DE19914579A1 - Kreiselpumpenaggregat - Google Patents
KreiselpumpenaggregatInfo
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Abstract
Das Kreiselpumpenaggregat weist einen Spaltrohrmotor mit einem Spaltrohrtopf auf, der die Motorwicklung gegenüber dem Rotorraum abdichtet. Der Motor ist innerhalb eines Motorgehäuses angeordnet, an das sich axial ein Pumpengehäuse anschließt, in dem ein vom Motor angetriebenes Kreiselrad läuft. Im Bereich zwischen Spaltrohrtopf und Pumpengehäuse sind Dichtmittel vorgesehen. Zwischen Motorgehäuse und Pumpengehäuse ist ein Adapter angeordnet, wobei zwischen Adapter und Pumpengehäuse Dichtmittel sowie zwischen Spaltrohrtopf und Adapter Dichtmittel vorgesehen sind. Mit Hilfe dieses Adapters kann ein Motor, wie er von Heizungsumwälzpumpen her bekannt ist, mit einem umfangsmäßig deutlich größeren Pumpengehäuse und damit auch größeren Laufrand eingesetzt werden.
Description
Die Erfindung betrifft ein Kreiselpumpenaggregat mit den im Oberbegriff des
Anspruches 1 angegebenen Merkmalen.
Derartige Kreiselpumpenaggregate werden heutzutage typischerweise als Hei
zungsumwälzpumpen eingesetzt und in Großserie, d. h. beispielsweise in Stück
zahlen von mehreren Zehntausend pro Tag gefertigt. Sie weisen einen Spaltrohr
motor auf, in dessen Spaltrohrtopf der die Antriebswelle tragende Rotor umläuft.
Die Motorwicklung ist gegenüber dem flüssigkeitsgefüllten Rotorraum abgedich
tet, wobei sich das Pumpengehäuse bei derartigen Heizungsumwälzpumpen meist
bündig in axialer Fortsetzung an das Motorgehäuse anschließt.
In einigen Regionen dieser Erde, insbesondere dort, wo die zentrale Wasser
versorgung nicht ständig einen ausreichend hohen Betriebsdruck aufweist, ist es
üblich, Vorratsbehälter, beispielsweise auf dem Dach, zu installieren, wobei dann
das Wasser von der zentralen Wasserversorgung bis zu einem vorbestimmten
Füllstand in den Vorratsbehälter gefüllt wird und von dort bei Bedarf zur Wasser
entnahmestelle in den darunter befindlichen Haushalten fließt. Hierdurch kann
auch Wasser entnommen werden, wenn in der zentralen Versorgungsleitung der
Förderdruck abfällt oder die Förderung ausfällt. Da der statische Druck aufgrund
der Höhendifferenz zwischen Vorratsbehälter und Entnahmestelle meist nur sehr
gering ist, ist es insbesondere dann, wenn elektrische oder gasbetriebene Durch
lauferhitzer oder vergleichbare Geräte, die einen Mindestwasserdurchfluß er
fordern, verwendet werden, erforderlich, eine sogenannte Boosterpumpe ein
zusetzen. Solche Pumpen, welche zur Druckerhöhung bei der Förderung aus dem
Vorratsbehälter dienen, weisen typischerweise Druckerhöhungen von 0,6 bis 0,8 bar
auf bei einem Förderstrom von 0,5 bis 1 m3 pro Stunde.
Konstruktions- und fertigungstechnisch ist es ohne Probleme möglich, entspre
chende Pumpenaggregate bereitzustellen. Allerdings sind bei Neukonstruktionen
und den derzeit nachgefragten Stückzahlen hohe Kosten zu erwarten, da diese
Pumpen nur in kleinen oder mittleren Serien gebaut werden können.
Es sind Boosterpumpen bekannt, bei denen der Antriebsmotor als Trockenläufer
ausgebildet ist und daher eine Wellenabdichtung im Bereich zwischen Pumpe und
Motor vorzusehen ist. Die Wellenabdichtung ist als Gleitring- oder Lippendichtung
gestaltet, die im Laufe der Zeit verschleißt und nach einer gewissen Zeit ausge
tauscht werden muß. Hierzu muß das Pumpengehäuse entfernt werden, das heißt,
das Aggregat demontiert werden. Darüber hinaus sind Trockenläuferantriebe
vergleichsweise laut, was insbesondere im Hausbereich störend ist.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein solches,
insbesondere als Boosterpumpe einsetzbares Kreiselpumpenaggregat so auszu
gestalten, daß es einerseits robust und wartungsarm und andererseits auch in
kleiner oder mittlerer Serienfertigung kostengünstig herstellbar ist.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die in Anspruch 1 angegebenen
Merkmale gelöst.
