DE2337328A1

DE2337328A1 - Elektrischer regelantrieb

Info

Publication number: DE2337328A1
Application number: DE19732337328
Authority: DE
Inventors: Hans Dr Jaggi
Original assignee: HAENY AND CIE AG
Current assignee: HAENY AND CIE AG
Priority date: 1972-08-21
Filing date: 1973-07-23
Publication date: 1974-02-28
Also published as: CA977652A; CH555492A; AU5886873A; JPS5035610A; AU470358B2; DE2337328C2; NL7311163A; ZA735207B; US3873244A; FR2197481A5; GB1437418A

Description

A 884

Häny & Cie. Meilen

Elektrischer Regelantrieb

Gegenstand der Erfindung ist ein elektrischer Regelantrieb, insbesondere zum Antrieb einer Abwasserpumpe,, mit einem Elektromotor und einer demselben nachgeschalteten hydrodynamischen uebertragungseinheit, deren Füllungsgrad veränderbar ist.

Bei bekannten Regelantrieben dieser Art stellen der Elektromotor einerseits und die hydrodynamische Uebertragungseinheit andererseits getrennte und selbständige Baugruppen dar, welche miteinander lediglich in Wirkungsverbindung stehen. Dies führt zu einer aufwendigen konstruktiven Ausgestaltung, insbesondere der Uebertragungseinheit, welche sowohl eine Kupplung als auch

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ein Drehmomentwandler sein kann, zumal diese Einheit mit besonderer Sorgfalt abgedichtet werden muss. Besondere Vorkehrungen sind ferner erforderlich, um den Ftillungsgrad der üebertragungseinheit zu verändern, dies zu dem Zwecke, die Drehzahl der nachgeschalteten Maschinen, zumeist einer Pumpe, zu beeinflussen. Alles in allem haben diese Umstände dazu geführt, dass solche Regelantriebe nur unter besonderen Voraussetzungen verwendet werden konnten, nämlich dann, wenn genügend Platz für den Zusammenbau selbständiger Baugruppen vorhanden war, wenn dies bei horizontaler Anordnung erfolgen konnte und schliesslich wenn der Preis gerechtfertigt war, was meistens nur bei grossen Leistungen zutraf.

Dem gegenüber zeichnet sich der erfindungsgemässe elektrische Regelantrieb dadurch aus, dass die Üebertragungseinheit in einer Kammer des,Hydraulikflüssigkeit enthaltenden Motorgehäuses angeordnet ist,,wobei für einen Flüssigkeitsaustausch zwischen der Kammer und dem Motorraum eine Fördervorrichtung vorgesehen ist.

Entsprechend dieser Anordnung stellt ein solcher elektrischer Regelantrieb nicht die ad hoc Vereinigung selbständiger Baugruppen dar, er ist vielmehr als eine einheitliche Maschine konzipiert, bei welcher der Elektromotor und die hydrodynamische Uebertragungseinheit über ihre Antriebsverbindung hinaus miteinander funktionell verschmolzen sind. So stellt - um nur auf einen Aspekt hinzuweisen - der Motorraum jenes Flüssigkeitsreservoir dar, welches für die Veränderung des Füllungsgrades der uebertragungseinheit unumgänglich ist. Darüber hinaus entfallen hier die besondern Abdichtungsprobleme für die uebertragungseinheit, da dieselbe sich nicht - um es so zu sagen in einer feindlichen (Aussen-) Atmosphäre, sondern in der Geborgenheit des Motorgehäuses befindet. Dabei ergibt sich eine kompakte Bauweise, gepaart mit der Freiheit, das Aggregat in jeder beliebigen Lage und unter extremen Umgebungsbedingungen einzusetzen.

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Erfindungsgemäss wird ein solcher Antrieb für Abwasserpumpen verwendet. Im Gegensatz zum heutigen Stand der diesbezüglichen Technik, nach welchem das Abwasser in Schächten gesammelt und schubweise weggefördert wird, erlaubt es der beschriebene Antrieb, die Pumpenleistung der anfallenden Abwassermenge anzupassen und diese kontinuierlich zu fördern, so dass die Schächte drastisch verkleinert oder überhaupt weggelassen werden können., und die stossweise Belastung der Abwasserreinigungsanlage mit entsprechend beeinträchtigtem Reinigungseffekt vermieden werden kann.

Ein insbesondere, jedoch nichtausschliesslich zum Antrieb einer als Tauchpumpe ausgebildeten Abwasserpumpe geeignetes Äusführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in der Zeichnung im Achsialschnitt dargestellt.

Dabei sitzt der Rotor 1 des Elektromotors auf der vertikal gerichteten Hohlwelle 2 desselben, die ihrerseits bei 3 und 4 an dem Motorgehäuse 14 gelagert ist. Der von diesen eingeschlossene Motorraum 15 ist teilweise mit einer (nicht dargestellten) Hydraulikflüssigkeit gefüllt, die mittels eines am unteren Ende der Motorwelle 2 angeordneten Förderrades 10 durch einen Auslass 16 gefördert wird.

Am andern Ende der Motorwelle 2 sitzt das Primärrad 5 der hydrodynamischen üebertragungseinheit, welches Primärrad mit einem Sekundärrad 6 zusammenwirkt. Letzteres ist an einer die Motorwelle 2 durchsetzenden Abtriebswelle 7 angebracht, welche ihrerseits bei 8 und 9 in dem Gehäuse 14 gelagert ist und mit seinem untern Ende zum Beispiel an eine Abwasserpumpe angeschlossen ist. Das Primärrad 5 und das Sekundärrad 6 befinden sich in einer Kammer 13 innerhalb des Gehäuses 14, welche durch eine einstellbare Drosselstelle 12 mit dem Motorraum verbunden ist. Durch eine Oeffnung 17 ist der Luftraum der Kammer 13 mit demjenigen des Motorraumes 15 verbunden.

