DE1579959C

DE1579959C - Device for hot water heating systems with a centrifugal pump attached to an electric motor, which is structurally combined with a mixing valve

Info

Publication number: DE1579959C
Authority: DE
Inventors: 633 1 Katzenfurt; Witz I/Ucien. 6349 Edingen Lo"i Hansjurgen
Original assignee: A· Loll KG, Elektrotechnik Maschi nenbaif- 633 1 Katzenfurt:
Publication date: 1971-07-29

Description

Die Erfindung betrifft ein Gerät für Warmwasserheizungsanlagen mit einer von einem Elektromotor angetriebenen Kreiselpumpe, die mit einem Mischventil baulich vereinigt ist.The invention relates to a device for hot water heating systems with one of an electric motor driven centrifugal pump, which is structurally combined with a mixing valve.

Bei diesen bekannten Geräten kann das Mischventil nur von Hand eingestellt werden und wenn das Stellglied selbsttätig verstellbar sein soll, ist ein weiterer Motor notwendig. Ferner fehlt eine Möglichkeit zur Verzögerung der Stellgliedverstellung.In these known devices, the mixing valve can only be adjusted by hand and if that If the actuator is to be automatically adjustable, an additional motor is necessary. There is also no possibility to delay the actuator adjustment.

Außerdem ist noch ein Untersetzungsgetriebe für besonders hohe Untersetzungen bekannt, bei dem die Teilkreisdurchmesser der gleichachsig zueinander angeordneten Räder nahezu gleich gewählt sind und die miteinander kämmenden Räderpaare mit verschiedenem Modul ausgeführt sind.In addition, a reduction gear for particularly high reductions is known in which the Pitch diameter of the coaxially arranged wheels are chosen to be almost the same and the meshing pairs of wheels are designed with different modules.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gerät der eingangs genannten Gattung ^u schaffen, bei dem das Stellglied ohne einen besonderen Motor in einfacher Weise, gegebenenfalls mit Verzögerung, selbsttätig verstellt werden kann.The invention is based on the object of creating a device of the type mentioned at the beginning, in which the actuator without a special motor in a simple manner, possibly with a delay, can be adjusted automatically.

Diese Aufgabe soll dadurch gelöst werden, daß zum Antrieb eines Stellgliedes für das Mischventil mindestens ein Getriebe vorgesehen ist, dessen Antriebsseite mit dem Pumpenmotor und dessen Abtriebsseite mit dem Stellglied verbunden ist, und daß zum Ein- und Ausschalten des Antriebes des Stellgliedes, mit dem oder einem Getriebe zusammenwirkende Betätigungsvorrichtungen dienen.This object is to be achieved in that to drive an actuator for the mixing valve at least one gear is provided, the drive side of which with the pump motor and the output side of which is connected to the actuator, and that for switching on and off the drive of the actuator, with the or a transmission cooperating actuating devices are used.

Bei dem Gerät nach der Erfindung ist also nur ein einziger Motor erforderlich.In the device according to the invention, only a single motor is therefore required.

Die Unteransprüche 2 bis 5 betreffen weitere Ausgestaltungen des Gegenstandes des Anspruches 1, die nur in Kombination mit diesem von Bedeutung sind.The subclaims 2 to 5 relate to further developments of the subject matter of claim 1, the are only of importance in combination with this.

Durch die Hintereinanderschaltung von zwei Planetengetrieben ergibt sich ohne Schwierigkeiten eine Übersetzung von etwa 1:50 000.The series connection of two planetary gears results in one without any difficulties Gear ratio of about 1:50 000.

