DE9415933U1 - Frequenzumrichtergespeistes Pumpenaggregat - Google Patents
Frequenzumrichtergespeistes PumpenaggregatInfo
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Description
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Poul Due Jensens Vej 7-11
DK - 8850 Bjerringbro
DK - 8850 Bjerringbro
Frequenzumrichtergespeistes Pumpenaggregat
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Die Erfindung betrifft ein frequenzumrichtergespeistes Pumpenaggregat
mit den im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen.
Die fortschreitende Miniaturisierung in der Elektronik hat es ermöglicht, daß Pumpenaggregate, wie beispielsweise Heizungsumwälzpumpen
mittlerer und großer Leistung heutzutage mit Frequenzumrichtern ausrüstbar sind, die unmittelbar am Motorgehäuse,
und zwar in der Regel im Klemmenkasten des Motorgehäuses angeordnet sind. Diese Miniaturisierung insbesondere der
Elektronikbauteile findet jedoch dort ihre Grenze, wo die in der Leistungselektronik entstehende Abwärme nicht mehr schnell
genug oder genügend zuverlässig abgeführt werden kann, so daß die Gefahr einer thermischen Überlastung dieser oder auch anderer
im Klemmenkasten angeordneter elektronischer Bauelemente besteht.
Aus DE 40 15 080 ist ein Elektromotor mit einem im Klemmenkasten des Motors integrierten Frequenzumrichter bekannt, bei dem
besondere bauliche Augestaltungen vorgenommen worden sind, um
die innerhalb der Leistungselektronik entstehende Wärme abzuführen.
So ist dort bei einer Ausführung die Leistungselektronik an einer wärmeleitenden Platte angeordnet, die wärmeleitend mit
einer entsprechenden Anschlußfläche des Motorgehäuses verbunden ist, so daß die in der Leistungselektronik entstehende Wärme
über das Motorgehäuse abgeführt werden kann.
Die Leistung von Maschinen steigt in der Regel mit der dritten Potenz der linearen Abmessungen, die wärmeabführende Oberfläche
hingegen steigt nur mit der zweiten Potenz der linearen Abmessungen. Es ergibt sich daher insbesondere für Pumpenaggregate
hoher Leistung ein Problem, die im Leistungsteil des Drehzahlstellers bzw. Frequenzumrichters entstehende Wärme abzuführen.
Insbesondere bei Heizungsumwälzpumpen erreicht das Motorgehäuse häufig Temperaturen von deutlich über 1000C, so daß
eine Wärmeabfuhr über das Motorgehäuse wirksam nur oberhalb dieses Temperaturbereiches erfolgen kann. Für die übrige im
Klemmenkasten untergebrachte Elektronik, wie beispielsweise Startkondensator, integrierte Schaltkreise und dergleichen, kann
ein solches Temperaturniveau jedoch schon unzulässig hoch sein.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Pumpenaggregat so auszubilden, daß eine unzulässig
hohe Erwärmung von im Klemmenkasten angeordneten Bauteilen vermieden wird und ein möglichst kompakt bauendes
und kostengünstig herzustellendes Aggregat geschaffen wird.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden
Teil des Anspruches 1 aufgeführten Merkmale gelöst. "
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Die Erfindung sieht neben der Wärmeabfuhr der Leistungselektronik über das Motorgehäuse weiterhin vor, den Klemmenkasten
selbst zur Wärmeabfuhr zu nutzen. Hierzu ist der Klemmenkasten aus metallischem Werkstoff gefertigt und beispielsweise durch
Berippung als Kühlkörper ausgebildet. Um zu verhindern, daß die wärmeerzeugende Leistungselektronik die übrigen elektrischen
und/oder elektronischen Bauelemente im Klemmenkasten unzulässig hoch erwärmt, ist weiterhin ein im wesentlichen geschlossenes
metallisches Zwischengehäuse vorgesehen, welches die Leistungselektronik gegenüber dem übrigen Klemmenkasten kapselt und zur
wärmeleitenden Platte hin, also zur Anschlußfläche des Motors offen ist. Diese metallische Kapselung des Leistungsteiles verhindert
weitgehend, daß Wärme aus der Leistungselektronik in den übrigen Raum des Klemmenkastens gelangt. Die auf das Zwischengehäuse
übertragene Wärme wird durch wärmeleitende Verbindung mit dem Klemmenkasten, der seinerseits als Kühlkörper
ausgebildet ist, unmittelbar an die Umgebung abgegeben, ohne die übrige im Klemmenkasten angeordneten Bauelemente zu
belasten. Es werden also mit der erfindungsgemäßen Lösung innerhalb des Klemmenkastens mindestens zwei Räume unterschiedlichen
Temperaturniveaus geschaffen, wobei die Anordnung der elektronischen Bauteile entsprechend ihrer Temperaturbelastbarkeit
in diesen Räumen erfolgt.
