EP2455614A2 - Pumpe zur Förderung von Flüssigkeiten - Google Patents

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EP2455614A2
EP2455614A2 EP11180310A EP11180310A EP2455614A2 EP 2455614 A2 EP2455614 A2 EP 2455614A2 EP 11180310 A EP11180310 A EP 11180310A EP 11180310 A EP11180310 A EP 11180310A EP 2455614 A2 EP2455614 A2 EP 2455614A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
impeller
housing
pump
bearing
pump according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP11180310A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Rudolf Tungl
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.)
Ebm Papst Landshut GmbH
Original Assignee
Ebm Papst Landshut GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ebm Papst Landshut GmbH filed Critical Ebm Papst Landshut GmbH
Publication of EP2455614A2 publication Critical patent/EP2455614A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D7/00—Pumps adapted for handling specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts
    • F04D7/02—Pumps adapted for handling specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts of centrifugal type
    • F04D7/04—Pumps adapted for handling specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts of centrifugal type the fluids being viscous or non-homogenous
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06F—LAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
    • D06F39/00—Details of washing machines not specific to a single type of machines covered by groups D06F9/00 - D06F27/00 
    • D06F39/08—Liquid supply or discharge arrangements
    • D06F39/083—Liquid discharge or recirculation arrangements
    • D06F39/085—Arrangements or adaptations of pumps
    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/04—Shafts or bearings, or assemblies thereof
    • F04D29/042—Axially shiftable rotors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/60—Fluid transfer
    • F05D2260/604—Vortex non-clogging type pumps

Definitions

  • the invention relates to a pump for conveying liquids with a drive region and a pump region.
  • the pump includes, among other things, a housing and a motor that drives an impeller disposed on a drive shaft.
  • the invention relates to a household appliance having a corresponding pump, wherein as a household appliance, for example, a tumble dryer may be provided, in which the pump according to the invention is used as a condensate pump.
  • a pump having the features of claim 1.
  • the axial gap between the housing and a cover disk of the impeller is 0.1 to 1.5 mm and the drive shaft is mounted both in the drive region and in the pumping region, each with at least one bearing.
  • the invention works over the entire range of the axial gap dimension of 0.1 to 1.5 mm, however small gap dimensions are particularly preferred in order to keep the accumulation of dirt, in particular hair in the drive shaft as small as possible.
  • additional measures such as an annular web, are useful, as illustrated in exemplary embodiments.
  • the pumping area is defined as the section of the pump in which liquid is conveyed.
  • the (shaft) drive range is determined by the remaining section.
  • the pump is designed as a free-flow pump, in which not directly the impeller itself but the vortex generated by the impeller causes a liquid delivery. It is favorable that Float such as lint or hair does not get caught in the blades of the impeller.
  • the impeller is pressed onto the drive shaft in such a way to form the extremely small gap between the housing and the cover plate of the impeller.
  • Such an arrangement can be made by placing a calibrating ring on the axial end section of the housing and pressing the pressing tool onto the calibrating ring so that the known sizes of the calibrating ring can be used to measure the respective sizes of the present pump and calculate the size of the press , From the resulting results, the impeller is pressed correspondingly far in the axial direction of the shaft to ensure the desired gap.
  • a pressing up to the contact of the pressing tool carried on the web This assembly takes less time, but the tolerances are greater.
  • a feeler gauge can be used. When using an annular web this must be removed at least in sections.
  • the axial gap to the housing can be provided extremely precisely, without the danger of later relative movements between shaft and impeller.
  • the bearings can be arranged axially aligned, whereby a possible misalignment of the shaft is avoided.
  • the precise alignment of the shaft by means of aligned bearings leads to a constant axial gap between the impeller and housing over the entire radial extent of the impeller.
  • the axial distance between the impeller and the nearest bearing of the drive shaft to the impeller may be less than or equal to one third of the impeller diameter, i. A ⁇ D / 3, preferably D / 4, more preferably D / 5, even more preferably D / 6.
  • the distance A is determined by the respective axial edge planes of the impeller and bearing.
  • the invention works over the entire specified range, although it is nevertheless preferred to arrange the at least one bearing spatially close to the impeller. By this spatially close arrangement of at least one bearing on the impeller, a highly accurate positioning of the impeller is achieved with respect to the housing. Furthermore, relative movements of these components are minimized to each other.
  • a spring can be provided which pretensions at least one bearing of the pumping area relative to the drive region.
  • the spring may act unilaterally in the drive region, for example the rotor of the electric motor, in the pump region at the bearing closest to the drive region and thus reduce its bearing play to a minimum.