Die Zahnräder und die Zahnkränze der Planetengetriebe werden mit gleichem Teilkreisdurchmesser hergestellt. Die Ritzel sind mindestens hinsichtlich ihrer Verzahnung und ihres Durchmesser gleich ausgebildet. Praktische Versuche haben gezeigt, daß trotz der geringfügigen Verschiebung gegenüber der theoretisch richtigen Verzahnung noch ein solcher Zahneingrill erzielt wird, der bei den auftretenden kleinen Drehmomenten genügt. Da in der Regel eine möglichst große Übersetzung angestrebt wird, wird man die Zähnezahlen der beiden Zahnräder nur um einen einzigen Zahn verschieden machen, so daß beispielsweise eines der Zahnräder 100 und das andere 99 Zähne aufweist.The gears and the ring gears of the planetary gears have the same pitch circle diameter manufactured. The pinions are designed to be the same, at least in terms of their teeth and their diameter. Practical tests have shown that despite the slight shift compared to the theoretically correct toothing still such a tooth grilling is achieved, which in the occurring small torques is sufficient. As the largest possible translation is usually sought, is you can make the number of teeth of the two gears only a single tooth different, so that for example, one of the gears 100 and the other 99 teeth.

Durch das nachgeschaltete mehrstufige Stirnradgetriebe mit einer stufenlos regelbaren Getriebestufe, kann die Stellgeschwindigkeit des Stellgliedes in weiten Grenzen verstellt werden. Mit Hilfe der elektromagnetisch betätigten Kupplungen kann das Stellglied angehalten oder in Gang gesetzt werden.Through the downstream multi-stage spur gear with a continuously variable gear stage, the actuating speed of the actuator can be adjusted within wide limits. With the help of the electromagnetically actuated clutches, the actuator can be stopped or started.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt und nachstehend beschrieben. Es zeigtIn the drawing is an embodiment of the Invention illustrated and described below. It shows

I¹'ig. I einen senkrechten Längsniittelschnitt durch ein Gerät nach der Erfindung,I ¹ 'ig. I a vertical longitudinal center section through a device according to the invention,

F i g. 1 einen Schnitt nach Linie H-II in Fig. 1,F i g. 1 shows a section along line H-II in FIG. 1,

F if;. "S eine Ansicht auf das Mischventil bei abgenommenem Pumpenteil in Richtung der Pfeile ΙΙΙ-ΠΙ in Ι·' i g. 1,F if ;. "S a view of the mixing valve with the pump part removed in the direction of the arrows ΙΙΙ-ΠΙ in Ι · 'i g. 1,

I·' i g. 4 eine Abwicklung des Λ\ιχ\ Planetengetriebe!! nad)!',es<:h;illetui Stirnradgetriebes.I · 'i g. 4 a development of the Λ \ ιχ \ planetary gear !! nad)! ', es <: h; illetui spur gear.

l):is Clei ;il setzt ⁱ,ii:h aus dem insgesamt mit 1 bezeichneten Pumpenteil·und dem mit 2 bezeichneten Mischerteil zusammen. Beide Gruppen sind in lösbar miteinander verbundenen Gehäusen untergebracht, die bei 3 unter Zwischenlegen einer Dichtung miteinander verbunden sind.l): is Clei; il consists of ⁱ , ii: h from the pump part designated as a whole with 1 and the mixer part designated with 2. Both groups are housed in detachably connected housings which are connected to each other at 3 with the interposition of a seal.

Der Kreiselpumpenteil hat ein Gehäuse 4, an das der Motor 5 angesetzt ist. Der Motor 5 seinerseits hat ein Gehäuse 6, in dem der Stator 7 untergebracht ist. Der Motor 5 ist ein sogenannter Scheibenankermotor,The centrifugal pump part has a housing 4 to which the motor 5 is attached. The motor 5 in turn has a housing 6 in which the stator 7 is housed. The motor 5 is a so-called disc armature motor,

