[0001] Die Erfindung betrifft ein Kreiselpumpenaggregat mit einem elektrischen Antriebsmotor
und einem in dem Pumpenaggregat angeordneten Ventilelement, welches zwischen zumindest
zwei Schaltstellungen bewegbar ist.
[0002] Es sind Kreiselpumpenaggregate bekannt, welche gleichzeitig eine Ventileinrichtung
beinhalten, welche es ermöglicht, zwischen zwei Strömungswegen, durch welche das Kreiselpumpenaggregat
fördert, umzuschalten. Dabei sind derartige Ventileinrichtungen bekannt, welche abhängig
von der Drehrichtung des Kreiselpumpenaggregates umschalten. Beispielsweise aus
DE 9013992 U1 ist ein solches Kreiselpumpenaggregat bekannt, welches eine Umschalteinrichtung aufweist,
mit deren Hilfe zwischen zwei Eingängen des Kreiselpumpenaggregates umgeschaltet werden
kann. Das dort offenbarte Kreiselpumpenaggregat weist eine relativ aufwändige Mechanik
auf, welche ein an der Druckseite gelegenes Anström-Element aufweist, welches von
der von dem Kreiselpumpenaggregat erzeugten ausgangsseitigen Strömung angeströmt wird
und je nach Strömungsrichtung in zwei unterschiedliche Stellungen bewegt werden kann.
Über ein mit dem Anström-Element verbundenes Hebelsystem wird ein Ventilelement auf
der Saugseite des Pumpenaggregates zwischen den zwei Eingängen umgeschaltet.
[0003] Im Hinblick auf diesen Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, ein Kreiselpumpenaggregat
mit einem integrierten Ventilelement dahingehend zu verbessern, dass ein einfacherer
Aufbau des Kreiselpumpenaggregates bei gleichzeitig erhöhter Zuverlässigkeit der Schaltfunktion
des Ventilelementes erreicht wird.
[0004] Diese Aufgabe wird durch ein Kreiselpumpenaggregat mit den in Anspruch 1 angegebenen
Merkmalen gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen,
der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.
[0005] Das erfindungsgemäße Kreiselpumpenaggregat weist einen elektrischen Antriebsmotor
sowie zumindest ein Laufrad auf, welches von diesem elektrischen Antriebsmotor drehend
angetrieben wird. Dazu ist ein Rotor des elektrischen Antriebsmotors mit dem Laufrad
verbunden, beispielsweise über eine Welle. Das Laufrad ist in einem das Laufrad umgebenen
Pumpengehäuse angeordnet, welches vorzugsweise den mit zu fördernden fluidgefüllten
Raum nach außen begrenzt. Das Pumpengehäuse weist zumindest zwei Anschlüsse, insbesondere
zwei saugseitige Eingänge und einen druckseitigen Ausgang auf. Das bedeutet, das Laufrad
saugt bevorzugt aus zumindest einem der beiden Eingänge eine Flüssigkeit an und fördert
sie zu dem druckseitigen Ausgang. In dem Pumpengehäuse ist ein bewegliches Ventilelement
angeordnet, welches zwischen zumindest zwei Schaltstellungen bewegbar ist, in welchen
die Strömungswege durch die beiden Anschlüsse, insbesondere die beiden Eingänge unterschiedlich
geöffnet sind. Dies bedeutet, durch Ändern der Schaltstellung des Ventilelementes
werden die beiden Anschlüsse bzw. Eingänge unterschiedlich weit geöffnet und damit
die Strömungsquerschnitte der Anschlüsse bzw. Eingänge verändert. Im einfachsten Fall
kann ein reines Umschalten vorgesehen sein, wobei in einer der beiden Schaltstellungen
ein erster Anschluss bzw. Eingang geöffnet und ein zweiter Anschluss bzw. Eingang
geschlossen ist, während in der zweiten Schaltstellung der erste Anschluss bzw. Eingang
geschlossen und der zweite Anschluss bzw. Eingang geöffnet ist. Es ist aber auch denkbar,
dass eine oder mehrere Schaltstellungen vorgesehen sind, in denen nicht einer der
Anschlüsse bzw. Eingänge vollständig verschlossen ist, sondern lediglich der Öffnungsgrad
der beiden Anschlüsse bzw. Eingänge zueinander geändert wird, sodass beispielsweise
in einer ersten Schaltstellung der erste Anschluss bzw. Eingang weiter geöffnet ist
als in einer zweiten Schaltstellung. So könnte beispielsweise auch ein Mischungsverhältnis
der Strömungen durch den ersten und zweiten Eingang zwischen den beiden Schaltstellungen
durch Bewegung des Ventilelementes verändert werden, d. h. das Ventilelement als einstellbares
Mischventil wirken.
[0006] Erfindungsgemäß ist das Ventilelement derart ausgebildet und in dem Pumpengehäuse
angeordnet, dass es in dem Pumpengehäuse zwischen Saug- und Druckseite des Kreiselpumpenaggregates
gelegen ist und diese voneinander trennt. So ist das Ventilelement vorzugsweise so
angeordnet, dass es einen mit einer Saugseite des Laufrades verbundenen Saugraum,
in welchen vorzugsweise die beiden Eingänge münden, von einem mit der Druckseite des
Laufrades und vorzugsweise mit einem Anschluss als Ausgang in Verbindung stehenden
Druckraum trennt. Dies bedeutet, das Ventilelement grenzt sowohl an den Saugraum als
auch an den Druckraum an. So weist das Ventilelement vorzugsweise eine dem Saugraum
zugewandte Seite auf, welche mit der Flüssigkeit in dem Saugraum in Kontakt kommt,
und eine dem Druckraum zugewandte Seite, welche mit der Flüssigkeit in dem Druckraum
in Kontakt kommt und mit dem Druck im Druckraum beaufschlagt ist. Dadurch, dass das
Ventilelement sowohl an die Druckseite als auch an die Saugseite angrenzt, wird es
zum einen möglich, Druckdifferenzen zwischen beiden Seiten zur Bewegung des Ventilelementes
auszunutzen. Zum anderen können weitere im Druckraum und/oder im Saugraum wirkende
Kräfte, insbesondere Strömungskräfte der strömenden Flüssigkeit genutzt werden, das
Ventilelement zu betätigen. Insbesondere ist es möglich, im Druckraum herrschende
Kräfte zu nutzen und damit an der Saugseite eine Schaltfunktion durchzuführen.
[0007] Das Ventilelement ist erfindungsgemäß zu zumindest einer Bewegung zwischen den zumindest
zwei Schaltstellungen mit dem Antriebsmotor mechanisch und/oder hydraulisch gekoppelt.
Diese Kopplung wird durch die Anordnung des Ventilelements zwischen Druck- und Saugraum
begünstigt. So kann das Ventilelement auf der einen Seite im Saugraum mit den beiden
Eingängen in Wechselwirkung treten, um die Strömungswege durch diese beiden Eingänge
in den zumindest zwei Schaltstellungen zu verändern. Andererseits ist das Ventilelement
direkt dem Druckraum zugewandt bzw. weist eine an den Druckraum abgrenzende Seite
auf, an welcher die mechanische und/oder hydraulische Kopplung zur Bewegung des Ventilelementes
angreifen kann. Auf diese Weise können komplizierte Mechaniken zur Kopplung eines
im Druckraum gelegenen Anströmungselements mit einem an der Saugseite gelegenen Ventilelement
vermieden werden. Vielmehr wird es möglich das Ventilelement direkt im Druckraum mit
Kraft zu beaufschlagen, um es zwischen den Schaltstellungen zu bewegen. So weist das
Ventilelement vorzugsweise dem Druckraum zugewandte Kraftangriffselemente oder Kraftangriffsflächen
auf, an welchen die mechanische und/oder hydraulische Kopplung angreift.
[0008] Die hydraulische Kopplung zwischen Antriebsmotor und Ventilelement kann besonders
bevorzugt über die im Druckraum befindliche Flüssigkeit erfolgen. Die Flüssigkeit
wird beispielsweise durch das Laufrad selber in Bewegung versetzt und überträgt die
Bewegung auf das Ventilelement. Dies kann beispielsweise durch zwischen dem Ventilelement
und der Flüssigkeit herrschende Reibungskräfte erfolgen. Insbesondere kann eine im
Druckraum herrschende Reibung des dort strömenden Fluids an den den Druckraum begrenzenden
Wandungen genutzt werden, um das Ventilelement zu bewegen. So kann das Ventilelement
an seiner dem Druckraum zugewandten Seite über die dort auftretende Reibung von einer
Fluidströmung bewegt werden. So kann die Bewegung des Ventilelementes durch ansonsten
reibungsbedingte Verlustenergie bewirkt werden.
[0009] Besonders bevorzugt ist das Ventilelement zwischen den zumindest zwei Schaltstellungen
drehbar. Dies ermöglicht eine besonders einfache Bewegungskopplung, da von dem Antriebsmotor
ohnehin eine Drehbewegung erzeugt wird. So kann beispielsweise eine in dem Druckraum
rotierende Strömung auf das Ventilelement wirken und dieses drehend bewegen.
[0010] Die Drehachse, um welche das Ventilelement drehbar ist, erstreckt sich zweckmäßigerweise
parallel zur Drehachse des Laufrades und weiter bevorzugt fluchtend mit der Drehachse
des Laufrades, d. h. bevorzugt im Wesentlichen in Verlängerung der Drehachse des Laufrades.
So wird erreicht, dass sich das Laufrad bzw. der Rotor des Antriebsmotors sowie das
Ventilelement um dieselbe Achse drehen. So ist eine sehr einfache hydraulische und/oder
mechanische Kopplung zwischen Ventilelement und Antriebsmotor bzw. Laufrad möglich.
Es sind bevorzugt keinerlei Getriebeelemente erforderlich, d. h. auf Zahnräder, Hebel
oder Ähnliches kann verzichtet werden.
[0011] Weiter bevorzugt ist das Ventilelement in seinem Zentrum drehbar gelagert und insbesondere
in dem Pumpengehäuse unabhängig von dem Laufrad drehbar gelagert. Dabei ist das Ventilelement
weiter bevorzugt so ausgebildet, dass es in zumindest einer Position lediglich über
die zentrale Lagerung und gegebenenfalls erforderlichen Rückstellelementen (z. B.
Rückstellfedern) mit dem Pumpengehäuse in Kontakt ist und sich im Übrigen um diese
zentrale Lagerung frei drehen kann. Die zentrale Lagerung ist vorzugsweise so ausgestaltet,
dass der Radius (Außenradius) der Lagerflächen bevorzugt weniger als ein Drittel,
weiter bevorzugt weniger als ein Viertel des Radius des Außenumfanges des Ventilelementes
beträgt. Dadurch wird eine sehr leichte Drehbarkeit des Ventilelementes durch Kräfte,
welche außerhalb der Lagerung angreifen erreicht, da diese Kräfte über einen vergleichsweise
langen Hebel auf die Lagerung wirken. Eine besonders leichtgängige Lagerung des Ventilelementes
ermöglicht, dass dieses durch vergleichsweise kleine Kräfte zwischen den zumindest
zwei Schaltstellungen bewegt werden kann. Dies begünstigt beispielsweise eine hydraulische
Kopplung zwischen Antriebsmotor und Ventilelement.
[0012] Weiter bevorzugt ist das Ventilelement im Inneren des Pumpengehäuses in einem mit
einem zu fördernden Fluid bzw. einer zu fördernden Flüssigkeit gefüllten Raum drehbar
gelagert. Das heißt die Lagerung ist "nass" ausgebildet, sodass die Lagerung durch
die Flüssigkeit selber geschmiert werden kann. Darüber hinaus sind keine gedichteten
Wellendurchführungen durch das Pumpengehäuse nach außen erforderlich. Dennoch kann
weiter bevorzugt die Lagerung im Inneren des Pumpengehäuses durch Dichtungen gegenüber
der umgebenden Flüssigkeit abgedichtet sein. Eine solche Dichtung kann jedoch beispielsweise
so ausgebildet sein, dass sie nicht hermetisch dicht ist, sondern eine gewisse geringe
Flüssigkeitsmenge durchlässt, welche dann beispielsweise der Schmierung des Lagers
dienen kann. Dabei können jedoch durch die Dichtung Verunreinigungen zurückgehalten
werden und es kann so verhindert werden, dass Verunreinigungen in die Lagerung eintreten.
Dazu ist vorzugsweise ein Dichtspalt in der Dichtung so dimensioniert, dass die zu
fördernde Flüssigkeit, z. B. Wasser, durch den Dichtspalt hindurchtreten kann, Verunreinigungen
wie Partikel jedoch zurückgehalten werden. Darüber hinaus kann die Lagerung bevorzugt
vorgeschmiert sein, insbesondere auch dauergeschmiert sein. Das heißt in die Lagerung
kann zuvor ein Schmierstoff eingebracht sein, welcher dann gegebenenfalls im Laufe
der Betriebszeit durch die Flüssigkeit im Inneren des Pumpengehäuses verdünnt und/oder
ersetzt wird.
