Die Erfindung betrifft eine Kreiselpumpe (100) mit einem
aus spritzgusstechnisch verarbeitbarem Kunststoffmaterial bestehenden, zumindest
zweiteiligen Pumpengehäuse (102), dessen erstes Gehäuseteil (103) mit
einem axial angeformten Saugstutzen (105) und einem in etwa tangential an einer
Umfangswandung (114) angeformten Druckstutzen (106) einstückig ist und einen
Dichtungsbereich (133) aufweist, über den es dicht mit einem zweiten, einen
Elektromotor (10) aufnehmenden Gehäuseteil (104) verbunden ist, wobei das Pumpengehäuse
(102) einen im wesentlichen zylindrischen fördermitteldurchströmbaren
Pumpenraum (109) einschliesst, dessen Innenkontur (120) spiralförmig ist, in
welchem ein vom Elektromotor (10) angetriebenes Pumpenlaufrad (59) drehbar angeordnet
ist und einem innerhalb des durch die beiden Gehäuseteile (103, 104) begrenzten
Pumpenraumes (109) angeordneten, mit einer Rundung (111) versehenen Sporn (112),
der aus spritzgusstechnisch verarbeitbarem Kunststoffmaterial besteht und nicht
mit dem ersten Gehäuseteil (103) einstückig ist, wobei der Sporn (112)
derart im Pumpenraum (109) angeordnet ist, dass er im Übergangsbereich (113)
zwischen dem Druckstutzen (106) und dem Pumpenraum (109) am ersten Gehäuseteil
(103) einen stetigen und stufenlosen Übergang von der den Pumpenraum (109)
begrenzenden Umfangswandung (114) über den Sporn (112) zum Druckstutzen (106)
bildet.
Bei einer bekannten Kreiselpumpe der gattungsgemässen
Art ist der Übergang zwischen der Pumpenkammer und dem Druckstutzen kantig
ausgebildet. Diese Kante verursacht Wirbel in der Strömung, die den Wirkungsgrad
der Pumpe erheblich herabsetzen. Ein kontinuierlicher, nicht kantiger Übergang
zwischen der Pumpenkammer und dem Druckstutzen, nachfolgend Sporn genannt, verringert
den Strömungswiderstand und erhöht den Wirkungsgrad. Um Formwerkzeuge
mit einer wirtschaftlichen Standzeit verwenden zu können, war bei der bekannten
Kreiselpumpe jedoch ein kantiger Übergang unvermeidbar. Dies ist darauf zurückzuführen,
dass der Winkel der Entformungsrichtungen zwischen dem ersten, an den Pumpeninnenraum
koaxial anschliessenden Saugstutzen und dem Druckstutzen zumindest in einer der
Raumachsen rechtwinklig ist. Um an dieser Stelle eine Rundung realisieren zu können,
muss einer dieser Werkzeugkerne zwangsläufig eine spitz zulaufende Zunge aufweisen.
Diese Form hat eine unzureichende Wärmeabfuhr zur Folge, wodurch das Werkzeug
an dieser Stelle schnell verschleisst und damit eine geringe Standzeit aufweist.
Eine wirtschaftliche Fertigung ist also nicht möglich.
Eine gattungsgemässe Kreiselpumpe ist aus der
DE-PS 100 03 644 C1
bekannt. Bei der bekannten Kreiselpumpe wurde das Standzeitproblem dadurch
gelöst, dass der Sporn, der eine laminare, wirkungsgradoptimierte Strömung
erlaubt, mit dem zweiten Gehäuseteil einstückig ausgebildet wird. Im zusammengebauten
Zustand ergibt sich dann die gewünschte optimale Form. Die hierfür erforderlichen
Spritzwerkzeuge weisen keine thermisch kritischen Geometrien mehr auf. Die Anordnung
des Sporns am zweiten Gehäuseteil kann sich aber nachteilig auswirken, wenn
die Kreiselpumpe für unterschiedliche Einsatzzwecke mit unterschiedlichen Anordnungen
des Druckstutzens verwendbar sein soll, da das zweite Gehäuseteil sowohl Pumpenbefestigungsmittel
als auch den Sporn enthält, der indirekt die Ausrichtung des Druckstutzens
bestimmt. In diesem Fall muss das zweite Gehäuseteil jeweils an den speziellen
Einsatzfall angepasst werden. Dies wirkt sich negativ auf die Wirtschaftlichkeit
und Produktivität aus.
Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Vorteile
der bekannten Kreiselpumpe beizubehalten und dennoch für verschiedene Einsatzorte
oder Einsatzzwecke mit unterschiedlichen Einbaubedingungen die gleiche Pumpe verwenden
zu können, wobei eine einfache Montage bei minimaler Teileanzahl angestrebt
wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst,
dass der Sporn (112) mit dem zweiten Gehäuseteil (104) nicht einstückig
ist, dass er mit dem Pumpengehäuse (102) fest verbunden ist, dass sich zwischen
Sporn und dem Pumpengehäuse kein zusätzliches Dichtungsmaterial befindet
und dass das erste Gehäuseteil (103) in Bezug auf das zweite Gehäuseteil
(104) in mehr als einer Position montierbar ist, so dass die Orientierung des Druckstutzens
(106) für unterschiedliche Einsatzzwecke unterschiedlich wählbar ist.
Das erste Gehäuseteil (103) mit dem Saug- und dem Druckstutzen können
durch die Trennung des Sporns vom zweiten Gehäuseteil (104) in jeder beliebigen
Winkellage zum zweiten Gehäuseteil befestigt werden. Da der Sporn auch vom
ersten Gehäuseteil getrennt ist, kann er mit optimierter Werkzeuggeometrie
mit hoher Produktivität hergestellt werden. Durch die feste Verbindung des
Sporns mit dem Pumpengehäuse ist ein hoher Wirkungsgrad erreichbar und Geräuschprobleme,
die durch Spiel zwischen Sporn und Pumpengehäuse entstehen könnten sind
ausgeschlossen. Teile- und Montageaufwand lässt sich einsparen, wenn zwischen
dem Sporn und dem Pumpengehäuse kein zusätzliches Dichtungsmaterial eingebracht
werden muss.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeiten der
Erfindung werden in den Unteransprüchen dargestellt. Eine der einfachsten Möglichkeiten
den Sporn im Pumpengehäuse zu befestigen besteht darin diesen formschlüssig
zu montieren, so dass die geometrische Form selbst das Verbindungsmittel darstellt.
Eine dieser formschlüssigen Verbindungen wird durch die Schwalbenschwanzform
hergestellt, indem diese mit einer komplementären Kontur kombiniert wird.
Besonders in einer Vormontagesituation kann es vorteilhaft
sein, wenn der Sporn in eine entsprechende Aufnahme des Gehäuses eingepresst
wird. Hierdurch kann der Sporn nicht durch falsche Handhabung wieder aus der montierten
Position herausfallen. Es handelt sich hier im Grunde um eine Kombination aus formschlüssiger
und kraftschlüssiger Verbindung.
Eine alternative Verbindungsform wird möglich, wenn
der Sporn (112) aus einem für Laserlicht transparentem Material und das erste
Gehäuseteil (103) aus einem dasselbe Laserlicht absorbierendem Material besteht
und der Sporn (112) mit dem ersten Gehäuseteil (103) verschweisst wird. Dieses
Verfahren eignet sich hier insbesondere daher, weil es vermieden werden muss eine
Schweissnaht innerhalb des Pumpenraums anzuordnen, weil Unregelmässigkeiten
beim Verbindungsprozess sich negativ auf den Pumpenwirkungsgrad auswirken könnten.
Beim Laserdurchstrahlschweissen hingegen befindet sich die Schweissnaht in einem
für das Pumpenmedium unerreichbaren Bereich.
Damit bei grossen Temperaturwechseln, die bei Kühlwasserpumpen
nicht selten sind, keine thermischen Spannungen oder Verformungen auftreten ist
auf einen zumindest annähernd gleichen Wärmedehnungskoeffizienten der
verwendeten Materialien von Sporn und Pumpengehäuse zu achten. Bevorzugt sollte
der Sporn daher aus dem gleichen Material wie das Pumpengehäuse selbst bestehen.
Die im Kennzeichen des Hauptanspruchs erwähnte Vermeidung
von Dichtungsmitteln zwischen dem Sporn und dem Pumpengehäuse wird dadurch
erleichtert, dass der Sporn (112) sich vollständig innerhalb des Pumpengehäuses
(102) erstreckt, so dass er kein Gehäuseteil bildet, somit ist auch jede Dichtung
überflüssig.
