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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Diese
Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines rückseitigen
Gehäuses
für eine
magnetische Antriebspumpe, wobei die magnetische Antriebspumpe ein
Frontgehäuse
umfasst und ein rückseitiges
Gehäuse,
das zusammen mit dem Frontgehäuse
eine Pumpenkammer definiert, wobei das rückseitige Gehäuse übereinstimmend
mit einem in der Pumpenkammer befindlichen Pumpenrad drehbar ist
und zwischen einen Rotor mit einem angetriebenen Magneten und einem
außerhalb
diesen angeordneten Antriebsmagneten treten kann.
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Beschreibung des Stands der
Technik
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Das
rückseitige
Gehäuse
wird benötigt,
um bei Verwendung von chemischen Flüssigkeiten oder Halbleiterverarbeitungsflüssigkeiten
als Pumpenversorgungsfluid über
die notwendige Korrosionsbeständigkeit
und auch druckresistente mechanische Festigkeit zu verfügen, um
Druck zu widerstehen, der während
des Pumpvorgangs auf das Pumpenversorgungsfluid aufgebracht wird.
Für den
Fall, dass hochtemperaturreagierende Fluide als das Pumpenversorgungsfluid
verwendet werden, ist zusätzlich
zu der druckresistenten mechanischen Festigkeit Hitzebeständigkeit
nötig.
Unter den rückseitigen
Gehäusestrukturen
sind eine Einschlicht- oder Einelementstruktur, wobei ein einziges
Element die obigen Funktionen meistert, und eine sogenannte Doppelschichtstruktur,
die ein inneres Gehäuseelement
umfasst, das auf der Seite angeordnet ist, die mit dem Pumpenversorgungsfluid
in Kontakt ist, um der Korrosionsbeständigkeit genüge zu tun,
und ein Abdeckelement, das auf der Außenseite inneren Gehäuseelements
angeordnet ist, um der Druckbeständigkeit und
somit der mechanischen Festigkeit zu genügen. Beide Elemente dieser
Struktur werden benötigt,
um in ihrer Funktion hitzebeständig
zu sein.
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Das
aus einer Einelementstruktur bestehende rückseitige Gehäuse besteht
aus Materialien wie thermoplastischen Harzen, die leicht spritzgegossen werden
können
sowie korrosionsbeständig
sind, und anfälligen
oder zerbrechlichen Materialen, typischerweise Keramiken. Die thermoplastischen
Harze sind jedoch unzulänglich
im Hinblick auf die Druckbeständigkeit
und hitzebeständige
mechanische Festigkeit. Den Keramiken andererseits bereiten Temperaturänderungen
Probleme und sie führen
zudem zu hohen Herstellungskosten, gleichwenn sie hohe druckbeständige mechanische
Festigkeit bieten. Zur Verbesserung dieser Nachteile wird die oben
erwähnte
Doppelschichtstruktur vorgeschlagen. In einer Ausführungsform
dieser Struktur wird für
das innere Gehäuseelement
ein reichlich korrosionsbeständiger
und leicht zu gießender
thermoplastischer Harz verwendet und als das Abdeckelement mit mechanischer Festigkeit
wird eine Metallabdeckung benutzt. Die Metallabdeckung führt jedoch
zu steigenden Kosten und bereitet auch Probleme durch Einschränkung der
Arbeitsleistung aufgrund von in dem Raum zwischen den Antriebs-
und angetriebenen Magneten erzeugtem Foucault'schen Strom und auch beim Anbringen
des inneren Gehäuseelements
bei Hitzebildung. Um diese Probleme zu meistern wird vorgeschlagen,
das mechanische Festigkeit aufweisende Abdeckelement aus faserverstärkten Kunststoffen
zu bilden, die Verbundwerkstoffe sind, die man erhält durch
Kombination eines faserigen Verstärkungsmaterials, um für die mechanische
Festigkeit zu sorgen, und thermoplastischen Harzes. Jedoch wird
in diesem Fall die mechanische Festigkeit durch Temperaturanstieg
des thermoplastischen Harzes zwangsläufig reduziert. Ein weiterer
Vorschlag für
ein Abdeckelement weist eine Struktur auf, die man erhält durch Kombination
eines thermoplastischen Harzes und eines faserigen Verstärkungsmaterials.
Diese Struktur weist den Vorteil auf, dass die mechanische Festigkeit
unabhängig
von Temperaturänderungen
relativ stabil gehalten werden kann. Jedoch besteht das Herstellungsproblem,
dass der Grad der Formfreiheit sehr gering ist, was zu hohen Herstellungskosten führt.
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Jedenfalls
wird das rückseitige
Gehäuse
jeder der oben beschriebenen Ausführungen in einem begrenzten
Raum zwischen dem Antriebsmagnet und einem Rotor mit einem angetriebenen
Magneten angeordnet. Daher sind Beschränkungen auferlegt hinsichtlich
der Materialstärke,
und somit ist es extrem schwierig geworden eine Form zu erhalten,
die hinsichtlich der mechanischen Festigkeit vorteilhaft ist.