[0013] Gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform der Erfindung ist das Ventilelement
derart ausgestaltet und angeordnet, dass es entlang einer ersten Bewegungsbahn zwischen
den zumindest zwei Schaltstellungen bewegbar ist und zusätzlich in einer zweiten,
gewinkelt zu der ersten Bewegungsbahn verlaufenden zweiten Bewegungsbahn bewegbar
ist. Dabei ist die erste Bewegungsbahn vorzugsweise eine Drehbewegung um eine Drehachse,
wie sie oben beschrieben wurde. Die zweite Bewegungsbahn ist bevorzugt eine Bewegungsbahn,
welche linear verläuft, insbesondere entlang der Drehachse oder parallel zu der Drehachse
des Ventilelementes. Entlang der zweiten Bewegungsbahn ist das Ventilelement bevorzugt
zwischen einer ersten Position, in welcher es von zumindest einer Anlagefläche beanstandet
ist, und einer zweiten Position, in welcher es mit dieser Anlagefläche in Anlage ist,
bewegbar. In der ersten Position ist das Ventilelement bevorzugt in der vorangehend
beschriebenen Weise frei um eine Lagerung drehbar. In der zweiten Position kommt es
bevorzugt mit der Anlagefläche, welche insbesondere an dem Pumpengehäuse ausgebildet
sein kann, zur Anlage. Durch diese Anlage kann vorzugsweise die weitere Drehbewegung
unterbunden werden und/oder eine Abdichtung realisiert werden.
[0014] Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann zumindest ein Dämpfungsmittel
vorgesehen sein, welches mit dem Ventilelement verbunden ist bzw. zusammenwirkt und
derart ausgestaltet ist, dass eine Bewegung des Ventilelementes entlang der zweiten
Bewegungsbahn gedämpft bzw. verzögert wird. Dabei kann die Dämpfung bei einer Bewegung
von der ersten Position in die zweite Position und/oder bei einer Bewegung von der
zweiten Position in die erste Position wirken. Bevorzugt ist eine Wirkung zumindest
bei der Bewegung von der zweiten Position in die erste Position. Dadurch wird erreicht,
dass ein Außereingrifftreten von der zumindest einen Anlagefläche verzögert wird und
so das Ventilelement länger in einer fixierten nicht drehbaren Position gehalten wird.
Dadurch kann erreicht werden, dass, wenn das Ventilelement durch den Antriebsmotor
in eine gewünschte Schaltstellung bewegt worden ist, nach Ausschalten und Wiederinbetriebnahme
des Antriebsmotor in umgekehrter Drehrichtung das Ventilelement in der zuvor eingenommenen
Schaltstellung verbleibt, sofern der Antriebsmotor schnell genug wieder in Betrieb
genommen wird. Durch die schnelle Inbetriebnahme kann ein schneller Druckaufbau im
Druckraum erreicht werden, welcher das Ventilelement in Anlage mit der Anlagefläche
hält. Durch die Dämpfung ist dabei sichergestellt, dass sich ein Druck aufbauen kann,
bevor das Ventilelement in seinen frei drehbaren Zustand gelangt.
[0015] Die zweite Bewegungsbahn des Ventilelementes verläuft bevorzugt parallel zur oder
entlang der Drehachse des Laufrades, welche wie oben beschrieben weiter bevorzugt
fluchtend mit der Drehachse des Ventilelementes ist.
[0016] Das Ventilelement kann gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform von einem
Rückstellelement, beispielsweise einer Rückstellfeder mit einer Rückstellkraft beaufschlagt
sein, welche entlang der zweiten Bewegungsbahn und bevorzugt in Richtung der ersten
Position wirkt. Das Rückstellelement ist bestrebt, das Ventilelement in eine Ausgangslage
zurückzubewegen, wobei die Ausgangslage bevorzugt die erste Position ist, in welcher
weiter bevorzugt das Ventilelement frei drehbar ist. So kann erreicht werden, dass,
wenn der Antriebsmotor ausgeschaltet wird, das Ventilelement nach Abklingen der von
dem Laufrad erzeugten Kräfte und Momente sich durch das Rückstellelement in die erste
Position zurückbewegt.
[0017] Weiter bevorzugt weist das Ventilelement eine dem Druckraum zugewandte Druckfläche
auf, auf welche der in dem Druckraum herrschende Druck derart wirkt, dass das Ventilelement
entlang der zweiten Bewegungsbahn mit einer Druckkraft beaufschlagt wird, welche vorzugsweise
in Richtung der zweiten Position wirkt. Die Druckkraft wirkt somit vorzugsweise einer
Rückstellkraft entgegen. Durch diese Ausgestaltung wird erreicht, dass bei einem Druckaufbau
in dem Druckraum, welcher durch Rotation des Laufrades verursacht wird, dieser Druck,
wenn er eine ausreichende Höhe erreicht, das Ventilelement in seine zweite Position
bewegt, in welcher es vorzugsweise mit einer Anlagefläche in Kontakt tritt. So kann
eine durch das Kreiselpumpenaggregat selbst verursachte Druckkraft dazu benutzt werden,
das Ventilelement in eine bestimmte Position zu bewegen. Wenn der Antriebsmotor angehalten
wird und der im Druckraum herrschende Druck sich wieder verringert, wird das Ventilelement
dann vorzugsweise durch ein Rückstellelement wieder zurück in seine erste Position
bewegt.
[0018] Vorzugsweise ist die beschriebene zumindest eine Anlagefläche zumindest eine Dichtfläche.
Dies kann insbesondere eine Dichtfläche sein, welche so gelegen ist, dass durch Anlage
des Ventilelementes an der Dichtfläche der Druckbereich gegenüber dem Saugbereich
abgedichtet ist. Alternativ oder zusätzlich kann zumindest eine Dichtfläche vorgesehen
und derart gelegen sein, dass durch Anlage des Ventilelementes an dieser Dichtfläche
einer der Anschlüsse und insbesondere einer der Eingänge gegenüber dem Saugraum abgedichtet
ist. So wird dieser Eingang dann gegenüber dem Saugraum vorzugsweise dicht verschlossen,
sodass das Kreiselpumpenaggregat durch den anderen Eingang Flüssigkeit ansaugt. Dadurch,
dass bei dieser Ausgestaltung das Ventilelement lediglich in der zweiten Position
in dichtenden Kontakt mit der oder den Dichtflächen ist, wird erreicht, dass in der
ersten Position die Dichtflächen außer Eingriff treten können und so die auf das Ventilelement
herrschenden Reibungskräfte in der ersten Position verringert werden, sodass dieses
in der ersten Position leicht zwischen seinen zumindest beiden Schaltstellungen bewegbar
ist.
[0019] Bevorzugt erstreckt sich die zumindest einer Anlagefläche gewinkelt zu der zweiten
Bewegungsbahn, d. h. eine in Richtung der Bewegungsbahn herrschende Kraft kann zu
einer Druckkraft auf die Anlagefläche führen. So kann das Ventilelement durch eine
solche Druckkraft, insbesondere durch eine entlang der zweiten Bewegungsbahn wirkende,
von dem im Druckraum herrschenden Druck verursachte Druckkraft, gegen die Anlagefläche
und insbesondere eine Dichtfläche zur Abdichtung gedrückt werden.
[0020] Wie oben beschrieben ist das Ventilelement mit dem Antriebsmotor mechanisch und/oder
hydraulisch zu seiner Bewegung gekoppelt. So kann das Ventilelement durch den Antriebsmotor
zwischen den zumindest zwei Schaltstellungen bewegt werden, wobei weiter bevorzugt
abhängig von der Drehrichtung des Antriebsmotors das Ventilelement in eine der beiden
Schaltstellungen bewegt wird. Dazu kann in jeder der Schaltstellungen ein Anschlag
vorgesehen sein, welcher eine weitere Bewegung des Ventilelementes in derselben Richtung
verhindert.
[0021] Gemäß einer ersten Ausführungsform kann je nach gewünschter Schaltstellung des Ventilelementes
der Antriebsmotor lediglich in der gewünschten Drehrichtung in Betrieb genommen werden,
wobei je nach Ausgestaltung des Laufrades gegebenenfalls unterschiedliche Wirkungsgrade
für die beiden Drehrichtungen erreicht werden.
[0022] Gemäß einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung, ist es jedoch auch möglich, einen
Drehrichtungswechsel des Antriebsmotors lediglich zum Bewegen des Ventilelementes
zwischen den Schaltstellungen zu nutzen und zur Förderung unabhängig von der Schaltstellung
stets eine bevorzugte Drehrichtung zu nutzen.
[0023] Bei entsprechender Ansteuerung des Antriebsmotors und der oben beschriebenen Verzögerung
der Bewegung des Ventilelementes in der zweiten Bewegungsrichtung kann z. B. erreicht
werden, dass das Ventilelement durch den Antriebsmotor zunächst in eine erste Schaltstellung
bewegt wird, indem der Antriebsmotor in Richtung dieser Schaltstellung gedreht wird.
Durch den sich im Druckraum aufbauenden Druck wird dabei das Ventilelement vorzugsweise
in seine zweite Position bewegt. Wenn anschließend der Antriebsmotor ausgeschaltet
und sehr schnell in die entgegengesetzte Bewegungsrichtung gedreht wird, kann erreicht
werden, dass in dem Druckraum durch die Drehung des Laufrades in der anderen Bewegungsrichtung
derart schnell wieder ein Druck aufgebaut wird, dass das Ventilelement sich durch
die beschriebene Dämpfung oder Verzögerung gar nicht vollständig in die frei drehbare
erste Position bewegen kann und somit in der zuvor eingenommenen Schaltstellung verbleibt,
auch wenn anschließend das Laufrad durch den Antriebsmotor in der entgegensetzten
Drehrichtung in Richtung der zweiten Schaltstellung gedreht wird.
[0024] Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein Krafterzeugungsmittel
vorhanden, welches auf das zumindest eine Ventilelement eine Kraft in Richtung einer
der zumindest zwei Schaltstellungen ausübt, wobei die Kraft vorzugsweise eine Federkraft,
eine magnetische Kraft und/oder die Schwerkraft ist. Durch ein solches Krafterzeugungsmittel
kann auf den Drehrichtungswechsel des Antriebsmotors verzichtet werden. So kann das
Ventilelement in eine der beiden Schaltstellungen durch den Antriebsmotor bewegt werden
und dann beim Ausschalten des Antriebsmotors durch das Krafterzeugungsmittel wieder
zurück in die andere Schaltstellung, welche eine Ausgangslage darstellt, bewegt werden.
Der Antriebsmotor kann so ausgestaltet sein, dass er in dieser Ausgangslage derart
schnell in Betrieb genommen werden kann, dass sich in dem Druckraum ein Druck aufbaut,
welcher das Ventilelement entlang der zweiten Bewegungsbahn gegen die Anlagefläche
drückt, bevor das Ventilelement durch eine sich im Druckraum aufbauende Strömung in
seine zweite Schaltstellung bewegt werden kann. Wenn der Antriebsmotor entsprechend
langsam in Betrieb genommen wird, kann sich zunächst die Strömung aufbauen, welche
das Ventilelement in die zweite Schaltstellung bewegt, bevor der Druck ausreichend
groß ist, das Ventilelement entlang der zweiten Bewegungsbahn gegen die Anlagefläche
zu drücken. Dies kann durch geeignete Ansteuerung des Antriebsmotors über eine den
Antriebsmotor ansteuernde Steuereinrichtung erreicht werden.
[0025] Zur Kopplung zwischen Ventilelement und Antriebsmotor ist das Ventilelement vorzugsweise
so ausgestaltet, dass es durch eine in dem Druckraum in Drehrichtung des Laufrades
verlaufende Fluidströmung bewegbar ist und/oder dass das Ventilelement zu seiner Bewegung
mit dem Laufrad oder einer das Laufrad antreibenden Welle über eine Kupplung gekoppelt
ist, welche vorzugsweise druck- und/oder drehzahl- und/oder drehrichtungsabhängig
lösbar ist. Der Antrieb über die in dem Druckraum rotierende Fluidströmung kann bevorzugt
in der Weise erfolgen, dass diese Fluidströmung durch Reibungskräfte an einer dem
Druckraum zugewandten Oberfläche des Ventilelementes angreift. Zusätzlich kann diese
Oberfläche des Ventilelementes mit Mitnehmern, insbesondere mit Schaufeln versehen
sein. Derartige Schaufeln können weiter bevorzugt gleichzeitig als Leitapparat dienen,
um die aus dem Laufrad radial austretende Strömung in eine gewünschte Richtung umzulenken.
