DE9218449U1 - Tauchpumpenaggregat - Google Patents

Description

Anmelder: Grundfos a/s

Poul Due Jensens Vej 7-11
DK-8850 Bjerringbro

Tauchpumpenaggregat

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Die Erfindung betrifft ein Tauchpumpenaggregat mit einem Motor mit gekapseltem Stator und einer davon angetriebenen Kreiselpumpe, die in einem gemeinsamen aus Motor- und Pumpengehäuseteil bestehenden Aggregatgehäuse derart angeordnet sind, daß der Förderstrom durch einen den Stator umgebenden Ringraum zum Austrittsstutzens des Gehäuses geführt ist.

Pumpen dieser Art dienen zur Förderung reiner oder leicht verschmutzter Flüssigkeiten. Sie werden beispielsweise zum Abpumpen des Wassers aus Ringdrainagen von Häusern oder aus Kellern eingesetzt, wo sie meist fest installiert sind. Solche Pumpen werden auch Kellerentwässerungspumpen genannt. Der weit häufigere Einsatz solcher Pumpen liegt jedoch im mobilen Bereich, beispielsweise zum Entleeren von Gartenteichen, Schwimmbädern und dergleichen.

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Derartige Aggregate sind beispielhaft in DE 36 09 311 C2 und EP 0 328 075 Bl beschrieben. Der Aufbau dieser bekannten Tauchpumpenaggregate ist bereits einleitend gekennzeichnet worden. Darüber hinausgehend weisen sie in der Regel noch weitere gemeinsame Merkmale im Aufbau auf. So ist die Motorwelle, auf der auch das Pumpenlaufrad sitzt, durch eine Dichtung gegenüber dem Pumpengehäuse abgedichtet. Gelagert ist die Motorwelle in ölgeschmierten

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Lagern, wobei der Rotorraum meist luftgefüllt ist. Die Kühlung des Stators erfolgt ausschließlich an seiner Außenseite, und zwar durch den Förderstrom des Pumpenaggregats, der durch diesen den Stator umgebenden Ringraum zum Austrittsstutzen geführt ist.
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All den bekannten Tauchpumpenaggregaten gemeinsam ist ein konstruktiv vergleichsweise aufwendiger Aufbau. Insbesondere ist der Gehäuseaufbau kompliziert, da einerseits der vorerwähnte Ringraum zum Zwecke der Kühlung des Motors gebildet werden andererseits jedoch der Motor gegenüber diesem Ringraum und dem Pumpenraum abgedichtet sein muß.

Ausgehend von dem einleitend genannten Stand der Technik, wie er beispielhaft in DE 36 09 311 C2 beschrieben ist, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Tauchpumpenaggregat so auszubilden, daß der konstruktive Aufbau, insbesondere auch die Montage und Demontage vereinfacht wird. Weiterhin soll das Aggregat weitgehend automatisch montierbar sowie wartungsfreundlich sein.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Stator des Motors und ggf. vorhandene elektrische Einrichtungen des Motors metallisch gekapselt sind und mit dem Rotor und seiner Lagerung eine Motorbaueinheit bilden, daß die Motorbaueinheit innerhalb des Motorgehäuseteils formschlüssig unter Bildung des Ringraums zwischen Stator und Motorgehäuseteil eingegliedert ist, daß der Motorgehäuseteil an seiner der Pumpe abgewandten Stirnseite eine Ausnehmung aufweist, durch die die elektrischen Anschlußleitungen des Motors geführt sind, und daß die Ausnehmung durch die Motorbaueinheit dicht verschlossen ist.

Die erfindungsgemäße Lösung hat nicht nur den Vorteil des konstruktiv einfachen Aufbaus, sondern bietet gegenüber Aggregaten nach dem Stand der Technik auch den Vorteil, daß das gesamte Aggregat mit geringem Zeit- und Geräteaufwand montiert werden kann, und das auch automatisch. Insbesondere durch den Einsatz einer Motorbaueinheit, deren elektrische Anschlußleitungen gegenüber dem übrigen Aggregatgehäuse nicht mehr abzudichten sind, ergibt sich diese Vereinfachung. Die entsprechenden Vorteile ergeben sich natürlich auch im Falle eines Defekts. Etwaige Reparaturen am Tauchpumpenaggregat können sogar vom Laien durchgeführt werden, da zum einen die Demontage und Montage des Aggregats vergleichsweise einfach ist und zum anderen die Motorbaueinheit mit ihren Leitungsanschlüssen stets als Einheit verbleibt, so daß auch im Falle einer fehlerhaften Montage nicht die Gefahr besteht, daß versehentlieh Teile des Aggregats mit elektrischer Spannung beaufschlagt werden.

