EP1158175A2 - Spaltrohrmotor mit Folienspaltrohr - Google Patents

Spaltrohrmotor mit Folienspaltrohr Download PDF

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EP1158175A2
EP1158175A2 EP01111736A EP01111736A EP1158175A2 EP 1158175 A2 EP1158175 A2 EP 1158175A2 EP 01111736 A EP01111736 A EP 01111736A EP 01111736 A EP01111736 A EP 01111736A EP 1158175 A2 EP1158175 A2 EP 1158175A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
film
stator
motor according
canned
canned motor
Prior art date
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Granted
Application number
EP01111736A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1158175A3 (de
EP1158175B1 (de
Inventor
Waldemar Stephan
Günter Strelow
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wilo SE
Original Assignee
Wilo AG
Wilo GmbH
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Publication date
Application filed by Wilo AG, Wilo GmbH filed Critical Wilo AG
Publication of EP1158175A2 publication Critical patent/EP1158175A2/de
Publication of EP1158175A3 publication Critical patent/EP1158175A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1158175B1 publication Critical patent/EP1158175B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D13/00—Pumping installations or systems
    • F04D13/02—Units comprising pumps and their driving means
    • F04D13/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • F04D13/0606—Canned motor pumps
    • F04D13/064—Details of the magnetic circuit
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D13/00—Pumping installations or systems
    • F04D13/02—Units comprising pumps and their driving means
    • F04D13/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • F04D13/0606—Canned motor pumps
    • F04D13/0626—Details of the can
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D13/00—Pumping installations or systems
    • F04D13/02—Units comprising pumps and their driving means
    • F04D13/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • F04D13/0606—Canned motor pumps
    • F04D13/0633—Details of the bearings

Definitions

  • the invention relates to a canned motor for a centrifugal pump, with a Canned tube, which is designed as a wet rotor and with the motor shaft rotatably connected rotor from the rotatably connected to the motor housing connected stator.
  • Such canned motors are generally known and for example in the German patent application DE 44 38 132 described.
  • the can or the containment shell surrounds the one circulating in the liquid being pumped Rotor and seals it against the dry stator space.
  • the canned pipe is made of metal or made of plastic.
  • a can made of plastic as it is for example is known from the US Pat. No. 4,836,147 a wall thickness of at least for manufacturing reasons 0.8 to 1 millimeter.
  • Such a containment can must be used for the required Dimensional stability also have sufficient inherent stiffness, what also caused correspondingly large wall thicknesses.
  • the Containment can or the can in the gap area mostly conical, in order to be easily demolded from the casting tool.
  • the object of the invention is therefore a canned motor of the beginning to create the type mentioned, with simple construction, small size and inexpensive to manufacture a small gap between Stator and rotor enables and thus high performance or high Efficiency of the machine guaranteed.
  • the main advantage is the very small thickness of the film, whereby the formation of a very small gap between the stator and Rotor is enabled. In this way, not only smaller sizes, but also without other types of performance-enhancing and cost-intensive Changes high efficiency and great performance of the machine can be achieved.
  • the film can be made of non-metallic Material be made so that the induction of power-reducing eddy currents is prevented.
  • the film can also be cylindrical in shape be so that the in the case of conically designed containment pots both on the inside to the cylindrical rotor and on the outside for hollow cylindrical stator and its thickness in the axial direction increasing gap can be avoided.
  • the construction is simple, so that the canned motor according to the invention is inexpensive can be produced.
  • the film is tubular, so that seams are not required.
  • the support elements have at least two Include clamping elements between which the film is stretched.
  • the film can be kept in the desired shape in a particularly simple manner.
  • the support elements comprise at least one packing, which is arranged on or next to the stator and on which the film rests.
  • the filler (s) form for the film a mechanically supporting surface, so that the film is a receives particularly high mechanical strength.
  • each of which is an annular Has recess for a clamping ring, the clamping ring the film spanned over the inner circumference of the stator. This prevents the foil comes into contact with the rotor.
  • the film can also be at the exit of the motor shaft from the motor housing facing side between the front wall of the motor housing or a bearing plate on the one hand and the stator and / or a packing on the other hand, be clamped.
