DE102011079224B3

DE102011079224B3 - Kreiselpumpenlaufrad einer durch einen elektronisch kommutierten Gleichstrommotor angetriebenen Kreiselpumpe

Info

Publication number: DE102011079224B3
Application number: DE102011079224A
Authority: DE
Inventors: Olai Ihle
Original assignee: Buehler Motor GmbH
Current assignee: Buehler Motor GmbH
Priority date: 2011-07-15
Filing date: 2011-07-15
Publication date: 2012-12-06
Anticipated expiration: 2031-07-16

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kreiselpumpenlaufrad einer durch einen elektronisch kommutierten Gleichstrommotor angetriebenen Kreiselpumpe, bestehend aus einem spritzgusstechnisch herstellbaren Grundkörper, mit einer auf einer Achse gelagerten Hohlwelle einer radial an die Hohlwelle anschließenden Scheibe und einem axial an die Scheibe anschließenden Flügelrad, einem radial an die Achse anschließenden Lagerbereich und einem radial außerhalb der Hohlwelle angeordneten und in seiner Grundform ringförmigen Permanentmagneten. Aufgabe der Erfindung ist es bei einem gattungsgemäßen Kreiselpumpenlaufrad auf möglichst einfache und wirtschaftliche Weise dafür Sorge zu tragen, dass Unwuchten möglichst gering sind und vorhandene Unwuchten ausgeglichen werden können. Eine weitere Aufgabe besteht darin das Kommutierungsverhalten zu verbessern. Als dritte Aufgabe soll der Permanentmagnet einfach montierbar und sicher verriegelbar sein. Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch das Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kreiselpumpenlaufrad einer durch einen elektronisch kommutierten Gleichstrommotor angetriebenen Kreiselpumpe, bestehend aus einem spritzgusstechnisch herstellbaren Grundkörper, mit einer auf einer Achse gelagerten Hohlwelle einer radial an die Hohlwelle anschließenden Scheibe und einem axial an die Scheibe anschließenden Flügelrad, einem radial an die Achse anschließenden Lagerbereich und einem radial außerhalb der Hohlwelle angeordneten und in seiner Grundform ringförmigen Permanentmagneten.
Die WO 2008/084588 A1 , sowie die JP 2010-048086 A zeigen einen über eine Magnetkupplung angetriebene Kreiselpumpe mit einem Kreiselpumpenlaufrad, bei dem der Magnet über Schnapphaken befestigt ist, wobei die Schnapphaken einstückig mit einem Flügelrad sind und in Ausnehmungen des Permanentmagneten eingreifen.
Aus der JP 2002010588 A ist ein Rotor mit in achsparallelen Ausnehmungen eingebrachten Zusatzteilen bekannt, durch welche eine Auswuchtung des Rotors erreicht werden soll.
Die US 2008/0075596 A1 beschreibt einen Lüfter, an dessen Rotor Auswuchtelemente in Form von Blechklammern in Ausnehmungen schnappbar befestigt sind.
In der US 3,700,372 A ist eine Kreiselpumpe beschrieben, deren Rotor über radial angebrachte Wuchtmittel auswuchtbar ist.
Die JP 2004036675 A zeigt einen Außenläufermotor bei dem Wuchtmaterial in Freisparungen zwischen einem Magneten und einer Rotorglocke aufgenommen ist.
Aus der DE 10 2006 021 244 A1 ist ein gattungsgemäßes Kreiselpumpenlaufrad bekannt, bei welcher der ringförmige Permanentmagnet mit Abstand zur Hohlwelle über Dämpfungsmittel befestigt ist, wobei begrenzte radiale Auslenkungen des Permanentmagneten in Bezug auf die Hohlwelle möglich sind. Diese Beweglichkeit kann zu Unwuchten führen, die unerwünschte Geräusche und Wirkungsgradeinbußen mit sich bringen.
Es sind auch Kreiselpumpenlaufräder bekannt, bei denen zwischen Permanentmagnet und Lager ein ringförmiger Hohlraum eingebracht ist, um eine Materialreduzierung und damit ein geringes Gewicht zu erreichen. Dieser Hohlraum schränkt jedoch die Designfreiheit stark ein.
Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung bei einem gattungsgemäßen Kreiselpumpenlaufrad auf möglichst einfache und wirtschaftliche Weise dafür Sorge zu tragen, dass Unwuchten möglichst gering sind und vorhandene Unwuchten ausgeglichen werden können um insbesondere die Laufruhe zu verbessern. Eine weitere Aufgabe besteht darin das Kommutierungsverhalten zu verbessern. Als dritte Aufgabe soll ein montierter Permanentmagnet einfach fügbar und sicher verriegelbar sein.
Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch das Kennzeichen des Anspruchs 1 und 10 gelöst. Durch die Anlage des Permanentmagneten unmittelbar an die Hohlwelle wird grundsätzlich eine relativ genaue Zuordnung zwischen Permanentmagnet und Hohlwelle hergestellt. Die Sacklöcher, die sich im Material des Hohlrades oder im Bereich zwischen dem Hohlrad und dem Permanentmagneten befinden eignen sich hervorragend zur Aufnahme von Zusatzteilen in Form eines Steuermagneten. Da Kreiselpumpen in der Regel einen Spalttopf aufweisen und ein Steuermagnet auf der einen und ein Sensor auf der gegenüberliegenden Seite des Spalttopfs angeordnet ist, wird ein Steuermagnet mit einer hohen Magnetflussdichte eine sicherere Kommutierung gewährleisten als z. B. ein gesondert magnetisierter Bereich des Rotormagneten. Der Permanentmagnet des Rotors ist häufig als kunststoffgebundener Permanentmagnet ausgebildet oder es werden Ferritmagnete in Kunststoffmaterial eingebettet, wodurch die Magnetflussdichte gering ist. Als Material für den Steuermagneten eignet sich hierbei besonders Seltenerdmaterial.
Auch eine Kombination aus Wuchtmittel und Steuermagnet ist sinnvoll, wobei auch der Steuermagnet als Wuchtmittel dienen kann.
Geeignete Wuchtmittel sind Stifte, Stahlklammern oder Wuchtkitt, die in ein oder mehrere Sacklöcher eingebracht werden. Dabei können insbesondere Stahlklammern in mehr als einem Sackloch angeordnet sein. Es können auch mehrere Wuchtmittel in mehr als einem Sackloch vorgesehen werden. Diese können auch eine unterschiedliche Dichte und damit unterschiedliches Gewicht aufweisen, um die Auswuchtung feinfühliger vorzunehmen und damit eine höhere Wuchtgüte zu erreichen.
Die Verwendung von unterschiedlichen Materialien und/oder unterschiedlicher Längen und/oder unterschiedlicher Querschnittsprofile und/oder die Anordnung in unterschiedlicher axialer Lage innerhalb des jeweiligen Sacklochs sind weitere vorteilhafte Maßnahmen um die Auswuchtung zu verbessern. Zweckmäßigerweise sind zumindest acht Sacklöcher vorgesehen. Um eine feinteiligere Wuchtung zu erreichen, können auch mehr als acht, z. B. zwölf Sacklöcher vorgesehen werden.
Bei Verwendung eines SMD-Hallsensors als Detektor des Steuermagnetfelds erhält man ein besonders genaues Sensorsystem, da SMD-Hallsensoren genauer montierbar und anordbar sind als bedrahtete Hallsensoren. Außerdem müssen bedrahtete Bauteile von Hand gelötet werden. Dies erhöht den Fertigungsaufwand und verringert die Wirtschaftlichkeit. Da ein geringer Abstand zwischen Steuermagnet und Sensor wichtig ist, kann es sinnvoll sein die Sacklöcher axial außerhalb des Lagerbereichs anzuordnen.
Die dritte Aufgabe wird dadurch gelöst, dass ein Sperrmittel als Zusatzteil verwendet wird, welches zur Sicherung einer Schnappverbindung dient, mit deren Hilfe ein montierter Permanentmagnet auf dem Grundkörper befestigt ist.