  • the gap S1 between the housing and the impeller should be kept as low and constant as possible.
  • an annular web is arranged on the housing, which is preferably produced by injection molding, which extends in the axial direction over a predetermined length L in the radial end region of the impeller.
  • the web forms an obstacle to the dirt particles (lint, hair, etc.) in the liquid to be conveyed and prevents them from entering the area of the drive shaft.
  • the predetermined length L of the web substantially corresponds to the axial thickness of the cover disk of the impeller plus the axial gap S1, in order to cover the radial edge region of the impeller and the gap S1 formed between the housing and the impeller, on the other hand, however, to avoid an impairment of the function of the impeller blades.
  • a radial gap S2 between the cover plate of the impeller and the web is formed as small as possible, wherein radial gap dimensions S2 can be provided from 0.1 to 1.0 mm.
  • the invention works over the entire range, but the results, ie the safety against contamination at smaller gaps are better. With such small gaps, the likelihood of hair reaching the drive shaft is minimal.
  • the hair would also first pass between cover plate and web and then by 90 ° to the drive shaft through the gap between the cover plate and housing to wrap around the drive shaft and thus cause the blocking of the impeller can. The training with web and the small gaps prevent this effectively in two respects.
  • a seal may be provided on the drive shaft between the impeller and the bearing closest to the impeller in the axial direction to protect the bearing from moisture.
  • the housing for the at least one bearing in the pumping area can form a one-piece bearing carrier.
  • the at least one bearing in the pumping area can thus be supported in the axial direction by housing parts, without the need for additional fastening means.
  • the bearings can be simply pressed into the corresponding openings of the housing from above or below for mounting, until they rest against the corresponding recesses of the housing in the axial direction.
  • the inventive design of the pump could of course be achieved with the help of intensive post-processing steps on the individual components.
  • the housing and the impeller are tool-dropping and made without any post-processing. As a result, the roughness of the surfaces is minimized and a settling of dirt, Lint and / or hair counteracted.
  • Fig. 1 1 shows a pump 1 according to the invention with a drive region 2 and a pump region 3, wherein the drive region 2 comprises all the components that drive the motor shaft 5, such as the rotor 15 and the coil 16 of the electric motor.
  • the pumping area 3 is determined by the section in which the liquid is conveyed.
  • the pump 1 is designed as a free-flow pump, in which liquid is sucked in via the inlet 17 by rotation of the impeller 6 and pumped off via an outlet, not shown in the present sectional view, above the water level W.
  • the impeller 6 has in the central region on a hub which is designed to be pressed onto the drive shaft 5 fixing.
  • the drive shaft 5 extends through drive region 2 and pumping region 3 up to the impeller 6, wherein the length of the drive shaft 5 is selected such that the impeller 6 can be pressed as described above to an axial gap S1 between the housing 4 and the cover plate 8 of the impeller 6 from 0.1 to 1.5 mm.
  • the gap S1 has the preferred value of 0.1 mm.
  • the drive shaft 5 is mounted in triplicate, wherein a first ball bearing 7 'in the immediate axial vicinity of the impeller 6, a second ball bearing 7 "in the axial center region of the pump 1 and a third bearing 7, preferably a sliding bearing, in the axial, the impeller 6 opposite end portion
  • the slide bearing 7 is arranged in the drive region 2, so that the drive shaft 5 is mounted simply in the drive region 2, twice in the pumping region 3. All bearings 7, 7 ', 7 "are aligned to prevent misalignment of the drive shaft 5.
  • the drive shaft 5 surrounds a spring 9, which supports the bearing 7 "of the pumping region 3 with respect to the rotor 15 of the drive region 2.
  • the bearing 9 of the bearing 7 ' is indirectly minimized by the spring 9 and thus the axial clearance S1 between the housing 4 and the cover disk 8 is kept constant in order to avoid axial movement of the impeller 6 towards the housing 4, which causes it to contact between the cover plate 8 of the impeller 6 could come with the housing 4 (floating of the impeller), the bearing 7 'with a short, predetermined distance A on the impeller 6, wherein the distance A in the case shown corresponds approximately to one fifth of the impeller diameter D. ,
  • a web 10 in the axial direction over a length L corresponding to the axial thickness of the cover plate 8 of the impeller 6 plus the gap S1.
  • the web 10 completely surrounds the cover disk 8 of the running wheel 6, a radial gap S2 of 0.1 to 1.0 mm being provided between the inside of the web 10 and the outside of the cover disk 8; in the illustrated embodiment 0.1 mm.
  • the gap S1 and the gap S2 are so small that contaminants in the liquid to be conveyed, such as lint or hair, do not flow through and therefore can not settle around the drive shaft 5.