Auch für das Pumpengehäuse selbst und seiner
Montage sollte im optimalen Fall auf eine Dichtung verzichtet werden können.
Werden die zu verbindenden Pumpengehäuseteile aus dem gleichen Werkstoff hergestellt,
lassen sich diese auf relativ einfacher Weise miteinander verschweissen. Eine besonders
bevorzugte Schweisstechnologie ist das bereits erwähnte Laserdurchstrahlschweissen,
das ein für das Laserlicht transparentes Material und ein dasselbe Laserlicht
absorbierendes Material voraussetzt. Hierbei wird das Laserlicht durch das transparente
Material des einen Gehäuseteils hindurchgeführt und auf das absorbierende
Material des zweiten Gehäuseteils gelenkt. Durch die Absorption des Laserlichts
entsteht an der Grenzschicht zwischen den zu verbindenden Teilen Wärme. Durch
den hohen Wärmeleitwiderstand kann diese nicht schnell genug entweichen, so
dass schnell eine Temperatur erreicht wird, die für das Aufschmelzen des Kunststoffs
im Grenzbereich ausreicht. Dadurch wird eine innige Verbindung hergestellt. Die
Materialien der beiden Gehäuseteile können dabei im Grunde gleich sein,
wobei für die absorbierende Wirkung Additive hinzugefügt werden, die das
Material schwärzen. Hierzu eignet sich insbesondere Russ.
Das Laserdurchstrahlschweissen hat den Nachteil, dass die
Verbindung zweifarbig ist. Dies beeinträchtigt das optische Erscheinungsbild
bei offen einsehbaren Anwendungen.
Bei einer diesen Aspekt berücksichtigenden Weiterentwicklung
der Erfindung weist das erste Gehäuseteil (103) einen ersten Dichtungsbereich
(133), das zweite Gehäuseteil (104) einen zweiten Dichtungsbereich (144) und
einen dritten Dichtungsbereich (145) und das Motorgehäuse (44) einen vierten
Dichtungsbereich (444) auf. Weiter ist das zweite Gehäuseteil (104) einstückig
mit einem Spalttopf (116) und der zweite Dichtungsbereich (144) und der dritte Dichtungsbereich
(145) liegen so nahe beieinander, dass maximal 20% der sichtbaren Gesamtfläche
von Kreiselpumpe (100) und Elektromotor (10) vom zweiten Gehäuseteil (104)
eingenommen werden. Das heisst, die Grösse der Fläche, die das transparente
Material einnimmt und gegebenenfalls eine optische Einschränkung darstellt,
wird minimiert.
Es ist zweckmässig nur am zweiten Pumpenbefestigungsmittel
für die Befestigung der Kreiselpumpe (100) vorzusehen. Dadurch lässt sich
die Winkellage des ersten Gehäuseteils (103) in Bezug auf das zweite Gehäuseteil
(104) stufenlos wählbar. Nicht stufenlos aber für die meisten Anwendungen
ausreichend kann die Winkellage gewählt werden, wenn am ersten und am zweiten
Gehäuseteil (103, 104) Pumpenbefestigungsmittel vorgesehen sind, wobei diese
so ausgebildet sind, dass eine grosse Anzahl von Winkellagen zwischen dem ersten
und dem zweiten Gehäuseteil möglich sind.
Für einen optimalen Wirkungsgrad ist vorgesehen, die
Krümmung der Innenkontur des Sporns stetig von der Krümmung der Innenkontur
der Umfangswandung bis zur Krümmung der Innenkontur des Druckstutzens übergehen
zu lassen und die Innenkontur des Sporns als Bestandteil der spiralförmigen
Innenkontur der Umfangswandung auszubilden.
Die Umfangswandung der Pumpenkammer ist zylindrisch ausgebildet,
um im Spritzgiessverfahren ohne Hinterschnitt einfach hergestellt werden zu können.
