DE19505543C2 - Kreiselpumpe mit Drehzahlsensor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kreiselpumpe mit einem Magneten im Laufrad und mit einer Spule als Drehzahlsensor am Stator.

Es ist bekannt, am Laufrad einer Kreiselpumpe zwei Magnete diametral gegenüberliegend zu befestigen und an der Wand der Pumpenkammer eine Spule als Sensor anzuordnen, die über eine Elektronik die Drehzahl der Pumpe angibt. Diese bekannte Konstruktion ist aufwendig in der Herstellung und Montage.

Aus der DE 35 13 155 C2 ist ein Elektromotor beispielsweise zum Betrieb einer Pumpe bekannt, bei dem zu einer Seite eines drehenden Magneten rechtwinklig zur Drehachse ein Teil befestigt ist, das die Welle umgibt und einen Sensor aufweist. Die in radialer Richtung sensiblen Sensoren sind jedoch nur unter großem konstruktiven Aufwand in die bekannten kompakten Kreiselpumpen zu integrieren.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kreiselpumpe der eingangs genannten Art so zu verbessern, dass der Sensor bzw. die Sensoren bei einfacher Bauweise und Herstellung leicht zu montieren sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zu einer Seite des Laufrades rechtwinklig zur Laufradachse ein scheiben- oder folienförmiges Flächenteil unverdrehbar befestigt ist, das die Laufradwelle zumindest teilweise umgibt und das zumindestens eine Lage aufweist, auf die die Spule durch ein Ätz- und/oder Aufdruckverfahren aufgebracht ist.

Auf einem solchen Flächenteil lässt sich die Spule insbesondere in Form einer oder mehrerer übereinanderliegender Spiralen besonders einfach, z. B. durch Aufdrucken befestigen. Hierbei wird eine besonders platzsparende Bauweise erreicht und ein Montieren ist besonders leicht durchführbar.

Vorzugsweise wird vorgeschlagen, dass das Flächenteil einen materialfreien Sektor aufweist, durch den die Laufradwelle als Normale verläuft. Hierbei kann das Flächenteil teilringförmig, U-förmig, hufeisenförmig oder V-förmig sein.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Flächenteil aus mehreren Lagen, insbesondere aus Kunststoff besteht. Hierbei kann mindestens eine Lage des Flächenteils eine Leiterplatte sein. Auch ist hierbei von Vorteil, wenn mindestens eine der Lagen des Flächenteils als Sensor eine flache Spule oder eine Spirale aufweist.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn zwei oder mehr Lagen jeweils eine Lage aufweisen, die übereinanderliegend einen Sensor bilden. Auch wird vorgeschlagen, dass das Flächenteil eine obere Lage, ein oder zwei mittlere Lagen und eine Bodenlage aufweist.

Vorzugsweise sollte das Flächenteil zwischen dem Stator des Elektromotors und dem Lagerschild liegen, das den Motor vom Pumpenraum trennt.

Eine einfache Befestigung wird erreicht, wenn das Flächenteil durch Zapfen am Motorenstator, insbesondere an der Wickelkopf­ kappe, befestigt ist.

Vorteilhafter Weise wird vorgeschlagen, dass das Flächenteil mindestens einen Temperatursensor aufweist. Hierbei können die Signale des/der Temperatursensor(en) und/oder des/der Drehzahl­ sensoren durch eine Elektronik ausgewertet werden, die als Modul an der Pumpe befestigt ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 Ein mehrlagiges Flächenteil in der Draufsicht.

Fig. 2 Das Flächenteil nach Fig. 1 in einer Seitenansicht.

Fig. 3 Einzelne Lagen des Flächenteils.

Fig. 4 Einen axialen Schnitt durch einen Stator eines Elektromotors mit an der Wickelkopfkappe kopfseitig befestigtem Flächenteil und

Fig. 5 eine Stirnansicht des Motorenstators mit befestigtem Flächenteil.

Der elektrische Antriebsmotor einer Kreiselpumpe weist einen Stator 1 auf, dessen Wicklungen 2 zu beiden Stirnseiten durch Kappen 3a, 3b abgedeckt sind. An der, der nicht dargestellten Pumpe zugewandten Wickelkopfkappe ist ein Flächenteil 4 be­ festigt, das aus einer starren oder flexiblen Scheibe oder einer Folie mit mehreren Lagen besteht. Das Flächenteil 4 ist durch eine Schnappverbindung mit der Kappe 3a verbunden. Hierzu ragen an der Kunststoffkappe 3 nach außen Zapfen 5 vor, die Öffnungen 6 im Flächenteil 4 durchdringen.

Das Flächenteil 4 ist im Ausführungsbeispiel teilringförmig und insbesondere U-förmig bzw. hufeisenförmig. Es kann aber auch V-förmig sein. Ferner kann eine U-Form auch mehr oder weniger rechtwinklig abgebogene Ecken besitzen, die die Schenkel des U's mit der Basis verbinden.

