DE9415935U1

DE9415935U1 - Pumpenaggregat

Info

Publication number: DE9415935U1
Application number: DE9415935U
Authority: DE
Original assignee: Grundfos AS
Current assignee: Grundfos AS
Priority date: 1994-10-04
Filing date: 1994-10-04
Publication date: 1994-11-24
Anticipated expiration: 2004-10-05

Description

Anmelder: Grundfos a/s

Poul Due Jensens Vej 7-11
DK-8850 Bjerringbro

Pumpenaggregat

Die Erfindung betrifft ein Pumpenaggregat mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Pumpenaggregate dieser Art sind zahlreich bekannt. Es handelt sich dabei beispielsweise um Heizungsumwälzpumpen mittlerer Größe, bei denen im Klemmenkasten Steuer-, Regel- oder andere Motorelektronik angeordnet ist, die Wärme erzeugt, welche aus dem Klemmenkasten abgeführt werden muß. Hierzu ist der Klemmenkasten aus metallischem und gut wärmeleitendem Werkstoff gefertigt. Ein solcher Klemmenkasten ist beispielsweise aus JP 59-1 65 941 bekannt. Nachteilig bei einem solchen direkt am Motorgehäuse wärmeleitend angebrachten metallischen Klemmenkasten ist, daß das Wärmeniveau des Motorgehäuses auf den Klemmenkasten übertragen wird und eine wirksame Kühlung des Klemmenkastens nur für Temperaturbereiche erfolgt, die oberhalb der Temperatur des Motorgehäuses liegen. Dieses Temperaturniveau, das bei Heizungsumwälzpumpen deutlich über 100⁰C liegen kann, ist für zahlreiche elektronische Bauelemente unzulässig hoch.

Um dies zu vermeiden ist es bekannt, den Klemmenkasten wärmeisoliert vom Motorgehäuse anzubringen, beispielsweise aus DE 36 42 724 C2, DE 36 02 606 Al oder auch DE 40 15 080 Al (Ausführung nach Fig. 2). Bei all diesen Konstruktionen ist der Klemmenkasten mit deutlichem Abstand zum Motorgehäuse angeordnet, um einen Kühlluftstrom auch zwischen Motorgehäuse und Klemmenkasten zu ermöglichen. Derartige Konstruktionen bedingen einen hohen Raumbedarf, da der Klemmenkasten mit deutlichem Abstand zum Motorgehäuse anzuordnen ist. Auch ergibt sich ein zusätzlicher Bauaufwand, um den Klemmenkasten zuverlässig in dieser Stellung zu befestigen. Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, daß die üblicherweise zwischen Klemmenkasten und Motorgehäuse vorgesehene, in das Motorgehäuse hineinragende Steckverbindung überdimensional lang wird, so daß beim Aufsetzen oder Abnehmen des Klemmenkastens vom Motorgehäuse aufgrund des großen Hebelarmes schon geringe Kräfte und Auslenkungen genügen, um die Steckverbindung durch bleibende Verformungen nachhaltig zu schädigen. Hierunter kann der sichere Kontakt leiden, auch können Platinenrisse in der im Klemmenkasten in der Regel vorgesehenen Platine auftreten.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine alternative kleinbauende, also platzsparende Konstruktion zu schaffen, welche die vorerwähnten Nachteile weitgehend vermeidet und kostengünstig in Herstellung und Montage ist.

Gemäß der Erfindung wird dies durch ein Pumpenaggregat mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen erreicht.

Anstelle des bisher vorgesehenen Freiraumes für einen zwischen Klemmenkasten und Motorgehäuse zwangsgerichteten Luftstrom sieht die vorliegende Erfindung ein ein- oder mehrteiliges Kunststoffbauteil zwischen Klemmenkasten und Motorgehäuse als thermische Isolierung

vor, welches nicht nur die thermische Isolierung bildet, sondern zugleich auch eine elektrische Isolierung. Hierzu ist das Kunststoffbauteil im Bereich der Steckverbindung wie ein Kragen ausgebildet, der zwischen den Kontakten der Steckverbindung und dem Rand der Ausnehmungen im Motor und Boden des Klemmenkasten angeordnet ist. Es wird also erfindungsgemäß ein im Bereich der Steckverbindung als elektrische Isolierung ohnehin vorhandenes Bauteil dahingehend ausgebildet, daß es auch eine Isolierung zwischen Klemmenkastenboden und Motorgehäuse bildet. Es werden also mit einem solchen vorzugsweise einteiligen Kunststoffbauteil, das kostengünstig im Spritzgußverfahren hergestellt werden kann, mehrere funktionell unterschiedliche Aufgaben gelöst.

