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Dokumentenidentifikation DE202007002321U1 02.08.2007
Titel Unterwasser-Pumpenantrieb zum Fördern und/oder Pumpen von Flüssigkeiten, insbesondere von Wasser-, bzw. von Teich- und/oder Aquariumwasser
Anmelder Jansen, Klaus, 50739 Köln, DE
Vertreter Hübsch & Weil Patent- und Rechtsanwaltskanzlei, 50678 Köln
DE-Aktenzeichen 202007002321
Date of advertisement in the Patentblatt (Patent Gazette) 02.08.2007
Registration date 28.06.2007
Application date from patent application 13.02.2007
IPC-Hauptklasse F04D 13/06(2006.01)A, F, I, 20070213, B, H, DE
IPC-Nebenklasse F04D 13/08(2006.01)A, L, I, 20070213, B, H, DE   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen Unterwasser-Pumpenantrieb zum Fördern und/oder Pumpen von Flüssigkeiten, insbesondere von Wasser, vzw. von Teich- und/oder Aquariumwasser, wobei ein für den Unterwasserbetrieb zumindest teilweise ausgebildetes Gehäuse vorgesehen ist, wobei der Pumpenantrieb motorisch antreibbar ausgebildet ist, nämlich ein Elektromotor vorgesehen ist.

Im Stand der Technik sind unterschiedlich ausgebildete Unterwasser-Pumpenantriebe zum Fördern und/oder Pumpen von Flüssigkeiten bekannt. Insbesondere im Bereich der Aquaristik werden zur Förderung von Teich- und/oder Aquariumwasser entsprechende eingangs genannte Pumpenantriebe eingesetzt. Derartige Pumpenantriebe werden zumeist elektrisch motorisch betrieben. An der Welle ist ein Pumpenrad vorgesehen, das im Förderbereich des Pumpenkopfes des Pumpenantriebes angeordnet ist, so dass das Pumpenrad mit Hilfe der Welle angetrieben und die Flüssigkeit vom Zulauf zum Ablauf des Pumpenkopfes gefördert werden kann.

Es sind nun Pumpenantriebe bekannt, bei denen die Welle zumindest teilweise in den Förderbereich ragt, wobei der Übergangsbereich vom Gehäuse des Pumpenantriebes zu dem Gehäuse des Pumpenkopfes am Umfang der Welle über entsprechende Dichtungselemente so abgedichtet ist, dass keine Flüssigkeit aus dem Förderbereich des Pumpenkopfes in das Gehäuse des Pumpenantriebes gelangen kann. Anders ausgedrückt, bei derartigen Pumpen befindet sich im Gehäuse des Pumpenantriebes keine Flüssigkeit. Allerdings ist die Anordnung und Wartung dieser Dichtungselemente entsprechend problematisch, da diese nach entsprechender Lebensdauer undicht werden können, was zu einer Einschränkung des Betriebs des jeweiligen Pumpenantriebes führen kann und den Wartungsaufwand erheblich vergrössert. Weiterhin hat die Praxis gezeigt, dass derartige Dichtungselemente auch undicht werden können und deren Undichtigkeit oft relativ spät entdeckt wird. Dieses kann dazu führen, dass Flüssigkeit, insbesondere auch in das Gehäuse des Pumpenantriebes gelangen kann, was zu einer entsprechenden Beschädigung führen kann, die die Lebensdauer derartiger Pumpenantriebe verkürzt bzw. zu großen Wartungskosten führt.

