EP4295049A1 - Pumpe mit mehrteiligem elektronikgehäuse - Google Patents

Pumpe mit mehrteiligem elektronikgehäuse

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Publication number
EP4295049A1
EP4295049A1 EP22706822.8A EP22706822A EP4295049A1 EP 4295049 A1 EP4295049 A1 EP 4295049A1 EP 22706822 A EP22706822 A EP 22706822A EP 4295049 A1 EP4295049 A1 EP 4295049A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
housing
pump
pump according
housing part
sealing element
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.)
Pending
Application number
EP22706822.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
David KRILL
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.)
KSB SE and Co KGaA
Original Assignee
KSB SE and Co KGaA
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
Priority claimed from DE102021005031.2A external-priority patent/DE102021005031A1/de
Application filed by KSB SE and Co KGaA filed Critical KSB SE and Co KGaA
Publication of EP4295049A1 publication Critical patent/EP4295049A1/de
Pending 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
    • 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
    • F04D13/0686—Mechanical details of the pump control unit
    • 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
    • F04D29/08—Sealings
    • F04D29/086—Sealings especially adapted for liquid 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
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/426—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for liquid 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
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/60—Mounting; Assembling; Disassembling
    • F04D29/62—Mounting; Assembling; Disassembling of radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/628—Mounting; Assembling; Disassembling of radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for liquid pumps

Definitions

  • the invention relates to a pump, in particular a centrifugal pump, with at least one electronics housing for the pump electronics, the electronics housing being composed of at least two housing parts and at least one sealing element being inserted in the connecting gap of the at least two housing parts in order to seal the connecting gap of the housing parts from the environment .
  • Such a centrifugal pump can be designed as a heating circulating pump.
  • Modern heating circulating pumps are equipped with control logic for energy-efficient pump operation.
  • this also includes a frequency converter for speed control of the pump drive.
  • the electronics required for this are housed in an electronics housing that is attached to the circumference and/or the front of the pump motor.
  • the electronic components During pump operation, the electronic components generate heat that has to be dissipated from the electronics housing to protect the components.
  • a separate heat sink in the electronics housing ensures sufficient heat dissipation.
  • the electronics housing can also be designed in several parts, with part of the housing being formed by the metallic heat sink on which a plastic housing cover is placed. In general, such an electronic housing can also be composed of any desired housing parts. Since pumps, in particular centrifugal pumps or heating circulating pumps, are used to convey fluids, the electronics must be sealed off from the environment in order to prevent fluids from penetrating into the interior of the housing. For this reason, at least splash water protection according to IP44 is required for heating circulating pumps.
  • the problem is the interface between the housing parts and the resulting connection gap between the housing parts.
  • One way to seal this gap is to use a simple sealing cord that is inserted into the gap between the housing parts.
  • this requires a minimum available area in the contact area of the housing parts to support the sealing cord, which is associated with a certain minimum thickness of the housing wall.
  • an additional component in the form of the sealing cord must also be properly placed in the gap between the housing parts during the assembly process.
  • the invention it is proposed to form at least one housing part with an apron which protrudes beyond at least a section of the connecting gap of the two housing parts after the housing parts have been joined together.
  • the apron covers the gap on the outside of the electronics housing and thus serves as a kind of protective shield for the connection gap against external influences such as spray water.
  • This additional protective measure makes it possible to construct the sealing element used in the connecting gap in a simpler way.
  • the pump can preferably be designed as a centrifugal pump, particularly preferably as a heating circulation pump.
  • the apron is preferably formed by a side wall of the at least one housing part that protrudes beyond the connecting gap and at the same time overlaps the adjacent side wall of the other housing part.
  • the connecting gap is formed by an edge formed on the inside of the side wall, in particular a peripheral edge, which lies opposite an opposite edge of the other housing part during assembly.
  • the at least one sealing element consists of or comprises a compressible sealing material.
  • the sealing element is applied to an edge of at least one housing part that forms the connecting gap.
  • the sealing element is compressed by a compression edge of the other housing part.
  • the compression edge is preferably part of the housing part having the skirt and the sealing element is applied to the other housing part.
  • sealing element is applied to its sealing seat before the final assembly of the electronics housing. This reduces the number of components to be assembled during the assembly process. Ideally, the sealing element is already applied during the manufacture of the at least one housing part.
  • the sealing element makes sense for the sealing element to be applied around the entire edge of the housing part in order to seal off the connection gap over the entire housing circumference.
  • the edge of the housing part can be provided with a groove, which serves as a sealing seat for fixing the sealing element.
  • the sealing element is applied to the edge all the way around the housing circumference, this preferably also applies to the shaping of the compression edge.
  • the compression edge can be in the form of a lip running around the inside of the side wall of the housing part.
  • the housing wall of the at least one housing part that forms the connecting gap has a bevel.
  • the incline of the housing wall on the outside of the electronics housing is inclined to the horizontal.
  • the slope is oriented in such a way that there is a gradient away from the connecting gap when the pump is installed. As a result, a quantity of liquid that has accumulated in the region or in the vicinity of the connecting gap is diverted or carried away due to the force of weight.
  • Such a bevel can be a draft bevel of the housing part, as is often required in the production of castings.
  • the sealing element can be a foam seal.
  • a seal can preferably be applied as a pasty mass to the edge of one housing part before the housing parts are joined together, in particular injected into the seat of the seal, preferably the groove. This process of applying the mass can expediently already take place during the manufacture of the housing part.
  • a seal is also known as a FIPGH seal (formed-in-place-foam-gasket).
  • the sealing element from at least two components.
