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DE29504640U1 - Rotor for a canned motor - Google Patents

Rotor for a canned motor

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DE29504640U1
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Description

Patentanwälte .:♦:;. -V ::ffiV^Patent attorneys .:♦:;. -V ::ffiV^

European Patent Attorneys 1 I : * &idigr; &Igr;. &iacgr;* *" DjpL-lllg. H.HI1KEuropean Patent Attorneys 1 I : * &idigr;&Igr;.&iacgr;* *" DjpL-lllg. H.HI1K

··· * *· 'Dr.-Iiig.M.Held··· * *· 'Dr.-Iiig.M.Held

DipL-Ing. M.BartelsDipL-Ing. M.Bartels

Zugelassene Vertreter Patentanwälte ■ Lange Straße 51 · D-70174 Stuttgart beim Europäischen PatentamtAuthorized representatives Patent attorneys ■ Lange Straße 51 · D-70174 Stuttgart at the European Patent Office

Reg.-Nr. 227 947 . 7. März 1995/3338Reg. No. 227 947 . 7 March 1995/3338

Richard Halm, 73666 Baltmannsweiler Rotor für einen SpaltrohrmotorRichard Halm, 73666 Baltmannsweiler Rotor for a canned engine

Die Erfindung betrifft einen Rotor für einen Spaltrohrmotor, insbesondere zum Antrieb einer Heizungsumwälzpumpe, mit einer Stabwicklung, deren Stäbe an beiden Enden yber je einen Kurzschlußring miteinander elektrisch leitend verbunden sind.The invention relates to a rotor for a canned motor, in particular for driving a heating circulation pump, with a bar winding, the bars of which are electrically connected to one another at both ends via a short-circuit ring.

Bei den bekannten Spaltrohrmotoren, die zum Antrieb trieb von Heizungsumwälzpumpen dienen, läuft der Rotor in dem vom Heizkessel kommenden, heißen Wasser. Um die notwendige Korrosionsfreiheit zu erreichen, besteht die Rotorwicklung aus Kupfer, obwohl eine Kupferwicklung die Herstellungskosten des Rotors erheblich vergrößert.In the well-known canned motors used to drive heating circulation pumps, the rotor runs in the hot water coming from the boiler. In order to achieve the necessary freedom from corrosion, the rotor winding is made of copper, although a copper winding significantly increases the manufacturing costs of the rotor.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen kostengünstigeren Rotor der eingangs genannten Art zu schaffen, der dennoch korrosionsfrei ist. Diese Aufgabe löst ein Rotor mit den Merkmalen des Anspruches 1.The invention is based on the object of creating a more cost-effective rotor of the type mentioned above, which is nevertheless corrosion-free. This object is achieved by a rotor with the features of claim 1.

Da die Rotorwicklung vollständig und dauerhaft gegen einen Zutritt des Wassers, in dem der Rotor läuft, geschützt ist, kann ohne Risiko die Rotorwicklung aus Aluminium bestehen, wodurch eine so große Kosteneinsparung erreicht wird, daß trotz des zusätzlichen Aufwandes für das Schutzrohr, die Schutzscheiben und die Ringdichtungen die Herstellungskosten des erfindungsgemäßen Rotors noch erheblich unter denjenigen der bekannten Rotoren liegen. Außerdem ermöglicht die Aluminiumwicklung, weiche in bekannter WeiseSince the rotor winding is completely and permanently protected against the ingress of the water in which the rotor runs, the rotor winding can be made of aluminum without any risk, which results in such great cost savings that, despite the additional expenditure for the protective tube, the protective disks and the ring seals, the manufacturing costs of the rotor according to the invention are still considerably lower than those of the known rotors. In addition, the aluminum winding, which can be produced in a known manner,

Telefon (0711) 221091 Postgiro. Stuttgart·^ 6001.00 7Oj 721.1-?00 ; · · VAT. Reg; No. DE 147502520Telephone (0711) 221091 Postgiro. Stuttgart·^ 6001.00 7Oj 721.1-?00 ; · · VAT. Reg; No. DE 147502520