Es sind auch Pumpenantriebe bekannt, wo in einen Teilbereich des Gehäuses des Pumpenantriebes Flüssigkeit eindringen darf, nämlich in den Umgebungsbereich der Welle, die in den Förderbereich hineinragt und eben nicht gegenüber dem Förderbereich flüssigkeitsdicht abgedichtet ist. Dies hat zunächst den Vorteil, dass nun keine aufwendigen Dichtungen, die mit entsprechendem Kosten- und Wartungsaufwand verbunden sind, in diesem Umgebungsbereich angeordnet werden müssen. Es kann nun also aus dem Förderbereich die entsprechende Flüssigkeit teilweise in das Gehäuse des Pumpenantriebes fließen. Hierbei wird eine Art „Kammer" mit Flüssigkeit gefüllt, wo sich aber auch entsprechende Schwebfeststoffe stauen und festsetzen können. Dies hat daher den Nachteil, dass nun auch Schwebstoffe und/oder Feststoffe, die sich in der jeweiligen Flüssigkeit befinden mit in die Kammer eindringen können und sich hier festsetzen können, was den Betrieb des Pumpenantriebs entsprechend beeinträchtigen kann und wieder zu einem großen Wartungs- und Kostenaufwand führt. Derartige Pumpenantriebe sind daher noch nicht optimal ausgebildet.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Pumpenantrieb derart auszugestalten und weiterzubilden, dass die eingangs genannten Nachteile vermieden sind, insbesondere der Wartungsaufwand und die damit verbundenen Kosten für einen derartigen Pumpenantrieb entscheidend verringert sind, insbesondere aber auch ein kostensparendes Konzept für einen Unterwasser-Pumpenantrieb realisiert ist.

Die zuvor aufgezeigte Aufgabe ist nun dadurch gelöst, dass der Elektromotor als bürstenloser Elektromotor ausgeführt ist. Dadurch, dass nun der Elektromotor als bürstenloser Elektromotor ausgeführt bzw. ausgebildet ist, können entscheidende Vorteile verwirklicht werden. Einerseits kann das Gehäuse des Unterwasser-Pumpenantriebes in vorteilhafter Art und Weise ausgestaltet werden, was im folgenden noch näher erläutert wird, insbesondere sind aber die Energiekosten stark verringert, so dass ein kostensparendes Konzept, insbesondere ein kostensparendes Antriebskonzept für den erfindungsgemäßen Unterwasser-Pumpenantrieb realisiert ist. Dadurch, dass der Elektromotor als bürstenloser Elektromotor ausgeführt ist, kann der Pumpenantrieb auch in weiterer vorteilhafter Art und Weise ausgebildet und ausgestaltet werden, was hier kurz ausgeführt werden darf. Insbesondere ist nun ein äußerer Gehäusebereich gegenüber einem inneren Gehäusebereich des Gehäuses flüssigkeitsdicht abgedichtet. Dadurch, dass das Gehäuse nun so ausgebildet ist, dass der äußere Gehäusebereich gegenüber dem inneren Gehäusebereich flüssigkeitsdicht abgedichtet ist, werden keine Dichtungselemente – wie bisher im Stand der Technik notwendig – mehr benötigt. Dies spart einerseits Kosten, andererseits verringert dies den Wartungsaufwand.

Dadurch, dass nun weiterhin gleichzeitig ein Zuströmen wie auch ein Abströmen von Flüssigkeit in den zwischen dem Rotor und dem Stator vorgesehenen Teilbereich des Elektromotors ermöglicht ist, kann nun die Flüssigkeit einerseits in diesen Bereich Ein- sowie auch Ausströmen, was zur Folge hat, dass es hier nicht zu einem „Stau" kommt, wie bei den im Stand der Technik bekannten Pumpenantrieben. Folglich können auch mittransportierte Schweb- und/oder Feststoffe sich in diesem Teilbereich nicht mehr festsetzen, denn dieser Teilbereich wird nun durchströmt, so dass derartige Schweb- und/oder Feststoffe mit der Strömung mitgerissen werden und ein Abströmen, also ein Wegtransport dieser Fest- und/oder Schwebstoffe somit erfolgen kann. Bei dem erfindungsgemäßen Pumpenantrieb sind daher weder separate kostenintensive zusätzliche Dichtungselemente erforderlich, noch kommt es zu einem Zusetzen der entsprechenden Bereiche zwischen Rotor und Stator. Insbesondere weist nun der als Unterwasserpumpe/Tauchpumpe ausgebildete Pumpenantrieb einen Mehr-Phasigen-bürstenlosen Gleichstrommotor auf, vzw. nämlich einen Drei-Phasen-bürstenlosen Gleichstrommotor. Bei einer derartigen Ausführung ist der Elektromotor drehzahlgeregelt, insbesondere auch sensorlos regelbar. Folglich sind der Wartungsaufwand und die damit verbundenen Kosten für einen derartigen erfindungsgemäßen Unterwasser-Pumpenantrieb erheblich minimiert, d. h. ein derartiger Unterwasser-Pumpenantrieb ist besonders vorteilhaft ausgebildet.

Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten den erfindungsgemäßen Unterwasser-Pumpenantrieb in vorteilhafter Art und Weise auszugestalten und weiterzubilden. Hierfür darf zunächst auf die dem Schutzanspruch 1 nachgeordneten Schutzansprüche sowie auf die nachfolgende Zeichnung und die dazugehörende Beschreibung verwiesen werden. In der Zeichnung zeigt:

1 einen Unterwasser-Pumpenantrieb in schematischer Darstellung von der Seite mit Pumpenkopf und Halterung,

2 den in 1 dargestellten Unterwasser-Pumpenantrieb in schematischer perspektivischer Darstellung,

3 den in 1 und 2 dargestellten schematischen Unterwasser-Pumpenantrieb in einer anderen perspektivischen Darstellung ohne Sichtschutzelement,

4 den Unterwasser-Pumpenantrieb in einer schematischen Darstellung von oben, und

5 den Unterwasser-Pumpenantrieb in schematischer Darstellung im Schnitt entlang der Linie A-A aus 4.

Die 1 bis 5 zeigen einen Unterwasser-Pumpenantrieb 1, im folgenden zur Vereinfachung zumeist „Pumpenantrieb" genannt, und einen Pumpenkopf 2 in schematischer, teilweiser geschnittener Darstellung. Hierbei bilden Pumpenantrieb 1 und Pumpenkopf 2 eine entsprechende verwendbare Pumpe P zum Fördern von Flüssigkeiten, insbesondere von Wasser.

Der in den 1 bis 5 dargestellte Pumpenantrieb 1 wird zum Fördern und/oder zum Pumpen von Flüssigkeiten, insbesondere von Wasser, vzw. von Teich- und/oder Aquariumwasser verwendet. Der Pumpenantrieb 1 kann also für Flüssigkeiten und/oder Wasserarten verwendet werden, in denen insbesondere Fest- und/oder Schwebstoffe sowie Schmutzpartikel vorhanden sind. Hierbei wird der Pumpenantrieb 1 vzw. unter Wasser angeordnet, insbesondere in einem Teich oder in einem Aquarium.

Der Pumpenantrieb 1 weist ein Gehäuse 3 auf und ist motorisch antreibbar ausgebildet, weist nämlich einen Elektromotor auf. Hierzu ist im Gehäuse 3 ein bewegbarer Rotor 4 und ein Stator 5 vorgesehen. Zwischen dem Rotor 4 und dem Stator 5 ist nun ein Teilbereich 6 vorgesehen, der mit dem Förderbereich 7 strömungsverbunden ist. Bevor nun auf die Einzelheiten näher eingegangen wird, darf allgemein vorab folgendes erläutert werden:

Die 1 bis 5 zeigen in schematischer Darstellung eine Pumpe P, die im wesentlichen aus dem Pumpenantrieb 1 und dem Pumpenkopf 2 besteht. Wie die 5 gut erkennbar zeigt, weist der Pumpenkopf 2 ebenfalls ein separates Gehäuse 8 auf, das mit dem Gehäuse 3 des Pumpenantriebes 1 entsprechend verschraubbar bzw. an dem Gehäuse 3 anordenbar ist.

Die eingangs genannten Nachteile sind nun zunächst dadurch vermieden, dass der Elektromotor als bürstenloser Elektromotor ausgebildet ist. Das Gehäuse 3 des Pumpenantriebs 1 ist nun derart ausgebildet und/oder ausgeführt ist, so dass in einem inneren Gehäusebereich 3a der Rotor 4 und in einem äußeren Gehäusebereich 3b der Stator 5 angeordnet ist, wobei der äußere Gehäusebereich 3b gegenüber dem inneren Gehäusebereich 3a flüssigkeitsdicht, insbesondere wasserdicht ausgebildet bzw. ausgeführt ist. Wie insbesondere die 5 zeigt ist nun der innere Gehäusebereich 3a gegenüber dem äußeren Gehäusebereich 3b entsprechend flüssigkeitsdicht/wasserdicht ausgebildet, insbesondere durch den Verlauf/die Ausbildung einer inneren Gehäusewandung 3c. Anders ausgedrückt, Flüssigkeit kann nicht in den äußeren Gehäusebereich 3b eindringen. Korrosionsschäden werden vermieden, insbesondere wird ein derartiger Pumpenantrieb dann als Tauchpumpe/Unterwasserpumpe verwendet, kann selbstverständlich aber auch als Pumpenantrieb für andere Zwecke eingesetzt werden. Insbesondere ist nun der äußere Gehäusebereich 3b mit Vergussmasse ausgegossen, wobei insbesondere damit der Stator 5 eingekapselt ist. Ein Eindringen von Flüssigkeit, insbesondere Wasser in diesem Bereich ist daher vollständig vermieden.

