DE2801514A1 - Gemeinsamer aufbau von motor und pumpe - Google Patents

Description

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Gemeinsamer Aufbau von Motor und Pumpe

Die Erfindung befaßt sich mit Pumpen- und Motorkonstruktionen im allgemeinen und mit kombinierte Motor-Pumpen-Einrichtungen in einem verbesserten gemeinsamen Aufbau im besonderen. Das verbesserte Gerät nach der Erfindung ist besondern, aber nicht kritisch zum Liefern von unter Druck stehendem Wasser mit einem Druck von etwa 6kg/cm bis

15 kg/cm an Kaffeebereitungsgeräte bestimmt, wobei die Pumpe vorzugsweise, aber nicht kritisch einen Pumpenrotor aufweist , der sich flüssigkeitsdicht in einem Pumpengehäuse dreht und mehrere radiale Flügelschlitze und hin- und herschwingend in den Schlitzen angebrachte Flügel besitzt.

Pumpen und Moumenmotoreinrichtungen dieser Art sind bekannt und werden allgemein hergestellt und verkauft. Für die Zwecke der Erfindung wird die Pumpe nach der US-Patentschrift 2.925.786 betrachtet. Ein übliches Beispiel einer Einrichtung mit Pumpe und Motor wird in der US-Patentschrift 3·Ο97·61Ο beschrieben. Die Pumpenkonstruktionen und die elektrischen Merkmale des Motors sind im einzelnen gesehen kein Teil der Erfindung und werden somit auch nicht besonders beschrieben, so weit es für das Verständnis der Erfindung nicht notwendig ist. Jedoch kann die Pumpe für sich von einer anderen Konstruktion zum Nutzen des gemeinsamen kombinierten verbesserten Aufbaus nach der Erfindung sein.

Die Hauptaufgabe der Erfindung ist es, eine Einheitskonstruktion mit einem elektrischen Antriebsmotor und einer Pumpe anzugeben, die koaxial zum Motor angeordnet ist, von

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ihm angetrieben wird und so kombiniert und angeordnet
ist, daß sich eine äußerst kompakte, wirschaftliche und
sehr leistungsfähige Pumpen- und Motorkonstruktion ergibt.

Nach einer besonderen Aufgabe der Erfindung soll die Pumpen- und Motoreinrichtung einen Motor mit einem praktisch zylindrischen Gehäuse und einer Motorwelle aufweisen, wobei eine Motorendkappe von der Pumpe entfernt und eine Jiuotorendkappe neben der Pumpe liegt, die Lager in den Endkappen Untergebracht sind und den Motor drehend halten, und wobei eine Pumpe mit einem Pumpenmotor in einem Pumpengehäuse drefebar gehalten wird, das in die Bndkappe des Motors eingearbeitet und von ihr gebildet wird.

Diese und andere Gegenstände, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Einheitskonstruktion in Verbindung mit den Zeichnungen beschrieben. In diesen ist:

Figur 1 eine Längsansicht und ein Teillängsschnitt der

vollständigen Pumpen- und Motorkonstruktion, wobei der Motorteil dort entfernt dargestellt ist, wo
seine axiale Abmessung für die Erfindung ohne Interessen ist;

Figur 2 eine Teilansicht der Pumpe mit einem Teil des Aufbaues;

Figur 3 eine der Figur Ί ähnliche Ansicht, aus der aber

die Pumpeneinheit herausgenommen ist, zusammen mit einem Bauteil der Motoreinheit;

Figur 4 eine ähnliche Darstellung der "Pumpeneinheit", die das in Figur 3 nicht zu sehende Teil enthält;

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Figur 5 eine Teilansicht in größerer Einzelheit der Bauelemente zum Herstellen des Einheitsaufbaues nach der Erfindung;

Figur 6 eine Teilansicht der Innenteile der "Pumpeneinheit" zusammen mit zugehörigen Teilen (als Teil strichpunktiert); und

Figur 7 eine der Figur 6 ähnliche Teilansicht der Teile zum Herstellen der Flüssigkeitsdichten anordnung zwischen Pumpen- und kotoreinheit.