  • the housing 4 forms a one-piece bearing support for the bearing 7 'and the bearing 7 "in the pumping area 3, which is shaped to support the bearings 7', 7" in the axial direction relative to each other by means of the shoulders 18.
  • the drive shaft 5 is thus fixed in both axial directions.
  • the bearing 7 'in the pumping area 3 is arranged below the water level W and is therefore by means of a seal 11, which with a press ring 12 at the housing is fixed against which the drive 6 surrounding wet area sealed.
  • the impeller 6 surrounding a housing 17 comprising the comprehensive housing cover 13 is arranged, which is fixed by means of undercut to the housing 4.
  • the bearing 7 is accommodated in a bearing bracket 14, which may be fastened to the housing 4 by means of screws, for example.
  • FIG. 2 an alternative embodiment of the pump 1 is shown in cross section, with all features identical to the embodiment of FIG. 1 are, unless they are shown and / or described differently.
  • a modification of the embodiment according to Fig. 1 is the drive shaft 5 in the pumping area 3 only by means of the ball bearing 7 'stored.
  • the distance A between the axial, in the direction of the drive portion 2 facing edge plane of the impeller 6 and the impeller 6 indicative edge plane of the bearing 7 ' is compared to the embodiment according to Fig. 1 enlarged and equal to one third of the impeller diameter D.
  • the bearing 7 ' is pressed for mounting from below (wheel side) in the housing 4 until it rests against the peripheral shoulder 18.
  • a retaining ring 19 is elastically clamped in a corresponding recess on the housing 4.
  • the bearing 7 ' also as in fig. 1 shown pressed into the housing 4.
  • the bearing 7 ' is arranged in exact alignment with the bearing 7 in the drive region 2 in both embodiments and prevents unwanted Axialrelativterrorismen the shaft 5 with the impeller 6.
  • On a spring along the shaft 5 as in the embodiment according to Fig. 1 can be omitted here.
  • the bearing 7 ' is arranged in the housing 4 such that it is below the water level W during operation. It is therefore, as in the embodiment according to Fig. 1 protected by seal 11 against the wet area.
  • both the impeller 6 and the housing 4 are made by the tool and can be mounted without further post-processing steps.
  • the surfaces of such tool falling and thus extremely cost-effectively manufactured components are very smooth and prevent settling of particles, hair or lint.
  • the housing may be closed towards the drive region 2 and formed only with passage for the drive shaft 5.
  • the spring 9 could be supported directly on the housing inner wall surrounding the shaft and bias the bearing 7 '.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

Pumpe zur Förderung von Flüssigkeiten mit einem Antriebsbereich (2) und einem Pumpbereich (3), umfassend ein Gehäuse (4), eine Antriebswelle (5) sowie ein auf der Antriebswelle angeordnetes Laufrad (6), wobei zwischen dem Gehäuse und einer Deckscheibe (8) des Laufrads ein minimales axiales Spaltmaß (S1) vorgesehen ist und wobei die Antriebswelle sowohl im Antriebsbereich als auch im Pumpbereich mit jeweils mindestens einem Lager (7,7',7'') gelagert ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Pumpe zur Förderung von Flüssigkeiten mit einem Antriebsbereich und einem Pumpbereich. Die Pumpe umfasst unter anderem ein Gehäuse und einen Motor, der ein auf einer Antriebswelle angeordnetes Laufrad antreibt.
  • Ferner betrifft die Erfindung ein Haushaltsgerät, das eine entsprechende Pumpe aufweist, wobei als Haushaltsgerät beispielsweise ein Wäschetrockner vorgesehen sein kann, in dem die erfindungsgemäße Pumpe als Kondensatpumpe eingesetzt wird.
  • Aus dem Stand der Technik DE 10 2008 016 476 A1 ist ein Hausgerät mit einer Freistrompumpe zur Förderung eines flüssigen Mediums bekannt, wobei durch Verwendung einer Freistrompumpe eine kostengünstige Lösung bereitgestellt ist, auch stark mit Fremdkörpern verschmutzte Flüssigkeiten zuverlässig zu fördern.
  • Aus der DE 102 03 532 A1 ist eine Waschmaschinenpumpe mit einem einflügeligen Flügelrad bekannt, bei der eine Kombination von großem Spiel und elastomeren Flügeln sowie einer Asymmetrie des Flügelrades dazu dienen, ein durch Filamentmaterialien verursachtes Verstopfen zu verhindern oder zu reduzieren.
