DE29815163U1

DE29815163U1 - Kreiselpumpe

Info

Publication number: DE29815163U1
Application number: DE29815163U
Authority: DE
Original assignee: Askoll Holding SRL
Current assignee: Askoll Holding SRL
Priority date: 1997-09-04
Filing date: 1998-08-24
Publication date: 1998-12-10
Anticipated expiration: 2008-08-25
Also published as: FR2767875B3; FR2767875A3

Description

Kreiselpumpe

BESCHREIBUNG

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine weiterentwickelte Kreiselpumpe, die sich insbesondere, wenn auch nicht ausschließlich, für den Einsatz bei Springbrunnen oder Ähnlichem, aber auch für Aquarien oder Becken zur Fischaufzucht eignet.

Es sind bereits Kreiselpumpen mit Dauermagnetmotor bekannt, die sich im wesentlichen aus einem ein- oder mehrteiligen, schachteiförmig aufgebauten Kunststoffgehäuse zusammensetzen, das eine erste dem Motorständer enthaltenden Kammer und eine zweite, von der ersten abgetrennten und den Rotor aufnehmenden Kammer aufweist.

Da diese Pumpen zumeist in der zu fördernden Flüssigkeit betrieben werden, ist der Ständer zweckmäßigerweise in Harz eingelassen, das zur Isolierung dient.

Am Ständer ist ein in einem Spiralgehäuse angetriebenes Laufrad axial angeschlossen, das sowohl getrennt als auch einstückig mit dem schachteiförmigen Gehäuse hergestellt werden kann und mit den Einlass- und Auslassöffnungen verbunden ist.

Bei Kreiselpumpen der herkömmlichen Bauart handelt es sich um eine axiale Einlassöffnung, d.h. sie befindet sich auf der Rotorachse, während die Auslassöffnung am Ende eines Förderstutzen tangential oder radial sein

Diese Bauart ist mit Einschränkungen bei der Montage verbunden, deren Lösung sich schwierig gestalten kann.

Aus dem Patent DE 3508484 ist zudem eine Kreiselpumpe bekannt, deren Einlass aus strahlenförmig angeordneten Saugleitungen besteht, die jeweils ein von der Einlassöffnung sich erstreckenden Radialteil und ein mit dem Spiralgehäuse verbundenen Verbindungsradialteil aufweisen.

Die Auslassöffnung ist axial angeordnet und die gepumpte Flüssigkeit wird über einen ringförmig ausgeformten Schlitz im Spiralgehäuse gefördert.

Die rotorseitige Anordnung des Einlasses hat sich zwar insbesondere für die Installation auf dem Beckenboden und insbesondere für Springbrunnen als geeignet erwiesen, dies führte jedoch zu größeren Abmessungen

seiner axialen Erstreckung, um genügend Platz für die strahlenförmig angeordneten Saugleitungen zu lassen.
Darüber hinaus besteht der Rotor in diesen Kreiselpumpen aus einem zylindrischen Dauermagneten aus Sintermaterial, auf dem ein einen Kern einschließenden Kunststoffkörper gepreßt ist, der in gegenüberliegenden Endflanschen übergeht, von denen sich in manchen Fällen Axialzapfen erstrecken.

In den meisten Fällen jedoch besitzt dieser Kern in der Mitte eine axiale Bohrung, die von einer Stützwelle durchsetzt wird.

Am Rotor ist ein in einem Spiralgehäuse angetriebenes Laufrad axial angeschlossen, das sowohl getrennt als auch einstückig mit dem schachteiförmigen Gehäuse hergestellt werden kann und mit den Einlass- und Auslassöffnungen verbunden ist.

Aufgrund der Struktur und des Materials des Magneten läßt sich dieser im Augenblick nicht in einer einfachen geometrischen Form (zylindrischer Ring) herstellen, so daß ggf. auftretende Schwierigkeiten im nächsten Produktionsschritt, dem Aufpressen des mit Rastmitteln für das Laufrad versehenen Kernes, gelöst werden könnten.

Deshalb wird im Moment wie folgt verfahren: Herstellung des Magneten, Aufpressen des Kernes, Pressen des Laufrades und Zusammenfügen des Ganzen.

Wesentliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Herstellung einer Kreiselpumpe, die sich, obschon mit vergleichbaren Eigenschaften ausgestattet, wie Kreiselpumpen der herkömmlichen Bauart, durch eine strukturmäßig besonders kompakte Bauart auszeichnet.

