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EP 2 224 137 A1 |
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EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG |
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Veröffentlichungstag: |
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01.09.2010 Patentblatt 2010/35 |
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Anmeldetag: 26.02.2009 |
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Internationale Patentklassifikation (IPC):
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(84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
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AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO
PL PT RO SE SI SK TR |
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Benannte Erstreckungsstaaten: |
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AL BA RS |
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Anmelder: Grundfos Management A/S |
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8850 Bjerringbro (DK) |
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Erfinder: |
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- Sølvstrøm Jensen, Jens
8940 Randers SV (DK)
- Hulegaard Jensen, Kim
8840 Rødkaersbro (DK)
- Mikkelsen, Steen
8850 Bjerringbro (DK)
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Vertreter: Hemmer, Arnd et al |
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Patentanwälte Vollmann & Hemmer
Bei der Lohmühle 23 23554 Lübeck 23554 Lübeck (DE) |
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Bemerkungen: |
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Geänderte Patentansprüche gemäss Regel 137(2) EPÜ. |
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(57) Die Erfindung betrifft ein Pumpenaggregat mit einem Pumpengehäuse (2), welches einen
Fluideingang (6) und einen Fluidausgang (8) für ein zu förderndes Fluid aufweist,
sowie einem mit dem Pumpengehäuse (2) verbundenen Statorgehäuse (4), wobei in einer
Wandung des Statorgehäuses (4) zumindest ein Kühlkanal (12) ausgebildet ist, welcher
mit Kühlkanälen (22, 24) in dem Pumpengehäuse (2) verbunden ist, die mit dem Fluideingang
(6) und dem Fluidausgang (8) in Verbindung stehen, so dass das Fluid aufgrund der
Druckdifferenz zwischen Fluideingang (6) und Fluidausgang (8) durch den zumindest
einen Kühlkanal strömt.
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[0001] Die Erfindung betrifft ein Pumpenaggregat gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
[0002] Elektrisch angetriebene Pumpenaggregate weisen üblicherweise ein Pumpengehäuse und
ein daran angesetztes Statorgehäuse auf, wobei in dem Pumpengehäuse zumindest ein
Pumpenlaufrad angeordnet ist und in dem Statorgehäuse der Stator und der Rotor des
Elektromotors angeordnet sind. Im oder am Statorgehäuse sind bei modernen Pumpenaggregaten
darüber hinaus häufig elektronische Komponenten zur Steuerung des Antriebsmotors angeordnet.
Dies kann insbesondere eine Leistungselektronik eines Frequenzumrichters zur Drehzahlsteuerung
des Pumpenaggregats sein. Diese elektronischen Komponenten erzeugen Abwärme, sodass
ggf. eine Kühlung erforderlich ist. Diese kann allein durch die Umgebungsluft mittels
Kühlkörpern erfolgen. Darüber hinaus ist es jedoch auch bekannt, eine Flüssigkeitskühlung
vorzusehen, wobei die Flüssigkeit das von dem Pumpenaggregat zu fördernde Fluid, insbesondere
Wasser sein kann. Hierzu müssen nach der Montage des Stators an dem Pumpengehäuse
zusätzlich Kühlleitungen zwischen Stator und Pumpengehäuse verbunden werden. Dies
erfordert einen erhöhten Montageaufwand. Darüber hinaus ist es nicht problemlos möglich,
das Statorgehäuse in unterschiedlichen Winkelpositionen an dem Pumpengehäuse zu befestigen,
was je nach Einbaulage erforderlich sein kann, um elektrische Anschlüsse und Anzeigeelemente
an dem Statorgehäuse in eine gewünschte zugängliche Position zu bringen.
[0003] Im Hinblick auf diese Problematik ist es Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes
Pumpenaggregat zu schaffen, welches zum einen eine gute Kühlung elektronischer Komponenten
an oder in dem Statorgehäuse ermöglicht und darüber hinaus einfach zu montieren ist.
[0004] Diese Aufgabe wird durch ein Pumpenaggregat mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen
gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden
Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.
[0005] Das erfindungsgemäße Pumpenaggregat weist ein Pumpengehäuse auf, welches einen Fluideingang
und einen Fluidausgang für ein zu förderndes Fluid, beispielsweise Wasser, aufweist.
Zwischen dem Fluideingang und dem Fluidausgang ist in diesem Pumpengehäuse zumindest
ein Laufrad der Pumpe angeordnet, welches das Fluid fördert. Mit dem Pumpengehäuse
verbunden ist ein Statorgehäuse, dem ein elektrischer Antrieb, d. h. insbesondere
Stator und Rotor eines Elektromotors angeordnet sind. Der Rotor des Elektromotors
ist in bekannter Weise mit dem Laufrad der Pumpe verbunden. Darüber hinaus können
in oder an dem Statorgehäuse elektronische Bauteile angeordnet sein. So kann beispielsweise
an die Außenwandung des Statorgehäuses ein Klemmenkasten gesetzt werden, welcher elektrische
Anschlüsse, Anzeigeelemente und/oder elektronische Bauteile zur Steuerung, insbesondere
Drehzahlsteuerung des Elektromotors des Pumpenaggregats beinhaltet.