ίο d. h. der Motoranker 8 ist scheibenförmig ausgebildet und in axialer Richtung gesehen neben dem Stator 7 angeordnet, also nicht wie sonst üblich innerhalb des Stators 7. Der Stator 7 ist durch eine dünne Zwischenwand 9 vom Anker 8 getrennt, so daß der Raum, innerhalb dem der Stator 7 angeordnet ist, durch die Dichtung 10 flüssigkeitsdicht gegenüber dem Inneren des Gehäuses 4 abgedichtet ist. Auf der Rückseite des Motorgehäuses 5 befindet sich eine Kappe 11, unter der die elektrischen Anschlüsse (Klemmbrett) liegen.ίο d. H. the motor armature 8 is disc-shaped and arranged next to the stator 7 as seen in the axial direction, so not as usual within the Stator 7. The stator 7 is separated by a thin partition 9 from the armature 8, so that the Space within which the stator 7 is arranged, through the seal 10, in a liquid-tight manner the interior of the housing 4 is sealed. On the back of the motor housing 5 there is one Cap 11 under which the electrical connections (terminal board) are located.

Der Mischerteil 2 des Gerätes hat zwei Gehäuseteile 12 und 13. Mit, dem Gehäuseteil 12 ist ein Teil 14 fest verbunden. An diesem Teil befindet sich der Kanal 15 für das Heizwasser. Dieser Kanal erstreckt sich bis zum Zentrum des Gehäuseteiles 12. Dort ist der Wellenzapfen 16 für die Lagerung des insgesamt mit 17 bezeichneten Laufrades mittels eines Gewindezapfens 16' eingeschraubt. Zur Lagerung des Laufrades 17 dienen als Gleitlager ausgebildete Radiallager 18 und ein als Kugellager ausgebildetes Axiallager 19. Das Laufrad 17 besteht aus zwei Scheiben 20 und 21 und zwischen diesen angeordneten Schaufeln 22 (vgl. F i g. T). Die Scheibe 20 hat eine rohr fönnige Nabe 23, mittels der die Scheibe 20 auf den; Wellenzapfen 16 gelagert ist. Mit der Scheibe 20 ist der Anker 8 des Scheibenankermotors durch clic Schrauben 24 verbunden. Dieser Anker 8 wirkt mit dem Stator 7 durch die dünne Zwischenwand 9 hindurch zusammen.The mixer part 2 of the device has two housing parts 12 and 13. A part 14 is firmly connected to the housing part 12. The channel 15 for the heating water is located on this part. This channel extends as far as the center of the housing part 12. The shaft journal 16 is screwed in there by means of a threaded journal 16 'for the mounting of the impeller, denoted as a whole by 17. Radial bearings 18 designed as slide bearings and an axial bearing 19 designed as ball bearing serve to support the impeller 17. The impeller 17 consists of two disks 20 and 21 and blades 22 arranged between them (cf. FIG. T). The disc 20 has a tubular hub 23, by means of which the disc 20 on the; Shaft journal 16 is mounted. The armature 8 of the disk armature motor is connected to the disk 20 by clic screws 24. This armature 8 interacts with the stator 7 through the thin intermediate wall 9.

Die Schrauben 24 dienen gleichzeitig zum Festhalten der Scheibe 21 des Laufrades 17 an der Scheibe 20. .The screws 24 also serve to hold the disc 21 of the impeller 17 on the Disk 20..

An einem halsförmigen Ansatz 25 im Gehäuseteil ■■. ist ein Zahnkranz 26 mit äußerer Verzahnung 26' zentriert und mittels Schrauben 27 festgehalten. It: der Nähe des Umfanges des Laufrades 17 sind kleinr Planetenräder 27 a und 27 b drehbar gelagert. Dit Planetenräder 27ii kämmen mit der Verzahnung 26 des Zahnrades 26, während die Planetenräder 27/; mit der Verzahnung 28' eines Zahnrades 28 kämmen Das Zahnrad 28 hat einen halsförmigen Ansatz 2!· mit verhältnismäßig großem Durchmesser, der die Nabe 23 der Scheibe 20 frei umgibt, so daß zwischen diesen Teilen ein Ringkanal frei bleibt. Der halsför mige Ansatz 29 ist in einer Lagerbüchse 30 drehbai gelagert.On a neck-shaped extension 25 in the housing part ■■. a ring gear 26 with external toothing 26 'is centered and held in place by means of screws 27. It: Near the circumference of the impeller 17, kleinr planet gears 27 a and 27 b are rotatably mounted. The planet gears 27ii mesh with the toothing 26 of the gear 26, while the planet gears 27 /; mesh with the toothing 28 'of a gearwheel 28. The gearwheel 28 has a neck-shaped extension 2! · with a relatively large diameter, which freely surrounds the hub 23 of the disk 20, so that an annular channel remains free between these parts. The neck 29 is rotatably mounted in a bearing bush 30.