Um eine zuverlässige Wärmeübertragung von der wärmeleitenden Platte an die Anschluß fläche des Motorgehäuses zu gewährleisten,
ist der gesamte Klemmenkasten durch mindestens eins, in der Regel jedoch mehrere Federelemente gegenüber dem Motorgehäuse
druckkraftbeaufschlagt. Diese Druckkraft wird jedoch nicht unmittelbar auf das Motorgehäuse, sondern über die wärmeleitende
Platte an das Motorgehäuse geleitet. Auf diese Weise wird stets ein zuverlässiger Wärmeschluß sichergestellt. Der Klemmenkasten
ist quasi indirekt über diese wärmeleitende Platte an der Anschlußfläche des Motorgehäuses auch kraftschlüssig befestigt.
Um das Temperaturniveau innerhalb des übrigen Klemmenkastens weiter zu senken, ist es von Vorteil, wenn das Zwischengehäuse
nach außen hin mit einer weiteren Isolierung umgeben wird.
Bevorzugt wird das Zwischengehäuse mit seiner vom Motor abgewandten
Seite als Träger für eine darüberliegende Platine genutzt, die fest mit dieser bodenparallelen geschlossenen Seite des Zwischengehäuses
verbunden ist. In dieser Seite des Zwischengehäuses sind Ausnehmungen, durch welche die elektrischen Verbindungen
zwischen der innerhalb des Zwischengehäuses befindlichen Leistungselektronik und der übrigen Elektronik erfolgt. Es kann
somit eine direkte Verdrahtung zur Platine erfolgen, zweckmäßigerweise in starrer Anordnung durch Stifte oder Drähte. Auf diese
Weise können aufwendige Kabeldurchführungen in das Zwischengehäuse entfallen. Da das Zwischengehäuse mit dem Klemmenkastenrumpf
verbunden ist, bildet dieses eine stabile Auflagefläche für die Platine und insbesondere auch für Bauelemente mit hohem
Eigengewicht.
Die Befestigung des Klemmenkastens erfolgt vorzugsweise über Bolzen, welche von der Innenseite des Klemmenkastenbodens her
mit dem Motorgehäuse verschraubt sind, wobei zwischen dem Klemmenkastenboden und dem Kopf des Bolzens eine diesen
umgebende Schraubenfeder vorgesehen ist, mit der die erforderliehe
Druckkraft aufgebracht wird, welche die wärmeleitende Platte an die Anschlußfläche preßt. Hierdurch kann in einfacher Weise
eine formschlüssige Sicherung des Klemmenkastens einerseits und eine schwimmende Lagerung andererseits realisiert werden, die
stets für die bestimmungsgemäße wärmeleitende Anlage der Platte an der Anschlußfläche des Motorgehäuses sorgt.
Zwar kann das Zwischengehäuse am Rumpf des Klemmenkastens
schraubbefestigt sein, doch ist es fertigungstechnisch sowie aus Gründen einer guten Wärmeleitung von besonderem Vorteil, wenn
der Klemmenkastenrumpf einstückig mit dem Zwischengehäuse ausgebildet ist.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 in schematischer perspektivischer Darstellung eine
Ansicht des Pumpenaggregates mit Klemmenkasten,
Fig. 2 eine Draufsicht auf das in Fig. 1 dargestellte Pumpen
aggregat mit im Schnitt dargestelltem Klemmenkasten und
Fig. 3 in vergrößerter Darstellung die Einzelheit III in Fig.
2.
Das Pumpenaggregat besteht aus einem Pumpengehäuse 1 mit einem Saugstutzen 2 und einem Druckstutzen 3, die jeweils als
Anschlußflansche ausgebildet sind. Innerhalb des Pumpengehäuses 1 läuft ein Kreiselrad, das von einem Elektromotor angetrieben
wird, der innerhalb eines Motorgehäuses 4 sitzt, das lösbar mit dem Pumpengehäuse 1 verbunden ist. Das Motorgehäuse 4 hat
eine im wesentlichen kegeis tumpfförmige Form und ist am Außenumfang
berippt ausgebildet. Es weist eine zwischen den Stutzen 2 und 3 ausgebildete Flachseite auf, welche eine plane Anschlußfläche
5 für eine wärmeleitende Platte 6 bildet, die eine zum Motorgehäuse 4 gerichtete Ausnehmung im Boden 7 eines Klemmenkastens
8 im wesentlichen abschließt.