Ein robustes Kreiselpumpenlaufrad erreicht man dadurch, dass die jeweils nächsten Sacklöcher im Grundkörper durch Materialbereiche voneinander getrennt sind, deren Querschnitt in ihrer Summe größer ist als die Summe der Querschnitte der Sacklöcher. Dadurch können auch Einpresskräfte ohne Verformungsgefahr aufgenommen werden.
Es ist zweckmäßig kunststoffgebundenen zylinderringförmigen Permanentmagneten zu verwenden, weil diese sich einfach in einem Spritzgusswerkzeug herstellen lassen. Dabei kann in einem Zweikomponentenspritzgussverfahren zunächst der Grundkörper vorgefertigt und in einem zweiten Verfahrensschritt der kunststoffgebundene Permanentmagnetring um den Grundkörper gespritzt werden. Der Permanentmagnet wird also durch einen Urformvorgang gefügt. Es ist auch denkbar Grundkörper und Permanentmagnet getrennt voneinander zu formen und anschließend zu montieren.
Spritzgusstechnisch lässt sich auch der Lagerbereich gestalten. Besonders vorteilhaft ist es dabei den Lagerbereich aus die Lagereigenschaften verbessernde Materialien herzustellen, insbesondere durch Beimischung von Graphitfasern, Kohlepulver oder Wachs.
Der Lagerbereich lässt sich auch so gestalten; dass die Hohlwelle mit ein oder mehreren Lagerbuchsen durch Urformen oder durch Einpressen verbunden ist, wobei die Lagerbuchsen und die Hohlwelle aus dem gleichen Grundmaterial bestehen. Dies ist insbesondere deshalb wichtig, weil Kreiselpumpen häufig hohen Temperaturschwankungen ausgesetzt sind, die nicht zu einer Lockerung der Verbindung zwischen Lagerbuchsen und Hohlwelle führen dürfen.
Um das Gewicht des Kreiselpumpenlaufrads möglichst gering zu halten ist weiter vorgesehen dass ein Bereich zwischen dem Ende des Permanentmagneten und dem Beginn des Lagerbereichs und innerhalb des Permanentmagneten als leerer zylindrischer Hohlraum ausgebildet ist.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
1 ein erste Ausführungsform eines Kreiselpumpenlaufrads,
2 eine zweite Ausführungsform eines Kreiselpumpenlaufrads,
3a eine Variante der zweiten Ausführungsform
3b eine Schnittansicht durch ein Kreiselpumpenlaufrad gemäß 3a,
4 das Kreiselpumpenlaufrad aus 2 mit einem Zusatzteil,
5 eine Variante zu 4
6 ein bekanntes Kreiselpumpenlaufrad mit einer Sensorleiterplatte,
7 ein erfindungsgemäßes Kreiselpumpenlaufrad einer Variante zur ersten Ausführungsform,
8 einen Grundkörper eines Kreiselpumpenlaufrads gemäß einer dritten Ausführungsform,
9 ein Permanentmagnet der dritten Ausführungsform,
10a eine Schnittansicht durch ein Kreiselpumpenlaufrad der dritten Ausführungsform,
10b eine Stirnansicht des Kreiselpumpenlaufrads der dritten Ausführungsform und
11 eine Schnittansicht durch eine Kreiselpumpe.
1 zeigt eine erste Ausführungsform eines Kreiselpumpenlaufrads 1, mit einem Flügelrad 11, Flügeln 4, einer Scheibe 2, einem Permanentmagneten 13, Sacklöchern 10, Zuatzteilen 33 in Form von Stiften 33a in zwei Sacklöchern 10 und einer einen Lagerbereich 12 bildende Lagerbuchse 12a.
2 zeigt eine zweite Ausführungsform eines Kreiselpumpenlaufrads 1, das einen zylindrischen Hohlraum 15 aufweist. Mehrere Sacklöcher 10 und eine Lagerbuchse 12a sind gegenüber der ersten Ausführungsform axial um die Tiefe des Hohlraums 15 zurückversetzt. In dieser Darstellung befinden sich keine Zusatzteile in den Sacklöchern 10.