Telex 7 22 312 (patwo d) Deutsche Bank Stuttgart (öYz 600 700 70) 1428 630 . Telefonische Auskünfte und Auftrage sindTelex 7 22 312 (patwo d) Deutsche Bank Stuttgart (öYz 600 700 70) 1428 630 . Telephone information and orders are

Telefax (0711) 2268780 Stuttgarter Bank (BLZ 60090100) 1597436 nur nach schriftlicher Bestätigung verbindlich.Fax (0711) 2268780 Stuttgarter Bank (bank code 60090100) 1597436 only binding after written confirmation.

-&Igr;&khgr;&ngr;&eegr; Spritzverfahren hergestellt werden kann, die Verwendung von offenen Rotornuten, was zu günstigeren magnetischen Verhältnissen führt im Vergleich zu den bei Kupferwicklungen üblichen geschlossenen Nuten. -&Igr;&khgr;&ngr;&eegr; spraying process, the use of open rotor slots, which leads to more favorable magnetic conditions compared to the closed slots usual in copper windings.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind alle Ringdichtungen durch O-Ringe gebildet, weil letztere kostengünstig und einfach zu montieren sind sowie eine hohe Lebensdauer haben.In a preferred embodiment, all ring seals are formed by O-rings because the latter are inexpensive and easy to install and have a long service life.

Das Schutzrohr besteht vorzugsweise aus Edelstahlblech, da dieses korrosionsfrei ist. Außerdem hat Edelstahlblech den Vorteil, daß es die magnetischen Verhältnisse in>Bereich der Zahnköpfe des Rotorblechpaketes nicht beeinflußt. Ferner kann ein solches Schutzrohr eine sehr geringe Wandstärke haben, so daß keine Vergrößerung des Luftspaltes zwischen dem Stator und dem Rotor notwendig ist.The protective tube is preferably made of stainless steel sheet, as this is corrosion-free. Stainless steel sheet also has the advantage that it does not affect the magnetic conditions in the area of the tooth tips of the rotor core. In addition, such a protective tube can have a very thin wall, so that it is not necessary to increase the air gap between the stator and the rotor.

Besonders vorteilhaft ist auch eine auf der Motorwelle angeordnete Axiallagerscheibe, die sich radial nach außen bis zum Schutzrohr erstreckt und dadurch die eine Schutzscheibe bilden kann. Zweckmäßigerweise besteht diese Axial lagerscheibe ebenso wie die Motorwelle aus einem keramischen Material. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Axial lagerscheibe planparallel ausgebildet und an die nach einer Bearbeitung in einer Radialebene liegende, vom Rotorblechpaket wegweisende Stirnfläche des einen Kurzschlußringes angelegt. Hierdurch läßt sich ohne eine Nachbearbeitung erreichen, daß die als Lagerfläche dienende Stirnfläche der Lagerscheibe die sehr geringe Toleranz für den zulässigen Schlag, also die zulässige Abweichung von der Lage in einer Radialebene, einhält.A particularly advantageous feature is an axial bearing disk arranged on the motor shaft, which extends radially outwards to the protective tube and can thus form a protective disk. This axial bearing disk is expediently made of a ceramic material, just like the motor shaft. In a preferred embodiment, the axial bearing disk is designed to be plane-parallel and is placed on the end face of one of the short-circuit rings, which lies in a radial plane after machining and faces away from the rotor core. This means that the end face of the bearing disk serving as the bearing surface can be achieved without any further machining to ensure that the end face of the bearing disk, which serves as the bearing surface, complies with the very low tolerance for the permissible runout, i.e. the permissible deviation from the position in a radial plane.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Lösung sind Gegenstand der Ansprüche 7 bis 11.Further advantageous embodiments of the solution according to the invention are the subject of claims 7 to 11.