  • Aus der DE 20 2006 005 073 U1 ist eine Kreiselpumpe mit Freistromlaufrad bekannt, bei dem zwischen einer saugseitigen Gehäusewand und dem Freistromlaufrad ein schaufelloser Raum angeordnet ist. Die im Stand der Technik beschriebene Kreiselpumpe dient ebenfalls vornehmlich der Förderung von Flüssigkeiten, die feste Bestandteile enthalten.
  • Die aus dem Stand der Technik bekannten Pumpen können zwar beispielsweise mit Flusen und Haaren verschmutztes Wasser fördern, ohne dass es zu einem Verstopfen der Pumpenkanäle kommt, es sind jedoch keine Mittel vorgesehen, ein Blockieren des Laufrads zu verhindern, das beispielsweise durch sich zwischen Gehäuse und Laufrad ansammelnde Flusen und insbesondere Haare leicht vorkommen kann. Ein besonderes Problem dabei ist, dass sich insbesondere Haare im Verbindungsbereich zwischen Laufrad und Antriebswelle konzentrieren und die Antriebswelle umgeben, bis es zum Blockieren des Laufrads und somit zum Ausfall der Pumpe kommt.
    • Aufgabe der Erfindung
  • Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine für die Massenproduktion kostenoptimierte Pumpe zur Förderung von mit Festkörpern verschmutzten Flüssigkeiten bereitzustellen, bei der ein Pumpenausfall durch Blockieren des Laufrads aufgrund einer übermäßigen Ansammlung von Festkörpern im Bereich des Laufrads und/oder der Antriebswelle vermieden wird.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Pumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Erfindungsgemäß ist hierzu vorgesehen, dass das axiale Spaltmaß zwischen dem Gehäuse und einer Deckscheibe des Laufrads 0,1 bis 1,5 mm beträgt und die Antriebswelle sowohl im Antriebsbereich als auch im Pumpbereich mit jeweils mindestens einem Lager gelagert ist.
  • Die Erfindung funktioniert über den gesamten Bereich des axialen Spaltmaßes von 0,1 bis 1,5 mm, gleichwohl sind geringe Spaltmaße besonders bevorzugt, um die Ansammlung von Verschmutzungen, insbesondere Haaren im Bereich der Antriebswelle so gering wie möglich zu halten. Bei Spaltmaßen im oberen Bereich des erfindungsgemäßen Parameterbereichs sind zusätzliche Maßnahmen wie ein ringförmiger Steg sinnvoll, wie sie in Ausführungsbeispielen dargestellt sind.
  • Als Pumpbereich ist der Abschnitt der Pumpe definiert, in dem Flüssigkeit gefördert wird. Der (Wellen-)Antriebsbereich ist durch den übrigen Abschnitt bestimmt.
  • Bei einer derartig gering beabstandeten Anordnung des Laufrads an dem Gehäuse besteht die Gefahr, dass durch hydromechanische Kräfte das Laufrad "aufschwimmt" und es zu Berührungen zwischen Laufrad, bzw. zwischen Deckscheibe des Laufrads und Gehäuse kommt. Das unerwünschte Aufschwimmen ist erfindungsgemäß durch die präzise Positionierung des Laufrads mit engen Toleranzen und die dafür vorgesehene Präzisionslagerung mit dem mindestens einem Lager im Förder- sowie mindestens einem Lager im Antriebsbereich beseitigt.
  • In einer bevorzugten Ausführung ist die Pumpe als Freistrompumpe ausgebildet, bei der nicht unmittelbar das Laufrad selbst, sondern der durch das Laufrad erzeugte Wirbel eine Flüssigkeitsförderung bewirkt. Dabei ist günstig, dass sich Schwebekörper wie Flusen oder Haare nicht in den Schaufeln des Laufrads verfangen.
  • In einer vorteilhaften Ausführung ist das Laufrad auf die Antriebswelle derart aufgepresst, das äußerst geringe Spaltmaß zwischen dem Gehäuse und der Deckscheibe des Laufrads zu bilden. Hergestellt werden kann eine derartige Anordnung, indem auf den axialen Endabschnitt des Gehäuses ein Kalibrierring aufgelegt und das Aufpresswerkzeug auf Kontakt auf den Kalibrierring gedrückt wird, so dass über die bekannten Größen des Kalibrierrings die jeweiligen Größen der vorliegenden Pumpe gemessen und daraus das Aufpressmaß errechnet werden können. Aus den sich daraus ergebenden Ergebnissen wird das Laufrad entsprechend weit in axialer Richtung auf die Welle aufgepresst, um das gewünschte Spaltmaß zu gewährleisten. Alternativ kann bei einer entsprechenden Ausführung mit einem ringförmigen Steg ein Aufpressen bis zum Kontakt des Presswerkzeugs auf dem Steg erfolgen. Diese Montage dauert kürzer, jedoch sind die Toleranzen größer. Zur Überprüfung des Spaltmaßes kann beispielsweise eine Fühlerlehre verwendet werden. Bei Verwendung eines ringförmigen Stegs muss dieser zumindest abschnittsweise entfernt werden.
