EP3376036A1

EP3376036A1 - Pumpenaggregat

Info

Publication number: EP3376036A1
Application number: EP17160835.9A
Authority: EP
Inventors: Thomas Blad
Original assignee: Grundfos Holdings AS
Current assignee: Grundfos Holdings AS
Priority date: 2017-03-14
Filing date: 2017-03-14
Publication date: 2018-09-19
Also published as: WO2018167047A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kreiselpumpenaggregat mit einem Antriebsmotor, zumindest einem von diesem drehend angetriebenen Laufrad (14) sowie zumindest einer Ventileinrichtung (32), welche ein durch den Antriebsmotor bewegbares Ventilelement (32) aufweist, wobei eine Bewegungsübertragung von dem Antriebsmotor auf das Ventilelement 832) über ein Getriebe (54; 72; 96) erfolgt, welches eine Bewegungsgeschwindigkeit und/oder eine Bewegungsrichtung zwischen dem Antriebsmotor und dem Ventilelement (32) verändert.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kreiselpumpenaggregat mit einem Antriebsmotor, zumindest von diesem angetriebenen Laufrad und einer Ventileinrichtung, welche ein durch den Antriebsmotor bewegbares Ventilelement aufweist.
Beispielsweise aus DE 1 958 277 ist ein Kreiselpumpenaggregat bekannt, in dessen Pumpengehäuse ein Ventilelement integriert ist, um den Förderweg des Kreiselpumpenaggregates zwischen zwei möglichen Strömungswegen umzuschalten. Das Ventilelement ist dabei über den Antriebsmotor mittels einer lösbaren Kupplung drehbar. Bei dieser Lösung ist jedoch eine zusätzliche Rastvorrichtung erforderlich, um das Ventilelement genau positionieren zu können. Genauere Regelaufgaben sind mit einem derartigen Ventilelement schwer zu realisieren.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Kreiselpumpenaggregat mit einer integrierten Ventileinrichtung, deren Ventilelement durch den Antriebsmotor des Kreiselpumpenaggregates antreibbar ist, dahingehend zu verbessern, dass eine genauere Einstellung bzw. Positionierung des Ventilelementes möglich wird.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Kreiselpumpenaggregat mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen. Bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.
Das erfindungsgemäße Kreiselpumpenaggregat weist einen Antriebsmotor, insbesondere einen elektrischen Antriebsmotor auf, welcher zumindest ein Laufrad drehend antreibt. Der Antriebsmotor ist dabei vorzugsweise als nasslaufender elektrischer Antriebsmotor mit einem Spaltrohr bzw. Spalttopf zwischen dem Statorraum und dem Rotorraum ausgebildet, sodass der Rotor in der zu fördernden Flüssigkeit rotiert. Ein solches Kreiselpumpenaggregat kann insbesondere zur Verwendung als Umwälzpumpenaggregat und weiter bevorzugt als Heizungsumwälzpumpenaggregat ausgebildet sein. Das erfindungsgemäße Kreiselpumpenaggregat weist darüber hinaus eine Ventileinrichtung mit, einem Ventilelement auf, welches durch den Antriebsmotor, welcher auch das Laufrad antreibt, bewegbar ist. Die Ventileinrichtung ist dabei vorzugsweise in das Pumpengehäuse des Kreiselpumpenaggregates, in welchem auch das Laufrad rotiert, integriert.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass zur Bewegungsübertragung von dem Antriebsmotor auf das Ventilelement ein Getriebe vorhanden ist, das derart ausgebildet ist, dass eine Bewegungsgeschwindigkeit und/oder eine Bewegungsrichtung zwischen dem Antriebsmotor und dem Ventilelement verändert wird. Insbesondere ist es möglich, dass so das Ventilelement langsamer und/oder in einer anderen Richtung bewegt wird als der Antriebsmotor, wodurch sich verbesserte Möglichkeiten der genauen Verstellung des Ventilelementes und damit verbesserte und neue Schaltfunktionen des Ventilelementes ergeben. Insbesondere kann so dass Ventilelement wesentlich präziser bewegt werden. Dies ist für Regelaufgaben vorteilhaft, bei welchen ein Durchfluss durch einen Strömungsweg geregelt werden soll.
Besonders bevorzugt ist das Getriebe derart ausgebildet, dass es eine Drehbewegung des Antriebsmotors in eine Linearbewegung des Ventilelementes umsetzt, wobei die Linearbewegung vorzugsweise in Richtung der Drehachse des Antriebsmotors erfolgt. Eine solche Änderung der Bewegungsrichtung von einer Drehbewegung in eine Linearbewegung hat den Vorteil, dass wesentlich längere Verstellwege für das Ventilelement realisiert werden können, welche wiederum andere oder mehr Schaltfunktionen zulassen und/oder eine genauere Positionierung des Ventilelementes in seinen verschiedenen Schaltstellungen ermöglichen. Das Getriebe kann weiter bevorzugt so ausgebildet sein, dass es zusätzlich zu der Drehbewegung eine Linearbewegung erzeugt, sodass sich das Ventilelement dreht und linear bewegt.
Dazu kann das Getriebe beispielsweise ein Spindeltrieb sein, wobei weiter bevorzugt das Ventilelement über ein Gewinde mit einer feststehenden Spindel in Eingriff ist. D. h. das Ventilelement dreht sich auf der Spindel. Umgekehrt könnte auch eine Spindel in einer feststehenden Mutter drehen. Dies hat den Vorteil, dass das Ventilelement von dem Antriebsmotor drehend angetrieben werden kann und sich dann bei seiner Drehbewegung auf der Spindel bzw. mit der Spindel linear bewegt. Dabei ist das Ventilelement weiter bevorzugt so ausgebildet, dass die Schalt- bzw. Stellfunktionen, welche das Ventilelement bewerkstelligen soll, idealerweise durch die Linearbewegung verursacht werden. Die Spindel kann fest im Pumpengehäuse verankert sein. Die Spindel erstreckt sich vorzugsweise in Drehrichtung des Antriebsmotors fluchtend zur Drehachse des Antriebsmotors. So wird eine besonders einfach Kopplung zwischen Ventilelement und dem Rotor des Antriebsmotors bzw. der Welle des Antriebsmotors oder des Laufrades möglich.
Wie beschrieben ist besonders bevorzugt das Ventilelement linear zwischen zumindest zwei Schaltstellungen bewegbar. Dies ermöglicht einen längeren Verstellweg zwischen den verschiedenen Schaltstellungen und/oder eine bessere Regelbarkeit der Positionierung des Ventilelementes im Vergleich zu Schaltstellungen, welche durch verschiedene Winkelstellungen des Ventilelementes definiert wären.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann das Getriebe derart ausgebildet sein, dass es eine Drehbewegung des Antriebsmotors in eine Drehbewegung des Ventilelementes mit vorzugsweise verringerter Geschwindigkeit umsetzt. Auch diese Ausgestaltung ermöglicht eine genauere Positionierung des Ventilelementes in seiner Schaltstellung, da über ein derartiges Getriebe erreicht werden kann, dass der Antriebsmotor eine Vielzahl von Umdrehungen ausführen muss, um beispielsweise eine Drehbewegung des Ventilelementes zu verursachen, welche kleiner als 360° ist. Dies vereinfacht die Ansteuerung des Antriebsmotors und lässt gleichzeitig eine gute Steuer- bzw. Regelbarkeit der Positionierung des Ventilelementes zu.