[0006] Erfindungsgemäß ist an zumindest einer Wandung des Statorgehäuses zumindest ein Kühlkanal
ausgebildet, welcher mit Kühlkanälen in dem Pumpengehäuse verbunden ist, die mit dem
Fluideingang und den Fluidausgang in Verbindung stehen. Zwischen Fluidein- und Fluidausgang
herrscht bei Betrieb der Pumpe, d. h. wenn das Laufrad der Pumpe Fluid fördert, eine
Druckdifferenz. Diese führt dazu, dass durch die beschriebenen Kühlkanäle Fluid von
dem Fluidausgang zu dem Fluideingang strömt. Auf diese Weise wird in den Kühlkanälen
eine Fluidströmung des zu fördernden Fluids erzeugt, welcher zur Kühlung elektrischer
bzw. elektronischer Bauteile an oder in dem Statorgehäuse eingesetzt werden kann.
Erfindungsgemäß ist dabei der zumindest eine Kühlkanal in dem Statorgehäuse in der
Wandung des Statorgehäuses ausgebildet. Beispielsweise kann das Statorgehäuse aus
Metall oder Kunststoff gegossen sein und dabei ein entsprechender Kanal in der Wandung
ausgebildet sein. Ferner ist es auch möglich durch nachträgliche Bearbeitung eines
solchen Kanals in der Wandung auszubilden oder das Statorgehäuse aus mehreren Teilen
zusammenzusetzen, sodass zwischen diesen Teilen in der Wandung ein derartiger Kühlkanal
ausgebildet wird. Zu kühlende Bauelemente werden vorzugsweise wärmeleitend mit dieser
Wandung in Verbindung gebracht, sodass die Wärme dieser Bauteile auf die Wandung übertragen
werden kann und in der Wandung durch das durch den Kühlkanal in der Wandung strömende
Fluid abgeführt werden kann. Auf diese Weise kann eine optimale Kühlung elektronischer
oder elektrischer Bauelemente an dem Statorgehäuse erreicht werden. Auch der Motor
selber in dem Statorgehäuse kann auf diese Weise gekühlt werden. Bevorzugt sind auch
die Kühlkanäle in dem Pumpengehäuse in der Wandung des Pumpengehäuses selber ausgebildet,
wie oben anhand des Statorgehäuses beschrieben beispielsweise beim Guss des Pumpengehäuses
aus Metal oder Kunststoff. Dadurch das der zumindest eine Kühlkanal des Statorgehäuses
und bevorzugt auch die Kühlkanäle in dem Pumpengehäuse in der Wandung des Pumpengehäuses
selber ausgebildet ist, entfällt die zusätzliche Montage von Kühlleitungen oder Schläuchen,
sodass die Montage des Pumpenaggregates insgesamt vereinfacht wird. Der zumindest
eine Kühlkanal des Statorgehäuses steht mit den Kühlkanälen in dem Pumpengehäuse an
einer Anlagefläche zwischen Stator- und Pumpengehäuse in Verbindung, wobei an oder
in der Anlagefläche vorzugsweise eine Dichtung vorgesehen wird, um die Kühlkanäle
nach außen abzudichten. Der zumindest eine Kühlkanal in dem Statorgehäuse verläuft
dabei vorzugsweise so, dass er zwei dem Pumpengehäuse zugewandte Öffnungen aufweist,
eine Ein- und eine Austrittsöffnung, welche jeweils mit einem Kühlkanal in dem Pumpengehäuse
verbunden sind. Dabei führt ein Kühlkanal in dem Pumpengehäuse zu dem Fluidausgang
und verbindet so diesen mit dem Eingang des Kühlkanals in dem Statorgehäuse. Der andere
Kühlkanal führt von dem Ausgang des Kühlkanals in dem Statorgehäuse zu dem Fluideingang
in dem Pumpengehäuse. Es ist zu verstehen, dass in dem Statorgehäuse auch mehrere
solche Kühlkanäle ausgebildet sein können, welche entsprechend mit zwei oder mehr
Kühlkanälen in dem Pumpengehäuse verbunden sind. Der oder die Kühlkanäle in dem Statorgehäuse
können in der Wandung des Statorgehäuses, vorzugsweise der Umfangswandung gewunden
oder neanderförmig verlaufen, um eine größere Fläche zu kühlen.
[0007] Bevorzugt weisen von dem Statorgehäuse und dem Pumpengehäuse eines einen ersten Flansch
und eines einen zweiten Flansch auf, über welche das Pumpengehäuse und das Statorgehäuse
miteinander verbunden sind. Diese Verbindung kann in bekannter Weise beispielsweise
über Schraubbolzen erfolgen. Die Kühlkanäle des Pumpengehäuses und der zumindest eine
Kühlkanal des Statorgehäuses münden dabei jeweils in Anschlussöffnungen in dem zugehörigen
Flansch und die Anschlussöffnungen in den beiden Flanschen liegen einander derart
gegenüber, dass die Kühlkanäle von Statorgehäuse und Pumpengehäuse miteinander verbunden
sind. Das heißt in den Flanschen sind Öffnungen der Kühlkanäle ausgebildet, welche
einander gegenüberliegen und zur umgebenden Flanschfläche vorzugsweise durch Dichtungen
abgedichtet sind.