Im folgenden ist die Erfindung an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im einzelnen erläuter. Die einzige Figur zeigt einen vergrößert dargestellten Längsschnitt des Ausführungsbeispiels.The invention is explained in detail below using an embodiment shown in the drawing. The only figure shows an enlarged longitudinal section of the embodiment.

Ein Rotor eines sogenannten Spaltrohrmotors, mittels dessen das Pumpenrad einer Heizungsumwälzpumpe angetrieben wird, ist fest auf einer Motorwelle angeordnet, die aus einem Keramikmaterial besteht und mit einem zentralen Durchgangskanal 2 versehen ist. An demjenigen Ende der Motorwelle 1, das zur Aufnahme des Pumpenrades bestimmt ist, ist in den zentralen Durchgangskanal 2 ein Rückschlagventil eingesetzt.A rotor of a so-called canned motor, by means of which the pump wheel of a heating circulation pump is driven, is fixedly arranged on a motor shaft which consists of a ceramic material and is provided with a central through-channel 2. At the end of the motor shaft 1 which is intended to accommodate the pump wheel, a check valve is inserted into the central through-channel 2.

Der Rotor weist ein Blechpaket 3 auf, das mit geschränkten, zur Mantelfläche hin offenen Nuten versehen ist. Die Nuten enthalten keine Isolationseinlage und sind vollständig von je einem Stab 4 ausgefüllt. Die Stäbe 4 bestehen aus Aluminium und sind einstückig mit zwei Kurzschlußringen 5 ausgebildet, die an der einen bzw. anderen Stirnseite des Blechpaketes 3 anliegen und die Stabenden miteinander elektrisch verbinden.The rotor has a laminated core 3, which is provided with offset slots that are open towards the outer surface. The slots do not contain any insulation inserts and are each completely filled by a rod 4. The rods 4 are made of aluminum and are formed in one piece with two short-circuit rings 5, which rest on one or the other end of the laminated core 3 and electrically connect the rod ends to one another.

Das Blechpaket 3 und die Kurzschlußringe 5 liegen in einem an ihnen anliegenden Schutzrohr 6 aus einem Edelstahlblech, das etwa die gleiche Wandstärke hat wie die bei Spaltrohrmotoren verwendeten Spaltrohre. Ehe das Schutzrohr 6 auf den Rotor aufgeschoben wird, wird die vom Blechpaket wegweisende Stirnseite des einen Kurzschlußringes 5 plangedreht. Im Ausführungsbeispiel ist es der auf der Pumpenseite, also der sogenannten A-Seite, liegende Kurzschlußring. An dieser plangedrehten Stirnfläche liegt eine planparalleie Axiallagerscheibe 7 an, die sich von der Motorwelle 1 bis zu dem Schutzrohr 6 erstreckt und wie die Motorwelle 1 aus einem keramischen Material besteht. Infolge ihrer Planparallelität und der Anlage an der in einer Radialebene liegenden Stirnseite des Kurzschlußringes 5 liegt auch die vomThe laminated core 3 and the short-circuit rings 5 are located in a protective tube 6 made of stainless steel sheet that is attached to them and has approximately the same wall thickness as the cans used in canned motors. Before the protective tube 6 is pushed onto the rotor, the face of one of the short-circuit rings 5 that faces away from the laminated core is turned flat. In the example, it is the short-circuit ring on the pump side, i.e. the so-called A-side. A plane-parallel axial bearing disk 7 is located on this plane-turned face, which extends from the motor shaft 1 to the protective tube 6 and, like the motor shaft 1, is made of a ceramic material. As a result of its plane-parallel nature and its contact with the face of the short-circuit ring 5 that is located in a radial plane, the

-A-Blechpaket 3 wegweisende Lagerfläche T der Axiallagerscheibe 7 in einer Radialebene. -A- Laminated core 3 facing bearing surface T of the axial bearing disk 7 in a radial plane.

