DE4023756C1 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Motorpumpenaggregat, das den Rotor eines Spaltrohrmotors und das Laufrad einer Pumpe auf einer gemein­ samen Welle aufweist, die zwischen dem Motor und der Pumpe in einem ersten, vom Fördermedium geschmierten Gleitlager und an ihrem der Pumpe abgekehrten Ende in einem zweiten Lager gehaltert hat.

Motorpumpenaggregate dieser Art sind z. B. millionenfach als Heizungsumwälzpumpen in Heizungsanlagen installiert und bei­ spielsweise in den DE-Offenlegungsschriften 20 32 898, 21 00 345 und 38 03 774 beschrieben. Da Heizungswälzpumpen, die einen hohen Entwicklungsstand erreicht haben, in außer­ ordentlich großen Stückzahlen auf automatischen Linien ge­ fertigt werden, können sie sehr billig hergestellt werden. Weiterhin sind ihre Laufgeräusche sehr gering. Da aber die beiden Lager der gemeinsamen Welle der Umwälzpumpe durch einen abgezweigten Anteil des Fördermediums geschmiert und gekühlt werden, muß die gemeinsame Welle im Betrieb der Pumpe eine Horizontallage aufweisen, um einen Trockenlauf und da­ durch eine Beschädigung des hinteren Lagers zu vermeiden. Ein Betrieb dieser Umwälzpumpe bei schräger oder senkrech­ ter Wellenlage ist daher nicht möglich.

Andererseits sind Motorpumpenaggregate bekannt, bei denen die Pumpeneinheit von einem Elektromotor angetrieben wird, der außen am Pumpengehäuse abgedichtet befestigt ist und daher mit der Förderflüssigkeit keinerlei Berührung hat. Derartige Aggregate werden z. B. als Gartenpumpen, Teichbelüftungs­ pumpen, Kühlmittelpumpen sowie in der Hauswasserversorgung eingesetzt. Zur Kellerentwässerung verwendet man Tauchpumpen, deren Rotorraum trocken oder mit einer besonderen Flüssig­ keit gefüllt ist und deren Motoren durch den außen am Stator­ gehäuse vorbeigeführten Förderstrom gekühlt werden.

Diese Aggregate werden gegenüber Heizungsumwälzpumpen in klei­ neren Stückzahlen hergestellt und sind daher preislich teurer, was insbesondere für private Zwecke als besonders nachteilig empfunden wird, da hier die jährliche Betriebszeit der Aggre­ gate relativ gering ist. Auch entwickeln sie lautere Betriebs­ geräusche, die oft als lästig empfunden werden. Sie haben je­ doch den Vorteil, daß die Motor-Pumpen-Welle lageunabhängig betrieben werden kann, also auch eine senkrechte Stellung einnehmen kann.

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, ein Motorpum­ penaggregat der einleitend angeführten Art so zu verbessern, daß es unter weitgehender Verwendung herkömmlicher und kosten­ günstig herstellbarer Bauteile auch für einfachere Anwendungs­ zwecke bei sicherer Funktion universell einsetzbar ist.

Die Lösung dieser Aufgabe geht von dem einleitend angeführten Motorpumpenaggregat aus und kennzeichnet sich weiter dadurch, daß das zweite Lager gegenüber dem im Rotorraum des Spalt­ rohrmotors befindlichen Anteil des Fördermediums mittels einer Abschirmung abgedichtet ist.