[0008] Weiter bevorzugt sind in dem ersten oder dem zweiten Flansch zumindest zwei Anschlussöffnungen
vorgesehen, welche mit demselben Ende eines angrenzenden Kühlkanals verbunden sind,
und welche in dem Flansch derart an unterschiedlichen Winkelpositionen angeordnet
sind, dass das Statorgehäuse mit dem Pumpengehäuse in zumindest zwei unterschiedlichen
Winkellagen verbindbar ist, in welchen jeweils zumindest eine Anschlussöffnung des
ersten und des zweiten Flansches einander gegenüberliegen. So kann beispielsweise
in dem Pumpengehäuse ein Kühlkanal, welcher mit dem Fluidausgang der Pumpe verbunden
ist, an dem Flansch des Pumpengehäuses in zwei voneinander in Umfangsrichtung beabstandeten
Anschlussöffnungen enden. Der zumindest eine Kühlkanal des Statorgehäuses weist nur
eine Anschlussöffnung auf, welche in dem Flansch des Statorgehäuses gelegen ist. Je
nachdem in welcher Winkelposition nun das Statorgehäuse an das Pumpengehäuse angesetzt
wird, kommt die Anschlussöffnung des Kühlkanals in dem Statorgehäuse mit einer anderen
der beiden Anschlussöffnungen in dem Flansch des Pumpengehäuses zur Deckung. Die zweite
Anschlussöffnung in dem Pumpengehäuse wird dann durch den Flansch des Statorgehäuses
abgedeckt und entsprechend verschlossen, dabei ist zu verstehen, dass zwischen den
beiden Flanschen zur Abdichtung eine Dichtung angeordnet ist, welche dann auch die
nicht genutzte Anschlussöffnung dichtend verschließt. Ein zweiter Kühlkanal in dem
Pumpengehäuse, welcher mit dem Fluideingang verbunden ist und eine Verbindung zu einer
zweiten Anschlussöffnung des zumindest einen Kühlkanals in dem Statorgehäuse vorgesehen
ist, kann entsprechend in zwei Anschlussöffnungen im Flansch des Pumpengehäuses münden.
Ferner ist zu verstehen, dass in dem Flansch des Pumpengehäuses mehr als zwei Anschlussöffnungen
für jeden Kühlkanal vorgesehen sein können. Alternativ wäre es auch möglich im Pumpengehäuse
jeweils nur eine Anschlussöffnung für die Kühlkanäle vorzusehen und den Kühlkanal
in dem Statorgehäuse mit seinen Enden in jeweils mehreren in Umfangsrichtung voneinander
beabstandeten Anschlussöffnungen münden zu lassen. Auch durch diese umgekehrte Ausgestaltung
wäre es möglich Pumpengehäuse und Statorgehäuse in unterschiedlichen Winkelpositionen
miteinander zu verbinden, wobei automatisch die Kühlkanäle von Pumpengehäuse und Statorgehäuse
miteinander verbunden würden.
[0009] Bevorzugt ist in zumindest einem der beiden Flansche zumindest ein sich in Umfangsrichtung
des Flansches bogenförmig erstreckender Kühlkanal ausgebildet, in welchen mehrere
in Umfangsrichtung voneinander beabstandete Anschlussöffnungen ausgebildet sind. Ein
solcher bogenförmiger Kühlkanal erstreckt sich vorzugsweise parallel zur Anlagefläche
des Flansches in dessen Umfangsrichtung und ist durch die einzelnen Anschlussöffnungen
zur Anlagefläche des Flansches hin geöffnet. Das heißt, der bogenförmige Kanal verbindet
die einzelnen Anschlussöffnungen mit dem oder den sich anschließenden Kühlkanälen.
Je nachdem, ob mehrere Anschlussöffnungen für einen Kühlkanal im Stator oder im Pumpengehäuse
vorgesehen sind, wird ein solch bogenförmiger Kühlkanal im zugehörigen Flansch des
jeweiligen Gehäuseteiles ausgebildet.
[0010] Weiter bevorzugt sind in einem der beiden Flansche zwei sich jeweils im Wesentlichen
entlang einem Winkel von 180° in Umfangsrichtung des Flansches bogenförmig erstreckende
Kühlkanäle ausgebildet, von denen einer der Fluidzufuhr und der andere zur Fluidabfuhr
dient und in welchem jeweils mehrere in Umfangsrichtung des Flansches voneinander
beabstandete Anschlussöffnungen ausgebildet sind. Die bogenförmigen Kühlkanäle erstrecken
sich somit jeweils im Wesentlichen über einen Halbkreis des Flansches. Beispielsweise
sind im Flansch des Pumpengehäuses zwei derartige bogenförmige Kühlkanäle angeordnet,
wobei einer mit dem Fluideingang und einer mit dem Fluidausgang des Pumpengehäuses
über einen Kühlkanal verbunden ist. So sind die Anschlussöffnungen, welche die Verbindung
mit dem Fluideingang herstellen, in einer Hälfte des Flansches des Pumpengehäuses
angeordnet und die Anschlussöffnungen, welche die Verbindung zu dem Fluidausgang herstellen,
in der anderen Hälfte angeordnet. Bei dieser Ausgestaltung sind die Anschlussöffnungen
im gegenüberliegenden Flansch, d. h. bei diesem Beispiel des Statorgehäuses vorzugsweise
diametral gegenüberliegend angeordnet, sodass die eine Anschlussöffnung mit der einen
Hälfte des Flansches des Pumpenaggregates und die andere Anschlusshälfte des Flansches
des Pumpenaggregates und dort jeweils mit einer Anschlussöffnung zur Deckung kommen.
Alternativ könnte die Ausgestaltung auch umgekehrt sein, d. h. entsprechend könnten
die zwei bogenförmigen, sich über 180° erstreckenden Kühlkanäle im Flansch des Statorgehäuses
ausgebildet und zwei gegenüberliegende einzelne Anschlussöffnungen im Flansch des
Pumpengehäuses angeordnet sein.