  • Such a two-component seal comprises, for example, at least one elastic element that achieves the desired sealing effect through compression.
  • the elastic component lies at least partially in the area of the connecting gap in order to achieve the desired sealing of the gap.
  • the at least one second component can instead consist of a non-elastic material or at least a significantly less elastic material.
  • This component hereinafter referred to as the rigid or rigid component, is adjacent to the elastic Component and serves to stabilize the elastic component, preferably to stabilize the shape and / or position of the elastic component, especially during the assembly process of the pump, ie before or during the assembly of the housing parts.
  • the rigid component can be designed as a stabilizing frame which is applied to an edge of at least one housing part that forms the connecting gap.
  • the elastic component can be placed directly on top of the rigid component.
  • a surface of the rigid component is provided with one or more depressions, in particular openings, ideally bores, for receiving the elastic component.
  • the elastic component has corresponding elevations and/or projections which engage in the depressions or penetrate the openings when the components are assembled. As a result, an additional positional fixation of the elastic component on the rigid component is achieved.
  • the sealing element preferably the elastic component, particularly preferably a molded sealing lip of the elastic component, is compressed in the radial direction by the apron when the housing parts are put together.
  • the sealing element is compressed from the outer circumference of the housing in the direction of the interior of the housing, i.e. transversely to the direction in which the two housing parts are joined.
  • the compressed lip of the resilient component preferably lies between an outer perimeter of the heat sink and the inner wall of the skirt. In this case, a sealing effect is already achieved in the skirt area, i.e. between the outer surface of one housing part and the inner surface of the skirt of the other housing part.
  • the radial thickness of the seal in particular of the sealing lip, can be compressed by 50% to 80%, in particular by 60% to 70%.
  • the elastic component can be a thermoplastic elastomer (TPE), in particular a thermoplastic polyurethane (TPU).
  • TPE thermoplastic elastomer
  • TPU thermoplastic polyurethane
  • the rigid component can be or comprise a stable polymer, in particular PA6.
  • the at least two housing parts can consist of identical or different materials. It is conceivable that a first housing part is made of plastic while the other housing part is made of metal, in particular aluminum.
  • the at least one housing part, in particular the housing part made of metal, preferably aluminum can be a heat sink for dissipating the heat loss produced by the electronics from the electronics housing.
  • the heat sink forms part of the electronics housing wall.
  • the other part of the housing can be a plastic cover that is placed on the heat sink.
  • the sealing element is preferably applied to an edge of the heat sink, while the plastic housing part is equipped with the skirt and in particular the compression edge.
  • At least one first electronic circuit board of the pump can be installed in the heat sink, ie it can be stored there.
  • the side walls of the heat sink completely encircle the circumference of the electronics board.
  • This electronics board can be the main board, which is equipped, for example, with the necessary power electronics for pump control.
  • At least one second electronic circuit board can be placed on the first electronic circuit board with a defined spacing.
  • the perimeter of the second electronics board is completely surrounded by the side walls of the assembled plastic cover.
  • the connection gap is located in an area of the housing parts that is at a level between the two electronic circuit boards.
  • the second electronic circuit board includes, for example, necessary components for realizing an operating interface of the pump.
  • Figure 1 a perspective side view of the pump according to the invention in the form of a circulation pump
  • Fig. 2a a plan view of the front side of the pump
  • Fig. 2b a sectional view along the section axis A-A from Figure 2a through the electronics housing with a first embodiment of the sealing element
  • FIG. 3 a detailed view of the area of the contact point between the plastic and heat sink housing marked as D in FIG. 2 with an integrated FIPFG seal,
  • Fig. 4 a view of the housing edge of a housing part of the pump according to
  • Fig. 5 a sectional view of the housing edge of the pump according to Figure 4.
  • Fig. 6 a further sectional view of the pump according to Figures 4, 5 with together quantity set housing.
  • FIG. 1 shows a perspective side view of the pump according to the invention, which in the exemplary embodiment is designed as a circulation pump by way of example.
  • This consists of a hydraulic part, not shown here, and the Antriebsaggre gat, which consists of the electric motor 3 for driving the pump, and an electronics housing 2.
  • the electronics housing 2 is composed of a plastic housing part 4 and a heat sink 5 made of aluminum, with the heat sink 5 forming the bottom of the electronics housing 2 by means of which the electronics housing 2 is mounted axially on the motor 3 .
  • the electronics housing 2 also extends in the radial direction of the electric motor 3.
  • the local area of the heat sink 5 is designed with a large number of cooling fins 6.
  • the electronics housing 2 must be protected against the ingress of water.
  • FIG. 2a shows the electronics housing 2 from a rear view of the pump.
  • Figure 2b is a sectional view along the cutting axis A-A and provides an insight into the inside of the electronics housing 2.
  • Figure 3 shows a detail D of the gap between the housing parts 4, 5.
  • the electronics main circuit board 7 of the heating pump is installed in the aluminum heat sink 5 , whose side walls 5a surrounded the board 7 itself closed ge.
  • a second electronic circuit board 8 is installed within the housing 4 Kunststoffge and placed on the main circuit board 7 at a distance. The resulting connection gap between the plastic and aluminum housing 4, 5 must be sealed against splashing water.
  • a FIPFG seal 10 (formed-in-place-foam-gasket) is applied to the edge 5b of the side wall 5a of the aluminum heat sink 5, which is thus part of the heat sink assembly 5.
  • the seal 10 is already injected during the manufacture of the aluminum cooling body 5 in a circumferential groove 5c along the edge 5b as a seal seat in the form of a pasty mass. The seal 10 thus runs on the edge 5b over the entire, defined by the side walls 5a of the heat sink 5 To catch.
