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Technischer Bereich
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Spaltrohrmotor und
eine Spaltrohrmotorpumpe, und noch genauer auf einen Spaltrohrmotor,
der einfacher hergestellt werden kann, um Herstellungskosten zu
sparen, und eine Pumpe, die einen solchen Spaltrohrmotor aufweist.
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Stand der Technik
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2 zeigt
eine herkömmliche
Spaltrohrmotorpumpe, die eine typische Struktur aufweist, und in sich
einen Spaltrohrmotor beinhaltet. Wie in 2 gezeigt,
beinhaltet eine Spaltrohrmotorpumpe einen Spaltrohrmotor, welcher
einen Stator 12 aufweist, der in einem Motorrahmen 10 angeordnet
ist, und einen Rotor 16, der an einer Hauptwelle 14 befestigt
ist. Eine im Wesentlichen zylindrische Statorgehäusekapsel 18 ist derart
vorgesehen, dass sie eine innere umlaufende Oberfläche des
Stators 12 hermetisch umschliesst, und eine im Wesentlichen
zylindrische Rotorgehäusekapsel 20 ist
derart vorgesehen, dass sie eine äussere Umfangsoberfläche des
Rotors 16 hermetisch umschliesst.
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Eine
Durchgangsbohrung 14a ist axial in der Mitte der Hauptwelle 14 ausgeformt,
und ein Vorsprung 14b ist derart ausgeformt, dass er sich
axial von einem Ende der Hauptwelle 14 erstreckt. Der Vorsprung 14b weist
ein Aussengewinde auf seiner äusseren
umlaufenden Oberfläche
auf, und ermöglicht
es damit, ein Lauf- bzw. Flügelrad
darauf zu montieren. Genauer gesagt wird ein Lauf- bzw. Flügelrad 26 auf
dem Vorsprung 14b montiert, auf welchen eine Mutter 22 geschraubt
wird, wodurch das Lauf- bzw. Flügelrad 26 auf
dem Vorsprung 26b befestigt wird. Das Flügelrad 26 ist
in einem Pumpengehäuse 28 untergebracht,
welches in diesem Ausführungsbeispiel
durch den Zusammenbau verpresster Produkte geformt wird, die durch
Formpressen von Blechen, wie z.B. eines rostfreien Stahlblechs,
hergestellt wurden und das einen Ansauganschluss 28a und
einen Auslassanschluss 28b aufweist. Das Pumpen gehäuse, das
aus verpressten Produkten besteht, wird als verpresstes Pumpengehäuse bezeichnet.
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Eine
Aufnahme 30 ist zwischen dem Motorrrahmen 10 und
dem verpressten Pumpengehäuse 28 vorgesehen,
und die Hauptwelle 14 wird drehbar durch ein Lager 34,
das von einer an der Aufnahme 30 befestigten Lageraufnahme 32 gehalten
wird, und ein an der dem Flügelrad 26 gegenüberliegenden Seite
vorgesehenes Lager 36 gestützt.
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In
der obigen Struktur wird, wenn die Hauptwelle 14 und das
Flügelrad 26 einteilig
durch die Drehung des Rotors 16 gedreht werden, eine von
der Pumpe zu befördernde
Flüssigkeit
von dem Ansauganschluss 28a in das verpresste Pumpengehäuse 28 gezogen
und wird dann von dem Flügelrad 26 unter Druck
gesetzt und aus dem Auslassanschluss 28b nach aussen abgegeben.
Zur gleichen Zeit strömt
die von dem Flügelrad
abgegebene, unter Druck stehende Flüssigkeit durch einen Spalt
zwischen der Statorgehäusekapsel 18 und
der Rotorgehäusekapsel 20, um
den Motor zu kühlen,
und wird dann durch die Durchgangsbohrung 14a der Hauptwelle 14 zur
Ansaugseite des Motors zurückgeführt.
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Die
Durchgangsbohrung 14a wird in der Hauptwelle 14 mittels
Durchbohrens einer soliden runden Stange unter Verwendung eines
Bohrers oder ähnlichem
ausgeformt, und dann wird die umlaufende Oberfläche der Hauptwelle 14 durch
einen bestimmte Vorgang verarbeitet, um dadurch die Hauptwelle 14 herzustellen,
die eine gewünschte Form
aufweist. Die Statorgehäusekapsel 18 wird durch
Tiefziehen in eine zylindrische Aufnahmeform verarbeitet, sodass
die Statorgehäusekapsel 18 einen
Abschnitt mit geringerem Durchmesser an ihrem einen Ende aufweist,
und ein offenes Ende an ihrem anderen Ende. Der Abschnitt mit kleinerem
Durchmesser 18a der Statorgehäusekapsel 18 wird
unbeweglich zwischen der inneren umlaufenden Oberfläche des
Motorrahmens 10 und einem äusseren Ring 36a des
Lagers 36 gehalten, und das andere, offene Ende der Statorgehäusekapsel 18 ist
an der inneren umlaufenden Oberfläche der Aufnahme 30 mittels Schweissen
befestigt. Weiter hin weist der Abschnitt mit kleinerem Durchmesser 18a der
Statorgehäusekapsel 18 eine Öffnung auf,
in die ein Anschluss 38 eingepasst ist, und ein Bolzen 40 ist
in den Anschluss 38 eingeschraubt, wodurch er die Öffnung des
Abschnitts mit kleinerem Durchmesser 18a blockiert. Die
Rotorgehäusekapsel 20 weist
beidseitige offene Enden auf, an denen jeweils ein Paar Rotorseitenbleche 42 mittels
Schweissen befestigt ist. Jedes der Rotorseitenbleche 42 ist
an der äusseren
umlaufenden Oberfläche
der Hauptwelle durch Schweissen befestigt.