Weiter bevorzugt ist das Ventilelement um eine Drehachse zwischen zumindest zwei Schaltstellungen drehbar, wobei diese Drehachse vorzugsweise mit der Drehachse des Antriebsmotors fluchtet. Eine solche Drehbarkeit zwischen zwei Schaltstellungen kann alternativ zu einer linearen Bewegbarkeit zwischen zwei Schaltstellungen oder aber auch zusätzlich zu dieser vorgesehen sein. In Kombination mit dem Getriebe, welches die Drehgeschwindigkeit des Ventilelementes gegenüber der Drehgeschwindigkeit des Antriebsmotors reduziert, ist auch bei einer Drehbewegung zwischen zwei Schaltstellungen eine genaue Steuerung bzw. Regelung der Position des Ventilelementes möglich.
Besonders bevorzugt ist eine Lagerung des Ventilelementes und/oder das Getriebe gekapselt, wobei die Elemente vorzugsweise von einer Manschette, insbesondere einer elastischen Manschette umgeben sind. Eine solche Manschette kann beispielsweise als Faltenbalg ausgebildet sein. Die Kapselung hat den Vorteil, dass das Getriebe und/oder die Lagerung grundsätzlich im Bereich der Strömungswege des Pumpenaggregates bzw. der Ventileinrichtung in der zu fördernden Flüssigkeit angeordnet werden können, aber gleichzeitig vor Verunreinigungen in dieser Flüssigkeit geschützt werden. Innerhalb der Kapselung können die Lagerung und/oder das Getriebe vorgeschmiert oder auch dauergeschmiert sein. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Lagerung und/oder das Getriebe durch die zur fördernde Flüssigkeit selber geschmiert werden, wobei dann die Kapselung so ausgebildet sein kann, dass die Flüssigkeit, vorzugsweise frei von Verunreinigungen in den Lager- und/oder Getrieberaum eindringen kann und dort beispielsweise langfristig ein vorher eingefülltes Schmiermittel verdünnen oder ersetzen kann. Insbesondere wenn eine Linearbewegung des Ventilelementes durch Lagerung des Ventilelementes auf einer Spindel realisiert wird, ist es bevorzugt, dass die Spindel von einer elastischen Manschette, beispielsweise einem Faltenbalg umgeben ist, welcher die Spindel kapselt und vor Verunreinigungen in der zu fördernden Flüssigkeit schützt. Durch die Elastizität bzw. die Falten wird es möglich, dass die Manschette sich abhängig von der linearen Positionierung des Ventilelementes in ihrer Länge ändert.
Die Ventileinrichtung kann vorzugsweise als ein Umschaltventil und/oder als ein Mischventil ausgebildet sein. Ein derartiges Umschaltventil kann beispielsweise in einer Heizungsanlage zum Einsatz kommen, um den Strömungsweg für das Heizmedium bzw. den Wärmeträger wahlweise durch Heizkreise für die Raumheizung oder einen Wärmetauscher zur Brauchwassererwärmung zu leiten. Ferner könnte ein solches Umschaltventil auch als Verteilerventil ausgebildet sein, um verschiedene Heizkreise gezielt öffnen bzw. schließen zu können, d. h. den Wärmeträger auf verschiedene Heizkreise zu verteilen. Dabei kann die Ventileinrichtung so ausgebildet sein, dass auch mehrere Ventilöffnungen gleichzeitig geöffnet werden können, um mehrere Heizkreise gezielt gleichzeitig mit einem Wärmeträger versorgen zu können. Alternativ oder zusätzlich kann die Ventileinrichtung die Funktionalität eines Mischventils aufweisen, beispielsweise um zwei Flüssigkeitsströmungen zu mischen und dabei das Mischungsverhältnis ändern zu können. Derartige Anwendungen kommen beispielsweise in Heizungsanlagen zur Anwendung, um die Temperatur eines Wärmeträgers einstellen zu können. So ist es bei Heizungsanlagen beispielsweise üblich, dem Wärmeträger im Vorlauf Wärmeträger aus dem Rücklauf, d. h. kalten Wärmeträger zuzumischen, um die Vorlauftemperatur gezielt senken zu können.
Das Ventilelement der Ventileinrichtung kann in dem erfindungsgemäßen Kreiselpumpenaggregat in einem Strömungsweg durch das Kreiselpumpenaggregat stromaufwärts oder stromabwärts des Laufrades gelegen sein, d. h. Schaltfunktionen an der Druckseite oder der Saugseite des Laufrades vornehmen. Gemäß besonderen Ausführungsformen ist es auch möglich, das Ventilelement so anzuordnen, dass es mit einem Strömungsweg stromaufwärts und einem Strömungsweg stromabwärts des Ventilelementes in Verbindung steht und so Schaltfunktionen sowohl an der Saugseite als auch an der Druckseite übernehmen kann.
Die Ventileinrichtung kann gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform beispielsweise zwei Eingänge und einen Ausgang aufweisen, wobei das Ventilelement zwischen zumindest zwei Schaltstellungen bewegbar ist, in welchen die beiden Eingänge unterschiedlich geöffnet sind. Dies ist eine Ausgestaltung für ein Mischventil. Durch Veränderung der Schaltstellungen kann das Verhältnis der freien Querschnitte der beiden Eingänge zueinander variiert werden, sodass die Strömungen durch die beiden Eingänge in unterschiedlichen Mischungsverhältnissen miteinander gemischt und dann dem Ausgang zugeführt werden können. In einer solchen Anwendung sind bevorzugt mehr als zwei Schaltstellungen vorgesehen. Besonders bevorzugt kann das Ventilelement zwischen zwei als Endlagen fungierende Schaltstellungen stufenlos bewegt werden. In einer der beiden Endlagen kann ein erster Eingang geöffnet und ein zweiter Eingang geschlossen und in der zweiten Endlage umgekehrt ein erster Eingang geschlossen und der zweite Eingang geöffnet sein. In den Zwischenstellungen sind beide Eingänge in veränderbarem Verhältnis zueinander geöffnet. Eine solche Ventileinrichtung kann an der Druckseite oder alternativ auch an der Saugseite des Laufrades angeordnet werden, je nachdem an welcher Stelle in dem Heizungskreislauf ein solches Kreiselpumpenaggregat positioniert werden soll.
