DE3442907A1

DE3442907A1 - Pump unit having an electric drive motor operable in either direction of rotation and designed as a synchronous motor

Info

Publication number: DE3442907A1
Application number: DE19843442907
Authority: DE
Inventors: Joachim 7580 Bühl Rühlemann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1984-11-24
Filing date: 1984-11-24
Publication date: 1986-06-05

Abstract

A unit is proposed which serves to pump a liquid. The pump unit comprises an electric drive motor operable in either direction of rotation and designed as a synchronous motor and a delivery pump in effective connection thereto. The delivery pump has a pumping chamber and a rotor revolving therein. It has an inflow port for the liquid to be pumped and an outflow port disposed in a chamber wall surrounding the rotor. In order to minimise the flow losses in the region of the outlet port, the outflow port has an axis which is directed, at least essentially, towards the rotational axis of the rotor, and in the region of the outflow port there is disposed a guide element which can be moved between two operational positions as a function of the direction of rotation of the pump rotor and has a guide surface for the liquid. <IMAGE>

Description

η. 19737η. 19737

6.11.1984 Sa/Kc11/6/1984 Sa / Kc

ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO Stuttgart -1ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO Stuttgart -1

Förderaggregat mit einem in beiden Drehrichtungen betreibbaren, als Synchronmotor ausgebildeten elek— trischen Antriebsmotor ^ Conveying unit with an electrical drive motor designed as a synchronous motor, which can be operated in both directions of rotation

Stand der TechnikState of the art

Da der besonders preisgünstige Synchronmotor in seiner Drehrichtung unbestimmt ist, Mittel zum Festlegen der Drehrichtung aber aus Kostengründen nicht angeordnet werden sollen, gilt es die Förderpumpe so auszulegen, daß diese in beiden Drehrichtungen in der gewünschten Richtung fördert. Dabei ist noch zu berücksichtigen, daß Synchronmotoren ein sehr niedriges Anlaufmoment haben und nicht gegen Last anlaufen.Since the particularly inexpensive synchronous motor is indefinite in its direction of rotation, means for setting the However, the direction of rotation should not be arranged for cost reasons, the feed pump must be designed in such a way that it promotes in both directions of rotation in the desired direction. It should also be taken into account that synchronous motors have a very low starting torque and do not start against a load.

Die Erfindung geht aus von einem Förderaggregat nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon ein solches Förderaggregat bekannt, bei dem in der Kammerwand zwei zueinander achsparallele Abströmöffnungen angeordnet sind, die in eine gemeinsame Druckleitung münden. Für jede Drehrichtung ist also eine Auslaßöffnung vorhanden. Damit die Pumpe über diese Druckleitung nicht kurzgeschlossen wird, muß die jeweils nicht benutzte Ausströmöffnung durch ein Rückschlagventil geschlossen sein. Dadurch ist eineThe invention is based on a delivery unit according to the Genre of the main claim. It is such a delivery unit known, in which two axially parallel outflow openings are arranged in the chamber wall, which open into a common pressure line. For every There is therefore an outlet opening in the direction of rotation. So that the pump is not short-circuited via this pressure line the discharge opening that is not used must pass through a check valve must be closed. This is a

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unerwünschte starke Umlenkung der Flüssigkeit erforderlich, was die Strömungsverluste erhöht und damit den Anlauf des Motors erschwert oder gar verhindert.unwanted strong deflection of the liquid required, which increases the flow losses and thus makes starting the motor difficult or even prevents it.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Das erfindungsgemäße Förderaggregat mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die einzige Abströmöffnung mit Hilfe des Leitelements für beide Drehrichtungen des Pumpenrotors so optimiert werden kann, daß die Strömungsverluste den Anlauf des Motors nicht beeinträchtigen.The delivery unit according to the invention with the characteristic Features of the main claim has the advantage that the only outflow opening with the help of the guide element can be optimized for both directions of rotation of the pump rotor so that the flow losses prevent start-up of the motor.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Förderaggregat möglich.The measures listed in the subclaims are advantageous developments and improvements of the Possible delivery unit specified in the main claim.