Das Schutzrohr 6 übergreift auch die Axiallagerscheibe 7 und ist dann zur Motorwelle 1 hin umgebördelt. Diese umgebördelte Endzone 6' drückt einen O-Ring 8 in die vom Schutzrohr 6 und der Axiallagerscheibe 7 gebildete Kehle, wodurch die Axial !agerscheibe 7 wasserdicht mit dem Schutzrohr 6 verbunden ist. Ein zweiter O-Ring 9 liegt mit radialer Vorspannung an der Motorwelle 1 und mit axialer Vorspannung an der Innenseite der Axiallagerscheibe 7 und an der dieser zugewandten Stirnfläche des Blechpaketes 3 an, wodurch das Wasser auch nicht längs der Motorwelle 1 zum Blechpaket 3 und der aus den Stäben und den Kurzschlußringen 5 bestehenden, im Spritzgußverfahren hergestellten Rotorwicklung gelangen kann.The protective tube 6 also overlaps the axial bearing disk 7 and is then flanged towards the motor shaft 1. This flanged end zone 6' presses an O-ring 8 into the groove formed by the protective tube 6 and the axial bearing disk 7, whereby the axial bearing disk 7 is connected to the protective tube 6 in a watertight manner. A second O-ring 9 rests with radial preload on the motor shaft 1 and with axial preload on the inside of the axial bearing disk 7 and on the end face of the laminated core 3 facing it, whereby the water cannot reach the laminated core 3 and the rotor winding consisting of the rods and the short-circuit rings 5, which is manufactured using the injection molding process, along the motor shaft 1.

Auf der der Pumpe abgewandten Seite des Rotors, die auch als B-Seite bezeichnet wird, werden das Blechpaket 3 und der Kurzschlußring 5 durch eine aus Edelstahlblech bestehende Schutzscheibe 10 abgedeckt, die sich wie die Axiallagerscheibe 7 von der Motorwelle 1 bis zum Schutzrohr 6 erstreckt. Abweichend von der Axialiagerscheibe 7 liegt die Schutzscheibe 10 innerhalb des Kurzschlußringes 5 an der Stirnfläche des Biechpaketes 3 an. Ihre innere Randzone bildet zusammen mit dem Blechpaket 3 eine radial nach innen offene Nut, in welcher dritter O-Ring 11 liegt. Dieser O-Ring 11 liegt mit radialer Vorspannung an der Motorwelle 1 und mit axialer Vorspannung am Blechpaket 3 und der Schutzscheibe 10 an, so daß auch auf dieser Seite Wasser nicht entlang der Motorwelle 1 zum Blechpaket 3 und der Rotorwicklung gelangen kann.On the side of the rotor facing away from the pump, which is also referred to as the B-side, the laminated core 3 and the short-circuit ring 5 are covered by a protective disk 10 made of stainless steel sheet, which, like the axial bearing disk 7, extends from the motor shaft 1 to the protective tube 6. Unlike the axial bearing disk 7, the protective disk 10 rests on the front face of the laminated core 3 within the short-circuit ring 5. Its inner edge zone, together with the laminated core 3, forms a groove that is open radially inwards and in which the third O-ring 11 is located. This O-ring 11 rests with radial preload on the motor shaft 1 and with axial preload on the laminated core 3 and the protective disk 10, so that on this side too, water cannot get along the motor shaft 1 to the laminated core 3 and the rotor winding.

