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Dokumentenidentifikation DE19914579A1 16.11.2000
Titel Kreiselpumpenaggregat
Anmelder Grundfos A/S, Bjerringbro, DK
Erfinder Jensen, Niels Due, Bjerringbro, DK;
Schmidt, Jórgen, Hadsund, DK
Vertreter T. Wilcken und Kollegen, 23552 Lübeck
DE-Anmeldedatum 31.03.1999
DE-Aktenzeichen 19914579
Offenlegungstag 16.11.2000
Veröffentlichungstag im Patentblatt 16.11.2000
IPC-Hauptklasse F04D 13/06
IPC-Nebenklasse F04D 29/08   
Zusammenfassung Das Kreiselpumpenaggregat weist einen Spaltrohrmotor mit einem Spaltrohrtopf auf, der die Motorwicklung gegenüber dem Rotorraum abdichtet. Der Motor ist innerhalb eines Motorgehäuses angeordnet, an das sich axial ein Pumpengehäuse anschließt, in dem ein vom Motor angetriebenes Kreiselrad läuft. Im Bereich zwischen Spaltrohrtopf und Pumpengehäuse sind Dichtmittel vorgesehen. Zwischen Motorgehäuse und Pumpengehäuse ist ein Adapter angeordnet, wobei zwischen Adapter und Pumpengehäuse Dichtmittel sowie zwischen Spaltrohrtopf und Adapter Dichtmittel vorgesehen sind. Mit Hilfe dieses Adapters kann ein Motor, wie er von Heizungsumwälzpumpen her bekannt ist, mit einem umfangsmäßig deutlich größeren Pumpengehäuse und damit auch größeren Laufrand eingesetzt werden.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Kreiselpumpenaggregat mit den im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen.

Derartige Kreiselpumpenaggregate werden heutzutage typischerweise als Heizungsumwälzpumpen eingesetzt und in Großserie, d. h. beispielsweise in Stückzahlen von mehreren Zehntausend pro Tag gefertigt. Sie weisen einen Spaltrohrmotor auf, in dessen Spaltrohrtopf der die Antriebswelle tragende Rotor umläuft. Die Motorwicklung ist gegenüber dem flüssigkeitsgefüllten Rotorraum abgedichtet, wobei sich das Pumpengehäuse bei derartigen Heizungsumwälzpumpen meist bündig in axialer Fortsetzung an das Motorgehäuse anschließt.

In einigen Regionen dieser Erde, insbesondere dort, wo die zentrale Wasserversorgung nicht ständig einen ausreichend hohen Betriebsdruck aufweist, ist es üblich, Vorratsbehälter, beispielsweise auf dem Dach, zu installieren, wobei dann das Wasser von der zentralen Wasserversorgung bis zu einem vorbestimmten Füllstand in den Vorratsbehälter gefüllt wird und von dort bei Bedarf zur Wasserentnahmestelle in den darunter befindlichen Haushalten fließt. Hierdurch kann auch Wasser entnommen werden, wenn in der zentralen Versorgungsleitung der Förderdruck abfällt oder die Förderung ausfällt. Da der statische Druck aufgrund der Höhendifferenz zwischen Vorratsbehälter und Entnahmestelle meist nur sehr gering ist, ist es insbesondere dann, wenn elektrische oder gasbetriebene Durchlauferhitzer oder vergleichbare Geräte, die einen Mindestwasserdurchfluß erfordern, verwendet werden, erforderlich, eine sogenannte Boosterpumpe einzusetzen. Solche Pumpen, welche zur Druckerhöhung bei der Förderung aus dem Vorratsbehälter dienen, weisen typischerweise Druckerhöhungen von 0,6 bis 0,8 bar auf bei einem Förderstrom von 0,5 bis 1 m3 pro Stunde.

Konstruktions- und fertigungstechnisch ist es ohne Probleme möglich, entsprechende Pumpenaggregate bereitzustellen. Allerdings sind bei Neukonstruktionen und den derzeit nachgefragten Stückzahlen hohe Kosten zu erwarten, da diese Pumpen nur in kleinen oder mittleren Serien gebaut werden können.

