DE9207933U1 - Pumpenaggregat - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Pumpenaggregat für ein Wasser enthaltendes System, insbesondere für Heizungs- und Brauchwasseranlagen, mit einem die Pumpe antreibenden Elektromotor, zu dessen Welle und Gleitlager, in denen die Welle infolge eines axialen Spiels axial verschiebbar ist, das Wasser Zugang hat.

Sind in dem von der Pumpe geförderten und mit der Welle sowie deren Gleitlager in Berührung kommenden Wasser Härtebildner gelöst, wie dies beispielsweise im Wasser von Heizungs- und Brachwasseranlagen in der Regel der Fall ist, dann kommt es zu Ausfällungen, die sich als Kesselstein an der Welle ablagern. Da die Welle infolge der vom Pumpenrad erzeugten Axialkraft sich beim Anlaufen von der einen in die andere Endlage des axialen Spielbereiches bewegt und beim Ausschalten des Pumpenaggregates wieder in die Ausgangslage zurückkehrt, wird der

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Belag, der sich während des Laufes auf den Wellenabschnitten neben den Gleitlagern gebildet hat, in den Lagerspalt der Gleitlager hineingezogen, wodurch es zu einem Blockieren der Welle kommen kann. Es wurde deshalb vorgeschlagen (DE 32 10 761C1) , die Welle unmittelbar neben den Gleitlagern mit je einer Ringnut zu versehen, deren Tiefe größer gewählt ist als die Dicke der Ablagerungen. Diese Lösung ist jedoch aufwendig und mit dem Nachteil behaftet, daß nur bei einer exakten Einhaltung der Lage der Ringnuten bezüglich der Gleitlager, die aus Toleranzgründen nicht möglich ist, die gewünschte Wirkung erreicht werden kann. Außerdem vermag diese Lösung Blockierungen der Welle dann nicht zu verhindern, wenn diese darauf beruhen, daß der Rotor im Stillstand unmittelbar am einen Axiallager anliegt und die Ablagerungen die aneinander anliegenden Flächen miteinander verbinden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Pumpenaggregat der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß ein Blockieren des Rotors zuverlässig verhindert wird, selbst wenn der Motor für längere Zeit stillsteht und mit starker Kesselsteinbildung gerechnet werden muß. Diese Aufgabe löst ein Pumpenaggregat mit den Merkmalen des Anspruches 1.

Die neben den Lagern auf der Welle angeordneten Scheiben wirken nicht nur, da sie einen Schlupf gegenüber der Welle haben, einen ständigen Reibeffekt auf der Wellenoberfläche, durch den eine Ablagerung von Kesselsteinen verhindert wird, und zwar im gesamten freiliegenden Abschnitt der Welle, weil die Scheiben in Wellenlängsrichtung hin und her wandern. Durch diese Hin- und Herwanderung kommen die Scheiben auch in Berührung mit den Stirnflächen der Lager, wodurch diese Stirnflächen ebenfalls von Ablagerungen freigehalten werden, so daß auch bei längeren Stillstandszeiten und einer Abstützung des Rotors an dem oder einem der beiden Axiallager es nicht zu Verbindungen zwischen dem Rotor und dem Axiallager durch Ablagerungen kommen kann.

Die Wirksamkeit der Scheiben insbesondere im Hinblick auf das Verhindern einer Blockierung bei einer längeren Stillstandszeit kann dadurch noch verbessert werden, daß man in Umfangsrichtung gewellte Scheiben verwendet.

Vorzugsweise ist auf der der Pumpe abgewandten Seite des Rotors die Scheibe in dem Zwischenraum zwischen dem Rotor und dem Gleitlager angeordnet. Auf der der Pumpe zugewandten Seite befindet sich die Scheibe zweckmäßigerweise zwischen der dem Rotor abgewandten Stirnfläche des Gleitlagers und einem fest auf der Welle angeordneten Ring.

Damit die Scheibe eine ausreichende Wanderungsmöglichkeit in axialer Richtung relativ zur Welle hat, ist ihre Dicke vorzugsweise wesentlich kleiner als die maximale Breite der sie tragenden Zone der Welle.

Die Scheibe besteht aus einem korrosionsbeständigen Material, vorzugsweise aus einem korrosionsbeständigen Metall.

