Kreiselmotorpumpe

Die Erfindung betrifft eine Kreiselmotorpumpe insbesondere in Nassläuferbauart, deren Elektromotorenrotor mit seiner Welle das Pumpenlaufrad antreibt und vom Motoren stator umgeben ist.

Um Luft- und Körperschallemissionen an einer Kreiselmotorpumpe zu reduzieren ist es bekannt, schwingungsdämpfende Maßnahmen an einzelnen Komponenten vorzunehmen wie an den Lagern oder am Spaltkopf. Es hat sich gezeigt, dass diese Maßnahmen insbesondere bei kleinen Pumpen entweder nicht ausreichen oder aber technisch sehr aufwendig sind. Besonders schwierig sind die bekannten schwingungsdämpfenden Maßnahmen bei Kleinpumpen durchführbar.

Aufgabe der Erfindung ist es bei einer Kreiselmotorpumpe der eingangs genannten Art auf konstruktiv einfache Weise, Luft- und Körperschallemissionen mit hoher Wirkung zu reduzieren und dies insbesondere bei Pumpen mit kleinen Außenabmessungen. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, auf einfache Weise elektrische Verbindungen zum Elektromotor zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Motorenstator und das Pumpenlaufrad vom Pumpen- und Motorgehäuse unter Bildung eines Zwischenraumes umgeben sind, und dass im Zwischenraum mindestens ein schwingungsdämpfendes Element angeordnet ist, das den Motorenstator im Pumpen- und Motorgehäuse lagert.

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Eine solche Lösung stellt eine vollständige Entkopplung von Motor mit Laufrad und dem äußeren Pumpen- und Motorgehäuse dar, wodurch Luft- und Körperschallemissionen wesentlich verringert werden. Auf Dämpfungsmaßnahmen an einzelnen Komponenten kann damit verzichtet werden, da das gesamte Aggregat vom System entkoppelt ist. Bei gleich bleibender Präzision der Bauteile können die Schallemissionen reduziert werden und/oder bei gleicher Schallemission kann die Anforderung an die Präzision der Bauteile verringert werden. Dies kann dann auch bedeuten, dass andere ggf. kostengünstigere Motortechnologien verwendet werden können. Ferner besteht der erhebliche Vorteil, dass Veränderungen in den Dämpfungseigenschaften in Abhängigkeit vom Systemdruck nicht entstehen, da keine Kräfte resultierend aus dem Systemdruck auf die Dämpfungselemente wirken können.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindungen sind in den Unteransprüchen aufgeführt. Die erfindungsgemäßen Lösungen lassen besonders einfache Konstruktionen bei hoher Dämpfungswirkung zu, wobei solche Konstruktionen sich besonders bei klein bauenden Pumpen vorteilhaft auswirken.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn mindestens ein schwingungsdämpfendes Element elektrisch leitend ist und eine elektrische Verbindung zum Elektromotor der Pumpe bildet. Dies führt dazu, dass Kabel innerhalb des Motorgehäuses nicht erforderlich sind. Die Erfindung ermöglicht den Verzicht auf die Stromkabel, die Körperschall von dem Motor auf das Gehäuse übertragen können. Dadurch entfallen auch die Dichtungsmaßnahmen bei dem Austritt der Kabel aus dem Motorgehäuse. Ferner wird die Montage erleichtert.

Hierbei kann der Werkstoff des schwingungsdämpfenden Elementes elektrisch leitend und insbesondere aus Metall oder aus einem leitenden Kunststoff sein. Alternativ wird vorgeschlagen, dass der Werkstoff des schwingungsdämpfenden Elementes elektrisch nicht leitend und insbesondere aus Kunststoff ist und dass im oder am schwingungsdämpfenden Element mindestens ein elektrischer Leiter angeordnet ist. Vorzugsweise wird vorgeschlagen, dass das schwingungsdämpfende Element und/oder der oder die elektrische(n) Leiter eine elektrische Isolierung aufweisen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel mit einzelnen Schwingungsdämpfern zwischen dem Motorenstator und dem äußeren Motorgehäuse, Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel mit einer elastischen Formmasse zwischen Motorenstator und Motorgehäuse, Fig. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel ähnlich Figur 2 mit einem das