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In
einem herkömmlichen
Spaltrohrmotor wird die Hauptwelle jedoch mittels Durchbohrens einer soliden
runden Stange unter Verwendung eines Bohrers oder ähnlichem
ausgeformt, weil die Hauptwelle nötigerweise das Bauteil mit
der nötigen
Steifigkeit bereitstellen muss, an dem ein innerer Ring des Lagers
befestigt ist, und das Bauteil, an welchem das Flügelrad befestigt
ist. Im Allgemeinen ist die Hauptwelle recht lang, und daher ist
der Bohrprozess schwierig und es sind einige Mannstunden für einen solchen
Bohrprozess nötig.
Die Arbeitseffizienz des Schweissens ist im Allgemeinen niedrig
und verursacht dadurch einen Anstieg der Herstellungskosten. Daher
besteht ein grosser Bedarf an einer Reduktion der Anzahl der Schweissprozesse
bei der Befestigung der Statorgehäusekapsel und der Rotorgehäusekapsel,
und an einer Ausführung
des Schweissprozesses, die höchst
hermetische Bedingungen sicherstellt.
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Weiter
wird auf das Dokument
FR 2 075
332 verwiesen, welches einen Spaltrohrmotor, wie in der Einleitung
des Anspruchs 1 dargelegt, mit einer Rotorwelle in Form einer hohlen
Röhre offenbart.
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Weiterhin
wird auf das Dokument
DE
36 09 311 A verwiesen, welches ebenfalls einen Spaltrohrmotor
mit einer Rotorwelle in Form einer hohlen Röhre offenbart.
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In Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung wird ein Spaltrohrmotor, wie in Anspruch
1 dargelegt, bereitgestellt. Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung
sind in dem abhängigen
Anspruch offenbart.
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Offenbarung der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht des oben Gesagten gemacht,
und es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Spaltrohrmotor
bereitzustellen, der einfacher hergestellt werden kann, um die Herstellungskosten
zu senken, ohne seine Leistung zu verringern, und eine Spaltrohrmotorpumpe,
die einen solchen Spaltrohrmotor aufweist.
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Um
das obige Ziel zu erreichen, wird gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ein Spaltrohrmotor bereitgestellt, welcher umfasst:
einen Stator; einen Rotor, welcher in dem Stator vorgesehen ist;
und eine Hauptwelle zum Tragen des Rotors, wobei die Hauptwelle
umfasst: ein hohles Rohr; und ein Verschlusselement, welches in beide
Enden des hohlen Rohr eingepasst ist, wobei die Verschlusselemente
(Einsteckbauteile) jeweilige Durchgangsbohrungen aufweisen.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist es nicht nötig,
die Hauptwelle unter Verwendung eines Bohrers oder ähnlichen
zu durchbohren, weil die Hauptwelle ein hohles Rohr beinhaltet,
welches durch Aufbohren oder ähnliches
zusätzlich
bearbeitet wird. Daher wird der Herstellungsprozess erleichtert, und
die benötigte
Arbeitszeit wird reduziert. Weiterhin ermöglicht das Verschlusselement
der hohlen Hauptwelle, ausreichend steif zu sein, und ermöglicht es, das
Laufrad an der hohlen Hauptwelle zu befestigen.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Spaltrohrmotorpumpe bereitgestellt,
welche folgendes umfasst: ein Pumpengehäuse welches mit einem Ende
des Spaltrohrmotors verbunden ist; und ein Laufrad, welches in dem
Pumpengehäuse
untergebracht und durch die Hauptwelle des Spaltrohrmotors getragen
ist.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist
eine Querschnittsansicht, die eine Spaltrohrmotorpumpe zeigt, die
einen Spaltrohrmotor gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung beinhaltet; und
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2 ist
eine Querschnittsansicht, welche eine herkömmliche Spaltrohrmotorpumpe
zeigt.