Vorteilhaft erfolgt die Wärmeisolierung nicht ausschließlich durch das Kunststoffbauteil selbst, vielmehr ist das Kunststoffbauteil so ausgebildet, daß sich ein vergleichsweise flacher Freiraum zwischen dem Kunststoffbauteil und dem Klemmenkasten und/oder dem Kunststoffbauteil und dem Motorgehäuse bildet. Es genügt hier ein Freiraum von wenigen Millimetern, damit sich ein entsprechend isolierendes Luftpolster aufbauen kann.

Das Kunststoffbauteil ist zweckmäßigerweise als im wesentlichen plattenförmiges Bauteil ausgebildet, das entsprechende Vorsprünge zum Erhalt des vorerwähnten Freiraumes aufweist. Eine besonders einfache und zugleich wirksame Bauform ergibt sich, wenn das plattenförmige Bauteil im Bereich der Ausnehmungen, durch welche die Befestigungsschrauben zwischen Klemmenkasten und Motorgehäuse reichen, mit ringförmigen Vorsprüngen versehen ist, welche für die vorteilhafte Beabstandung sorgen.

Ein fertigungstechnisch besonders günstiger Aufbau innerhalb des Klemmenkastens ergibt sich dann, wenn zur Kontaktierung des Mo-

tors eine im Klemmenkasten angeordnete Platine über die bodenseitige Ausnehmung des Klemmenkastens hinaus bis zum Motorgehäuse verlängert ist, im Bereich der Verlängerung mit Anschlußkontakten versehen ist, die wiederum von dem Kunststoffbauteil gesamt und gegebenenfalls auch jeder für sich kragenförmig umgeben werden. Auf diese Weise kann eine ohnehin im Klemmenkasten vorgesehene Platine praktisch ohne weiteren Bauaufwand zugleich als Anschlußstecker ausgebildet werden.

Bevorzugt ist neben dieser senkrecht zum Klemmenkastenboden angeordneten Platine, welche den Anschlußstecker zum Motor bildet, noch mindestens eine weitere Platine vorgesehen, welche sich bodenparallel erstreckt. In diesem Fall wird die wärmeempfindliche Elektronik, beispielsweise integrierte Schaltkreise und dergleichen, bevorzugt auf der senkrechten Platine angeordnet, während die Leistungselektronik, also die wärmeabgebende Elektronik sowie die Bauteile, welche hinsichtlich Größe und Gewicht hervortreten, auf der bodenparallelen Platine angeordnet wird. Auf dieser bodenparallelen Platine wiederum sollten die Bauteile dann vorteilhaft so angeordnet sein, daß die wärmeerzeugenden Leistungshalbleiter möglichst weit entfernt von der senkrechten Platine und nahe den Seitenwänden des Klemmenkastens angeordnet sind. Es können zur möglichst direkten Wärmeabfuhr von der Leistungselektronik an das Klemmenkastengehäuse weitere Konstruktionselemente vorgesehen sein, welche die wärmeerzeugenden Leistungsbauteile wärmeleitend mit der Klemmenkastenwandung verbinden. So können beispielsweise an der Klemmenka.stenwandung innerhalb des Klemmenkastens Flansche vorgesehen sein, welche durch eine Federanordnung zur Anlage mit Halbleiterlei-

stungsbauelementen gebracht sind.
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Bei dem vorerwähnten Kunststoffbauteil kommt es im wesentlichen auf die gute elektrische und thermische Isolierung des Bauteils an.

Kunststoffbauteile in diesem Sinne können also auch Bauteile aus natürlich gewachsenen Stoffen, Naturstoffen und Verbundstoffen sein, wenn sie nur die vorerwähnten Bedingungen erfüllen.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung ein teilweise im Schnitt

dargestelltes Pumpenaggregat gemäß der Erfindung, 10

Fig. 2 die Einzelheit II in Fig. 1 in vergrößerter Darstellung,

Fig. 3 das Kunststoffbauteil in perspektivischer Darstellung und

Fig. 4 eine Draufsicht auf den Klemmenkasten des Pumpen

aggregates nach Fig. 1 in vergrößerter Darstellung mit abgenommenem Deckel.