Der Klemmenkasten 8 ist wie das Pumpengehäuse 1 und das Motorgehäuse 4 aus metallischem Werkstoff hergestellt. Es besteht
aus einem Rumpfteil 9, der nach außen hin durch zwei berippte Deckel 10 und 11 abschließbar ist. Der Rumpfteil 9
umfaßt den Klemmenkastenboden 7 sowie vier Seitenwände, die etwa radial zur Motorachse gerichtet sind. Die Form im einzelnen
ergibt sich aus den Darstellungen nach den Figuren 1 und 2.
Die wärmeleitende Platte 6 trägt an ihrer der Anschlußfläche 5 abgewandten Seite die Leistungshalbleiter der Frequenzumrichterelektronik,
die wärmeleitend mit dieser Platte 6 verbunden sind. Überdeckt ist diese wärmeleitende Platte 6 von einem etwa quaderförmigen,
jedoch zum Motorgehäuse hin vier offenen metallischen Zwischengehäuse 12, das mit seinen Seiten am Boden 7 des
Klemmenkastens 8 anliegt und entweder wie bei der Ausführung nach den Figuren mit dem Klemmenkastenboden schraubbefestigt
ist oder aber einstückig mit dem Rumpfteil ausgebildet ist. Das zur Anschlußfläche 5 hin offene Zwischengehäuse 12 wird durch
die wärmeleitende Platte 6 abgeschlossen. Der Raum zwischen der wärmeleitenden Platte 6 und dem Zwischengehäuse 12, in dem die
Leistungshalbleiter angeordnet sind, ist mit einem wärmeleitenden Kunststoff ausgegossen. Die Außenseite des Zwischengehäuses ist
mit einer aus Kunststoff bestehenden zusätzlichen Wärmeisolierung versehen, die zugleich auch eine elektrische Isolierung bildet.
Die zur Anschlußfläche 5 parallele Deckelseite 13 des Zwischengehäuses
trägt eine darüberliegende Platine 14, welche durch Ausnehmungen in dieser Deckelseite 13 direkt mit der darunterliegenden
Leistungselektronik verbunden ist. Zu diesem Zweck sind starre Leiter durch die Deckelseite 13 geführt, die auf der
Platine 14 eingelötet oder eingeschweißt sind. Derartige eigenstabile Kontakte 15 sind auch zur anderen Seite der Platine 14
angeordnet, um weitere darüberliegende nicht dargestellte Platinen
oder Bauteile elektrisch zu verbinden.
Der Rumpfteil 9 des Klemmenkastens 8 liegt mit geringem Abstand am Motorgehäuse 4 an, wie dies anhand von Fig. 3 ersichtlich
ist. Im Boden 7 des Rumpfteiles 9 des Klemmenkastens 8 sind Bohrungen vorgesehen, welche von Schraubbolzen 16 durchsetzt
sind, die im Motorgehäuse 4 festgelegt sind. Die Köpfe 17 der Schraubbolzen 16 liegen jedoch nicht wie sonst üblich am Klemmenkasten
direkt an, es sind, wie aus Fig. 3 ersichtlich, Schraubenfedern 18 jeweils zwischen einen Schraubenkopf 17 und der
Anlagefläche am Boden 7 des Klemmenkastens 8 eingegliedert. Diese Schraubenfedern 18 sind vorgespannt und drücken den
gesamten Klemmenkasten über das damit verbundene Zwischengehäuse 12 und die damit verbundene wärmeleitende Platte 6 an die
Anschlußfläche 5. Der Klemmenkasten liegt somit nur im Bereich seiner wärmeleitenden Platte 6 als Wärmeanschluß am Motorgehäuse
4 an, ist im übrigen aber schwimmend gelagert, so daß sich unabhängig von Fertigungstoleranzen stets ein guter Wärmeschluß
zwischen Platte 6 und Anschlußfläche 5 bildet.
Durch die vorbeschriebene Auslagerung der Leistungselektronik in den vom Zwischengehäuse 12 abgeschlossenen Bereich und die
Berippung des Motorgehäuses im Bereich der Deckel 10 und 11 kann erreicht werden, daß das Temperaturniveau im übrigen
Klemmenkasten deutlich unter dem Temperaturniveau der Leistungselektronik
liegt, deren Wärme über das Pumpengehäuse bzw. die Förderflüssigkeit abgeführt wird. Auf diese Weise ist es
möglich, trotz hoher Wärmeleistung der Leistungselektronik auöh die übrige Elektronik im Klemmenkasten anzuordnen.