Ein weiterer Vorteil des Einsatzes einer Motorbaueinheit ist darin zu sehen, daß diese Motorbaueinheit, da konstruktiv weitgehend unabhängig vom übrigen Tauchpumpenaggregat, auch anderweitig eingesetzt werden kann, was in der Produktion zu höheren Stückzahlen und damit zu geringeren Stückpreisen führt.

Die erfindungsgemäße Lösung, das Tauchpumpenaggregat quasi um die Motorbaueinheit herum aufzubauen, hat weiterhin den Vorteil, daß die äußeren Aggregatgehäuseteile, insbesondere der Motor- und der Pumpengehäuseteil als einfache Spritzgußteile aus einem Polymerwerkstoff ausgebildet sein können. Gegenüber den bekannten Metallgehäusen hat dies die Vorteile des geringeren Gewichts und des günstigeren Herstellungspreises. Gegenüber den ebenfalls bekannten Tauchpumpenaggregaten mit Kunststoffgehäuse ergibt sich der Vorteil, daß im Falle einer Beschädigung des Gehäuses aufgrund der

metallischen Kapselung in Form der Motorbaueinheit die elektrische Sicherheit stets und in den meisten Fällen auch die Funktion gewährleistet bleibt.

Die erfindungsgemäße metallische Kapselung der Motorbaueinheit erlaubt es, das Aggregat auch in Explosionsschutzbereichen einzusetzen. In Bereichen, in denen besondere Anforderungen an den EpIosionsschutz gestellt werden, kann eine erhöhte Sicherheit des Aggregats dadurch erreicht werden, daß der Stator druckfest gekapselt wird.

Besonders vorteilhaft wird die Motorbaueinheit mittels eines etwa ringförmigen Bauteils innerhalb des Motorgehäuseteils festgelegt, das die Motorbaueinheit nach innen übergreift und somit formschlüssig innerhalb des Motorgehäuseteils festlegt und selbst am Motorgehäuseteil lösbar festgelegt ist. Die Befestigung dieses ringförmigen Bauteils am Motorgehäuseteil erfolgt zweckmäßigerweise mittels Gewindebolzen, so daß unabhängig von der Formschluß verbindung auch noch eine gewisse Spannkraft zwischen Motorgehäuseteil und Motorbaueinheit aufgebracht werden kann, welche beispielsweise den Dichtsitz an der anderen Seite zwischen Motorbaueinheit und Motorgehäuseteil im Bereich um die Ausnehmung herum unterstützt.

Zweckmäßigerweise wird auch der Pumpengehäuseteil formschlüssig und lösbar mit dem Motorgehäuseteil verbunden, wie dies in der Figurenbeschreibung anhand eines besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiels beschrieben ist.

Es kann beispielsweise eine Bajonettverbindung zwischen Motor- und Pumpengehäuseteil vorgesehen sein. Herstellungstechnisch besonders einfach, da von den Fertigungstoleranzen her unproblematisch ist eine Lösung, bei der das Motorgehäuseteil zumindest über Teile seines

Außenumfangs über das Pumpengehäuseteil heruntergezogen ist, wobei in diesem Bereich, in dem sich Pumpengehäuseteil und Motorgehäuseteil überlappen, eine Formschlußverbindung bestehend aus einem oder mehreren Vorsprüngen an einem der beiden Gehäuseteile, die in entsprechende Ausnehmungen am anderen Gehäuseteil eingreifen, besteht. Es ist dann möglich, die Festlegung des Pumpengehäuseteils am Motorgehäuseteils mit nur einem Gewindebolzen zu realisieren, was nicht nur hinsichtlich der Montage, sondern auch im Falle etwaiger Reparaturen Vorteile mit sich bringt.

Besonders vorteilhaft wird ein Spaltrohrmotor eingesetzt, wodurch eine doppelte Sicherheit des Motors gegenüber dem Fördermedium gegeben ist, zum einen durch die Wellendichtung und zum anderen durch das Spaltrohr. Zur besseren Wärmeableitung an den Förderstrom empfiehlt es sich, den Stator zu vergießen.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 ein Tauchpumpenaggregat im Teillängsschnitt, die

Schnittlinie I-I ist in Figur 2 dargestellt und

Figur 2 eine Draufsicht auf den Pumpengehäuseteil.