Im folgenden ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im einzelnen erläutert. Es zeigen

Fig. 1 einen unvollständig dargestellten Längsschnitt des Ausführungsbeispiels,

Fig. 2 einen Schnitt der Welle und eine Stirnansicht einer der auf ihr angeordneten Scheiben.

Ein Pumpenaggregat für eine Warmwasserheizung weist in einem nicht dargestellten Pumpengehäuse ein nur unvollständig dargestelltes Pumpenlaufrad 1 auf, daß in bekannter Weise ausgebil-

det ist. Die Strömungsrichtung des Wassers ist in Fig. 1 mit dem Pfeil 2 gekennzeichnet.

An das Gehäuse der Pumpe ist ein Elektromotor 3 angeflanscht, der als Spaltrohrmotor ausgeführt ist. An der Innenmantelfläche seines Stators 4 liegt deshalb ein Spaltrohr 5 an, das sich in axialer Richtung über den Stator 4 hinaus erstreckt und an seinen beiden Enden je einen Flansch aufweist, der an je einer

Flachdichtung 6 anliegt. Die Statorwicklung 7 ist in einen Gießharzkörper 8 eingebettet.

Die den als Kurzschlußläufer ausgebildeten Rotor 9 des Elektromotors 3 tragende Motorwelle 11, auf der auch drehfest und axial unverschiebbar das Pumpenlaufrad 1 sitzt, ist auf der letzterem abgewandten Seite in einem ersten Gleitlager 12 gelagert, das aus einem Keramikmaterial besteht und sowohl als Radial- als auch Axiallager dient. Es ist deshalb axial unverschiebbar in einer Lagernabe 13 angeordnet, die ihrerseits in dem auch die Statorwicklung 7 einbettenden Gießharzkörper 8 festgelegt ist. Auf der dem Pumpenrad 1 zugekehrten Seite ist die Motorwelle 11 in einem zweiten Gleitlager 14 gelagert, das von einem ringförmigen, im Querschnitt U-förmigen Lagerträger 15 getragen wird. Innerhalb der beiden stirnseitigen Kurzschlußringe des Rotors 9 ist je eine am Rotor 9 stirnseitig anliegende und mit ihm und/oder der Motorwelle 11 fest verbundene Anlaufscheibe 16 vorhanden. Die auf der Pumpenseite angeordnete Anlaufscheibe 16 kann, wie Fig. 1 zeigt, an der ihr zugekehrten Stirnseite des zweiten Gleitlagers 14 anliegen. Zwischen der anderen Anlaufscheibe 16 und der ihr zugekehrten Stirnfläche des ersten Gleitlagers 12 ist hingegen ein Zwischenraum vorhanden, welcher das konstruktions- und toleranzbedingte Axialspiels des Rotors 9 im Stator 4 mitbestimmt.

In diesem Zwischenraum ist eine in Umfangsrichtung gewellte Scheibe 17 auf der Motorwelle 11 angeordnet, deren Innendurch-

messer wesentlich, im Ausführungsbeispiel um etwa 20%, größer ist als der Außendurchmesser der Motorwelle 11. Die Scheibe besteht aus einem korrosionsbeständigen Material, beispielsweise einem nicht rostenden Stahl, und hat, wie Fig. 1 zeigt, eine in axialer Richtung gemessene Dicke, die wesentlich kleiner ist als der Zwischenraum zwischen den einander zugekehrten Stirnflächen des ersten Gleitlagers 12 und der Anlaufscheibe 16.

Neben der dem Pumpenlaufrad 1 zugekehrten Stirnfläche des zweiten Gleitlagers 14 ist eine wie die Scheibe 17 ausgebildete Scheibe 18 auf der Motorwelle 11 angeordnet. Eine fest auf der Motorwelle 11 im Bereich zwischen der Scheibe 18 und dem Pumpenlaufrad 1 angeordnete Trennscheibe 19 mit gegen das zweite Gleitlager 14 hin hochgestelltem Rand begrenzt den Raum, in dem sich die Scheibe 18 in axialer Richtung relativ zum zweiten Gleitlager 17 und zur Motorwelle 11 bewegen kann. Der axiale Abstand des Randes der Trennscheibe 19 vom Gleitlager 14 ist größer als das axiale Spiel der Wellen.