Zeichnungdrawing

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 einen Schnitt durch eine im Betrieb befindliche Strömungspumpe, die zu einem Aggregat zum Fördern von Flüssigkeit gehört und im Bereich der Auslaßöffnung ein Leitelement für die zu fördernde Flüssigkeit aufweist, Figur 2 einen Schnitt durch die Förderpumpe entlang der Linie II-II in Figur 1, Figur 3 einen Schnitt durch die Förderpumpe entlang der Linie III-III in Figur 2, Figur U einen Teilschnitt durch den Bereich der Ausgangsöffnung einer anders ausgebildeten, im Stillstand befindlichen Strömungspumpe, Figur 5 eine Seitenansicht auf eine Hälfte eines Leitelements, das bei der Ausführung gemäß Figur k verwendet ist, Figur 6 einen Teil-Embodiments of the invention are shown in the drawing and explained in more detail in the description below. 1 shows a section through a flow pump which is in operation and which belongs to a unit for conveying liquid and has a guide element for the liquid to be conveyed in the area of the outlet opening; FIG. 2 shows a section through the conveying pump along the line II-II in FIG FIG. 1, FIG. 3 a section through the feed pump along the line III-III in FIG. 2, FIG. U a partial section through the area of the outlet opening of a differently designed flow pump which is at a standstill, FIG the embodiment according to Figure k is used, Figure 6 is a part

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schnitt durch den Bereich der Auslaßöffnung einer weiteren, modifizierten, im Betrieb befindlichen Strömungspumpe und Figur T eine Seitenansicht eines in der Auslaßöffnung der Förderpumpe gemäß Figur 6 angeordneten Leitelements.cut through the area of the outlet opening of another, modified, in operation flow pump and FIG. T shows a side view of an arranged in the outlet opening of the feed pump according to FIG Guiding element.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the exemplary embodiments

Ein in Figur 1 dargestelltes Förderaggregat weist einen elektrischen Antriebsmotor 10 auf, der mit einer Förderpumpe 12 wirkverbunden ist. Die Förderpumpe 12 ist als Strömungspumpe ausgebildet und hat einen in einer Pumpenkammer 1U umlaufenden Rotor 16. Der Pumpenrotor 16 ist von einer Kammerwand 18 umgeben, die eine Abströmöffnung 20 hat, deren Achse 21 zur Drehachse 23 des Rotors 16 gerichtet ist. Selbstverständlich weist die Pumpenkammer 1U auch eine Zuströmöffnung auf, die in Figur 1 jedoch nicht gezeigt ist. Im Bereich der Abströmöffnung 20 ist ein Leitelement 22 angeordnet. Das Leitelement 22 ist beim Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 auf einer Achse 2k pendelbar gelagert. Die Lagerung des Leitelements 22 ist insbesondere aus Figur 2 ersichtlich. Die Achse 2k sitzt in einem Lagerbock 26, der seinerseits in einer schwalbenschwanzartig hinterschnittenen Nut 28 in einer Kammerwand 30 angeordnet ist. An die Auslaßöffnung 20 der Förderpumpe 12 schließt sich eine Druckleitung 32 an, welche die Nut 28 an ihrer einen Seite begrenzt. Die andere Seite der Nut endet an einer Anschlagfläche 3^, gegen welche der Lagerbock 26 mit Hilfe einer in der Nut 28 befindlichen, vorgespannten Druckfeder 38 gedrückt ist. Die Lagerung der Achse 2k ist in zwei einander gegenüberliegenden Wänden 30 der Pumpenkammer 11+ angeordnet. Die federnde Lagerung der Achse 2k hat den Vorteil, daß der Rotor 16 nicht blockiert, wenn feste Gegenstände wieA delivery unit shown in FIG. 1 has an electric drive motor 10 which is operatively connected to a delivery pump 12. The feed pump 12 is designed as a flow pump and has a rotor 16 rotating in a pump chamber 1U. The pump rotor 16 is surrounded by a chamber wall 18 which has an outflow opening 20, the axis 21 of which is directed to the axis of rotation 23 of the rotor 16. Of course, the pump chamber 1U also has an inflow opening which, however, is not shown in FIG. A guide element 22 is arranged in the area of the outflow opening 20. In the exemplary embodiment according to FIG. 1, the guide element 22 is mounted such that it can swing on an axis 2k. The mounting of the guide element 22 can be seen in particular from FIG. The axis 2k is seated in a bearing block 26, which in turn is arranged in a dovetail-like undercut groove 28 in a chamber wall 30. A pressure line 32 connects to the outlet opening 20 of the feed pump 12 and delimits the groove 28 on one side. The other side of the groove ends at a stop surface 3 ^ against which the bearing block 26 is pressed with the aid of a pretensioned compression spring 38 located in the groove 28. The mounting of the axis 2k is arranged in two opposing walls 30 of the pump chamber 11+. The resilient mounting of the axis 2k has the advantage that the rotor 16 does not block when solid objects such as