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Aus
der
FR-A-2 672 344 ist
ein rückseitiges Gehäuse für eine Magnetpumpe
bekannt, die die strukturellen Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs
1 umfasst. Das rückseitige
Gehäuse
umfasst einen Flanschabschnitt, der auf dem vorderseitigen Gehäuse des
Pumpenkörpers
befestigt ist, ein zylindrisches Trommelteil, das zwischen dem Rotor
und dem Antriebsmagnet der Pumpe angeordnet ist, wobei das Trommelteil
ein mit dem Flanschabschnitt integrales vorderes Ende hat, und ein
hinteres Ende, das integral ist mit dem hinteren Ende des Trommelteils,
das ein geschlossenes hinteres Ende aufweist. Das Trommelteil weist
Verstärkungen
auf, die in Form von Fasern ausgebildet sein können. Dabei stellen die Fasern
ein integrales Bestandteil des Trommelteils dar. Das Trommelteil
ist zusammen mit den Verstärkungsfasern
als eine Einheit hergestellt.
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Für eine dynamoelektrische
Maschine schlägt
die
GB-A-2 145 882 eine
zylindrische Membranstruktur vor, die zwischen dem Stator und dem Rotor
angeordnet ist. Dabei kann die Membranstruktur einen Verstärkungsabschnitt
umfassen, der einen Walzdraht aufweist, der spulenförmig gewickelt
ist und dessen beide Enden an dem geflanschten Abschnitt und dem
Bodenabschnitt der Membranstruktur befestigt sind.
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Aus
der
US-A-4,850,818 ist
eine korrosionsbeständige
Magnetpumpe mit einem rückseitigen Gehäuse bekannt,
das in einem zylindrischen Trommelteil Verstärkungselemente in Form einer
aus unmagnetischem Metall wie Nickelbasislegierungen bestehenden
Abdeckung aufweist.
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Die
vorliegende Erfindung ist in Anbetracht der obigen verschiedenen
Probleme entstanden und hat zur Aufgabe das Zurverfügungstellen
eines rückseitigen
Gehäuseaufbaus
für eine
magnetisch angetriebene Pumpe, die wegen der Foucault'schen Stromerzeugung
kein Metall verwendet, was kein erwünschtes Material darstellt,
sondern ein synthetisches Harzmaterial wählt, so dass jeder für das rückseitige
Gehäuse
wichti gen Funktion ausreichend Rechnung getragen wird und es auch
zu geringen Kosten hergestellt werden kann.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Um
das oben genannte Ziel zu erreichen, sieht die vorliegende Erfindung
ein Verfahren zur Herstellung eines rückseitigen Gehäuses für eine magnetisch
angetriebene Pumpe vor, wobei die magnetisch angetriebene Pumpe
ein frontseitiges Gehäuse
umfasst, mit einem in Richtung der Längsachse gerichteten Einlasskanal
und einem in radialer Richtung gerichteten Auslasskanal, wobei das
rückseitige
Gehäuse
zusammen mit dem Frontgehäuse eine
innere Pumpenkammer mit in der Pumpenkammer angeordnetem Pumpenrad
definiert, einen Rotor, um übereinstimmend
mit dem Pumpenrad gedreht zu werden, und einen angetriebenen Magneten aufweisend,
Rotortragemittel, um den Rotor drehend zu stützen, und einen derart auf
der Außenseite
des rückseitigen
Gehäuses
angeordneten Antriebsmagneten, dass dieser dem angetriebenen Magneten
auf dem Rotor über
das rückseitige
Gehäuse
gegenüberliegt
und magnetisch an den angetriebenen Magneten gekoppelt ist, um eine
mit dem Pumpenrad übereinstimmende
Drehung des Rotors zu bewirken, wobei zur Ausführung des Pumpvorgangs ein
Pumpenversorgungsfluid wie ein chemisches Fluid oder ein Halbleiter
bearbeitendes Fluid veranlasst wird, in die Pumpenkammer von dem
Einlasskanal und aus der Pumpenkammer von dem Auslasskanal zu fließen, wobei
das rückseitige
Gehäuse
umfasst: ein inneres Gehäuseelement
mit einem auf dem Frontgehäuse befestigten
Flanschabschnitt, ein zwischen dem Rotor und dem Antriebsmagneten
eingefügtes
zylindrisches Trommelteil, wobei das Trommelteil ein mit dem Flanschabschnitt
integrales vorderes Ende und ein hinteres Ende aufweist, und ein
hinterer Endabschnitt, integral mit dem hinteren Ende des Trommelteils
und ein geschlossenes hinteres Ende aufweisend, wobei das innere
Gehäuseelement
das Pumpenversorgungsfluid in der Pumpenkammer direkt berührt, wobei
das Verfahren die Schritte umfasst: Anfertigen eines gurtartigen
Ringelements durch Schneiden eines zylindrischen Werkteils in eine
Breite, die kleiner ist, als die Länge des zylindrischen Trommelteils
des inneren Gehäuseteils;
aufgewickeltes Befestigen des verstärkenden gurtartigen Ringelements
auf der äußeren Peripherie
des zylind rischen Trommelteils des inneren Gehäuseteils; und Befestigen eines
Gehäuseabdeckelements auf
der äußeren Peripherie
des inneren Gehäuseelements
mit aufgewickelt auf der äußeren Peripherie des
zylindrischen Trommelteils zwischen dem inneren Gehäuseelement
und dem Gehäuseabdeckelement
befestigtem verstärkenden
gurtartigem Ringelement, wobei das Gehäuseabdeckelement in seiner Form
dem inneren Gehäuseelement
entspricht und einen Flanschabschnitt, ein zylindrisches Trommelteil
und einen hinteren Endabschnitt aufweist, wobei das innere Gehäuseelement,
das verstärkende
gurtartige Ringelement und das Gehäuseabdeckelement zur Montage
und Demontage geeignet sind.