  • Durch das Aufpressen des Laufrads auf die Antriebswelle kann das axiale Spaltmaß zu dem Gehäuse äußerst präzise bereitgestellt werden, ohne dass die Gefahr späterer Relativbewegungen zwischen Welle und Laufrad besteht.
  • Ferner ist günstig, dass die Lager axial fluchtend angeordnet sein können, wodurch eine mögliche Schiefstellung der Welle vermieden ist. Die präzise Ausrichtung der Welle mittels fluchtend angeordneter Lager führt zu einem konstanten axialen Spaltmaß zwischen Laufrad und Gehäuse über die gesamte radiale Erstreckung des Laufrads. Durch Gewährleistung eines konstanten Spaltmaßes ist ausgeschlossen, dass das Laufrad abschnittsweise in Bereichen eines bei Schiefstellung verringerten Spaltmaßes das Gehäuse berührt bzw. dass der Spalt einseitig größer wird und damit Verschmutzungen wie Flusen und Haare in den Spaltbereich eindringen können.
  • In einer bevorzugten Ausführung kann der axiale Abstand zwischen dem Laufrad und dem zu dem Laufrad nächstgelegenen Lager der Antriebswelle kleiner oder gleich einem Drittel des Laufraddurchmessers sein, d.h. A ≤ D/3, vorzugsweise D/4, weiter bevorzugt D/5, noch weiter bevorzugt D/6. Der Abstand A bestimmt sich dabei durch die jeweiligen axialen Randebenen des Laufrads und Lagers. Die Erfindung funktioniert über den gesamten angegebenen Bereich, wobei es gleichwohl bevorzugt ist, das mindestens eine Lager räumlich nahe am Laufrad anzuordnen. Durch diese räumlich nahe Anordnung mindestens eines Lagers an dem Laufrad wird eine hochgenaue Positionierung des Laufrads gegenüber dem Gehäuse erzielt. Ferner werden Relativbewegungen dieser Bauteile zueinander minimiert.
  • Weiterhin ist günstig, dass eine Feder vorgesehen sein kann, die mindestens ein Lager des Pumpbereichs gegenüber dem Antriebsbereich vorspannt. Die Feder kann einseitig im Antriebsbereich, beispielsweise dem Rotor des Elektromotors, im Pumpbereich an dem zum Antriebsbereich nächstgelegenen Lager angreifen und somit dessen Lagerspiel auf ein Minimum reduzieren. Erfindungsgemäß soll das Spaltmaß S1 zwischen Gehäuse und Laufrad möglichst gering und konstant gehalten werden. Durch Verwendung der Feder können Axialbewegungen des Laufrads gegenüber dem Gehäuse aufgrund von Lagerspiel ausgeschlossen werden.
  • In einer besonders günstigen Ausführung kann vorgesehen sein, dass an dem vorzugsweise im Spritzguss gefertigten Gehäuse ein ringförmiger Steg angeordnet ist, der sich in axialer Richtung über eine vorbestimmte Länge L im radialen Endbereich des Laufrads erstreckt. Der Steg bildet ein Hindernis für die Verschmutzungspartikel (Flusen, Haare, etc.) in der zu fördernden Flüssigkeit und vermeidet, dass diese in den Bereich der Antriebswelle gelangen. In einer bevorzugten Ausführung entspricht die vorbestimmte Länge L des Stegs im Wesentlichen der axialen Dicke der Deckscheibe des Laufrads plus dem axialen Spaltmaß S1, um zum einen den radialen Randbereich des Laufrads und den zwischen Gehäuse und Laufrad gebildeten Spalt S1 sicher abzudecken, zum anderen jedoch eine Beeinträchtigung der Funktion der Laufradschaufeln zu vermeiden. Besonders günstig ist eine Ausführung, bei der ein radiales Spaltmaß S2 zwischen der Deckscheibe des Laufrads und dem Steg so klein wie möglich ausgebildet ist, wobei radiale Spaltmaße S2 von 0,1 bis 1,0 mm vorgesehen sein können. Die Erfindung funktioniert über den gesamten Bereich, gleichwohl sind die Ergebnisse, d.h. die Sicherheit gegen Verschmutzung bei kleineren Spaltmaßen besser. Bei derartig geringen Spaltmaßen ist die Wahrscheinlichkeit, dass Haare bis zur Antriebswelle gelangen, minimal. Bei einer Ausführung mit am Gehäuse ausgebildeten Steg müssten die Haare ferner zunächst zwischen Deckscheibe und Steg und anschließend um 90° zur Antriebswelle hin durch den Spalt zwischen Deckscheibe und Gehäuse gelangen, um sich um die Antriebswelle wickeln und somit das Blockieren des Laufrads bewirken zu können. Die Ausbildung mit Steg und den geringen Spaltmaßen verhindert dies in doppelter Hinsicht wirkungsvoll.
