DE69212191T2

DE69212191T2 - Rotor eines Spaltmotors für eine Spaltrohrmotorpumpe

Info

Publication number: DE69212191T2
Application number: DE69212191T
Authority: DE
Inventors: Woo Sung Baek
Original assignee: LG Electronics Inc
Current assignee: LG Electronics Inc
Priority date: 1991-03-20
Filing date: 1992-03-13
Publication date: 1997-04-03
Anticipated expiration: 2012-03-14
Also published as: EP0504994A2; US5304877A; EP0504994A3; EP0504994B1; DK0504994T3; DE69212191D1; JPH06261508A

Description

Die Erfindung betrifft einen Läufer eines Spaltrohrmotors bzw. versiegelten Motors für eine Spaltrohrmotorpumpe bzw. Pumpe eines versiegelten Motors, welcher eine Drehbewegung durch elektromagnetische Wechselwirkung mit einem Stator ausführt, wie z.B. in der US- Veröffentlichung 2,758,226 beschrieben.
Eine Spaltrohrmotorpumpe mit einem darin montierten Spaltrohrmotor ist im allgemeinen vom Typ, der in Fig. 1 der zugehörigen Zeichnungen abgebildet ist, in welchen der an einer Seite der Pumpe angebrachte Motor einen Rotor bzw. Läufer 3 aufweist, der einen internen Kern mit einer Vielzahl von aufeinander gestapelten Kernen und eine Drehwelle 1 zum Drehen eines Laufrades 5 aufweist, welche mit einer Preßpassung in die zentrale Öffnung des internen Kerns eingepreßt ist; und einen Stator 2, der so angeordnet ist, daß er den Läufer 3 an seinem Umfang umgibt, wobei der Läufer 3 eine Hochgeschwindigkeitsdrehbewegung durch elektromagnetische Wechselwirkung mit dem Stator ausführt, so daß das Laufrad 3, welches an einem Ende der Drehwelle 1 zur Drehbewegung mit derselben befestigt ist, rotiert wird, wodurch es eine Flüssigkeit pumpt.
Dabei ist ein Schmieren der gleitenden Kontaktoberflächen zwischen der sich mit hoher Geschwindigkeit drehenden Drehwelle 1 und dem Lager 4, welches die gegenüberliegenden Endabschnitte der Welle stützt und hält, nicht dadurch vorgesehen, daß separates Schmieröl zugeführt wird, sondern dadurch, daß die gepumpte Flüssigkeit in das Innere des Motorabschnittes zirkuliert. Für diesen Zweck muß der Läufer des Motors für die Spaltrohrmotorpumpe so ausgeführt sein, daß er den Ansprüchen an Luftdichtheit, dem Schutz vor Eindringen der Flüssigkeit in das Innere und Korrosionsbeständigkeit zum Schutz vor Korrosion entspricht.
Um die oben herausgestellten Ansprüche zu befriedigen, hat der bekannte Läufer die in Fig. 2 und 3 der zugehörigen Zeichnungen dargestellte Konstruktion, welche den internen Kern 3a beinhaltet, welcher aus aufeinander gestapelten Kernen 6, die alle eine zentrale Öffnung und eine Vielzahl von am Umfang angeordneten Schlitzen 10 eingeformt haben, gegenüberliegenden Endplatten 8a und 8b aus Kupfer, die an den gegenüberliegenden Seiten des internen Kerns angebracht sind und jeweils eine zentrale Öffnung und Schlitze aufweisen, die mit der zentralen Öffnung und den Schlitzen des Kerns zusammenfallen, Rotorstangen 11 aus Kupfer, die in die Schlitze 10 eingeführt und mit den Endplatten 8a und 8b dadurch verbunden sind, daß ihre Enden, die mit den Platten im Eingriff stehen, wenn sie in die Schlitze eingeführt werden, geschweißt werden, einer Läuferaufnahme bzw. Spaltrohr 9 aus rostfreiem Material, das an dem äußeren Umfang der Oberfläche des internen Kerns angeordnet ist, um ihn einzuschließen, und der Drehwelle 1 besteht, die mit einer Preßpassung in die zentrale Öffnung der Verbindung des internen Kerns der Endringe eingebracht ist. Demgemäß ist ein Eindringen der Flüssigkeit in den internen Kern 3a, der die Kerne 6 beinhaltet, durch die luftdichte Umhüllung verhindert, die aus den Endplatten 8a und 8b und dem Spaltrohr 9 besteht, welche den internen Kern komplett umgeben.