Es sind Boosterpumpen bekannt, bei denen der Antriebsmotor als Trockenläufer ausgebildet ist und daher eine Wellenabdichtung im Bereich zwischen Pumpe und Motor vorzusehen ist. Die Wellenabdichtung ist als Gleitring- oder Lippendichtung gestaltet, die im Laufe der Zeit verschleißt und nach einer gewissen Zeit ausgetauscht werden muß. Hierzu muß das Pumpengehäuse entfernt werden, das heißt, das Aggregat demontiert werden. Darüber hinaus sind Trockenläuferantriebe vergleichsweise laut, was insbesondere im Hausbereich störend ist.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein solches, insbesondere als Boosterpumpe einsetzbares Kreiselpumpenaggregat so auszugestalten, daß es einerseits robust und wartungsarm und andererseits auch in kleiner oder mittlerer Serienfertigung kostengünstig herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Grundgedanke der vorliegenden Erfindung ist es, den Antriebsteil als Naßläufer auszubilden und den Spaltrohrmotor eines Kreiselpumpenaggregates, das üblicherweise als Heizungsumwälzpumpe eingesetzt und in Großserie hergestellt wird, zum Betrieb einer Boosterpumpe zu nutzen, da einerseits solche Antriebsaggregate aus der Großserienfertigung kostengünstig zur Verfügung stehen und andererseits aufgrund des flüssigkeitsgefüllten Rotorraumes praktisch wartungsfrei und sehr robust sind, was insbesondere für den vorerwähnten Einsatzzweck von Vorteil ist. Darüber hinaus hat der Naßlaufantrieb den Vorteil, daß er vergleichsweise gedämpft und somit geräuscharm läuft.

Will man einen solchen Naßlaufmotor einer Heizungsumwälzpumpe unverändert übernehmen, dann ergeben sich bei Wahl einer einstufigen Kreiselpumpe - eine mehrstufige Kreiselpumpe kommt auch hier aus Kostengründen nicht in Frage - spezifische Drehzahlen von 10/min oder weniger. Beim Einsatz der vorerwähnten Antriebseinheiten von Heizungsumwälzpumpen, die mit Nenndrehzahlen von 3000/min laufen, ergeben sich Laufräder mit einem Durchmesserverhältnis D2 zu D1 (D2 = Außendurchmesser, D1 = Innendurchmesser) von bis ca. 6. Hieraus ergeben sich Laufräder mit einen Außendurchmesser, der etwa dem Außendurchmesser des Motorgehäuses entspricht oder sogar größer ist. Dies hat zur Folge, daß auch das Pumpengehäuse, das bei Heizungsumwälzpumpen üblicherweise mit dem Motorgehäuse umfangseitig bündig abschließt, d. h. fluchtet, größer als bisher ist, zumindest dann, wenn das Pumpengehäuse im wesentlichen einstückig ausgestaltet sein soll, was schon aus Kostengründen zwingend erforderlich ist. Um ein Pumpengehäuse dieser Größe mit einem vergleichsweise kleinen Motorgehäuse sowie dem Spaltrohrtopf in geeigneter Weise zu verbinden, sieht die Erfindung einen Adapter vor, der einerseits über Dichtmittel mit dem Spaltrohrtopf und andererseits über Dichtmittel mit dem Pumpengehäuse verbunden ist und der zwischen Motorgehäuse und Pumpengehäuse angeordnet ist.

Ein solcher Adapter ist vorteilhaft als ringförmiges Gebilde ausgestaltet und weist eine Anlagefläche für das Pumpengehäuse sowie eine weitere Anlagefläche für den Spaltrohrtopf und das Motorgehäuse auf, so daß die Motorbaueinheit konstruktiv unverändert bleiben kann und das Pumpengehäuse konstruktiv einfach gestaltet, nämlich mit einem ringförmigen Anschlußteil ausgebildet sein kann.

Ein solcher Adapter kann kostengünstig als Blechformteil gebildet werden, indem zunächst ein flacher Blechring ausgestanzt wird, in den dann entsprechende Abstufungen eingeformt werden, so daß sich die vorerwähnten Anlageflächen sowie radiale Führungen hierzu ergeben.

Zweckmäßigerweise sind die Anlageflächen flanschartig ausgebildet, wobei ein Innenflansch zur Anlage des entsprechenden Gegenflansches des Spaltrohrtopfes sowie ein Außenflansch zur Anlage des Pumpengehäuses am Adapter vorgesehen ist.