3a zeigt eine Variante der zweiten Ausführungsform, wobei eine Stahlklammer 33b als Zusatzteil 33 dient. Die Stahlklammer 33b erstreckt sich dabei in zwei Sacklöchern 10. Stahlklammern haben den Vorteil, dass sie leichter wieder demontierbar sind. Auch mehrere Stahlklammern 33b sind montierbar. Die Schenkel einer Stahlklammer 33b kann auch in nicht benachbarten Sacklöchern 10 montiert sein, wenn sie daran angepasst ausgebildet ist.
3b zeigt eine Schnittansicht durch ein Kreiselpumpenlaufrad 1 gemäß 3a. Hier ist die Stahlklammer 33b und ihre Einbautiefe in den Sacklöchern 10 deutlicher zu erkennen.
4 zeigt das Kreiselpumpenlaufrad 1 aus 2 mit einem Zusatzteil 33 in Form eines Stifts 33a. In diesem Beispiel sind acht Sacklöcher 10 vorhanden. In der Variante gemäß 5 sind zwölf Sacklöcher 10 eingeformt. Eine höhere Zahl von Sacklöchern 10 erhöht die Teilung. Wuchtmittel können daher feinfühliger eingesetzt werden. Neben der Lage der Wuchtmittel kann auch deren Länge, ihr Material und somit ihre Dichte, ihre Geometrie und ihre axiale Lage variiert werden. Der Durchmesser der Sacklöcher 10 ist in 5 geringer als in 4, wodurch kleinere Wuchtmittel einsetzbar sind. Grundsätzlich können die Sacklöcher 10 einen anderen als den dargestellten runden Querschnitt aufweisen, z. B. dreieckig, viereckig, sternförmig, polygonförmig, etc.
6 zeigt ein bekanntes Kreiselpumpenlaufrad 1 mit einer Leiterplatte 41a, wobei ein bedrahteter Sensor 49a radial nahe an einen als Feldmagneten wirkenden Permanentmagneten 13 eines Kreiselpumpenlaufrades 1 herangeführt ist. Beim Sensor 49a handelt es sich um einen Hallsensor.
7 zeigt ein erfindungsgemäßes Kreiselpumpenlaufrad 1 einer Variante zur ersten Ausführungsform, wobei als Zusatzteil 33 Steuermagnete 33c montiert sind. Diese haben den Vorteil, dass sie aus einem anderen Material, z. B. Seltenerdmagnete, herstellbar sind, das eine deutlich höhere Flussdichte aufweist als der großvolumige Rotormagnet, der z. B. aus einem kunststoffgebundenen Magnetmaterial besteht. In 7 ist ein als Hallsensor ausgebildeter SMD-Sensor 49b auf einer SMD-Leiterplatte 41b montiert. Diese Bauweise bringt viele Vorteile mit sich, weil eine automatisierte Montage der SMD-Leiterplatte 41b und eine genauere Lagezuordnung möglich ist. Auch die Lagetoleranzen sind leichter einzuhalten. Aufgrund der genannten Vorteile ist eine genauere Kommutierung der Statorwicklung möglich, die sich auch auf den Wirkungsgrad positiv auswirkt.
