verlaufende Luftkanäle (19) zum Erzeugen einer Luftzirkualtion durch den Rotorraum vorgesehen sind.

809831/0908

28Ü3815
9. Puinpen-Motor-Einheit nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Innenseite des Wicklungsgehäuses (4) und den Wicklungen (jj) zugewandt eine Peuchtigkeitssperre in der Art einer Metallfolie oder dgl. angeordnet ist.

80983 1 /0908