Die benutzten .ausdrücke "Pumpeneinheit¹¹ und "luotoreinheit" dienen der Vereinfachung zum bezeichnen bestimmter Gruppen von Teilen, die zum entgültigen Zusammensetzen des gemeinsamen Aufbaus nach der Erfindung vorgesehen oder vorher zusammen efaßt sind, und eine "Llotor- und Pumpeneinheit" ergeben.

Eine übliche Pumpen- und Liotoreinheit der beschriebenen Art enthält eine Pumpeneinheit und eine Motoreinheit. Jede Einheit ist vollständig, funktionsfähig und sich selbst tragend (abgesehen das .anbringen an eirem stationären Gehäuse). Diese Einheiten können an einem länglichen Montagekäfig angebracht sein oder eine Einheit ist an die andere angeflanscht oder in anderer ,"/eise befestigt. Das Gesamtgewicht, die axiale Lange und die Kosten für die gebrauchsfertigen üblichen Motor- und Pumpeneinheiten sind deshalb durch die Stimmen des Einzelgewichts, der Länge und der Kosten der einzelnen Pumpeneinheit und der Motoreinheit plus der der Flansche und verschiedenen Befestigungseinrichtungen gegeben. Die Koaxialität ist wesentlich.
In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen in allen

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Figuren gleiche Teile. Der Elektromotor enthält ein Gehäuse 10 mit einem Stator 12 und kann mit einer Basis 10a und mit elektrischen Bauelementen, wie einem Kondensator 10b, je nach otromart versehen sein.

Der stationäre Aufbau des kotors ist mit gegerüberliep-end angeordneten Endkappen 14- und 16 versehen, in denen Lager 18 und 20 für die vtelle 22 angebracht sind. Die Endkappe 14-wird als "entfernt liegerde Endkappe" bezeichnet, da sie sich im zusammengesetzten .aufbau am Endteil des Motors befindet, der dem von der Pumpe entfernt liegenden gegenüberliegt. Diese entfernt liegende Endkappe 14· ist für sich üblich. Die Endkappe 16 ist als "anliegende Endkappe" bezeichnet, da sie neben der Pumpe liegt, was für die Erfindung charakteristisch ist. Die Geometrie und Anordnung der Motorteile zur Geometrie der anliegenden Endkappe 16 dient zum Befestigen und ergibt den Vorteil von besonders geformten Flügeln 26 (Figuren 1,3 und 5), um eine gute Kühlung des Motors sicher zu stellen. Das Gehäuse 10 ist mit Ventilationsauslaßöffnungen 28 versehen. Die Ventilationseinlaßöffnungen 30 und 32 befinden sich beispielsweise in den Endkappen 14- und 16.

In dem besonderen Ausführungsbeispiel der -"rfindung, das der Erläuterung dient, besteht die anliegende Endkappe 16 aus einem stationären Bauelement, das sowohl zur Motoreinheit als auch zur Pumpeneinheit gehört. Es verkörpert sowohl eine Endkappe für den Motor als auch für das Pumpengehäuse.

Bei der Betrachtung der Tatsache, daß in einer kombinierten Einheit aus Pumpe und Motor der beschriebenen Art und für die angegebene Verwendung der Durchmesser der Pumpe erheb-

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lieh kleiner als der des Motors ist, enthält das Element 16 ein im wesentlichen flaches ringförmigen Außenteil 34 zum Befestigen am benachbarten Endteil des Gestells 10 und ein im wesentlichen rohrförmigen Teil, das vorzugsweise koaxiale Teile 36 und 38 an der Innen- bzw. der Außenseite der durch den ringförmigen oder flanschförmigen Teil 34 gegebenen ^uerebene (in der fertig zusammengesetzten Konstruktion) enthält.

In den Teilen 36 und 38 dienen koaxiale Kammern 40 und 42 als Sitz des Lagers 20 (vorzugsweise Kugellager, Figur 5) in seinem Teil 401 und entsprechend zum Unterbringen der Pumpenelemente einschließlich des Pumpenmotors (bei E in den Figuren 4 und 6) und Lagerscheiben 50 und 52, in denen Lapreranschläge 46 und 48 des Pumpenmotors R drehend gelagert sind. Die Kammer 42 ergibt deshalb den Pumpenkammerteil. Der rohrförmige Teil 38 besitzt Pumpeneingangs- und Ausgangsöffnunpen 44.