  • Da ein wesentlicher Abschnitt des Pumpbereichs der Pumpe im Normalbetrieb unterhalb des Wasserstands W angeordnet ist, kann an der Antriebswelle zwischen dem Laufrad und dem dem Laufrad in axialer Richtung nächstliegenden Lager eine Dichtung vorgesehen sein, die das Lager vor Feuchtigkeit schützt.
  • In einer günstigen Ausführung der Erfindung kann das Gehäuse für das mindestens eine Lager im Pumpbereich einen einteiligen Lagerträger bilden. Das mindestens eine Lager im Pumpbereich kann somit in axialer Richtung von Gehäuseteilen abgestützt werden, ohne dass zusätzliche Befestigungsmittel vorzusehen sind. Die Lager können zur Montage einfach in die entsprechenden Öffnungen des Gehäuses von oben bzw. unten eingepresst werden, bis sie an den entsprechenden Aussparungen des Gehäuses in axialer Richtung anliegen.
  • Die erfindungsgemäße Ausführung der Pumpe könnte selbstverständlich mit Hilfe intensiver Nachbearbeitungsschritte an den einzelnen Bauteilen erzielt werden. Zur Minimierung der Kosten sind jedoch das Gehäuse und das Laufrad werkzeugfallend und ohne jegliche Nachbearbeitung hergestellt. Hierdurch wird die Rauigkeit der Oberflächen minimiert und einem Festsetzen von Schmutz, Flusen und/oder Haaren entgegen gewirkt.
  • Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert und ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung. Ohne hierauf beschränkt zu sein, werden Ausführungsbeispiele anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Die beispielhaft schematischen Zeichnungen zeigen:
    • Fig. 1
    eine seitliche Schnittansicht der Pumpe mit Antriebsbereich und Pumpbereich und Dreifachlagerung,
    Fig. 2
    eine seitliche Schnittansicht einer alternativen Ausführung der Pumpe aus Fig. 1 mit Zweifachlagerung.
  • Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Pumpe 1 mit einem Antriebsbereich 2 und einem Pumpbereich 3, wobei der Antriebsbereich 2 alle den Antrieb der Motorwelle 5 betreffende Bauteile, wie den Rotor 15 und die Spule 16 des Elektromotors umfasst. Der Pumpbereich 3 ist durch den Abschnitt bestimmt, in dem die Flüssigkeit gefördert wird. Die Pumpe 1 ist in der gezeigten Ausführung als Freistrompumpe ausgeführt, bei der über den Einlass 17 durch Rotation des Laufrads 6 Flüssigkeit angesaugt und über einen in der vorliegenden Schnittansicht nicht dargestellten, oberhalb des Wasserspiegels W liegenden Auslass abgepumpt wird. Das Laufrad 6 weist im Zentralbereich eine Nabe auf, die ausgebildet ist, um auf die Antriebswelle 5 fixierend aufgepresst zu werden. Die Antriebswelle 5 erstreckt sich durch Antriebsbereich 2 und Pumpbereich 3 bis zu dem Laufrad 6, wobei die Länge der Antriebswelle 5 derart gewählt ist, dass das Laufrad 6 wie oben beschrieben aufgepresst werden kann, um ein axiales Spaltmaß S1 zwischen dem Gehäuse 4 und der Deckscheibe 8 des Laufrades 6 von 0,1 bis 1,5 mm vorzusehen. In der gezeigten Ausführung weist das Spaltmaß S1 den bevorzugten Wert von 0,1 mm auf. Die Antriebswelle 5 ist dreifach gelagert, wobei ein erstes Kugellager 7' in unmittelbarer axialer Nähe des Laufrads 6, ein zweites Kugellager 7" in axialem Mittelbereich der Pumpe 1 und ein drittes Lager 7, vorzugsweise ein Gleitlager, im axialen, dem Laufrad 6 gegenüberliegenden Endabschnitt angeordnet sind. Die Kugellager 7', 7" sind im Pumpbereich 3, das Gleitlager 7 ist im Antriebsbereich 2 angeordnet, so dass die Antriebswelle 5 im Antriebsbereich 2 einfach, im Pumpbereich 3 zweifach gelagert ist. Alle Lager 7, 7', 7" sind zur Vermeidung einer Schiefstellung der Antriebswelle 5 fluchtend. Zwischen dem Rotor 15 des Elektromotors und dem Lager 7" umgibt die Antriebswelle 5 eine Feder 9, die das Lager 7" des Pumpbereichs 3 gegenüber dem Rotor 15 des Antriebsbereichs 2 vorspannt. Durch die Feder 9 wird das Lagerspiel des Lagers 7' mittelbar minimiert und somit das axiale Spaltmaß S1 zwischen Gehäuse 4 und Deckscheibe 8 konstant gehalten. Zur Vermeidung axialer Bewegungen des Laufrads 6 hin zu dem Gehäuse 4, wodurch es zum Kontakt zwischen der Deckscheibe 8 des Laufrads 6 mit dem Gehäuse 4 kommen könnte (Aufschwimmen des Laufrads) ist das Lager 7' mit einem kurzen, vorbestimmten Abstand A am Laufrad 6 angeordnet, wobei der Abstand A im gezeigten Fall in etwa einem Fünftel des Laufraddurchmessers D entspricht.