Das Flächenteil besteht aus mehreren Lagen 7 bis 10, die in Fig. 3 dargestellt sind. Hierbei bildet die Lage 7 die obere Lage, die Lagen 8, 9 mittlere Zwischenlagen und die Lage 10 eine Bodenlage, die an der Wickelkopfkappe 3a anliegt. Mindestens auf eine dieser Lagen, im Ausführungsbeispiel auf allen dieser Lagen, ist auf diametral gegenüberliegenden Seiten jeweils eine Spirale 11 aus leitendem Material, insbesondere aus Metall aufgeätzt und/oder aufgedruckt, die die Funktion einer Spule übernimmt und damit als Sensor wirkt. Die Funktion dieses Sensors wird wesentlich verbessert, wenn mehrere dieser Spiralen übereinander angeordnet sind, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. Hier sind auf jeder der Lagen 7 bis 10 Spiralen aufgedruckt. Alternativ können aber auch die Spiralen auf andere Weise hergestellt und befestigt werden.

Die Lagen 7 bis 10 sind übereinander befestigt und bilden damit das Flächenteil wie es in den Fig. 1, 2, 4 und 5 dargestellt ist. Am Flächenteil 4 ist noch bedarfsweise ein Temperatursensor 12 auf der der Pumpe zugewandten Seite und seitlich ein Anschlußkabel 13 befestigt. Das Anschlußkabel wird vorzugsweise seitlich des Stators zur gegenüberliegenden Wickelkopfkappe 3b geführt und ist an eine Steckerleiste angeschlossen.

Die einzelnen übereinander liegenden Spiralen 11 der Lagen 7 bis 10 sind miteinander elektrisch verbunden und die äußerste Spirale der Lage 7 ist durch eine Isolierung 15 insbesondere durch eine Isolierfolie oben bedeckt. Der Temperatursensor steht über Lage 7 hervor, um beim Lagerschild (Abtrennung zum Pumpenmedium) einen Anpreßdruck zu bewirken (= besserer thermischer Übergang). Der Temperatursensor selbst liegt im eingebauten Zustand in einer Ausstanzung des "Flächenteils". Der Temperatursensor 12 liegt oben auf der obersten Lage 7 auf und kann zumindest zum Teil in eine Vertiefung des Flächenteils eingedrückt sein. Mindestens eine der Lagen 7 bis 10 besteht vorzugsweise aus einer Leiterplatte.

Das am Stator 1 befestigte Flächenteil sehr geringer Bauhöhe liegt damit im befestigten Zustand zwischen dem Stator und dem Lagerschild der Pumpe und damit sehr nahe dem Pumpenlaufrad, das ein oder zwei Magnete trägt, die beim Vorbeifahren an den Spiralen 11 bzw. den Spulen Spannungen und damit Ströme erzeugen, die von einer Elektronik ausgewertet werden, die als Modul an der Pumpe befestigt ist. Hierdurch kann die Drehzahl der Pumpe exakt bestimmt werden.

Auswertung Temperatur: Sensor liegt in Reihe zu den Spulen, daher weiterhin nur zwei Verbindungsleitungen 13.

Claims (10)

1. Kreiselpumpe mit einem Magneten im Laufrad und mit einer Spule als Drehzahlsensor am Stator, dadurch gekennzeichnet, dass zu einer Seite des Laufrades rechtwinklig zur Laufradachse ein scheiben- oder folienförmiges Flächenteil (4) unverdrehbar befestigt ist, das die Laufradwelle zumindest teilweise umgibt und das mindestens eine Lage aufweist, auf die die Spule (11) durch ein Ätz- und/oder Aufdruckverfahren aufgebracht ist.

2. Kreiselanspruch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Flächenteil (4) aus Kunststoff besteht und mehrere Lagen (7-10) aufweist.

3. Kreiselpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Lage des Flächenteils (4) eine Leiterplatte ist.

4. Kreiselpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf zwei oder mehr übereinander liegende Lagen (7- 10) des Flächenteils (4) jeweils eine Teilspule (11) aufgebracht ist, wobei die übereinander liegenden Teilspulen miteinander leitend verbunden sind und den Drehzahlsensor bilden.

5. Kreiselpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Flächenteil (4) zwischen dem Stator (1) des Elektromotors und dem Lagerschild liegt, das den Motor vom Pumpenraum trennt.

6. Kreiselpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Flächenteil (4) einen materialfreien Sektor (4a) aufweist, durch den die Laufradwelle als Normale verläuft.

7. Kreiselpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Flächenteil (4) teilringförmig, U-förmig, hufeisenförmig oder V-förmig ist.

8. Kreiselpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Flächenteil (4) durch Zapfen (5) am Motorenstator (1), insbesondere an der Wickelkopfkappe (3a), befestigt ist.

9. Kreiselpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Flächenteil (4) mindestens einen Temperatursensor (12) aufweist.

10. Kreiselpumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Signale des mindestens einen Temperatursensors (12) und/oder des Drehzahlsensors (11) durch eine Elektronik ausgewertet werden, die als Modul an der Pumpe befestigt ist.