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In
dem rückseitigen
Gehäuse
der Anordnung, bei auf der Außenperipherie
des zylindrischen Trommelteils des inneren Gehäuseelements befestigtem verstärkenden
gurtartigen Ringelement, ist es möglich, das Phänomen des
Verformens oder Extrudierens des Trommelteils aufgrund von Hitze und/oder
Druck zu verhindern. Ist das gurtartige Ringelement so angeordnet,
dass es zwischen die beiden Elemente des rückseitigen Gehäuses mit
Doppelschichtstruktur dringt, so erhält man ein rückseitiges
Gehäuse
mit dreischichtiger Struktur, die den für das rückseitige Gehäuse wegen
der Anhäufung
der individuellen Aufgaben wichtigen Funktionen ausreichend genügen kann.
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Gemäß eines
bevorzugten Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das oben erwähnte innere
Gehäuseelement aus
thermoplastischem Harz besteht, das oben beschriebene Gehäuseabdeckelement
aus thermoplastischem Harz besteht oder aus einem Material, das sich
aus einer Kombination aus dem thermoplastischen Harz und einem diesem
zugesetzten faserigen Verstärkungsmaterial
besteht, und das obige verstärkende
Ringelement aus einem Material gebildet ist, das sich zusammensetzt
aus einer Kombination aus thermoplastischem Harz und einem faserigen
Verstärkungsmaterial.
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Im
rückseitigen
Gehäuse
dieser Anordnung kann das innere Gehäuseelement, das mit dem Pumpenversorgungsfluid
in unmittelbaren Kontakt steht, aus einem korrosionsbeständigen thermoplastischen Harz
bestehen, und das Gehäuseabdeckelement kann
aus einem reichlich druckresistenten thermoplastischen Harz bestehen
oder aus einem Verbundwerkstoff, gebildet aus einer Kombination
aus solch thermoplastischen Harz und Verstärkungsfasern, um den Harz zu
verstärken
und durch Strangpressen herstellbar zu sein, während das gurtartige Ringelement
unter Verwendung eines Verbundmaterials gebildet werden kann, das
aus einer Kombination aus thermoplastischem Harz und faserigem Verstärkungsmaterial
besteht. Da die Kombination aus thermoplastischem Harz und Verstärkungsfasern,
was ein Material darstellt, das die Gestaltung und Formung in ein
freies Profilteil schwerlich zulässt,
verarbeitet werden kann, um eine einfache ringförmige Form zu erhalten, wird
eine kostengünstige
Herstellung ermöglicht.
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Entsprechend
einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das obige verstärkende gurtartige
Ringelement zumindest in einem Bereich angeordnet ist, in dem der
Antriebsmagnet und der angetriebene Magnet des Rotors einander gegenüberstehen.