[0011] Weiter bevorzugt sind die zumindest zwei von einander beabstandeten Anschlussöffnungen
in Umfangsrichtung des Flansches um einen Winkel voneinander beabstandet, welcher
dem Winkel zwischen zwei Befestigungsbolzen zur Verbindung der beiden Flansche entspricht.
Zur Verbindung der beiden Flansche sind Befestigungsbolzen vorgesehen. Diese können
entweder an einem der Flansche fest angebracht sein. Alternativ können in den beiden
Flanschen auch Durchgangslöcher ausgebildet sein, durch welche die Befestigungsbolzen,
insbesondere Befestigungsschrauben hindurch gesteckt werden. Dadurch, dass der Winkelabstand
zwischen den Anschlussöffnungen der Kühlkanäle dem Winkelabstand zwischen den zwei
Befestigungsbolzen bzw. entsprechend zwei Durchgangslöchern für die Befestigungsbolzen
entspricht, hat die Verteilung der Anschlussbolzen über den Umfang des Flansches dieselbe
Winkelteilung wie die Anordnung der Befestigungsbolzen bzw. der Löcher für die Befestigungsbolzen.
Dadurch wird erreicht, dass in jeder möglichen Winkelposition, in welcher Pumpen und
Statorgehäuse aufgrund der Anordnung der Befestigung miteinander verbunden werden
können, auch entsprechend Anschlussöffnungen im Flansch des Pumpengehäuses mit den
Anschlussöffnungen im Flansch des Statorgehäuses zur Deckung kommen. Wie beschrieben
ist vorzugsweise in jedem Flansch zumindest ein Paar von Anschlussöffnungen ausgebildet,
von welchen eine der Fluidzufuhr und die andere der Fluidabfuhr dient. In dem Fall,
dass in dem Statorgehäuse ein Kühlkanal ausgebildet ist, welcher jeweils mit einem
Ende in einer Anschlussöffnung endet, dient eine dieser Anschlussöffnungen dem Fluideintritt
bzw. der Fluidzufuhr und die andere dem Fluidaustritt bzw. der Fluidabfuhr aus diesem
Kühlkanal. Entsprechend ist in dem Pumpengehäuse eine Anordnung von zumindest zwei
Anschlussöffnungen vorgesehen, von welchen eine mit dem Fluidausgang des Pumpengehäuses
verbunden ist. Diese Anschlussöffnung dient der Fluidzufuhr zu dem Kühlkanal in dem
Statorgehäuse, da am Fluidausgang des Pumpengehäuses ein höherer Druck anliegt. Die
zweite Anschlussöffnung in dem Pumpengehäuse ist mit dem Fluideingang des Pumpengehäuses
verbunden und dient der Fluidabfuhr aus dem Kühlkanal des Statorgehäuses.
[0012] Wie oben bereits beschrieben, ist es bevorzugt, dass die zwei Anschlussöffnungen
eines Paares von Anschlussöffnungen in Umfangsrichtung des Flansches um 180° voneinander
beabstandet sind. Vorzugsweise sind in dem Statorgehäuse lediglich zwei Anschlussöffnungen
vorgesehen, eine Eintrittsöffnung und eine Austrittsöffnung zu dem Kühlkanal in dem
Statorgehäuse. Diese Anschlussöffnungen sind vorzugsweise diametral, d. h. um 180°
beabstandet am Flansch des Statorgehäuses angeordnet. Am Flansch des Pumpengehäuses
sind dann bevorzugt zumindest zwei Anschlussöffnungen vorgesehen, welche um 180° beabstandet
sind und von denen eine mit dem Fluideingang und eine mit dem Fluidausgang verbunden
ist. Weiter bevorzugt sind in dem Pumpengehäuse jeweils mehrere Anschlussöffnungen
vorgesehen, welche in bogenförmigen Kühlkanälen, wie oben beschrieben, angeordnet
sind. Dabei sind die Anschlussöffnungen in den beiden bogenförmigen Kühlkanälen bevorzugt
so verteilt, dass immer eine Anschlussöffnung in dem einen Kühlkanal, eine Anschlussöffnung
in dem anderen Kühlkanal diametral gegenüber liegt. Es ist zu verstehen, dass die
Anordnung auch umgekehrt sein könnte, dass die lediglich zwei Anschlussöffnungen im
Flansch des Pumpengehäuses und die bogenförmigen Kühlkanäle mit den mehreren Anschlussöffnungen
im Flansch des Statorgehäuses angeordnet sein könnten. Weiter ist es bevorzugt, dass
in einem der Flansche eine Anzahl von Paaren von Anschlussöffnungen angeordnet sind,
welche der Hälfte der möglichen Winkelpositionen, in welchen Pumpengehäuse und Statorgehäuse
miteinander verbindbar sind, entspricht. Auf diese Weise wird erreicht, dass Pumpengehäuse
und Statorgehäuse in jeder möglichen Winkelposition, welche durch die Anordnung der
Befestigungselemente bzw. Befestigungsbolzen in den Flanschen vorgegeben sind, miteinander
verbunden werden können, und in diesen Positionen über die Anschlussöffnungen in den
beiden gegenüberliegenden Flanschen jeweils die Kühlkanäle von Pumpengehäuse und Statorgehäuse
miteinander verbunden werden. Es reicht eine Anzahl von Paarungen von Anschlussöffnungen
vorzusehen, welche der Hälfte der möglichen Winkelpositionen entspricht, da es auch
möglich ist, Pumpengehäuse und Statorgehäuse um 180° verdreht bezüglich der Längsachse
des Statorgehäuses, d. h. der Drehachse des Rotors aufeinander zu setzen. Dabei wird
dann dieselbe Paarung von Anschlussöffnungen genutzt.