Vom Pumpenantrieb 1 erstreckt sich eine in den Förderbereich 7 erstreckende Welle 9, vzw. hier die Rotorwelle 9a. Die Welle 9 ist im wesentlichen innerhalb des Gehäuses 3 gelagert, worauf später noch näher eingegangen wird. Das vordere – in der 5 dargestellte linke Ende – der Welle 9 erstreckt sich bis in den Förderbereich 7 hinein, wobei der Förderbereich 7 hier durch das Gehäuse 8 des Pumpenkopfes 2 entsprechend begrenzt wird. Auf diesem Ende der Welle 9 ist ein nur teilweise durch Konturen dargestelltes und gestrichelt gezeichnetes – angedeutetes – Pumpenrad 10, hier ein Flügelrad 10a, angeordnet. Weiterhin weist der Pumpenkopf 2 einen Flüssigkeitszulauf 11 (Ansaugstutzen) und einen Flüssigkeitsablauf 12 (Auslass) auf so wie dies in den 1 bis 5, insbesondere in der teilweise geschnittenen Darstellung der 5, gut erkennbar ist.

Der Aufbau des Gehäuses 3 des Pumpenantriebes 1 darf nun ausführlicher erläutert werden:

Das Gehäuse 3 des Pumpenantriebes 1 ist nun derart ausgebildet und/oder ausgeführt, so dass ein innerer Gehäusebereich 3a und ein äußerer Gehäusebereich 3b vorgesehen ist. Wie insbesondere der Aufbau in 5 schematisch zeigt, weist das Gehäuse 3 insbesondere eine innere Gehäusewandung 3c auf die den inneren Gehäusebereich 3a entsprechend begrenzt. Im äußeren Gehäusebereich 3b ist nun vzw. der Stator 5 und im inneren Gehäusebereich 3a der Rotor 4 und/oder die Welle 9, insbesondere die Rotorwelle 9a angeordnet. Der äussere Gehäusebereich 3b wird durch die äussere Gehäusewandung 3d gegenüber der Außenumgebung begrenzt.

Wie die 5 gut zeigt, sind zur Lagerung der Welle 9 hier zwei Lager 13 und 14 vorgesehen, die die entsprechenden „Endbereiche" der Welle 9 entsprechend drehbar lagern. Im mittleren Bereich der Welle 9 ist nun der Rotor 4 vorgesehen. Es ist auch denkbar, dass der Rotor 4 und die Welle 9 als integrale Bestandteile ausgebildet sind, was hier aber nicht dargestellt ist. Es ist aber gut ersichtlich, dass die Welle 9, der Rotor 4 und die Lager 13 und 14 im inneren Gehäusebereich 3a angeordnet sind und der Stator 5 im äußeren Gehäusebereich 3b vorgesehen ist. Zwischen dem Rotor 4 und dem Stator 5 ist nun im inneren Gehäusebereich 3a ein Teilbereich 6 vorgesehen, der von der jeweiligen Flüssigkeit in eine bestimmte Richtung durchströmbar ausgebildet ist. Dies darf nun ausführlicher erläutert werden:

Der Pumpenantrieb 1 ist derart ausgebildet und/oder ausgeführt, so dass einerseits ein Zuströmen und andererseits aber auch ein Abströmen von Flüssigkeit in den zwischen dem Rotor 4 und dem Stator 5 vorgesehen Teilbereich 6 ermöglicht ist. Dadurch, dass der Pumpenantrieb 1 nun so ausgebildet ist, dass es zu einer Strömung, nämlich zu einer Durchströmung dieses Teilbereiches 6 kommt, können sich insbesondere keine Fest- und/oder Schwebstoffe sowie auch keine Schmutzpartikel in diesem Teilbereich 6 ablagern, was die eingangs genannten Nachteile vermeidet und entsprechende Vorteile mit sich bringt.