  • the plastic housing 4 is set, which has a wall 5 a of the heat sink 5 overlapping apron 9, the sides.
  • a lip 11 on the inner wall of the skirt 9 which runs around the inner circumference of the plastic housing 4 and which presses into the foam seal 10 when the housing parts 4, 5 are assembled. That impressive lip 11 produces the compression of the sealing foam 10 required to seal the gap.
  • the main advantage of the invention is that no additional sealing components have to be installed during the assembly process of the pump or the electronics housing 2 since the foam seal 10 is already part of the heat sink 5 . It is also possible to manufacture the plastic housing 4 with a reduced wall thickness, which means that the manufacturing costs of the pump can be reduced.
  • FIGS. 4 to 6 show the pump according to the invention with an alternative embodiment of the sealing element (100).
  • FIG. 4 shows a plan view of the open side of the heat sink 5 on which the plastic housing 4 is placed.
  • the edge 5b of the side wall of the heat sink has no groove, but is instead provided with a shoulder 5d.
  • a two-component seal 100 is applied to the peripheral edge 5b of the side wall 5a of the aluminum body 5.
  • the seal 100 consists of an elastic component 110 which is or comprises a thermoplastic elastomer (TPE).
  • TPU thermoplastic polyurethane
  • a dimensionally stable material is used for the second component 120, for example a is or comprises a stable polymer.
  • the component 120 can consist of PA6.
  • the elastic component 110 is thereby when the housing parts 4,
  • the rigid component 120 instead serves as a stabilizing frame for receiving the elastic component during assembly of the electronics housing 2, whereby the elastic component 110 can be stabilized both in its shape and in its position on the edge 5b of the heat sink 5 during the assembly process. It can be seen in FIG. 4 that both the elastic component 110 and the rigid component 120 run over the entire peripheral edge 5b of the heat sink 5.
  • FIG. 5 shows a sectional view of the heat sink 5 shown in FIG. 4 with the applied two-component seal 100.
  • the side wall 5a of the heat sink 5 can be seen here, on the upper edge 5b of which the elastic component 110 is placed circumferentially. It can also be seen that the edge 5b includes a stepped shoulder 5d, which is completely occupied by the elastic component 110.
  • FIG. In the area of the heel, the elastic component 110 also includes a radially outwardly directed sealing lip 111, which is pressed and compressed in the radial direction against the rear wall of the step 5d by the skirt of the housing part 4 when the housing parts 4, 5 are joined together. This can be seen in FIG. 6, which shows a corresponding sectional view with the housing part 4 fitted.
  • the elastic sealing component 110 does not completely cover the upper side of the rigid sealing component 120, but only protrudes up to half of the component 120 in the radial direction. Instead, the elastic sealing component 110 protrudes beyond the radially outward HYred edge of the component 120 and runs angled in the direction of the Stu fenabsatzes 5d of the heat sink 5. As a result, the radially outer part of the rigid component 120 is surrounded by the elastic component 110.

Landscapes

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

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Pumpe, insbesondere Heizungsumwälzpumpe, mit wenigstens einem Elektronikgehäuse für die Pumpenelektronik, wobei das Elektronikgehäuse aus wenigstens zwei Gehäuseteilen zusammengesetzt ist und im Verbindungsspalt der wenigstens zwei Gehäuseteile wenigstens ein Dichtungselement eingesetzt ist, um den Verbindungsspalt der Gehäuseteile gegenüber der Umgebung abzudichten, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Gehäuseteil eine über zumindest einen Abschnitt des Verbindungsspaltes überstehende und den Verbindungsspalt zumindest aussen abschnittsweise abdeckende Schürze aufweist.

Description

Beschreibung
Pumpe mit mehrteiligem Elektronikgehäuse
Die Erfindung betrifft eine Pumpe, insbesondere Kreiselpumpe, mit wenigstens einem Elektronikgehäuse für die Pumpenelektronik, wobei das Elektronikgehäuse aus wenigs tens zwei Gehäuseteilen zusammengesetzt ist und im Verbindungsspalt der wenigstens zwei Gehäuseteile wenigstens ein Dichtungselement eingesetzt ist, um den Verbin dungsspalt der Gehäuseteile gegenüber der Umgebung abzudichten.
Eine solche Kreiselpumpe kann als Heizungsumwälzpumpe ausgeführt sein. Moderne Heizungsumwälzpumpen sind mit einer Steuerungslogik für den energieeffizienten Pumpenbetrieb ausgestattet. Dies umfasst neben einem Steuerungsbaustein und etwa igen Bedien- und Anzeigeelementen auch einen Frequenzumrichter zur Drehzahlrege lung des Pumpenantriebs. Die dafür notwendige Elektronik wird in einem Elektronikge häuse untergebracht, das am Pumpenmotor umfangs- und/oder stirnseitig befestigt ist.
Während des Pumpenbetriebs erzeugen die elektronischen Bauteile Verlustwärme, die zum Schutz der Bauteile aus dem Elektronikgehäuse abgeführt werden muss. Ein ge sonderter Kühlkörper des Elektronikgehäuses sorgt für einen ausreichenden Wärmeab trag. Aus diesem Grund kann das Elektronikgehäuse auch mehrteilig ausgebildet sein, wobei ein Teil des Gehäuses durch den metallischen Kühlkörper gebildet wird, auf den eine Gehäuseabdeckung aus Kunststoff aufgesetzt ist. Generell kann ein solches Elekt ronikgehäuse aber auch aus beliebigen Gehäuseteilen zusammengesetzt sein. Da Pumpen, insbesondere Kreiselpumpen bzw. Heizungsumwälzpumpen, zur Förde rung von Fluiden eingesetzt werden, muss die Elektronik gegenüber der Umgebung abgedichtet werden, um das Eindringen von Fluiden in das Innere des Gehäuses zu unterbinden. Bei Heizungsumwälzpumpen wird aus diesem Grund zumindest ein Spritzwasserschutz gemäß IP44 verlangt.