  • Foil in the same way between the bottom of the engine case or one the cover that closes the motor housing on the one hand and the stator and / or a packing on the other hand. It is cheap also if a sealing ring (O-ring) is provided, which the film clamped and at the same time between the film on the one hand and the motor housing final transverse wall (exit side of the motor shaft or Bottom of the motor housing) and / or a coaxial provided thereon on the other hand seals to the motor shaft inward projection.
  • O-ring sealing ring
  • the support elements or the filler with potting compound in particular areas filled with synthetic resin.
  • the stator can preferably be completely potted and thus a particularly large one Form a mechanically load-bearing surface for the overlying film.
  • the film is integral with the stator and / or on the support elements or on the packing or on the Potting compound attached, in particular glued or welded. This provides a particularly high level of security against touching the film reached with the rotor.
  • the support elements can have a plurality of clamping elements comprise that stretch the film radially outwards.
  • the clamping elements can in particular as rods axially between the individual stator windings be arranged of the stator. They can also be in a ring Provide circumferential direction and stretch the film.
  • the film is a composite film of several Single slides is. In this way, the advantages of different film materials can be combined with each other. It is particularly cheap if the film or a single film is made of plastic and / or is elastic.
  • the film has a thickness between 0.1 and 1 Millimeters, preferably between 0.3 and 0.5 millimeters.
  • the film is at the end facing away from the outlet side of the motor shaft via an Bottom area closed and thus forms a can.
  • the one before described advantageous embodiments of a film formed can can in the same way also in one by Foil can can be used.
  • the film on the pump chamber opposite side with its bottom area radially and / or axially between a bearing of the motor shaft on the one hand and the bearing radially and / or axially receiving bracket is clamped on the other hand.
  • the bottom area of the containment can be particularly easily in the desired Be held in position.
  • the can made of foil can be particularly easily thereby on the floor area or on an area adjacent to the floor area Pot area clamped to the required diameter be when axially between the rotor and the bottom of the Foil arranged bearing a clamping element rotatably with the motor housing it is provided that the film spans outwards.
  • the clamping element attached to the bearing receiving the shaft end his.
  • the rotor turns radially inside the stator, with the foil over the inner circumference of the stator is open.
  • the rotor can also be radial circulate outside the stator, the film over the outer circumference of the Stator is excited.
  • the stator is in the shape of a hollow cylinder trained rotor arranged, the film here as a separation the wet running area from the dry area of the engine as a canned pipe is arranged between the stator and the rotor.
  • the canned motor 1 shown in Figure 1 has a motor housing 2 in which the motor shaft 4 carrying the pump impeller 3 in two bearings 5 and 6 is stored.
  • the bearing 5 adjacent to the pump impeller 3 is shown in FIG a central opening of the end wall 7 of the motor housing 2 attached. Radially outside the opening for the bearing 5, the end wall 7 has several Openings 8 through which the interior of the motor housing 2 with the Pump chamber is connected. That facing away from the pump impeller 3 Bearing 6 is fixed in a central recess of a cover 9, which Motor housing 2 on the end facing away from the pump chamber completes.
  • the rotor 10 is rotatably on the motor shaft 4 attached, the wet runner from the through the openings 8 from the Pump housing in the interior of the motor housing 2 flowing fluid is surrounded.
  • the stator 11 is radially outside the rotor 10 rotatably received in the motor housing 2.
  • the individual windings 12 are placed around the winding supports 13 of the stator 11.
  • the two fillers 14 are here by a Casting compound formed, the inner peripheral surfaces as support elements 15 are formed for a film 16 serving as a can.
  • the Foil 16 is tubular and separates that from the funded Liquid surrounding rotor 10 from the dry stator 11. Here takes over the plastic film 16 with a thickness of 0.4mm the function of a particularly thin canned motor of the canned motor 1.
  • the tubular film 16 lies with its outside on the Support elements 15 and the inner wall of the stator 11.
  • the Edge areas of the film 16 are here of the two packing elements 14 as Support element 15 worn and glued to it.
  • the two fillers 14 face the inside of the end wall 7 or The end faces facing the lid 9 each have an annular recess 17, in each of which an O-ring lies. If the film 16 in axial direction is long enough, the two Edge areas of the film 16 also each by an O-ring Clamping element 18 are clamped so that the film 16 in the axial Direction and over the inner circumference of the stator 11 and the two Packing body 14 is clamped.
  • the two O-rings 18 also seal each against a coaxially protruding into the interior of the motor housing 2 Projection of the end wall 7 or the lid 9, so that the through the openings 8 into the interior of the motor housing 2 Delivery liquid only in the rotor 10 and the motor shaft 4 and Camp 5, 6 surrounding area can reach.