Das Tauchpumpenaggregat weist ein mehrteiliges Aggregatgehäuse 1 auf, das im wesentlichen aus einem Motorgehäuseteil 2 und einem Pumpengehäuseteil 3 besteht, die lösbar miteinander verbunden sind. An das Pumpengehäuseteil 3 schließt sich nach unten ein aufgesteckter Fuß 4 an, auf dem das Aggregat steht und durch dessen Ausnehmungen 5 die zu fördernde Flüssigkeit in das Aggregatgehäuse 1 eindringt.

Der Motorgehäuseteil 2 ist etwa topfförmig ausgebildet und weist an seinem Topfboden, der bei der Darstellung nach Figur 1 nahe der Oberseite des Aggregats angeordnet ist, eine kreisrunde, exzentrisch angeordnete Ausnehmung 6 auf. Diese Ausnehmung 6 ist im Randbereich mit gerundetem Querschnitt ausgebildet und mündet weiter innen in einem etwa rechteckigen Absatz 7, der zur Aufnahme eines Dichtrings in Form eines O-Rings 8 vorgesehen ist. In dem Boden des Motorgehäuseteils 2 ist neben der Ausnehmung 6 eine weitere Ausnehmung vorgesehen, die in Form eines den Boden überragenden Stutzens 9 ausgebildet ist. Dieser Stutzen 9 bildet den Austrittsstutzen des Aggregats, an den eine Förderleitung anschließbar ist.

Die vorbeschriebene Ausnehmung 6 wird, wie in Figur 1 dargestellt ist, durch das Gehäuse 10 einer Motorbaueinheit 11 abgeschlossen, das durch den O-Ring 8 dichtend und die Ausnehmung 6 abschliessend im Motorgehäuseteil 2 anliegt. Das Gehäuse 10 ist, wie in Figur 1 deutlich sichtbar, in seinem oberen" Randbereich ebenfalls gerundet ausgebildet, entsprechend der Rundung im Motorgehäuseteil 2.

Gehalten wird die Motorbaueinheit 11 innerhalb des Motorgehäuseteils 2 durch ein etwa ringförmiges Bauteil 12, das nach innen hin einen äußeren Flansch 13 der Motorbaueinheit 11 übergreift und nahe seinem Außenumfang an einer durch einen Absatz gebildeten Stirnwand nahe dem unteren Ende des Motorgehäuseteils 2 in diesem anliegt und über Gewindebolzen 14 mit diesem lösbar verbunden ist. Die Motorbaueinheit 11 wird also durch dieses ringförmige Bauteil 12 formschlüssig innerhalb des Motorgehäuseteils 2 festgelegt und gegenüber dem Boden dieses Gehäuseteils 2 derart verspannt, daß es dicht und fest innerhalb des Motorgehäuseteils 2 sitzt.

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Wie sich aus Figur 1 ergibt, ist die Motorbaueinheit 11 mit seitlichem Abstand innerhalb des Motorgehäuseteils 2 angeordnet, so daß ein Ringraum 15 gebildet ist, der nach oben mit dem Stutzen 9 und nach unten mit einer in dem ringförmigen Bauteil 12 seitlich angeordneten Öffnung 16 kommuniziert.

An den Motorgehäuseteil 2 schließt sich nach unten der Pumpengehäuseteil 3 fluchtend an. Auch der Pumpengehäuseteil 3 ist im wesentlichen topfförmig ausgebildet und zum Motorgehäuseteil 2 hin offen. Im Topfboden des Pumpengehäuseteils 3 ist eine kreisrunde exzentrisch angeordnete Öffnung 17 vorgesehen, die den Saugmund der Pumpe bildet. Der Pumpengehäuseteil 3 ist so ausgebildet, daß der Förderstrom durch den Saugmund 17 eintritt, in den Einfluß des darüberliegenden Pumpenlaufrads 18 gelangt, von diesem etwa radial nach außen gefördert wird, wo der Strom an einer Gehäusewandung in eine die Strömung nach oben umlenkende Kammer 19 gelangt, die nach oben hin offen ist und zur Öffnung 16 fluchtet. Auf diese Weise gelangt der Förderstrom durch die Öffnung 16 in den Ringraum 15 und schließlich zum Druckstutzen 9.