Problematisch ist die Schnittstelle zwischen den Gehäuseteilen und der sich dort erge bende Verbindungsspalt zwischen den Gehäuseteilen. Eine Möglichkeit zur Abdichtung dieses Spaltes ist der Einsatz einer einfachen Dichtschnur, die zwischen den Gehäuse teilen in den Spalt eingesetzt wird. Erforderlich dafür ist jedoch eine verfügbare Mindest fläche im Kontaktbereich der Gehäuseteile zur Auflage der Dichtschnur, was mit einer gewissen Mindeststärke der Gehäusewand einhergeht. Auch muss bei dieser Lösung während des Montagevorgangs eine zusätzliche Komponente in Form der Dichtschnur ordnungsgemäß im Spalt zwischen den Gehäuseteilen platziert werden.
Es wird daher nach einer einfacheren Lösung gesucht, um die Komponentenanzahl für die Montage der Pumpe zu begrenzen. Ferner soll die Lösung weniger strenge Anforde rungen an die Geometrie der Gehäuseteile stellen. In Summe soll also eine für die Mon tage einfache, kostengünstige und sichere Lösung gefunden werden.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Pumpe gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 . Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprü che.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, wenigstens ein Gehäuseteil mit einer Schürze auszuformen, die nach dem Zusammenfügen der Gehäuseteile über zumindest einen Abschnitt des Verbindungsspaltes der beiden Gehäuseteile übersteht. Die Schürze überdeckt den Spalt auf der Außenseite des Elektronikgehäuses und dient somit als eine Art Schutzschild für den Verbindungsspalt vor äußeren Einflüssen wie Spritzwas ser. Durch diese zusätzliche Schutzvorkehrung ist es möglich, das im Verbindungsspalt eingesetzte Dichtungselement einfacher zu konstruieren. Die Pumpe kann bevorzugt als Kreiselpumpe, besonders bevorzugt als Heizungsum wälzpumpe ausgeführt sein.
Die Schürze wird vorzugsweise durch eine über den Verbindungsspalt überstehende Seitenwand des wenigstens einen Gehäuseteils gebildet, die gleichzeitig die angren zende Seitenwand des anderen Gehäuseteils überlappt. Der Verbindungsspalt wird durch eine an der Innenseite der Seitenwand ausgeformte Kante, insbesondere umlau fende Kante gebildet, die beim Zusammenfügen einem gegenüberliegenden Rand des anderen Gehäuseteils gegenüberliegt.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführung kann vorgesehen sein, dass das wenigstens ei ne Dichtungselement aus einem komprimierbaren Dichtungsmaterial besteht bzw. die ses umfasst. Das Dichtungselement ist auf einen, den Verbindungsspalt bildenden Rand wenigstens eines Gehäuseteils aufgetragen. Beim Zusammenfügen der Gehäu seteile wird das Dichtungselement durch eine Komprimierungskante des anderen Ge häuseteils komprimiert. Bevorzugt ist die Komprimierungskante Bestandteil des die Schürze aufweisenden Gehäuseteils und das Dichtungselement wird auf das andere Gehäuseteil aufgebracht.
Ein wesentlicher Punkt der Erfindung besteht darin, dass das Dichtungselement bereits vor der Endmontage des Elektronikgehäuses auf seinen Dichtungssitz aufgebracht wird. Dadurch wird die Anzahl der zu montierenden Komponenten während des Monta gevorgangs reduziert. Idealerweise wird das Dichtungselement bereits während der Fertigung des wenigstens einen Gehäuseteils aufgebracht.
Sinnvollerweise ist das Dichtungselement über den gesamten Rand des Gehäuseteils umlaufend aufgetragen, um den Verbindungsspalt über den gesamten Gehäuseumfang abzudichten. Der Rand des Gehäuseteils kann mit einer Nut versehen sein, diese als Dichtungssitz zur Fixierung des Dichtungselementes dient.
Ist das Dichtungselement auf dem Rand umlaufend über den gesamten Gehäuseum fang aufgetragen, so gilt dies bevorzugt auch für die Ausformung der Komprimierungs- kante. Die Komprimierungskante kann in Form einer auf der Innenseite der Seitenwand des Gehäuseteils umlaufenden Lippe ausgeführt sein.
Besonders vorteilhaft kann es sein, wenn die den Verbindungsspalt bildende Gehäuse wand des wenigstens einen Gehäuseteils eine Schräge aufweist. In der Einbaulage der Pumpe weist die Schräge der Gehäusewand an der Aussenseite des Elektronikgehäu ses damit einen zur Horizontalen geneigten Verlauf auf. Die Schräge ist dabei derart orientiert, so dass sich in Einbaulage der Pumpe ein Gefälle weg vom Verbindungsspalt ergibt. Dadurch wird ein gewichtskraftbedingtes Ab- bzw. Wegleiten einer im Bereich oder der Nähe des Verbindungsspaltes angesammelten Flüssigkeitsmenge gefördert.
Eine solche Schräge kann eine Entformungsschräge des Gehäuseteils sein, wie sie bei der Gussherstellung oftmals vorausgesetzt wird.