Das Ventilelement ist weiter bevorzugt mit dem Antriebsmotor über eine magnetische, mechanische und/oder hydraulische Kupplung gekoppelt, wobei vorzugsweise das Getriebe zwischen der Kupplung und dem Ventilelement angeordnet ist oder das Ventilelement in einem Getriebe gelagert ist. Eine mechanische Kupplung kann durch einen kraft- und/oder formschlüssigen Eingriff zweier Kupplungselemente realisiert werden. Eine hydraulische Kupplung kann insbesondere über die zu fördernde Flüssigkeit selber realisiert werden. In einem Druckraum des Pumpengehäuses, welcher das Laufrad umgibt, wird bei Rotation des Laufrades die Flüssigkeitsströmung ebenfalls in Rotation versetzt. Diese Rotationsbewegung der Flüssigkeit lässt sich auf ein drehbares Ventilelement oder einen drehbaren Antrieb eines Ventilelementes übertragen, sodass das Ventilelement bzw. dessen Antrieb mitgedreht wird. Wenn das Ventilelement selber gedreht wird, kann dieses beispielsweise auf einer Spindel gelagert sein, sodass es sich auf der Spindel dreht und dabei gleichzeitig eine Linearbewegung vollzieht. Wird ein separates Antriebselement vorgesehen, welches auf diese Weise hydraulisch oder auch magnetisch oder mechanisch mit dem Antriebsmotor gekoppelt ist, kann zwischen dem Antriebselement und dem Ventilelement das Getriebe angeordnet werden, um die Bewegungsgeschwindigkeit und/oder die Bewegungsrichtung von dem Antriebselement zu dem Ventilelement zu ändern. So kann beispielsweise das Ventilelement langsamer drehen als das Antriebselement und damit der Antriebsmotor. Alternativ oder zusätzlich könnte das Getriebe so ausgebildet sein, dass das Ventilelement eine Linearbewegung ausführt, während das Antriebselement sowie der Antriebsmotor lediglich eine Drehbewegung ausführen. Die Kombination eines Getriebes mit einer hydraulischen Kupplung zwischen dem Ventilelement und dem Antriebsmotor, wie sie vorangehend beschrieben wurde, ist besonders vorteilhaft. Bei der hydraulischen Kopplung zwischen Antriebsmotor und Ventilelement ist möglicherweise eine präzise Positionierung des Ventilelementes nur schwer möglich. Die Positionierbarkeit wird dabei über das Getriebe verbessert, da das Getriebe so ausgelegt sein kann, dass mit einer Vielzahl von Umdrehungen des Antriebsmotors nur eine relativ kleine Wegstrecke des Ventilelementes zurückgelegt wird.
Die beschriebene Kupplung ist weiter bevorzugt derart lösbar ausgebildet, dass sie drehrichtungsabhängig, drehzahlabhängig, druckabhängig und/oder durch Schlupf lösbar ist. Eine solche Lösbarkeit der Kupplung hat den Vorteil, dass nach Erreichen einer bestimmten Schaltstellung des Ventilelementes die Kupplung gelöst werden kann und der Antriebsmotor dann ausschließlich das Laufrad antreiben kann, um in den normalen Pumpenbetrieb überzugehen. Dies kann dann beispielsweise durch Drehrichtungsänderung oder Drehzahländerung, insbesondere Drehzahlerhöhung geschehen. Durch eine Drehzahlerhöhung kann auch der ausgangsseitige Druck des Laufrades erhöht werden, sodass dann durch diese Druckerhöhung das Lösen der Kupplung verursacht werden kann.
Der Antriebsmotor ist vorzugsweise mit einer Steuereinrichtung vorgesehen, über welche der Antriebsmotor in seiner Drehzahl einstell- und vorzugsweise regelbar ist. Weiter bevorzugt ist die Steuereinrichtung so ausgebildet, dass sie den Antriebsmotor auch unterschiedlich stark beschleunigen oder abbremsen kann. Alternativ oder zusätzlich kann die Steuereinrichtung so ausgebildet sein, dass der Antriebsmotor gezielt in unterschiedlichen Drehrichtungen drehen kann. Die Steuereinrichtung ist so ausgebildet, dass sie durch entsprechende Ansteuerung des Antriebsmotors somit auch die Schaltfunktion der Ventileinrichtung steuert bzw. regelt. Dazu kann die Steuereinrichtung zumindest einen Sensoranschluss aufweisen, über welchen ein Sensorsignal, beispielsweise eines Temperatursensors als Grundlage für eine Regelung der Ventilstellung empfangen wird.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Kreiselpumpenaggregat eine Halteeinrichtung auf, welche mit dem Ventilelement zusammenwirkt und dazu ausgebildet ist, das Ventilelement in einer erreichten Schaltstellung zu halten, wobei die Halteeinrichtung vorzugsweise druckabhängig in und außer Eingriff bringbar ausgebildet ist. Die Halteeinrichtung wirkt somit als eine zweite Kupplung, welche dazu dient, das Ventilelement in einer gewünschten Schaltstellung zu halten. Eine solche Funktionalität kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass das Ventilelement zwischen einer gelösten und einer anliegenden Position bewegbar ist, in welcher das Ventilelement an zumindest einer Anlagefläche derart anliegt, dass es dort kraft- und/oder formschlüssig gehalten wird. In der gelösten Stellung ist diese Haltekraft aufgehoben und das Ventilelement vorzugsweise von der Anlagefläche beabstandet oder es kann an der Anlagefläche entlanggleiten. Eine solche Bewegung kann beispielsweise druckabhängig realisiert werden, indem die Bewegungsrichtung zwischen der gelösten und der anliegenden Position so gewählt ist, dass die Bewegung durch eine Druckkraft verursacht werden kann, welche von dem im Druckraum herrschenden Druck verursacht wird. Entgegen der Druckkraft wirkt vorzugsweise eine Rückstellkraft, welche das Ventilelement in Ruhelage in die gelöste Stellung drückt. Dies kann beispielsweise durch eine Druckfeder realisiert sein. Besonders bevorzugt weist das Ventilelement eine dem Druckraum, welcher das Laufrad umgibt, zugewandte Druckfläche auf, auf welche der Druck im Druckraum wirkt. Diese Druckfläche kann eine Ringfläche sein, welche eine Saugöffnung umgibt, welche mit dem Saugmund des Laufrades in Eingriff ist. Die Anlagefläche, wie sie beschrieben wurde, dient weiter bevorzugt gleichzeitig als Dichtfläche, welche beispielsweise die Ventilsitze bildet, sodass das Ventilelement vorzugsweise gleichzeitig dichtend gegen diese Ventilsitze gedrückt werden kann.