Vorzugsweise weist der Rotor 4 an seinem Umfang mindestens einen Magneten 15, vzw. mehrere Permanentmagnete auf, wobei, wie aus der 5 ersichtlich, der Teilbereich 6, der im wesentlichen das frei gebliebene Innere des inneren Gehäusebereiches 3a bildet, nun einen entsprechenden Bereich aufweist, der als „Spaltrohr 6a" bezeichenbar ist, aber einen ringförmigen Spalt darstellt. Das Spaltrohr 6a, das ebenfalls von Flüssigkeit durchströmt wird, wird durch die inneren Gehäusewandung 3c und durch den Außenumfang des Rotors 4, so wie aus der 5 ersichtlich, entsprechend begrenzt.

Damit nun der Teilbereich 6 durchströmt werden kann ist zunächst zwischen dem Förderbereich 7 und dem in den Förderbereich 7 hineinragenden Ende der Welle 9 ein Flüssigkeits-Durchlassbereich 16 ausgebildet.

Wie aus der 5 ersichtlich ist der Flüssigkeits-Durchlassbereich 16 insbesondere entlang des Umfanges des hier dargestellten Lagers 13 ausgebildet, was auf unterschiedliche konstruktive Art und Weise realisiert sein kann, nämlich bspw. kann der das Lager 13 haltende, hier nicht näher bezeichnete Bereich entsprechende Durchtrittsöffnungen aufweisen oder auch entsprechende Durchtrittsspaltöffnungen, je nach Anwendungsfall.

Damit nun weiterhin ein Durchströmen des Teilbereiches 6, insbesondere des Spaltrohres 6a ermöglicht ist, ist nun ein Spülkanal 17a und/oder ein Spülrohr 17b vorgesehen, so dass der Förderbereich 7 mit dem zwischen dem Rotor 4 und dem Stator 5 liegenden Teilbereich 6 bzw. mit dem Spaltrohr 6a entsprechend strömungsverbunden ist, so wie in der 5 entsprechend dargestellt. Die entsprechende Strömungsverbindung wird hier also teilweise durch den Spülkanal 17a und durch das separat vorgesehe Spülrohr 17b gebildet. Hierbei ist der Spülkanal 17a im wesentlichen in der unteren, vzw. verdickten äusseren Gehäusewandung 3d des Gehäuses 3 des Pumpenantriebes 1 ausgebildet. Das Spülrohr 17b ist als separates Bauteil vorgesehen und abdichtend mit der inneren Gehäusewandung 3c – in der 5 rechts dargestellt – verbunden. Denkbar sind auch andere Ausführungsbeispiele für den Spülkanal 17a bzw. das Spülrohr 17b. Bspw. ist auch denkbar, dass nur Spülkanäle oder auch nur Spülrohre vorgesehen sind, abhängig vom jeweiligen Anwendungsfall.

Vorzugsweise ist nun der Spülkanal 17a bzw. das Spülrohr 17b so vorgesehen bzw. angeordnet, dass das dem Förderbereich 7 abgewandte Ende der Welle 9 mit dem Förderbereich 7 strömungstechnisch verbunden ist, so wie in der 5 deutlich dargestellt. Wie sich bereits aus der Darstellung der Strömungsverbindungen aus der 5 entnehmen lässt, wird also eine Durchspülung/Umspülung des Teilbereiches 6, insbesondere des Spaltrohres 6a erzielt.

Der Flüssigkeits-Durchlassbereich 16 und die Durchlassöffnung 18 zum Spülkanal 17a bzw. Spülrohr 17b sind nun im Bereich des Förderbereiches 7 bzw. relativ zum Pumpenrad 10 derart angeordnet und/oder ausgebildet, so dass eine bestimmte Strömungsrichtung, insbesondere ein Strömungskreislauf und/oder ein entsprechender Differenzdruck realisiert ist. Die Strömungsrichtung der Flüssigkeitsströmung ist insbesondere auch abhängig von der Drehrichtung des Pumpenrades 10. Entscheidend ist, dass eine bestimmte Strömungsrichtung hier entsprechend realisiert ist, insbesondere ein Strömungskreislauf der Flüssigkeit durch den Teilbreich 6/das Spaltrohr 6a realisiert ist, so dass Fest- und/oder Schwebstoffe, die in den Teilbereich 6, insbesondere in das Spaltrohr 6a eingedrungen sind auch wieder durch die Strömung heraustransportiert werden können.