Der Motorgehäuseteil 2 überragt den Pumpengehäuseteil 3 an seiner Außenseite über etwa 1/3 des Umfangs. In diesem Bereich sind zwei Ausnehmungen 20 in dem den Pumpengehäuseteil 3 überragenden Bereich des Motorgehäuseteils 2 vorgesehen. In diese Ausnehmungen 20 greifen seitliche Vorsprünge 21 des Pumpengehäuseteils 3 formschlüssig ein. Etwa diametral gegenüberliegend ist der Pumpengehäuseteil 3 über einen (nicht dargestellten) durch die Bohrung 22 geführten Gewindebolzen mit dem Motorgehäuseteil 2 verbunden. Die Anordnung der Vorsprünge 21 sowie des Gewindebolzens ergibt sich deutlich aus Figur 2. Der Pumpengehäuseteil 3 ist also über diese drei Verbindungsstellen formschlüssig mit dem Motorgehäuseteil 2 unter Eingliederung eines Dichtrings in Form eines O-Rings 23

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verbunden. Der O-Ring 23 liegt noch innerhalb des Motorgehäuseteils 2, und zwar in der durch das ringförmige Bauteil 12 und den Außenmantel des Motorgehäuseteils 2 gebildeten Innenkante. Der Pumpengehäuseteil 3 fällt in diesem Bereich zurück, so daß er sich in der Außenkontur fluchtend an den Motorgehäuseteil 2 anschließt.

Die die Außenkontur des Aggregatsgehäuses 1 bestimmende Mantelwand des Pumpengehäuseteils 3 ist nach unten hin herausgezogen und dort mit einer Abstufung 24 versehen, die von dem Fuß 4 überragt wird und die von der Seitenwandung des Fusses 4 kraftschlüssig übergriffen wird.

Die Motorbaueinheit besteht im wesentlichen aus einem gekapselten Stator 25, einem Rotor 26, einer Rotorwelle 27, zwei Rotorlagern 28 und 29, einer Wellendichtung 30 sowie der hier nicht im einzelnen beschriebenen elektrischen und elektronischen Bauteile, die in Figur 1 beispielhaft mit 31 beziffert sind.

Der Motor ist zwar ein Naßlaufmotor, jedoch gegenüber dem Pumpenraum durch die Dichtung 30 hermetisch abgedichtet. Das bereits eingangs erwähnte Gehäuse 10 besteht aus kaltverformtem Blech und ist etwa topfförmig ausgebildet und an seinem pumpenseitigen Ende an dem Flansch 13 mit dem Spaltrohrtopf 32 des Motors verschweißt. Wie aus Figur 1 ersichtlich, ist mit dem zum Pumpenraum weisenden stirnseitigen Teil des Spaltrohrtopfes ein Zwischenflansch 33 verbunden, der ein ringförmiges Bauteil 34 hält, das seinerseits das Lager 29 abstützt und die Wellendichtung 30 aufnimmt. Weiterhin ist am Boden des Spaltrohrtopfes eine Aufnahme für das Lager 28 vorgesehen. Der Rotorraum ist flüssigkeitsgefüllt.
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Durch den Boden des Gehäuseteils 10 sind sämtliche Anschlußleitungen 35 dicht hindurchgeführt. Hierzu zählt auch die Anschlußleitung für den ggf. vorzusehenden Schwimmerschalter.

Im Betrieb gelangt das zu fördernde Medium durch die Ausnehmungen 5 in den Fuß 4, von. dort in den Saugmund 17, durch das Pumpenlaufrad 18 in die Kammer 19 und von dort in den Ringraum 15, wo es zur Kühlung seitlich an der Motorbaueinheit vorbeiströmt, um schließlich durch den Austrittsstutzen 9 das Aggregat zu verlassen.

Zur Behebung etwaiger Störungen wird zunächst der Fuß 4 vom Pumpengehäuseteil 3 getrennt, was aufgrund der Klemmverbindung unproblematisch ist. Sodann wird die durch die Bohrung 22 geführte Schraube gelöst, wonach der Pumpengehäuseteil 3 vom Motorgehäuseteil 2 entfernt werden kann. Das Pumpenlaufrad 18 sitzt axial frei beweglich auf der Welle 27, die in diesem Bereich mit einem entsprechenden Profil, z.B. Dreikantprofil versehen ist, so daß nach dem Entfernen des Pumpengehäuseteils 3 das Pumpenlaufrad 18 von der Welle 27 abgezogen werden kann. Beim Betrieb der Pumpe ist das Pumpenlaufrad 18 aufgrund der sich einstellenden Druckkräfte in Achsrichtung zum Saugmund hin kraftbeaufschlagt, so daß es am Dichtring 36 über dem Saugmund in der gewünschten Betriebsposition anliegt.