8 zeigt einen Grundkörper 3 eines Kreiselpumpenlaufrads 1 einer dritten Ausführungsform mit einem Flügelrad 11, einer Scheibe 2 und einer Hohlwelle 48, welche einstückig aus dem gleichen Grundstoff bestehen. Das Flügelrad 11 besteht aus fünf Flügeln 4, die gleichmäßig auf der Scheibe 2 um eine Drehachse 5 verteilt sind. Die Scheibe 2 weist Durchbrüche 6 auf, welche als Aufnahmeraum für einen Teil des Permanentmagneten 13 (hier nicht dargestellt) eines Kreiselpumpenlaufrads 1 dienen. Die Hohlwelle 48 umfasst auf ihrem Außenmantel mehrere achsparallele nutartige Hinterschnitte 29 (in 8 sind der Einfachheit halber nur zwei Hinterschnitte dargestellt), die sich bis in die Durchbrüche 6 fortsetzen. Zwischen einer Innenausnehmung 8 und dem Außenmantel 9 sind eine Vielzahl an Sacklöchern 10 eingeformt, die als Aufnahme für Auswuchtmittel vorgesehen sind. Die Sacklöcher 10 können auch als Aufnahmeraum für Sperrmittel dienen, die einen Schnapphaken 35 sichern; die Funktion eines Sperrmittels können auch die Auswuchtmittel mit übernehmen. Es ist denkbar selbstfurchende Schrauben, insbesondere Madenschrauben als Sperr- und/oder Auswuchtmittel zu verwenden. Die Schnapphaken 35 sind an einem Schnapparm 43 angeordnet, der aus einer Wandung zwischen einem Sackloch 10 und der Hinterschneidung 29 besteht. Um eine radiale Beweglichkeit der Schnapphaken 35 zu gewährleisten sind die Schnapparme 43 durch Schlitze 40, die sich vorzugsweise bis zu einem Boden der Sacklöcher 10 erstrecken freigespart. Die Schnapphaken 35 dienen als Haltemittel für einen ringförmigen Permanentmagneten 13 (hier nicht dargestellt), wobei der Permanentmagnet 13 Gegenschnappmittel aufweist. Um die Montage des Permanentmagneten 13 zu erleichtern sind Einführschrägen 34 an den Schnapphaken 35 vorgesehen. Damit der Grundkörper 3 durch ein einfaches zweiteiliges Spritzgusswerkzeug hergestellt werden kann, dienen die Durchbrüche 6 als Freisparung für das Spritzgusswerkzeug.
9 zeigt den Permanentmagneten 13 als Einzelteil. Hier sind insbesondere Gegenschnappmittel 37 erkennbar, welche mit den Schnapphaken 35 aus 8 in axialer Richtung zusammenwirken, während Mitnehmer 38 für den Eingriff in Nuten 7 (siehe 10b) der Hohlwelle 48 vorgesehen sind. In 8 sind die Nuten 7 der Einfachheit halber nicht dargestellt.
In 10a wird in einer Schnittansicht insbesondere die Schnappverbindung 30 des Kreiselpumpenlaufrads 1 deutlicher herausgestellt. Das Flügelrad 11 ist hier mit den Flügeln 4 erkennbar, welche an die Scheibe 2 anschließen. In der Scheibe 2 sind auch die Durchbrüche 6 zu sehen. Die Durchbrüche 6 entstehen durch Werkzeugbereiche, welche die Hinterschnitte 29 der Schnappverbindung 30 freisparen. Um Wirkungsgradeinbußen zu vermeiden ist vorgesehen, die Durchbrüche 6 durch Vorsprünge 31 des Permanentmagneten 13 zu verschließen. Die Scheibe 2 weist in der gezeigten Variante zur 8 einen ringscheibenförmigen Rücksprung 32 auf, der als zusätzlicher radialer Formschluss des Permanentmagneten 13 mit der Scheibe 2 dient. Dieser Rücksprung 32 ist jedoch nicht zwingend notwendig. Auf der der Drehachse 5 radial gegenüberliegenden Seite ist eine andere mögliche Ausbildung des Bereichs zwischen Permanentmagnet 13 und Scheibe 2 gezeigt (hier ohne Schnappverbindung). Ein Sperrmittel 33d, das in Form eines Zylinderstifts ausgebildet ist, verhindert ein Lösen der Schnappverbindung 30. Die Sperrmittel 33d werden fest eingepresst. Da die Sperrmittel 33d aus unterschiedlichem Material bestehen und unterschiedlich lang sein können, sind sie geeignet auch die Funktion eines Wuchtmittels auszuüben. Die Einführschräge 34 dient der einfacheren Montage des vorgefertigten aus kunststoffgebundenem Magnetmaterial bestehenden Permanentmagneten 13. Die Schnapphaken 35 sind in einer Wandung der Sacklöcher 10 ausgebildet, welche aufgrund der Schlitze 40 (siehe 8), die zwischen dem Permanentmagneten 13 und dem jeweiligen Sackloch 10 verlaufen, in radialer Richtung auslenkbar sind. Durch Variation der Länge der Schlitze 40 und damit der Länge von Schnapparmen 43 kann die Auslenkkraft beeinflusst werden. Die Schnapphaken 35 wirken in axialer Richtung mit Gegenschnappmitteln 37 des Permanentmagneten 13 zusammen wodurch dieser formschlüssig gehalten ist. Die Sperrmittel 33d dienen auch als Spielausgleichsmittel, wodurch der Permanentmagnet 13 sicher und spielfrei gehalten ist. In 10a sind zwei Lagerbuchsen 12a zu erkennen, die an einander gegenüberliegenden Enden des Lagerbereichs 12 angeordnet sind.