Ein solches Motorpumpenaggregat, das - abgesehen von der Funk­ tion als Heizungsumwälzpumpe - im häuslichen bzw. privaten und im industriellen Bereich eingesetzt werden kann, wo gegenüber den Bedingungen in einer Heizungsanlage nicht so hohe Anfor­ derungen herrschen, ist im Verhältnis zu den vorher genannten trockenlaufenden Motorpumpenaggregaten wesentlich billiger herstellbar, weil zur Herstellung ihrer überwiegenden Bau­ teile die sehr kostengünstig herstellbaren Bauteile der Hei­ zungsumwälzpumpen verwendet werden können. Durch die einfache Konstruktion der Abschirmung des zweiten, also hinteren Lagers für die Welle kann das Aggregat auch in jeder Wellenlage be­ trieben werden, weil das hintere Lager nicht mehr durch einen Förderstromanteil gekühlt und geschmiert werden muß. Deshalb können für das hintere Lager außer Gleitlagern auch Wälz­ lager verwendet werden, insbesondere solche, die dauerge­ schmiert sind. Da die Umgebungstemperaturen im Betrieb des Aggregates im wesentlichen im Bereich der Raumtemperatur liegen, ist für das hintere Lager eine besondere Kühlung nicht erforderlich. Das erste, das heißt vordere Lager der gemeinsamen Welle wird ausreichend durch den Förderstroman­ teil gekühlt und geschmiert. Da ferner das mit dem erfin­ dungsgemäßen Aggregat geförderte Medium im Verhältnis zum Wasser einer Heizungsanlage erheblich geringe Temperaturen aufweist, in der Regel Raumtemperatur, ist auch die im Rotor­ raum wirkende Kühlung für den Stator des Elektromotors des Aggregates erheblich besser mit der Folge, daß der Elektro­ motor im Verhältnis höher belastet werden kann. Des weiteren ist auch bei diesem Aggregat ein geräuscharmer Betrieb ge­ währleistet. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß bei einem Defekt der Abschirmung des hinteren Lagers das vorge­ schlagene Motorpumpenaggregat nicht sofort außer Betrieb ge­ nommen werden muß, sondern für eine gewisse Zeit noch weiter benutzt werden kann. Da sich im Fall eines ungekapselten Wälzlagers die Betriebsgeräusche des Aggregates ändern wer­ den, ist hierdurch gleichzeitig auch das Vorliegen eines De­ fektes angezeigt.

Die einfache und sehr kostengünstig herstellbare Ausbildung der Abschirmung ist dadurch gegeben, daß die Abschirmung aus einem das zweite Lager innen tragenden, im wesentlichen hohl­ zylindrischen Bauteil, das außenseitig gegenüber dem Spaltrohr und/oder dem Gehäuse des Motors abgedichtet ist, und aus wellenseitigen Dichtungsmitteln besteht, die in dem Bauteil auf der dem Rotorraum zugekehrten Seite vor dem zweiten Lager vorgesehensind. In bevorzugter Weise stützt sich das hohlzy­ lindrische Bauteil rotorseitig im Innern des Spaltrohres radial ab und ist mit seinem übrigen Körperteil wenigstens teilweise im Motorgehäuse gelagert und befestigt. Die wel­ lenseitigen Dichtungsmittel bestehen vorzugsweise aus zwei hintereinander angeordneten, im Handel erhältlichen Dich­ tungsringen. Das zweite Lager ist vorzugsweise ein gekap­ seltes Wälzlager von der Art, die Radial- und Axialkräfte aufnimmt.

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in den anliegen­ den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Motorpumpenaggregat in axialer Schnittdarstellung,

Fig. 2 die Einzelheit X in Fig. 1.

Das gezeichnete Motorpumpenaggregat besteht aus einer Motor­ einheit 1 und aus einer Pumpeneinheit 2, wobei beide Einhei­ ten an ihrem Gehäuse miteinander bei 3 verschraubt sind. Die Motoreinheit 1 umfaßt eine herkömmlichen elektrischen Spalt­ rohrmotor 4, während die Pumpeneinheit 2 ein Pumpenlaufrad 5, vorzugsweise in Form eines Kreiselrades, aufweist. Der Motor 4 umfaßt einen Rotor 6, ein Spaltrohr 7, das den Rotor 6 um­ gibt, und einen außerhalb des Spaltrohres befindlichen Stator 8.

Das Pumpenlaufrad 5 und der Rotor 6 des Motors 4 sind in üb­ licher Weise auf einer gemeinsamen Welle 9 montiert, wofür ein vorderes Lager 10 und ein hinteres Lager 11 vorgesehen ist. Das vordere Lager 10 ist ein Gleitlager und wird durch einen Förderstromanteil gekühlt und geschmiert, der in üb­ licher Weise in den durch das Spaltrohr 7 gebildeten Rotor­ raum 12 gelangt.

Das hintere Lager 11 ist vorzugsweise ein Wälzlager, das er­ findungsgemäß gegenüber dem Rotorraum 12 vollständig abge­ dichtet ist, so daß dieses Lager nicht mit dem Förderstrom­ anteil in Berührung kommt, der in den Rotorraum 12 gelangt ist. Die vollständige Abschirmung für das Lager 11 ist all­ gemein mit 13 bezeichnet.

