DE3300889A1 - Umwaelzpumpe mit magnetisch gelagertem rotor - Google Patents

Description

R. 18313
U. 1 .19Ö3 Lr

ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO Stuttgart 1

Umwälzpumpe mit magnetisch gelagertem Rotor

Die Erfindung betrifft eine Umwälzpumpe für Brauchwasser und kleine? Heizkreise, mit einem feststehenden Ständerblechpaket und mit einer über dessen Bohrungsumfang verteilten Wicklung, die ein umlaufendes Magnetfeld erzeugt, und mit einem drehbaren Läufer, der von dem Magnetfeld mitgenommen wird und an beiden Läuferwellenenden gelagert ist.

Bei kleinen Umwälzpumpen mit elektrischen Antriebsmotoren, deren aufgenommene Leistung P < 30 Watt ist, treten häufig Anlaufprobleme auf, da zunächst der Lagerzapfen des Läufers, der häufig in einem keramischen Lager aufgenommen ist, aufschwimmen muß, wobei besonders nachteilig ist, daß sich vor allem nach längerem Stillstand Schmutzpartikelchen in dem Lager absetzen oder sogar in den Luftspalt zwischen dem Rotor und dem Ständer geraten können.

R. 18313

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den elektrischen Antriebsmotor einer Umwälzpumpe derart auszubilden, daß trotz geringer Abmessungen des Antriebsmotors und dadurch bedingter kleiner Luft spaltwerte ein sicheres Anlaufen gewährleistet ist, selbst für den Fall, daß sich kleine Fremdkörper in dem Lager- bzw. Maschinenluftspalt abgesetzt haben sollten. Zur Lösung dieser Aufgabe sind erfindungsgemäß die im Anspruch 1 in Kombination genannten Merkmale vorgesehen.

Ein besonders kleiner magnetischer Luftspalt, der keiner Nachbearbeitung durch Schleifen oder dgl. benötigt, ergibt sich, wenn in weiterer Ausgestaltung der Erfindung der Luftspalt zwischen den zu jeweils einer Lagerstelle gehörenden Dauermagneten einen Kegelstumpf bildet, dessen Basis der zugehörigen Läuferstirnseite zugekehrt ist. In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung in ihrem Längsschnitt und teilweise schematisch dargestellt und nachstehend näher erläutert.

Die dargestellte Umwälzpumpe ist für Brauchwasser bestimmt und hat ein Pumpengehäuse P mit einem axialen Zulauf Z und einem radialen Ablauf A für das mit Pfeilen angedeutete Brauchwasser, das von einem Turbinenrad T gefördert wird. Die Pumpe P wird durch eine nach dem Induktionsprinzip arbeitenden Elektromotor angetrieben, der im folgenden näher beschrieben wird:

Figur 1 zeigt einen Schnitt durch die vorgeschlagene Umwälzpumpe mit Magnetlagerung. Durch den ringförmigen Absatz 6 am Gehäuse 3 wird der Ständer 1 mit den Wick-

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lungen 2 gegen das Gehäuseunterteil h gepreßt. Eingedrückte Blechlaschen 5 halten das Gehäuseunterteil U und das Gehäuse 3 zusammen. Durch das Pumpengehäuse 7 wird das ringförmige Halteblech 8 für den Lageraußenring 9 gegen den Absatz 10 im antimagnetischen Spaltrohr 11 und die Dichtung 12 gegen den Bund 13 des Spaltrohres gedruckt. Auf der anderen Seite ist das Spaltrohr 11 durch einen aufgeschweißten oder gelöteten Lagertopf 1h mit dem Lageraußenring 15 wasserdicht verschlossen. Auf den WeI-lenenden 17 des Läufers 16 sind die Innenringe 18 der Magnetlager befestigt. Zur Erhöhung der Remanenzinduktion der Dauermagnete sind diese aus einzelnen Segmenten mit magnetischer Vorzugsrichtung zusammengesetzt.