Ueber dem mit Durchbrechungen 18 versehenen mittleren Teil 19 des Sekundärrades 6 befindet sich der Einlass 20 der Kammer 13, mit einem steuerbaren Einlassventil 11, dessen Einlaufseite wie bei 29 mit strichpunktierter Linie eingezeichnet - mit dem Auslass 16 verbunden ist. In dieser Verbindung kann ein bei 22 andeutungsweise dargestellterKühler für die Hydraulikflüssigkeit angeordnet sein.

Bei der dargestellten Anordnung befindet sich im Betrieb die Hydraulikflüssigkeit in einem Kreislauf, der vom Motorraum 15 gegebenenfalls über den Kühler 22 - das Einlassventil 11, die Kammer 13, die Drosselstelle 12 zum Motorraum'15 zurückführt. Je nach Einstellung des Einlassventils 11 (und natürlich der Drosselstelle 12) ergibt sich dabei ein bestimmter Füllungsgrad der Kammer. Bei maximalem Füllungsgrad ist der Schlupf zwischen den Rädern 5 und 6 minimal und die Abtriebswelle 7 wird mit einer gegenüber derjenigen der Motorwelle 2 nur geringfügig kleineren Drehzahl angetrieben. Wird nun der Zufluss zu der Kammer 13 mit Hilfe des Einlassventils 11 gedrosselt und dabei der Füllungsgrad vermindert, so wächst der Schlupf zwischen dem Primärrad 5 und dem Sekundärrad 6, wobei die Drehzahl der Abtriebswelle 7 entsprechend herabgesetzt wird. Die Einstellung des Einlassventils kann dabei von einer Regelgrösse abhängig automatisch beeinflusst werden.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine hydrodynamische Kupplung vorgesehen. Es versteht sich jedoch, dass anstelle derselben ein Drehmomentwandler angeordnet und mit dessen Hilfe zusätzlich eine Drehzahlübersetzung realisiert werden könnte. Anstelle des Förderrades 10 könnte auch eine in die Uebertragungseinheit miteingebzogene Umwälzpumpe oder aber eine unabhängige Zahnradpumpe oder dergleichen vorgesehen sein. Es wäre natürlich auch möglich, den Füllungsgrad der Kammer mit Hilfe einer steuerbaren Drosselstelle '(d.h. ohne Einlassventil) zu beeinflussen, wobei jedoch auch beide Vorkehrungen vorgesehen sein könnten. In diesem Falle könnte zum Beispiel ein Dreiwege-

ventil verwendet werden, welches Zu- und Abfluss gleichzeitig steuert. Es versteht sich, dass anstelle eines steuerbaren Einlassventils 11 mehrere kalibrierte Einlassventile, z.B. Magnetventile, treten könnten.

Der Abtrieb könnte von der Abtriebswelle 7 auch sekundärradseitig abgegriffen werden. Die Antriebswelle könnte direkt in der Hohlwelle 3 gelagert werden.

In jedem Falle ergibt sich eine kompakte Anordnung, die lageunabhängig verwendet werden kann und sich insbesondere für überflutete oder überflutungssichere Motoren, im Zusammenhang damit für den Antrieb von Tauchpumpen, insbesondere Abwasserpumpen eignet. Bedeutungsvoll, namentlich bei dieser letzten Verwendung, ist der dank der hydrodynamischen Uebertragungseinheit weiche Anlauf des Motors und der Pumpe.

Claims

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Pat entansprüche

Elektrischer Regelantrieb, insbesondere zum Antrieb einer
Abwasserpumpe, mit einem Elektromotor und einer demselben
nachgeschalteten hydrodynamischen Uebertragungseinheit,
deren Füllungsgrad veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Uebertragungseinheit (5,6) in einer Kammer (13) des Hydraulikflüssigkeit enthaltenden Motorgehäuses (14) angeordnet ist, wobei für einen Flüssigkeitsaustausch zwischen der Kammer (13) und dem Motorraum (15) eine Fördervorrichtung (10) vorgesehen ist«
2.) Regelantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördervorrichtung (10), der Motorraum (15) und die
Kammer (13) im Kreislauf geschaltet sind.
3.) Regelantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Auslass der Kammer (13) eine einstellbare Drosselstelle (12) vorgesehen ist.
4.) Regelantrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Einlass (20) zur Kammer (13) ein steuerbares Einlassventil (11) vorgesehen ist.
5.) Regelantrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördervorrichtung (10) in dem Motorraum (15) angeordnet und derselbe mit der Kammer (13) durch die Drosselstelle (12) verbunden ist.
6. Regelantrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Motorraum (15) und die Kammer (13) miteinander bei 17 kommunizierende Lufträume aufweisen.
7. Regelantrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass an dem unteren Ende der vertikalen Motorwelle (2) ein Laufrad (10) der Fördervorrichtung und an dem in die oberr halb des Motorraumes (15) angeordnete Kammer (13) einragenden anderen Ende der Motorwelle (2) das Primärrad (5) der uebertragungseinheit (5,6) angebracht ist.
8. Regelantrieb nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Sekundärrad (6) der Uebertragungseinheit (5,6) oberhalb des Primärrades (5) angeordnet ist, wobei der Einlass (20) der Kammer (13) direkt über dem vom Thoroid umschlossenen, mit Durchbrechungen (18) versehenen mittleren Teil (19) des Sekundärrades (6) angeordnet ist.
9. Regelantrieb nach Anspruch 8, dadurch· gekennzeichnet, dass das Sekundärrad (6) auf einer die als Hohlwelle (2) ausgebildeten Motorwelle durchsetzenden Abtriebswelle (7) sitzt.

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