Ist eine etwaige Störung, beispielsweise durch Verstopfungen, Verschmutzungen und dergleichen nach dem Entfernen des Pumpengehäuseteils 3 und ggf. des Laufrades 18 noch nicht zu beheben, kann dann durch Entfernen der Gewindebolzen 14 das Aggregat vollständig zerlegt werden, so daß auch die innerhalb des Motorgehäuseteils 2 liegenden Strömungswege frei zugänglich sind. Ggf. können die Motorbaueinheit 11 oder das Gehäuse 1 komplett ausgetauscht werden. Die anschließende Montage des Aggregats erfolgt in umgekehr-

ter Reihenfolge und ist auch für den Laien aufgrund des einfachen Aufbaus des Aggregats durchführbar.

	Aggregatgehäuse	13	ringförmiges Bauteil	·· ·»· «· <
	Motorgehäuseteil	Bezugszeichenliste	Flansch
	Pumpengehäuseteil	30 -	Gewindebolzen	Wellendichtung
1 -	Fuß	31 -	Ringraum	elektronisches Bauteil
2 -	Ausnehmungen im	32 -	Öffnung	Spaltrohrtopf
3 -	Ausnehmung	33 -	Saugmund	Zwischenflansch
4 -	Absatz	Fuß 34 -	Pumpenlaufrad	ringförmiges Bauteil
5 -	O-Ring	35 -	Kammer	Anschlußleitung
6 -	Stutzen	36 -	Ausnehmung	Dichtring
7 -	Gehäuse		Vorsprung
8 -	Motorbaueinheit		Bohrung
9 -			O-Ring
10 -		Abstufung
11 -	Stator
12 -	Rotor
13 -	Welle
14 -	Lager
15 -	Lager
16 -
17 -
18 -
19 -
20 -
21 -
22 -
23 -
24 -
25 -
26 -
27 -
28 -
29 -

Claims (6)

Paternjainsprüche 10

1. Tauchpumpenaggregat mit einem Motor (25, 26) mit gekapseltem Stator (25) und einer davon angetriebenen Kreiselpumpe (3, 18), die in einem gemeinsamen aus Motor- und Pumpengehäuseteil (2, 3) bestehenden Aggregatgehäuse (1) derart angeordnet sind, daß der Förderstrom durch einen den Stator (25) umgebenden Ringraum (15) zum Austrittsstutzen (9) des Gehäuses (1) geführt ist, dadurch gekennzeichnet,

daß der Stator (25) und ggf. vorhandene elektrische Einrichtungen (31) des Motors (25, 26) metallisch gekapselt sind und mit dem Rotor (26) und seiner Lagerung (28, 29) eine Motorbaueinheit (11) bilden,

daß die Motorbaueinheit (11) innerhalb des Motorgehäuseteils

(2) formschlüssig unter Bildung des Ringraumes (15) zwischen Stator (25) und Motorgehäuseteil (2) eingegliedert ist,

daß der Motorgehäuseteil (2) an seiner der Pumpe (3, 18) abgewandten Stirnseite eine Ausnehmung (6) aufweist, durch die die elektrischen Anschlußleitungen (35) des Motors geführt sind und

daß die Ausnehmung (6) durch die Motorbaueinheit (11) dicht verschlossen ist.

2. Tauchpumpenaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorbaueinheit (11) mittels eines etwa ringförmigen Bauteils (12) innerhalb des Motorgehäuseteils (2) festgelegt ist, des nach innen die Motorbaueinheit (11) übergreift und am Motorgehäuseteil (2) lösbar festgelegt ist.

3. Tauchpumpenaggregat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpengehäuseteil (3) formschlüssig und lösbar mit dem Motorgehäuseteil (2) verbunden ist.

4. Tauchpumpenaggregat nach einem der vorhergehenden An-Sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Pumpengehäuseteil (3) vom Mortorgehäuseteil (2) teilweise überragt wird, daß in diesem Bereich ein seitlicher Vorsprung (21) des Pumpenghäuseteils (3) in eine entsprechende Ausnehmung (20) des Motorgehäuseteils (2) eingreift und daß etwa diametral gegenüberliegend eine Schraubverbindung (22) zwischen den beiden Gehäuseteilen (2, 3) vorgesehen ist.

5. Tauchpumpenaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (25, 26) ein Spaltrohrmotor ist.

6. Tauchpumpenaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator (25) innerhalb seiner Kapselung vergossen ist.