Grundgedanke der vorliegenden Erfindung ist es, den Antriebsteil als Naßläufer
auszubilden und den Spaltrohrmotor eines Kreiselpumpenaggregates, das üblicher
weise als Heizungsumwälzpumpe eingesetzt und in Großserie hergestellt wird,
zum Betrieb einer Boosterpumpe zu nutzen, da einerseits solche Antriebsaggregate
aus der Großserienfertigung kostengünstig zur Verfügung stehen und andererseits
aufgrund des flüssigkeitsgefüllten Rotorraumes praktisch wartungsfrei und sehr
robust sind, was insbesondere für den vorerwähnten Einsatzzweck von Vorteil ist.
Darüber hinaus hat der Naßlaufantrieb den Vorteil, daß er vergleichsweise ge
dämpft und somit geräuscharm läuft.
Will man einen solchen Naßlaufmotor einer Heizungsumwälzpumpe unverändert
übernehmen, dann ergeben sich bei Wahl einer einstufigen Kreiselpumpe - eine
mehrstufige Kreiselpumpe kommt auch hier aus Kostengründen nicht in Frage -
spezifische Drehzahlen von 10/min oder weniger. Beim Einsatz der vorerwähnten
Antriebseinheiten von Heizungsumwälzpumpen, die mit Nenndrehzahlen von
3000/min laufen, ergeben sich Laufräder mit einem Durchmesserverhältnis D2 zu
D1 (D2 = Außendurchmesser, D1 = Innendurchmesser) von bis ca. 6. Hieraus
ergeben sich Laufräder mit einen Außendurchmesser, der etwa dem Außendurch
messer des Motorgehäuses entspricht oder sogar größer ist. Dies hat zur Folge, daß
auch das Pumpengehäuse, das bei Heizungsumwälzpumpen üblicherweise mit dem
Motorgehäuse umfangseitig bündig abschließt, d. h. fluchtet, größer als bisher ist,
zumindest dann, wenn das Pumpengehäuse im wesentlichen einstückig ausgestaltet
sein soll, was schon aus Kostengründen zwingend erforderlich ist. Um ein Pum
pengehäuse dieser Größe mit einem vergleichsweise kleinen Motorgehäuse sowie
dem Spaltrohrtopf in geeigneter Weise zu verbinden, sieht die Erfindung einen
Adapter vor, der einerseits über Dichtmittel mit dem Spaltrohrtopf und andererseits
über Dichtmittel mit dem Pumpengehäuse verbunden ist und der zwischen Motor
gehäuse und Pumpengehäuse angeordnet ist.
Ein solcher Adapter ist vorteilhaft als ringförmiges Gebilde ausgestaltet und weist
eine Anlagefläche für das Pumpengehäuse sowie eine weitere Anlagefläche für den
Spaltrohrtopf und das Motorgehäuse auf, so daß die Motorbaueinheit konstruktiv
unverändert bleiben kann und das Pumpengehäuse konstruktiv einfach gestaltet,
nämlich mit einem ringförmigen Anschlußteil ausgebildet sein kann.
Ein solcher Adapter kann kostengünstig als Blechformteil gebildet werden, indem
zunächst ein flacher Blechring ausgestanzt wird, in den dann entsprechende Ab
stufungen eingeformt werden, so daß sich die vorerwähnten Anlageflächen sowie
radiale Führungen hierzu ergeben.
Zweckmäßigerweise sind die Anlageflächen flanschartig ausgebildet, wobei ein
Innenflansch zur Anlage des entsprechenden Gegenflansches des Spaltrohrtopfes
sowie ein Außenflansch zur Anlage des Pumpengehäuses am Adapter vorgesehen
ist.