Das Ventilelement weist weiter bevorzugt eine Angriffsfläche auf oder ist mit einer Angriffsfläche verbunden, welche einen das Laufrad umgebenden Druckraum begrenzt und auf welche ein in dem Druckraum herrschender Druck und/oder eine in dem Druckraum herrschende Strömung wirkt. Durch die Wirkung der Strömung kann die Angriffsfläche gemeinsam mit der Strömung mitbewegt werden, sodass das Ventilelement oder ein Antriebselement an welchem die Angriffsfläche ausgebildet ist, durch die Strömung mitbewegt werden und insbesondere mitgedreht werden. Diese Drehbewegung überträgt sich dann ggf. über ein Getriebe auf das Ventilelement, um dieses gezielt zwischen seinen Schaltstellungen zu bewegen. Wenn der Druck auf diese oder eine weitere Angriffsfläche wirkt, kann dies in der beschriebenen Weise beispielsweise dazu genutzt werden, das Ventilelement im Sinne einer zweiten Kupplung gezielt zwischen einer gelösten und einer anliegenden Position zu bewegen. Bei einer solchen Ausführungsform kann das Ventilelement in einer erreichten Schaltstellung durch Druckerhöhung, welche durch Drehzahlerhöhung des Antriebsmotors hervorgerufen werden kann, gehalten werden. D. h. der Antriebsmotor wird vorzugsweise zunächst mit eine geringeren Drehzahl angetrieben, um das Ventilelement zu bewegen. Nach Erreichen der Schaltstellung wird dann der Druck erhöht, um das Ventilelement in der erreichten Schaltstellung beispielsweise durch Anlage an einer Anlagefläche zu halten.
Bei Verwendung eines Getriebes und insbesondere bei der Verwendung einer Spindel kann die Funktion der Halteeinrichtung auch durch ein Blockieren des Getriebes oder des Spindeltriebes hervorgerufen werden. Wenn beispielsweise das Ventilelement drehbar auf einer Spindel angeordnet ist und auf das Ventilelement über eine Druckfläche eine Axialkraft in Längsrichtung der Spindel wirkt, führt dies zu höheren Anlagekräften im Spindeltrieb, welche bei entsprechender Wahl der Steigung und der Ausgestaltung des Spindeltriebs zu einer Hemmung in dem Spindeltrieb und damit zur Fixierung des Ventilelementes führen kann.
Die Angriffsfläche, auf welche ein Druck in dem Druckraum wirkt, erstreckt sich weiter bevorzugt quer zu einer Bewegungsbahn, entlang derer das Ventilelement zwischen der beschriebenen anliegenden und der gelösten Position bewegbar ist. Wenn wie beschrieben ein Rückstellelement bzw. Vorspannelement vorgesehen ist, welches eine Vorspannkraft bzw. Rückstellkraft erzeugt, so wirkt dieses vorzugsweise ebenfalls in einer Richtung quer zu der Angriffsfläche der an der Angriffsfläche wirkenden Druckkraft entgegengesetzt.
Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand der beigefügten Figuren beschrieben. In diesen zeigt:

Fig. 1: eine perspektivische Explosionsansicht eines Kreiselpumpenaggregates gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 2: eine Explosionsansicht des Kreiselpumpenaggregates gemäß Fig. 1 in einer anderen Perspektive,
Fig. 3: eine Draufsicht auf das Kreiselpumpenaggregat gemäß Fig. 1 und 2,
Fig. 4: eine Schnittansicht des Kreiselpumpenaggregates gemäß Fig. 1 - 3, wobei die Schnittebenen so gelegt wurden, dass alle Anschlüsse im Schnitt liegen,
Fig. 5: eine Schnittansicht gemäß Fig. 4 mit dem Ventilelement in einer zweiten Schaltstellung,
Fig. 6: schematisch den hydraulischen Aufbau einer Heizungsanlage mit einem Kreiselpumpenaggregat gemäß Fig. 1 - 5,
Fig. 7: eine Draufsicht auf ein Kreiselpumpenaggregat gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 8: eine Schnittansicht des Kreiselpumpenaggregates gemäß Fig. 7, wobei der Schnitt so gelegt wurde, dass beide Eingänge im Schnitt zu sehen sind,
Fig. 9: eine perspektivische Explosionsansicht eines Kreiselpumpenaggregates gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 10: eine Schnittansicht des Kreiselpumpenaggregates gemäß Fig. 9 mit dem Ventilelement in einer anliegenden Position,
Fig. 11: eine Schnittansicht gemäß Fig. 10 mit dem Ventilelement in einer gelösten Position,
Fig. 12: eine Draufsicht auf das geöffnete Pumpengehäuse des Kreiselpumpenaggregates gemäß Fig. 9 - 11 mit dem Ventilelement in einer ersten Schaltstellung und
Fig. 13: eine Ansicht gemäß Fig. 12 mit dem Ventilelement in einer zweiten Schaltstellung.

Das Kreiselpumpenaggregat gemäß Fig. 1 weist ein Stator- bzw. Motorgehäuse 2 mit einem darin angeordneten elektrischen Antriebsmotor auf. Der elektrische Antriebsmotor weist einen Stator 4 mit einem darin rotierenden Rotor 6 auf, welcher an einer Rotorwelle 8 befestigt ist. Der Antriebsmotor ist als nasslaufender Motor mit einem Spaltrohr 10 zwischen dem Statorraum und dem Rotorraum ausgebildet. Mit dem Motorgehäuse 2 verbunden ist ein Pumpengehäuse 12, welches gleichzeitig ein Ventilgehäuse für eine unten beschriebene Ventileinrichtung bildet. In dem Pumpengehäuse 12 ist das Laufrad 14 angeordnet, welches drehfest an der Rotorwelle befestigt ist, sodass es gemeinsam mit dem Rotor 6 rotiert. An dem dem Laufrad 14 abgewandten Axialende des Motorgehäuses 2 ist ein Elektronikgehäuse 16 mit einer darin angeordneten Steuerelektronik bzw. Steuereinrichtung 18 zur Steuerung des Antriebsmotors angeordnet. Das Laufrad 14 ist in dem Pumpengehäuse von einem Druckraum 20 umgeben, welcher in einen Druckanschluss 22 des Pumpengehäuses mündet. Das Pumpengehäuse 12 weist vier weitere Anschlüsse 24, 26, 28 und 30 auf, welche jeweils in einer Öffnung an der Innenumfangswandung des Pumpengehäuses 12 münden.
Im Inneren des Pumpengehäuses 12 ist ein trommelförmiges Ventilelement 32 angeordnet, welches aus einem topfförmigen Unterteil 34 und einem dieses an seinem offenen Axialende verschließenden Deckel 36 gebildet wird. Der Deckel 36 weist eine zentrale Saugöffnung 38 auf, in welche das Laufrad 14 mit seinem Saugmund 40 eingreift. Die Umfangsfläche, welche die Saugöffnung 38 umgibt, bildet eine Druck- bzw. Angriffsfläche, welche den Druckraum 20 an einer Axialseite im Umfangsbereich des Saugmundes 40 begrenzt. D. h. auf diese Fläche des Deckels 36 können die im Umfangsbereich des Laufrades 14 herrschende Strömung sowie der Druck im Druckraum 20 wirken. Der Deckel 36 weist darüber hinaus in der genannten Druckfläche eine Drucköffnung 42 auf, an welche sich im Inneren des Unterteils 34 ein Druckkanal 44 anschließt. Dieser Druckkanal 44 öffnet sich zum Außenumfang des Ventilelementes 32 in eine erste Umfangsnut 46. Die Umfangsnut 46 erstreckt sich vollumfänglich um den Außenumfang des Ventilelementes 32 bzw. dessen Unterteils 34. Axial versetzt erstreckt sich um den Außenumfang des Ventilelementes 32 bzw. dessen Unterteils 34 eine zweite ringförmige Umfangsnut 48, welche über eine Öffnung 50 zum Innenraum des Ventilelementes 32 geöffnet ist und somit mit der Saugöffnung 38 strömungsverbunden ist. Das Unterteil 34 des Ventilelementes 32 weist darüber hinaus noch eine Eintrittsöffnung 52 an seinem Boden auf, welche ebenfalls zum Innenraum hin geöffnet ist. Der Boden ist dabei die dem Deckel 36 abgewandte Stirnseite des Ventilelementes 32, welche einem Boden am axialen Ende des Pumpengehäuses 12 zugewandt ist.