Ihr dabei entstehender rechteckiger Querschnitt im Bereich des Druckstutzens geht
stetig und harmonisch in die kreisrunde Form des genannten Druckstutzens über.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
den Sporn im Bereich des Druckstutzens im Wesentlichen halbzylinderförmig und
auf der gegenüberliegenden Seite spitz auslaufend zu formen. Dadurch werden
Verwirbelungen weitgehend vermieden und damit der Wirkungsgrad erhöht.
Die spitz auslaufende Kontur genügt in vielen Fällen
den Festigkeitsanforderungen nicht. Daher ist vorgesehen, den Sporn im Bereich des
Druckstutzens halbzylinderförmig und auf der gegenüberliegenden Seite
bis zu einer, eine ausreichende Stabilität gewährleistenden Materialstärke
verjüngend zu formen.
Damit auch mit dieser Ausgestaltung keine Verwirbelungen
entstehen, ist vorgesehen, den Sporn zumindest teilweise in die Umfangswandung eintauchen
zu lassen. Dabei sollte auf verrundete Übergänge in der Umfangswandung
geachtet werden, damit keine Kerbwirkung entsteht, die bei hohem Druck ein Bersten
der Pumpenkammer zur Folge haben könnte.
Die Kontur des Sporns ist an ihrer Innenseite Bestandteil
eines Spiralkanals. Damit geht sie von der zylindrischen Wand des Spiralkanals stetig
in die etwa halbzylinderförmig ausgebildete Rundung über. Ihre Aussenkontur
liegt an der Wandung des Pumpenkopfes an, und der gesamte Sporn ist so gestaltet,
dass er sich möglichst harmonisch in die Wandung des Pumpenkopfes einfügt,
ohne deren Festigkeit zu beeinträchtigen.
Um das Pumpengehäuse wirtschaftlich fertigen zu können,
ist es erforderlich, dass der Sporn parallel zur Drehachse des Pumpenlaufrades keine
Hinterschneidung aufweist. Dadurch ist eine leichte Entformbarkeit des Pumpengehäuses
aus der Spritzgussform gewährleistet.
Ein Ausführungsbeispiel wird nachfolgend anhand der
Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
- Fig. 1 eine räumliche Darstellung des ersten Pumpengehäuseteils einer
bekannten Kreiselpumpe mit kantigem Sporn,
- Fig. 2 eine räumliche Darstellung des ersten Pumpengehäuseteils einer
ungünstig herzustellenden Kreiselpumpe mit einstückig ausgeführtem
runden Sporn,
- Fig. 3 eine räumliche Darstellung des zweiten Pumpengehäuseteils in
einer bekannten Ausbildung,
- Fig. 4 eine räumliche Darstellung des bekannten Pumpengehäuses mit
aufgeschnittenem erstem Gehäuseteil,
- Fig. 5 eine Explosionsdarstellung eines erfindungsgemässen Pumpengehäuses
mit Sporn,
- Fig. 6 eine Darstellung des Sporns im eingebauten Zustand,
- Fig. 7 eine Explosionsdarstellung eines Gehäuses der erfindungsgemässen
Kreiselpumpe und
- Fig. 8 eine Schnittansicht einer erfindungsgemässen Pumpe.
Fig. 1 zeigt das erste Gehäuseteil 103 einer bekannten
Kreiselpumpe, bestehend aus einem axial angeformten Saugstutzen 105, einem etwa
tangential angeformten Druckstutzen 106 und einem im Wesentlichen zylindrischen,
radial durch die Wandung 114 begrenzten spiralförmigen Pumpenraum 109. Der
Übergangsbereich 113 zwischen der Wandung 114 und dem Druckstutzen 106 wird
durch eine scharfe Kante 115 gebildet. Diese Kante 115 wirkt sich ungünstig
auf den Wirkungsgrad der Pumpe aus, da an dieser Stelle die laminare Strömung
empfindlich gestört wird und sich so der Strömungswiderstand wesentlich
erhöht.
Fig. 2 zeigt eine räumliche Darstellung einer fluidmechanisch
günstigeren Lösung für das erste Gehäuseteil 103, bestehend
aus einem axial angeformten Saugstutzen 105, einem Druckstutzen 106 und einem im
Wesentlichen zylindrischen, radial durch eine Umfangswandung 114 begrenzten spiralförmigen
Pumpenraum 109. Einen Übergangsbereich 113 zwischen der Umfangswandung 114
und dem Druckstutzen 106 bildet ein Sporn 112 mit einer runden Kontur 111. Als Bestandteil
eines Spiralkanals ist der Sporn 112 so geformt, dass seine Krümmung stetig
von der Umfangswandung 114 bis zu einer Innenkontur 120 des Druckstutzens 106 übergeht.