*♦·
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Bezugszeichenliste
1 | Pumpengehäuse |
2 | Saugstutzen |
3 | Druckstutzen |
4 | Motorgehäuse |
5 | Anschluß fläche |
6 | wärmeleitende Platte |
7 | Boden |
8 | Klemmenkasten |
9 | Rumpfteil |
10 | Deckel |
11 | Deckel |
12 | Zwischengehäuse |
13 | Deckelseite |
14 | Platine |
15 | Kontakte |
16 | Schraubbolzen |
17 | Köpfe |
18 | Schraubenfedern |
Claims (7)
1. Frequenzumrichtergespeistes Pumpenaggregat mit einem Elektromotor und einer davon angetriebenen Kreiselpumpe und
mit einem am Motorgehäuse (4) befestigten Klemmenkasten (8) mit darin befindlichem Frequenzumrichter, wobei der Boden (7)
des Klemmenkastens (8) zum Zwecke der Abfuhr von im Leistungsteil des Frequenzumrichters erzeugter Wärme
durchbrochen ist, im Bereich der Durchbrechung eine wärmeleitende Platte (6) angeordnet ist, die wärmeleitend mit einer entsprechenden
Anschlußfläche (5) des Motorgehäuses (4) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Klemmenkasten (8) aus
metallischem Werkstoff besteht und als Kühlkörper zur Konvektionskühlung ausgebildet ist, daß die wärmeerzeugenden Bauteile
der Leistungselektronik durch ein zur Durchbrechung hin offenenes im übrigen aber im wesentlichen geschlossenes metallisches
Zwischengehäuse (12) derart gekapselt sind, daß im Klemmenkasten (8) mindestens zwei Räume unterschiedlichen Temperaturniveaus
gebildet sind.
2. Pumpenaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Klemmenkasten (8) durch mindestens ein Federelement
(18) gegenüber dem Motorgehäuse (4) druckkraftbeaufschlagt ist und daß diese Druckkraft über die wärmeleitende Platte (6) an
das Motorgehäuse (4) geführt ist.
3. Pumpenaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischengehäuse (12) am Boden
(7) des Klemmenkastens (8) befestigt ist.
4. Pumpenaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischengehäuse (12) an seiner
Außenseite mit einer Isolierung umgeben ist.
5. Pumpenaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischengehäuse (12) an der
bodenparallelen geschlossenen Seite (13) fest mit einer Platine (14) verbunden ist und daß die elektrischen Verbindungen zwischen
dieser Platine und der im Zwischengehäuse (12) befindlichen elektronischen Bauelemente durch Ausnehmungen in dieser
Gehäuseseite (13) geführt sind.
6. Pumpenaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Federkraft durch im Klemmenkasten
(8) angeordnete Schraubenfedern (18) aufgebracht wird, welche am Boden (7) des Klemmenkastens (8) einerseits und an
Köpfen (17) von diesen durchgreifenden und am Motorgehäuse (4) festgelegten Bolzen (16) vorgespannt anliegen.
7. Pumpenaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Klemmenkastenrumpf (9) und
das Zwischengehäuse (12) einstückig ausgebildet sind.
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Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE9415933U DE9415933U1 (de) | 1994-10-04 | 1994-10-04 | Frequenzumrichtergespeistes Pumpenaggregat |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE9415933U DE9415933U1 (de) | 1994-10-04 | 1994-10-04 | Frequenzumrichtergespeistes Pumpenaggregat |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE9415933U1 true DE9415933U1 (de) | 1994-11-24 |
Family
ID=6914437
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE9415933U Expired - Lifetime DE9415933U1 (de) | 1994-10-04 | 1994-10-04 | Frequenzumrichtergespeistes Pumpenaggregat |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE9415933U1 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0917275A1 (de) * | 1997-11-18 | 1999-05-19 | ATB Austria Antriebstechnik Aktiengesellschaft | Statorgehäuse für Elektromotoren |
DE102014209975A1 (de) * | 2014-05-26 | 2015-11-26 | Ksb Aktiengesellschaft | Motoradapter |
WO2021008723A1 (de) | 2019-07-18 | 2021-01-21 | Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg | Antrieb, aufweisend einen elektromotor, einen umrichter und ein zwischen dem elektromotor und umrichter angeordnetes zwischenteil |
-
1994
- 1994-10-04 DE DE9415933U patent/DE9415933U1/de not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US12009725B2 (en) | 2019-07-18 | 2024-06-11 | Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg | Drive having an electric motor, a converter, and an intermediate part arranged between the electric motor and the converter |
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