  • the motor housing 2 on the side opposite the pump chamber by a one-piece with the motor housing 2 formed end wall 19, whereas the end of the motor housing 2 facing the pump chamber is completed by an inserted end shield 20.
  • the film 16 is in this case directly between the support elements 15 and the end wall 19 or the bearing plate 20 clamped and thus over the inner circumference of the Stator 11 spanned.
  • the bearing plate 20 and the end wall 19 point one protruding centrally into the interior of the motor housing 2 Projection 21, on the outside of each with a support member 15 abuts its inner circumference and clamps the film 16 in between.
  • the two edge regions 22 of the film 16 are in one plane perpendicular to the motor shaft 4 between an outward plane directed collar of the support elements 15 and the inside of the end wall 19 or an inner region of the bearing plate 20 is clamped. To this In this way, the film 16 is particularly secure for its function Canned tube required shape kept.
  • the film 16 is on the the end facing the end wall 19 via a base region 23 closed.
  • the film 16 takes on the function of a known canister.
  • the bottom region 23 of the film 16 is here both in the circumferential direction and in a direction perpendicular to the motor shaft 4 level between the bearing 6 and the bearing 6 receiving regions of the end wall 19 or the projection 21 clamped.
  • a disc 24 Between the central center of the bottom area 23 of the film 16 and the end face of the bearing 6 facing the end wall 19 is present.
  • a second disc 25 as a clamping element in a rotationally fixed connected to the bearing 6 and the protrusion 21 of the motor housing 2, which spans the film 16 radially outward over its outer circumference.
  • the outer diameter of the disk 25 corresponds to the inner diameter of the stator 11.
  • the structure of the can motor 26 corresponds essentially the structure of the canned motor 1 from FIG. 2.
  • FIG. 4 shows an embodiment of a canned motor according to the invention 1, in which the rotor 10 radially outside the stator 11 circulates.
  • the film 16 via two support elements 15 over the outer circumference of the stator 11 tensioned, so that it can be used here as a can of the pumped liquid surrounding wet rotor area of the rotor 10 from separates the inner dry area of the stator 11.
  • All embodiments of the canned motor 1 according to FIGS. 1, 2 or 4 or the can motor 26 according to FIG. 3 is the advantage of a very small thickness of the film 16 of 0.4 mm in common, which the Formation of a very small gap between stator 11 and rotor 10 is made possible, so that particularly high efficiencies and large The performance of motors 1, 26 can be achieved.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Motor Or Generator Frames (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Spaltrohrmotor 1 für eine Kreiselpumpe, mit einem Spaltrohr, das den als Naßläufer ausgebildeten und mit der Motorwelle 4 drehfest verbundenen Rotor 10 von dem drehfest mit dem Motorgehäuse 2 verbundenen Stator 11 trennt, wobei das Spaltrohr durch eine flüssigkeitsundurchlässige Folie 16 gebildet ist, und dass Stützelemente 15 vorgesehen sind, die die Folie 16 halten und/oder tragen. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Spaltrohrmötor für eine Kreiselpumpe, mit einem Spaltrohr, das den als Naßläufer ausgebildeten und mit der Motorwelle drehfest verbundenen Rotor von dem drehfest mit dem Motorgehäuse verbundenen Stator trennt.
Derartige Spaltrohrmotoren sind allgemein bekannt und beispielsweise in der deutschen Offenlegungsschrift DE 44 38 132 beschrieben. Das Spaltrohr oder der Spalttopf umgibt dabei den in der geförderten Flüssigkeit umlaufenden Rotor und dichtet ihn gegenüber dem trockenen Statorraum ab.
Bei den heutigen Spaltrohrmotoren besteht das Spaltrohr aus Metall oder aus Kunststoff. Ein aus Kunststoff gefertigter Spalttopf, wie er beispielsweise aus der amerikanischen Patentschrift US 4 836 147 bekannt ist, benötigt dabei aus fertigungstechnischen Gründen eine Wanddicke von mindestens 0,8 bis 1 Millimeter. Dabei muß ein derartiger Spalttopf für die erforderliche Formstabilität auch eine ausreichende Eigensteifigkeit besitzen, was ebenfalls entsprechend große Wanddicken verursacht. Außerdem ist der Spalttopf bzw. das Spaltrohr im Spaltbereich meistens konisch ausgeführt, um problemlos aus dem Guß-Werkzeug entformt werden zu können. Durch die großen Wanddicken und die gegebenenfalls konische Ausbildung ergibt sich ein relativ großer Spalt zwischen dem Stator und dem Rotor, der die Leistung bzw. den Wirkungsgrad der Maschine herabsetzt bzw. zur Kompensation den Einsatz großer und teurer Magneten erforderlich macht.