  • An dem Gehäuse 4 erstreckt sich im radialen Endbereich des Laufrads 6 parallel zu der Deckscheibe 8 des Laufrads 6 ein Steg 10 in axialer Richtung über eine Länge L, die der axialen Dicke der Deckscheibe 8 des Laufrads 6 plus dem Spaltmaß S1 entspricht. Der Steg 10 umgibt die Deckscheibe 8 des Laufrads 6 vollständig, wobei zwischen der Innenseite des Stegs 10 und der Außenseite der Deckscheibe 8 ein radiales Spaltmaß S2 von 0,1 bis 1,0 mm vorgesehen ist; in der gezeigten Ausführung 0,1 mm. Das Spaltmaß S1 und das Spaltmaß S2 sind derart gering, dass Verschmutzungen in der zu fördernden Flüssigkeit wie Flusen oder Haare nicht hindurchfließen und mithin sich nicht um die Antriebswelle 5 legen können.
  • Das Gehäuse 4 bildet für das Lager 7' und das Lager 7" im Pumpbereich 3 einen einteiligen Lagerträger, der geformt ist, die Lager 7',7" in axialer Richtung zueinander mittels der Absätze 18 abzustützen. Die Antriebswelle 5 ist somit in beide axiale Richtungen fixiert.
  • Das Lager 7' im Pumpbereich 3 ist unterhalb des Wasserspiegels W angeordnet und wird deshalb mittels einer Dichtung 11, die mit einem Pressring 12 an dem Gehäuse fixiert ist, gegenüber dem das Laufwerk 6 umgebende Nassbereich abgedichtet.
  • An dem Gehäuse 4 ist das Laufrad 6 umgebend ein den Einlass 17 umfassender Gehäusedeckel 13 angeordnet, der mittels Hinterschnitt an dem Gehäuse 4 befestigt ist. Im Antriebsbereich 2 ist das Lager 7 in einem Lagerbügel 14 aufgenommen, der beispielsweise mittels Schrauben an dem Gehäuse 4 befestigt sein kann.
  • In Fig. 2 ist eine alternative Ausführung der Pumpe 1 im Querschnitt dargestellt, wobei sämtliche Merkmale identisch zu der Ausführung aus Figur 1 sind, soweit sie nicht anders dargestellt und/oder beschrieben sind. In Abwandlung zu dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist die Antriebswelle 5 im Pumpbereich 3 nur einfach mittels dem Kugellager 7' gelagert. Der Abstand A zwischen der axialen, in Richtung des Antriebsbereichs 2 weisenden Randebene des Laufrads 6 und der zum Laufrad 6 hinweisenden Randebene des Lagers 7' ist gegenüber der Ausführung gemäß Fig. 1 vergrößert und gleicht einem Drittel des Laufraddurchmessers D. Das Lager 7' wird zur Montage von unten (Laufradseite) in das Gehäuse 4 eingepresst, bis es an dem umlaufenden Absatz 18 anliegt. Zur Sicherung und exakten Positionierung des Lagers 7' wird ein Sicherungsring 19 in eine entsprechende Aussparung am Gehäuse 4 elastisch eingespannt. Alternativ kann das Lager 7' auch wie in fig. 1 dargestellt in das Gehäuse 4 eingepresst werden. Das Lager 7' ist in beiden Ausführungen positionsgenau fluchtend mit dem Lager 7 im Antriebsbereich 2 angeordnet und verhindert unerwünschte Axialrelativbewegungen der Welle 5 mit dem Laufrad 6. Auf eine Feder entlang der Welle 5 wie in der Ausführung nach Fig. 1 kann hier verzichtet werden.