[0013] Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist in zumindest einem der Kühlkanäle,
vorzugsweise im Kühlkanal des Statorgehäuses, ein temperaturgesteuertes Ventil angeordnet,
dieses kann beispielsweise durch ein Bimetall gesteuert werden. Dabei ist das Ventil
bevorzugt so ausgebildet, dass es bei Erwärmung den Kühlkanal öffnet bzw. den Querschnitt
des Kühlkanals erweitert und bei Kühlung den Kühlkanal verschließt bzw. den Querschnitt
verringert. Auf diese Weise kann der Fluiddurchgang durch den Kühlkanal in Abhängigkeit
der Temperatur geregelt werden.
[0014] Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand der beigefügten Figuren beschrieben.
In diesen zeigt:
- Fig. 1
- eine schematische Gesamtansicht eines erfindungsgemäßen Pumpenaggregates,
- Fig. 2
- eine Draufsicht auf den Flansch des Statorgehäuses,
- Fig. 3
- eine Draufsicht auf den Flansch des Pumpengehäuses und
- Fig. 4
- schematisch ein Ventil in einem der Kühlkanäle.
[0015] Das erfindungsgemäße Pumpenaggregat, welches in den Figuren beispielhaft gezeigt
ist, weist ein Pumpengehäuse 2 und ein daran angeflanschtes Statorgehäuse 4 auf, wobei
in dem Statorgehäuse 4 in bekannter Weise ein Elektromotor angeordnet ist, welcher
ein in den Pumpengehäuse 2 angeordnetes Laufrad drehend antreibt. Die Drehachse X
entspricht dabei der Längsachse des Statorgehäuses 4. Durch das Pumpengehäuse 2 strömt
ein zu förderndes Fluid in der Richtung Y von einem Fluideingang 6 zu einem Fluidausgang
8 des Pumpengehäuses 2. Das Statorgehäuse 4 weist eine Montageplatte 10 für zu kühlende
elektronische Bauteile, beispielsweise in einem angesetzten Klemmenkasten auf. Die
Montagefläche bzw. Montageplatz 10 steht in wärmeleitender Verbindung mit dem Statorgehäuse
4 und elektronische Bauteile werden wärmeleitend direkt oder indirekt mit dieser Montageplatte
10 in Kontakt gebracht, sodass Wärme von den elektrischen bzw. elektronischen Bauteilen
auf diese Platte und darüber auf das Statorgehäuse 4 übertragen werden kann.
[0016] Darüber hinaus ist im Inneren einer Wandung des Statorgehäuses 4 ein hier schematisch
gezeigter Kühlkanal 12 ausgebildet. Dieser ist beispielsweise in die Wandung des Statorgehäuses
eingeschlossen bzw. beim Guss in dieser Wandung ausgeformt. Der Kühlkanal 12 mündet
im Flansch 14 des Statorgehäuses 4 in zwei Anschlussöffnungen 16 und 18. In dem dem
Flansch 14 gegenüberliegenden Flansch 20 des Pumpengehäuses 2 sind gegenüberliegende
Anschlussöffnungen ausgebildet, welche mit zwei Kühlkanälen 22 und 24 verbunden sind.
Dabei führt der Kühlkanal 22 zu dem Fluideingang 6 und der Kühlkanal 24 zu dem Kühlkanal
8. Der Kühlkanal 24 dient somit der Fluidzufuhr zu dem Kühlkanal 12 und der Kühlkanal
22 der Fluidabfuhr von dem Kühlkanal 12, da am Fluidausgang des Pumpengehäuses 2 ein
höherer Fluiddruck herrscht als am Fluideingang. Somit strömt das zu fördernde Fluid
als Kühlfluid durch den Kühlkanal 12. Auch die Kühlkanäle 22 und 24 sind vorzugsweise
in der Wandung des Pumpengehäuses 2 ausgebildet, beispielsweise eingegossen bzw. im
Guss dort ausgeformt.
[0017] Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf den Flansch 14 des Statorgehäuses 4. Es ist zu sehen,
dass die Anschlussöffnungen 16 und 18 des Kühlkanals 12 in die Anlagefläche des Flansches
14 münden und bezüglich der Längsachse X diametral gegenüberliegend im Flansch 14
gelegen sind. Ferner sind im Flansch 14 vier gleichmäßig über dem Umfang verteilte
Befestigungslöcher 26 ausgebildet, durch welche sich Befestigungsbolzen 28 (siehe
Fig. 1) zur Befestigung am Flansch 20 des Pumpengehäuses erstrecken können. Das heißt
die Befestigungslöcher 26 und die Befestigungsbolzen 28 sind bezogen auf die Längsachse
X jeweils um 90° beabstandet im Flansch 14 verteilt angeordnet.
[0018] Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf den Flansch 20 des Pumpengehäuses 2. In dem Flansch
20 sind insgesamt acht Befestigungslöcher 30 ausgebildet, welche mit einem Innengewinde
versehen sind, in welches die Befestigungsbolzen 28 mit ihrem Gewinde eingeschraubt
werden. Die acht Befestigungslöcher 30 sind auf demselben Radius bezüglich der Längsachse
X gelegen, wie die Befestigungslöcher 26 im Flansch 14. Die einzelnen Befestigungslöcher
30 sind bezogen auf die Längsachse X jeweils um einen Winkel von 45° zueinander beabstandet.