Solange das Laufrad frei drehbar ist, kann seine solche Strömung auch auf der Saugseite
angreifen und eine Drehung des Ventilelementes verursachen. Dazu können insbesondere
die Eingänge an der Saugseite bzw. im Saugraum so platziert sein, dass sie die Strömung
in dem Saugraum so richten, dass sie eine Drehung bzw. Bewegung des Ventilelementes
in eine gewünschte Richtung unterstützen. Das Ventilelement kann dazu gemäß einer
besonderen Ausführungsform auch an der der Saugseite zugewandten Oberfläche mit entsprechenden
Mitnahmeelementen oder Schaufeln versehen sein, auf welche eine Strömung im Saugraum
zur Bewegung des Ventilelementes wirken kann. Damit eine ausreichende Fläche zum Angriff
der Strömung zur Verfügung steht, ist die dem Druckraum zugewandte Oberfläche des
Ventilelementes vorzugsweise so groß ausgestaltet, dass ein Außendurchmesser dieser
Oberfläche des Ventilelementes mindestens zwei- bis fünfmal so groß ist wie der Durchmesser
des Saugmundes des Laufrades. Die dem Druckraum zugewandte Oberfläche des Ventilelementes
umgibt somit den Saugmund vorzugsweise ringförmig.
[0026] Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist das zumindest eine Ventilelement derart
ausgebildet und angeordnet, dass in dem Druckraum eine von dem Laufrad erzeugte Strömung
auf das Ventilelement zu dessen Bewegung zwischen den zumindest zwei Schaltstellungen
wirkt und der Saugraum derart ausgestaltet ist, dass die dort herrschende Strömung
keine Kraft auf das Ventilelement in Bewegungsrichtung zwischen den Schaltstellungen
ausübt. Das heißt gemäß dieser Ausführungsform ist das Ventilelement an seiner dem
Saugraum zugewandten Seite möglichst glatt und ohne Kraftangriffsflächen ausgebildet,
auf welche die Strömung wirken könnte. Durch diese Ausgestaltung wird verhindert,
dass die Strömung bzw. die Flüssigkeit im Saugraum die Bewegung des Ventilelementes
zwischen den Schaltstellungen bremst oder verhindert.
[0027] Alternativ oder zusätzlich zu der beschriebenen hydraulischen Kopplung von Ventilelement
und Laufrad bzw. Antriebsmotor, kann eine mechanische Kopplung durch eine geeignete
Kupplung vorgesehen sein. Dabei kann die Kupplung kraft- und/oder formschlüssig wirken.
Die Kupplung ist vorzugsweise so ausgestaltet, dass sie mechanisch außer Eingriff
gebracht werden kann. Dies kann beispielsweise durch die Bewegung des Ventilelementes
entlang der zweiten Bewegungsbahn erfolgen, wie sie oben beschrieben wurde. So würde
eine druckabhängig lösbare Kupplung geschaffen. Alternativ oder zusätzlich könnte
auch eine drehzahlabhängig lösbare Ausgestaltung realisiert werden, beispielsweise
indem sich bei ausreichend hoher Drehzahl zwischen den Kupplungsflächen ein Schmierfilm
ausbildet, welcher die Reibungskupplung aufhebt. Eine solche Ausgestaltung würde nach
Art eines Gleitlagers bei ausreichend hoher Drehzahl die Reibung zwischen den Kupplungsflächen
überwinden. Eine drehrichtungsabhängig wirkende Kupplung könnte beispielsweise durch
entsprechend gestaltete Mitnehmer realisiert werden, welche nur in einer Drehrichtung
in formschlüssigen Eingriff treten und in der entgegengesetzten Drehrichtung aneinander
entlanggleiten. Dies könnte eine Ausgestaltung nach Art einer Sperrklinke oder Ratsche
sein. Bei einer solchen Ausgestaltung würde das Ventilelement stets nur in einer Drehrichtung
des Antriebsmotors in eine gewünschte Schaltstellung bewegt. Nach Erreichen der Schaltstellung
könnte der Antriebsmotor dann in der entgegengesetzten Drehrichtung in Betrieb genommen
werden, um den Förderbetrieb des Kreiselpumpenaggregates zu starten. In dieser entgegengesetzten
Drehrichtung tritt die Kupplung dann außer Eingriff und das Ventilelement kann so
in der zuvor eingenommenen Schaltstellung verharren.
[0028] Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Ventilelement
eine Öffnung auf, über welche der Saugraum mit einem Saugmund des Laufrades in Verbindung
steht. Dabei kann der Saugmund des Laufrades vorzugsweise im Umfangbereich der Öffnung
mit dem Ventilelement in Anlage oder im Eingriff sein, um eine Abdichtung gegenüber
dem von dem Ventilelement begrenzten Druckraum zu erreichen. So kann der Saugmund
des Laufrades beispielsweise von einem Kragen umgeben sein, welcher in die Öffnung
des Ventilelementes eingreift. Alternativ oder zusätzlich könnte die Öffnung des Ventilelementes
von einem Kragen umgeben sein, welcher sich mit einem Kragen an dem Laufrad, welcher
den Saugmund umgibt, überlappt. So kann eine Abdichtung zwischen Ventilelement und
Saugmund erreicht werden. Der die Öffnung umgebene Teil des Ventilelementes kann dem
Druckraum zugewandt sein bzw. den Druckraum begrenzen, in welchem das Laufrad rotiert.
Die entgegengesetzte Fläche des Ventilelementes ist dem Saugraum zugewandt, sodass
das Ventilelement Saug- und Druckraum im Umgebungsbereich des Saugmundes des Laufrades
voneinander trennt.
[0029] Besonders zweckmäßig ist der Antriebsmotor über eine Steuereinrichtung derart angesteuert,
dass der in zwei Drehrichtungen antreibbar ist und/oder vorzugsweise in seiner Drehzahl
einstellbar ist. Die Steuereinrichtung kann dazu einen Drehzahlsteller und insbesondere
einen Frequenzumrichter zur Drehrichtungs- und/oder Drehzahleinstellung aufweisen.
Die Veränderung der Drehzahl ist vorzugsweise in der Weise möglich, dass auch die
Beschleunigung beim Anfahren und Abbremsen des Antriebsmotors variiert werden kann,
um unterschiedliche Beschleunigungsverläufe zu realisieren. Das heißt die Steuereinrichtung
ist dazu derart ausgestaltet, dass sie den Antriebsmotor unterschiedlich stark beschleunigen
und/oder abbremsen kann, indem beispielsweise entsprechende Rampen für das Beschleunigen
und/oder Abbremsen gewählt werden. Dadurch ist es möglich in den oben beschriebenen
Weisen das Ventilelement durch entsprechende Drehung des Antriebsmotors in die gewünschte
Schaltstellung zu bewegen und anschließend in einen Förderbetrieb überzugehen, in
welchem das Ventilelement in der zuvor eingenommenen Schaltstellung verleibt. Im Förderbetrieb
ist vorzugsweise durch die Steuereinrichtung ferner in üblicher Weise eine Drehzahlregelung
möglich, um das Kreiselpumpenaggregat nach gewünschten Kennlinien betreiben zu können.
[0030] Bei dem erfindungsgemäßen Kreiselpumpenaggregat handelt es sich vorzugsweise um ein
Umwälzpumpenaggregat, insbesondere ein Umwälzpumpenaggregat, wie es in Heizungs- und/oder
Klimaanlagen zum Umwälzen eines Wärmeträgers Verwendung findet. Derartige Umwälzpumpenaggregate
sind bevorzugt zur Förderung von Wasser als Wärmeträger ausgelegt. Der elektrische
Antriebsmotor ist vorzugsweise ein nasslaufender elektrischer Antriebsmotor, d. h.
ein Spaltrohrmotor, bei welchem ein Spaltrohr bzw. Spalttopf den Stator vom Rotor
trennt, sodass der Rotor in der zu fördernden Flüssigkeit rotiert.
[0031] Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand der beigefügten Figuren beschrieben.
In diesen zeigt:
- Fig. 1
- eine Explosionsansicht eines Kreiselpumpenaggregates gemäß einer ersten Ausführungsform
der Erfindung,
- Fig. 2
- eine perspektivische Ansicht der Unterseite des Ventilelementes des Kreiselpumpenaggregates
gemäß Fig. 1,
- Fig. 3
- eine perspektivische Ansicht des Pumpengehäuses des Kreiselpumpenaggregates gemäß
Fig. 1 im geöffneten Zustand,
- Fig. 4
- eine Schnittansicht des Kreiselpumpenaggregates gemäß Fig. 1,
- Fig. 5
- eine Schnittansicht des Pumpengehäuses des Kreiselpumpenaggregates gemäß Fig. 4 mit
dem Ventilelement in einer ersten Schaltstellung,
- Fig. 6
- eine Schnittansicht entsprechend Fig. 5 mit dem Ventilelement in einer zweiten Schaltstellung,
- Fig. 7
- schematisch den hydraulischen Aufbau mit einer Heizungsanlage mit einem Kreiselpumpenaggregat
gemäß Fig. 1 bis 6,
- Fig. 8
- eine Explosionsansicht eines Kreiselpumpenaggregates gemäß einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung,
- Fig. 9
- eine Schnittansicht des Kreiselpumpenaggregates gemäß Fig. 8 mit dem Ventilelement
in einer ersten Position,
- Fig. 10
- eine Schnittansicht entsprechend Fig. 9 mit dem Ventilelement in einer zweiten Position,
- Fig. 11
- eine Explosionsansicht eines Kreiselpumpenaggregates gemäß einer dritten Ausführungsform
der Erfindung,
- Fig. 12
- eine Schnittansicht des Kreiselpumpenaggregates gemäß Fig. 11 mit dem Ventilelement
in einer ersten Position,
- Fig. 13
- eine Schnittansicht entsprechend Fig. 12 mit dem Ventilelement in einer zweiten Position,
- Fig. 14
- eine Explosionsansicht eines Pumpengehäuses mit einem Ventilelement gemäß einer vierten
Ausführungsform der Erfindung,
- Fig. 15
- eine Schnittansicht eines Kreiselpumpenaggregates gemäß der vierten Ausführungsform
der Erfindung,
- Fig. 16
- eine Explosionsansicht eines Kreiselpumpenaggregates gemäß einer fünften Ausführungsform
der Erfindung,
- Fig. 17
- eine Schnittansicht des Kreiselpumpenaggregates gemäß Fig. 16 mit dem Ventilelement
in einer ersten Position,
- Fig. 18
- eine Schnittansicht entsprechend Fig. 17 mit dem Ventilelement in einer zweiten Position,
- Fig. 19
- eine Explosionsansicht eines Kreiselpumpenaggregates gemäß einer sechsten Ausführungsform
der Erfindung,
- Fig. 20
- eine Schnittansicht des Kreiselpumpenaggregates gemäß Fig. 19,
- Fig. 21
- eine Draufsicht auf das geöffnete Pumpengehäuse des Kreiselpumpenaggregates gemäß
Fig. 19 und 20 mit dem Ventilelement in einer ersten Schaltstellung,
- Fig. 22
- eine Draufsicht entsprechend Fig. 21 mit dem Ventilelement in einer zweiten Schaltstellung,
- Fig. 23
- eine Explosionsansicht eines Pumpengehäuses mit einem Ventilelement gemäß einer siebten
Ausführungsform der Erfindung,
- Fig. 24
- eine Explosionsansicht des Pumpengehäuses mit Ventilelement gemäß der siebten Ausführungsform
von einer anderen Seite her gesehen,
- Fig. 25
- eine Explosionsansicht eines Kreiselpumpenaggregates gemäß einer achten Ausführungsform
der Erfindung,
- Fig. 26
- eine Schnittansicht des Kreiselpumpenaggregates gemäß Fig. 25,
- Fig. 27
- eine Draufsicht auf das geöffnete Pumpengehäuse des Kreiselpumpenaggregates gemäß
Fig. 25 und 26 mit dem Ventilelement in einer ersten Schaltstellung,
- Fig. 28
- eine Ansicht gemäß Fig. 27 mit dem Ventilelement in einer zweiten Schaltstellung,
- Fig. 29
- eine Explosionsansicht des Kreiselpumpenaggregates gemäß einer neunten Ausführungsform
der Erfindung,
- Fig. 30
- eine perspektivische Ansicht des Kreiselpumpenaggregates gemäß Fig. 29 mit abgenommenem
Pumpengehäuse und Ventilelement,
- Fig. 31
- eine perspektivische Ansicht der Motorwelle des Kreiselpumpenaggregates gemäß Fig.