An dem hinteren Ende des Gehäuses 3 kann ein Sichtschutzelement (Abschlusselement) vorgesehen sein, so dass das hintere Ende des Pumpenantriebes 1 entsprechend verschließbar ist. Auch eine am Gehäuse 3 ausgebildete Halterung 19 kann vorgesehen sein.

Der Pumpenantrieb ist aber nun als Unterwasser-Pumpenantrieb ausgebildet. Hierzu ist zunächst der äußere Gehäusebereich 3b mit einer Vergussmasse ausgegossen und damit verkapselt ausgebildet. Der in 5 erkennbare Stator 5 ist also entsprechend „eingegossen" worden. Insbesondere sind daher Korrosionsschäden vermieden. Das Gehäuse 3 ist nun so aufgebaut, dass die äußere Gehäusewandung 3d und/oder ein hier nicht näher gezeigtes Abschlusselement, sowie die Ausbildung der inneren Gehäusewandung 3c den äußeren Gehäusebereich 3b gegen das Eindringen von Flüssigkeit sowohl von außen, als auch vom inneren Gehäusebereich 3a entsprechend abdichtet und zwar vzw. ohne dass separate aufwendige Dichtungselemente vorgesehen werden müssen. Dies bedeutet, dass der Stator 5 gut geschützt, insbesondere in einer Vergussmasse eingegossen ist.

Der bürstenlose Elektromotor des Pumpenantriebes 1 ist nun so ausgebildet, dass die Rotor-Stator-Einheit, die elektrisch betreibbar ist, vzw. als Gleichstrommotor ausgebildet ist, insbesondere als Mehr-Phasiger-bürstenloser vzw. aber als Drei-Phasen-bürstenloser-Gleichstrommotor ausgebildet ist. Vorzugsweise ist der so gebildete Motor drehzahl-geregelt ausgeführt und derart sensorlos regelbar, dass insbesondere die Ansteuerung beider Drehrichtungen des Pumpenrades 10 realisierbar ist. Insbesondere ist der Motor hier dann als DC- oder AC-Motor ausgebildet, abhängig vom jeweiligen Anwendungsfall.

Eine aus dem der Pumpenantrieb 1 mit einem Pumpenkopf 2 gebildete Unterwasserpumpe weist also vzw. einen sensorlos kommmutierten 3-phasigen-bürstenlosen Elektromotor auf, der vzw. Drehzahlen von 0 bis 6000 Umdrehungen/Minute, oder mehr verwirklichen kann. Aufgrund der Ausbildung dieser Motoreinheit kann ein hoher Wirkungsgrad von > 75% erzielt werden. Insbesondere das Spaltrohr 6a sollte eine Breite von mindestens 0,1 mm bis 1,0 mm, vzw. eine Breite von > 0,8 mm aufweisen.

Die Ausbildung eines derartigen Pumpenantriebes 1 mit einem drei-phasigen-bürstenlosen Elektromotor als Unterwasserpumpe führt zu weit höheren Energieeinsparungen als bisher im Stand der Technik üblich, was mit grossen Vorteilen verbunden ist, weil insbesondere derartige Unterwasser-Pumpenantriebe 1 in der Aquaristik und/oder Teichwirtschaft besonders gut eingesetzt werden können.

Wie bereits oben ausführlich geschildert kommt es aufgrund der Umspülung/Durchspülung des Teilbereiches 6 auch zu einer im Pumpenantrieb 1 integrierten Lager- und Motorzwangsspülung, insbesondere aufgrund des separat vorgesehen Spülkanals 17a bzw. Spülrohres 17b. Durch die Anordnung des entsprechenden Flüssigkeits-Durchlassbereiches 16 bzw. der Durchlassöffnung 18 relativ zum Pumpenrad 10 und/oder entsprechend – relativ zueinander – innerhalb des Förderbereiches 7 kann eine erhöhte Spülleistung und auch ein hoher Differenzdruck erzielt werden, dies ist abhängig vom jeweiligen Anwendungsfall.