Wenn der Flansch 14 und der Flansch 20 bei der Befestigung des Statorgehäuses 4 mit
dem Pumpengehäuse 2 aufeinander gelegt werden, liegen die vier Befestigungslöcher
26 jeweils vier Befestigungslöchern 30 gegenüber. Die anderen vier Befestigungslöcher
30 bleiben ungenutzt. Die Anzahl der Befestigungslöcher 30 ermöglicht es das Statorgehäuse
4 in 45°-Schritten in unterschiedlichen Winkelpositionen um die Längsachse X an das
Pumpengehäuse 2 anzusetzen.
[0019] Die Kühlkanäle 22 und 24 in dem Pumpengehäuse 2 erstrecken sich als bogenförmige
Kanäle im Wesentlichen jeweils über 180° des Umfanges des Flansches 2 innerhalb des
Flansches. Über sich anschließende Kühlkanäle 32 und 34 sind der Kühlkanal 22 mit
dem Fluideingang 6 und der Kühlkanal 24 mit dem Fluidausgang 8 verbunden. Die Kühlkanäle
32 und 34 sind wie die Kühlkanäle 22 und 24 vorzugsweise im Inneren des Pumpengehäuses
2 ausgebildet, vorzugsweise beim Guss ausgeformt bzw. eingegossen. In dem Kühlkanal
22 und dem Kühlkanal 24 sind jeweils 4 Anschlussöffnungen 36 ausgebildet, über welche
die Kühlkanäle 22 und 24 zur Stirnseite bzw. Anlagefläche des Flansches 20 hin geöffnet
sind. Die Anschlussöffnungen 36 liegen bezogen auf die Längsachse X auf demselben
Radius wie die Anschlussöffnung 16 im Flansch 14. Dabei sind die Anschlussöffnungen
36 gleichmäßig jeweils im Winkel von 45° bezogen auf die Längsachse X über den Umfang
des Flansches 20 verteilt angeordnet. Das heißt, es gibt genauso viele Anschlussöffnungen
36 wie Befestigungslöcher 30. Relativ zu den Befestigungslöchern 30 sind die Anschlussöffnungen
36 um einen Winkel von 22,5° versetzt angeordnet, sodass die Anschlussöffnung 36 jeweils
zwischen zwei Befestigungslöchern 30 gelegen ist. Entsprechend sind die Anschlussöffnungen
16 in dem Flansch 14 um einen Winkel von 22,5° zu den nächst liegenden Befestigungslöchern
26 beabstandet. Wenn nun der Flansch 14 auf den Flansch 20 aufgesetzt wird, ist, wenn
jeweils ein Befestigungsloch 26 mit einem Befestigungsloch 30 zur Deckung gebracht
wird, sichergestellt, dass die Anschlussöffnungen 16 und 18 jeweils einer Anschlussöffnung
36 gegenüberliegen. Dabei liegt dann jeweils eine der Anschlussöffnungen 16 und 18
einer Anschlussöffnung 36 in dem Kühlkanal 24 und die andere Anschlussöffnung der
Anschlussöffnungen 16 und 18 einer Anschlussöffnung 36 in dem Kühlkanal 24 gegenüber.
Auf diese Weise wird sichergestellt, dass in jeder der möglichen Winkelpositionen,
in welcher die beiden Flansche 14 und 20 miteinander verbunden werden können, immer
die Anschlussöffnungen 16 und 18 jeweils einer Anschlussöffnung 36 fluchtend gegenüberliegen,
wobei sichergestellt ist, dass die Anschlussöffnungen 16 und 18 jeweils mit einer
Anschlussöffnung in einem anderen der beiden Kühlkanäle 22 und 24 fluchten. Auf diese
Weise wird bei Montage von Pumpengehäuse 2 und Statorgehäuse 4 unabhängig von der
angesetzten Winkelposition sichergestellt, dass ein Strömungsweg von dem Fluidausgang
8 über dem Strömungskanal 34, den angrenzenden Strömungskanal 24 eine der Anschlussöffnungen
36 über eine der Anschlussöffnungen 16 und 18 in den Kühlkanal 12 und zurück über
die jeweils andere Anschlussöffnung der Anschlussöffnungen 16 und 18 in einer Anschlussöffnung
36 des Kühlkanals 22 und von dort über den Kühlkanal 32 in den Fluideingang des Pumpengehäuses
2 gewährleistet ist. Das heißt, das Pumpenaggregat ist sehr einfach zu montieren,
ohne das auf den Anschluss der Kühlkanäle besonders Rücksicht genommen werden muss.
Zwischen den beiden Flanschen 14 und 20 wird zusätzlich eine Dichtung angeordnet,
welche die Strömungswege zwischen den Anschlussöffnungen 16 und 18 auf der einen und
den Anschlussöffnungen 36 auf der anderen Seite nach außen abdichtet. Gleichzeitig
trägt eine solche Dichtung dafür Sorge, dass das Innere des Pumpengehäuses 2 am Flansch
abgedichtet ist, und die nicht genutzten Anschlussöffnungen 36 dichtend verschlossen
werden. Fig. 4 zeigt schematisch den Aufbau eines Ventils, wie es in einem der Kühlkanäle
angeordnet sein kann. Der Kühlkanal 40 weist eine Öffnung auf, welche von einem Ventilelement
in Form eines Bimetallstreifens 38 überdeckt wird. Der Bimetallstreifen 38 ist so
ausgebildet, dass er sich bei Erwärmung der Öffnung 40 annähert und diese verschließt,
wie in Fig. 4 gestrichelt dargestellt ist. Bei Abkühlung biegt sich der Bimetallstreifen
38 und gibt die Öffnung 40 frei. Auf diese Weise kann der Strömungsdurchgang bei Erwärmung
geöffnet und bei Abkühlung geschlossen werden. Ein solches Ventilelement kann an geeigneter
Stelle an einem der oben beschriebenen Kühlkanäle angeordnet sein.