29 und 30 sowie des Kupplungsteils des Ventilelementes,
- Fig. 32
- eine Schnittansicht des Kreiselpumpenaggregates gemäß Fig. 29 mit dem Ventilelement
in einer ersten Position,
- Fig. 33
- eine Schnittansicht gemäß Fig. 32 mit dem Ventilelement in einer zweiten Position,
- Fig. 34
- eine Draufsicht auf das geöffnete Pumpengehäuse des Kreiselpumpenaggregates gemäß
Fig. 29 bis 33 mit dem Ventilelement in einer ersten Schaltstellung,
- Fig. 35
- eine Ansicht gemäß Fig. 34 mit dem Ventilelement in einer zweiten Schaltstellung,
- Fig. 36
- eine Ansicht gemäß Fig. 34 und 35 mit dem Ventilelement in einer dritten Schaltstellung,
- Fig. 37
- schematisch den hydraulischen Aufbau einer Heizungsanlage mit einem Kreiselpumpenaggregat
gemäß Fig. 29 bis 36,
- Fig. 38
- eine Explosionsansicht eines Kreiselpumpenaggregates gemäß einer zehnten Ausführungsform
der Erfindung,
- Fig. 39
- eine perspektivische Ansicht des geöffneten Ventilelementes des Kreiselpumpenaggregates
gemäß Fig. 38,
- Fig. 40
- eine perspektivische Ansicht des geschlossenen Ventilelementes gemäß Fig. 39,
- Fig. 41
- eine Schnittansicht des Kreiselpumpenaggregates gemäß Fig. 38 mit dem Ventilelement
in einer ersten Position,
- Fig. 42
- eine Schnittansicht gemäß Fig. 41 mit dem Ventilelement in einer zweiten Position,
- Fig. 43
- eine Draufsicht auf das geöffnete Pumpengehäuse des Kreiselpumpenaggregates gemäß
Fig. 38 bis 42 mit dem Ventilelement in einer ersten Schaltstellung,
- Fig. 44
- eine Ansicht gemäß Fig. 43 mit dem Ventilelement in einer zweiten Schaltstellung,
- Fig. 45
- eine Ansicht gemäß Fig. 43 und 44 mit dem Ventilelement in einer dritten Schaltstellung,
- Fig. 46
- eine Ansicht gemäß Fig. 43 bis 45 mit dem Ventilelement in einer vierten Schaltstellung
und
- Fig. 47
- schematisch den hydraulischen Aufbau einer Heizungsanlage mit einem Kreiselpumpenaggregat
gemäß Fig. 38 bis 46.
[0032] Die in der nachfolgenden Beschreibung beschriebenen Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen
Kreiselpumpenaggregates betreffen Anwendungen in Heizungs- und/oder Klimasystemen,
in welchen von dem Kreiselpumpenaggregat ein flüssiger Wärmeträger, insbesondere Wasser,
umgewälzt wird.
[0033] Das Kreiselpumpenaggregat gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung weist ein
Motorgehäuse 2 auf, in welchem ein elektrischer Antriebsmotor angeordnet ist. Dieser
weist in bekannter Weise einen Stator 4 sowie einen Rotor 6 auf, welcher auf einer
Rotorwelle 8 angeordnet ist. Der Rotor 6 dreht in einem Rotorraum, welcher von dem
Statorraum, in welchem der Stator 4 angeordnet ist, durch ein Spaltrohr bzw. einen
Spalttopf 10 getrennt ist. Das heißt, es handelt sich hierbei um einen nasslaufenden
elektrischen Antriebsmotor. An einem Axialende ist das Motorgehäuse 2 mit einem Pumpengehäuse
12 verbunden, in welchem ein mit der Rotorwelle 8 drehfest verbundenes Laufrad 14
rotiert.
[0034] An dem dem Pumpengehäuse 12 entgegengesetzten Axialende des Motorgehäuses 2 ist ein
Elektronikgehäuse 16 angeordnet, welches eine Steuerelektronik bzw. Steuereinrichtung
zur Ansteuerung des elektrischen Antriebsmotors in dem Pumpengehäuse 2 beinhaltet.
Das Elektronikgehäuse 16 könnte in entsprechender Weise auch an einer anderen Seite
des Statorgehäuses 2 angeordnet sein.
[0035] In dem Pumpengehäuse 12 ist darüber hinaus ein bewegliches Ventilelement 18 angeordnet.
Dieses Ventilelement 18 ist auf einer Achse 20 im Inneren des Pumpengehäuses 12 drehbar
gelagert, und zwar so, dass die Drehachse des Ventilelementes 18 mit der Drehachse
X des Laufrades 14 fluchtet. Die Achse 20 ist am Boden des Pumpengehäuses 12 drehfest
fixiert. Das Ventilelement 18 ist nicht nur um die Achse 20 drehbar, sondern um ein
gewisses Maß in Längsrichtung X bewegbar. In einer Richtung wird diese lineare Bewegbarkeit
durch das Pumpengehäuse 12, an welches das Ventilelement 18 mit seinem Außenumfang
anschlägt, begrenzt. In der entgegengesetzten Richtung wird die Bewegbarkeit durch
die Mutter 22 begrenzt, mit welcher das Ventilelement 18 auf der Achse 20 befestigt
ist. Es ist zu verstehen, dass statt der Mutter 22 auch eine andere axiale Befestigung
des Ventilelementes 18 auf der Achse 20 gewählt werden könnte.
[0036] Das Ventilelement 18 trennt in dem Pumpengehäuse 12 einen Saugraum 24 von einem Druckraum
26. In dem Druckraum 26 rotiert das Laufrad 14. Der Druckraum 26 ist mit dem Druckanschluss
bzw. Druckstutzen 27 des Kreiselpumpenaggregates verbunden, welcher den Auslass des
Kreiselpumpenaggregates bildet. In den Saugraum 24 münden zwei saugseitige Eingänge
28 und 30, von welchen der Eingang 28 mit einem ersten Sauganschluss 32 und der Eingang
30 mit einem zweiten Sauganschluss 34 des Pumpengehäuses 12 verbunden ist.
[0037] Das Ventilelement 18 ist scheibenförmig ausgebildet und übernimmt gleichzeitig die
Funktion einer üblichen Deflektorplatte, welche den Saugraum 24 von dem Druckraum
26 trennt. Das Ventilelement 18 weist eine zentrale Saugöffnung 36 auf, welche einen
vorstehenden umfänglichen Kragen aufweist, der mit dem Saugmund 38 des Laufrades 14
in Eingriff ist und im Wesentlichen mit dem Saugmund 38 in dichter Anlage ist. Dem
Laufrad 14 zugewandt ist das Ventilelement 18 im Wesentlichen glatt ausgebildet. An
der dem Laufrad 14 abgewandten Seite weist das Ventilelement zwei ringförmige Dichtflächen
40 auf, welche in diesem Ausführungsbeispiel auf geschlossenen rohrförmigen Stutzen
gelegen sind. Die beiden ringförmigen Dichtflächen 40 sind an zwei diametral entgegengesetzten
Positionen auf dem Dichtelement 18 bezüglich dessen Drehachse X angeordnet, sodass
sie im Umfangsbereich der Eingänge 28 und 30 am Boden des Pumpengehäuses 12 in dichte
Anlage treten können, um die Eingänge 28 und 30 zu verschließen. In einer Winkelposition
90° versetzt zu den Dichtflächen 40 sind Stützelemente 42 angeordnet, welche ebenfalls
am Umfangsbereich der Eingänge 28, 30 zur Anlage kommen können, aber so voneinander
beabstandet sind, dass sie die Eingänge 28, 30 dann nicht verschließen. Die Eingänge
28 und 30 liegen nicht auf einer Durchmesserlinie bezüglich der Drehachse X, sondern
auf einer radial versetzten Geraden, sodass bei Drehung des Ventilelementes 18 um
die Drehachse X in einer ersten Schaltstellung der Eingang 38 von einer Dichtfläche
40 verschlossen ist, während die Stützelemente 42 an dem Eingang 30 liegen und diesen
öffnen. In einer zweiten Schaltstellung ist der Eingang 30 von einer Dichtfläche 40
verschlossen, während die Stützelemente 42 im Umfangsbereich des Einganges 28 anliegen
und diesen öffnen. Die erste Schaltstellung, in welcher der Eingang 38 verschlossen
und der Eingang 30 geöffnet ist, ist in Fig. 5 gezeigt. Die zweite Schaltstellung,
in welcher der Eingang 30 verschlossen und der Eingang 28 geöffnet ist, ist in Fig.
6 dargestellt. Das bedeutet, durch eine Drehung des Ventilelementes um 90° um die
Drehachse X kann zwischen den beiden Schaltstellungen umgeschaltet werden. Die beiden
Schaltstellungen werden durch ein Anschlagelement 44, welches abwechselnd an zwei
Anschlägen 46 in dem Pumpengehäuse 12 anschlägt, begrenzt.
[0038] In einer Ruhestellung, das heißt, wenn das Kreiselpumpenaggregat nicht in Betrieb
ist, drückt eine Feder 48 das Ventilelement 18 in eine gelöste Stellung, in welcher
der Außenumfang des Ventilelementes 18 nicht dicht an dem Pumpengehäuse 12 und die
Dichtflächen 40 nicht dicht im Umfangsbereich der Eingänge 28 und 30 anliegen, sodass
das Ventilelement 18 um die Achse 20 drehen kann. Wenn nun von der Steuereinrichtung
17 in dem Elektronikgehäuse 16 der Antriebsmotor in Drehung versetzt wird, sodass
das Laufrad 14 rotiert, wird in dem Druckraum 26 eine umlaufende Strömung erzeugt,
welche über Reibung das Ventilelement 18 in ihrer Drehrichtung mitdreht. Die Steuereinrichtung
17 ist so ausgebildet, dass sie den Antriebsmotor wahlweise in zwei Drehrichtungen
antreiben kann. So kann das Ventilelement 18 um die Drehachse X je nach Drehrichtung
des Laufrades 14 über die von dem Laufrad 14 in Rotation versetzte Strömung ebenfalls
in zwei Drehrichtungen bewegt werden, da die Strömung im Umfangsbereich des Laufrades
14 stets in dessen Drehrichtung verläuft. So kann das Ventilelement 18 zwischen den
beiden durch die Anschläge 46 begrenzten Schaltstellungen gedreht werden.
[0039] Wenn das Laufrad 14 mit ausreichender Drehzahl rotiert, baut sich in dem Druckraum
26 ein Druck auf, welcher an der Oberfläche des Ventilelementes 18, welche die Saugöffnung
36 umgibt, eine Druckkraft erzeugt, welche der Federkraft der Feder 48 entgegengesetzt
ist, sodass das Ventilelement 18 gegen die Federkraft der Feder 48 in axialer Richtung
X so bewegt wird, dass es an seinem Außenumfang an einer ringförmigen Anlageschulter
50 an dem Pumpengehäuse 12 dichtend zur Anlage kommt. Gleichzeitig kommt je nach Schaltstellung
eine der Dichtflächen 40 im Umfang eines der Eingänge 28 und 30 dichtend zur Anlage,
sodass einer der Eingänge 28, 30 verschlossen wird. An dem anderen Eingang kommen
die Stützelemente 42 zur Anlage, sodass dieser Eingang offen bleibt und ein Strömungsweg
von diesem Eingang 28, 30 zu der Saugöffnung 36 und von dort in das Innere des Laufrades
14 gegeben ist. Durch die Anlage des Ventilelementes 18 an der Anlageschulter 50 und
der Dichtfläche 40 im Umfangsbereich eines der Eingänge 28, 30 wird gleichzeitig eine
reibschlüssige Anlage zwischen Ventilelement 18 und Pumpengehäuse 12 geschaffen. Diese
reibschlüssige Anlage sorgt dafür, dass das Ventilelement 18 in der erreichten Schaltstellung
gehalten wird. Dies ermöglicht es, den Antriebsmotor kurzzeitig wieder außer Betrieb
zu nehmen und in der entgegengesetzten Drehrichtung wieder in Betrieb zu nehmen, ohne
dass das Ventilelement 18 gedreht wird. Erfolgt das Ausschalten und wieder in Betrieb
nehmen des Motors schnell genug, verringert sich der Druck in dem Druckraum 26 nicht
so weit, dass das Ventilelement 18 sich wieder in axialer Richtung in seine gelöste
Position bewegen kann. Dies ermöglicht es, das Laufrad beim Betrieb des Kreiselpumpenaggregates
stets in seiner bevorzugten Drehrichtung, für welche die Schaufeln ausgelegt sind,
anzutreiben und die entgegengesetzte Drehrichtung lediglich zum Bewegen des Ventilelementes
18 in die entgegengesetzte Drehrichtung zu nutzen.