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Bei
dieser Anordnung, mit in einem Bereich angeordneten gurtartigen
Ringelement, in dem der angetriebene Magnet und der Antriebsmagnet
magnetisch aneinander gekoppelt sind, um das Trommelteil des inneren
Gehäuseelements
zu verstärken,
ist es möglich,
die verstärkende
Wirkung zu steigern.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die
obigen und anderen Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden
durch Lesen der folgenden detaillierten auf die Zeichnungen Bezug
nehmende Beschreibung ersichtlicher. Es zeigen:
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1 eine
Schnittdarstellung einer magnetisch angetriebenen Pumpe mit einer
ersten Ausführungsform
der rückseitigen
Gehäuseanordnung
gemäß der Erfindung;
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2 eine
Explosionsseitendarstellung des rückseitigen Gehäuses in 1;
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3 eine
Perspektivdarstellung, die die Herstellungsweise des verstärkenden
gurtartigen Ringelements aus 2 zeigt;
und
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4 eine
Schnittdarstellung, die eine magnetisch angetriebene Pumpe mit einer
zweiten Ausführungsform
der rückseitigen
Gehäuseanordnung gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNGEN
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nun
werden Ausführungsformen
einer rückseitigen
Gehäuseanordnung
gemäß der vorliegenden
Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. 1 zeigt
eine magnetisch angetriebene Pumpe mit einer ersten Ausführungsform der
rückseitigen
Gehäuseanordnung
gemäß der vorliegenden
Erfindung. Als 1 bezeichnet ist ein Pumpenkörper, als 2 ein
Frontgehäuse,
das auf dem Pumpenkörper 1 an
einem Ende dieses befestigt ist und einen Einlasskanal 3 aufweist,
der in Richtung entlang der Längsachse
X-X des Pumpenkörpers 1 der
magnetisch angetriebenen Pumpe gerichtet ist, und einen in radiale
Richtung gerichteten Auslasskanal 4, als 5 ein
rückseitiges
Gehäuse
mit einer Doppelschichtstruktur aus Kunstharz, die zusammen mit dem
frontseitigen Gehäuse
eine innere Pumpenkammer 6 definiert, als 7 ein
in der Pumpenkammer 6 angeordnetes Pumpenrad, als 8 ein übereinstimmend mit
dem Pumpenrad 7 zu drehender Rotor mit einem angetriebenen
Magneten 9 in einem abgedichteten Zustand, als 10 eine
Spindel als ein in der Längsachse
X-X angeordnetes Rotationsunterstützungsmittel zur drehbaren
Unterstützung
des Rotors 8 über
ein Lager 11 und mit einem vorderen Ende (d. h. linkes Ende
in 1), das an einer vorderseitigen Stütze 12 befestigt
ist, die an der inneren Peripherie des Einlasskanals 3 des
frontseitigen Gehäuses 2 befestigt ist,
und einem hinteren Ende (d. h. rechtes Ende in 1),
dass in einem gesicherten Zustand im rückseitigen Gehäuse 5 gehalten
wird, als 13 ein Antriebsmagnet, der an der Außenseite
des rückseitigen
Gehäuses 5 angeordnet
ist, so dass er dem angetriebenen Magneten 9 in dem Rotor 8 über das rückseitige
Gehäuse 5 in
der radialen Richtung gegenübersteht,
und als 14 ein den Antriebsmagneten 13 in einem
Endteil der inneren Peripherie stützendes Tragemittel, das über eine
Antriebswelle 14 an einen Antriebsmotor (nicht dargestellt)
gekoppelt ist, um den Antriebsmagnet 13 anzutreiben sich
mit dem Motordrehmoment zu drehen.
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Wird
der Antriebsmagnet 13 zur Drehung um die Längsachse
X-X angetrieben, so wird ein Pumpbetrieb derart durchgeführt, dass
der Rotor 8 übereinstimmend
mit dem Pumpenrad 7 durch die magnetische Kopplung der
einander zugewandten Antriebs- und angetriebenen Magneten 13 und 9 gedreht
wird, um zu bewirken, dass das Pumpenversorgungsfluid aus dem Einlasskanal 3 in
die Pumpenkammer 6 und somit durch das Pumpenrad 7 fließt, um aus
dem Auslasskanal 4 abgelassen zu werden. Während dieser
Zeit sind das Pumpenrad 7 und der Rotor 8 in Bewegungen
in die X-X-Richtungen
der Achsen beschränkt.
Speziell die Vorwärtsbewegung
ist eingeschränkt
durch den Eingriff eines an dem Pumpenrad vorgesehenen Öffnungsrings 7a mit
einem an dem frontseitigen Gehäuse 2 vorgesehenen
Abdichtungsring 2a, während
die Rückwärtsbewegung
begrenzt wird durch einen rückseitigen
an dem Rotor 8 vorgesehenen Reibring 8a und einem
rückseitigen
an dem rückseitigen
Gehäuse 5 vorgesehenen
Längslager 5a.
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Die
Durchflussweganordnung ist derart, dass während des Pumpvorgangs das
Pumpenversorgungsfluid in der Pumpenkammer 6 teilweise überbrückend durch
einen Raum zwischen dem rückseitigen
Gehäuse 5 und
dem Rotor 8 von hinter dem Pumpenrad in einen tiefen Raum
des hinteren Gehäuses 5 hinein
fließt.
Somit berührt
das Pumpenversorgungsfluid immer unmittelbar die innere Peripherie
des rückseitigen
Gehäuses 5,
und Druck und Hitze werden unmittelbar von dem Fluid zu dem rückseitigen
Gehäuse 5 übertragen.
