DE2337328A1 - Elektrischer regelantrieb - Google Patents
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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 (9)
- — 6 —Pat entansprücheElektrischer 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.Leerseite
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