[0040] Das beschriebene Kreiselpumpenaggregat gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung
kann beispielsweise in einem Heizungssystem eingesetzt werden, wie es in Fig. 7 gezeigt
ist. Ein derartiges Heizungssystem findet üblicherweise in Wohnungen oder Wohnhäusern
Verwendung und dient zur Erwärmung des Gebäudes und zur Bereitstellung von erwärmtem
Brauchwasser. Die Heizungsanlage weist eine Wärmequelle 52, beispielsweise in Form
eines Gasheizkessels, auf. Ferner ist ein Heizkreis 54 vorhanden, welcher beispielsweise
durch verschiedene Heizkörper eines Gebäudes führt. Darüber hinaus ist ein Sekundärwärmetauscher
56 vorgesehen, über welchen Brauchwasser erwärmt werden kann. In derartigen Heizungsanlagen
ist üblicherweise ein Umschaltventil erforderlich, welches den Wärmeträgerstrom wahlweise
durch den Heizkreis 54 oder Sekundärwärmetauscher 56 lenkt. Mit dem erfindungsgemäßen
Kreiselpumpenaggregat 1 wird diese Ventilfunktion durch das Ventilelement 18, welches
in das Kreiselpumpenaggregat 1 integriert ist, übernommen. Die Steuerung erfolgt von
der Steuereinrichtung 17 in dem Elektronikgehäuse 16. An den Druckanschluss 27 des
Pumpengehäuses 12 ist die Wärmequelle 52 angeschlossen. An den Sauganschluss 32 ist
ein Strömungsweg 58 angeschlossen, während an den Sauganschluss 34 ein Strömungsweg
60 durch den Heizkreis 54 angeschlossen ist. So kann je nach Schaltstellung des Ventilelementes
18 zwischen dem Strömungsweg 58 durch den Sekundärwärmetauscher 56 oder dem Strömungsweg
60 durch den Heizkreis 54 umgeschaltet werden, ohne dass ein Ventil mit einem zusätzlichen
Antrieb erforderlich wäre.
[0041] Das zweite Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8 bis 10 unterscheidet sich von dem ersten
Ausführungsbeispiel im Aufbau des Ventilelementes 18'. Auch in diesem Ausführungsbeispiel
trennt das Ventilelement 18' den Druckraum 26 von einem Saugraum 24 des Pumpengehäuses
12. Das Ventilelement 18 weist eine zentrale Saugöffnung 36' auf, in welche der Saugmund
38 des Laufrades 14 dichtend eingreift. Der Saugöffnung 36 entgegengesetzt weist das
Ventilelement 18' eine Öffnung 62 auf, welche abhängig von der Schaltstellung des
Ventilelementes 18' wahlweise mit einem der Eingänge 28, 30 zur Deckung gebracht werden
kann. Die Eingänge 28',30' unterscheiden sich in diesem Ausführungsbeispiel in ihrer
Formgebung von den Eingängen 28, 30 gemäß der vorangehenden Ausführungsform. Das Ventilelement
18' weist einen zentralen Vorsprung 64 auf, welcher in ein zentrales Loch 60 im Boden
des Pumpengehäuses 12 eingreift und dort um die Drehachse X drehend gelagert ist.
Gleichzeitig lässt der Vorsprung 64 in dem Loch 66 ebenfalls eine Axialbewegung entlang
der Drehachse X zu, welche in einer Richtung durch den Boden des Pumpengehäuses 12
und in der anderen Richtung durch das Laufrad 14 begrenzt wird. An seinem Außenumfang
weist das Ventilelement 18' einen Stift 68 auf, welcher in einer halbkreisförmigen
Nut 70 am Boden des Pumpengehäuses 12 eingreift. Die Enden der Nut 70 dienen als Anschlagflächen
für den Stift 68 in den beiden möglichen Schaltstellungen des Ventilelementes 18',
wobei in einer ersten Schaltstellung die Öffnung 62 über dem Eingang 28' und in einer
zweiten Schaltstellung die Öffnung 62 über dem Eingang 30' liegt und der jeweils andere
Eingang durch den Boden des Ventilelementes 18' verschlossen wird. Die Drehbewegung
des Ventilelementes 18' zwischen den beiden Schaltstellungen erfolgt auch in diesem
Ausführungsbeispiel durch die in dem Druckraum 26 von dem Laufrad 14 verursachte Strömung.
Um diese noch besser auf das Ventilelement 18' zu übertragen, ist es mit in dem Druckraum
26 gerichteten Vorsprüngen 72 versehen. Wenn das Kreiselpumpenaggregat 1 außer Betrieb
genommen wird, drückt die Feder 48 das Ventilelement 18' in die in Fig. 10 gezeigte
gelöste Stellung, in welcher es nicht am Boden im Umfang der Eingänge 28' und 30'
anliegt. In dieser stößt es axial mit einem zentralen Zapfen 74 an der Stirnseite
der Motorwelle 8 an und wird durch diesen Anschlag in seiner axialen Bewegung begrenzt.
Wenn der Druck in dem Druckraum 26 ausreichend groß ist, wird das Ventilelement 18'
in die in Fig. 9 gezeigte anliegende Position gedrückt, in welcher das Ventilelement
18' am Boden des Pumpengehäuses 12 im Umfangsbereich der Eingänge 28' und 30' zur
Anlage kommt und gleichzeitig der Zapfen 24 von der Stirnseite der Rotorwelle 8 abgehoben
ist. In dieser Position rotiert das Laufrad 14 dann im Normalbetrieb des Umwälzpumpenaggregates.
[0042] Das dritte Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 11 bis 13 zeigt eine weitere mögliche Ausgestaltung
des Ventilelementes 18". Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von den vorangehenden
Ausführungsbeispielen im Aufbau des Ventilelementes 18". Dieses ist als Ventiltrommel
ausgebildet. Das Pumpengehäuse 12 entspricht im Wesentlichen dem Aufbau gemäß Fig.
1 bis 6, wobei insbesondere die Anordnung der Eingänge 28 und 30 der anhand des ersten
Ausführungsbeispiels beschriebenen Anordnung entspricht. Die Ventiltrommel des Ventilelementes
18" besteht aus einem topfförmigen Unterteil, welches durch einen Deckel 78 verschlossen
ist. Der Deckel 78 ist dem Druckraum 26 zugewandt und weist die zentrale Saugöffnung
36 auf, welche mit ihrem axial gerichteten Kragen in den Saugmund 38 des Laufrades
14 eingreift. An der entgegengesetzten Seite weist der Boden des Unterteils 36 eine
Eintrittsöffnung 80 auf, welche je nach Schaltstellung mit einem der Eingänge 28,
30 zur Deckung gebracht wird, während der jeweils andere Eingang 28, 30 durch den
Boden des Unterteils 26 verschlossen wird. Das Ventilelement 18" ist drehbar auf einer
Achse 20 gelagert, welche im Boden des Pumpengehäuses 12 befestigt ist, wobei die
Drehachse, die durch die Achse 20 definiert wird, der Drehachse X des Laufrades 14
entspricht. Auch in diesem Ausführungsbeispiel ist das Ventilelement 18" entlang der
Achse 20 um ein gewisses Maß axial verschiebbar, wobei auch hier eine Feder 48 vorgesehen
ist, welche in der Ruhelage das Ventilelement 18" in seine in Fig. 13 gezeigte gelöste
Stellung drückt. Diese axiale Stellung wird auch in diesem Ausführungsbeispiel durch
die Mutter 22 begrenzt. In der gelösten Stellung ist das Ventilelement 18", wie vorangehend
beschrieben, durch die Strömung, welche von dem Laufrad 14 verursacht wird, drehbar,
das heißt, es wird eine hydraulische Kupplung zwischen Laufrad 14 und Ventilelement
18" hergestellt. In der anliegenden Position, welche in Fig. 12 gezeigt ist, wird
je nach Schaltstellung zum einen einer der Eingänge 28, 30 dicht verschlossen. Zum
anderen erfolgt auch eine Abdichtung zwischen Saugraum 24 und Druckraum 26 durch die
Anlage des Ventilelementes 18" an der Anlageschulter 50.
[0043] In diesem Ausführungsbeispiel ist die Lagerung des Ventilelementes 18" auf der Achse
20 darüber hinaus durch zwei Hülsen 82 und 84 gekapselt, sodass diese Bereiche vor
Verunreinigungen durch das geförderte Fluid geschützt sind und gegebenenfalls vorab
geschmiert werden können. Es wird eine möglichst leichtgängige Lagerung angestrebt,
um die leichte Drehbarkeit des Ventilelementes 18" durch die von dem Laufrad 14 verursachte
Strömung zu gewährleisten. Es ist zu verstehen, dass auch bei den anderen hier beschriebenen
Ausführungsbeispielen die Lagerung entsprechend gekapselt sein könnte.
[0044] Fig. 14 und 15 zeigen ein viertes Ausführungsbeispiel, bei welchem der Aufbau des
Pumpengehäuses 12 dem Aufbau des Pumpengehäuses 12 gemäß dem ersten und dem dritten
Ausführungsbeispiel entspricht. In diesem Ausführungsbeispiel wird die Drehbewegung
des Ventilelementes 18c durch die saugseitige Strömung, das heißt die in den Saugmund
38 des Laufrades 14 eintretende Strömung, unterstützt. Auch in diesem Ausführungsbeispiel
ist das Ventilelement 18c im Wesentlichen trommelförmig ausgebildet und weist einen
dem Druckraum 26 zugewandten Deckel 28 mit der zentralen Saugöffnung 36 auf, welche
mit dem Saugmund 38, wie vorangehend beschrieben wurde, in Eingriff ist. Das hier
gezeigte Unterteil 76b weist zwei Eintrittsöffnungen 80 auf, welche je nach Schaltstellung
mit einem der Eingänge 28, 30 zur Überdeckung gebracht werden können, wobei der jeweils
andere Eingang 28, 30 durch den Boden des Unterteils 46b dicht verschlossen wird,
wie es beim vorangehenden Ausführungsbeispiel beschrieben wurde. Zwischen dem Unterteil
76b und dem Deckel 78 ist ein Leitrad 86 mit Schaufeln angeordnet, in welches die
Strömung aus den Eintrittsöffnungen 80 radial eintritt und axial zu der zentralen
Saugöffnung 36 austritt. Durch die Schaufeln des Leitrades 86 wird ebenfalls ein Drehmoment
um die Achse 20 erzeugt, durch welches das Ventilelement 18c zwischen den Schaltstellungen
bewegt werden kann. Dies funktioniert im Wesentlichen so, wie es vorangehend beschrieben
wurde. Es kann auch zusätzlich eine Feder 48, wie sie vorangehend beschrieben wurde,
vorgesehen sein, um das Ventilelement 18c in eine gelöste Stellung zu bewegen. Da
durch die Formgebung der Schaufeln des Leitrades 86 stets ein Drehmoment in derselben
Richtung erzeugt wird, unabhängig davon, in welcher Richtung das Laufrad 14 rotiert,
erfolgt bei diesem Ausführungsbeispiel die Rückstellbewegung durch ein Gewicht 88.
Im Betrieb befindet sich das Kreiselpumpenaggregat stets in der Einbaulage, welche
in Fig. 15 gezeigt ist, in welcher sich die Drehachse X horizontal erstreckt. Wenn
das Kreiselpumpenaggregat ausgeschaltet ist, dreht sich das Ventilelement 18c um die
Achse 20 stets so, dass das Gewicht 88 unten liegt. Durch das von dem Leitrad 86 erzeugte
Drehmoment kann das Ventilelement 18c gegen diese von dem Gewicht 88 erzeugte Rückstellkraft
gedreht werden, wobei durch sehr schnelle Inbetriebnahme des Antriebsmotors in dem
Druckraum 26 so schnell ein Druck aufgebaut werden kann, dass das Ventilelement 18c
in seine anliegende Stellung tritt, wie sie oben beschrieben wurde, in welcher es
kraftschlüssig drehfest am Pumpengehäuse 12 gehalten wird, ohne aus seiner Ruhelage
herausbewegt zu werden. Es ist zu verstehen, dass eine Rückstellung des Ventilelementes
durch Schwerkraft oder eine andere Rückstellkraft unabhängig vom Antrieb auch bei
den anderen hier beschriebenen Ausführungsbeispielen zur Anwendung kommen könnte.