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Beste Art der Ausführung der
Erfindung
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Ein
Spaltrohrmotor und eine Spaltrohrmotorpumpe, die einen solchen Spaltrohrmotor
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung aufweist, werden unten mit Bezug auf 1 beschrieben
werden.
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Wie
in 1 gezeigt, beinhaltet eine Spaltrohrmotorpumpe
einen Spaltrohrmotor, welcher einen Stator 12 aufweist,
der in einem Motorrahmen 10 untergebracht ist, und einen
Rotor 16, welcher an einer Hauptwelle 14 befestigt
ist. Eine im Wesentlichen zylindrisches Statorgehäusekapsel 18 ist
derart vorgesehen, dass sie eine innere umlaufende Oberfläche des
Stators 12 hermetisch umschliesst, und eine im Wesentlichen
zylindrisches Rotorgehäusekapsel 20 ist
derart vorgesehen, dass sie eine äussere umlaufende Oberfläche des
Rotors 16 hermetisch umschliesst.
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Die
Hauptwelle 14 umfasst ein hohles Rohr 50, dessen
beide Enden mittels Aufbohren bearbeitet werden, und Verschlusselemente 52, 54,
welche in beide aufgebohrte Enden des handelsüblichen hohlen Rohrs 50 eingepasst
sind. Genauer wird das Verschlusselement 52, welches eine
Durchgangsbohrung 52a aufweist, in das aufgebohrte Ende
des hohlen Rohrs 50 auf der einem Laufrad gegenüberliegenden
Seite eingepasst, und ein innerer Ring 36b, welcher einen
Teil eines Lagers 36 bildet, wird an dem hervorstehenden
Ende des Verschlusselements 52 mittels eines Kragens (Hülse) 56 befestigt.
Das Verschlusselement 54, welches eine Durchgangsbohrung 54a aufweist,
wird in das aufgebohrte Ende des hohlen Rohrs 50 auf der
Seite des Laufrads eingepasst, und ein Stützbauteil 58 ist an
dem hervorstehenden Teil des Verschlusselements 54 befestigt. Das
Stützbauteil 58 stützt einen
inneren Ring 34a, der einen Teil eines Lagers 34 bildet.
Weiterhin weist das Verschlusselement 54 einen Vorsprung 54b an einem
Ende auf, der Vorsprung 54b weist auf seiner äusseren
umlaufenden Oberfläche
ein Aussengewinde auf, und eine Mutter 22 wird auf den
Vorsprung 54b geschraubt, um es dem Laufrad 26 zu
ermöglichen,
auf dem Vorsprung 54b befestigt zu werden. Das Laufrad 26 ist
in einem Pumpengehäuse 28 untergebracht,
welches durch das Zusammenfügen
gepresster Produkte geformt wird, die durch Formpressen von Blech,
wie beispielsweise einem rostfreien Stahlblech hergestellt werden,
und welches einen Ansauganschluss 28a und einen Auslassanschluss 28b aufweist.
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Eine
Aufnahme 30 ist zwischen dem Motorrrahmen 10 und
dem verpressten Pumpengehäuse 28 vorgesehen,
und die Hauptwelle 14 wird drehbar durch ein Lager 34,
das von einer an der Aufnahme 30 befestigten Lageraufnahme 32 gehalten
wird, und ein an der dem Flügelrad 26 gegenüberliegenden Seite
vorgesehenes Lager 36 gestützt.
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Gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
ist es nicht nötig,
die Hauptwelle 14 unter Verwendung eines Bohrers oder ähnlichen
zu durchbohren, weil die Hauptwelle ein hohles Rohr 50 beinhaltet,
welches durch Aufbohren oder ähnliches
zusätzlich
bearbeitet wird. Daher wird der Herstellungsprozess erleichtert, und
die benötigte
Arbeitszeit wird reduziert. Weiterhin ermöglichen es die Verschlusselemente 52 und 54 der
hohlen Hauptwelle 14, ausreichend steif zu sein, um die
innere Ringe 34a, 36b der Lager 34, 36 zu
tragen, und der Vorsprung 54b des Verschlusselements 54 gestattet
es dem Laufrad 26, an der hohlen Hauptwelle befestigt zu
werden.
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Weiterhin
wird die Statorgehäusekapsel 18 durch
Tiefziehen in eine zylindrische Aufnahmeform verarbeitet, sodass
die Statorgehäusekapsel 18 einen
Abschnitt mit geringerem Durchmesser an ihrem einen Ende aufweist,
und wird weiterhin durch Aufweiten derart verarbeitet, dass die
Statorgehäusekapsel 18 einen
Flansch an ihrem anderen, offenen Ende aufweist. Der Abschnitt mit
kleinerem Durchmesser 18a der Statorgehäusekapsel 18 wird
unbeweglich zwischen der inneren umlaufenden Oberfläche des
Motorrahmens 10 und einem äusseren Ring 36a des
Lagers 36 gehalten, und der am anderen offenen Ende der
Statorgehäusekapse 18 ausgeformte Flansch 18b wird
unbeweglich zwischen der Stirnseite des Stators 12 und
der Aufnahme 30 gehalten. Weiterhin befindet sich ein O-Ring 60 zwischen
der inneren umlaufenden Oberfläche
der Statorgehäusekapsel 18 und
der Aufnahme 30, um einen hermetisch verschlossenen Zustand
im Stator 12 zu bewahren.