Auf der Seite der Schutzscheibe 10 ist der Kurzschlußring 5 mit einer radial nach außen und in axialer Richtung offenen Nut versehen, in welcher ein vierter O-Ring 12 liegt. Die äußere Randzone der Schutzscheibe 10 drückt diesen O-Ring 12 gegen die parallel zu ihr liegende Nutfläche. Außerdem liegtOn the side of the protective disk 10, the short-circuit ring 5 is provided with a groove that is open radially outwards and in the axial direction, in which a fourth O-ring 12 is located. The outer edge zone of the protective disk 10 presses this O-ring 12 against the groove surface that is parallel to it. In addition,

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der O-Ring 12 mit Vorspannung an der innenfläche des Schutzrohres 6 sowie der zu ihr konzentrisch liegenden Begrenzungsfläche der Nut des Kurzschlußringes 5 an. Die auf dieser Rotorseite liegende Endzone 6" ist radial nach innen abgebogen und spannt die von ihr hintergriffene äußere Randzone des Schutzringes 10 gegen den O-Ring 12. Dadurch ist auch die Schutzscheibe 10 längs ihrer äußeren Randzone wasserdicht mit dem Schutzrohr 6 verbunden. Eine
Korrosions der Rotorwicklung ist deshalb ausgeschlossen.the O-ring 12 is pre-stressed against the inner surface of the protective tube 6 and the concentric boundary surface of the groove of the short-circuit ring 5. The end zone 6" on this rotor side is bent radially inwards and clamps the outer edge zone of the protective ring 10, which it engages behind, against the O-ring 12. As a result, the protective disk 10 is also connected to the protective tube 6 in a watertight manner along its outer edge zone. A
Corrosion of the rotor winding is therefore excluded.

Claims (11)