Aufgrund der durch die hier notwenige spitz zulaufende Zunge eines Werkzeugpositivs
hervorgerufenen geringeren Standzeiten eines Werkzeuges ist eine Herstellung dieses
Gehäuseteils 103 unwirtschaftlich. Der Sporn 112 ist im Übergangsbereich
zwischen der engsten und der breitesten Stelle des spiralförmigen Zwischenraums
zwischen einem Pumpenlaufrad 59 und der Innenkontur 120 der Umfangswandung 114 angeordnet.
Die Fig. 3 zeigt ein spritzgusstechnisch herstellbares
zweites Gehäuseteil 104 einer aus der
DE 100 03 644 C1
bekannten Kreiselpumpe 100, die wirkungsmässig der Kreiselpumpe 100
aus Fig. 2 gleicht. Das zweite Gehäuseteil 104 ist mit einem Sporn 112, der
eine Rundung 111 aufweist einstückig. Weiterhin weist das zweite Gehäuseteil
einen Dichtflansch 133 und einen Rotorraum 118 auf, wobei der Rotorraum 118 von
einem Spalttopf 116 begrenzt wird, das im Luftspalt zwischen einem Rotor und einem
Stator (nicht dargestellt) eines Elektromotors 10 angeordnet ist. Die gezeigte Lösung
ist sowohl bei Innenläufer- als auch bei Aussenläufermotoren anwendbar.
Fig. 4 stellt ein erstes Gehäuseteil 103 der bekannten
Kreiselpumpe 100 der Übersichtlichkeit halber im aufgeschnittenen Zustand dar.
Der mit dem zweiten Gehäuseteil 104 einstückige Sporn 112 ist in einem
Übergangsbereich 113 zwischen einer Umfangswandung 114 und einem Druckstutzen
106 angeordnet dargestellt; er schmiegt sich an die Innenseite der Umfangswandung
114 an. Das erste Gehäuseteil 103 und das zweite Gehäuseteil 104 weisen
Pumpenbefestigungsmittel 122 auf, die in Form von Befestigungsaugen ausgebildet
sind, die als Schraubendurchführungen dienen. Da der Sporn 112 mit dem zweiten
Gehäuseteil 104 einstückig ist kann das erste Gehäuseteil 103 in
Bezug auf das zweite Gehäuseteil 104 nur eine einzige Winkellage einnehmen,
obwohl vier Pumpenbefestigungsmittel gleichmässig am Umfang des Pumpengehäuses
verteilt sind.
Fig. 5 zeigt eine Explosionsdarstellung eines erfindungsgemässen
Pumpengehäuses 102, 103 mit Sporn 112. Der Sporn 112 weist eine Schwalbenschwanzkontur
150 auf, die mit einer komplementären Kontur 151 des Pumpengehäuses 102,
103, die sich achsparallel an einem zylindermantelförmigen Bereich des ersten
Gehäuseteils 103 erstreckt, formschlüssig in Eingriff ist (Fig. 6). Die
Schwalbenschwanzkontur 150 weist eine V-förmige Ausnehmung 152 auf, die einerseits
eine gewisse Elastizität der Schwalbenschwanzkontur 150 erlaubt und andererseits
die beim Spritzgussprozess immer zu vermeidende Materialanhäufung umgeht. In
axialer Richtung wird der Sporn 112 von einem ersten Pumpengehäuseteil 103
und von einem zweiten Pumpengehäuseteil 104 formschlüssig gehalten. Das
dargestellte erste Gehäuseteil 103 weist weiter einen ersten Flansch 130 und
einen ersten Ring 131 auf. Der erste Ring 131 weist an seiner Aussenseite einen
ersten Dichtungsbereich 133 auf, der mit einem zweiten Dichtungsbereich des hier
nicht dargestellten zweiten Gehäuseteils hermetisch dicht ausgebildet ist.
Weiter ist eine saugstutzenseitige Achsaufnahme 47 gezeigt, die über drei Stützen
mit dem ersten Gehäuseteil 103 verbunden ist.