Im Rahmen der oben genannten Aufgabenstellung ist es vorrangiges Ziel, eine Pumpe mit einer ausreichenden Schmierung des Rotorteils herzustellen.

Eine weitere wichtige Aufgabe ist die Herstellung einer Pumpe, die kinetisch ausgewuchtet ist.

Ein anderes wichtiges Ziel ist die Konstruktion einer Pumpe mit Rotor, deren einzelne Produktionsschritte, im Gegensatz zu den derzeit erforderlichen, reduziert werden und deren Bauart im Vergleich zur heute üblichen einfacher und wirtschaftlicher ist.

Eine weitere Aufgabe liegt in der Herstellung einer Pumpe, die mit herkömmlichen Vorrichtungen und Anlagen leicht zu bauen ist.

Diese und weitere Ziele, auf die im folgenden noch näher eingegangen wird, erfüllt eine Kreiselpumpe, bestehend aus einem schachtelformigen Gehäuse mit einer ersten den Motorständer eines Dauermagnet-

Synchronmotors enthaltenden Kammer und einer zweiten, von der ersten abgetrennten, den Rotor des Motors sowie ein mit genanntem Rotor verbundenen Laufrad enthaltenden Kammer, wobei das Laufrad in einen mit auf dem vorgenannten Körper ausgebildeten Einlass- und Auslassöffnungen hydraulisch verbundenes Spiralgehäuse angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Einlass- und Auslassöffnungen auf die Rotorachse ausgerichtet sind.

Die Einlass- und Auslassöffnungen weisen vorteilhaft eine gegenüberliegende Anordnung zum schachteiförmigen Gehäuse.

Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung gehen besser aus der detaillierten Beschreibung der beiden Ausführungsformen hervor, die in den anliegenden Zeichnungen beispielhaft, jedoch das Hauptgedanke der Erfindung nicht einschränkend, erläutert werden.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schaubildliche Darstellung im Querschnitt einer ersten Ausführungsform der Pumpe;

Fig. 2 eine sprengbildliche Darstellung von Rotor und Laufrad der Pumpe in Fig. 1;

Fig. 3 eine schaubildliche Darstellung im Querschnitt einer zweiten Ausführungsform der Pumpe.

Bezugnehmend auf den o.g. Fig. 1-2, nach einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kreiselpumpe besteht diese aus einem schachteiförmigen Gehäuse - in diesem Fall im wesentlichen quaderförmig und durch Pressen von Kunststoff erzeugt - dessen Hauptteil mit 10 bezeichnet ist und eine erste Kammer (11)aufweist, die den Motorständer eines Dauermagnet-Synchronmotors beinhaltet, dessen Polschuhe in Fig. 1 mit 12 bezeichnet sind.

Aus der Zeichnung geht nicht hervor, daß der Ständer zweckmäßig in Harz eingelassen ist.

Das Hauptteil (10) des schachteiförmigen Gehäuses bildet mittels eines Hohlschaftes (13) eine zweite Kammer (14), die von der ersten Kammer (11) abgedichtet ist und den Rotor des Motors beinhaltet, der insgesamt mit 15 bezeichnet ist.

Letzterer besteht aus einem hohlzylindrischen Dauermagneten (16) , auf dem ein den Kern begrenzenden Kunststoffelement (17) aufgepreßt ist, der sich jeweils in zwei sich gegenüberliegenden Endflanschen (18 und 19) und weiter in zwei Axialzapfen (20 und 21) erstreckt. Am Rotor (15) ist ein in einem Spiralgehäuse

(23) angeordnetes Schaufelrad (22) axial angeschlossen, wobei das Spiralgehäuse praktisch aus einer Abdeckung

(24) besteht, die als weiteres Bestandteil des

schachteiförmigen Gehäuses mit dem Hauptteil (10) schnappend verbunden ist.

Die Verbindung zwischen Rotor (15) und Laufrad (22) kommt zustande, indem der Axialzapfen (21) in eine entsprechende Bohrung (25) des Laufrades (22) eingeführt wird.

Die kinetische Verbindung entsteht durch Mitnahme der vom Flansch (19) sich erstreckenden exzentrischen Ansätze (26) und der entsprechenden sich vom Laufrad (22) erstreckenden Ansätze, die aus der Zeichnung nicht hervorgehen.

Die in den Figuren gezeigte Pumpe weist einen Laufrad (22) mit radialen Schaufeln (27), die sich von einem an der Rotorseite (15) angeordneten scheibenförmigen Element (28) erstrecken.