10b zeigt eine Stirnansicht des Kreiselpumpenlaufrads 1, mit dem Permanentmagneten 13, der Scheibe 2, der Hohlwelle 48, der Lagerbuchse 12a, den Sacklöchern 10, Nuten 7 welche als zusätzliche Verdrehsicherungen dienen, den Schnapphaken 35, den Einführschrägen 34, den Sperrmitteln 33d und einem Strömungskanalaustritt 36, der als halbzylinderförmige radial verlaufende Vertiefung auf der Stirnseite der Hohlwelle 48 ausgeführt ist und sich hinter einem Ringkragen 39 der Lagerbuchse 12a bis zu einem achsparallelen Strömungskanal 16 (siehe 4 und 5) erstreckt. Die Sperrmittel 33d sind hier nur in den Sacklöchern 10 eingebracht, die auch eine Begrenzung für Schnapphaken 35 bilden, doch auch die übrigen Sacklöcher 10 können mit ähnlich ausgebildeten zylindrischen Auswuchtmitteln versehen sein. Die Anzahl der Sacklöcher 10, deren geometrische Ausbildung und Tiefe kann den Erfordernissen angepasst werden. Die Nuten 7 können auch entfallen, weil die Schnapphaken 35 selbst eine in den meisten Fällen ausreichende Mitnehmerfunktion in tangentialer Richtung übernehmen. Weiter sind in 10b die Schlitze 40, die Innenausnehmung 8, der Hohlraum 15, der Lageraufnahmebereich 46 und der Magnetaufnahmebereich 47 zu erkennen.
11 zeigt eine Schnittansicht durch eine erfindungsgemäße Kreiselpumpe 20, mit einem Saugstutzen 17 und einem Druckstutzen 18 (verdeckt) zum Anschluss an einen Flüssigkeitskreislauf. Der Saugstutzen 17 und der Druckstutzen 18 sind einstückig mit einem Pumpengehäuse 19, das flüssigkeitsdicht mit einem Spalttopf 21 verbunden ist. Der Spalttopf 21 bildet mit einem topfförmigen Motorgehäuse 22 einen Aufnahmeraum für den Stator eines Gleichstrommotors 27, der die Kreiselpumpe 20 in antreibt. Der Gleichstrommotor 27 ist in Form eines elektronisch kommutierten Gleichstrommotors mit Klauenpolstator 23 ausgebildet, sein Stator erzeugt ein Magnetfeld, das über den Spalttopf 21 auf den Permanentmagneten 13 des auf einer im Spalttopf 21 befestigten und im Pumpengehäuse 19 abgestützten Achse 26 drehbeweglichen Kreiselpumpenlaufrad 1 wirkt und diesen in Drehbewegung versetzt. Das in 11 dargestellte Kreiselpumpenlaufrad 1 ist eine Variante zu den Kreiselpumpenlaufrädern der vorhergehenden Figuren. Das Kreiselpumpenlaufrad in 11 weist nur ein einziges Lager auf, hier in Form einer Lagerbuchse 12b. Jeder Statorpol 24 besteht aus zwei unterschiedlich langen Blechen um den Wirkungsgrad des Motors zu erhöhen. Die Statorbleche sind in einen Isolierstoffkörper 44 eingespritzt. Der Isolierstoffkörper 44 dient als Wicklungsaufnahme für eine Wicklung 25 in Form einer Zylinderwicklung. 11 zeigt weiter die Sacklöcher 10 ein darin angeordnetes Zusatzteil 33, 33a, 33d, den Hohlraum 15, den Schnapphaken 35, den Vorsprung 31, das Flügelrad 11 und eine SMD-Leiterplatte 41b, die mit Anschlüssen 50 eines Steckers (hier nicht dargestellt) elektrisch angeschlossen ist. Die SMD-Leiterplatte 41b ist über Stützpfosten 42 mit dem Isolierstoffkörper 44 verbunden. Die SMD-Leiterplatte 41b ist mit dem Boden 45 des Spalttopfs 21 in wärmeleitendem Kontakt. Um Körperschallübertragungen zu minimieren ist der Isolierstoffkörper 44 nicht einstückig mit dem Spalttopf 21.