Bei Spalttöpfen oder Spaltrohren aus Metall sind demgegenüber zwar dünnere Wanddicken herstellbar, aber aufgrund ihrer elektrischen Leitfähigkeit werden Wirbelströme induziert, die ebenfalls zu einer Herabsetzung des Wirkungsgrades der Maschine führen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Spaltrohrmotor der eingangs genannten Art zu schaffen, der bei einfacher Konstruktion, geringer Baugröße und kostengünstiger Herstellbarkeit einen geringen Spalt zwischen Stator und Rotor ermöglicht und somit eine hohe Leistung bzw. einen hohen Wirkungsgrad der Maschine gewährleistet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Unteransprüchen. Wesentlich bei der erfindungsgemäßen Lösung ist, daß das Spaltrohr durch eine flüssigkeitsundurchlässige Folie gebildet ist und daß Stützelemente vorgesehen sind, die die Folie halten bzw. tragen.
Der wesentliche Vorteil liegt dabei in der sehr geringen Dicke der Folie, wodurch die Ausbildung eines sehr geringen Spaltes zwischen Stator und Rotor ermöglicht wird. Auf diese Weise können nicht nur geringere Baugrößen, sondern auch ohne andersartige leistungssteigernde und kostenintensive Änderungen hohe Wirkungsgrade und große Leistungen der Maschine erreicht werden. Insbesondere kann die Folie aus nichtmetallischem Material gefertigt sein, so daß die Induktion von leistungsmindernden Wirbelströmen verhindert wird. Auch kann die Folie dabei zylindrisch ausgeformt sein, so daß der bei im Spaltbereich konisch ausgeführten Spalttöpfen sowohl innenseitig zum zylindrischen Rotor als auch außenseitig zum hohlzylindrischen Stator ausgebildete und in axialer Richtung in seiner Dicke jeweils größer werdende Spalt vermieden werden kann. Die Konstruktion ist einfach, so daß der erfindungsgemäße Spaltrohrmotor kostengünstig herstellbar ist.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Folie schlauchförmig ausgebildet ist, so daß Nahtstellen nicht erforderlich sind.
Besonders vorteilhaft ist es ferner, wenn die Stützelemente mindestens zwei Klemmelemente umfassen, zwischen denen die Folie gespannt ist. Hierdurch kann die Folie besonders einfach in der gewünschten Form gehalten werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfassen die Stützelemente mindestens einen Füllkörper, der an bzw. neben dem Stator angeordnet ist und auf dem die Folie aufliegt. Der bzw. die Füllkörper bilden dabei für die Folie eine mechanisch tragende Oberfläche, so daß die Folie eine besonders hohe mechanische Festigkeit erhält.
Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn an den beiden Seitenbereichen des Stators jeweils ein Füllkörper angeordnet ist, der jeweils eine ringförmige Ausnehmung für einen Klemmring aufweist, wobei der Klemmring die Folie über den Innenumfang des Stators aufspannt. Hierdurch wird verhindert, daß die Folie mit dem Rotor in Berührung kommt.
Auch kann die Folie an der dem Austritt der Motorwelle aus dem Motorgehäuse zugewandten Seite zwischen der Stirnwand des Motorgehäuses oder einem Lagerschild einerseits und dem Stator und/oder einem Füllkörper andererseits eingespannt sein. Auf der gegenüberliegenden Seite kann die Folie in gleicher Weise zwischen dem Boden des Motorgehäuses oder einem das Motorgehäuse abschließenden Deckel einerseits und dem Stator und/oder einem Füllkörper andererseits eingespannt sein. Günstig ist es dabei ferner, wenn ein Dichtungsring (O-Ring) vorgesehen ist, der die Folie einspannt und gleichzeitig zwischen der Folie einerseits und der das Motorgehäuse abschließenden Querwand (Austrittsseite der Motorwelle oder Boden des Motorgehäuses) und/oder einem daran vorgesehenen, koaxial zur Motorwelle nach innen gerichteten Vorsprung andererseits abdichtet.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfassen die Stützelemente bzw. die Füllkörper mit Vergußmasse, insbesondere mit Kunstharz ausgegossene Bereiche. Der Stator kann dabei vorzugsweise vollständig vergossen sein und somit eine besonders große mechanisch tragende Oberfläche für die aufliegende Folie bilden.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Folie stoffschlüssig an dem Stator und/oder an den Stützelementen bzw. an den Füllkörpern oder an der Vergußmasse befestigt, insbesondere aufgeklebt oder angeschweißt ist. Hierdurch wird eine besonders hohe Sicherheit gegen Berührungen der Folie mit dem Rotor erreicht.