Die Axialzapfen (20 und 21) sind an ihren Enden beweglich mit jeweils einem Gleitlager drehbar verbunden (29 und 30) , wobei der eine sich einstückig vom Boden des Hohlschaftes (13) und der zweite sich von der Abdeckung (24) erstreckt.

Das Gleitlager (30) ist sowohl radial als auch axial abgestützt, um die entsprechenden Schubkräfte aufzufangen.

Die Abdeckung (24) weist eine zur Rotorachse (15) koaxiale Einlassöffnung (31) auf, die durch Speichen

(32) unterbrochen ist, wobei letztere das Gleitlager (30) aufnehmen und mit dem Rest einstückig verbinden.
In dem schachteiförmigen Gehäuse (10) befinden sich zwei diametral gegenüberliegende Druckleitungen (33 und 34) , die ausgehend vom Umfangsbereich des Spiralgehäuses (23) parallel zur Achse axial verlaufen und in einen glockenförmigen Leitelement (35) münden, das ein weiteres Bestandteil des schachteiförmigen Gehäuse darstellt und dem Hauptteil (10) in einer zur Abdeckung (24) axial gegenüberliegende Stellung zugeordnet ist.

Das Leitelement (35) geht koaxial zum Rotor (15) in einer einzigen zylindrischen Leitung (36) über, die die Mündung einer Auslassöffnung (37) bildet und aus diesem Grund auf die Einlassöffnung (31) auf der Rotorachse (15) ausgerichtet ist.

Eine diametral angeordnete Zwischenlage (38) innerhalb der Leitung (36) lenkt die Ströme aus den Leitungen (33 und 34).

Das glockenförmige Leitelement (35) sitzt auf dem geharzten Teil, das den Ständer (12) umgibt, während das Harz die elektrische Isolierung und die hydraulische Abdichtung des Kreislaufes gewährleistet.
Hervorzuheben ist auch die Bohrung (39) am Boden des Schaftes (13), die den Innenraum des Leitelementes (35)

mit dem Innenraum des Hohlschaftes (13) verbindet, somit eine rasche Auffüllung der zweiten Kammer (14) gestattet bei gleichzeitiger Verbesserung der Inbetriebnahme der Pumpe, um eine unverzügliche optimale Schmierung des Zapfens (20) des Rotors (15) der über ausreichendes Spiel verfügt - zu erreichen.
Die Förderung der Flüssigkeit durch die Bohrung (39) wird über den Druckunterschied zwischen der zweiten Kammer (14) und dem Inneren des Leitelementes (35) gewährleistet.

Alternativ zu der Bohrung (39) können eine oder mehrere Übergänge zwischen Zapfen (20) und Lager (29) vorgesehen sein, indem z.B. ausreichend Spiel zwischen ihnen gelassen wird, oder indem die Innenfläche des Lagers (29) mit länglichen Ansätzen gestaltet wird, so daß ein oder mehrere Übergangsbereiche entstehen, durch welche die Flüssigkeit fließen kann (da die Koppelflächen von Zapfen (20) und Lager (29) in diesen Bereichen weit genug auseinander liegen).
Nach einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kreiselpumpe, nach vorstehend genannter Fig. 3, besteht diese aus einem schachtelförmigen Gehäuse - in diesem Fall im wesentlichen quaderförmig und durch Pressen von Kunststoff erzeugt - dessen Hauptteil mit 110

bezeichnet ist und eine erste den Motorständer eines Dauermagnet-Synchronmotors enthaltende Kammer (111) aufweist, dessen Polschuhe in Fig. 3 mit 112 bezeichnet sind.

Aus der Zeichnung geht nicht hervor, daß der Ständer entsprechend in Harz eingelassen ist.

Das Hauptteil (110) des schachteiförmigen Gehäuses bildet mittels eines Hohlschaftes (113) eine zweite Kammer (114) , die gegenüber der ersten Kammer (111) abgedichtet ist und den Rotor des Motors aufnimmt, der insgesamt mit 115 bezeichnet ist.

Letzterer besteht aus einem einzigen Stück Plastoferrit (116) mit zwei Axialzapfen (120 und 121) , das durch Pressen erzeugt wird.

Das Plastoferrit ist im wesentlichen eine Mischung aus einem Thermoplast, z.B. ABS, und einem Ferritpulvereinsatz.

Das Ganze wird nach dem Pressen magnetisiert.
Die Pressform kann sich während des Preßverfahrens auch innerhalb eines magnetischen Feldes befinden, damit die Ferritspäne ausgerichtet werden.