Daher ist eine Anordnung zur Bewältigung
dieses Bypass-Stroms erforderlich. Dies ist so, weil insbesondere
der Raum zwischen dem Rotor 8 mit dem angetriebenen Magneten 9 und
dem Antriebsmagnet 13 sehr klein definiert ist, um bessere
magnetische Kopplungswirkung zur Verfügung zu stellen, um so im Fall
von Deformation des störenden
rückseitigen
Gehäuses 5 aufgrund
der Wirkung von Druck und/oder Hitze die Möglichkeit der Betriebsstörung zur
Folge zu haben, wenn das rückseitige
Gehäuse 5 den
Rotor 8 oder den Antriebsmagnet 13 berührt.
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2 zeigt
das in 1 dargestellte erfindungsgemäße rückseitige Gehäuse in einem
aufgelösten
Zustand. Das innere Gehäuseelement
ist mit 20 gekennzeichnet und umfasst einen Flanschabschnitt 20a,
ein zylindrisches Trommelteil 20b mit einem vorderen Ende,
das integral ist mit dem Flanschabschnitt 20a, und einen
hinteren Endab schnitt 20c, der mit dem hinteren Ende des
Trommelteils 20b integral ist und ein geschlossenes rückseitiges Ende
aufweist. Der hintere Endteil 20c umfasst einen integralen
rückseitigen
Trageteil 20d (1), der in einem inneren Mittelteil
gebildet ist und das rückseitige
Ende der Spindel 10 trägt.
Das innere Gehäuseelement 20 ist
aus einem hoch korrosionsbeständigen Kunstharz
geformt, zum Beispiel einem thermoplastischen Harz wie Fluorharz,
und wird durch Spritzgießen
hergestellt. Als andere thermoplastischen Harze können Polypropylen
(PP), Polyphenylenether (PPE) und Polyphenylensulfide (PPS) verwendet
werden.
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Wie
in 1 dargestellt, ist das Flanschteil 20a des
inneren Gehäuseelements 20 über ein
Dichtungselement 16, wie ein O-Ring oder eine Dichtung, derart
an dem vorderseitigen Gehäuse
befestigt, dass der Pumpenkörper 1 festgeklemmt
ist, und das zylindrische Trommelteil 20b ist zwischen
dem Rotor 8 und dem Antriebsmagnet 13 angeordnet.
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In 2 ist
ein Gehäuseabdeckelement
mit 21 gekennzeichnet, das eine dem inneren Gehäuseelement
entsprechende Form und einen Flanschabschnitt 21a, ein
zylindrisches Trommelteil 21b und einen hinteren Endabschnitt 21c aufweist,
wobei diese Abschnitte bzw. Teile miteinander integral sind. Das
Gehäuseabdeckelement 21 bildet
das rückseitige
Gehäuse 5 zusammen
mit dem rückseitigen
Gehäuseelement 20.
Die Flanschabschnitte 20a und 21a, die Trommelteile 20b und 21b und
die hinteren Endabschnitte 20c und 21c bilden
einen Flanschabschnitt, ein Trommelteil und hinteren Endabschnitt des
rückseitigen
Gehäuses 5.
Das Gehäuseabdeckelement 21 besteht
aus Kunstharz, zum Beispiel solchem thermoplastischen Harz wie Polyamid
(PA), PP und PPS, oder faserverstärktem Plastikmaterial, hergestellt
aus einer Kombination des obigen als Basis benutzten synthetischen
Harzes und verstärkendem faserartigen
Verstärkungsmaterial,
und es ist als ein einteiliges Spritzgießteil hergestellt. Somit wird
das Gehäuseabdeckelement 21 erhalten,
das eine höhere
Druckbeständigkeit
aufweist, als das innere Gehäusematerial 20.
Wie in 1 dargestellt, wird der Flanschabschnitt 21a an
dem vorderseitigen Gehäuse 2 befestigt,
wenn er über
das innere Gehäuseelement 20 hinausgeht
und zwischen das vorderseitige Gehäuse 2 und den Pumpenkörper 1 geklemmt
wird. Als das faserartige Verstärkungsmaterial
können Aramidfasern,
typi scherweise „KEVLAR" (ein Markenname),
Karbonfasern und Glasfasern verwendet werden.
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Mit 22 wird
in 2 ein verstärkendes
gurtartiges Ringelement gekennzeichnet. Wie in 1 dargestellt,
ist das verstärkende
gurtartige Ringelement derart montiert, dass es gewunden auf der äußeren Peripherie
des zylindrischen Trommelteils 20b des inneren Gehäuseelements 20 angebracht
ist, um Verformung oder Extrusion des Trommelteils 20b zu unterdrücken. Das
gurtartige Ringelement 22 ist von geringerer Breite, als
die Länge
des Trommelteils 20b des inneren Gehäuseelements 20, und
auch schmäler
als die Länge
des Trommelteils 21b des Gehäuseabdeckelements 21.
Die Länge
des Trommelteils 20b wird entlang der Längsachse X-X der Pumpe 1 oder
der magnetisch angetriebenen Pumpe berechnet. Das gurtartige Ringelement 22 ist
derart konfektioniert, dass es auf dem Trommelteil 20b angebracht
und durch das Gehäuseabdeckelement 21 abgedeckt
ist, wodurch in der Gesamtheit ein rückseitiges Gehäuse mit
einer Dreischichtstruktur zur Verfügung gestellt wird.