Fig. 6 zeigt den Sporn im eingebauten Zustand im ersten
Gehäuseteil 103.
Fig. 7 zeigt eine Explosionsdarstellung des Gehäuses
der Kreiselpume 100 mit dem ersten Gehäuseteil 103, dem zweiten Gehäuseteil
104 und dem Motorgehäuseteil 44. Das erste Gehäuseteil 103 weist einen
Saugstutzen 105, einen Druckstutzen 106, einen ersten Flansch 130 und einen ersten
Ring 131, der an den ersten Flansch anschliesst und einen ersten Dichtungsbereich
133 aufweist. Das zweite Gehäuseteil 104 umfasst den Spalttopf 116, einen zweiten
Flansch 140 und einen zweiten Ring 141, der an seiner Innenseite einen zweiten Dichtungsbereich
144 und einen dritten Dichtungsbereich 145 aufweist. Ein Motorgehäuseteil 44
umfasst einen dritten Ring 441 und einen vierten Dichtungsbereich 444. Das Pumpengehäuse
und das Motorgehäuseteile werden mit Hilfe des Laserdurchstrahlschweissverfahrens
miteinander hermetisch dicht verschweisst.
Fig. 8 zeigt eine Schnittansicht durch eine erfindungsgemässe
Kreiselpumpe 100, mit einem Pumpengehäuse 102, bestehend aus einem ersten Gehäuseteil
103 und einem daran anschliessenden zweiten Gehäuseteil 104. Ein Motorgehäuseteil
44 begrenzt einen Trockenraum, der von einem Stator (40) eines elektronisch kommutierten
Gleichstrommotors und seiner Ansteuerelektronik ausgefüllt wird. Das Motorgehäuseteil
44 schliesst an das zweite Gehäuseteil 102 and. Das erste und das zweite Gehäuseteil
103, 104 begrenzen einen Nassraum 101 der Kreiselpumpe. Das zweite Gehäuseteil
104 ist einstückig mit einem Spalttopf 116 geformt, welcher den Nassraum 101
von einem Trockenraum 99.
Der Nassraum 101 enthält eine Achse 49, die zwischen
einer spalttopfseitigen Achsaufnahme 48 und einer saugstutzenseitigen Achsaufnahme
47 fest eingebaut ist. Eine Rändelung am Achsenende verhindert eine Verdrehung
der Achse 49 während des Pumpenbetriebs. Auf der Achse 49 ist ein Festlager
54 drehbar gelagert, welches in einer hohlen Welle 51 des Rotors 50 eingepresst
ist. Die Welle 51 ist einstückig mit einem Pumpenlaufrad 59, das mehrere etwa
spiralförmig geformte Flügel 591 für die Flüssigkeitsförderung
enthält. Die Stirnflächen des Festlagers 54 können sich axial unter
Zwischenlage von Anlaufscheiben gegen die spalttopfseitige Achsaufnahme 48 und gegen
die saugstutzenseitige Achsaufnahme 47 abstützen. Ein hohlzylindrischer Ferritmagnet
52 ist auf die hohle Welle 51 aufgeklebt, wobei ein elastischer Kleber verwendet
wird, der in vier oder fünf in die Hohlwelle geformte achsparallele Nuten 511
eingebracht ist.
Der Trockenraum 99 enthält den Stator 40 des elektronisch
kommutierten Gleichstrommotors 10, der in Form einer hohlzylindrischen Statorwicklung
41 ausgebildet ist, wobei deren Magnetfeld im Betrieb über Klauenpole in alternierende
Weise an den Umfang des Spalttopfs 116 geführt wird und mit dem hohlzylindrsichen
Permanentmagneten 52 im Nassraum 101 wechselwirkt. Der magnetische Kreis wird durch
einen Rückschlussring 43, der mit den Klauenpolen 42 verbunden ist, geschlossen.
Die Klauenpole 42 sind durch Umspritzen mit einem Isolierstoffkörper 46 versehen,
der die Klauenpole 42 mechanisch aber nicht magnetisch miteinander verbindet. Der
Stator 40 weist im vorliegenden Beispiel vier Polpaare auf. Der Isolierstoffkörper
46 ist geometrisch so geformt, dass die Wicklungsdrähte der Statorwicklung
41 mit Klemmschneidkontakte aufweisende Kontaktpins 62 verbindbar sind, wobei diese
Klemmschneidkontakte im Isolierstoffkörper 46 mechanisch befestigbar sind.