Bezugszeichenliste

1: Kreiselpumpenlaufrad
2: Scheibe
3: Grundkörper
4: Flügel
5: Drehachse
6: Durchbruch
7: Nut
8: Innenausnehmung
9: Außenmantel
10: Sackloch
11: Flügelrad
12: Lagerbereich
12a: Lagerbuchse
12b: Lagerbuchse
13: Permanentmagnet
15: Hohlraum
16: Strömungskanal
17: Saugstutzen
18: Druckstutzen
19: Pumpengehäuse
20: Kreiselpumpe
21: Spalttopf
22: Motorgehäuse
23: Klauenpolstator
24: Statorpol
25: Wicklung
26: Achse
27: Gleichstrommotor
29: Hinterschnitt
30: Schnappverbindung
31: Vorsprung
32: Rücksprung
33: Zusatzteil
33a: Stift
33b: Stahlklammer
33c: Steuermagnet
33d: Sperrmittel
34: Einführschräge
35: Schnapphaken
36: Strömungskanalaustritt
37: Gegenschnappmittel
38: Mitnehmer
39: Ringkragen
40: Schlitz
41a: Leiterplatte
41b: SMD-Leiterplatte
42: Stützpfosten
43: Schnapparm
44: Isolierstoffkörper
45: Boden (des Spalttopfs)
46: Lageraufnahmebereich
47: Magnetaufnahmebereich
48: Hohlwelle
49a: bedrahteter Sensor
49b: SMD-Sensor
50: Anschluss

Claims

Kreiselpumpenlaufrad (1) einer durch einen elektronisch kommutierten Gleichstrommotor (27) angetriebenen Kreiselpumpe (20), bestehend aus einem spritzgusstechnisch herstellbaren Grundkörper (3), mit einer auf einer Achse (26) gelagerten Hohlwelle (48) einer radial an die Hohlwelle (48) anschließenden Scheibe (2) und einem axial an die Scheibe (2) anschließenden Flügelrad (11), einem radial an die Achse (26) anschließenden Lagerbereich (12) und einem radial außerhalb der Hohlwelle (48) angeordneten und in seiner Grundform ringförmigen Permanentmagneten (13), dadurch gekennzeichnet, dass der Permanentmagnet (13) radial an die Hohlwelle (48) anschließt, dass radial zwischen der Achse (26) und dem Permanentmagneten (13) und axial im Bereich des Permanentmagneten (13) im Material der Hohlwelle (48) oder zwischen der Hohlwelle (48) und dem Permanentmagneten (13) Sacklöcher (10) geformt sind, in mindestens ein Sackloch (10) zumindest ein montiertes Zusatzteil (33, 33a, 33b, 33c, 33d) angeordnet ist und dass das Zusatzteil (33) ein Steuermagnet (33c) aus einem gegenüber dem Permanentmagneten (13) des Rotors unterschiedlichen Material mit höherer Magnetflussdichte ist.
Kreiselpumpenlaufrad (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Wuchtmittel und zumindest ein Steuermagnet (33c) in jeweils einem Sackloch (10) angeordnet sind.