Am Rotor (15) ist ein Schaufelrad (122) in einem Spiralgehäuse (123) einstückig angebracht, das praktisch aus einer Abdeckung (124) besteht, die als

weiteres Bestandteil des schachteiförmigen Gehäuses mit dem Teil (110) schnappend verbunden ist.

Im Detail geht das Laufrad (122) vom Axialzapfen (121) aus und im Fall der in der Figur beschriebenen Pumpe verfügt es über Radialschaufeln (127) , die sich von einem scheibenförmigen, rotorseitig (115) angebrachten Element (128) erstrecken.

Die Axialzapfen (120 und 121) sind an ihren Enden drehbar mit jeweils einem Gleitlager verbunden (129 und

130) , wobei der eine sich vom Boden des Hohlschaftes

(113) und der zweite sich von der Abdeckung (124) einstückig erstreckt.

Das Gleitlager (130) ist sowohl radial als auch axial abgestützt, um die entsprechenden Schubkräfte aufzufangen.

Die Abdeckung (124) weist eine zur Rotorachse (115) koaxiale Einlassöffnung (131), die durch Speichen (132) unterbrochen ist, wobei letztere das Gleitlager (130) aufnehmen und mit dem Rest einstückig verbinden.

In dem schachteiförmigen Gehäuse (110) befinden sich zwei diametral gegenüberliegende Druckleitungen (133 und 134) , die ausgehend vom Umf angsbereich des Spiralgehäuses (123) axial verlaufen und in einem glockenförmigen Leitelement (135) münden, das ein weiteres Bestandteil des schachteiförmigen Gehäuses

darstellt und dem Hauptteil (110) in einer zur Abdeckung (124) axial gegenüberliegende Stellung zugeordnet ist.

Das Leitelement (135) geht koaxial zum Rotor (115) in einer einzigen zylindrischen Leitung (136) über, die die Mündung einer Auslassöffnung (137) bildet und aus diesem Grund auf die Einlassöffnung (131) auf der Rotorachse (115) ausgerichtet ist.

Eine diametral angeordnete Zwischenlage (138) innerhalb der Leitung (136) lenkt die Ströme aus den Leitungen (133 und 134).

Das glockenförmige Leitelement (135) sitzt auf dem geharzten Teil, das den Ständer (112) umgibt, während das Harz die elektrische Isolierung und die hydraulische Abdichtung des Kreislaufes gewährleistet.
Hervorzuheben ist auch die Bohrung (139) am Boden des Schaftes (113), die den Innenraum des Leitelementes (135) mit dem Inneren des Hohlschaftes (113) verbindet, somit eine rasche Auffüllung der zweiten Kammer (114) gestattet bei gleichzeitiger Verbesserung der Inbetriebnahme der Pumpe, um eine unverzügliche optimale Schmierung des Zapfens (120) des Rotors (115) - der über ausreichendes Spiel verfügt- zu erreichen.
Die Förderung der Flüssigkeit durch die Bohrung (139) wird über den Druckunterschied zwischen der zweiten

Kammer (114) und dem Inneren des Leitelementes (135) gewährleistet.

Alternativ zu der Bohrung (139) können eine oder mehrere Übergänge zwischen Zapfen (120) und Lager (129) vorgesehen sein, indem z.B. ausreichend Spiel zwischen ihnen gelassen wird, oder indem die Innenfläche des Lagers (129) mit länglichen Ansätzen gestaltet wird, so daß eine oder mehrere Übergangsbereiche entstehen, durch welche die Flüssigkeit fließen kann (da die Koppelflächen von Zapfen (120) und Lager (129) in diesen Bereichen weit genug auseinander liegen).
Aufgabe und Ziel der vorliegenden Erfindung wurden in der Praxis bestätigt.

Insgesamt erweist sich die Pumpe als besonders kompakt und Probeläufe haben gezeigt, daß ihre Leistungen äußerst interessant und mit denen von Pumpen der herkömmlichen Bauart vergleichbar sind.

Ferner weist die Pumpe keine nennenswerten Schwierigkeiten in der Herstellung auf und ist problemlos mit derzeit üblichen Vorrichtungen und Anlagen zu konstruieren.

Im Vergleich zu derzeit auf dem Markt erhältlichen Ausführungen, ist der Rotor in seiner Bauart sehr vereinfacht worden und kann im vorliegenden Fall

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einstückig mit dem Laufrad in einer einzigen Arbeitsphase hergestellt werden.