Die Kontaktpins 62 sind als Kombi-Kontakte geformt und an ihrem dem Klemmschneidkontakt
63 gegenüberliegenden Ende in eine Leiterplatte 61 eingepresst und dadurch
mit dieser kontaktiert. Die Kontaktpins 62 enthalten hierfür ein oder zwei
verformbare Einpresszonen. Die Leiterplatte 61 enthält einen Hall-Sensor 71,
einen integrierten Schaltkreis 70 (IC) für die Beschaltung der Statorwicklung,
einen PTC für den Wicklungsschutz, Leistungsbauelemente und Steckerpins 64
für die Spannungsversorgung. Das Motorgehäuseteil 44 beinhaltet ein Steckergehäuse
65 in welchem die Steckerpins 64 angeordnet sind. Elektronische Bauteile mit grosser
Verlustwärme werden über Wärmeleitfolien 67 zum Nassraum 101 hin
entwärmt.
Leiterbahnen, die zur Kontaktierung von zu kühlenden
Bauelementen dienen, sind so dimensioniert, dass zur leichteren Wärmeabfuhr
möglichst breite Leiterbahnen 66 auf der Leiterplatte 61 vorgesehen sind. Um
eine besonders gute Ausnutzung der Leiterplatte 61 und eine optimale Wärmeabfuhr
zu erreichen, sind die unterschiedlichen Leiterbahnen 66 unterschiedlich breit ausgeführt,
je nach dem wie viel Wärme in dem zu kontaktierenden Bauteileanschluss entsteht.
In der Welle 51 ist eine Längsnut als Kühlkanal zwischen einem Boden 117
des Spalttopfs 116 und dem Pumpenlaufrad 59 eingeformt, der eine kontinuierliche
Umwälzung des Fördermediums auch im Innenbereich des Spalttopfs 116 erzwingt.
Die Leiterplatte ist zwischen einer Stirnseite 45 des Motorgehäuses 44 und
dem Boden 117 des Spalttopfs 116 angeordnet und über die Wärmeleitfolie
67 in wärmeleitendem Kontakt mit dem Boden 117 gehalten.
Das erste Gehäuseteil 103 weist einen ersten Flansch
130 und einen ersten daran anschliessenden Ring 131 auf. Das zweite Gehäuseteil
104 weist einen zweiten Flansch 140 und einen zweiten daran anschliessenden Ring
141 auf. Das Motorgehäuseteil weist einen dritten Ring 441 auf. Der zweite
Flansch 140 und der zweite Ring 141 bilden im Querschnitt zusammen eine T-Form.
Es sind vier Dichtungsbereiche 133, 144, 145 und 444 vorgesehen. Der erste Dichtungsbereich
befindet sich auf der radial aussen liegenden Seite des ersten Rings 131 am ersten
Gehäuseteil 103. Gegenüberliegend auf der radial innen liegenden Seite
des zweiten Rings 141 und des zweiten Gehäuseteils 104 befindet sich der zweite
Dichtungsbereich 144. Ebenfalls auf der radial innen liegenden Seite des zweiten
Rings 141 und des zweiten Gehäuseteils 104 befindet sich der dritte Dichtungsbereich
145. Diesem gegenüberliegend auf der radial aussen liegenden Seite des dritten
Rings 441 und des Motorgehäuseteils 44 befindet sich der vierte Dichtungsbereich
444. Das zweite Gehäuseteil 104 besteht aus einem für Laserlicht einer
Wellenlänge oder eines Wellenlängenbereichs durchlässiges Material.
Das erste Gehäuseteil 103 und das Motorgehäuseteil 44 bestehen aus einem
dasselbe Laserlicht absorbierendem Material. Dadurch lässt sich ein Laserstrahl
ohne Erwärmung des transparenten Materials bis zu einer Nahtstelle führen.
Dort trifft der Strahl auf Material, das das Licht absorbiert und in Wärme
umwandelt, wodurch der Kunststoff aufschmilzt und eine innige Verbindung mit dem
benachbarten Material eingeht.