Figur 2 zeigt eine Ausführung, bei der die Lageraußenringe 9> 15 in elastischem Kunststoff 19* 20 eingebettet sind und in das Spaltrohr 11 eingesetzt sind. Durch geeignete Gestaltung der spaltrohrseitigen Oberfläche der Kunststoffteile 19» 20 wie in Figur 2 dargestellt, kann ein Dichtring 21 bzw. 22 vorgesehen sein.

-*_ Durch die vorgeschlagene Lösung kann der Läufer berührungsfrei gelagert werden, wodurch keine besonderen Anforderungen bezüglich Anlaufmoment an die elektrische Maschine gestellt werden. Die Auslegung der elektrischen Maschine kann ausschließlich nach dauerbetriebstechnischen Gesichtspunkten erfolgen. Hierdurch ergeben sich kleinere und energiesparende Maschinen als heute üblich. Der Rotor kann bedingt durch die Nachgiebigkeit des Magnetlagers Taumelbewegungen ausführen, falls ein Fremdkörper in den Maschinenluft spalt gerät, und sich wieder freischaffen. Durch die Ausbildung der Lagerluftspaltfläche in Form

von Kreiskegelstümpfen können sowohl axiale als auch
radiale Führungen erreicht werden. Durch geeignete Wahl
des Winkels zwischen Kegelmantelfläche und der Drehachse und durch die Größe der Magnetfläche läßt sich die Tragfähigkeit und die Steifigkeit in axialer und radialer
Richtung festlegen. Durch die berührungsfreie Lagerung
des Rotors zeichnen sich derartige Pumpen durch Geräuscharmut aus. Falls erforderlich kann der Hohlraum zwischen Spaltrohr und Gehäuse mit einem gut wärmeleitendem Kunstharz ausgegossen werden um jegliche Bildung von Kondenzwasser, das die Isolationsfestigkeit der Wicklung beeinträchtigten könnte, zu unterbinden. Der bei den meisten
Pumpen übliche Schraubdeckel an der pumpenabgewandten
Seite des Gehäuses, durch das im Falle eines F.estsitzens des Rotors dieser mittels eines Schraubenziehers oder dergleichen wieder gängig gemacht werden kann, kann bei
der vorgeschlagenen Lösung entfallen.

Claims (2)

1. R. 18313

   k.1.1983 Lr/Wl

   ROBEBT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart 1

   Ansprüche

   My Umwälzpumpe für Brauchwasser und kleine Heizleistung, mit einem Rotor, mit einem feststehenden Ständerblechpaket mit einer über dessen Bohrungsumfang verteilten Wicklung, die ein umlaufendes Magnetfeld erzeugt, und mit einem drehbaren Läufer, der von dem Magnetfeld mitgenommen wird und an beiden Läuferwellenenden gelagert ist,
   gekennzeichnet durch die Kobination folgender Merkmale:

   a) die Umfangsflache des Läufers ist zylindrisch,

   b) beide Lagerstellen bestehen aus je einem mit dem Läufer verbundenen als Rotationskörper ausgebildeten Dauermagneten, der von einem ebenfalls als Rotationskörper ausgebildeten, feststehenden Dauermagneten mit wenigstens annähernd konstantem radialem Luftspalt umschlossen wird,

   c) die zu einer Lagerstelle gehörenden beiden Dauermagnete sind radial polarisiert und stehen sich mit gleichnamigen Polflächen gegenüber.
2. 2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmigen Lagerhälften aus Dauermagnetwerkstoff zur Erhöhung der Remanenzinduktion aus isotropen Kreiskegelstumpf-Dauermagnet-Segmenten zusammengesetzt sind.

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   3· Pumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Lager-Luft spalt durch die Mantelflächen zweier zur Drehachse des Läufers gleichachsigen Kegelstümpfe gebildet wird und deren Basen den Stirnseiten des Ständerblechpaketes benachbart sind.

   k. Pumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kegelmantel mit der Achse des Läufers einen Winkel von etwa 10° bis 30° einschließt.