[0020] Wenn oben anhand der Fig. 1 bis 3 beschrieben wurde, dass die bogenförmigen Kühlkanäle
22 und 24 mit dem zugehörigen Anschlussöffnungen 36 im Flansch 20 des Pumpengehäuses
2 angeordnet sind, so ist zu verstehen, dass auch eine umgekehrte Anordnung der Flansche
14 und 20 möglich wäre, d. h. dass die Ausgestaltung des Flansches 20 im Statorgehäuse
und die Ausgestaltung des Flansches 14 mit den Anschlussöffnungen 16 und 18 im Flansch
des Pumpengehäuses 2 vorgesehen wird.
Bezugszeichenliste
[0021]
- 2
- - Pumpengehäuse
- 4
- - Statorgehäuse
- 6
- - Fluideingang
- 8
- - Fluidausgang
- 10
- - Montageplatte
- 12
- - Kühlkanal
- 14
- - Flansch
- 16, 18 -
- Anschlussöffnungen
- 20
- - Flansch
- 22, 24 -
- Kühlkanäle
- 26
- - Befestigungslöcher
- 28
- - Befestigungsbolzen
- 30
- - Befestigungslöcher
- 32, 34 -
- Kühlkanäle
- 36
- - Anschlussöffnungen
- 38
- - Bimetallstreifen
- 40
- - Öffnung
- X
- - Statorlängsachse
- Y
- - Strömungsrichtung durch das Pumpengehäuse
1. Pumpenaggregat mit einem Pumpengehäuse (2), welches einen Fluideingang (6) und einen
Fluidausgang (8) für ein zu förderndes Fluid aufweist, sowie einem mit dem Pumpengehäuse
(2) verbundenen Statorgehäuse (4), dadurch gekennzeichnet, dass
in einer Wandung des Statorgehäuses (4) zumindest ein Kühlkanal (12) ausgebildet ist,
welcher mit Kühlkanälen (22, 24) in dem Pumpengehäuse (2) verbunden ist, die mit dem
Fluideingang (6) und dem Fluidausgang (8) in Verbindung stehen, so dass das Fluid
aufgrund der Druckdifferenz zwischen Fluideingang (6) und Fluidausgang (8) durch den
zumindest einen Kühlkanal strömt.
2. Pumpenaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass von dem Statorgehäuse (4) und dem Pumpengehäuse (2) eines einen ersten Flansch (14)
und eines einen zweiten Flansch (20) aufweist, über welche das Pumpengehäuse (2) und
das Statorgehäuse (4) miteinander verbunden sind, wobei die Kühlkanäle (22, 24) des
Pumpengehäuses (2) und der zumindest eine Kühlkanal (12) des Statorgehäuses (4) jeweils
in Anschlussöffnungen (16, 18, 36) in dem zugehörigen Flansch (14, 20) münden und
die Anschlussöffnungen (16, 18, 36) in den beiden Flanschen (14, 20) einander derart
gegenüberliegen, dass die Kühlkanäle (12, 22, 24) von Statorgehäuse (4) und Pumpengehäuse
(2) miteinander verbunden sind.
3. Pumpenaggregat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem ersten oder dem zweiten Flansch (20) zumindest zwei Anschlussöffnungen (36)
vorgesehen sind, welche mit demselben Ende eines angrenzenden Kühlkanals (22, 24)
verbunden sind, und in dem Flansch (20) derart an unterschiedlichen Winkelpositionen
angeordnet sind, dass das Statorgehäuse (4) mit dem Pumpengehäuse (2) in zumindest
zwei unterschiedlichen Winkellagen verbindbar ist, in welchen jeweils zumindest eine
Anschlussöffnung (16, 18, 36) des ersten und des zweiten Flansches einander gegenüberliegen.
4. Pumpenaggregat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in einem der beiden Flansche (20) zumindest ein sich in Umfangsrichtung des Flansches
(20) bogenförmig erstreckender Kühlkanal (22, 24) ausgebildet ist, in welchem mehrere
in Umfangsrichtung voneinander beabstandete Anschlussöffnungen (36) ausgebildet sind.
5. Pumpenaggregat nach Anspruch (4), dadurch gekennzeichnet, dass in einem der beiden Flansche (20) zwei sich jeweils im Wesentlichen entlang einem
Winkel von 180° in Umfangsrichtung des Flansches (20) bogenförmig erstreckende Kühlkanäle
(22, 24) ausgebildet sind, von denen einer der Fluidzufuhr und der andere zur Fluidabfuhr
dient und in welchem jeweils mehrere in Umfangsrichtung des Flansches voneinander
beabstandete Anschlussöffnungen (36) ausgebildet sind.
6. Pumpenaggregat nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest zwei voneinander beabstandeten Anschlussöffnungen (36) in Umfangsrichtung
des Flansches (20) um einen Winkel voneinander beabstandet sind, welcher dem Winkel
zwischen zwei Befestigungsbolzen (30) zur Verbindung der beiden Flansche (14, 20)
entspricht.