[0045] Das fünfte Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 16 bis 18 unterscheidet sich von den vorangehenden
Ausführungsbeispielen wiederum im Aufbau des Ventilelementes. Bei diesem Ausführungsbeispiel
ist das Ventilelement 18d konisch ausgebildet. Das Ventilelement 18d weist ein konisches
topfförmiges Unterteil 76d auf, welches durch einen Deckel 78d verschlossen ist, wobei
in dem Deckel 78d wiederum eine zentrale Saugöffnung 36 ausgebildet ist, welche in
der vorangehend beschriebenen Weise mit dem Saugmund 38 des Laufrades 14 in Eingriff
ist. In der konischen Umfangsfläche des Unterteiles 76b sind Eintrittsöffnungen 90
ausgebildet, welche durch Drehung des Ventilelementes 18d mit Eingängen, welche mit
den Sauganschlüssen 32 und 34 verbunden sind, wahlweise zur Überdeckung gebracht werden
können, um einen Strömungsweg durch das Innere des Ventilelementes 18d zu der Saugöffnung
36 herzustellen. Zwischen den Eintrittsöffnungen 90 sind an dem konischen Unterteil
Dichtflächen 92 ausgebildet, welche den jeweils anderen Eingang verschließen können.
Wie auch das Ausführungsbeispiel 2 gemäß Fig. 8 bis 10 weist hier das Ventilelement
18d einen stiftförmigen Vorsprung 64 auf, welcher in einer Ausnehmung am Boden des
Pumpengehäuses 12 eingreift und dort das Ventilelement 18d um die Drehachse X drehend
lagert. Dabei ist auch hier eine axiale Bewegung zwischen einer gelösten Position,
wie sie in Fig. 18 gezeigt ist, und einer anliegenden Position, wie sie in Fig. 17
gezeigt ist, möglich. In der gelösten Position liegt das Unterteil 76d des Ventilelementes
18d im Wesentlichen nicht an dem Pumpengehäuse 12 an, sodass es durch die Strömung
im Druckraum 26 drehbar ist, wie es bei den vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispielen
beschrieben wurde. Dabei kann hier abhängig von der Drehrichtung des Laufrades 14
wiederum ein Hin-und-Her-Bewegen des Ventilelementes 18d erreicht werden, wobei die
Drehbewegung des Ventilelementes 18d auch hier wieder durch nicht gezeigte Anschläge
begrenzt werden kann. In der anliegenden Position gemäß Fig. 17 erfolgt zum einen
eine dichte Anlage des Ventilelementes 18d, zum anderen wird es kraftschlüssig gehalten,
sodass es wiederum, solange der Druck im Druckraum 26 ausreichend groß ist, auch bei
einem Drehrichtungswechsel des Laufrades 14 nicht zwischen den Schaltstellungen bewegt
wird.
[0046] Das sechste Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 19 bis 22 ist ähnlich zu dem Ausführungsbeispiel
2 gemäß Fig. 8 bis 10. Das Pumpengehäuse 12 entspricht im Wesentlichen dem dort gezeigten
und beschriebenen Aufbau. Auch das Motorgehäuse 2 mit dem Elektronikgehäuse 16 und
das Spaltrohr 10 entsprechen dem Aufbau gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel. Das
Ventilelement 18e hat einen sehr ähnlichen Aufbau zu dem Aufbau des Ventilelementes
18'. Es fehlen lediglich die Vorsprünge 72 und der Zapfen 74. Die Öffnung 62 hingegen
ist genauso ausgebildet. Auch die Saugöffnung 36e entspricht im Wesentlichen dem Aufbau
der Saugöffnung 36'. Das Ventilelement 18e ist drehend auf einer hohlen Achse gelagert,
welche in das Loch 66 im Boden des Pumpengehäuses 12 eingesetzt ist. In diesem Ausführungsbeispiel
ist die Feder 48 im Inneren der hohlen Achse 94 angeordnet.
[0047] Je nach Schaltstellung des Ventilelementes 18e kommt die Öffnung 62 entweder über
dem Eingang 28' oder dem Ausgang 30' zum Liegen, um entweder einen Strömungsweg von
dem Sauganschluss 32 zu dem Laufrad 14 oder von dem Sauganschluss 34 zu dem Laufrad
14 zu öffnen. Auch in diesem Ausführungsbeispiel ist das Ventilelement 18e zusätzlich
axial entlang der Drehachse X, welche die Drehachse des Laufrades 14 und des Ventilelementes
18e ist, bewegbar. In einer Ruhelage, in welcher das Kreiselpumpenaggregat nicht im
Betrieb ist, wird das Ventilelement 18e von der Feder 48 in eine gelöste Position
gedrückt, in welcher die dem Laufrad 14 abgewandte Oberfläche des Ventilelementes
18e von dem Boden des Pumpengehäuses 12 beabstandet ist, sodass das Ventilelement
18e im Wesentlichen frei um die Achse 94 zwischen den von dem Stift 68 und der Nut
70 gebildeten Anschlägen hin und her drehbar ist. Fig. 21 zeigt die erste Schaltstellung,
in welcher die Öffnung 62 dem Eingang 28' gegenüberliegt, Fig. 22 zeigt die zweite
Schaltstellung, in welcher die Öffnung 62 dem zweiten Eingang 30' gegenüberliegt.
[0048] Bei diesem Ausführungsbeispiel erfolgt die Drehung des Ventilelementes 18e wiederum
über das Laufrad 14, jedoch ist hier eine mechanische Kupplung vorgesehen, welche
dadurch realisiert wird, dass das Laufrad 14 mit seinem den Saugmund 38 umgebenden
Bereich reibschlüssig am Umfang der Saugöffnung 36e zur Anlage kommt. So wird das
Ventilelement 18e mit dem Laufrad 14 mitgedreht, bis der Stift 68 einen Anschlag erreicht.
Dann tritt die Kupplung aufgrund von Schlupf außer Eingriff. Mit im Druckraum 26 steigendem
Druck wird das Ventilelement 18e dann, wie oben beschrieben, axial in seine anliegende
Position bewegt, wobei die Kupplung von dem Laufrad 14 außer Eingriff tritt, sodass
das Laufrad 14 dann im Wesentlichen reibungsfrei rotieren kann.
[0049] Das siebte Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 23 und 24 unterscheidet sich von dem vorangehend
beschriebenen sechsten Ausführungsbeispiel dadurch, dass an dem Ventilelement 18f
eine sich in den Druckraum 26 hinein erstreckende Zunge 96 angeordnet ist, welche
in dem Druckraum 26 als zusätzliches Ventilelement dient. Das Pumpengehäuse 12 weist
einen zusätzlichen Druckanschluss 98 auf, welcher getrennt zu dem Druckanschluss 27
in den Druckraum 26 mündet. Die Zunge 96 kann, je nach Schaltstellung des Ventilelementes
18f, den Druckanschluss 27 oder den Druckanschluss 28 freigeben und den jeweils anderen
Druckanschluss überdecken. So ist bei diesem Ausführungsbeispiel eine druckseitige
Umschaltung an der Druckseite des Laufrades 14 vorgesehen. Über die Eingänge 28' und
30' kann gleichzeitig eine Mischfunktion realisiert werden, indem die Öffnung 92 so
positioniert ist, dass sie in einer ersten Schaltstellung diese beiden Eingänge 28',
30' überdeckt, sodass Flüssigkeit aus beiden Eingängen 28', 30' durch die Öffnung
62 und weiter durch den Saugmund 38 strömt. In der zweiten Schaltstellung hingegen
überdeckt die Öffnung 62 lediglich den Eingang 28', während der Eingang 30' in der
oben beschriebenen Weise vom Boden des Ventilelementes 18f verschlossen ist. Gleichzeitig
ist der Druckanschluss 27 geschlossen und der Druckanschluss 98 freigegeben. Die Bewegung
des Ventilelementes 18f kann in der oben beschriebenen Weise über das Laufrad 14 und
eine mechanische Kupplung, welche durch axiale Verlagerung des Ventilelementes 18f
bei ausreichend hohem Druck im Druckraum 26 außer Eingriff tritt, realisiert werden.
In diesem Ausführungsbeispiel ist das Ventilelement 18f auf der Rotorwelle 8 gelagert.
[0050] Die achte Ausführungsform gemäß Fig. 25 bis 28 unterscheidet sich von der sechsten
Ausführungsform in der Ausbildung der mechanischen Kupplung zwischen der Rotorwelle
8 und dem Ventilelement 18g. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Ventilelement
18g direkt auf der Rotorwelle 8 gelagert, welche verlängert ausgebildet ist und sich
bis in das Loch 66 im Boden des Pumpengehäuses 12 erstreckt. Im Inneren des Ventilelementes
18g sind zwei Ringsegmente 100 mit Gleitlagereigenschaften, insbesondere aus Keramik,
angeordnet. Die Ringsegmente 100 werden durch einen Spannring 102 zusammengehalten
und gegen die Rotorwelle 8 gepresst. Die zwei Ringsegmente 100 bilden in diesem Beispiel
im Wesentlichen einen 2/3-Ring. Im Bereich des fehlenden Ringsegmentes für einen vollständigen
Ring greift das Ventilelement 18g mit einem Vorsprung 104 an seinem Innenumfang ein,
sodass die beiden Ringsegmente 100 drehfest im Inneren des Ventilelementes 18g angeordnet
sind. Im Bereich des fehlenden Ringsegmentes, das heißt angrenzend an den Vorsprung
104 verbleibt in dem Ventilelement 18g ein Durchgang 106, welcher die Ventilfunktion
bewirkt.
[0051] Der Durchgang 106 kann in einer ersten Schaltstellung, welche in Fig. 27 gezeigt
ist, dem Eingang 30' gegenüberliegen und in einer zweiten Schaltstellung, welche in
Fig. 28 gezeigt ist, dem Eingang 28' gegenüberliegen. Der andere Eingang ist jeweils
verschlossen. Dazu kann das Ventilelement 18g entsprechend den oben beschriebenen
Ausführungsformen von dem im Druckraum 26 herrschenden Druck in axialer Richtung in
Anlage an den die Eingänge 28' und 30' umgebenden Boden des Pumpengehäuses 2 drücken.
[0052] Die Bewegung des Ventilelementes 18g erfolgt über den Antrieb des Laufrades 14. Die
Rotorwelle 8 liegt beim Start kraftschlüssig am Innenumfang der Ringsegmente 10 an
und dreht diese und damit das Ventilelement 18g mit. Für die beiden Schaltstellungen
können in der oben beschriebenen Weise Anschläge im Pumpengehäuse 12 ausgebildet sein.
Erreicht das Ventilelement 18g einen dieser Anschläge, rutscht die Pumpenwelle 8 im
Inneren der Ringsegmente 100 durch. Mit zunehmender Drehzahl der Rotorwelle 8 kann
sich darüber hinaus zwischen dem Außenumfang der Rotorwelle 8 und den Innenflächen
der Ringsegmente 100 ein Schmierfilm nach Art eines Gleitlagers ausbilden, sodass
die Rotorwelle 8 dann im Wesentlichen reibungsfrei im Inneren der Ringsegmente 100
rotieren kann. Dies bedeutet, dass zum Verstellen des Ventilelementes 18g zwischen
seinen beiden Schaltstellungen der Antriebsmotor von der Steuereinrichtung 17 vorzugsweise
mit einer geringeren Drehzahl bewegt wird als die Drehzahl mit welcher das Laufrad
14 im Betrieb rotiert wird. Zum Hin-und-Her-Bewegen des Ventilelementes 18g kann der
Antriebsmotor in der oben beschriebenen Weise in zwei Drehrichtungen angetrieben werden,
wobei wiederum nach Erreichen der gewünschten Schaltstellung in der oben beschriebenen
Weise durch schnelle Drehzahlerhöhung erreicht werden kann, dass das Ventilelement
18g aufgrund des Druckes im Druckraum 26 und seiner Anlage am Boden des Pumpengehäuses
12 in der zuvor erreichten Schaltstellung verbleibt.
[0053] Bei der neunten und zehnten Ausführungsform gemäß Fig. 29 bis 37 sowie 38 bis 47
ist ebenfalls eine mechanische Kupplung zwischen dem Antriebsmotor und dem Ventilelement
vorgesehen, wobei bei diesen Ausführungsformen der Antriebsmotor von der Steuereinrichtung
17 in zwei verschiedenen Betriebsarten bzw. Betriebsmodi ansteuerbar ist. In einer
ersten Betriebsart, welche dem Normalbetrieb des Umwälzpumpenaggregates entspricht,
rotiert der Antriebsmotor in herkömmlicher Weise mit einer gewünschten, insbesondere
von der Steuereinrichtung 17 einstellbaren, Drehzahl. In der zweiten Betriebsart wird
der Antriebsmotor im Open-Loop-Betrieb angesteuert, sodass der Rotor schrittweise
in einzelnen Winkelschritten, welche kleiner als 360° sind, gedreht werden kann. So
kann der Antriebsmotor nach Art eines Schrittmotors in einzelnen Schritten bewegt
werden, was bei diesen Ausführungsbeispielen dazu genutzt wird, das Ventilelement
gezielt in kleinen Winkelschritten in eine definierte Position zu bewegen, wie es
nachfolgend beschrieben wird.