Gemäß möglicher, vorteilhafter Ausführung kann das Dichtungselement eine Schaum dichtung sein. Eine solche Dichtung lässt sich vorzugsweise als pastöse Masse auf den Rand des einen Gehäuseteil vor dem Zusammenfügen der Gehäuseteile auftragen, insbesondere in den Dichtungssitz, vorzugsweise die Nut einspritzen. Dieser Vorgang des Masseauftrags kann sinnvollerweise bereits bei der Herstellung des Gehäuseteils erfolgen. Eine solche Dichtung ist auch als FIPGH-Dichtung (formed-in-place-foam- gasket) bekannt.
Alternativ zu der vorstehend beschriebenen Dichtungsform ist es auch vorstellbar, das Dichtungselement aus wenigstens zwei Komponenten zu bilden. Eine solche 2K- Dich tung umfasst bspw. wenigstens ein elastisches Element, das durch Komprimierung die gewünschte Dichtwirkung erzielt. Insbesondere ist vorgesehen, dass die elastische Komponente zumindest teilweise im Bereich des Verbindungspaltes liegt, um die ge wünschte Abdichtung des Spaltes zu erzielen.
Die wenigstens eine zweite Komponente kann stattdessen aus einem nicht oder zumin dest deutlich weniger elastischen Material bestehen. Diese Komponente, nachfolgend als steife bzw. formsteife Komponente bezeichnet, ist angrenzend an der elastischen Komponente und dient zur Stabilisierung der elastischen Komponente, vorzugsweise zur Form- und/oder Positionsstabilisierung der elastischen Komponente vor allem wäh rend des Montageprozesses der Pumpe, d.h. vor bzw. während des Zusammenfügens der Gehäuseteile.
Die steife Komponente kann als stabilisierender Rahmen ausgebildet sein, der auf ei nen den Verbindungsspalt bildenden Rand wenigstens eines Gehäuseteils aufgebracht ist. Die elastische Komponente kann unmittelbar auf der steifen Komponente aufge bracht sein.
Denkbar ist es, dass eine Fläche der steifen Komponente zur Aufnahme der elastischen Komponente mit ein oder mehreren Vertiefungen, insbesondere Durchbrüchen, ideal erweise Bohrungen versehen ist. Die elastische Komponente weist korrespondierende Erhebungen und/oder Vorsprünge auf, die beim Zusammensetzen der Komponenten in die Vertiefungen eingreifen bzw. die Durchbrüche durchdringen. Dadurch wird eine zu sätzliche positioneile Fixierung der elastischen Komponente auf der steifen Komponen te erreicht.
Das Dichtungselement, bevorzugt die elastische Komponente, besonders bevorzugt eine ausgeformte Dichtungslippe der elastischen Komponente, wird beim Zusammen setzen der Gehäuseteile in radialer Richtung durch die Schürze komprimiert. In radialer Richtung bedeutet, dass das Dichtungselement vom Aussenumfang des Gehäuses in Richtung des Gehäuseinneren komprimiert wird, d.h. quer zur Fügungsrichtung der bei den Gehäuseteile. Die komprimierte Lippe der elastischen Komponente liegt bevorzugt zwischen einem äußeren Umfang des Kühlkörpers und der Innenwandung der Schürze. In diesem Fall wird eine Dichtungswirkung bereits im Schürzenbereich erreicht, d.h. zwischen der Aussenfläche des einen Gehäuseteils und der Innenfläche der Schürze des anderen Gehäuseteils.
Die radiale Dicke der Dichtung, insbesondere der Dichtungslippe, kann dabei um 50% bis 80%, insbesondere um 60% bis 70% komprimiert werden. Insbesondere kann auch vorgesehen sein, dass das Verhältnis zwischen Spaltdicke und Dichtungsdicke im Be reich zwischen 0,5 bis 0,85, bevorzugt zwischen 0,6 und 0,75 liegt.
Bei der elastischen Komponente kann es sich um ein thermoplastisches Elastomer (TPE), insbesondere um ein thermoplastisches Polyurethan (TPU) handeln. Die steife Komponente kann ein stabiles Polymer, insbesondere PA6 sein oder dieses umfassen.
Die wenigstens zwei Gehäuseteile können aus identischen oder unterschiedlichen Ma terialen bestehen. Denkbar ist es, dass ein erstes Gehäuseteil aus Kunststoff während das andere Gehäuseteile aus Metall, insbesondere Aluminium, besteht. Bei einer Aus führung kann das wenigstens eine Gehäuseteil, insbesondere das aus Metall, vorzugs weise Aluminium, bestehende Gehäuseteil ein Kühlkörper zur Wärmeabfuhr der durch die Elektronik produzierten Verlustwärme aus dem Elektronikgehäuse sein. Insbeson dere bildet der Kühlkörper einen Teil der Elektronikgehäusewand. Bei dem anderen Gehäuseteil kann es sich um eine Kunststoffabdeckung handeln, die auf den Kühlkör per aufgesetzt ist. Bevorzugt ist das Dichtungselement auf einen Rand des Kühlkörpers aufgetragen, während das Kunststoffgehäuseteil mit der Schürze und insbesondere der Komprimierungskante ausgestattet ist.