Am Zahnrad 28 sind wiederum. Planetenrüder 3i gelagert, und zwar auf einem in das Zahnrad 28 ein gesetzten Bolzen. Die Planetenräder 31 kämmen ein mal mit einem Zahnkranz 33 und einem Zahnrad 34 Der Zahnkranz 33 ist mittels Schrauben 35 drehfes mit dem Gehäuse 12 verbunden, während das Zahn rad 34 drehfest mit der Lagerbüchse 30 verbiindei ist, die also, obwohl sie zugleich zur Lagerung de· Zahnrades 28 dient, ein drehbares Teil ist. Zur Lage rung der Hülse 3D client ein in das Gehäuse 12 /en Irisch eingesetztes Lagerteil 36.On gear 28 are in turn. Planetary gears 3i stored, on a set in the gear 28 bolt. The planet gears 31 mesh once with a ring gear 33 and a gear 34. The ring gear 33 is rotatably connected to the housing 12 by means of screws 35, while the gear 34 is non-rotatably connected to the bearing bush 30, which means that although it is also used for storage · Gear 28 is used, is a rotatable part. For storage of the 3D client sleeve, a bearing part 36 inserted into the housing 12 / en Irish.

Von der Hülse 30 aus wird das insgesamt mit .1From the sleeve 30 this is a total of .1

bezeichnete Stirnradgetriebe angetrieben. Dieses Stirnradgetriebe 37 ist in F i g. 4 im abgewickelten Zustand dargestellt. Eine Beschreibung dieses Getriebes im einzelnen ist nicht erforderlich. Es sei lediglich auf folgendes hingewiesen:designated spur gear driven. This spur gear 37 is shown in FIG. 4 in the settled State shown. A detailed description of this transmission is not required. Be it only pointed out the following:

Die Hülse 30, die ja zugleich Antriebszahnrad für das Getriebe 37 ist, ist in F i g. 4 ganz links außen dargestellt. Im Getriebe 37 befindet sich, noch eine stufenlos regulierbare Getriebestufe, die aus zwei kegelförmigen Teilen 38 und 39. besteht, zwischen denen ein runder Riemen (O-Ring) als Übertragungselement 40 verschiebbar ist. Es ist klar, daß durch Verschieben des Riemens 40 das Übersetzungsverhältnis zwischen den Kegeln 38 und 39 stufenlos geändert werden kann. Die tatsächliche Anordnung der Zahnräder ist zum Teil aus F i g. 3 ersichtlich. Zur Erläuterung der Fig. 3 sei bemerkt, daß dort der Kanal 15 in Ansicht zu sehen ist. 41, 42, 43 und 44 sind Relais, mittels denen das Zahnradgetriebe 37 geschaltet werden kann.The sleeve 30, which is at the same time the drive gear for the transmission 37, is shown in FIG. 4 shown on the far left. In the gear 37 there is another continuously adjustable gear stage, which consists of two conical parts 38 and 39 , between which a round belt (O-ring) as a transmission element 40 can be displaced. It is clear that by shifting the belt 40, the transmission ratio between the cones 38 and 39 can be changed continuously. The actual arrangement of the gears is shown in part from FIG. 3 can be seen. To explain FIG. 3, it should be noted that the channel 15 can be seen there in a view. 41, 42, 43 and 44 are relays by means of which the gear transmission 37 can be switched.