Pumpenlaufrad umgebenden Spiralgehäuse, das vom äußeren

Pumpengehäuse 1 entkoppelt ist, Fig. 4 ein viertes Ausführungsbeispiel ähnlich Figur 3 mit einzelnen

Schwingungsdämpfern zwischen der inneren Baugruppe aus

Spiralgehäuse und Motorenstator und dem äußeren Gehäuse aus

Pumpengehäuse und Motorgehäuse, Fig. 5 ein fünftes Ausführungsbeispiel als Rohrpumpe, wobei die innere

Baugruppe von der Förderflüssigkeit umflossen ist, Fig. 6 ein sechstes Ausführungsbeispiel ähnlich Figur 5, wobei das

Pumpenlaufrad von keinem inneren Spiralgehäuse umgeben ist Fig. 7 ein siebtes Ausführungsbeispiel mit elektrisch leitenden dämpfenden

Elementen.

In den sieben dargestellten Ausführungsbeispielen handelt es sich jeweils um Kreiselmotorpumpen in Nassläuferbauart. Hierbei bildet der Motorenstator 17 einen zylindrischen Innenraum 18, der von der Förderflüssigkeit durchflössen ist und in dem mit einer Motorenwelle 21 ein Rotor 7 drehbar gelagert ist. Hierbei weist der Stator 17 den Raum 18 umgebende Wicklungen 6 auf, die von einem Duroplast oder Thermoplast ummantelt sind, so dass der Elektromotor mit seiner Ummantelung 11 eine Einheit bildet, aus der die Motorenwelle 21 in den Pumpenraum hinein austritt, um dort das Pumpenlaufrad 5 zu tragen.

Zu beiden Seiten der Ummantelung 11 ist der Motorenstator 17 von einem Motorinnengehäuse 19 umfasst. Dieses Gehäuse 19 kann aber fehlen und durch

die Ummantelung 11 ersetzt sein. Bei allen Ausführungsbeispielen ist das Motorinnengehäuse 19 als Teil des Motorenstators 17 dargestellt.

Der Motorenstator 17 ist von einem äußeren Motorgehäuse 3 derart in einem Abstand umgeben, dass zwischen dem Stator 17 und dem Gehäuse 3 rundum ein Zwischenraum 22 besteht. In dem Zwischenraum 22 sind einzelne Schwingungsdämpfer insbesondere als Federelemente 10 befestigt, die den Stator 17 gegenüber dem Motorgehäuse 3 entkoppeln und damit dafür sorgen, dass vom Stator bzw. Rotor erzeugte Schwingungen auf das Motorgehäuse 3 im Wesentlichen nicht übertragen werden.

Das schwingungsdämpfende Element kann von einem Gel gebildet sein. Hierbei kann das Gel Elemente bilden, die von einer Fassung und/oder von einer Eigenhaut umgeben sind.

An den Zwischenraum 22 schließt der Pumpeninnenraum 20 mit dem äußeren Pumpengehäuse 1 an, das vorzugsweise spiralförmig ausgeführt ist und eine axiale Ansaugöffnung 23 und eine Auslassöffnung 24 aufweist. Die durch den Pumpeninnenraum 20 strömende Flüssigkeit durchfließt auch den Zwischenraum 22 und umspült damit den Motorenstator 17, so dass dieser nicht nur über den Rotorraum 15 innenseitig sondern auch außenseitig gekühlt wird.

Das äußere Pumpengehäuse 1 ist mit dem äußeren Motorengehäuse 3 über Flansche 2 verbunden. Ferner ist das Motorenanschlusskabel 4 über eine Dichtung 16 durch die Wand des äußeren Motorengehäuses 3 nach außen geführt.

Das zweite Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 unterscheidet sich von dem ersten dadurch, dass der Zwischenraum 22 teilweise oder vollständig durch eine elastische Formmasse 12 ausgefüllt ist, die den Motorenstator 17 im äußeren Motorgehäuse 3 dämpfend lagert. Hierbei ist vorzugsweise dafür gesorgt, dass die elastische Formmasse 12 flüssigkeitsdurchlässig ist, damit ein Umspülen des Stators 17 erfolgt. Hierbei kann die Formmasse aus einem offenporigen Kunststoffschaum bestehen.