Das Ventilelement 32 ist im Inneren des Pumpengehäuses 12 um die Drehachse X des Laufrades 14 drehbar angeordnet. Vom Boden des Pumpengehäuses 12 erstreckt sich eine feststehende Spindel 54 in Richtung der Längsachse X in das Innere des Pumpengehäuses 12 hinein. Die Spindel 54 greift dabei in ein zentrales Gewindeloch 56 im Boden des Unterteils 34 des Ventilelementes 32 ein. Eine Drehung des Ventilelementes 32 um die Längsachse X führt dabei zu einer Drehung des Gewindeloches 56 auf der Spindel 54, sodass sich das Ventilelement 32 gleichzeitig in axialer Richtung X verlagert. Durch Drehrichtungswechsel kann ein Hin- und Her-Bewegen des Ventilelementes 32 erreicht werden. Die Spindel 54 ist an der Außenseite des Ventilelementes 32 von einem ersten Faltenbalg 58 und im Inneren des Ventilelementes 32 von einem zweiten Faltenbalg 60, welcher eine geschlossene Stirnseite aufweist, umgeben. Dadurch wird die Spindel 54 gekapselt bzw. durch die Faltenbälge 58 und 60 von der Flüssigkeit im Inneren des Ventilelementes 32 und im Inneren des Pumpengehäuses 12 getrennt und insbesondere vor Verunreinigungen in der Flüssigkeit geschützt. Im Inneren der Manschetten bzw. Faltenbälge 58, 60 kann darüber hinaus ein Schmiermittel zur Schmierung des Spindeltriebes angeordnet sein. Es ist jedoch auch möglich, dass bewusst Leckagen vorgesehen sind, sodass die Spindel durch die Flüssigkeit, insbesondere Wasser, im System geschmiert werden kann, wobei die Faltenbälge 58 und 60 lediglich Verunreinigungen von der Spindel fernhalten.
Bei dieser Lösung ist zum Antrieb bzw. zur Bewegung des Ventilelementes 32 eine erste hydraulische Kupplung zwischen dem Antriebsmotor und dem Ventilelement 32 vorgesehen, welche derart wirkt, dass die im Druckraum 20 im Umkreis des Laufrades 14 rotierende Strömung auf den Deckel 36 des Ventilelementes 32 derart wirkt, dass dieses durch Reibung mitgedreht wird. Die Steuereinrichtung 18 ist so ausgebildet, dass sie den Antriebsmotor in zwei Drehrichtungen antreiben kann. So kann je nach Drehrichtung das Ventilelement 32 so in Rotation versetzt werden, dass es sich auf der Spindel 54 entlang der Längsachse X auf das Laufrad 14 zu oder von diesem weg bewegt. Wenn die Steuereinrichtung 18 das Laufrad 14 über den Antriebsmotor mit höherer Drehzahl antreibt, kann der Druck im Druckraum 20 soweit ansteigen, dass er auf den Deckel 36 eine in Richtung der Längsachse X wirkende Druckkraft erzeugt, welche sich über das Ventilelement 32 und das Gewindeloch 36 auf die Gewindegänge der Spindel 54 überträgt. Dies führt zu einem Verklemmen bzw. Blockieren der Spindel, sodass durch Druckerhöhung das Ventilelement 32 daran gehindert wird, sich weiter gemeinsam mit dem Laufrad 14 zu drehen. So wird das Ventilelement 32 in seiner erreichten Schaltstellung gehalten. Die von dem Laufrad 14 und dem Deckel 36 gebildete Kupplung tritt durch Schlupf außer Eingriff.
Anhand von Fig. 6 wird die Verwendung des beschriebenen Kreiselpumpenaggregates in einer Heizungsanlage beschrieben. Die Heizungsanlage weist das beschriebene Kreiselpumpenaggregat 1 auf, welches in Fig. 6 durch die gestrichelte Linie gekennzeichnet ist und zwei Ventileinrichtungen, welche durch das Ventilelement 32 realisiert werden, beinhaltet. Die Heizungsanlage weist darüber hinaus eine Wärmequelle 62 auf, welche beispielsweise ein Gasheizkessel sein kann. Es sind ein erster Heizkreis 64 und ein zweiter Heizkreis in Form eines Fußbodenheizkreises 66 vorgesehen. Ferner ist noch ein Sekundärwärmetauscher 58 angeordnet, welcher der Erwärmung von Brauchwasser dient. Der Ausgang der Wärmequelle 62 mündet über den Knotenpunkt 70 direkt in den ersten Heizkreis 64, welcher beispielsweise normale Heizkörper bzw. Radiatoren aufweist. Der Rücklauf des Heizkreises 64 mündet in den Anschluss 24 am Pumpengehäuse 12. Der Druckanschluss 22 des Pumpengehäuses 12 ist mit dem Eingang der Wärmequelle 62 verbunden, sodass das Umwälzpumpenaggregat 1 über den Druckanschluss 22 das Heizmedium, beispielsweise Wasser, durch die Wärmequelle 62, den Heizkreis 64 und zurück in den Anschluss 24 fördern kann. Der Fußbodenheizkreis 66 mündet mit seinem Ausgang ebenfalls in den Rücklauf, welcher mit dem Anschluss 24 verbunden ist. Der Eingang des Fußbodenheizkreises 66 ist mit dem Anschluss 30 am Pumpengehäuse verbunden. Der Rücklauf des Sekundärwärmetauschers, dessen Vorlauf von dem Knotenpunkt 70 abzweigt, mündet an dem Anschluss 26 des Pumpengehäuses. Eine weitere Verbindung von dem Knotenpunkt 70 führt zu dem Anschluss 28 an dem Pumpengehäuse. Das Ventilelement 32 kann in diesem System nun die Funktion übernehmen, den Heizmediumstrom zwischen den beiden Heizkreisen 64 und 66 auf der einen Seite und dem Sekundärwärmetauscher 58 auf der anderen Seite umzuschalten. Darüber hinaus kann das Ventilelement 32 als Mischer fungieren, um die Temperatur für den Vorlauf des Fußbodenheizkreises 66 zu regeln, indem Heizmedium aus dem Rücklauf mit Heizmedium aus dem Vorlauf, d. h. ausgangsseitig der Wärmequelle 62 gemischt wird.