Auch ist es möglich, daß die Stützelemente mehrere Spannelemente umfassen, die die Folie radial nach außen spannen. Die Spannelemente können dabei insbesondere als Stäbe axial zwischen den einzelnen Ständerwicklungen des Stators angeordnet sein. Auch können sie ringförmig in Umfangsrichtung vorgesehen sein und die Folie aufspannen.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Folie eine Verbundfolie aus mehreren Einzelfolien ist. Auf diese Weise können die Vorteile unterschiedlicher Folienmaterialien miteinander kombiniert werden. Besonders günstig ist es dabei, wenn die Folie oder eine Einzelfolie aus Kunststoff besteht und/oder elastisch ist.
Besonders geringe Luftspalte bei ausreichender mechanischer Festigkeit können dann erreicht werden, wenn die Folie eine Dicke zwischen 0,1 und 1 Millimeter, vorzugsweise zwischen 0,3 und 0,5 Millimeter hat.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Folie an dem der Austrittsseite der Motorwelle abgewandten Ende über einen Bodenbereich geschlossen und bildet somit einen Spalttopf. Die zuvor beschriebenen vorteilhaften Ausgestaltungen eines durch eine Folie gebildeten Spaltrohrs können in gleicher Weise auch bei einem durch eine Folie gebildeten Spalttopf Anwendung finden.
Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die Folie an der der Pumpenkammer abgewandten Seite mit ihrem Bodenbereich radial und/oder axial zwischen einem Lager der Motorwelle einerseits und der das Lager radial und/oder axial aufnehmenden Halterung andererseits eingespannt ist. Auf diese Weise kann der Bodenbereich des Spalttopfes besonders einfach in der gewünschten Position gehalten werden.
Auf besonders einfache Weise kann der aus Folie bestehende Spalttopf dabei an dem Bodenbereich oder an einem an den Bodenbereich angrenzenden Topfbereich auf den erforderlichen Durchmesser aufgespannt werden, wenn axial zwischen dem Rotor und dem am Bodenbereich der Folie angeordneten Lager ein Spannelement drehfest mit dem Motorgehäuse vorgesehen ist, dass die Folie nach außen aufspannt. Vorzugsweise kann das Spannelement an dem das Wellenende aufnehmenden Lager befestigt sein.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung läuft der Rotor radial innerhalb des Stators um, wobei die Folie über den Innenumfang des Stators aufgespannt ist.
Bei einer anderen Ausführungsvariante kann der Rotor jedoch auch radial außerhalb des Stators umlaufen, wobei die Folie über den Außenumfang des Stators gespannt ist. Der Stator ist hierbei innerhalb des hohlzylinderförmig ausgebildeten Rotors angeordnet, wobei die Folie auch hier als Trennung des Nassläuferbereichs von dem trockenen Bereich des Motors als Spaltrohr zwischen dem Stator und dem Rotor angeordnet ist. Bei einer derartigen Bauform, bei der die Magnete des Rotors radial außerhalb der Ständerwicklungen des Stators umlaufen, können die Ständerwicklungen des Stators auch bei sehr kleinen Baugrößen mit geringem fertigungstechnischem Aufwand hergestellt werden. Insbesondere ist hierbei auch bei kleinen Baugrößen ein Bewickeln eines Wicklungsträgers des Stators von außen möglich, ohne dass hierdurch der Wirkungsgrad des Spaltrohrmotors verringert wird. Auf diese Weise wird bei einfacher Konstruktion ein Spaltrohrmotor geschaffen, der auch bei sehr kleinen Baugrößen in großer Stückzahl preiswert hergestellt und montiert werden kann. Auch können auf diese Weise bei konstanter Baugröße des Spaltrohrmotors größere Drehmomente übertragen werden, da der aufgrund der Folie sehr dünne Spalt zwischen dem Stator und dem Rotor und somit der Angriffspunkt der magnetischen Kräfte sich auf einem größeren Umfang befindet. Schließlich ergibt sich durch den außerhalb des Stators umlaufenden Rotor ein höheres Massenträgheitsmoment, so dass ein besonders gleichmäßiger und vibrationsfreier Motorlauf erreichbar ist.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mit den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen.