Bei diesem bekannten Läufer sind die Endplatten und die Läuferstangen, die als Leiter des Läufers dienen, aus Elektrokupfer hergestellt, wodurch höhere Herstellungskosten des Produktes entstehen und die Verfahren zum Einführen der Rotorstangen in die Schlitze des internen Kerns und dem nachfolgenden Verschweißen der Stangen mit den Endplatten führen zu einer Komplexität der Herstellung, wodurch die Produktivität herabgesetzt wird. Weil das Spaltrohr, das den internen Kern beinhaltet, zum Verhindern des Eindringens von Wasser von außen aus separat bearbeitetem, rostfreiem Material hergestellt ist, werden die Herstellungskosten zusätzlich erhöht. Weiterhin führt die Dicke des Spaltrohrs selbst zur Erhöhung der Größe eines Luftspalts zwischen dem Läufer und dem Stator von mindestens 0,2 mm, wodurch die Effizienz des Motors herabgesetzt wird. Ferner könnte, obwohl das Spaltrohr sorgfältig bearbeitet und um den internen Kern angebracht wurde, die Luftdichtheit zwischen dem Spaltrohr und dem internen Kern während der Benutzung des Motors über eine lange Zeit nicht in zuverlässiger Weise erhalten bleiben, woraus eine Permeation in den internen Kern resultiert.
Mit Blick auf die vorgenannten Nachteile des aus dem Stand der Technik bekannten Läufers ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten Läufer eines Spaltrohrmotors zu schaffen, der relativ einfach und preisgünstig herzustellen ist und erhöhte Luftdichtheits- und Korrosionsschutzeigenschaften aufweist.
Um die oben genannte Aufgabe zu erreichen, ist ein Läufer eines Spaltrohrmotors für eine Spaltrohrmotorpumpe vorgesehen, der einen internen Kern aufweist, der aus einer Vielzahl von aufeinander gestapelten Kernen besteht, die alle eine Vielzahl von Schlitzen und eine zentrale Öffnung darin eingeformt aufweisen; ein Leiterteil, welches aus einer Vielzahl von in entsprechende Schlitze des internen Kerns eingeführten Aluminiumstangen besteht und gegenüberliegende Aluminiumendringe, die an den gegenüberliegenden Seiten des internen Kerns angeordnet sind; eine Drehwelle, die in die zentrale Öffnung durch eine Preßpassung eingebracht ist; und eine luftdichte Umhüllung, die den internen Kern und das Leiterteil umschließt, kennzeichnet durch die Umhüllung, die eine Beschichtung eines autokatalytischen Nickelüberzugsfilms aufweist, der auf die äußeren Oberflächen des internen Kerns und des Leiterteils aufgebracht ist, um das Eindringen von Flüssigkeit in dieselben zu verhindern.
Die vorliegende Erfindung ist im folgenden mit Bezug auf die Figuren beschrieben, welche bevorzugte aber nicht ausschließliche Ausführungen der Erfindung zeigen.
Es zeigt:
Fig. 1 eine Schnittdarstellung einer Spaltrohrmotorpumpe mit einem darin montierten versiegelten Motor, gemäß dem Stand der Technik;
Fig. 2 eine teilweise geschnittene Vorderansicht eines Läufers eines Spaltrohrmotors für eine Spaltrohrmotorpumpe gemäß dem Stand der Technik;
Fig. 3 eine perspektivische Darstellung des Läufers des Spaltrohrmotors gemäß dem Stand der Technik;
Fig. 4 eine teilweise geschnittene Vorderansicht eines Läufers eines Spaltrohrmotors für eine Spaltrohrmotorpumpe gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5 eine perspektivische Darstellung des Leiterteils, welches eines der wichtigsten Teile der vorliegenden Erfindung ist; und
Fig. 6 eine vergrößerte Schnittdarstellung eines Teils eines doppelten Überzugsfilms gemäß einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung.
Fig. 4 zeigt eine teilweise geschnittene Vorderansicht eines Läufers bzw. Rotors eines Spaltrohrmotors bzw. versiegelten Motors für eine Spaltrohrmotorpumpe bzw. Pumpe eines versiegelten Motors gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Konstruktion des Rotors entspricht der Konstruktion des aus dem Stand der Technik bekannten Rotors darin, daß sie einen internen Kern 3a, der aus einer Vielzahl von aufeinander gestapelten Kernen 6, die jeweils eine Vielzahl von Schlitzen 10 darin eingeformt haben, eine Vielzahl von Rotorstangen 12a, die in entsprechende Schlitze 10 des internen Kerns 3a eingeführt sind, und eine Drehwelle 1 aufweist, die in die zentrale Öffnung des internen Kerns durch Preßpassung eingebracht ist. Jedoch weist der erfindungsgemäße Rotor ein Leiterteil 12 auf, welches integral gebildet ist durch die in die Schlitze 10 des internen Kerns 3a einzuführenden Rotorstangen 12a und gegenüberliegende Endringe 12b, die dazu dienen, die Rotorstangen 12a an den Oberflächen der gegenüberliegenden Seiten des internen Kerns zu verbinden.