Vorzugsweise ist das komplette Gehäuse 3 als Spritzgussteil ausgebildet. Es sind also hier keine weiteren Einlegeteile oder separat auszubildende Spaltrohre erforderlich. Vorzugsweise ist der Rotor 4 titangekapselt ausgebildet und weist Hochleistungsmagneten (NdFeB oder CoSm) auf. Es sind aber auch „eisenlose" Ausführungen denkbar.

Die oben beschriebene Ausführung des Pumpenantriebes 1 führt zu einer vzw. sehr gut ausgebildeten „seewasserbeständigkeit", wobei dieser Antrieb auch als Unterwasserpumpe vzw. bis 5 Meter Wassertiefe verwendet wird. Auch eine „trockene Aufstellung" ist denkbar. Aufgrund der Ausbildung des Gehäuses 3 ist der Pumpenantrieb 1 auch sehr geräuscharm ausgebildet. Ein derartiger Pumpenantrieb 1 erfüllt die Anforderungen gemäss der DIN IP 68.

Vorzugsweise sind beide Drehrichtungen der Welle 9 entsprechend ansteuerbar, so dass auch die Strömungsrichtung durch den Teilbereich 6 entsprechend steuerbar ist. Die Lager 13 und 14 sind vzw. aus Siliziumcarbid (Sinterkeramik) hergestellt, aber auch andere Lagertypen sind denkbar.

Insbesondere durch den separaten Pumpenkopf 2 ist der Pumpenantrieb 1 durchaus adaptierbar für verschiedene Pumpentypen bspw. für Radial- und Axialpumpen vzw. aber auch Impellerpumpen oder dergleichen, je nach Anwendungsfall.

Die Steuerungselektronik für einen derartigen Pumpenantrieb 1 ist vzw. sensorlos, nämlich als sensorlose Kommmutierungselektronik ausgebildet. Entsprechende Steuerungssensoren und/oder Elektronik können vorgesehen werden (Weitbereichseingang 90 bis 250 V AC). Auch eine busfähige Steuerelektronik mit Diagnoseinterfaces sind denkbar, was wiederum vom jeweiligen Anwendungsfall abhängig ist.

Entscheidend ist, dass mit dem erfindungsgemäßen Pumpenantrieb 1 die eingangs genannten Nachteile vermieden und entsprechende Vorteile erzielt sind.

1
Unterwasser-Pumpenantrieb
2
Pumpenkopf
3
Gehäuse
3a
innerer Gehäusebereich
3b
äußerer Gehäusebereich
3c
innere Gehäusewandung
3d
äußere Gehäusewandung
4
Rotor
5
Stator
6
Teilbereich
6a
Spaltrohr
7
Förderbereich
8
Gehäuse
9
Welle
9a
Rotorwelle
10
Pumpenrad
10a
Flügelrad
11
Flüssigkeitszulauf
12
Flüssigkeitsablauf
13
Lager
14
Lager
15
Magnete
16
Flüssigkeits-Durchlassbereich
17a
Spülkanal
17b
Spülrohr
18
Durchlassöffnung
19
Halterung
P
Pumpe