Das anhand von Fig. 1 dargestellte Pumpenaggregat weist ein Pumpengehäuse 1 mit einem Saugstutzen 2 und einem Druckstutzen 3 auf. Innerhalb des Pumpengehäuses 1 ist ein nicht dargestelltes Pumpenlaufrad angeordnet, das von einem lösbar am Pumpengehäuse 1 befestigten Elektromotor 4 angetrieben wird. Der Elektromotor 4 ist in einem Motorgehäuse 5 angeordnet, das lösbar mit dem Pumpengehäuse 1 verbunden ist und eine im wesentlichen zylindrische Form aufweist.

An der Oberseite des Motorgehäuses 5 ist die zylindrische Kontur abgeflacht und dort zu einer planen Anschlußfläche 6 ausgebildet, die zum Anschluß eines Klemmenkastens 7 dient, der wie das Motorgehäuse 5 aus Metall besteht. Der Klemmenkasten 7 ist zweiteilig

aufgebaut und weist einen Grundkörper 8 mit einem zur Anschlußfläche 6 parallelen Boden 9 sowie vier Seitenwände 10 - 13 auf. Nach oben hin ist der Grundkörper 8 durch einen Deckel 14 abschließbar.
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Im Boden 9 des Klemmenkastens 7 ist eine langlochähnliche Ausnehmung 15 vorgesehen, die mit einer entsprechenden Ausnehmung

16 im Motorgehäuse 5 fluchtet. Diese Ausnehmungen 15 und 16 werden zwecks elektrischer Verbindung zwischen Klemmenkasten 7 und Elektromotor 4 durch eine im Bereich der Ausnehmung als Kontaktleiste ausgebildete senkrecht zum Boden 9 angeordnete Platine

17 durchsetzt. Diese Platine 17 ist im Bereich der Ausnehmung 15 sowie der Ausnehmung 16 von einem umlaufenden Kragen 18 bzw. 19 umgeben. Diese Kragen isolieren die Kontakte der Platine 17 in diesem Bereich gegenüber dem metallischen Klemmenkasten 7 und dem metallischen Motorgehäuse 5. Die Platine 17 ist im Bereich der motorseitigen Ausnehmung kammartig geteilt, so daß sich einzelne Kontaktzungen bilden. In diese Zwischenräume der Kontaktzungen greifen wiederum flache Stege, die innerhalb des motorseitigen Kragens 19 ausgebildet sind, so daß die Platine 17 in diesem Bereich zusammen mit dem Kragen 19 einen elektrischen Steckverbinder bildet.

Die Kragen 18 und 19 sind Teil eines plattenförmigen, aus Kunststoff bestehenden Spritzgußteiles 20, das in Fig. 3 im einzelnen dargestellt ist. Der plattenförmige Teil 21 des Spritzgußteiles 20 erstreckt sich senkrecht zwischen den Kragen 18 und 19 und zwar parallel zur Anschlußfläche 6 des Motorgehäuses 5 und zum Boden 9 des Klemmenkastens 7 zwischen diesen Bauteilen. Während das Kunststoff bauteil 20 im Bereich der Kragen nahezu ausschließlich elektrisch isolierende Funktion hat, hat es im plattenförmigen Teil 21 wärmeisolierende Funktion. Der plattenförmige Teil 21 schirmt ab vor

Strahlungswärme zwischen Motorgehäuse 5 und dem Boden 9 des Klemmenkastens. Eine zusätzliche Isolierung durch ein zwischen dem plattenförmigen Teil 21 und dem Boden 9 des Klemmenkastens gebildetes Luftpolster wird dadurch erreicht, daß im plattenförmigen Teil 21 zum Klemmenkastenboden 9 gerichtete ringförmige Vorsprünge 22 vorgesehen sind. Diese ringförmigen Vorsprünge 22 sind im Bereich von Ausnehmungen 23 in Form von Bohrungen vorgesehen. Durch diese Bohrungen 23 können Befestigungsbolzen zwischen Klemmenkasten 7 und Motorgehäuse 5 geführt sein.

Um einen dichten Abschluß der Anschlußverbindung zwischen Klemmenkasten 7 und Elektromotor 4 zu gewährleisten, sind auf dem plattenförmigen Teil 21 im Bereich unmittelbar neben den Kragen 18 und 19 umgebende Dichtungen 24 vorgesehen.