7. Pumpenaggregat nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in jedem Flansch (14, 20) zumindest ein Paar von Anschlussöffnungen (16, 18, 36)
ausgebildet ist, von welchen eine der Fluidzufuhr und die andere der Fluidabfuhr dient.
8. Pumpenaggregat nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Anschlussöffnungen (16, 18, 36) eines Paares von Anschlussöffnungen in Umfangsrichtung
des Flansches (14, 20) um 180° voneinander beabstandet sind.
9. Pumpenaggregat nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass in einem der Flansche (20) eine Anzahl von Paaren von Anschlussöffnungen (36) angeordnet
ist, welche der Hälfte der möglichen Winkelpositionen, in welchen Pumpengehäuse (2)
und Statorgehäuse (4) miteinander verbindbar sind, entspricht.
10. Pumpenaggregat nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einem der Kühlkanäle eine temperaturgesteuertes Ventil (38) angeordnet
ist.
Geänderte Patentansprüche gemäss Regel 137(2) EPÜ.
1. Pumpenaggregat mit einem Pumpengehäuse (2), welches einen Fluideingang (6) und einen
Fluidausgang (8) für ein zu förderndes Fluid aufweist, sowie einem mit dem Pumpengehäuse
(2) verbundenen Statorgehäuse (4), wobei
in einer Wandung des Statorgehäuses (4) zumindest ein Kühlkanal (12) ausgebildet ist,
welcher mit Kühlkanälen (22, 24) in dem Pumpengehäuse (2) verbunden ist, die mit dem
Fluideingang (6) und dem Fluidausgang (8) in Verbindung stehen, so dass das Fluid
aufgrund der Druckdifferenz zwischen Fluideingang (6) und Fluidausgang (8) durch den
zumindest einen Kühlkanal strömt,
von dem Statorgehäuse (4) und dem Pumpengehäuse (2) eines einen ersten Flansch (14)
und eines einen zweiten Flansch (20) aufweist, über welche das Pumpengehäuse (2) und
das Statorgehäuse (4) miteinander verbunden sind, wobei die Kühlkanäle (22, 24) des
Pumpengehäuses (2) und der zumindest eine Kühlkanal (12) des Statorgehäuses (4) jeweils
in Anschlussöffnungen (16, 18, 36) in dem zugehörigen Flansch (14, 20) münden und
die Anschlussöffnungen (16, 18, 36) in den beiden Flanschen (14, 20) einander derart
gegenüberliegen, dass die Kühlkanäle (12, 22, 24) von Statorgehäuse (4) und Pumpengehäuse
(2) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass
in dem ersten oder dem zweiten Flansch (20) zumindest zwei Anschlussöffnungen (36)
vorgesehen sind, welche mit demselben Ende eines angrenzenden Kühlkanals (22, 24)
verbunden sind, und in dem Flansch (20) derart an unterschiedlichen Winkelpositionen
angeordnet sind, dass das Statorgehäuse (4) mit dem Pumpengehäuse (2) in zumindest
zwei unterschiedlichen Winkellagen verbindbar ist, in welchen jeweils zumindest eine
Anschlussöffnung (16, 18, 36) des ersten und des zweiten Flansches einander gegenüberliegen.
2. Pumpenaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einem der beiden Flansche (20) zumindest ein sich in Umfangsrichtung des Flansches
(20) bogenförmig erstreckender Kühlkanal (22, 24) ausgebildet ist, in welchem mehrere
in Umfangsrichtung voneinander beabstandete Anschlussöffnungen (36) ausgebildet sind.
3. Pumpenaggregat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in einem der beiden Flansche (20) zwei sich jeweils im Wesentlichen entlang einem
Winkel von 180° in Umfangsrichtung des Flansches (20) bogenförmig erstreckende Kühlkanäle
(22, 24) ausgebildet sind, von denen einer der Fluidzufuhr und der andere zur Fluidabfuhr
dient und in welchem jeweils mehrere in Umfangsrichtung des Flansches voneinander
beabstandete Anschlussöffnungen (36) ausgebildet sind.
4. Pumpenaggregat nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest zwei voneinander beabstandeten Anschlussöffnungen (36) in Umfangsrichtung
des Flansches (20) um einen Winkel voneinander beabstandet sind, welcher dem Winkel
zwischen zwei Befestigungsbolzen (30) zur Verbindung der beiden Flansche (14, 20)
entspricht.
5. Pumpenaggregat nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in jedem Flansch (14, 20) zumindest ein Paar von Anschlussöffnungen (16, 18, 36)
ausgebildet ist, von welchen eine der Fluidzufuhr und die andere der Fluidabfuhr dient.
6. Pumpenaggregat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Anschlussöffnungen (16, 18, 36) eines Paares von Anschlussöffnungen in Umfangsrichtung
des Flansches (14, 20) um 180° voneinander beabstandet sind.
7. Pumpenaggregat nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass in einem der Flansche (20) eine Anzahl von Paaren von Anschlussöffnungen (36) angeordnet
ist, welche der Hälfte der möglichen Winkelpositionen, in welchen Pumpengehäuse (2)
und Statorgehäuse (4) miteinander verbindbar sind, entspricht.
8. Pumpenaggregat nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einem der Kühlkanäle eine temperaturgesteuertes Ventil (38) angeordnet
ist.