Dies erfolgt in nachfolgend beschriebener Weise. In Fig. 5 befindet sich das Ventilelement 32 in einer ersten Endlage im Anschlag mit dem Boden des Pumpengehäuses 12, sodass die Eintrittsöffnung 52 des Ventilelementes 32 verschlossen ist und somit ein Strömungsweg von dem Anschluss 24 in das Innere des Ventilelementes 32 und damit zur Saugöffnung 38 verschlossen ist. Gleichzeitig liegt jedoch die zweite Umfangsnut 48 über der Öffnung des Anschlusses 26, sodass eine Verbindung von dem Anschluss 26 über die Umfangsnut 48 und die Öffnung 50 in das Innere des Ventilelementes 32 hinein geschaffen ist. So kann das Laufrad 14 durch die Saugöffnung 18 Flüssigkeit aus dem Anschluss 26 ansaugen. Die Flüssigkeit wird bei Rotation des Laufrades 14 über den Druckanschluss 22 durch die Wärmequelle 62 und anschließend durch den Sekundärwärmetauscher 68 zurück zum Anschluss 26 gefördert. Fig. 4 zeigt eine Schaltstellung, in welcher das Ventilelement 32 weiter in Richtung Laufrad 14 bewegt ist. In dieser Schaltstellung ist die zweite Umfangsnut 48 nicht mehr in Überdeckung mit der Öffnung des Anschlusses 26, sodass dieser nun durch eine Umfangswandung des Unterteils 34 des Ventilelementes 32 versperrt wird. So ist der Strömungsweg durch den Sekundärwärmetauscher 68 geschlossen. Gleichzeitig ist die Eintrittsöffnung 52 vom Boden des Pumpengehäuses 12 abgehoben, sodass eine Verbindung von dem Anschluss 24 über die Eintrittsöffnung 52 in das Innere des Ventilelementes 32 und damit zu der Saugöffnung 38 geschaffen ist. Bei Rotation des Laufrades 14 saugt dieses nun Flüssigkeit aus dem Anschluss 24 an, sodass die Flüssigkeit wie beschrieben durch den ersten Heizkreis 64 im Kreis gefördert werden kann.
Gleichzeitig tritt aus dem Druckraum 20 unter Druck stehende Flüssigkeit in die Drucköffnung 42 und den Druckkanal 44 ein. Über diesen fließt die Flüssigkeit in die erste Umfangsnut 26, welche nun in Überdeckung mit der Öffnung des Anschlusses 30 ist, sodass die Flüssigkeit über den Anschluss 30 auch in den Fußbodenheizkreis 66 gefördert wird. Ferner überdeckt die erste Umfangsnut 46 die Öffnung des Anschlusses 28, durch welchen erwärmtes Wasser von dem Knotenpunkt 70 eintritt. D. h. in der ersten Umfangsnut 46 werden kaltes Wasser aus dem Rücklauf und warmes Wasser aus dem Vorlauf gemischt. Durch axiale Verlagerung des Ventilelementes 32 kann die erste Umfangsnut 46 mit der Öffnung des Anschlusses 28 unterschiedlich zur Überdeckung gebracht werden, sodass das Mischungsverhältnis von warmen und kaltem Wasser verändert werden kann. Wenn das Ventilelement 32 aus der in Fig. 4 gezeigten Position noch weiter in Richtung Laufrad 14 verlagert wird, kann die Öffnung zu dem Anschluss 28 auch vollständig verschlossen werden, sodass lediglich noch nicht erwärmtes Wasser durch den Fußbodenheizkreis 66 im Kreis gefördert würde. Über einen Temperatursensor im Vorlauf des Fußbodenheizkreises 26, welcher mit der Steuereinrichtung 18 verbunden wird, kann eine Temperaturregelung erfolgen, indem die Steuereinrichtung 18 durch entsprechenden Antrieb des Antriebmotors das Ventilelement 32 in Richtung der Längsachse X hin- und her-bewegt. Dies erfolgt vorzugsweise bei geringerer Drehzahl als der üblichen Betriebsdrehzahl des Laufrades 14. Über die Spindel 54 wird die Drehbewegung des Ventilelementes 32 gleichzeitig in eine Linearbewegung umgesetzt, wobei durch die Gewindesteigung an der Spindel gleichzeitig noch die Geschwindigkeit untersetzt werden kann.
Fig. 7 und 8 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches sich von dem ersten Ausführungsbeispiel darin unterscheidet, dass die Ventileinrichtung lediglich eine Mischfunktion bereitstellt. Insofern weist bei diesem Ausführungsbeispiel das Pumpengehäuse 12' lediglich drei Anschlüsse, nämlich den Druckanschluss 22 sowie zwei als Eingänge fungierende Anschlüsse 24' und 26' auf. Der Druckanschluss 22 zweigt auch hier von Druckraum 20 ab, was in der Schnittebene gemäß Fig. 8 jedoch nicht zu sehen ist. Auch in diesem Ausführungsbeispiel ist ein Ventilelement 32' vorgesehen, welches hohl ausgebildet ist und an seiner dem Druckraum 20 zugewandten Seite durch einen Deckel 36' verschlossen ist, wobei der Deckel 36' wieder als Angriffsfläche für die Strömung sowie den Druck im Druckraum 20 dient. Das entgegengesetzte Axialende des Ventilelementes 32 ist offen ausgebildet und bildet in der in Fig. 8 gezeigten Schaltstellung eine Verbindung zu der Öffnung des Anschlusses 26'. Im Inneren des Ventilelementes ist eine Spindel 72 angeordnet, welche in ein Gewindeloch 74 am Boden des Pumpengehäuses 12' eingreift. Die Spindel 72 ist von einem Faltenbalg 76 mit der gleichen Funktion wie die Faltenbälge 58 und 60 umgeben.
Am Außenumfang des Ventilelementes 32' ist eine Ringnut 78 ausgebildet, welche über eine Öffnung 80 in das Innere des Ventilelementes 32' mündet. Das gezeigte Ventil fungiert als Mischventil. In der in Fig. 8 gezeigten Schaltstellung überdeckt die Umfangswandung des Ventilelementes 32' die Öffnung zu dem Anschluss 24' weitgehend. Wird die Drehung des Ventilelementes 32 mit der Spindel 72 in dem Gewindeloch 74 das Ventilelement 32' noch weiter in Richtung Laufrad 14 bewegt, würde die Umfangswandung des Ventilelementes 32' die Öffnung zu dem Anschluss 74' vollständig überdecken, sodass diese geschlossen ist und ein Strömungsweg nur noch den Anschluss 26' in das Innere des Ventilelementes 32 hinein und von dort über die Saugöffnung 38 in den Saugmund 40 hinein gegeben wäre. Wird umgekehrt das Ventilelement 32' durch Drehung bis zum Boden des Pumpengehäuses 12' bewegt, stößt die Umfangskante des Ventilgehäuses 32' am Boden des Pumpengehäuses 12' an, sodass der Strömungsweg aus dem Anschluss 26' verschlossen wird, während die Umfangsnut 78 die Öffnung zu dem Anschluss 74' vollständig überdeckt und den Strömungsweg aus dem Anschluss 74' in das Innere des Ventilelementes 32' und von dort durch die Saugöffnung 38 zum Saugmund 40 vollständig freigibt. In Zwischenpositionen sind verschiedene Mischungsverhältnisse möglich. Der Antrieb und die Verlagerung des Ventilelementes 32 erfolgt wie anhand des ersten Ausführungsbeispiels beschrieben.