Bei einer vorteilhaften Ausführung der Pumpe kann wenigstens eine erste Elektronikpla tine der Pumpe in den Kühlkörper eingebaut sein, d.h. dort gelagert sein. Dabei umlau fen die Seitenwände des Kühlkörpers den Umfang der Elektronikplatine vollständig. Bei dieser Elektronikplatine kann es sich um die Hauptplatine handeln, die bspw. mit der notwendigen Leistungselektronik zur Pumpenregelung bestückt ist. Wenigstens eine zweite Elektronikplatine kann auf die erste Elektronikplatine mit definiertem Abstand aufgesetzt sein. Der Umfang der zweiten Elektronikplatine ist durch die Seitenwände der montierten Kunststoffabdeckung vollständig umgeben. Demzufolge befindet sich der Verbindungsspalt in einem Bereich der Gehäuseteile, der auf einer Höhe zwischen den beiden Elektronikplatinen liegt. Die zweite Elektronikplatine umfasst bspw. notwen dige Bauteile zur Realisierung einer Bedienschnittstelle der Pumpe. Weitere Vorteile und Eigenschaften der Erfindung sollen nachfolgend anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert werden. Es zeigen:
Figur 1 : eine perspektivische Seitendarstellung der erfindungsgemäßen Pumpe in Ausführung als Fleizungsumwälzpumpe,
Fig. 2a: eine Draufsicht auf die Stirnseite der Pumpe
Fig. 2b: eine Schnittdarstellung entlang der Schnittachse A-A aus Figur 2a durch das Elektronikgehäuse mit einer ersten Ausgestaltung des Dichtungselementes,
Figur 3: eine Detailansicht des in Figur 2 als D gekennzeichneten Bereichs der Kon taktstelle zwischen Kunststoff- und Kühlkörpergehäuse mit integrierter FIPFG-Dichtung,
Fig. 4: ein Blick auf die Gehäusekante eines Gehäuseteils der Pumpe gemäß den
Figuren 1, 2a mit einer alternativen Ausführung des Dichtungselements,
Fig. 5: eine Schnittdarstellung des Gehäuserandes der Pumpe gemäß Figur 4 und
Fig. 6: eine weitere Schnittdarstellung der Pumpe gemäß Figuren 4, 5 mit zusam mengesetztem Gehäuse.
Figur 1 zeigt eine perspektivische Seitenansicht der erfindungsgemäßen Pumpe, die im Ausführungsbeispiel exemplarisch als Fleizungsumwälzpumpe ausgeführt ist. Diese besteht aus einem hier nicht dargestellten hydraulischen Teil sowie dem Antriebsaggre gat, das aus dem Elektromotor 3 zum Antrieb der Pumpe, und einem Elektronikgehäuse 2 besteht. Das Elektronikgehäuse 2 setzt sich aus einem Kunststoffgehäuseteil 4 und einem aus Aluminium bestehenden Kühlkörper 5 zusammen, wobei der Kühlkörper 5 den Boden des Elektronikgehäuses 2 bildet, mittels diesem das Elektronikgehäuse 2 axial am Motor 3 montiert ist. Das Elektronikgehäuse 2 erstreckt sich zudem in radialer Richtung des Elektromotors 3. Der dortige Bereich des Kühlkörpers 5 ist mit einer Viel zahl an Kühlrippen 6 ausgeführt. Das Elektronikgehäuse 2 muss vor Eindringen von Wasser geschützt werden. Insbe sondere wird hier bei Heizungspumpen ein Spritzschutz gemäß IP44 gefordert. Kritisch ist die Schnittstelle zwischen Kühlkörper 5 und Kunststoffgehäuseteil 4 des Elektronik gehäuses 2, die durch gesonderte Maßnahmen gegenüber aussen abgedichtet werden muss. An dieser Stelle setzt die erfindungsgemäße Lösung an, die nachfolgend anhand von Schnittdarstellungen entlang der Schnittachse A-A erläutert werden soll.
Figur 2a das Elektronikgehäuse 2 aus einer Rückansicht auf die Pumpe. Figur 2b ist eine Schnittdarstellung entlang der Schnittachse A-A und gibt einen Einblick in das In nere des Elektronikgehäuses 2. Figur 3 zeigt einen Detailausschnitt D des Spaltes zwi schen den Gehäuseteilen 4, 5. Die Elektronik-Hauptplatine 7 der Heizungspumpe ist in den Aluminiumkühlkörper 5 eingebaut, dessen Seitenwände 5a die Platine 7 selbst ge schlossen umgeben. Eine zweite Elektronik-Platine 8 wird innerhalb des Kunststoffge häuse 4 verbaut und auf der Hauptplatine 7 beabstandet aufgesetzt. Der resultierende Verbindungsspalt zwischen Kunststoff- und Aluminiumgehäuse 4, 5 muss gegen Spritzwasser abgedichtet werden.
Dazu wird auf den Rand 5b der Seitenwand 5a des Aluminiumkühlkörpers 5 eine FIPFG-Dichtung 10 (formed-in-place-foam-gasket) aufgetragen, die somit Teil der Kühl körperbaugruppe 5 ist. Es ist kein zusätzlicher Montageschritt in der Pumpenproduktion erforderlich. Insbesondere wird die Dichtung 10 bereits bei der Fertigung des Alumini umkühlkörpers 5 in eine entlang des Randes 5b umlaufende Nut 5c als Dichtungssitz in Form einer pastösen Masse eingespritzt. Die Dichtung 10 verläuft somit auf dem Rand 5b über den gesamten, durch die Seitenwände 5a des Kühlkörpers 5 definierten Um fang.
Über den Kühlkörper wird das Kunststoffgehäuse 4 gesetzt, welches eine, die Seiten wand 5a des Kühlkörpers 5 überlappende Schürze 9 besitzt. Auf Höhe der Schaum dichtung 10 befindet sich an der Innenwand der Schürze 9 eine über den Innenumfang des Kunststoffgehäuses 4 umlaufende Lippe 11 , welche sich beim Zusammenbau der Gehäuseteile 4, 5 in die Schaumdichtung 10 eindrückt. Diese eindrückende Lippe 11 stellt die zur Abdichtung des Spaltes benötigte Komprimierung des Dichtungsschaums 10 her.