Das verwendete Plastoferrit besitzt gegenüber Ferrit, das bislang für Ringmagneten eingesetzt wurde, geringere magnetische Eigenschaften, doch das wird durch die größere Menge des magnetisierten Werkstoffes des neuen Rotors ausgeglichen.

In der Praxis können je nach Anforderung alle Werkstoffe und Abmessungen eingesetzt werden, sofern sie sich für das Einsatzgebiet eignen.

Claims

••15 Schutzansprüche

1. Kreiselpumpe mit einem schachteiförmigen Gehäuse,

bestehend aus einer ersten den Motorständer eines Dauermagnet-Synchronmotors enthaltenden Kammer, einer zweiten, von der ersten abgetrennten und den Rotor des Motors enthaltenden Kammer, einem mit genanntem Rotor verbundenes Laufrad, das in einem Spiralgehäuse untergebracht ist, wobei letzteres mit den auf dem genannten Gehäuse vorgesehene Eintritts- und Auslassöffnungen hydraulisch verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Einlass- und Auslassöffnungen auf die Achse des genannten Rotors ausgerichtet sind.

2. Kreiselpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die genannten Einlass- und Auslassöffnungen in bezug auf den genannten Rotor gegenüberliegend angeordnet sind.

3. Kreiselpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Auslassöffnung, in zur genannten Achse des genannten Rotors diametral gegenüberliegende Stellungen, über zwei in den genannten Körper eingeformten axiale Druckleitungen mit dem Innenraum des Spiralgehäuses verbunden ist.

4. Kreiselpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Auslassöffnung an der Mündung einer Leitung angeordnet ist, wo ein glockenförmiges Leitelement endet, in dem die genannten im Körper ausgebildeten Leitungen münden.

5. Kreiselpumpe nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte glockenförmige Leitelement eine Zwischenlage aufweist, in dem Bereich, wo die Ströme der beiden im Körper eingeformten genannten Leitungen zusammenfließen.

6. Kreiselpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dadurch, daß die genannte Einlassöffnung in dem das genannte Spiralgehäuse bildende Bauelement angeordnet ist.

7. Kreiselpumpe nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Rotor aus einem hohlzylindrischen Dauermagneten besteht, auf dem ein einen Kern bildenden Kunststoff element aufgepreßt ist, der sich in gegenüberliegenden Endflanschen erstreckt, von denen Axialzapfen ausgehen.

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8. Kreiselpumpe nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden genannten Enden der Axialzapfen des genannten Rotors jeweils drehbar mit den entsprechenden in dem schachteiförmigen Gehäuse angeordneten Gleitlager verbunden sind.

9. Kreiselpumpe nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß von den genannten Gleitlagern, das laufradseitige eine sowohl radiale als auch axiale Abstützung vorsieht, um die entsprechenden Schubkräfte aufzufangen.

10. Kreiselpumpe nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Laufrad Schaufeln besitzt, die sich von einen scheibenförmigen, rotorseitig angeordneten Element erstrecken.

11. Kreiselpumpe nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte glockenförmige Leitelement auf dem geharzten, den Ständer umgebenden Teil angeordnet ist, wobei das Harz die elektrische Isolierung und hydraulische

Abdichtung des Kreislaufes gewährleistet.

12. Kreiselpumpe nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Bohrung den Innenraum des Leitelementes mit dem der genannten zweiten Kammer verbindet, um eine rasche Füllung derselben und eine Umlaufschmierung der Zapfen des genannten Rotors zu ermöglichen.

13. Kreiselpumpe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere Übergänge, die zwischen den Innenraum des sich vom Boden des genannten Schaftes erstreckenden Gleitlagers und den entsprechenden Rotationszapfen des genannten Rotors gebildet sind, eine Verbindung zwischen dem Innenraum des Leitelementes und dem der genannten zweiten Kammer schaffen, um eine rasche Füllung derselben und die Umlaufschmierung der Zapfen des genannten Rotors zu ermöglichen.

14. Kreiselpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Rotor aus einem einzigen, durch Pressen erzeugten sowie axialen Rotationszapfen einschließenden Stück Plastoferrit besteht.

15. Kreiselpumpe nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Rotor einstückig mit dem genannten Laufrad geformt ist.

16. Kreiselpumpe nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Laufrad Schaufeln aufweist, die sich von einem scheibenförmigen, rotorseitig angeordneten Element erstrecken.