[0054] Bei der neunten Ausführungsform gemäß Fig. 29 bis 37 ist in dem Pumpengehäuse 2 ein
Mischventil integriert, wie es beispielsweise zur Temperatureinstellung für eine Fußbodenheizung
genutzt werden kann.
[0055] Das Motorgehäuse 2 mit dem Elektronikgehäuse 16 entspricht der vorangehend beschriebenen
Ausgestaltung. Das Pumpengehäuse 12 ist im Wesentlichen genauso aufgebaut wie das
Pumpengehäuse gemäß der ersten Ausführungsform gemäß Fig. 1 bis 6, lediglich die äußere
Konfiguration unterscheidet sich. Das Ventilelement 18h ist bei dieser neunten Ausführungsform
ebenfalls trommelförmig ausgebildet und besteht aus einem topfförmigen Unterteil 76h,
welches an seiner dem Laufrad 14 zugewandten Seite durch einen Deckel 78h verschlossen
ist. Im Zentralbereich des Deckels 78h ist eine Saugöffnung 36 ausgebildet. Das Ventilelement
18h ist auf einer Achse 20, welche im Boden des Pumpengehäuses 12 angeordnet ist,
drehbar gelagert. Dabei entspricht die Drehachse des Ventilelementes 18h, wie bei
den oben beschriebenen Beispielen, der Drehachse X der Rotorwelle 8h. Dabei ist das
Ventilelement 18h ebenfalls entlang der Achse X axial verschiebbar und wird durch
eine Feder 48 in die in Fig. 33 gezeigte Ruhelage gedrückt, in welcher sich das Ventilelement
18h in einer gelösten Position befindet, in welcher das Unterteil 76h nicht am Boden
des Pumpengehäuses 12 anliegt, sodass das Ventilelement 18h im Wesentlichen frei um
die Achse 20 drehbar ist. Als axialer Anschlag fungiert in der gelösten Position das
Stirnende der Rotorwelle 8h, welches als Kupplung 108 ausgebildet ist. Die Kupplung
108 tritt mit einer Gegenkupplung 110, welche drehfest an dem Ventilelement 18h angeordnet
ist, in Eingriff. Die Kupplung 108 weist angeschrägte Kupplungsflächen auf, welche
entlang einer Umfangslinie im Wesentlichen ein Sägezahnprofil in der Weise beschreiben,
dass lediglich in einer Drehrichtung eine Drehmomentübertragung von der Kupplung 108
auf die Gegenkupplung 110 möglich ist, nämlich in der Drehrichtung A in Fig. 31. In
der entgegengesetzten Drehrichtung B rutscht die Kupplung hingegen durch, wobei es
zu einer Axialbewegung des Ventilelementes 18h kommt. Die Drehrichtung B ist diejenige
Drehrichtung, in welcher das Pumpenaggregat im Normalbetrieb angetrieben wird. Die
Drehrichtung A hingegen wird zur gezielten Verstellung des Ventilelementes 18h genutzt.
Das heißt hier ist eine drehrichtungsabhängige Kupplung ausgebildet. Zusätzlich jedoch
tritt auch bei dieser Ausführungsform die Gegenkupplung 110 von der Kupplung 108 durch
den Druck im Druckraum 26 außer Eingriff. Steigt der Druck im Druckraum 26 an, wirkt
auf den Deckel 78h eine Druckkraft, welche der Federkraft der Feder 48 entgegengesetzt
ist und diese übersteigt, sodass das Ventilelement 18h in die anliegende Position
gedrückt wird, welche in Fig. 32 gezeigt ist. In dieser liegt das Unterteil 76h an
der Bodenseite des Pumpengehäuses 12 an, sodass zum einen das Ventilelement 18h kraftschlüssig
gehalten wird und zum anderen eine dichte Anlage erreicht wird, welche die Druck-
und die Saugseite in der nachfolgend beschriebenen Weise gegeneinander abdichtet.
[0056] Das Pumpengehäuse 12 weist zwei Sauganschlüsse 32 und 34 auf, von denen der Sauganschluss
32 an einem Eingang 28h und der Sauganschluss 34 an einem Eingang 30h im Boden des
Pumpengehäuses 12 in dessen Innenraum, das heißt, den Saugraum 24 hinein mündet. Das
Unterteil 76h des Ventilelementes 18h weist in seinem Boden eine bogenförmige Öffnung
112 auf, welche sich im Wesentlichen über 90° erstreckt. Fig. 34 zeigt eine erste
Schaltstellung, in welcher die Öffnung 112 lediglich den Eingang 30h überdeckt, sodass
ein Strömungsweg nur von dem Sauganschluss 34 zu der Saugöffnung 36 und damit zum
Saugmund 38 des Laufrades 14 gegeben ist. Der zweite Eingang 28h wird durch den in
seinem Umfangsbereich anliegenden Boden des Ventilelementes 18h dicht verschlossen.
Fig. 36 zeigt die zweite Schaltstellung, in welcher die Öffnung 112 lediglich den
Eingang 28h überdeckt, während der Eingang 30h verschlossen ist. In dieser Schaltstellung
ist lediglich ein Strömungsweg von dem Sauganschluss 32 zum Saugmund 38 hin geöffnet.
Fig. 35 zeigt nun eine Zwischenstellung, in welcher die Öffnung 112 beide Eingänge
28h und 30h überdeckt, wobei der Eingang 30h nur teilweise freigegeben ist. Durch
Änderung des Grades der Freigabe des Anschlusses 30h kann ein Mischungsverhältnis
zwischen den Strömungen aus den Eingängen 28h und 30h geändert werden. Über die schrittweise
Verstellung der Rotorwelle 8h kann auch das Ventilelement 18h in kleinen Schritten
verstellt werden, um das Mischungsverhältnis zu ändern.
[0057] Eine solche Funktionalität kann beispielsweise in einem hydraulischen System, wie
es in Fig. 37 gezeigt ist, zur Anwendung kommen. Dort ist das Kreiselpumpenaggregat
mit dem integrierten Ventil, wie es vorangehend beschrieben wurde, durch die gestrichelte
Linie 1 gekennzeichnet. Der hydraulische Kreis weist eine Wärmequelle 114 in Form
beispielsweise eines Gasheizkessels auf, dessen Ausgang in beispielsweise den Sauganschluss
34 des Pumpengehäuses 12 mündet. An den Druckanschluss 27 des Kreiselpumpenaggregates
1 schließt sich in diesem Beispiel ein Fußbodenheizkreis 116 an, dessen Rücklauf sowohl
mit dem Eingang der Wärmequelle 114 als auch mit dem Sauganschluss 32 des Kreiselpumpenaggregates
verbunden ist. Über ein zweites Umwälzpumpenaggregat 118 kann ein weiterer Heizkreis
120 mit einem Wärmeträger versorgt werden, welcher die ausgangsseitige Temperatur
der Wärmequelle 114 aufweist. Der Fußboden-Heizkreis 116 hingegen kann in seiner Vorlauftemperatur
in der Weise geregelt werden, dass kaltes Wasser aus dem Rücklauf dem heißen Wasser
ausgangsseitig der Wärmequelle 114 zugemischt wird, wobei durch Veränderung der Öffnungsverhältnisse
der Eingänge 28h und 30h in der oben beschriebenen Weise das Mischungsverhältnis durch
Drehung des Ventilelementes 18h verändert werden kann.
[0058] Das zehnte Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 38 bis 47 zeigt ein Kreiselpumpenaggregat,
welches zusätzlich zu der vorangehend beschriebenen Mischerfunktionalität noch eine
Umschaltfunktionalität zur zusätzlichen Versorgung eines Sekundärwärmetauschers zur
Brauchwassererwärmung aufweist.
[0059] Die Lagerung und der Antrieb des Ventilelementes 18i erfolgt bei dieser Ausführungsform
genauso wie bei der neunten Ausführungsform. Im Unterschied zu dem Ventilelement 18h
weist das Ventilelement 18i zusätzlich zu der Öffnung 112 einen Durchgangskanal 122
auf, welcher sich von einer Öffnung 124 in den Deckel 78i zu einer Öffnung im Boden
des Unterteils 76i erstreckt und somit die beiden Axialenden des Ventilelementes 18i
miteinander verbindet. Ferner ist in dem Ventilelement 18i noch eine lediglich zur
Unterseite, das heißt, zum Boden des Unterteils 76i und damit zum Saugraum 24 hin
geöffnete bogenförmige Überbrückungsöffnung 126 ausgebildet, welche zum Druckraum
26 hin durch den Deckel 78i verschlossen ist.
[0060] Das Pumpengehäuse 12 weist neben dem Druckanschluss 27 und den beiden zuvor beschriebenen
Sauganschlüssen 34 und 32 einen weiteren Anschluss 128 auf. Der Anschluss 128 mündet
in einem Eingang 130 im Boden des Umwälzpumpenaggregates 12 zusätzlich zu den Eingängen
28h und 30h in den Saugraum 24 hinein. Anhand der Fig. 43 bis 46 werden die verschiedenen
Schaltstellungen erläutert, wobei in diesen Figuren der Deckel 78i des Ventilelementes
18i teilweise geöffnet gezeigt ist, um die Stellung der darunter liegenden Öffnungen
zu verdeutlichen. Fig. 43 zeigt eine erste Schaltstellung, in welcher die Öffnung
112 dem Eingang 30h gegenüberliegt, sodass eine Strömungsverbindung von dem Sauganschluss
34 zum Saugmund 38 des Laufrades 14 hergestellt wird. In der Schaltstellung gemäß
Fig. 44 liegt die Öffnung 112 über dem Eingang 130, sodass eine Strömungsverbindung
von dem Anschluss 128 zu der Saugöffnung 36 und über diese in den Saugmund 38 des
Laufrades 14 geschaffen wird. In einer weiteren Schaltstellung, welche Fig. 45 zeigt,
liegt die Öffnung 112 über dem Eingang 30h, sodass wiederum eine Strömungsverbindung
von dem Sauganschluss 34 zum Saugmund 38 des Laufrades 14 gegeben ist. Gleichzeitig
findet eine teilweise Überdeckung der Öffnung 124 und des Durchgangsloches 122 mit
dem Eingang 28h statt, sodass eine Verbindung zwischen dem Druckraum 26 und dem Sauganschluss
32 hergestellt ist, welcher hier als Druckanschluss fungiert. Gleichzeitig überdeckt
die Überbrückungsöffnung 126 gleichzeitig den Eingang 130 und einen Teil des Einganges
28h, sodass ebenfalls eine Verbindung von dem Anschluss 128 über den Eingang 130,
die Überbrückungsöffnung 126 und den Eingang 28h zu dem Anschluss 32 geschaffen wird.
[0061] Fig. 46 zeigt eine vierte Schaltstellung, in welcher der Durchgangskanal 122 den
Eingang 28h vollständig überdeckt, sodass der Anschluss 32 über den Durchgangskanal
122 und die Öffnung 124 mit dem Druckraum 26 verbunden ist. Gleichzeitig überdeckt
die Überbrückungsöffnung 126 nur noch den Eingang 130. Die Öffnung 112 überdeckt weiterhin
den Eingang 30h.
[0062] Ein solches Kreiselpumpenaggregat kann beispielsweise in einem Heizungssystem, wie
es in Fig. 47 gezeigt ist, Verwendung finden. Dort begrenzt die gestrichelte Linie
das Kreiselpumpenaggregat 1, wie es gerade anhand der Fig. 38 bis 46 beschrieben wurde.
Das Heizungssystem weist wiederum einen Primärwärmetauscher bzw. eine Wärmequelle
114 auf, welche beispielsweise ein Gasheizkessel sein kann. Ausgangsseitig verläuft
der Strömungsweg in einen ersten Heizkreis 120, welcher beispielsweise von herkömmlichen
Heizkörpern bzw. Radiatoren gebildet sein kann. Gleichzeitig zweigt ein Strömungsweg
zu einem Sekundärwärmetauscher 56 zur Erwärmung von Brauchwasser ab. Das Heizungssystem
weist ferner einen Fußbodenheizkreis 116 auf. Die Rückläufe des Heizkreises 120 und
des Fußbodenheizkreises 116 münden in den Sauganschluss 34 am Pumpengehäuse 12. Der
Rücklauf aus dem Sekundärwärmetauscher 56 mündet in den Anschluss 128, welcher, wie
nachfolgend beschrieben wird, zwei Funktionalitäten bietet. Der Anschluss 32 des Pumpengehäuses
12 ist mit dem Vorlauf des Fußbodenheizkreises 116 verbunden.