Da durch die Lippe 11 nur eine leichte Komprimierung des Dichtungsschaumes 10 er zeugt wird, muss die Dichtstelle zusätzlich vor Spritzwasser geschützt werden, was durch die Schürze 9 des Kunststoffgehäuses 4 erreicht wird. Der Hauptanteil des Spritzwassers wird bereits von der Schürze 9 von der Dichtung 10 abgehalten. Durch eine definierte Einbaulage der Pumpe und die benötigten Entformungsschrägen des Kühlkörpers im Bereich der Seitenwände 5a ergibt sich ein Gefälle der Seitenwände gegenüber der Horizontalen, wodurch das Wasser von der Dichtstelle 10 weggeleitet wird. Spritzwasser, was dennoch zur Schaumdichtung 10 gelangt, wird dann von der komprimierten Schaumdichtung 10 abgehalten ins Gehäuse 2 einzudringen.
Der wesentliche Vorteil der Erfindung besteht darin, dass während des Montagevor gangs der Pumpe, respektive des Elektronikgehäuses 2 keine zusätzlichen Dichtungs komponenten verbaut werden müssen, da die Schaumdichtung 10 bereits Bestandteil des Kühlkörpers 5 ist. Auch besteht die Möglichkeit, das Kunststoffgehäuse 4 mit redu zierter Wandstärke zu fertigen, wodurch sich die Herstellungskosten der Pumpe verrin gern lassen.
Die Figuren 4 bis 6 zeigen die erfindungsgemäße Pumpe mit einer alternativen Ausfüh rung des Dichtungselementes (100).
Figur 4 zeigt eine Draufsicht auf die offene Seite des Kühlkörpers 5, auf diesem das Kunststoffgehäuse 4 aufgesetzt wird. Im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel der Figu ren 2b, 3 weist der Rand 5b der Seitenwand des Kühlkörpers keine Nut auf, sondern ist stattdessen mit einem Absatz 5d versehen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel der Figu ren 4-6 wird auf den umlaufenden Rand 5b der Seitenwand 5a des Aluminiumkörpers 5 eine Zweikomponentendichtung 100 aufgebracht. Die Dichtung 100 besteht aus einer elastischen Komponente 110, die ein thermoplastisches Elastomer (TPE) ist oder die ses umfasst. Insbesondere kommt ein thermoplastisches Polyurethan (TPU) zum Ein satz. Für die zweite Komponente 120 wird ein formsteifes Material verwendet, bspw. ein stabiles Polymer ist oder dieses umfasst. Insbesondere kann die Komponente 120 aus PA6 bestehen.
Die elastische Komponente 110 wird dabei beim Zusammenfügen der Gehäuseteile 4,
5 komprimiert, um dadurch die benötigte Dichtungswirkung zur Abdichtung des Spaltes zwischen den Gehäuseteilen zu erzielen. Die steife Komponente 120 dient stattdessen als stabilisierender Rahmen zur Aufnahme der elastischen Komponente während der Montage des Elektronikgehäuses 2, wodurch die elastische Komponente 110 sowohl in ihrer Form als auch in ihrer Position auf dem Rand 5b des Kühlkörpers 5 während des Montagevorgangs stabilisiert werden kann. Erkennbar ist in Figur 4, dass sowohl die elastische Komponente 110 als auch die steife Komponente 120 über den gesamten Umfangsrand 5b des Kühlkörpers 5 verlaufen.
Die Figur 5 zeigt eine Schnittdarstellung des in Figur 4 dargestellten Kühlkörpers 5 mit der aufgebrachten Zwei-Komponentendichtung 100. Erkennbar ist hier die Seitenwand 5a des Kühlkörpers 5, auf deren oberen Rand 5b die elastische Komponente 110 um fänglich aufgelegt ist. Ferner ist erkennbar, dass der Rand 5b einen stufenförmigen Ab satz 5d umfasst, der durch die elastische Komponente 110 vollständig eingenommen wird. Im Bereich des Absatzes umfasst die elastische Komponente 110 zusätzlich eine radial nach außen gerichtete Dichtungslippe 111 , die beim Zusammenfügen der Ge häuseteile 4, 5 durch die Schürze des Gehäuseteils 4 in Radialrichtung gegen die Rückwand der Stufe 5d gedrückt und komprimiert. Zu sehen ist dies in der Figur 6, die eine entsprechende Schnittdarstellung mit aufgesetzten Gehäuseteil 4 zeigt.
In den Figuren 5, 6 ist zusätzlich zu erkennen, dass die steife Dichtungskomponente
120 mehrere, über den Umfang, vorzugsweise gleichmäßig beabstandete Durchbrüche
121 aufweist. In diese Durchbrüche 121 greifen entsprechende Vorsprünge 112 der elastischen Dichtungskomponente 110 ein und sorgen dadurch für eine verbesserte Positionsstabilisierung. Ferner ist in den Figuren 5, 6 erkennbar, dass die elastische Dichtungskomponente 110 die Oberseite des steifen Dichtungskomponente 120 nicht vollständig abdeckt, sondern lediglich in Radialrichtung bis zur Hälfte der Komponente 120 ragt. Stattdessen überragt die elastische Dichtungskomponente 110 die radial au- ßenliegende Kante der Komponente 120 und verläuft abgewinkelt in Richtung des Stu fenabsatzes 5d des Kühlkörpers 5. Dadurch wird der radial aussen liegende Teil der steifen Komponente 120 durch die elastische Komponente 110 umschlossen.