  • Das Lager 7' ist derart im Gehäuse 4 angeordnet, dass es sich während des Betriebs unterhalb des Wasserstands W befindet. Es ist deshalb, wie in der Ausführung gemäß Fig. 1 mittels Dichtung 11 gegenüber dem Nassbereich geschützt.
  • In sämtlichen Ausführungen sind sowohl das Laufrad 6 als auch das Gehäuse 4 werkzeugfallend hergestellt und können ohne weitere Nachbearbeitungsschritte montiert werden. Die Oberflächen solcher werkzeugfallend und somit äußerst kostengünstig hergestellten Bauteile sind sehr glatt und verhindern ein Festsetzen von Partikeln, Haaren oder Flusen.
  • Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. Beispielsweise kann das Gehäuse zum Antriebsbereich 2 hin geschlossen und lediglich mit Durchtritt für die Antriebswelle 5 ausgebildet sein. Bei einer solchen Ausführung könnte sich die Feder 9 unmittelbar an der die Welle umgebenden Gehäuseinnenwand abstützen und das Lager 7' vorspannen.

Claims (15)

  1. Pumpe zur Förderung von Flüssigkeiten mit einem Antriebsbereich (2) und einem Pumpbereich (3), umfassend ein Gehäuse (4), eine Antriebswelle (5) sowie ein auf der Antriebswelle angeordnetes Laufrad (6), wobei zwischen dem Gehäuse (4) und einer Deckscheibe (8) des Laufrads (6) ein axiales Spaltmaß (S1) von 0,1 - 1,5 mm vorgesehen ist und wobei die Antriebswelle sowohl im Antriebsbereich als auch im Pumpbereich mit jeweils mindestens einem Lager (7, 7', 7") gelagert ist.
  2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein axialer Abstand (A) zwischen dem Laufrad (6) und dem zu dem Laufrad nächstgelegenen Lager (7') der Antriebswelle (5) kleiner oder gleich einem Drittel des Laufraddurchmessers (D) ist.
  3. Pumpe nach zumindest einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lager (7, 7', 7") axial fluchtend angeordnet sind.
  4. Pumpe nach zumindest einem der vorigen Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Laufrad (6) auf die Antriebswelle (5) derart aufgepresst ist, das axiale Spaltmaß (S1) zwischen dem Gehäuse (4) und der Deckscheibe (8) des Laufrads (6) zu bilden.
  5. Pumpe nach zumindest einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Feder (9) vorgesehen ist, die mindestens ein Lager (7') des Pumpbereichs (3) gegenüber dem Antriebsbereich (2) vorspannt.
  6. Pumpe nach zumindest einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (4) einen ringförmigen Steg (10) aufweist, der sich in axialer Richtung über eine vorbestimmte Länge (L) im radialen Endbereich des Laufrads (6) erstreckt.
  7. Pumpe nach dem vorigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Länge (L) im Wesentlichen der axialen Dicke der Deckscheibe (8) des Laufrads (6) plus dem axialen Spaltmaß (S1) entspricht.
  8. Pumpe nach zumindest einem der Ansprüche 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Deckscheibe (8) des Laufrads (6) und dem Steg (10) ein radiales Spaltmaß (S2) von 0,1 - 1,0 mm vorgesehen ist.
  9. Pumpe nach zumindest einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Antriebswelle (5) zwischen dem Laufrad (6) und dem dem Laufrad in axialer Richtung nächstliegenden Lager (7') eine Dichtung (11) vorgesehen ist.
  10. Pumpe nach zumindest einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (4) für das mindestens eine Lager (7', 7") im Pumpbereich (3) einen einteiligen Lagerträger bildet.
  11. Pumpe nach zumindest einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (5) dreifach gelagert ist.
  12. Pumpe nach zumindest einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (4) und/oder das Laufrad (6) werkzeugfallend hergestellt sind.
  13. Pumpe nach zumindest einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Laufrad (6) von einem Gehäusedeckel (13) umgeben ist, der mittels Hinterschnitt an dem Gehäuse (4) befestigbar ist.
  14. Pumpe nach zumindest einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Freistrompumpe ist.
  15. Haushaltsgerät umfassend mindestens eine Pumpe (1) nach mindestens einem der vorigen Ansprüche.
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