Zweckmäßigerweise wird der Innenflansch so ausgebildet, daß mindestens ein radial nach innen gerichteter Vorsprung, z. B. in Form eines ringförmigen Ansatzes gebildet ist, der zugleich auch die Lagerplatte fixiert, die üblicherweise zwischen Rotorraum und Pumpenraum vorgesehen ist und das laufradseitige Wellenlager aufnimmt.

Die Verbindung zwischen Pumpengehäuse und Motorgehäuse erfolgt vorteilhaft über Zuganker, die an der Außenseite des Motorgehäuses geführt sind, so daß der Adapter zwischen Pumpen- und Motorgehäuse festgelegt ist. Über diese Zuganker kann auch die erforderliche Anpresskraft für die Dichtmittel zwischen Pumpengehäuse und Adapter sowie zwischen Adapter und dem Innenflansch des Spaltrohrtopfes aufgebracht werden.

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

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Kreiselpumpenaggregat,

Fig. 2 einen Längsschnitt anderer Orientierung und

Fig. 3 den Adapter in perspektivischer Darstellung schräg von oben.

Das anhand der Fig. 1 und 2 dargestellte Kreiselpumpenaggregat weist ein Motorgehäuse 1 sowie ein Pumpengehäuse 2 auf, die mittels eines Adapters 3 aneinander angeschlossen sind.

Das Motorgehäuse 1 nimmt einen Stator 4 auf, der nach innen und zum Adapter 3 hin durch einen Spaltrohrtopf 5 abgeschlossen ist. Der Spaltrohrtopf 5 ist aus Blech geformt und weist einen abgestuften Flansch 6 auf, der unter Eingliederung einer ringförmigen Flachdichtung 7 an einem Innenflansch 8 des Adapters 3 anliegt.

Innerhalb des Spaltrohrtopfes 5 läuft ein Rotor 9, dessen Welle 10 mittels zweier Lager 11 und 12 gelagert ist. Das hintere Lager 11 ist über einen Zwischenring 13 am Boden des Spaltrohrtopfes festgelegt. Das vordere Lager 12 ist mittels eines Halteringes 14 als Lagerplatte festgelegt, der ebenfalls aus Blech geformt und mit seinem äußeren Flansch zwischen der Flachdichtung 7 und einem Innenvorsprung 15 am Innenflansch 8 des Adapters 3 eingegliedert ist. Die Flachdichtung 7 wird in diesem Bereich durch den Flansch 6 des Spaltrohrtopfes 5 gestützt.

Das pumpenseitige Ende der Welle 10 ist fest mit einem Kreiselrad 16 verbunden, das innerhalb des Pumpengehäuses 2 umläuft, das, wie aus den Figuren entnehmbar, als Spiralgehäuse ausgebildet ist. Axial läuft das Kreiselrad 16 auf der der Welle 11 abgewandten Seite in einen Saugmund 17 aus, der in einen pumpengehäuseseitig radial abgehenden Saugstutzen 18 mündet. Ein ebenfalls radial abgehender Druckstutzen 19 ist in Fig. 1 erkennbar und bildet das Ende des spiralförmigen Gehäuses, fluchtend zum Außenumfang des Kreiselrades 16.

Das Pumpengehäuse 2 ist als Spritzgußteil aus Kunststoff ausgebildet und weist eine zum Motorgehäuse 1 hin gerichtete stirnseitige Anlagefläche 20 auf, die an ihrer Innenseite abgestuft zur Aufnahme eines O-Ringes 21 ausgebildet ist. Die stirnseitige Anlagefläche 20 ist zur Anlage eines Außenflansches 22 des Adapters 3 vorgesehen, wobei der O-Ring 21 zwischen der Abstufung in der Anlagefläche 20 des Pumpengehäuses 2 sowie dem Außenflansch 22 des Adapters 3 und einem Abschnitt eines zylindrischen Bereiches 23 des Adapters 3 aufgenommen ist, welcher den Außenflansch 22 mit dem Innenflansch 8 verbindet. Dieser zylindrische Bereich 23 zentriert den Adapter 3 innerhalb des Pumpengehäuses 2.