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Das
verstärkende
gurtartige Ringelement 22 ist wünschenswerterweise als eine
Verbundstruktur ausgebildet, hergestellt aus einer Kombination eines thermoplastischen
Harzes als eine Basis und eines faserartigen Verstärkungsmaterials,
das zur Verstärkung
zugefügt
wurde. Somit ist es möglich,
ein Verstärkungselement
zur Verfügung
zu stellen, das stark hitzeunempfänglich ist, wobei es positive
Unterdrückung
der Deformation oder Extrusion des Trommelteils des inneren Gehäuseelements 20 zulässt. Als das
thermoplastische Harz kann Epoxyd, Polyester, Vinylester, Phenol
etc. verwendet werden und als das faserartige Verstärkungsmaterial
können
Aramidfasern, typischerweise „KEVLAR" (ein Markenname) wie
oben erwähnt,
Karbonfasern, Glasfasern etc. verwendet werden.
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Das
verstärkende
gurtartige Ringelement 22 ist wünschenswerterweise auf dem
Trommelteil 20b des inneren Gehäuseelements 20 sowohl
zwischen dem inneren Gehäuseelement 20 als
auch dem Gehäuseabdeckelement 21,
wie in 1 dargestellt, montiert, d. h. in einem Bereich
angeordnet, in welchem der Antriebsmagnet 13 und der angetriebene Magnet 9 des
Rotors 8 einander gegenüberliegen. Dieser
Bereich ist der art, dass die beiden Magnete 9 und 13,
die magnetisch miteinander gekoppelt sind, darin gegenüberliegen,
und dass dessen Raumausdehnung beschränkt ist. Dabei ist es besonders
wichtig, in diesem Bereich die Deformation oder Extrusion des Trommelteils 20b zu
unterdrücken.
Die Unterdrückung
solcher Deformation oder Extrusion kann erreicht werden durch dichtes
Verstärken
des Trommelteils 20b durch das verstärkende gurtartige Element 22,
das gewunden auf der äußeren Peripherie des
Trommelteils 20b angebracht ist, das einen Punkt oder Bereich
bildet, der am meisten durch Druck und Hitze nachteilig beeinflusst
wird, resultierend in unerwünschter
Deformation oder Extrusion und Bruch in dem äußerst rückseitigen Gehäuse 5. Das
Gehäuseabdeckelement 21 kann
daher durch Verwendung eines thermoplastischen Harzes gebildet werden,
der schwach hitzebeständig
ist, da es sogar in diesem Fall zusammen mit der Hilfskraft des gurtartigen
Ringelements 22 für
ausreichende Abdeckfunktion sorgen kann.
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Wie
in 3 dargestellt, kann das gurtartige Ringelement 22 leicht
hergestellt werden, indem ein zylindrisches Arbeitsteil 23 in
eine gewünschte
Breite geschnitten wird und als das Arbeitsmaterial kann etwas verwendet
werden, das schwer in eine komplizierte Form gebracht werden kann.
Auch ist das Material handelsüblich.
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Da
Demontage von dem Zustand, in dem das rückseitige Gehäuse 5,
wie in 1 dargestellt, montiert ist, in den in 2 dargestellten
Zustand einfach durchzuführen
ist, können
auch die Arbeiten für
Montage und Austausch von Teilen leicht ausgeführt werden.
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In
der obigen Beschreibung der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen rückseitigen Gehäuses wurden
verschiedene Beispiele an Materialen der einzelnen Teile aufgezeigt.
Während
das innere Gehäuseelement 20,
das das rückseitige
Gehäuseelement 5 bildet,
und das Abdeckelement 21, das über die Außenseite des inneren Gehäuseelements 20 hinausragt,
aus Materialien gebildet sind, die aus Kunstharz als Basis bestehen,
sind in weiterem Sinn des erfindungsgemäßen Gegenstands die Arten des
synthetischen Harzes nicht speziell beschränkt. Ebenso ist das Material
des gurtartigen Ringelements 22 nicht speziell beschränkt. Des
Weiteren ist in einem umfassenden Sinn das erfindungsgemäße gurtartige
Ringelement 22 auch auf ein rückseitiges Gehäuse anwendbar,
in welchem beide Elemente 20 und 21 aus anderen
Materialien als dem synthetischen Harz gebildet sind.
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In
der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird das dargestellte rückseitige
Gehäuse 5 durch
zwei Schichten der inneren und äußeren Gehäuseelemente 20 und 21 gebildet,
und das gurtartige Ringelement 22 ist auf der äußeren Peripherie
des Trommelteils 20b der inneren Gehäuseelemente 20 angebracht.