Das so gebildete Leiterteil 12 ist von dem Typ wie in Fig. 5 gezeigt, welche eine perspektivische Ansicht desselben darstellt und dient nicht nur dazu, die Kerne 6 miteinander zu verbinden, sondern auch als Leiter des Rotors. In diesem Fall ist das Leiterteil 12 vorzugsweise durch Druckgießen aus preisgünstigem Aluminium in einem einzigen Prozeß geformt.
Zusätzlich ist erfindungsgemäß ein Schutzfilm 13 vorgesehen, der die gesamte äußere Oberfläche einer Rotorbaugruppe einschließlich des internen Kerns 3a und des Leiterteils 12 bedeckt.
In der Ausführungsform gemäß Fig. 4 ist der Schutzfilm 13 so gestaltet, daß er nicht nur die gesamte äußere Oberfläche der Rotorbaugruppe bedeckt, sondern auch die innere Oberfläche der zentralen Öffnung der Rotorbaugruppe, in welche die Drehwelle durch Preßpassung eingebracht ist, und zwar dadurch, daß die Überzugsbehandlung der Rotorbaugruppe vor dem Einpressen der Drehwelle 1 in die Rotorbaugruppe vorgenommen wird. Der Schutzfilm kann jedoch auch in einem Zustand, in welchem die Welle eingebracht wurde, angebracht werden, dadurch daß der Vorgang des Einpressens der Welle 1 in die Rotorbaugruppe vor der Überzugsbehandlung der Rotorbaugruppe selbst vorgenommen wird. In diesem Fall, wenn die Überzugsbehandlung der Rotorbaugruppe mit der eingepreßten Welle ausgeführt wird, kann die Überzugsbehandlung so ausgeführt werden, daß entweder nur ein Teil der Rotorbaugruppe überzogen wird, oder, falls notwendig, der gesamte Rotor mit der Rotorbaugruppe und der in die Rotorbaugruppe eingepreßten Drehwelle. Der Schutzfilm 13 weist vorzugsweise einen Überzugsfilm mit starker Korrosionsbeständigkeit auf, der z.B. durch autokatalytische Überzugsbehandlung hergestellt ist. Noch besser ist es, wenn der Überzugsfilm aus einem autokatalytischen Nickelüberzug besteht.
Ferner kann der Überzugsfilm als ein doppelter Überzugsfilm ausgeführt sein, der einen ersten Überzugsfilm und einen zweiten Überzugsfilm, der über dem ersten Überzugsfilm aufgebracht ist, aufweist. Ein solcher doppelter Überzugsfilm sorgt für noch weiter erhöhte Haltbarkeit des Rotors im Vergleich zu dem einzelnen Überzugsfilm
Alternativ kann der Überzugsfilm 13, wie in Fig. 6 in einer anderen Ausführungsform dargestellt, als ein doppelter Film gestaltet sein, der einen unteren Überzugsfilm 13a mit starker Korrosionsbeständigkeit und einen Anstrichfilm 13b aufweist, welcher über dem Überzugsfilm 13a aufgebracht ist, so daß Luftdichtheit, Haltbarkeit und Korrosionsbeständigkeit des Rotors noch weiter verbessert werden können.
Da das Leiterteil des erfindungsgemäßen Rotors, wie oben beschrieben, integral aufgebaut ist durch die Rotorstangen und die Endringe, welche beide aus preisgünstigem Aluminium durch Druckgießen hergestellt werden, sind die Herstellkosten reduziert und die Produktivität ist erheblich gesteigert.
Weil das Spiel bzw. die Öffnung zum Kern nicht vorhanden ist und wegen des erfindungsgemäßen Überzugsfilms, z.B. des einzelnen Überzugsfilms, des doppelten Überzugsfilms, des doppelten Films mit dem Überzugsfilm und dem Anstrichfilm und insbesondere dem durch den autokatalytischen Nickelüberzug hergestellten Überzugsfilm, die überlegene Korrosionsbeständigkeit gegenüber dem aus dem Stand der Technik bekannten Spaltrohr haben, kann zusätzlich der montierte Rotor in idealer Weise vor dem Eindringen von Wasser und der Korrosion durch Wasser geschützt werden.
Weil die Überzugsfilme gemäß vielfältiger oben beschriebener Ausführungsbeispiele die sehr geringe Dikke von 5 bis 30 µm haben, kann ferner ein Luftspalt zwischen dem Rotor und dem Stator beträchtlich reduziert werden, verglichen mit dem Spalt von 0,2 mm in dem aus dem Stand der Technik bekannten Rotor, der eine rostfreie Aufnahme verwendet, was in einer erhöhten Effizienz des Motors resultiert.
Zusätzlich erlaubt das Überzugsverfahren die Massenproduktion des Rotors, wodurch die Herstellkosten reduziert und die Produktivität erheblich gesteigert werden.