Das Element 16 verbindet somit zwei Funktionen miteinander:

a) Der Aufbau mit seinen Teilen 34 und 36 ergibt die "anliegende Endkappe" des Motors und trägt eines der beiden Lager (das Lager 20) der Motorwelle. Die sich so ergebende Motoreinheit ist ohne Rücksicht auf die Tatsache ganzbetriebsfähig, daß eine Pumpe oder ein anderer angetriebener Mechanismus kraftschlüssig an die Motorwelle gekuppelt ist.

b) Dieselbe Konstruktion mit den Teilen 34 und 36 kann den Eotor und die anderen Elemente einer Flügelpumpe aufnehmen und ergibt somit ohne Rücksicht auf den Motor oder eine andere Energiequelle, die mit dem Pumpenrotor gekuppelt ist, eine betriebsfähige Pumpe.

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Ferner enthalten diese Pumpen entsprechend der ütromart Dichtungsmittel, die das Austreten von unter Druck stehender Flüssigkeit, d.h. V/asser, aus der Pumpenkammer in die Umgebung des Motors verhindern und sich im allgemeinen in der Dichtungskammer befinden. Bei der verbesserten Einheitskonstruktion nach der Erfindung besteht die tlichtimgskammer wie beim dargestellten Ausführungsbeispiel aus der in den erwähnten Teil 36 oder in das Element 16 eingearbeiteten Kammer 40. Die dichtungsmittel sind in den Figuren 4 und 6 mit T bezeichnet. In derselben Dichtungskammer sind die Kuppelungsmittel untergebracht, durch die die Antriebsmotorwelle 22 mit dem angetriebenen Pumpenrotor R gekuppelt ist.

Der Fachmann kann zur Konstruktion und zum Zusammenbau eines verbesserten gemeinsamen Aufbaues mit der erwähnten Kombination oder wesentlichen Elementen nach der Erfindung verschiedne Anordnungen treffen. Eine bevorzugte aber nicht kritische Konstruktion wird im einzelnen in den Zeichnungen gezeigt.

Die Pumpenkonstruktion für sich ist die übliche und enthält zusammen mit dem Rotor R, der einen exzentrischen Körper, der Flügelschlitze aufweist, die Einzelheiten mit den Pumpenflügelschlitzen und den Flügeln sind nicht dargestellt, in der Technik bekannt und bedürfen keiner besonderen Beschreibung. Sie wird von den scheibenförmigen Endteilen 50 und 52 vorzugsweise aus Graphit, drehbar und dichtend gehalten. Eine kurze Welle 56 mit einer Verlängerung 56b (Fig. 6) ist beispielsweise passend eingedrückt im Rotor R befestigt und bildet eine Zunge 56b, die zu einem diametralen Schlitz 54a (Figuren 5 und 6) komplimentär ist, der am Endteil einer Verlängerung 54 der Motorwelle 22 angeformt ist, die bei 22b

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abgestuft ist und so einen Abschlag zum richtigen Anbringen des Kugellagers 20 bildet, um gegenüberliegenden Endteil ist die ./eile 22 mit einem Schlitz 22a (Figuren 1 und 3) versehen, in den ein Schraubenzieher oder ein anderes entsprechendes v/erkzeug zum Drehen der rotierenden Pumpen und Motoreinrichtung z.B. beim Anfüllen der Pumpe durch Hand eingesetzt werden kann.

Wie die Figuren 5 und 7 zeigen, ist der rohrförmige Teil des Elements 16 dort abgestuft, wo sich die Kammern 40 und 42 befinden. Die Abstufung ergibt einen anschlag, an den das Innenende 50 der Pumpenanlage anstößt, wenn sie in der Kammer 42 zusammengesetzt wird. Dabei wird das äußere Ende der Kammer durch einen Hing abgedichtet Figur 5· Eine scheibenförmige Verschlußkappe 64 sitzt dabei in einer Rille 74, die die Fumpeneleiaente in ihrer Lage hält.