Im Gehäuseteil 13 ist der als Drehschieber 45 ausgebildete Stellteil gelagert. Dieser Stellteil wird vom Abtriebsrad des Getriebes 37 über ein fest mit ihm verbundenes Ritzel 46 angetrieben. Am Gehäuse 13 befindet sich ein Anschlußstutzen 47 für das Kesselrücklaufwasser und ein weiterer Stutzen 48 für den Kesselvorlauf. Weiter sind ein Stutzen 49 für den Heizungsvorlauf und ein Stutzen 50 für den Heizungsrücklauf vorgesehen. Die Stutzen 48 und 50 liegen nicht in der Zeichenebene..In the housing part 13, the control part, which is designed as a rotary slide valve 45, is mounted. This control part is driven by the output gear of the gear 37 via a pinion 46 fixedly connected to it. On the housing 13 there is a connection piece 47 for the boiler return water and another connection piece 48 for the boiler flow. A connection piece 49 for the heating flow and a connection piece 50 for the heating return are also provided. The nozzles 48 and 50 are not in the plane of the drawing.

Das beschriebene Gerät arbeitet wie folgt.The device described works as follows.

Das vom Stator 7 ties Scheibenankermotors 5 ausgehende Magnetfeld wirkt mit dem Anker 8 zusammen, so daß dieser in Drehung versetzt wird und das fest mit ihm verbundene Laufrad 17 mitnimmt. Dieses Laufrad saugt über den Kanal 15 im Mischer gemischtes Wasser an und drückt es in den Anschlußstutzen49, der mit der Vorlaufleitung der. Heizungsanlage verbunden ist.The disc armature motor 5 extending from the stator 7 ties Magnetic field interacts with the armature 8, so that it is set in rotation and that impeller 17 firmly connected to it. This impeller sucks through the channel 15 in the mixer mixed water and presses it into the connection piece49, the one with the flow line of the. Heating system is connected.

Bei der Drehung des Laufrades 17 werden die Planetenräder 27 a, 27 b mitgenommen. Die Planetcnräder27« rollen auf dem feststehenden Zahnkranz 26 ab. Die drehfest mit 27« verbundenen Räder 27 b walzen sich auf der Verzahnung 28' des Zahnrades 28 ab. Die Zähnezahlen der Räder 27 a und 27 b sind gleich, während die Zähnezahlen des Zahnkranzes 26 und des Zahnrades 28 geringfügig differieren, vorzugsweise um einen Zahn, so daß beispielsweise der Zahnkranz 26, 236 und das Zahnrad 28, 235 Zähne aufweist. Trotzdem können gleiche Wälzkreise gewählt werden. Der geringe Fehler beeinträchtigt den Eingriff der Zahnräder in vernachlässigbarem Maß, so daß eine einwandfreie Funktion gewährleistet ist. Somit steht die Drehzahl des Laufrades 17 zur Drehzahl des Zahnrades 28 im Verhältnis 236: 1. In gleicher Weise funktioniert das nachgeschaltete, aus den Planetenrädern 31," dem Zahnkranz 33 und dem Zahnrad 34 bestehende Planetengetriebe. Hier können die Zähnezahlen des Zahnkranzes z. B. 194 und des Zahnrades 193 sein, so daß sich ein Übersetzungsverhältnis von 1:194 ergibt. Die Gesaintübersetzung der beiden Planetengetriebe ist im geschilderten Falle 1 : 45 784. Mit zwei solchen Planetengetrieben kann in an sich bekannter Weise eine sehr hohe Übersetzung erreicht werden. Bei einer Drehzahl des Scheibenankermotors von z. B. 1200 Umdrehungen vergeht über eine halbe Stunde, ehe das Zahnrad 34 und damit die Hülse 30 ein einziges Mal gedreht sind. Über das nachgeschaltete Zahnradgetriebe 37 kann eine weitere Herabsetzung erzielt werden. Außerdem ist eine stufenlose Regelung mittels der Getriebestufe aus den Kegeln 38 und 39 möglich.When the impeller 17 rotates, the planet gears 27 a, 27 b are carried along. The planetary gears 27 roll on the stationary ring gear 26. The non-rotatably connected with 27 "b wheels 27 roll on the toothing 28 'of the gear 28 from. The number of teeth of the wheels 27 a and 27 b are the same, while the number of teeth of the ring gear 26 and the gear 28 differ slightly, preferably by one tooth, so that, for example, the ring gear 26, 236 and the gear 28, 235 teeth. Nevertheless, the same pitch circles can be selected. The small error affects the engagement of the gears to a negligible extent, so that proper function is guaranteed. Thus is the rotational speed of the impeller 17 to the rotational speed of the gear 28 in the ratio 236: 1. In the same way, does the downstream, from the planet wheels 31, "the ring gear 33 and the gear 34 existing planetary gear Here, the numbers of teeth of the ring gear can, B.. 194 and gear 193, resulting in a gear ratio of 1: 194. The total gear ratio of the two planetary gears is 1:45 784 in the case described. At a speed of the disc armature motor of 1200 revolutions, for example, it takes more than half an hour before the gear 34 and thus the sleeve 30 are rotated a single time possible by means of the gear stage from the cones 38 and 39 .