Claims

Patentansprüche Pumpe mit mehrteiligem Elektronikgehäuse
1. Pumpe, bevorzugt Kreiselpumpe, besonders bevorzugt Heizungsumwälzpumpe, mit wenigstens einem Elektronikgehäuse (2) für die Pumpenelektronik (7, 8), wo bei das Elektronikgehäuse (2) aus wenigstens zwei Gehäuseteilen (4, 5) zusam mengesetzt ist und im Verbindungsspalt der wenigstens zwei Gehäuseteile (4, 5) wenigstens ein Dichtungselement (10, 100) eingesetzt ist, um den Verbindungs spalt der Gehäuseteile (4, 5) gegenüber der Umgebung abzudichten, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Gehäuseteil (4) eine über zumindest einen Abschnitt des Verbindungsspaltes überstehende und den Verbindungsspalt zumindest aussen abschnittsweise abdeckende Schürze (9) aufweist.
2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Dichtungselement (10) aus einem komprimierbaren Dichtungsmaterial besteht bzw. dieses umfasst und auf einen, den Verbindungsspalt bildenden Rand (5b) wenigstens eines Gehäuseteils (5) aufgetragen ist, wobei das Dichtungselement (10) beim Zusammenfügen der Gehäuseteile (4, 5) durch eine Komprimierungs kante (11) des anderen Gehäuseteils (4) komprimiert wird.
3. Pumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungselement (10) über den gesamten Rand (5b) des Gehäuseteils (5) umlaufend aufgetragen ist, wobei vorzugsweise der Rand (5b) des Gehäuseteils (5) mit einer Nut (5c) als Dichtungssitz versehen ist, in diese das Dichtungselement (10) eingebracht ist.
4. Pumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeich net, dass die Komprimierungskante (11) über den gesamten Umfang der Seiten wand des anderen Gehäuseteils (4) ausgeformt ist, insbesondere in Form einer umlaufenden Lippe (11).
5. Pumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die den Rand (5b) aufweisende Gehäusewand (5a) eine Schräge aufweist, die in Einbaulage der Pumpe ein Gefälle gegenüber der Horizontalen weg vom Verbin dungsspalt hat, um ein gewichtskraftbedingtes Ab- oder Wegleiten einer um den Bereich des Verbindungsspaltes angesammelten Flüssigkeitsmenge zu fördern.
6. Pumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Schräge um eine Entformungsschräge des per Guss hergestellten Gehäuseteils (5) han delt.
7. Pumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeich net, dass das wenigstens eine Dichtungselement (10) eine Schaumdichtung ist, die vorzugsweise als pastöse Masse auf den Rand (5b) des einen Gehäuseteils (5) vor dem Zusammenfügen der Gehäuseteile (4, 5), idealerweise während der Fertigung des Gehäuseteils (5), aufgetragen wurde.
8. Pumpe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Dichtungselement (100) ein 2-Komponenten Dichtungselement ist, insbesondere bestehend aus einer elastischen Komponente (110) und einer steifen Komponente (120).
9. Pumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die steife Komponente (120) einen stabilisierenden Rahmen bildet, der auf einem den Verbindungsspalt bildenden Rand (5b) wenigstens eines Gehäuseteils (5), insbesondere auf einem dort ausgeprägten stufenartigen Absatz, aufgebracht ist, wobei die elastische Komponente (110) durch die steife Komponente (120) aufgenommen und form- und/oder positionsstabilisiert ist.
10. Pumpe nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungselement (100), insbesondere eine ausgeformte Lippe (111) der elasti schen Komponente (110), in radialer Richtung durch die Schürze (9) komprimiert ist, insbesondere eine Komprimierung der Lippendicke der elastischen Komponen- te (110) um 50% bis 80%, insbesondere um 60% bis 70% vorgesehen ist.
11. Pumpe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die komprimierte Lippe (111) der elastischen Komponente (110) zwischen einem äußeren Umfang des Kühlkörpers (5), insbesondere dem stufenartigen Absatz (5d), und der Innenwan- düng der Schürze (9) liegt.
12. Pumpe nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Komponente (110) ein thermoplastisches Elastomer (TPE), insbeson dere ein thermoplastisches Polyurethan (TPU) ist, und/oder die steife Komponente (120) ein stabiles Polymer, insbesondere PA6 ist.
13. Pumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuseteile (4, 5) aus unterschiedlichen Materialarten bestehen, bspw. aus Metall und Kunststoff.
14. Pumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei einem Gehäuseteil um einen Kühlkörper (5) aus Metall und bei dem anderen Gehäuseteil um eine Kunststoffabdeckung (4) handelt.
15. Pumpe nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine erste
Elektronikplatine (7) der Pumpe, insbesondere die Hauptplatine der Pumpe, in den Kühlkörper (5) eingebaut ist und die Seitenwände (5a) des Kühlkörpers (5) die Elektronikplatine (7) geschlossen umgeben, wobei vorzugsweise wenigstens eine zweite Elektronikplatine (8) auf die erste Elektronikplatine (7) aufgesetzt ist, und der Umfang der zweiten Elektronikplatine (8) durch die Seitenwände der montier ten Kunststoffabdeckung (4) vollständig umgeben ist, und wobei der Verbindungs spalt der Gehäuseteile (4, 5) auf einer Höhe zwischen den beiden Elektronikplati nen (7, 8) liegt.
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