Zweckmäßigerweise wird der Innenflansch so ausgebildet, daß mindestens ein
radial nach innen gerichteter Vorsprung, z. B. in Form eines ringförmigen An
satzes gebildet ist, der zugleich auch die Lagerplatte fixiert, die üblicherweise
zwischen Rotorraum und Pumpenraum vorgesehen ist und das laufradseitige
Wellenlager aufnimmt.
Die Verbindung zwischen Pumpengehäuse und Motorgehäuse erfolgt vorteilhaft
über Zuganker, die an der Außenseite des Motorgehäuses geführt sind, so daß der
Adapter zwischen Pumpen- und Motorgehäuse festgelegt ist. Über diese Zuganker
kann auch die erforderliche Anpresskraft für die Dichtmittel zwischen Pumpen
gehäuse und Adapter sowie zwischen Adapter und dem Innenflansch des Spalt
rohrtopfes aufgebracht werden.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Aus
führungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Kreiselpumpen
aggregat,
Fig. 2 einen Längsschnitt anderer Orientierung und
Fig. 3 den Adapter in perspektivischer Darstellung schräg von oben.
Das anhand der Fig. 1 und 2 dargestellte Kreiselpumpenaggregat weist ein
Motorgehäuse 1 sowie ein Pumpengehäuse 2 auf, die mittels eines Adapters 3
aneinander angeschlossen sind.
Das Motorgehäuse 1 nimmt einen Stator 4 auf, der nach innen und zum Adapter 3
hin durch einen Spaltrohrtopf 5 abgeschlossen ist. Der Spaltrohrtopf 5 ist aus
Blech geformt und weist einen abgestuften Flansch 6 auf, der unter Eingliederung
einer ringförmigen Flachdichtung 7 an einem Innenflansch 8 des Adapters 3
anliegt.
Innerhalb des Spaltrohrtopfes 5 läuft ein Rotor 9, dessen Welle 10 mittels zweier
Lager 11 und 12 gelagert ist. Das hintere Lager 11 ist über einen Zwischenring 13
am Boden des Spaltrohrtopfes festgelegt. Das vordere Lager 12 ist mittels eines
Halteringes 14 als Lagerplatte festgelegt, der ebenfalls aus Blech geformt und mit
seinem äußeren Flansch zwischen der Flachdichtung 7 und einem Innenvorsprung
15 am Innenflansch 8 des Adapters 3 eingegliedert ist. Die Flachdichtung 7 wird
in diesem Bereich durch den Flansch 6 des Spaltrohrtopfes 5 gestützt.
Das pumpenseitige Ende der Welle 10 ist fest mit einem Kreiselrad 16 verbunden,
das innerhalb des Pumpengehäuses 2 umläuft, das, wie aus den Figuren entnehm
bar, als Spiralgehäuse ausgebildet ist. Axial läuft das Kreiselrad 16 auf der der
Welle 11 abgewandten Seite in einen Saugmund 17 aus, der in einen pumpen
gehäuseseitig radial abgehenden Saugstutzen 18 mündet. Ein ebenfalls radial
abgehender Druckstutzen 19 ist in Fig. 1 erkennbar und bildet das Ende des spiral
förmigen Gehäuses, fluchtend zum Außenumfang des Kreiselrades 16.
Das Pumpengehäuse 2 ist als Spritzgußteil aus Kunststoff ausgebildet und weist
eine zum Motorgehäuse 1 hin gerichtete stirnseitige Anlagefläche 20 auf, die an
ihrer Innenseite abgestuft zur Aufnahme eines O-Ringes 21 ausgebildet ist. Die
stirnseitige Anlagefläche 20 ist zur Anlage eines Außenflansches 22 des Adapters
3 vorgesehen, wobei der O-Ring 21 zwischen der Abstufung in der Anlagefläche
20 des Pumpengehäuses 2 sowie dem Außenflansch 22 des Adapters 3 und einem
Abschnitt eines zylindrischen Bereiches 23 des Adapters 3 aufgenommen ist,
welcher den Außenflansch 22 mit dem Innenflansch 8 verbindet. Dieser zylin
drische Bereich 23 zentriert den Adapter 3 innerhalb des Pumpengehäuses 2.