-01 Ansprüche-01 Claims 1) Rotor für einen Spaltrohrmotor, insbesondere zum Antrieb einer Heizungsumwälzpumpe, mit einer Stabwicklung, deren Stäbe an beiden Enden über je einen Kurzschlußring miteinander elektrisch leitend verbunden sind,
dadurch gekennzeichnet, daß1) Rotor for a canned motor, in particular for driving a heating circulation pump, with a bar winding, the bars of which are electrically connected to one another at both ends via a short-circuit ring,
characterized in that a) die Stabwicklung einstückig ausgebildet ist und als Aluminium besteht,a) the rod winding is made of one piece and is made of aluminium, b) das Rotorblechpaket (3) und die an seinen beiden Stirnseiten anliegenden Kurzschlußringe (5) in einem Schutzrohr (6) aus einem unmagnetischen Material liegen, undb) the rotor core (3) and the short-circuit rings (5) located on both of its front sides are located in a protective tube (6) made of a non-magnetic material, and c) beide Rotorstirnseiten von je einer Schutzscheibe (7, 10) vollständig abgedeckt sind, die unter Zwischenlage je einer Ringdichtung (8, 9, 11, 12) sowohl längs ihres äußeren Randes mit dem Schutzrohr (6) flüssigkeitsdicht verbunden als auch längs ihres inneren Randes gegenüber dem Rotorblechpaket (3) flüssigkeitsundurchlässig abgedichtet sind.c) both rotor faces are completely covered by a protective disk (7, 10) each, which, with an interposition of an annular seal (8, 9, 11, 12), is connected to the protective tube (6) in a liquid-tight manner along its outer edge and is also sealed against the rotor laminated core (3) in a liquid-tight manner along its inner edge. 2) Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aller Ringdichtungen durch O-Ringe (8, 9, 11, 12) gebildet sind.2) Rotor according to claim 1, characterized in that all ring seals are formed by O-rings (8, 9, 11, 12). 3) Rotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzrohr (6) aus Edelstahlblech besteht.3) Rotor according to claim 1 or 2, characterized in that the protective tube (6) consists of stainless steel sheet. 4) Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine auf der Motorwelle (1) angeordnete Axiallagerscheibe (8) sich radial nach außen bis zum Schutzrohr (6) erstreckt und die eine Schutzscheibe bildet.4) Rotor according to one of claims 1 to 3, characterized in that an axial bearing disk (8) arranged on the motor shaft (1) extends radially outwards to the protective tube (6) and forms a protective disk. -02--02- 5) Rotor nach Anspruch A1 dadurch gekennzeichnet, daß die Axiallagerscheibe (7) ebenso wie die Motorweile (1) aus einem Keramikmaterial besteht.5) Rotor according to claim A 1 , characterized in that the axial bearing disk (7) as well as the motor shaft (1) consists of a ceramic material. 6) Rotor nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Axiallagerscheibe (7) planparallel ausgebildet ist und an der in einer Radialebene liegenden, vom Rotorblechpaket (3) wegweisenden Stirnfläche des einen Kurzschlußringes (5) anliegt.6) Rotor according to claim 4 or 5, characterized in that the axial bearing disk (7) is designed to be plane-parallel and rests against the end face of the one short-circuit ring (5) lying in a radial plane and pointing away from the rotor laminated core (3). 7) Rotor nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen der Axiallagerscheibe (7) und dem Schutzrohr (1) liegende Ringdichtung (8) an der vom Rotorblechpaket (3) wegweisenden Stirnfläche der Axiallagerscheibe (7) anliegt und von einer zur Motorwelle (1) hin gebogenen Endzone (6') des Schutzrohres (6) gegen die Axial lagerscheibe (7) gedruckt wird.7) Rotor according to one of claims 4 to 6, characterized in that the ring seal (8) located between the axial bearing disk (7) and the protective tube (1) rests against the end face of the axial bearing disk (7) facing away from the rotor laminated core (3) and is pressed against the axial bearing disk (7) by an end zone (6') of the protective tube (6) bent towards the motor shaft (1). 8) Rotor nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Motorwelle (1) mit Vorspannung ein O-Ring (9) angeordnet ist, der mit Druck sowohl an der Axial lagerscheibe (7) als auch der ihr zugekehrten Stirnfläche des RotorbIechpaketes (3) anliegt.8) Rotor according to one of claims 4 to 7, characterized in that an O-ring (9) is arranged on the motor shaft (1) with pre-tension, which rests with pressure both on the axial bearing disk (7) and on the end face of the rotor lamination stack (3) facing it. 9) Rotor nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß diejenige Schutzscheibe (10), die auf der der Axiallagerscheibe (7) abgekehrten Stirnseite des RotorbIechpaketes (3) angeordnet ist, längs ihres äußeren Randes von der sie übergreifenden und nach innen hin abgebogenen Endzone (6") des Schutzrohres (6) gegen einen der O-Ringe (12) gedrückt wird, der mit Druck an den Flanken einer zur Schutzscheibe (10) und zum Schutzrohr (6) hin offenen Ringnut des Kurzschlußringes (5) liegt.9) Rotor according to one of claims 4 to 8, characterized in that the protective disk (10) which is arranged on the face of the rotor lamination stack (3) facing away from the axial bearing disk (7) is pressed along its outer edge by the end zone (6") of the protective tube (6) which overlaps it and is bent inwards against one of the O-rings (12) which lies with pressure on the flanks of an annular groove of the short-circuit ring (5) which is open towards the protective disk (10) and the protective tube (6). - 03 -- 03 - 10) Rotor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzscheibe (10) aus Edelstahlblech besteht.10) Rotor according to claim 9, characterized in that the protective disk (10) consists of stainless steel sheet. 11) Rotor nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzscheibe (10) radial innerhalb des Kurschlußringes (5) an der Stirnfläche des Rotorblechpaketes (3) anliegt und ihre innere Randzone eine zur Motorwelle (1) und dem Rotorblechpaket (3) hin offene Ringnut bildet, an deren Begrenzungsflächen und der Stirnfläche des Rotorblechpaketes (3) unter Druck ein mit Vorspannung auf der Motorwelle (1) angeordneter O-Ring (11) anliegt.11) Rotor according to claim 9 or 10, characterized in that the protective disk (10) rests radially inside the short-circuit ring (5) on the end face of the rotor laminated core (3) and its inner edge zone forms an annular groove open towards the motor shaft (1) and the rotor laminated core (3), against the boundary surfaces of which and the end face of the rotor laminated core (3) an O-ring (11) arranged with prestress on the motor shaft (1) rests under pressure.
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