Wenn sich die Motorwelle 11 im Betrieb dreht, werden, wie in Fig. 2 durch die Pfeile angedeutet, die beiden Scheiben 17 und 18 von der Motorwelle 11 in deren Drehrichtung mitgenommen. Weil das Wasser, in dem sich die Scheiben 17 und 18 befinden, auf diese Scheiben eine bremsende Wirkung ausübt, ist die Drehzahl der Scheiben 17 und 18 kleiner als diejenige der Motorwelle 11. Die Scheiben 17 und 18 haben also einen Schlupf gegenüber der Motorwelle 11. Infolge dieses Schlupfes und des im Vergleich zum Durchmesser der Motorwelle 11 größeren Innendurchmessers der Scheiben 17 und 18 wird auf die Motorwelle in der Berührungszone eine geringe Reibung ausgeübt, welche jedoch völlig ausreicht, um Ablagerungen von Kesselstein auf der Motorwelle 11 neben den beiden Gleitlagern 12 und 14 in dem vom Wasser beaufschlagten Bereich zu verhindern. Da die Scheibe 17 außerdem in axialer Richtung zwischen den einander zugekehrten Stirnflächen des ersten Gleitlagers 12 sowie der

Anlaufscheibe 16 und die Scheibe 18 zwischen der Trennscheibe 19 und der dieser zugewandten Stirnfläche des zweiten Gleitlagers 14 hin und her wandert, wird die gesamte, neben den beiden Gleitlagern 12 und 14 vom Wasser beaufschlagte Zone von Ablagerungen freigehalten. Außerdem halten die Scheiben 17 und 18 auch die Stirnflächen der Gleitlager 12 und 14 sowie der Anlaufscheibe 16 und der Trennscheibe 19 von Ablagerungen frei. Damit wird nicht nur zuverlässig verhindert, daß Ablagerungen in den Lagerspalt zwischen der Motorwelle 11 und den beiden Gleitlagern 12 und 14 gelangen, wenn die Welle 11 sich aus der in Fig. 1 dargestellten Lage, in welcher die Anlaufscheibe 16 wegen der vom Pumpenlaufrad 1 ausgeübten Axialkraft an dem auch als Axiallager dienenden Gleitlager 14 anliegt, axial nach links bei einer Blickrichtung gemäß Fig. 1 bewegt, wenn der Motor abgeschaltet wird. Ebenso wird verhindert, daß bei längeren Stillstandszeiten Ablagerungen zu einer festen Verbindung zwischen der Anlaufscheibe 16 und dem Gleitlager 12 führen .

Claims (6)

^ -y r. j. &lgr;.

1. Juni 1992/3344

Ansprüche

1. Pumpenaggregat für ein Wasser enthaltendes System, insbesondere für Heizungs- und Brauchwasseranlagen, mit einem die Pumpe antreibenden Elektromotor, zu dessen Welle und Gleitlagern, in denen die Welle infolge eines Axialspiels axial verschiebbar ist, das Wasser Zugang hat, dadurch gekennzeichnet, daß neben der freiliegenden Stirnseite jedes Gleitlagers (12,14) je eine Scheibe (17,18) angeordnet ist, deren von der Welle (11) durchdrungene Bohrung einen größeren Durchmesser als die Welle (11) hat.

2. Pumpenaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben (17,18) in Umfangsrichtung gewellt sind.

3. Pumpenaggregat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der der Pumpe abgewandten Seite des Rotors (9) die Scheibe (17) in dem Zwischenraum zwischen dem Rotor (9) und dem Gleitlager (12) angeordnet ist.

4. Pumpenaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf der der Pumpe zugewandten Seite die Scheibe (18) sich zwischen der dem Rotor (9) abgewandten Stirnfläche des Gleitlagers (14) und einem auf der Welle (11) fest angeordneten Ring (19) befindet.

5. Pumpenaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke jeder Scheibe (17,18) wesentlich kleiner ist als die maximale Breite der sie tragenden Zone der Welle (11).

6. Pumpenaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede Scheibe (17,18) aus einem korrosionsbeständigen Material, vorzugsweise einem korrosionsbeständigen Metall besteht.