Das Motorgehäuse 1 weist über seinen Außenumfang verteilt insgesamt 4 radial
Ansätze 24 auf, die mit einer Bohrung 25 versehen sind, welche mit einer ent
sprechenden Bohrung 26 (Fig. 3) im Adapter 3 sowie einer weiteren Bohrung 27
im Pumpengehäuse 2 fluchtet. Jede Bohrung 27 weist ein Innengewinde auf, das
zur formschlüssigen Aufnahme eines Zugankers 28 in Form einer Schraube vor
gesehen ist, dessen Kopf sich an einer entsprechenden Anlagefläche eines Ansatzes
24 abstützt (siehe Einzelheit in Fig. 2). Über die Ansätze 24 und die vier Schrau
ben 28 wird also nicht nur das Motorgehäuse 1 mit dem Pumpengehäuse 2
schraubverbunden, sondern gleichzeitig der Adapter 3 eingegliedert, welcher die
beiden Gehäuse 1 und 2 zueinander abdichtet sowie den Flansch 6 des Spalt
rohrtopfes 5 und den Haltering 14 mit seinem Außenflansch festlegt.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich, ist der Adapter 3 im Bereich seines Außenflansches dort
ausgeformt, wo die Ansätze 24 im Motorgehäuse 1 vorgesehen sind, im übrigen
jedoch kreisrund. Der Adapter 3 ist als Blechstanzformteil ausgebildet.
1
Motorgehäuse
2
Pumpengehäuse
3
Adapter
4
Stator
5
Spaltrohrtopf
6
Flansch von
5
7
Flachdichtung
8
Innenflansch des Adapters
9
Rotor
10
Welle
11
hinteres Lager
12
vorderes Lager
13
Zwischenring
14
Haltering
15
Innenvorsprung des Adapters
16
Kreiselrad
17
Saugmund
18
Saugstutzen
19
Druckstutzen
20
stirnseitige Anlagefläche des Pumpengehäuses
21
O-Ring
22
Außenflansch des Adapters
23
zylindrischer Bereich des Adapters
3
24
Ansätze des Motorgehäuses
1
25
Bohrungen im Ansatz
26
Bohrungen im Adapter
27
Bohrungen im Pumpengehäuse
28
Schrauben
D1 Innendurchmesser des Laufrades
D2 Außendurchmesser des Laufrades
D1 Innendurchmesser des Laufrades
D2 Außendurchmesser des Laufrades
Claims (7)
1. Kreiselpumpenaggregat mit einem Spaltrohrmotor mit einem Spaltrohrtopf
(5), der die Motorwicklung (4) gegenüber dem Rotorraum abdichtet, mit einem
Motorgehäuse (1) und einem sich axial daran anschließenden Pumpengehäuse (2),
in dem ein vom Motor angetriebenes Kreiselrad (16) angeordnet ist, sowie mit
Dichtmitteln im Bereich zwischen Spaltrohrtopf (5) und Pumpengehäuse (2),
dadurch gekennzeichnet, daß ein Adapter (3) zwischen Motorgehäuse (1) und
Pumpengehäuse (2) angeordnet ist und daß Dichtmittel (21 sowie 7) zwischen
Adapter (3) und Pumpengehäuse (2) sowie zwischen Adapter (3) und Spaltrohrtopf
(5) vorgesehen sind.
2. Kreiselpumpenaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Adapter (3) ringförmig ausgebildet ist und eine Anlagefläche für das Pumpen
gehäuse (2) sowie mindestens eine weitere Anlagefläche für den Spaltrohrtopf (5)
und das Motorgehäuse (1) aufweist.
3. Kreiselpumpenaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Adapter (3) durch ein Blechformteil gebildet ist.
4. Kreiselpumpenaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Adapter (3) einen Außenflansch (22) aufweist,
der die Anlagefläche für das Pumpengehäuse (2) bildet.
5. Kreiselpumpenaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Adapter (3) einen Innenflansch (8) aufweist, der
eine Anlagefläche für den Spaltrohrtopf (5) bildet.
6. Kreiselpumpenaggregat, bei dem eine Lagerplatte zwischen Rotorraum und
Pumpenraum vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß am Innenflansch (8)
mindestens ein radial nach innen gerichteter Vorsprung (15) angeordnet ist, der die
Lagerplatte (14) fixiert.
7. Kreiselpumpenaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß Motorgehäuse (1) und Pumpengehäuse (2) über
Zuganker (28) miteinander unter Einschluß des Adapters (3) befestigt sind.
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