Es zeigen
Figur 1:
Schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Spaltrohrmotors
Figur 2:
Querschnitt durch eine alternative Ausführungsform eines Spaltrohrmotors
Figur 3:
Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Ausführungsform eines Spalttopfmotors
Figur 4:
Querschnitt durch eine Ausführungsform mit außerhalb des Stators umlaufenden Rotor.
Der in Figur 1 dargestellte Spaltrohrmotor 1 hat ein Motorgehäuse 2, in dem die das Pumpenlaufrad 3 tragende Motorwelle 4 in zwei Lagern 5 und 6 gelagert ist. Das dem Pumpenlaufrad 3 benachbarte Lager 5 ist hierbei in einer zentralen Öffnung der Stirnwand 7 des Motorgehäuses 2 befestigt. Radial außerhalb der Öffnung für das Lager 5 weist die Stirnwand 7 mehrere Öffnungen 8 auf, durch die der Innenraum des Motorgehäuses 2 mit der Pumpenkammer verbunden ist. Das dem Pumpenlaufrad 3 abgewandte Lager 6 ist in einer zentralen Ausnehmung eines Deckels 9 befestigt, der das Motorgehäuse 2 an der von der Pumpenkammer abgewandten Stirnseite abschließt.
Zwischen den beiden Lagern 5 und 6 ist der Rotor 10 drehfest auf der Motorwelle 4 befestigt, der als Nassläufer von der durch die Öffnungen 8 aus dem Pumpengehäuse in das Innere des Motorgehäuses 2 fließenden Förderflüssigkeit umgeben ist. Radial außerhalb des Rotors 10 ist der Stator 11 drehfest im Motorgehäuse 2 aufgenommen. Die einzelnen Wicklungen 12 sind dabei um die Wicklungsträger 13 des Stators 11 herumgelegt.
An den beiden Stirnseiten des Stators 11 ist jeweils ein ringförmiger Füllkörper 14 angeordnet, dessen Innendurchmesser dem Innendurchmesser des Stators 11 entspricht. Die beiden Füllkörper 14 sind hierbei durch eine Vergussmasse gebildet, deren innenseitigen Umfangsflächen als Stützelemente 15 für eine als Spaltrohr dienende Folie 16 ausgeformt sind. Die Folie 16 ist schlauchförmig ausgebildet und trennt den von der geförderten Flüssigkeit umgebenden Rotor 10 von dem trockenen Stator 11. Hierbei übernimmt die aus Kunststoff bestehende Folie 16 bei einer Dicke von 0,4mm die Funktion eines besonders dünnen Spaltrohrs des Spaltrohrmotors 1. Die schlauchförmige Folie 16 liegt mit ihrer Außenseite an den Stützelementen 15 und der Innenwandung des Stators 11 an. Die Randbereiche der Folie 16 sind hierbei von den beiden Füllkörpern 14 als Stützelement 15 getragen und daran angeklebt.
Die beiden Füllkörper 14 weisen innenseitig an den der Stirnwand 7 bzw. dem Deckel 9 zugewandten Stirnseiten jeweils eine ringförmige Ausnehmung 17 auf, in der jeweils ein O-Ring einliegt. Falls die Folie 16 in axialer Richtung ausreichend lang ausgebildet ist, können die beiden Randbereiche der Folie 16 auch jeweils durch einen O-Ring als Klemmelement 18 festgeklemmt werden, so dass die Folie 16 in axialer Richtung sowie über den Innenumfang des Stators 11 und der beiden Füllkörper 14 aufgespannt wird. Außerdem dichten die beiden O-Ringe 18 jeweils gegen einen koaxial in das Innere des Motorgehäuses 2 hineinragenden Vorsprung der Stirnwand 7 bzw. des Deckels 9 ab, so dass die durch die Öffnungen 8 in den Innenraum des Motorgehäuses 2 gelangende Förderflüssigkeit nur in den den Rotor 10 sowie die Motorwelle 4 und die Lager 5, 6 umgebenden Bereich gelangen kann.