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z. B. Steine etc. über die Zuströmöffnung in die Pumpenkammer gelangen. In einem solchen Fall vermag das Leitelement 22 entgegen der Vorspannkraft der Feder 38 auszuweichen. Wie weiter Figur 1 zeigt, ist zwischen der Druckleitung 32 und einem Auslaßstutzen kO der Förderpumpe 12 ein Dichtelement k2 angeordnet, das sich mit einem rohrförmigen Ansatz kk in den Stutzen ko erstreckt und eine Anschlagfläche für das Leitelement 22 bildet. Das Leitelement 22 hat Leitflächen k6 und kQ, welche eine strömungsgünstige Führung für die zu fördernde Flüssigkeit gewährleisten.z. B. stones etc. get into the pump chamber via the inflow opening. In such a case, the guide element 22 is able to give way against the pretensioning force of the spring 38. As FIG. 1 also shows, a sealing element k2 is arranged between the pressure line 32 and an outlet connector kO of the feed pump 12, which extends with a tubular extension kk into the connector ko and forms a stop surface for the guide element 22. The guide element 22 has guide surfaces k6 and kQ which ensure flow-favorable guidance for the liquid to be conveyed.

Wenn im Betrieb die Förderpumpe in Richtung des Pfeiles umläuft, wird durch die zu fördernde Flüssigkeit das Leitelement 22 in die dargestellte Betriebslage gebracht. Die Flüssigkeit gelangt somit - geführt durch die Leitfläche U6 über die Auslaßöffnung 20 zur Druckleitung 32, wobei die Strömungsverluste sehr gering gehalten werden.When the feed pump rotates in the direction of the arrow during operation, the fluid to be pumped becomes the guide element 22 brought into the operating position shown. The liquid thus arrives - guided through the guide surface U6 via the outlet opening 20 to the pressure line 32, wherein the flow losses are kept very low.

Dreht jedoch der Rotor in Richtung des strichpunktiert dargestellten Pfeiles 60, wird das Leitelement 22 selbsttätig in die strichpunktiert dargestellte andere Betriebslage gebracht, wo die Leitfläche kQ die Führung der zu fördernden Flüssigkeit übernimmt. Es wird also in jeder der beiden Betriebslagen ein Teil der Abströmöffnung durch das Leitelement gesperrt, wobei das Leitelement 22 am Stutzen kO bzw. am rohrförmigen Hals kk des Dichtelements k2 anschlägt. Dabei sind die mit der Wand kk zusammenarbeitenden Bereiche des Leitelements dem Verlauf dieser Wand kk so angepaßt, daß sich eine einwandfreie Anlage und Dichtung ergibt.However, if the rotor rotates in the direction of the arrow 60 shown in phantom, the guide element 22 is automatically brought into the other operating position shown in phantom , where the guide surface kQ takes over the guidance of the liquid to be conveyed. Thus, in each of the two operating positions, part of the outflow opening is blocked by the guide element, the guide element 22 striking the connector kO or the tubular neck kk of the sealing element k2 . The areas of the guide element which cooperate with the wall kk are adapted to the course of this wall kk in such a way that a perfect contact and seal is obtained.