Das axiale Lager der Motorwelle und des Rotors 22 bzw. 24 ist an der Pumpenseite durch einen Haltering 78 gewährleistet, der in einer ringförmigen Nut 66 sitzt (diese Teile zeigt Figur 5 und. deren Zusammenbau Figur 6), in der das Lager 20 über einen Abstandsring 80 anstößt. Eine Feder 18a (Figur 1) gehört zum gegenüberliegenden Lager und dient zum Anlegen einer Vibration zum Verhindern eines leichten permanenten Drucks auf die rotierende kotorkonstruktion.

Die Dichtung T enthält die Teile nach ^igur 7 und ist im wesentlichen in bekannter </eise angeordnet: Ein Gummiring 60c ergibt einen flüssigkeitsdichten Sitz für einen feststehenden keramischen Ring 60b, der eine planare Vorderseite besitzt, auf der ein rotierender keramischer Ring 60a flüssigkeitsdicht aufliegt, der in einem Napf 60 sitzt, der von einer Feder 62 in axialer Richtung gedrückt wird.

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Die durch die Feder bewirkende Axialdrüeke, die in einen Napf 62a eingreift, bewirken zwischen den sich relativ zueinander drehenden Teilen 60 und 60a einen Anschlag, auch wenn in der Pumpe kein Flüssigkeitsdruck wirkt. Ein weiterer Gummiring 68 ergibt zwischen der Verlängerung 56 der Motorpumpenwelle und dem sich mit dieser drehenden karamischen Ring 60a eine Dichtung.

Der rohrförmige Teil 36, in dem die Dichtungskammer angeordnet ist, kann mit kleinen öffnungen 82 zum Ausscheiden ganz geringer "vVassermengen dienen, die durch die Dichtung T hindurchgehen könnten. Diese l/ien^en erreichen, wenn überhaupt, die Umgebung des Motors, wo die Flügel 26 sich drehen, und v/erden durch die Öffnungen 28 sofort ausgeschieden.

Me beschriebene Anordnung ergibt mehrere zusätzliche Vorteile: Der Zusammenbau der "Lotoreinheit" ist leicht und wie allgemein üblich. Das "anlegende Ende" 16 mit dem Lager 20 wird im kotoraufbau zusammengesetzt, wenn dies eine übliche Motorendkappe ist, und wird in geeigneter Weise befestigt, z.B. durch Schraube und Mutter 10a. Die Verlängerung 54 und der Schlitz 5^-a der Rotorwelle liegen außerhalb des Lagers 20 und innerhalb der Kammer 40 des Elements 16, das die Sitze und die Kammer zum Anordnen der Pumpenelemente und -Anlagen ergibt, in vollständig koaxial zum kotor.

Die neue Konstruktion kann auch leicht zum Ersetzen von abgenutzten oder beschädigten Teilen auseinandergenommen werden. Durch Abnehmen und der Anordnung nach Figur 4 kann der ftotor 24 zusammen mit der Rotorwelle im Ganzen rasch auseinandergenommen werden. Durch. Abnehmen der Teilanordnung nach Figur 4 kann der Rotor 24 zusammen mit der Rotorwelle im Ganzen rasch, abgenommen werden. Wgnn dagegen das Pumpensystem ausgetauscht

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werden soll, kann durch Entfernen des Halteringes 70, der Verschlußplatte 64- und des Ringes 72 Jedes beliebige Teil des Pumpenteilsystems zusammen mit den rotierenden Teilen 60a und 62b der Dichtung T abgenommen werden.

Die "anliegende Endkappe", die das Teil 16 bildet, kann als Ganzes ausgegossener und bearbeiteter Bronze oder einer anderen, der gepumpten Flüssigkeit widerstehenden Legierung bestehen. Ein solches Teil kann jedoch von zusammengesetztem Aufbau sein. Beispielsweise kann der flanschähnliche Teil J4 aus Aluminium oder einer anderen Leichtmetalllegierung bestehen und durch Paßsitz, Rieten oder in anderer Weise mit den die Flüssigkeit berührenden Kammern oder öffungen fest verbunden werden.

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Le /β-rs e

i te

Claims (8)

1. Meissner & Meissner

   PATENTANWALTSBÜRO A

   BERLIN — MÜNCHEN

   PATENTANWÄLTE

   DIPL-ING. W. MEISSNER (BLN) DIPL-ING. P. E. MEISSNER (MCHN) DIPL-ING. H.-J. PRESTING (BLN)

   HERBERTSTR. 22, 1000 BERLIN 33

   Ihr Zeichen Ihr Schreiben vom Unsere Zeichen Berlin, den "J 2. J/\fj 1978

   (0>0+004)ώ.