Das dritte Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 unterscheidet sich von dem nach Fig.

2 dadurch, dass das Pumpenlaufrad 5 von einem Spiralgehäuse 13 umgeben ist, dass am Stator 17 insbesondere am Motorinnengehäuse 19 befestigt ist. Hierbei besteht zwischen dem Spiralgehäuse 13 und dem äußeren Pumpengehäuse 1 ein Zwischenraum 25, der das Spiralgehäuse 13 umgibt und mit dem Zwischenraum 22 verbunden ist. Im Zwischenraum 25 kann sich ein Schwingungsdämpfer 14 befinden, der als buchsenförmige Dichtung ausgebildet ist und die Einlassverbindung zwischen der Ansaugöffnung 23 und der Ansaugöffnung 26 im Motorinnengehäuse überbrückt. Die Auslassöffnung 27 im Spiralgehäuse 13 ist ohne eine solche Dichtung angeordnet, so dass aus dem Spiralgehäuse 13 austretende Flüssigkeit in die Zwischenräume 22 und 25 gelangt und damit das Spiralgehäuse 13 und den Stator 17 außenseitig umspült. Somit ist bei diesem Ausführungsbeispiel das gesamte innere Pumpenaggregat, d.h. Antrieb, Laufrad und Hydraulikteil von einem äußeren Gehäuse 1 , 3 umschlossen und von diesem über elastische Elemente entkoppelt.

Das vierte Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 unterscheidet sich von dem nach Fig.

3 dadurch, dass der Motorenstator 17 nicht von einer schwingungsdämpfenden Formmasse (die ggf. wasserdurchlässig ist) umgeben ist, sondern von einzelnen insbesondere federnden Schwingungsdämpfern 10 gehalten wird, wie dies bereits im ersten Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 dargestellt ist.

Das fünfte Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 unterscheidet sich von dem nach Fig. 3 dadurch, dass die Bauform einer Rohrpumpe gewählt wurde, wobei die Förderflüssigkeit in ihrer gesamten Menge den Zwischenraum 22 zu einer Auslassöffnung 24 durchströmt, die auf der anderen Seite der Motorenpumpe koaxial zur Ansaugöffnung 23 angeordnet ist. Hierbei ist das Pumpenlaufrad 5 von einem Spiralgehäuse 13 umgeben, so dass sowohl ein Zwischenraum 22 als auch ein Zwischenraum 25 besteht. Wiederum ist der Stator 17 durch Schwingungsdämpfer 10, 12b gelagert. Hierbei können die Schwingungsdämpfer 10 als Führung der Strömung dienen.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 zeigt wiederum eine Rohrpumpe und unterscheidet sich von dem nach Fig. 5 nur dadurch, dass ein Spiralgehäuse 13 fehlt.

Die Lagerung des Motors innerhalb des mit Heizungswasser gefluteten Motorgehäuses wird durch eine Metall- oder Kunststofffeder realisiert. Die Steifigkeit der Federn wird so eingestellt, dass die Eigenfrequenz des elastisch gelagerten Motors unter der Anregungsfrequenz liegt, und somit unterkritisch entkoppelt ist. Der Werkstoff der Federn weist Temperatur- und Korrosionsbeständigkeit auf.

In dem in Fig. 7 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Werkstoff der schwingungsdämpfenden Federelemente 28 elektrisch leitend, insbesondere aus Metall oder einem leitenden Kunststoff. Bei nicht elektrisch leitendem Werkstoff wird eine Stromleitung 29 so integriert, dass die mechanischen Eigenschaften nicht beeinflusst werden. Die Feder wird dazu genutzt, eine elektrische Verbindung zwischen dem Motor und der Stromversorgung und/oder mit im oder am Motor angeordneten Sensoren herzustellen. Da die Federn sich im Wasser befinden, sind entsprechende Maßnahmen zur Isolierung der Feder und der elektrischen Anschlüsse gegenüber dem Medium vorgesehen.

Die Federn übernehmen demnach mehrere Funktionen.

- Lagerung des Motors innerhalb des Motorgehäuses

- Mechanische Entkopplung des Motors

- Stromversorgung des Motors und/oder als elektrische Verbindung(en) zu im oder am Motor befindliche Sensoren.