Anspruch[de]
Unterwasser-Pumpenantrieb (1) zum Fördern und/oder Pumpen von Flüssigkeiten, insbesondere von Wasser, vzw. von Teich- und/oder Aqariumwasser, wobei ein für den Unterwasserbetrieb zumindest teilweise ausgebildetes Gehäuse (3) vorgesehen ist, wobei der Pumpenantrieb (1) motorisch antreibbar ausgebildet ist, nämlich ein Elektromotor vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor als bürstenloser Elektromotor ausgeführt ist. Pumpenantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gehäuse (3) ein bewegbarer Rotor (4) und ein Stator (5) angeordnet sind und dass zumindest ein zwischen dem Rotor (4) und dem Stator (5) vorgesehener Teilbereich (6) mit dem Förderbereich (7) strömungsverbunden ist. Pumpenantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (3) derart ausgebildet und/oder ausgeführt ist, so dass in einem inneren Gehäusebereich (3a) der Rotor (4) und in einem äußeren Gehäusebereich (3b) der Stator (5) angeordnet ist, wobei der äußere Gehäusebereich (3b) gegenüber dem inneren Gehäusebereich (3b)flüssigkeitsdicht, insbesondere wasserdicht ausgebildet ist. Pumpenantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpenantrieb (1) derart ausgebildet und/oder ausgeführt ist, so dass einerseits ein Zuströmen und andererseits ein Abströmen von Flüssigkeit in den im wesentlichen zwischen dem Rotor (4) und dem Stator (5) vorgesehenen Teilbereich (6) ermöglicht ist. Pumpenantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der äussere Gehäusebereich (3b) mit Vergussmasse ausgegossen und damit der Stator (5) eingekapselt ist. Pumpenantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor, nämlich die Rotor-Stator-Einheit als Gleichstrommotor ausgebildet ist. Pumpenantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor als Mehr-Phasiger-bürstenloser-Gleichstrommotor ausgebildet ist. Pumpenantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor als mindestens Drei-Phasiger-bürstenloser Elektromotor ausgebildet ist. Pumpenantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor drehzahlgeregelt ausgeführt ist. Pumpenantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor sensorlos regelbar ist, insbesondere die Ansteuerung beider Drehrichtungen ermöglicht ist. Pumpenantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor mit einem Hochleistungsmagneten ausgerüstet ist. Pumpenantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor bzw. die Rotor-Stator-Einheit als AC- oder DC-Motor ausgebildet ist. Pumpenantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine sich in einen Förderbereich (7) erstreckende Welle (9), vzw. eine Rotorwelle (9a), vorgesehen ist, die im wesentlichen innerhalb des Gehäuses (3) gelagert ist. Pumpenantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Welle (9) ein Pumpenrad (10) direkt oder indirekt anordenbar ist. Pumpenantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Förderbereich (7) durch einen an dem vorderen Ende des Gehäuses (3) anordenbaren Pumpenkopf (2) begrenzt ist. Pumpenantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpenkopf (2) einen Flüssigkeitszulauf (11) und einen Flüssigkeitsablauf (12) aufweist. Pumpenantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im inneren Gehäusebereich (3a) die Welle (9) angeordnet ist und/oder die Welle (9) als integraler Bestandteil des Rotors (4), nämlich als Rotorwelle (9a) ausgebildet ist. Pumpenantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zwischen dem Rotor (4) und dem Stator (5) vorgesehene, im inneren Gehäusebereich (3a) liegende Teilbereich (6) von der jeweiligen Flüssigkeit in eine bestimmte Richtung durchströmbar ist. Pumpenantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (4) an seinem Umfang mindestens einen Magneten (15), insbesondere einen Permanentmagneten, aufweist und ein zwischen einer inneren Gehäusewandung (3c) und dem Aussenumfang des Rotors (4) vorgesehenes Spaltrohr (6a) mit der jeweiligen Flüssigkeit durchströmbar ist. Pumpenantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Förderbereich (7) und dem in den Förderbereich (7) hineinragenden Ende der Welle (9) ein Flüssigkeits-Durchlassbereich (16) ausgebildet ist. Pumpenantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Spülkanal (17a) ausgebildet und/oder ein Spülrohr (17b) vorgesehen ist, so dass der Förderbereich (7) mit dem zwischen dem Rotor (4) und dem Stator (5) liegenden Teilbereich (6) strömungsverbunden ist. Pumpenantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spülkanal (17a) und/oder das Spülrohr (17b) das dem Förderbereich (7) abgewandte Ende der Welle (9) mit dem Förderbereich (7) strömungstechnisch verbindet. Pumpenantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeits-Durchlassbereich (16) und die Durchlassöffnung (18) zum Spülkanal (17a) und/oder Spülrohr (17b) im Bereich des Förderbereiches (7) bzw. relativ zum Pumpenrad (10) derart angeordnet und/oder ausgebildet sind, so dass eine bestimmte Strömungsrichtung, insbesondere ein Strömungskreislauf und/oder ein entsprechender Differenzdruck realisiert ist. Pumpenantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das hintere Ende des Gehäuses (3) mit einem Sichtschutzelement bzw. Abschlusselement verschliessbar ist.






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