Das Motorgehäuse 1 weist über seinen Außenumfang verteilt insgesamt 4 radial Ansätze 24 auf, die mit einer Bohrung 25 versehen sind, welche mit einer entsprechenden Bohrung 26 (Fig. 3) im Adapter 3 sowie einer weiteren Bohrung 27 im Pumpengehäuse 2 fluchtet. Jede Bohrung 27 weist ein Innengewinde auf, das zur formschlüssigen Aufnahme eines Zugankers 28 in Form einer Schraube vorgesehen ist, dessen Kopf sich an einer entsprechenden Anlagefläche eines Ansatzes 24 abstützt (siehe Einzelheit in Fig. 2). Über die Ansätze 24 und die vier Schrauben 28 wird also nicht nur das Motorgehäuse 1 mit dem Pumpengehäuse 2 schraubverbunden, sondern gleichzeitig der Adapter 3 eingegliedert, welcher die beiden Gehäuse 1 und 2 zueinander abdichtet sowie den Flansch 6 des Spaltrohrtopfes 5 und den Haltering 14 mit seinem Außenflansch festlegt.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich, ist der Adapter 3 im Bereich seines Außenflansches dort ausgeformt, wo die Ansätze 24 im Motorgehäuse 1 vorgesehen sind, im übrigen jedoch kreisrund. Der Adapter 3 ist als Blechstanzformteil ausgebildet. Bezugszeichenliste 1 Motorgehäuse

2 Pumpengehäuse

3 Adapter

4 Stator

5 Spaltrohrtopf

6 Flansch von 5

7 Flachdichtung

8 Innenflansch des Adapters

9 Rotor

10 Welle

11 hinteres Lager

12 vorderes Lager

13 Zwischenring

14 Haltering

15 Innenvorsprung des Adapters

16 Kreiselrad

17 Saugmund

18 Saugstutzen

19 Druckstutzen

20 stirnseitige Anlagefläche des Pumpengehäuses

21 O-Ring

22 Außenflansch des Adapters

23 zylindrischer Bereich des Adapters 3

24 Ansätze des Motorgehäuses 1

25 Bohrungen im Ansatz

26 Bohrungen im Adapter

27 Bohrungen im Pumpengehäuse

28 Schrauben

D1 Innendurchmesser des Laufrades

D2 Außendurchmesser des Laufrades


Anspruch[de]
  1. 1. Kreiselpumpenaggregat mit einem Spaltrohrmotor mit einem Spaltrohrtopf (5), der die Motorwicklung (4) gegenüber dem Rotorraum abdichtet, mit einem Motorgehäuse (1) und einem sich axial daran anschließenden Pumpengehäuse (2), in dem ein vom Motor angetriebenes Kreiselrad (16) angeordnet ist, sowie mit Dichtmitteln im Bereich zwischen Spaltrohrtopf (5) und Pumpengehäuse (2), dadurch gekennzeichnet, daß ein Adapter (3) zwischen Motorgehäuse (1) und Pumpengehäuse (2) angeordnet ist und daß Dichtmittel (21 sowie 7) zwischen Adapter (3) und Pumpengehäuse (2) sowie zwischen Adapter (3) und Spaltrohrtopf (5) vorgesehen sind.
  2. 2. Kreiselpumpenaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Adapter (3) ringförmig ausgebildet ist und eine Anlagefläche für das Pumpengehäuse (2) sowie mindestens eine weitere Anlagefläche für den Spaltrohrtopf (5) und das Motorgehäuse (1) aufweist.
  3. 3. Kreiselpumpenaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Adapter (3) durch ein Blechformteil gebildet ist.
  4. 4. Kreiselpumpenaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Adapter (3) einen Außenflansch (22) aufweist, der die Anlagefläche für das Pumpengehäuse (2) bildet.
  5. 5. Kreiselpumpenaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Adapter (3) einen Innenflansch (8) aufweist, der eine Anlagefläche für den Spaltrohrtopf (5) bildet.
  6. 6. Kreiselpumpenaggregat, bei dem eine Lagerplatte zwischen Rotorraum und Pumpenraum vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß am Innenflansch (8) mindestens ein radial nach innen gerichteter Vorsprung (15) angeordnet ist, der die Lagerplatte (14) fixiert.
  7. 7. Kreiselpumpenaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Motorgehäuse (1) und Pumpengehäuse (2) über Zuganker (28) miteinander unter Einschluß des Adapters (3) befestigt sind.






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