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Daher
ist die Statorgehäusekapsel 18 ohne Schweissen
befestigt, der hermetisch verschlossene Zustand im Stator 12 kann
anstelle des Schweissens, das im herkömmlichen Prozess verwendet
wird, durch den O-Ring 60 bewahrt werden. Durch Vorsehen
des Flansches 18b an der Statorgehäusekapsel 18 weist
das Statorgehäuse
eine ausreichend gesteigerte Steifigkeit auf, um die Statorgehäusekapsel 18 davor
zu bewahren, aufgrund des inneren Pumpendrucks in Richtung der Innenseite
des Stators 12 verformt zu werden.
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Die
Rotorgehäusekapsel 20 weist
an einem Ende einen Abschnitt 20a mit kleinerem Durchmesser
auf. Eine Rotorseitenplatte 42 ist nur an dem einem offenen
Ende der Rotorgehäusekapsel 20 befestigt,
welches sich auf einer Laufradseite befindet, und welches an der äusseren
umlaufenden Oberfläche
der Hauptwelle 14 befestigt und angeschweisst ist. Der
Abschnitt 20a mit kleinerem Durchmesser der Rotorgehäusekapsel 20 ist
an der äusseren
umlaufenden Oberfläche
der Hauptwelle 14 festgeschweisst, und das offene Ende
der Rotorgehäusekapsel 20 ist
an der Rotorseitenplatte 42 festgeschweisst, und fixiert
dadurch die Rotorgehäusekapsel 20 in
einer vorbestimmten Position.
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Daher
kann eine der Rotorseitenplatten 42, welche bisher benötigt wurden,
ausgesondert werden, um dadurch die Anzahl der Schweissprozesse zu
verringern und den hermetisch verschlossenen Zustand des Rotors 16 zu verbessern.
Insbesondere war herkömmlicherweise
das Paar Rotorseitenplatten 42 an den beiden Enden des
Rotors 16 vorgesehen, und die Rotorseitenplatten 42 wurden
jeweils an die äussere
umlaufende Oberfläche
der Hauptwelle 14 und die beiden Ende der Statorgehäusekapsel 20 angeschweisst.
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Durch
die vorliegende Erfindung gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ist jedoch der Schweissprozess für eine der
Rotorseitenplatten nicht notwendig. Noch genauer kann, obgleich
der Schweissprozess der Hauptwelle 14 und der Rotorgehäusekapsel 20 am
Abschnitt 20a mit kleinerem Durchmesser notwendig ist,
der Schweissprozess der Rotorgehäusekapsel 20 und
einer der Rotorseitenplatten vermieden werden.
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Gemäß dieser
Spaltrohrmotorpumpe wird, wenn die Hauptwelle 14 und das
Flügelrad 26 einteilig
durch die Drehung des Rotors 16 gedreht werden, eine von
der Pumpe zu befördernde
Flüssigkeit
von dem Ansauganschluss 28a in das verpresste Pumpengehäuse 28 gezogen
und wird dann von dem Flügelrad 26 unter
Druck gesetzt und aus dem Auslassanschluss 28b nach aussen
abgegeben. Zur gleichen Zeit strömt
die von dem Flügelrad 26 abgegebene,
unter Druck stehende Flüssigkeit
durch einen Spalt zwischen der Statorgehäusekapsel 18 und der Rotorgehäusekapsel 20,
um den Motor zu kühlen, und
wird dann durch die Durchgangsbohrung 52a des Verschlusselements 52,
dem Inneren des hohlen Rohrs 50, und der Durchgangsbohrung 54a des
Verschlusselements 54 zur Ansaugseite des Motors zurückgeführt.
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Wie
oben beschrieben, kann die vorliegende Erfindung einen Spaltrohrmotor
bereitstellen, welcher einfacher hergestellt werden kann, um die
Arbeitsmannstunden zu reduzieren, und die Herstellungskosten zu
senken, ohne seine Leistung zu reduzieren, und eine Spaltrohrmotorpumpe,
welche einen solchen Spaltrohrmotor aufweist.
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Industrielle Anwendbarkeit
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Die
vorliegende Erfindung wird in einem Spaltrohrmotor und einer Spaltrohrmotorpumpe 20040
verwendet.