Jedoch ist es ebenfalls möglich,
das gurtartige Ringelement 22 auf der äußeren Peripherie des Trommelteils 21b des äußeren Gehäuseelements
zu befestigen.
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Des
Weiteren ist die rückseitige
Gehäuseanordnung
auch im Zusammenhang mit einer magnetisch angetriebenen Pumpe anwendbar,
die ein Trennelement mit derselben Funktion aufweist, wie die Spindel 10 als
das Drehstützelement,
das durch den frontseitigen Träger 12 und
den rückseitigen
Trägerteil 20d getragen
wird, wie dies im ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung beschrieben und in 4 dargestellt
ist.
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4 zeigt
die Konstruktion einer magnetisch angetriebenen Pumpe mit einem
rückseitigen Gehäuse als
eine zweite Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. In der Figur sind Teile wie diese in der
ersten Ausführungsform
durch gleiche Bezugszeichen und Symbole gekennzeichnet und werden nicht
speziell beschrieben.
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In 4 wird
mit 30 ein Trennelement gekennzeichnet, das eine innere
Bohrung 30a aufweist, die sich in der Längsachse X-X erstreckt. Das
Trennelement 30 ist zwischen dem Pumpenelement 1 und dem
vorderseitigen Gehäuse 2 angeordnet
und wird in einem abgedichteten Zustand im Pumpenkörper 1 und
dem frontseitigen Gehäuse 2 über Dichtungselemente 31 bzw. 32,
wie O-Ringe oder Dichtungen, montiert. In der Beschreibung dieses
Ausführungsbeispiels
bildet das Trennelement 30 Teil des vorderseitigen Gehäuses 2.
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Der
Rotor 8 weist einen Schaftabschnitt 8a auf, der
sich in der Längsachse
X-X erstreckt. Der vordere Endabschnitt des Schaftabschnitts 8a ist
an das Pumpenrad 7 an geschraubt und wird drehbar gestützt über eine
Verbindungsmuffe 33 und einem Lager 34 in der
Innenbohrung 30a des Trennelements 30. Somit wird
der Rotor 8 einheitlich mit dem Pumpenrad 7 gedreht,
wobei das Trennelement 30 als ein drehendes Stützelement
dient. Das Pumpenversorgungsfluid in der Pumpenkammer 6,
in welcher das Pumpenrad 7 angeordnet ist, erfährt innerhalb
des rückseitigen
Gehäuses
höheren
Druck aufgrund von bei der Drehung des Pumpenrads 7 erzeugten Drucks,
und dringt von dem Hochdruck erfahrenden rückseitigen Gehäuse 6 durch
zu der Seite des Einlasskanals 3 des Pumpenrads 7,
wo ein niedrigerer Druck herrscht. Das Pumpenversorgungsfluid durchdringt
einen Weg, der zunächst
durch eine Durchlassbohrung 30b fließt, die in dem Trennelement 30 angeordnet
ist, in das rückseitige
Gehäuse 6 hinein und
somit durch das Lager 34 und die Verbindungsmuffe 33 und
auch durch eine durchgehende Bohrung 7a, die in dem Pumpenrad 7 ausgebildet
ist, zur Seite der Einlassöffnung 3 des
Pumpenrads 7.
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Was
die Bewegung des Rotors 8 in Richtung der Längsachse
X-X betrifft, so ist die Vorwärtsbewegung
eingeschränkt
durch den gegenseitigen Eingriffs der Längslager 35 und 36 des
Trennelements 30 bzw. des Pumpenrads 7, während die
Rückwärtsbewegung
eingeschränkt
ist durch den gegenseitigen Eingriff von gebogenen rückseitigen
Endabschnitten der Verbindungsmuffe 33 bzw. des Lagers 34.
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Was
die laminare Struktur betrifft, so hat das rückseitige Gehäuse 5 eine
Doppelschichtstruktur wie in der ersten Ausführungsform, d. h., es besteht aus
dem inneren Gehäuseelement 20 und
dem Gehäuseabdeckelement 21,
das ablösbar über die äußere Peripherie
des inneren Gehäuseelements 20 hinausragt.
Die Elemente 20 und 21 bilden das rückseitige
Gehäuse 5 und
sind jeweils einteilige Elemente mit Flanschabschnitten 20a und 21a,
die jeweils über ein
Dichtungselement 31 oder 32, wie O-Ring oder eine
Dichtung, auf dem Trennelement 30 montiert sind, das einen
Teil des vorderseitigen Gehäuses 2 bildet,
und in einem zwischen dem Trennelement 30 und dem Pumpenkörper 1 eingeschobenen
Zustand gehalten werden, wobei zylindrische Trommelabschnitte 20b und 21b jeweils
zwischen den Antriebsmagnet 13 und den Rotor 8 treten,
und rückseitige Endabschnitte 20c und 21c jeweils
integral mit dem rückseitigen
Ende des zuge hörigen
Trommelabschnitts sind. Die Materialien der Elemente 20 und 21 sind
wie die zuvor im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform
beschriebenen.