Da die beiden zu verschweissenden Dichtungsbereiche nahe
beieinander liegen ist es ohne Schwierigkeiten möglich die beiden Nähte
in einer Vorrichtung und in einem Arbeitsgang herzustellen. Die Schweissvorrichtung
kann zwei einzelne Laser aufweisen, wobei mit jeweils einem Laserstrahl eine Schweissnaht
hergestellt wird oder sie kann einen einzigen Laser aufweisen, dessen Ausgangsstrahl
durch einen Strahlteiler in zwei Strahlenbündel geteilt wird, von denen jeder
eine der Schweissnähte erzeugt. Im vorliegenden Beispiel werden die Laserstrahlen
radial auf das Pumpengehäuse gelenkt.
Bezugszeichenliste
- 10
- Elektromotor
- 20
- Luftspalt
- 40
- Stator
- 41
- Statorwicklung
- 42
- Klauenpol
- 420
- ringscheibenförmige Statorbleche
- 421
- Ende
- 422
- Aussparung
- 423
- Steg
- 424
- Luftspalt
- 43
- Rückschlussring
- 430
- Blechbrücke
- 431
- Schlitz
- 432
- Verbindungsschlitz
- 433
- offener Schlitz
- 434
- Freisparung
- 435
- erster Rand
- 436
- zweiter Rand
- 437
- Nahtstelle
- 438
- Verbindungsmittel
- 439
- Blechzunge
- 44
- Motorgehäuse
- 45
- Stirnseite (des Motorgehäuses)
- 46
- Isolierstoffkörper
- 461
- Aufnahmeschlitz
- 462
- Montageausnehmung
- 463
- Befestigungsmittel
- 464
- Anschlag
- 465
- Schnappmittel
- 466
- Vorsprung
- 467
- Halterung (für Steckerpin)
- 47
- saugstutzenseitige Achsaufnahme
- 48
- spalttopfseitige Achsaufnahme
- 49
- Achse
- 50
- Rotor
- 51
- Welle
- 511
- Nut
- 512
- Scheibe
- 52
- hohlzylindrischer Permanentmagnet
- 521
- Arbeitsmagnetisierung
- 522
- Sensorspur-Magnetisierung
- 523
- Stirnseite (des Permanentmagneten)
- 524
- Sicherheitsspalt
- 53
- elastisches Verbindungsmittel
- 531-
- erster Bereich (breit)
- 532
- zweiter Bereich (schmal)
- 54
- Festlager
- 58
- Längsnut (für sekundären Flüssigkeitskreislauf)
- 59
- Pumpenlaufrad
- 591
- Flügel
- 60
- Elektronik
- 61
- Leiterplatte
- 611
- Ausnehmungen
- 62
- Kontaktpin
- 63
- Klemmschneidkontakt
- 64
- Steckerpin
- 641
- Anformungen
- 65
- Steckergehäuse
- 66
- Leiterbahn
- 67
- Wärmeleitfolie
- 70
- Integrierter Schaltkreis (IC)
- 71
- Hall-Sensor
- 99
- Trockenraum
- 100
- Kreiselpumpe
- 101
- Nassraum
- 102
- Pumpengehäuse
- 103
- erstes Gehäuseteil
- 104
- zweites Gehäuseteil
- 105
- Saugstutzen
- 106
- Druckstutzen
- 109
- Pumpenraum
- 111
- runde Kontur
- 112
- Sporn
- 113
- Übergangsbereich
- 114
- Umfangswandung
- 115
- scharfe Kante
- 116
- Spalttopf
- 117
- Boden
- 118
- Rotorraum
- 119
- Vertiefung
- 120
- spiralförmige Innenkontur
- 121
- Aufnahme
- 122
- Pumpenbefestigungsmittel
- 123
- Verrundung
- 130
- erster Flansch
- 131
- erster Ring
- 133
- erster Dichtungsbereich
- 140
- zweiter Flansch
- 141
- zweiter Ring
- 144
- zweiter Dichtungsbereich
- 145
- dritter Dichtungsbereich
- 150
- Schwalbenschwanzkontur
- 151
- komplementäre Kontur
- 152
- V-förmige Ausnehmung
- 441
- dritter Ring
- 444
- vierter Dichtungsbereich