Während die senkrechte Platine 17 die besonders wärmeempfindlichen Halbleiterbauelemente, wie beispielsweise integrierte Schaltkreise aufnimmt, ist eine weitere Platine 25 innerhalb des Klemmenkastens bodenparallel angeordnet, welche die volumen- und gewichtsmäßig hervortretenden Bauelemente wie beispielsweise Spulen, Kondensatoren und dergleichen und weiterhin die wärmeerzeugenden Leistungshalbleiter aufnimmt. Diese Leistungshalbleiter sind in den Fig. mit 26 gekennzeichnet, sie sind nahe den Seitenwänden angeordnet, die nicht der Platine 17 benachbart sind. Neben der Platine 25 ist weiterhin ein Kondensator 27 als Anfahrkondensator für den Asynchronmotor 4 angeordnet, der sich in diesem Bereich über nahezu die gesamte Gehäusebreite und Höhe erstreckt. Im übrigen ist eine Leitungsdurchführung 28 in der Seitenwand 13 vorgesehen, um das elektrische Versorgungskabel in den Klemmenkasten 7 zu führen.

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Bezugszeichenliste

1	Pumpengehäuse
2	Saugstutzen
3	Druckstutzen
4	Elektromotor
5	Motorgehäuse
6	Anschlußfläche am Motor
7	Klemmenkasten
8	Grundkörper
9	Klemmenkastenboden
10	)
11	) Seitenwände
12	)
13	)
14	Deckel
15	Ausnehmung im Klemmenkastenboden
16	Ausnehmung in der Anschluß fläche des Motorgehäuses
17	Senkrechte Platine
18	Kragen in der klemmenkastenseitigen Ausnehmung 15
19	Kragen in der motorgehäuseseitigen Ausnehmung 5
20	Kunststoffbauteil
21	Plattenförmiger Teil
22	Ringförmige Vorsprünge
23	Bohrungen
24	Dichtungen
25	1 Bodenparallele Platine
26	Leistungshalbleiter
27	Kondensator
28	Leitungsdurchführung
	··· ··· · . i .* • · · · · ·« · · · ···*

Claims

ANSPRUCHE

1. Pumpenaggregat mit einem Elektromotor (4) mit metallischem Gehäuse (5), mit einer vom Elektromotor (4) angetriebenen Kreiselpumpe und mit einem am Motorgehäuse (5) befestigten metallischen Klemmenkasten (7) mit darin befindlicher Steuer-, Regel- oder anderer Motorelektronik (17, 25), wobei im Boden (9) des Klemmenkastens (7) sowie dazu fluchtend im Motorgehäuse (5) je eine Ausnehmung (15, 16) angeordnet ist, durch die eine Steckverbindung geführt ist, welche die elektrischen Anschlüsse des Motors (4) zum Klemmenkasten (7) bildet, dadurch gekennzeichnet, daß der Klemmenkasten (7) im wesentlichen thermisch isoliert vom Motorgehäuse (5) ist, daß hierzu ein zwischen dem Boden (9) des Klemmenkastens (7) und dem Motorgehäuse (5) angeordnetes ein- oder mehrteiliges Kunststoffbauteil (20) vorgesehen ist, und daß dieses Kunststoffbauteil (20) als elektrische Isolierung für die Steckverbindung im Bereich der Ausnehmungen (15, 16) ausgebildet und angeordnet ist.

2. Pumpenaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunstoffbauteil (20) den Klemmenkasten (7) mit Freiraum zum Motorgehäuse (5) hält.

3. Pumpenaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffbauteil (20) im wesentlichen plattenförmig (21) ausgebildet ist und mindestens einen Vor-

.. &igr;

sprung (22) aufweist, der eine Beabstandung zwischen Klemmenkasten (7) und Motorgehäuse (5) bewirkt.

4. Pumpenaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beabstandung ringförmige Vorsprünge (22) vorgesehen sind, welche im Bereich von Bohrungen (23) im plattenförmigen Teil (21) angeordnet sind.

5. Pumpenaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine im Klemmenkasten (7) angeordnete Platine (17) die bodenseitige Ausnehmung (15) des Klemmenkastens (7) sowie die (16) des Motorgehäuses (5) zum Zwecke der Kontaktierung mit den Motoranschlüssen durchsetzt und im Bereich des.Motorgehäuses (5) mit Anschlußkontakten versehen ist und daß das Kunststoffbauteil (20) diese Platine (17) im Bereich der Ausnehmungen (15, 16) umgibt.

6. Pumpenaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Klemmenkasten (7) eine sich etwa bodenparallel dazu erstreckende Platine (25) aufweist, welche wärmeabgebende Leistungselektronik (26) trägt und daß senkrecht dazu die die Anschlußkontakte aufweisende Platine (17) angeordnet ist, welche die wärmeempfindliche Elektronik trägt.

7. Pumpenaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die wärmeabgebenden Halbleiterbauelemente (26) der Leistungselektronik nahe den freien Seitenwänden (11, 12, 13) des Klemmenkastens (7) angeordnet und wärmeleitend mit diesem verbunden sind.