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Das
rückseitige
Gehäuse 5 unterscheidet sich
dadurch von dem rückseitigen
Gehäuse 5 der ersten
Ausführungsform,
dass der rückseitige
Endabschnitt 20c des inneren Gehäuseelements 20, um
Unterschied zur ersten Ausführungsform,
kein Teil zur Stützung
des rückseitigen
Endes der Spindel 10 aufweist.
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Wie
in 4 dargestellt, ist in der magnetisch betriebenen
Pumpe mit obiger Struktur das erfindungsgemäße gurtartige Ringelement 22 an
der äußeren Peripherie
des Trommelabschnitts des rückseitigen
Gehäuses 5 angebracht,
d. h., der äußeren Peripherie
des Trommelabschnitts 21b der rückseitigen Gehäuseabdeckung 21.
Das gurtartige Ringelement 22 ist schmäler als die Länge des
Trommelabschnitts 21b und auch schmäler als die Länge des Trommelabschnitts 20b des
inneren Gehäuseelements 20.
Die Länge
des Trommelabschnitts 21b wird entlang der Längsachse
X-X des Pumpenkörpers 1 oder
der magnetisch angetriebenen Pumpe berechnet. Das gurtartige Ringelement 22 ist
in einem Bereich angeordnet, in welchem sich die beiden Magneten 13 und 9 radial
gegenüberliegen,
und zusätzlich
an einem zentralen Teil des Trommelabschnitts des rückseitigen
Gehäuses.
Das gurtartige Ringelement 22 besteht aus einem Material,
wie das in Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform beschriebene. Das
auf dem Trommelabschnitt vorgesehene gurtartige Ringelement 22 verstärkt den Trommelabschnitt
und verhindert definitiv Deformation oder Extrusion des rückseitigen
Gehäuses 5,
insbesondere von dessen Trommelabschnitt, der sehr bruchgefährdet ist
aufgrund von Druck und Hitze des Pumpenversorgungsfluids während des
Pumpvorgangs, wodurch die gewünschten
Funktionen des rückseitigen
Gehäuses
ausreichend zur Verfügung gestellt
werden.
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In
der zweiten Ausführungsform
ist es wie in der ersten Ausführungsform
möglich,
das gurtartige Ringelement 22 zwischen dem inneren Gehäuseelement 20 und
dem Gehäuseabdeckelement 21 anzuordnen.
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Des
Weiteren kann das Ringelement 22, obwohl es in der zweiten
Ausführungsform
wie in der ersten Ausführungsform
mit einer aus zwei trennbaren Elementen gebildeten Doppelschichtstruktur
versehen ist, d. h., aus dem inneren Gehäuseelement 20 und
dem Gehäuseabdeckelement 21,
im Fall eines aus einer Einschicht- oder Einelementstruktur bestehenden
rückseitigem
Gehäuses
auch auf der äußeren Peripherie
des Trommelabschnitts vorgesehen sein, wodurch ein gewünschter
Verstärkungseffekt erzielt
wird.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung im Zusammenhang mit den bevorzugten Ausführungsbeispielen
beschrieben wurde, sind diese nicht einschränkend und die Struktur der
magnetisch angetriebenen Pumpe und die Struktur des rückseitigen Gehäuses als
Basis der magnetisch angetriebenen Pumpe können verschieden Änderungen
und Modifikationen unterliegen. Insbesondere die Dimensionen wie
die Breite und das Material des verstärkenden gurtartigen Ringelements 22,
die zuvor in Verbindung mit den Ausführungsbeispielen beschrieben
wurden, sind nicht auf diese in den obigen Ausführungsbeispielen zu beschränken, sondern
können
so gewählt werden,
wie es in der Gestaltung der mechanischen Festigkeit des gewollten
kompletten rückseitigen
Gehäuses
gewünscht
wird.
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Wie
zuvor beschrieben, ist in der rückseitigen
Gehäuseanordnung
gemäß der vorliegenden
Erfindung ein ausreichender Verstärkungseffekt erzielbar, indem
das verstärkende
gurtartige Ringelement auf der äußeren Peripherie
des Trommelabschnitts des rückseitigen
Gehäuses
angebracht wird, welches die schwächste mechanische Festigkeit
aufweist. Da das gurtartige Ringelement eine einfache Form aufweisen
kann ist es zudem möglich,
ein Material zu wählen,
das nur schwer in eine komplizierte Form gebracht werden kann. Zum
Beispiel kann das rückseitige
Gehäuse
daher aus einem Kunstharz geformt sein, der durch Spritzgießen verarbeitet
werden kann, und somit ist es möglich
ein rückseitiges
Gehäuse
zur Verfügung
zu stellen, das als Ganzes kostengünstig hergestellt werden kann
und stabil ist nicht nur in Bezug auf Korrosion sondern auch auf
Druck und Hitze.