Im dritten Ausführungsbeispiel ist ein Ventilelement vorgesehen, welches drehend zwischen verschiedenen Schaltstellungen bewegt wird. Auch das Kreiselpumpenaggregat gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel weist einen Antriebsmotor auf, welcher in einem Motorgehäuse 2 angeordnet ist und in seinem Aufbau der Beschreibung gemäß den ersten beiden Ausführungsbeispielen entspricht, sodass an dieser Stelle auf diese Beschreibung verwiesen wird. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Laufrad 14 drehfest mit der Rotorwelle 8 verbunden und der das Laufrad umgebende Druckraum 20 mündet in einen Druckanschluss 22. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein Ventilelement 32" vorgesehen, welches ebenfalls trommelförmig mit einem topfförmigen Unterteil 82 und einem dieses an einem axialen Stirnende verschließenden Deckel 84 ausgebildet ist. Der Deckel 85 weist zentral die Saugöffnung 38 auf, welche mit dem Saugmund 40 in Eingriff ist, indem ein axial vorstehender Kragen der Saugöffnung 38 in diesem Ausführungsbeispiel in das Innere des Saugmundes 40 eingreift. Die die Saugöffnung 38 umgebende Ringfläche des Deckels 84 bildet eine Angriffs- bzw. Druckfläche, auf welche der Druck im Druckraum 20 wirken kann.
Zentral durch das Ventilelement 32' bzw. dessen Unterteil 32 hindurch, erstreckt sich eine Antriebswelle 86, welche an ihrem dem Laufrad 14 zugewandten Axialende ein Kupplungsteil 88 trägt. Dieses kämmt mit einem korrespondierenden Kupplungsteil 90 an der axialen Stirnseite der Rotorwelle 8. Die beiden Kupplungsteile 88 und 90 sind dabei so ausgebildet, dass sie nur in einer Drehrichtung wirken, das heißt das Kupplungsteil 90 weist vorzugsweise in Umfangsrichtung betrachtet ein Sägezahnprofil auf, welches den Kupplungsteil 88 in einer Drehrichtung mitnimmt. In der entgegengesetzten Richtung gleitet der Kupplungsteil 88 über das Sägezahnprofil unter axialer Verlagerung der Antriebswelle 86. Die Antriebswelle 86 ist in einem Sackloch 92 im Boden des Pumpengehäuses 12'um die Drehachse X drehbar gelagert, um welche auch die Rotorwelle 8 drehbar ist. Axial ist die Antriebswelle 86 in dem Sackloch 92 durch eine Federkraft einer Druckfeder 94 beaufschlagt. Die Druckfeder 94 drückt die Antriebswelle 86 mit dem Kupplungsteil 88 in Eingriff mit dem Kupplungsteil 90 am Axialende der Rotorwelle 8. Gegen die Feder 94 kann sich die Antriebswelle 86 axial verlagern. Das Unterteil 82 des Ventilelementes 32" ist axial auf der Antriebswelle 86 fixiert, jedoch um diese drehbar. Das Ventilelement 32" ist mit der Antriebswelle 86 über ein Planetengetriebe 96 gekoppelt. Das Planetengetriebe 96 weist ein Planetenrad 98 auf, welches ebenfalls drehbar im Boden des Pumpengehäuses 12' gelagert ist, wobei es mit einer Verzahnung am Außenumfang der Antriebswelle 86 kämmt, sodass es von der Antriebswelle 86 drehend angetrieben wird. Die Drehachse des Planetenrades 98 erstreckt sich parallel zur Drehachse der Antriebswelle 86 und damit der fluchtenden Drehachse X der Rotorwelle 8. Das Ventilelement 32" bzw. dessen Unterteil 82 weist an seinem Boden eine Einbuchtung bzw. Ausnehmung 100 auf, welche durch eine Einstülpung in das Innere des Ventilelementes 32' gebildet wird und an ihrem Innenumfang eine Verzahnung aufweist, welche mit dem Planetenrad 98 kämmt. Dieses Planetengetriebe 96 bildet ein Untersetzungsgetriebe, welches dafür sorgt, dass bei Rotation der Rotorwelle 8 das Ventilelement 32" mit geringerer Drehzahl um die Drehachse X dreht. Dies ermöglicht eine genauere Verstellbewegung.
Das Ventilelement 32" ist darüber hinaus gemeinsam mit der Antriebswelle 86 um ein gewisses Maß entlang der Längsachse X axial bewegbar. Eine solche Bewegung kann zum einen in der beschriebenen Weise über die Kupplungsteile 88, 90 erfolgen, zum anderen aber auch durch den Druck im Druckraum 20, welcher auf den Deckel 84 wirkt. Wenn die Drehzahl des Laufrades 14 und damit der Druck ausreichend hoch ist, wird das gesamte Ventilelement 32' gegen die Feder 94 zum Boden des Pumpengehäuses 12" hin verlagert, sodass die Kupplungsteile 88, 90 außer Eingriff treten. Die von den Kupplungsteilen 88, 90 gebildete Kupplung löst somit nicht nur drehrichtungsabhängig, sondern auch druckabhängig, d.h. abhängig vom Druck im Druckraum 20. Das Pumpengehäuse 12" weist zwei Sauganschlüsse 24" und 26'' auf, welche jeweils in eine Anschlussöffnung 102 und 104 im Boden des Pumpengehäuses 2' münden.
Das Unterteil 82 des Ventilelementes 32" weist an seinem Boden im Umfangsbereich des Planetengetriebes 96 eine bogenförmige Schaltöffnung 106 auf. Abhängig vom Drehwinkel des Ventilelementes 32' um die Drehachse X überdeckt die Schaltöffnung 106 eine oder beide der Anschlussöffnungen 102, 104. Durch Veränderung des Überdeckungsgrades kann ein Mischungsverhältnis der durch die Anschlüsse 24" und 26" zugeführten Flüssigkeitsströmungen verändert werden. Durch das Innere des Ventilelementes 32'' fließt die Strömung dann durch die Saugöffnung 38 in das Laufrad 14. Die Drehung des Ventilelementes 32" erfolgt vorzugsweise in einer ersten Drehrichtung des Antriebsmotors, sodass kein Hin- und Her-Drehen stattfindet, sondern zum Zurückbewegen stets ein Umdrehung durchgeführt werden muss. Dies ermöglicht es jedoch, den Antriebsmotor zum Normalbetrieb in der entgegengesetzten Drehrichtung in Betrieb zu nehmen, wodurch die beschriebene Kupplung außer Eingriff tritt und das Ventilelement 32" seine erreichte Schaltstellung beibehält, wobei es zusätzlich durch den Druck im Druckraum 20 gegen die Feder 94 an den Boden des Pumpengehäuses 2' gedrückt wird.