   Manlio Iüaria DE DIGNIGI, Olgiate Olona, Italien

   Patentansprüche

   ii.) Pumpen- und Lotoraufbau mit einer Fotoreinheit, die ein stationäres Gehäuse, eine von der Pumpe entfernt liegende Gehäuse endkappe, eine an der Pumpe anlies^ende Gehäusekappe und eine drehbare in den Endkappen gelagerte Motorwelle besitzt, und mit einer Pumpeneinheit, die ein koaxial zur Motorachse verlaufendes und mit dieser gekuppelten Pumpenrotor, un ein Pumpengehäuse mit Einlaß- und Äuslaßöffnungen besitzt, wobei der Pumpenmotor abgedichtet und drehbar gelagert ist, gekennzeichnet durch eine Einheit bildende anliegende Endkappe (16) mit einem Pumpengehäuse (10) und einer Kammer (40), die einen rohrförmigen Teil bildet.
2. 2. Aufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der rohrförmige Teil koaxiale Teile (36, 38) aufweist, die

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   BORO MÖNCHEN: TELEX: TELEGRAMM: TELEFON: BANKKONTO: POSTSCHECKKONTO: ST. ANNASTR. 11 1 - 856 44 INVENTION BERLIN BERLIN 31 W. MEISSNER, BLN-W 8000 MÖNCHEN 22 INVEN d BERLIN 030/891 60 37 BERLINER BANK AG. 122 82 -109 TEL.: 089/22 35 44 030/992 23 82 3695716000

   ORIGINAL INSPECTED

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   die Itunpenkammer (40) und eine entsprechende Dichtungskammer (42), sowie einen sitz für ein Motorwellenlager (20) bilden.
3. 3. -oifbau nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine ^bstufung vorgesehen ist, an der die •'-'ich.tungskammer (42) und die I-umperi^ammer (40) nebeneinander liegen und einen anschlag (46) für die I-umpenteile ergeben, und daß die Pumpenkammer einen T^iI bildet, der ein Anschlag (48) für die lumpenelemente, den Verschluß und die Halteeinrichtung an ihrem Endteil gegenüber der Abstufung bildet.
4. 4. aufbau nach Einspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine ringförmige, flanschähnliche Verlängerung (56b) um den rohrförmigen Teil (56) herum einheitlich aufgebaut ist und eine Handkante aufweist, die zur koaxialen Verbindung der Gestellendkappe mit dem idotorgestell dient.
5. 5. Aufbau nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagersitz (40a) und der die Dichtungskammer (42) bildende Teil und der die Pumpenkammer (40) bildende Teil des rohrförmigen Elements an gegenüberlxegenden Seiten der Ebene liegen, die durch die flanschähnliche Verlängerung gebildet wird, daß der Lagersitz (40a) einen Teil bildet, der in die Umgebung des Elektromotors führt, und daß ein ringförmiger Haum sich zwischen diesem Teil und dem Motorgehäuse befindet.
6. 6. Aufbau nach Anspruch 5j dadurch gekennzeichnet, daß der Motorrotor (H) Ventilationsöffnungen besitzt, die in den ringförmigen Haum hineingehen.

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7. 7. Aufbau nach -uispruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorwelle (22) durch die La3er (18,20) hindurch in die Dichtungskammer (42) gerichtet ist, daß der Pumpenrotor eine Verlängerungswelle (56) beisitzt,die in rotierendem Eingriff mit der verlängerten Lotorwel-Ie in die Dichtungskammer geführt ist, und daß die Verlängerungswelle ein ringförmiges Teil (56b) der Dichtungseinrichtung besitzt, die dichtend befestigt ist.
8. 8. Aufbau nach ^nSpruch 5> dadurch gekennzeichnet, daß die I-umpenkammereinlaß- und ^uslaßdurchgangsöffnungen (44) an die lumpenkamiüer angeformt sind, die einen Teil des rohrförmigen Teils bilden.

   8 Π B B ? ^r<