Nach Fig. 1 besteht die Abschirmung 13 aus einem das zwei­ te Lager 11 innen tragenden, im wesentlichen hohlzylindri­ schen Bauteil 14, das außenseitig gegenüber dem Spaltrohr 7 und/oder dem Gehäuse 15 der Motoreinheit 1 abgedichtet ist, z. B. durch einen flachen Dichtungsring 16, der am Spalt­ rohr 7 anliegt, und aus wellenseitigen Dichtungsmitteln 17, die in dem Bauteil 14 auf der dem Rotorraum 12 zugekehrten Seite vor dem zweiten Lager 11 vorgesehen sind. Die Dich­ tungsmittel 17 bestehen z. B. aus mehreren, hintereinander angeordneten Dichtungsringen, vorzugsweise aus sogenannten Simmerringen 18, die im Handel erhältlich sind. Anstelle der Simmerringe können auch andere Gleitringdichtungsmittel verwendet werden. In manchen Anwendungsfällen genügt auch ein einziger Dichtungsring. Um die Dichtungsmittel 17 in ihrer axialen Lage im eingebauten Zustand zu sichern, ist ein Sicherungsring 19 mit dem Bauteil 14 rotorseitig ver­ schraubt.

In dem in Fig. 1 gezeigten Fall weist das hohlzylindrische Bauteil 14 rotorseitig einen auswärts gerichteten Flansch 20 auf, der sich am Spaltrohr 7 abstützt und den flachen Dich­ tungsring 16 in axialer Richtung gegen den radialen Abschnitt des Spaltrohres 7 drückt. Das sich des weiteren am Gehäuse 15 abstützende Bauteil 14 ist mittels Schrauben 21 am Ge­ häuse 15 befestigt.

Das im Bauteil 14 gelagerte zweite bzw. hintere Lager 11 ist vorzugsweise von einem solchen Typ, der sowohl Radial- als auch Axialkräfte aufnehmen kann. Obwohl in bevorzugter Weise ein Wälzlager gewählt wird, kann auch für bestimmte Anwen­ dungszwecke, d. h. für solche, die geringere Anforderungen stellen, ein Gleitlager gewählt werden, dessen Schmierung derart sein sollte, daß ein Dauerbetrieb ohne Wartung des Lagers möglich ist.

Des weiteren ist das hohlzylindrische Bauteil 14 vorteil­ haft so ausgebildet, daß es hinter dem zweiten Lager 11 einen Raum 22 aufweist, der mit einer flüssigkeitsabwei­ senden Masse 23 gefüllt werden kann. Diese Masse kann z. B. aus einer Fettfüllung bestehen. Im Falle der Verwendung einer solchen Masse ist das zweite Lager 11 vorzugsweise ein gekapseltes Wälzlager. Alternativ ist es auch möglich, das jeweils gewählte Lager 11 auf jede andere Weise zu schützen. Die Verwendung der Masse 23 hat den Vorteil, daß im Defektfalle der Dichtungsmittel 17 die zu dem Lager 11 gelangende bzw. durch dieses hindurchtretende Förder­ stromflüssigkeit durch die Masse 23 zurückgehalten wird, wodurch durch diese Masse ein Druckausgleich in dem Raum 23 gegeben ist. Ein verschließbarer Eingabenippel 24 ist für die Einführung der Masse 23 in den Raum 22 vorgesehen.

Gemäß Fig. 2 ist die aus dem im wesentlichen hohlzylin­ drischen Bauteil 14 und den Dichtungsmitteln 17 bestehende Abschirmung 13 gegenüber derjenigen in Fig. 1 abgeändert. Die wesentliche Änderung besteht in der Ausführungsform des hinteren Abschnittes der gemeinsamen Welle 9. Der betref­ fende Bereich der Welle 9 weist einen im Durchmesser redu­ zierten Abschnitt 25 auf, an dem die Simmerringe 18 dich­ tend anliegen. Da der Wellendurchmesser des Abschnittes 25 gegenüber dem übrigen Durchmesser der Welle 9 erheblich ver­ ringert ist, ist auch die Umfangsgeschwindigkeit im reduzier­ ten Durchmesserbereich erheblich geringer mit der Folge, daß an den Simmerringen 18 eine erheblich geringere Reibungs­ wärme entsteht, wodurch die Lebensdauer der Simmerringe 18 bzw. eines äquivalenten Dichtungsmaterials erheblich gestei­ gert ist.