Bei dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Motorgehäuse 2 an der der Pumpenkammer gegenüberliegenden Seite durch eine einstückig mit dem Motorgehäuse 2 ausgebildete Stirnwand 19 abgeschlossen, wohingegen die der Pumpenkammer zugewandte Stirnseite des Motorgehäuses 2 durch einen eingesetzten Lagerschild 20 abgeschlossen ist. Die Folie 16 ist hierbei unmittelbar zwischen den Stützelementen 15 und der Stirnwand 19 bzw. dem Lagerschild 20 festgeklemmt und somit über den Innenumfang des Stators 11 aufgespannt. Der Lagerschild 20 und die Stirnwand 19 weisen jeweils einen zentral in das Innere des Motorgehäuses 2 hineinragenden Vorsprung 21 auf, an dessen Außenseite jeweils ein Stützelement 15 mit seinem Innenumfang anliegt und die Folie 16 dazwischen festklemmt. Zusätzlich werden die beiden Randbereiche 22 der Folie 16 in einer senkrecht zur Motorwelle 4 verlaufenden Ebene zwischen einem nach außen gerichteten Kragen der Stützelemente 15 und der Innenseite der Stirnwand 19 bzw. einem inneren Bereich des Lagerschilds 20 festgeklemmt. Auf diese Weise wird die Folie 16 besonders sicher in ihrer für die Funktion eines Spaltrohrs erforderlichen Form gehalten.
Bei dem in Figur 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Folie 16 an dem der Stirnwand 19 zugewandten Ende über einen Bodenbereich 23 geschlossen. Auf diese Weise übernimmt die Folie 16 die Funktion eines an sich bekannten Spalttopfes. Der Bodenbereich 23 der Folie 16 ist hierbei sowohl in Umfangsrichtung als auch in einer senkrecht zur Motorwelle 4 verlaufenden Ebene zwischen dem Lager 6 und den das Lager 6 aufnehmenden Bereichen der Stirnwand 19 bzw. des Vorsprungs 21 festgeklemmt. Zwischen der zentralen Mitte des Bodenbereiches 23 der Folie 16 und der der Stirnwand 19 zugewandten Stirnseite des Lagers 6 ist dabei eine Scheibe 24 eingefügt. Auf der der Scheibe 24 gegenüberliegenden Stirnseite des Lagers 6 ist eine zweite Scheibe 25 als Spannelement drehfest mit dem Lager 6 und dem Vorsprung 21 des Motorgehäuses 2 verbunden, die die Folie 16 über ihren Außenumfang radial nach außen aufspannt. Der Außendurchmesser der Scheibe 25 entspricht dabei dem Innendurchmesser des Stators 11. Darüber hinaus entspricht der Aufbau des Spalttopfmotors 26 im wesentlichen dem Aufbau des Spaltrohrmotors 1 aus Figur 2.
In Figur 4 ist eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Spaltrohrmotors 1 gezeigt, bei der der Rotor 10 radial außerhalb des Stators 11 umläuft. Hierbei ist die Folie 16 über zwei Stützelemente 15 über den Außenumfang des Stators 11 gespannt, so dass sie auch hier als Spaltrohr den von der geförderten Flüssigkeit umgebenen Nassläuferbereich des Rotors 10 von dem inneren trockenen Bereich des Stators 11 trennt.
Allen Ausführungsformen des Spaltrohrmotors 1 gemäß den Figuren 1, 2 oder 4 bzw. des Spalttopfmotors 26 gemäß Figur 3 ist der Vorteil einer sehr geringen Dicke der Folie 16 von 0,4 mm gemeinsam, wodurch die Ausbildung eines sehr geringen Spaltes zwischen Stator 11 und Rotor 10 ermöglicht wird, so dass besonders hohe Wirkungsgrade und große Leistungen der Motoren 1, 26 erreichbar sind.

Claims (20)

  1. Spaltrohrmotor für eine Kreiselpumpe, mit einem Spaltrohr, das den als Naßläufer ausgebildeten und mit der Motorwelle drehfest verbundenen Rotor von dem drehfest mit dem Motorgehäuse verbundenen Stator trennt,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Spaltrohr durch eine flüssigkeitsundurchlässige Folie (16) gebildet ist, und dass Stützelemente (15) vorgesehen sind, die die Folie (16) halten und/oder tragen.