Claims

1. Ein Läufer eines versiegelten Motors für eine Pumpe eines versiegelten Motors, des Typs mit einem internen Kern (3a), der besteht aus: mehreren aufeinander gestapelten Kernen (6), von denen jeder mit Schlitzen und intern mit einer zentralen Öffnung versehen ist,

einem Leiterteil, der aus einer Gruppe von Aluminiumstangen (12a) in den Schlitzen des vorab genannten zentralen Kerns und aus gegenüberliegenden Aluminiumringen (12b), die auf der entgegengesetzten Seite des zentralen Kerns angebracht sind, besteht;

einer Drehwelle (1), die in die obengenannte zentrale Öffnung durch Druck eingesetzt ist; und

einer dichten Aufnahme (8a, 8b, 9), die den vorab genannten zentralen Kern und den Leiterteil umschließt, gekennzeichnet dadurch, daß

diese Aufnahme mit einer Nickelplattierung im Reduktions- Schlämmverfahren (13) ausgekleidet ist, die an der äußeren Seite des obengenannten zentralen kerns und des obigen Leiterteils gebildet wurde, um zu vermeiden, daß die Flüssigkeiten mit diesen in Berührung kommen.

2. Ein Läufer eines versiegelten Motors für eine Pumpe eines versiegelten Motors wie unter Patentanspruch Nr. 1 beschrieben, gekennzeichnet dadurch, daß der obengenannte Leiterteil (12) aus druckgegossenem Aluminium besteht.

3. Ein Läufer eines versiegelten Motors für eine Pumpe eines versiegelten Motors wie unter Patentanspruch Nr.1 beschrieben, gekennzeichnet dadurch, daß die vorab genannte Aufnahme mit einer doppelten Schicht versehen ist, die aus einer ersten hauchdünnen Plattierungsschicht (13a) und aus einer zweiten ebenso dünnen Plattierungsschicht (13b) besteht.

4. Ein Läufer eines versiegelten Motors für eine Pumpe eines versiegelten Motors wie unter Patentanspruch Nr.1 beschrieben, gekennzeichnet dadurch, daß die obige Aufnahme mit einer äußerst korrosionsfesten Lackschicht versehen ist.

5. Ein Läufer eines versiegelten Motors für eine Pumpe eines versiegelten Motors wie unter Patentanspruch Nr.1 beschrieben, gekennzeichnet dadurch, daß die obige Aufnahme eine doppelte Schicht aufweist, die aus einer ersten hauchdünnen Plattierungsschicht (13) und aus einer Lackschicht besteht.

6. Ein Läufer eines versiegelten Motors für eine Pumpe eines versiegelten Motors wie unter den vorherigen Patentansprüchen beschrieben, gekennzeichnet dadurch, daß die Stärke der obigen Verkleidung zwischen 5 und 30 µm liegt.