Die Planetengetriebe laufen dauernd mit, da ja auch die Umwälzpumpe dauernd in Funktion ist. Trotzdem kann der Drehschieber 45 in Ruhe bleiben,The planetary gears run continuously, since the circulation pump is also continuously in operation. Nevertheless, the rotary valve 45 can remain at rest,

ίο da mittels der Relais 41 bis 44 das Ein- und Ausschalten durch Eingriff in das Getriebe 37 möglich ist. Mit den verschiedenen Relais können auch verschiedene Drehgeschwindigkeiten des Drehschiebers erzielt werden. Je nach der Stellung des Drehschiebers 45 kann in bekannter Weise über den Stutzen 48 mehr oder weniger heißes Kesselwasser mit dem in den Heizkörpern abgekühlten Wasser gemischt werden. ίο because by means of the relays 41 to 44 switching on and off by engaging in the gear 37 is possible. With the different relays, different rotational speeds of the rotary valve can be achieved. Depending on the position of the rotary valve 45, more or less hot boiler water can be mixed in a known manner via the connection 48 with the water cooled in the radiators.

Claims

Claims: 20

1. Device for hot water heating systems with a centrifugal pump driven by an electric motor, which is structurally combined with a mixing valve, characterized in that at least one gear is provided to drive an actuator (45) for the mixing valve (2), the drive side of which is connected to the pump motor (5) and whose output side is connected to the actuator (45), and that actuating devices (41, 42, 43, 44) which interact with the or a gear (37) are used to switch the drive of the actuator (45) on and off.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that on one side of the impeller (17) driven directly by the motor (5) a ring gear (26) which is concentric to the impeller (17) is non-rotatably arranged, with the rotatably mounted in the impeller (17) , non-rotatably interconnected planet gears (27 a, 27 b) mesh, while on the other side of the impeller (17) a rotatable gear (28) with the same diameter of the ring gear (26) is mounted,. wherein the gear (28) meshing with the planetary gears (27 b) has a slightly smaller number of teeth than the ring gear (26).

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the gear (28) has a Has the hub (29) forming the intake port of the impeller (17).

4. Apparatus according to one of claims I to 3, characterized in that the first planetary gear (26, 27, 28) is followed by a further planetary gear (31, 33, 34) whose planet gears (31) on the rotating gear (28) of the first planetary gear are mounted, the fixed ring gear (H) and the rotating gear (34) of the second planetary gear being close together and the planet gears (31) being overhung on the gear (28) of the first planetary gear.

5. Apparatus according to one of claims 1 to 4, characterized in that the planetary gear (26, 27, 28) or the planetary gears (26, 27, 28, 31, 33, 34) is followed by a further reduction gear (37), in that a continuously variable gear stage (38,39,40) and clutches are built in.

For this purpose 2 sheets of drawings