[0063] Wenn sich das Ventilelement 18i in der ersten in Fig. 43 gezeigten Schaltstellung
befindet, fördert das Laufrad 14 Flüssigkeit aus dem Sauganschluss 34 über den Druckanschluss
27 durch die Wärmequelle 140 und dem Heizkreis 120 und zurück zu dem Sauganschluss
34. Befindet sich das Ventilelement 18i in der zweiten Schaltstellung, welche in Fig.
44 gezeigt ist, ist die Anlage auf Brauchwasserbetrieb umgeschaltet, in diesem Zustand
fördert das Pumpenaggregat bzw. das Laufrad 14 Flüssigkeit von dem Anschluss 128,
welcher als Sauganschluss dient, durch den Druckanschluss 27, über die Wärmequelle
114 durch den Sekundärwärmetauscher 56 und zurück zu dem Anschluss 128. Befindet sich
das Ventilelement 18i in der dritten Schaltstellung, welche in Fig. 45 gezeigt ist,
wird zusätzlich der Fußbodenheizkreis 116 versorgt. Über den Sauganschluss 34 strömt
das Wasser in den Saugmund 38 des Laufrades 14 und wird über den Druckanschluss 27
über die Wärmequelle 114 in der beschriebenen Weise durch den ersten Heizkreis 120
gefördert. Gleichzeitig tritt die Flüssigkeit ausgangsseitig des Laufrades 14 aus
dem Druckraum 26 in die Öffnung 124 und durch den Durchgangskanal 122 hindurch und
fließt so zu dem Anschluss 32 und über diesen in den Fußbodenheizkreis 116.
[0064] In der in Fig. 45 gezeigten Schaltstellung fließt gleichzeitig über die Überbrückungsöffnung
126 Flüssigkeit über den Anschluss 128 und den Eingang 130 in den Anschluss 32. Das
heißt, hier strömt Wasser über die Wärmequelle 114 durch den Sekundärwärmetauscher
26 und den Anschluss 128 zu dem Anschluss 32. Da in diesem Heizbetrieb am Sekundärwärmetauscher
56 im Wesentlichen keine Wärme abgenommen wird, wird so dem Anschluss 32 heißes Wasser
zusätzlich zu dem kalten Wasser, welches aus dem Druckraum 26 über den Durchgangskanal
122 zu dem Anschluss 32 strömt, zugemischt. Durch Veränderung des Öffnungsgrades über
die Ventilstellung 18i kann die Menge des zugemischten warmen Wassers am Anschluss
32 variiert werden. Fig. 46 zeigt eine Schaltstellung, in welcher die Zumischung abgeschaltet
ist und der Anschluss 32 ausschließlich mit dem Druckraum 26 direkt in Verbindung
ist. In diesem Zustand wird das Wasser im Fußbodenkreis 116 ohne Wärmezufuhr im Kreis
gefördert. Es ist zu erkennen, dass durch die Veränderung der Schaltstellungen des
Ventilelementes 18i bei dieser Ausführungsform sowohl eine Umschaltung zwischen Heizung
und Brauchwassererwärmung erreicht werden kann als auch gleichzeitig die Versorgung
von zwei Heizkreisen mit unterschiedlichen Temperaturen, nämlich eines ersten Heizkreises
120 mit der Ausgangstemperatur der Wärmequelle 114 und eines Fußbodenheizkreises 116
mit einer über eine Mischfunktion reduzierte Temperatur.
[0065] Es ist zu verstehen, dass die verschiedenen vorangehend beschriebenen Ausführungsformen
in verschiedener Weise miteinander kombiniert werden können. So können die unterschiedlichen
beschriebenen Antriebsarten des Ventilelementes mit verschiedenen geometrischen Ausgestaltungen
des Ventilelementes, wie sie ebenfalls vorangehend beschrieben wurden, im Wesentlichen
beliebig kombiniert werden. Auch lassen sich die verschiedenen Ventilfunktionalitäten
(zum Beispiel Mischen und Umschalten) ebenfalls mit verschiedenen Antriebsarten realisieren
und kombinieren. Diese verschiedenen Kombinationsmöglichkeiten, welche sich aus den
vorangehenden Ausführungsbeispielen ergeben, sind insofern ausdrücklich von der Erfindung
mit umfasst.
Bezugszeichenliste
[0066]
- 1
- Kreiselpumpenaggregat
- 2
- Motorgehäuse
- 4
- Stator
- 6
- Rotor
- 8
- Rotorwelle
- 10
- Spaltrohr
- 12
- Pumpengehäuse
- 14
- Laufrad
- 16
- Elektronikgehäuse
- 17
- Steuereinrichtung
- 18, 18', 18", 18c, 18d, 18e, 18f, 18g, 18h, 18i
- Ventilelement
- 20
- Achse
- 22
- Mutter
- 24
- Saugraum
- 26
- Druckraum
- 27
- Druckanschluss
- 28, 30
- Eingänge
- 28', 30', 28h, 30h
- Eingänge
- 32, 34
- Sauganschlüsse
- 36, 36', 36e
- Saugöffnung
- 38
- Saugmund
- 40
- Dichtflächen
- 42
- Stützelemente
- 44
- Anschlagelement
- 46
- Anschläge
- 48
- Feder
- 50
- Anlageschulter
- 52
- Wärmequelle
- 54
- Heizkreis
- 56
- Sekundärwärmetauscher
- 58, 60
- Strömungswege
- 62
- Öffnung
- 64
- Vorsprung
- 66
- Loch
- 68
- Stift
- 70
- Nut
- 72
- Vorsprünge
- 74
- Zapfen
- 76, 76b, 76dm 76h, 76i
- Unterteil
- 78, 78d, 78h, 78i
- Deckel
- 80
- Eintrittsöffnung
- 82, 84
- Hülsen
- 86
- Leitrad
- 88
- Gewicht
- 90
- Eintrittsöffnung
- 92
- Dichtflächen
- 94
- Achse
- 96
- Zunge
- 98
- Druckanschluss
- 100
- Ringsegment
- 102
- Spannring
- 104
- Vorsprung
- 106
- Durchgang
- 108
- Kupplung
- 110
- Gegenkupplung
- 112
- Öffnung
- 114
- Wärmequelle
- 116
- Fußboden-Heizkreis
- 118
- Umwälzpumpenaggregat
- 120
- Heizkreis
- 122
- Durchgangskanal
- 124
- Öffnung
- 126
- Überbrückungsöffnung
- 128
- Anschluss
- 130
- Eingang
- X
- Drehachse
- A, B
- Drehrichtungen
1. Kreiselpumpenaggregat mit einem elektrischen Antriebsmotor (4, 6), einem von diesem
angetriebenen Laufrad (14) sowie einem das Laufrad umgebenden Pumpengehäuse (12),
welches zumindest zwei Anschlüsse (27, 32, 34) aufweist, wobei in dem Pumpengehäuse
ein bewegliches Ventilelement (18) angeordnet ist, welches zwischen zumindest zwei
Schaltstellungen bewegbar ist, in welchen die Strömungswege durch die zumindest zwei
Anschlüsse (27, 32, 34) unterschiedlich geöffnet sind,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Ventilelement (18) derart ausgebildet und in dem Pumpengehäuse (12) angeordnet
ist, dass es einen mit einer Saugseite des Laufrades (14) verbundenen Saugraum (24)
von einem mit der Druckseite des Laufrades (14) in Verbindung stehenden Druckraum
(26) trennt, und das Ventilelement (18) zu zumindest einer Bewegung zwischen den zumindest
zwei Schaltstellungen mit dem Antriebsmotor (4, 6) mechanisch und/oder hydraulisch
gekoppelt ist.
2. Kreiselpumpenaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilelement (18) zwischen den zumindest zwei Schaltstellungen drehbar ist.
3. Kreiselpumpenaggregat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich eine Drehachse (X), um welche das Ventilelement (18) drehbar ist, parallel zur
Drehachse (X) des Laufrades (14) und bevorzugt fluchtend mit der Drehachse (X) des
Laufrades (14) erstreckt.
4. Kreiselpumpenaggregat nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilelement (18) in seinem Zentrum drehbar gelagert ist und insbesondere in
dem Pumpengehäuse (12) unabhängig von dem Laufrad (14) drehbar gelagert ist.
5. Kreiselpumpenaggregat nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilelement (18) im Inneren des Pumpengehäuses (12) in einem mit einem zu fördernden
Fluid gefüllten Raum drehbar gelagert ist.
6. Kreiselpumpenaggregat nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilelement (18) derart ausgestaltet und angeordnet ist, dass es entlang einer
ersten Bewegungsbahn zwischen den zumindest Schaltstellungen bewegbar ist und zusätzlich
entlang einer gewinkelt zu der ersten Bewegungsbahn verlaufenden zweiten Bewegungsbahn
bewegbar ist, wobei das Ventilelement (18) entlang der zweiten Bewegungsbahn bevorzugt
zwischen einer ersten Position, in welcher es von zumindest einer Anlagefläche beabstandet
ist, und einer zweiten Position, in welcher es mit dieser Anlagefläche in Anlage ist,
bewegbar ist.
7. Kreiselpumpenaggregat nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch zumindest ein Dämpfungsmittel, welches derart ausgestaltet ist, dass eine Bewegung
des Ventilelementes (18) entlang der zweiten Bewegungsbahn gedämpft wird.
8. Kreiselpumpenaggregat nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Bewegungsbahn sich parallel zur Drehachse (X) des Laufrades (14) erstreckt.
9. Kreiselpumpenaggregat nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilelement (18) von einem Rückstellelement (48) mit einer entlang der zweiten
Bewegungsbahn wirkenden Rückstellkraft beaufschlagt ist, welche bevorzugt in Richtung
der ersten Position wirkt.
10. Kreiselpumpenaggregat nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilelement (18) eine dem Druckraum (26) zugewandte Druckfläche aufweist, auf
welche der in dem Druckraum (26) herrschende Druck derart wirkt, dass das Ventilelement
(18) entlang der zweiten Bewegungsbahn mit einer Druckkraft beaufschlagt wird, welche
bevorzugt in Richtung der zweiten Position wirkt.
11. Kreiselpumpenaggregat nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Anlagefläche eine Dichtfläche ist.
12. Kreiselpumpenaggregat nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Dichtfläche so gelegen ist, dass durch Anlage des Ventilelementes
(18) an der Dichtfläche der Druckbereich (26) gegenüber dem Saugbereich (24) abgedichtet
ist.
13. Kreiselpumpenaggregat nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Dichtfläche derart gelegen ist, dass durch Anlage des Ventilelementes
(18) an der Dichtfläche einer der Anschlüsse (32, 34) gegenüber dem Saugraum (24)
abgedichtet ist.
14. Kreiselpumpenaggregat nach einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Anlagefläche sich gewinkelt zu der zweiten Bewegungsbahn erstreckt.
15. Kreiselpumpenaggregat nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilelement (18) derart ausgestaltet ist, dass es durch eine in dem Druckraum
(26) in Drehrichtung des Laufrades (14) verlaufende Fluidströmung bewegbar ist und/oder
dass das Ventilelement (18) zu seiner Bewegung mit dem Laufrad (14) oder einer das
Laufrad (14) antreibenden Welle (8) über eine Kupplung (100; 108, 110) gekoppelt ist,
welche vorzugsweise druck- und/oder drehzahl- und/oder drehrichtungsabhängig lösbar
ist.
16. Kreiselpumpenaggregat nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Ventilelement (18) derart ausgebildet und angeordnet ist, dass in dem
Druckraum (26) eine von dem Laufrad (14) erzeugte Strömung auf das Ventilelement (18)
zu dessen Bewegung zwischen den zumindest zwei Schaltstellungen wirkt und der Saugraum
(24) derart ausgestaltet ist, dass die dort herrschende Strömung keine Kraft auf das
Ventilelement (18) in Bewegungsrichtung zwischen den Schaltstellungen ausübt.
17. Kreiselpumpenaggregat nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilelement (18) eine Öffnung (36) aufweist, über welche der Saugraum (24)
mit einem Saugmund (38) des Laufrades (14) in Verbindung steht, wobei der Saugmund
(38) des Laufrades vorzugsweise im Umfangsbereich der Öffnung (36) mit dem Ventilelement
(18) in Anlage oder in Eingriff ist.
18. Kreiselpumpenaggregat nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor (4, 6) eine Steuereinrichtung (17) aufweist, über welche er derart
ansteuerbar ist, dass er in zwei Drehrichtungen (A, B) antreibbar ist.
19. Kreiselpumpenaggregat nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor (4,6) eine Steuereinrichtung (17) aufweist, über welche er in seiner
Drehzahl einstellbar ist und insbesondere mit unterschiedlichen Beschleunigungsverläufen
anfahrbar ist.