In den Beispielgen gemäß der vorangehenden Beschreibung bildet das Pumpengehäuse 12, 12', 12" ein kombiniertes Pumpen- und Ventilgehäuse, welches sowohl das Ventilelement 32, 32', 32" als auch das Laufrad 14 beherbergt. Es ist jedoch zu verstehen, dass das Pumpengehäuse 12, 12', 12" auch mehrteilig ausgebildet werden könnte. Insbesondere wäre es möglich ein separates Pumpengehäuse und ein separates Ventilgehäuse auszubilden, wobei das Pumpengehäuse lediglich das Laufrad 14 und das Ventilgehäuse das Ventilelement 32, 32', 32" beherbergen würde, wobei ein solches Pumpengehäuse mit einem solchen Ventilgehäuse dann auf geeignete Weise verbunden sein könnte.

Bezugszeichenliste

1: Kreiselpumpenaggregat
2: Motorgehäuse
4: Stator
6: Rotor
8: Rotorwelle
10: Spaltrohr
12, 12', 12": Pumpengehäuse
14: Laufrad
16: Elektronikgehäuse
18: Steuereinrichtung
20: Druckraum
22: Druckanschluss
24, 26, 28, 30, 24', 26', 24", 26": Anschlüsse
32, 32', 32'': Ventilelement
34: Unterteil
36, 36': Deckel
38: Saugöffnung
40: Saugmund
42: Drucköffnung
44: Druckkanal
46: erste Umfangsnut
48: zweite Umfangsnut
50: Öffnung
52: Eintrittsöffnung
54: Spindel
56: Gewindeloch
58: erster Faltenbalg
60: zweiter Faltenbalg
62: Wärmequelle
64: Heizkreis
66: Fußbodenheizkreis
68: Sekundärwärmetauscher
70: Knotenpunkt
72: Spindel
74: Gewindeloch
76: Faltenbalg
78: Ringnut
80: Öffnung
82: Unterteil
84: Deckel
86: Antriebswelle
88, 90: Kupplungsteile
92: Sackloch
94: Druckfeder
96: Planetengetriebe
98: Planetenrad
100: Ausnehmung
102, 104: Anschlussöffnungen
106: Schaltöffnungen
X: Drehachse

Claims

Kreiselpumpenaggregat mit einem Antriebsmotor, zumindest einem von diesem drehend angetriebenen Laufrad (14) sowie zumindest einer Ventileinrichtung (32), welche ein durch den Antriebsmotor bewegbares Ventilelement (32) aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Bewegungsübertragung von dem Antriebsmotor auf das Ventilelement 832) über ein Getriebe (54; 72; 96) erfolgt, welches eine Bewegungsgeschwindigkeit und/oder eine Bewegungsrichtung zwischen dem Antriebsmotor und dem Ventilelement (32) verändert.
Kreiselpumpenaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (54; 74) derart ausgebildet ist, dass es eine Drehbewegung des Antriebsmotors in eine Linearbewegung des Ventilelementes (32) umsetzt, wobei die Linearbewegung vorzugsweise in Richtung der Drehachse (X) des Antriebsmotors erfolgt.
Kreiselpumpenaggregat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe ein Spindeltrieb (54; 74) ist, wobei vorzugsweise das Ventilelement (32) über ein Gewinde (56) mit einer feststehenden Spindel (54) in Eingriff ist.
Kreiselpumpenaggregat nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilelement (32) linear zwischen zumindest zwei Schaltstellungen bewegbar ist.
Kreiselpumpenaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (96) derart ausgebildet ist, dass es eine Drehbewegung des Antriebsmotors in eine Drehbewegung des Ventilelementes (32") mit vorzugsweise verringerter Geschwindigkeit umsetzt.
Kreiselpumpenaggregat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass Ventilelement (32") um eine Drehachse (X) zwischen zumindest zwei Schaltstellungen drehbar ist, wobei diese Drehachse (X) vorzugsweise mit der Drehachse (X) des Antriebsmotors fluchtet.
Kreiselpumpenaggregat nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lagerung des Ventilelementes (32) und/oder das Getriebe (54; 74; 96) gekapselt sind und vorzugsweise von einer Manschette (58; 60; 76) umgeben sind.
Kreiselpumpenaggregat nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung als ein Umschaltventil und/oder als ein Mischventil ausgebildet ist.
Kreiselpumpenaggregat nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilelement (32) in einem Strömungsweg stromaufwärts oder stromabwärts des Laufrades (14) gelegen ist.
Kreiselpumpenaggregat nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung zwei Eingänge (24, 26) und einen Ausgang (22) aufweist und das Ventilelement (32) zwischen zumindest zwei Schaltstellungen bewegbar ist, in welchen die beiden Eingänge (24, 26) unterschiedlich geöffnet sind.
Kreiselpumpenaggregat nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilelement (32) mit dem Antriebsmotor über eine magnetische, mechanische (88, 90) und/oder hydraulische Kupplung gekoppelt ist und vorzugsweise das Getriebe (54; 74; 96) zwischen der Kupplung und dem Ventilelement (32) angeordnet ist oder das Ventilelement (32) in einem Getriebe (54) gelagert ist.
Kreiselpumpenaggregat nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung derart lösbar ausgebildet ist, dass sie drehrichtungsabhängig, drehzahlabhängig, druckabhängig und/oder durch Schlupf lösbar ist.
Kreiselpumpenaggregat nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine mit dem Ventilelement (32) zusammenwirkende Halteeinrichtung, welche dazu ausgebildet ist, dass Ventilelement (32) in einer erreichten Schaltstellung zu halten, wobei die Halteeinrichtung vorzugsweise druckabhängig in und außer Eingriff bringbar ausgebildet ist.
Kreiselpumpenaggregat nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilelement (32) eine Angriffsfläche (36; 84) aufweist oder mit einer Angriffsfläche verbunden ist, welche einen das Laufrad (14) umgebenden Druckraum (20) begrenzt und auf welche ein in dem Druckraum (20) herrschender Druck und/oder eine in dem Druckraum (20) herrschende Strömung wirkt.
Kreiselpumpenaggregat nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilelement (32) zwischen einer anliegenden Position, in welcher das Ventilelement (32) an zumindest einer Anlagefläche anliegt und einer gelösten Position, in welcher das Ventilelement (32) von dieser zumindest einen Anlagefläche beabstandet ist, bewegbar ist, wobei vorzugsweise ein Vorspannelement (94) vorgesehen ist, welches das Ventilelement (32) in Richtung der gelösten Position mit einer Vorspannkraft beaufschlagt.
Kreiselpumpenaggregat nach Anspruch 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Angriffsfläche (36; 84) quer zu einer Bewegungsbahn erstreckt, entlang derer das Ventilelement (32) zwischen der anliegenden und der gelösten Position bewegbar ist.
Kreiselpumpenaggregat nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor eine Steuereinrichtung (18) aufweist, über welche die Drehzahl des Antriebsmotors und/oder eine Beschleunigung des Antriebsmotors veränderbar ist.