Bei der Ausführung gemäß Figur k ist das Leitelement 122 so geteilt, daß sich zwei gleiche Hälften 12U und 126 ergeben. Jede der beiden Hälften 12U, 126 weist ein Haben-In the embodiment according to FIG. K , the guide element 122 is divided so that two identical halves 12U and 126 result. Each of the two halves 12U, 126 has a credit

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stück 128 auf, das auf der Achse 2h geführt ist. Die einander zugewandten Trennflächen 130, 132 liegen "bei laufendem Pumpenrotor aneinander an, so daß sich genau das Bild ergibt, das in Figur 1 gezeigt ist. Da die beiden Leitelementhälften 12U₉ 126 jedoch aus einem ferromagnetischen Material bestehen und so magnetisch sind, daß die einander zugewandten Trennflächen 130, 132 gleichnamige Pole bilden, werden die beiden Leitelementhalften bei stillstehender Pumpe auseinandergedrückt, wobei die Leitelementhälfte 126 etwa in eine Stellung gelangt, welche durch strichpunktierte Linie 132 markiert ist. Die in der Druckleitung befindliche Wassersäule (Pfeil 133) legt nun die Leitelementhälfte 126 am Hals kk der Dichtung h2 an, so daß das Leitelement in der dargestellten Betriebslage ein Rückschlagventil bildet (Figur h). piece 128, which is guided on the axis 2h. The mutually facing separating surfaces 130, 132 "will be running pump rotor adjacent to each other, so that there is exactly the image that is shown in FIG. 1, however, since the two Leitelementhälften 12U ₉₁₂₆ are made of a ferromagnetic material and are so magnetically that the facing separating surfaces 130, 132 form poles of the same name, the two guide element halves are pressed apart when the pump is at a standstill, the guide element half 126 reaching approximately a position which is marked by dash-dotted line 132. The water column in the pressure line (arrow 133) now lays the Guide element half 126 on the neck kk of the seal h2 , so that the guide element forms a check valve in the operating position shown (Figure h).

Bei der Ausführung gemäß Figur 6 ist im Bereich der Auslaßöffnung 20 ein Leitelement 222 gemäß Figur 7 pendelbar gelagert. Das Leitelement 222 hat einen im wesentlichen U-förmigen Aufbau, wobei die Leitflächen 2^6, 2U8 an der Innenseite der U-Bäsis 223 angeordnet sind. Die beiden U-Schenkel 225 weisen an ihren freien Enden auf den voneinander abgewandten Seiten je einen auf eine gemeinsame Achse liegenden Lagerzapfen 22U, 226 auf. Die Lagerzapfen 22U, 226 sind ineinander gegenüberliegenden Seiten der Auslaßöffnung 20 pendelbar gelagert. Auch bei dieser Ausführung legt sich je nach Drehrichtung (Pfeile 250, 26O) das Leitelement 222 in eine der beiden Betriebslagen an einer Wand im Bereich der Auslaßöffnung 20 an, so daß ein Teil der Auslaßöffnung durch das Leitelement geschlossen ist. Die Umlenkung der zu fördernden Flüssigkeit wird durch die Leitflächen 2h6 bzw. 2U8 übernommen.In the embodiment according to FIG. 6, a guide element 222 according to FIG. 7 is pivotably mounted in the area of the outlet opening 20. The guide element 222 has an essentially U-shaped structure, the guide surfaces 2 ^ 6, 2U8 being arranged on the inside of the U-base 223. The two U-legs 225 each have a bearing journal 22U, 226 lying on a common axis at their free ends on the sides facing away from one another. The bearing journals 22U, 226 are pivotably mounted on opposite sides of the outlet opening 20. In this embodiment too, depending on the direction of rotation (arrows 250, 26O), the guide element 222 rests in one of the two operating positions on a wall in the region of the outlet opening 20, so that part of the outlet opening is closed by the guide element. The deflection of the liquid to be conveyed is taken over by the guide surfaces 2h6 and 2U8.

Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, wenn die Leitelemente 22 bzw. 122 bzw. 222 in eine im Querschnitt vorzugsweise rechteckigen Abströmöffnung angeordnet ist.It has proven to be useful if the guide elements 22 or 122 or 222 are preferably in a cross-section rectangular discharge opening is arranged.

Claims

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737737

ROBEET BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart 1

Expectations

1.Pumping unit with an electric drive motor that can be operated in both directions of rotation, designed as a synchronous motor and a feed pump that is operatively connected to this and has a rotor rotating in a pump chamber, the pump chamber of which has an inflow opening for a liquid to be conveyed and an outflow opening arranged in a chamber wall surrounding the rotor , characterized in that the outflow opening (20) has an axis (21) directed at least essentially towards the rotor axis of rotation (23) and in the area of the outflow opening (20) one which can be moved between two operating positions depending on the direction of rotation of the pump rotor (16) , a guide surface (U6 or, kQ) for the outflowing liquid having guide element (22 or 122 or 222) is arranged.

2. Delivery unit according to claim 1, characterized in that the Leitelcment (22 or 122 or, 222) blocks a different area of the discharge opening (20) in each of the two operating positions,

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3. Delivery unit according to one of claims 1 or 2, characterized in that the guide element (22 or 122 or 222) is pivotably mounted and strikes in each of the two operating positions on a wall (kh) surrounding the outflow opening (20).

H. Conveying unit according to claim 3, characterized in that the pendulum bearing of the guide element is pressed against a stop (3 ^) by means of spring force towards the pump rotor and is arranged to be elastically deflectable in its operating position with respect to the rotor (16).

5. Delivery unit according to one of claims 3 or h, characterized in that each of the two on the wall (UU) of the outflow opening (20) abutting area of the guide element (22 or 122 or 222) the course of the cooperating portion of the Wall (UU) is adapted.

6. Delivery unit according to one of claims U or 5, characterized in that the guide element (22 or 122) is mounted with a hub on an axis (2U) guided in the wall (30) and the guide surfaces (U6 or U8 ), based on the axis (2U), on the side facing away from the rotor (i6) of the feed pump (12).

7. Conveying unit according to claim 6, characterized in that the guide element (122) preferably consists of two completely identically formed halves (12U, 126), the two facing separating surfaces (130, 132) are in Extend direction of the axis (2U) and each of the two halves (12U, 126) has a part of the honeycomb.

8. Conveyor unit according to claim 7 _S, characterized in that the guide element (.122) consists of a ferromagnetic material and the two facing separating surfaces (130, .132) are magnetized homopolar.

9. Delivery unit according to one of claims 3 to 5, characterized in that the guide element (222) is U-shaped is formed and each U-leg (225) on the sides facing away from one another on a common Axis lying bearing journals (224, 226), and that the two bearing journals (224, 226) in two opposite one another Wall areas of the outflow opening (20) are pivotably mounted.

10. Delivery unit according to claim 9 _5, characterized in that in the operating position of the guide element (222) the guide surface (246, 248) between the pump rotor (16) and the axis leading through the bearing journals (224, 226) is arranged.

11. Feed unit according to one of claims 1 to 10, characterized in that the outflow opening (20) has a has a square, preferably rectangular cross-section.