  2. Spaltrohrmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (16) schlauchförmig ausgebildet ist.
  3. Spaltrohrmotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützelemente (15) mindestens zwei Klemmelemente (18) umfassen, zwischen denen die Folie (16) gespannt ist.
  4. Spaltrohrmotor nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützelemente (15) mindestens einen Füllkörper (14) umfassen, der an und/oder neben dem Stator (11) angeordnet ist und auf dem die Folie (16) aufliegt.
  5. Spaltrohrmotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass an den beiden axialen Seitenbereichen des Stators (11) jeweils ein Füllkörper (14) angeordnet ist, der jeweils eine ringförmige Ausnehmung (17) aufweist, in der jeweils ein Klemmring (18) derart einliegt, dass die Folie (16) über den Umfang des Stators (11) aufgespannt ist.
  6. Spaltrohrmotor nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (16) an der der Pumpenkammer zugewandten Seite zwischen der Stirnwand (7) des Motorgehäuses (2) oder einem Lagerschild (20) einerseits und dem Stator (11) und/oder einem Füllkörper (14) andererseits eingespannt ist.
  7. Spaltrohrmotor nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie(16)an der der Pumpenkammer abgewandten Seite zwischen dem Boden (19) des Motorgehäuses (2) oder einem das Motorgehäuse (2) abschließenden Deckel (9) einerseits und dem Stator (11) und/oder einem Füllkörper (14) andererseits eingespannt ist.
  8. Spaltrohrmotor nach Anspruch 5 in Kombination mit Anspruch 6 und/oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Klemmring (18) durch einen O-Ring gebildet ist, der zwischen der Folie (16) einerseits und der das Motorgehäuse (2) abschließenden Querwand und/oder einem daran vorgesehenen axialen Vorsprung (21) andererseits abdichtet.
  9. Spaltrohrmotor nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützelemente (15) bzw. Füllkörper (14) Vergußmasse, insbesondere Kunstharz umfassen, die den Stator (11) vollständig oder teilweise umgibt und auf der die Folie (16) aufliegt.
  10. Spaltrohrmotor nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (16)stoffschlüssigan dem Stator (11) und/oder an den Stützelementen (15) befestigt, insbesondere aufgeklebt ist.
  11. Spaltrohrmotor nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützelemente (15) mehrere insbesondere axial zwischen den einzelnen Ständerwicklungen und/oder in Umfangsrichtung angeordnete Spannelemente umfassen, die die Folie (16) radial nach außen spannen.
  12. Spaltrohrmotor nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (16) eine Verbundfolie aus mehreren Einzelfolien ist.
  13. Spaltrohrmotor nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die Folie (16) oder Einzelfolie aus Kunststoff besteht.
  14. Spaltrohrmotor nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (16) oder Einzelfolie elastisch ist.
  15. Spaltrohrmotor nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (16) oder Einzelfolie eine Dicke zwischen 0,1 und 1 Millimeter, vorzugsweise zwischen 0,3 und 0,5 Millimeter hat.
  16. Spaltrohrmotor nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (16) an dem der Pumpenkammer abgewandten Ende über einen Bodenbereich (23) geschlossen ist und einen Spalttopf bildet.
  17. Spaltrohrmotor nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (16) an der der Pumpenkammer abgewandten Seite mit ihrem Bodenbereich (23) radial und/oder axial zwischen einem Lager (6) der Motorwelle (4) einerseits und der das Lager (6) radial und/oder axial aufnehmenden Halterung andererseits eingespannt ist.
  18. Spaltrohrmotor nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass axial zwischen dem Rotor (10) und dem am Bodenbereich (23) der Folie (16) angeordneten Lager (6) ein Spannelement (25) drehfest mit dem Motorgehäuse (2) vorgesehen ist, das die Folie (16) nach außen aufspannt.
  19. Spaltrohrmotor nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (10)radial innerhalb des Stators (11) umläuft und die Folie (16) über den Innenumfang des Stators (11) aufgespannt ist.
  20. Spaltrohrmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet , dass der Rotor (10) radial außerhalb des Stators (11) umläuft und die Folie (16) über den Außenumfang des Stators (11) gespannt ist.
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