Kreiselpumpenlaufrad (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Wuchtmittel ein Stift (33a), eine Stahlklammer (33b) oder Wuchtkitt ist.
Kreiselpumpenlaufrad (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wuchtmittel, in mehr als einem Sackloch (10) angeordnet ist.
Kreiselpumpenlaufrad (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Wuchtmittel in mehr als einem Sackloch (10) vorgesehen sind, welche unterschiedliche Gewichte aufweisen.
Kreiselpumpenlaufrad (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Wuchtmittel aus unterschiedlichen Materialien bestehen und/oder in unterschiedlicher Länge und/oder unterschiedlichem Querschnittsprofil ausgeführt sind und/oder in unterschiedlicher axialer Lage innerhalb des jeweiligen Sacklochs (10) angeordnet sind.
Kreiselpumpenlaufrad (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens acht Sacklöcher (10) vorgesehen sind.
Kreiselpumpenlaufrad (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuermagnet (33c) mit einem SMD-Hallsensor zusammenwirkt.
Kreiselpumpenlaufrad (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sacklöcher (10) axial außerhalb des Lagerbereichs (12) angeordnet sind.
Kreiselpumpenlaufrad (1) einer durch einen elektronisch kommutierten Gleichstrommotor (27) angetriebenen Kreiselpumpe (20), bestehend aus einem spritzgusstechnisch herstellbaren Grundkörper (3), mit einer auf einer Achse (26) gelagerten Hohlwelle (48) einer radial an die Hohlwelle (48) anschließenden Scheibe (2) und einem axial an die Scheibe (2) anschließenden Flügelrad (11), einem radial an die Achse (26) anschließenden Lagerbereich (12) und einem radial außerhalb der Hohlwelle (48) angeordneten und in seiner Grundform ringförmigen Permanentmagneten (13), dadurch gekennzeichnet, dass der Permanentmagnet (13) radial an die Hohlwelle (48) anschließt, dass radial zwischen der Achse (26) und dem Permanentmagneten (13) und axial im Bereich des Permanentmagneten (13) im Material der Hohlwelle (48) oder zwischen der Hohlwelle (48) und dem Permanentmagneten (13) Sacklöcher (10) geformt sind, in mindestens ein Sackloch (10) zumindest ein montiertes Zusatzteil (33, 33a, 33b, 33c, 33d) angeordnet ist und dass das Zusatzteil (33) ein Sperrmittel (33d) zur Sicherung einer Schnappverbindung (30) ist.
Kreiselpumpenlaufrad (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Schnappverbindung (30) ein montierter Permanentmagnet (13) auf dem Grundkörper (3) befestigt ist.
Kreiselpumpenlaufrad (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils nächsten Sacklöcher (10) im Grundkörper (3) durch Materialbereiche voneinander getrennt sind, deren Querschnitt in ihrer Summe größer ist als die Summe der Querschnitte der Sacklöcher (10).
Kreiselpumpenlaufrad (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Permanentmagnetbereich aus einem in seiner Grundform zylinderringförmigen kunststoffgebunden Permanetmagnetmaterial besteht.
Kreiselpumpenlaufrad (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerbereich (12) mit der Hohlwelle (48) einstückig ist und zumindest teilweise aus einem die Lagereigenschaften verbesserndem Material besteht.
Kreiselpumpenlaufrad (1) Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagermaterial des Lagerbereichs (12) Graphitfasern, Kohlepulver oder Wachs enthält.
Kreiselpumpenlaufrad (1) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlwelle (48) mit ein oder mehreren Lagerbuchsen (12a, 12b) durch Urformen oder durch Einpressen verbunden ist, wobei die Lagerbuchsen (12a, 12b) und die Hohlwelle (48) aus dem gleichen Grundmaterial bestehen.
Kreiselpumpenlaufrad (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bereich zwischen dem Ende des Permanentmagneten (13) und dem Beginn des Lagerbereichs (12) und innerhalb des Permanentmagneten (13) als leerer zylindrischer Hohlraum (15) ausgebildet ist.