In praktischer Ausbildung des Wellenbereiches 25 ist gemäß Fig. 2 so vorgegangen, daß ein gesondertes Wellenbauteil 26 vorgesehen ist, das mit der übrigen Welle 9 axial fluchtend verschraubt ist. Das Wellenbauteil 26 ist gleichzeitig auch so ausgestaltet, daß es die Sitzfläche 27 für das zweite Lager 11 aufweist. Alternativ kann der Bereich 25 dadurch ausgebildet sein, daß der hintere Abschnitt der Welle 9 auf den gewünschten kleineren Durchmesser abgedreht ist. Das hintere Lager 11 kann dann auf einem Zwischenring sitzen, der wiederum auf dem kleineren Wellendurchmesser sitzt und axial gesichert ist. Diese Ausführungsform ist nicht gezeigt.

Auch in diesem Fall kann hinter dem Lager 11 innerhalb des Bauteils 14 der Raum 22 zur Aufnahme einer Füllmasse vorge­ sehen sein.

In weiterer abgeänderter Ausgestaltung der Abschirmung 13 ist der gemäß Fig. 2 radial einwärts vorspringende Flansch 20 des hohlzylindrischen Bauteils 14 mit einer inneren An­ lageschulter 28 versehen, die als Axialanlage für die Dich­ tungsmittel 17 dient. Eine axiale Sicherungseinlage 29 zwischen dem Flansch 20 und dem zweiten Lager 11 verhindert eine axiale Lageänderung der Dichtungsmittel 17 bzw. der Simmerringe 18.

Claims (9)

1. Motorpumpenaggregat, das den Rotor eines Spaltrohrmotors und das Laufrad einer Pumpe auf einer gemeinsamen Welle aufweist, die zwischen dem Motor und der Pumpe in einem ersten, vom Fördermedium geschmierten Gleitlager und an ihrem der Pumpe abgekehrten Ende in einem zweiten Lager gehaltert ist, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Lager (11) gegenüber dem im Rotorraum (12) des Spaltrohr­ motors (4) befindlichen Anteil des Fördermediums mittels einer Abschirmung (13) abgedichtet ist.

2. Motorpumpenaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Abschirmung (13) aus einem das zweite Lager (11) innen tragenden, im wesentlichen hohlzylindrischen Bauteil (14), das außenseitig gegenüber dem Spaltrohr (7) und/oder dem Gehäuse (15) des Motors (1) abgedichtet ist, und aus wellenseitigen Dichtungsmitteln (17) besteht, die in dem Bauteil (14) auf der dem Rotorraum (12) zugekehrten Seite vor dem zweiten Lager (11) vorgesehen sind.

3. Motorpumpenaggregat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß sich das hohlzylindrische Bauteil (14) rotor­ seitig im Inneren des Spaltrohres (7) radial abstützt und mit seinem übrigen Körperteil wenigstens teilweise im Mo­ torgehäuse (15) gelagert und befestigt ist.

4. Motorpumpenaggregat nach Anspruch 2 oder 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die wellenseitigen Dichtungsmittel (17) aus zwei hintereinander angeordneten Simmerringen (18) be­ stehen.

5. Motorpumpenaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß das zweite Lager (11) ein Radial- und Axialkräfte aufnehmendes Lager ist, vorzugsweise ein gekapseltes Wälzlager.

6. Motorpumpenaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die von der gemeinsamen Welle (9) durchdrungene Abschirmung (13) dichtend an einem im Durchmesser reduzierten Abschnitt (25) der gemeinsamen Welle (9) anliegt.

7. Motorpumpenaggregat nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß der im Durchmesser reduzierte Wellenabschnitt (25) an einem gesonderten Wellenbauteil (26) ausgebildet ist, das mit der übrigen Welle (9) axial fluchtend ver­ bunden ist und zusätzlich eine Sitzfläche (27) für das zweite Lager (11) aufweist.

8. Motorpumpenaggregat nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß der im Durchmesser reduzierte Wellenabschnitt (25) durch einen abgedrehten hinteren Abschnitt der Welle (9) gebildet ist.

9. Motorpumpenaggregat nach den Ansprüchen 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das hohlzylindrische Bauteil (14) hinter dem zweiten Lager (11) einen Raum (22) aufweist, der mit einer flüssigkeitsabweisenden Masse gefüllt ist.