DE102023119073A1

DE102023119073A1 - pump arrangement

Info

Publication number: DE102023119073A1
Application number: DE102023119073.3A
Authority: DE
Inventors: Lukas Buthmann
Original assignee: KSB SE and Co KGaA
Current assignee: KSB SE and Co KGaA
Priority date: 2023-07-19
Filing date: 2023-07-19
Publication date: 2025-01-23
Also published as: WO2025016803A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Pumpenanordnung (1), insbesondere Magnetkupplungspumpenanordnung, mit einem von einem Pumpengehäuse (2) der Pumpenanordnung (1) gebildeten Innenraum (11), einem Spalttopf (10), der eine von ihm umschlossene Kammer (12) hermetisch gegenüber dem vom Pumpengehäuse (2) gebildeten Innenraum (11) abdichtet, einem am Spalttopf (10) ausgebildeten Anschlussflansch (27) zur Befestigung am Pumpengehäuse (2) oder an einem dem Pumpengehäuse (2) zugeordneten Bauteil, insbesondere Gehäusedeckel (4), einer um eine Drehachse (A) drehbar antreibbaren Laufradwelle (13), einem an einem Ende der Laufradwelle (13) angeordneten Laufrad (16), einem an dem anderen Ende der Laufradwelle (13) angeordneten Innenrotor (17) und einem mit dem Innenrotor (17) zusammenwirkenden Außenrotor (24). Der Anschlussflansch (27) weist einen Anlaufschutz (35) auf.

The invention relates to a pump arrangement (1), in particular a magnetic coupling pump arrangement, with an interior space (11) formed by a pump housing (2) of the pump arrangement (1), a containment shell (10) which hermetically seals a chamber (12) enclosed by it from the interior space (11) formed by the pump housing (2), a connection flange (27) formed on the containment shell (10) for fastening to the pump housing (2) or to a component associated with the pump housing (2), in particular a housing cover (4), an impeller shaft (13) which can be driven to rotate about an axis of rotation (A), an impeller (16) arranged at one end of the impeller shaft (13), an inner rotor (17) arranged at the other end of the impeller shaft (13) and an outer rotor (24) which interacts with the inner rotor (17). The connection flange (27) has a start-up protection (35).

Description

Die Erfindung betrifft eine Pumpenanordnung, insbesondere Magnetkupplungspumpenanordnung, mit einem von einem Pumpengehäuse der Pumpenanordnung gebildeten Innenraum, einem Spalttopf, der eine von ihm umschlossene Kammer hermetisch gegenüber dem vom Pumpengehäuse gebildeten Innenraum abdichtet, einem am Spalttopf ausgebildeten Anschlussflansch zur Befestigung am Pumpengehäuse oder an einem dem Pumpengehäuse zugeordneten Bauteil, insbesondere Gehäusedeckel, einer um eine Drehachse drehbar antreibbaren Laufradwelle, einem an einem Ende der Laufradwelle angeordneten Laufrad, einem an dem anderen Ende der Laufradwelle angeordneten Innenrotor und einem mit dem Innenrotor zusammenwirkenden Außenrotor.The invention relates to a pump arrangement, in particular a magnetic coupling pump arrangement, with an interior space formed by a pump housing of the pump arrangement, a containment shell which hermetically seals a chamber enclosed by it from the interior space formed by the pump housing, a connection flange formed on the containment shell for fastening to the pump housing or to a component associated with the pump housing, in particular a housing cover, an impeller shaft which can be driven to rotate about an axis of rotation, an impeller arranged at one end of the impeller shaft, an inner rotor arranged at the other end of the impeller shaft and an outer rotor which interacts with the inner rotor.

Eine Magnetkupplungspumpe, auch als Magnetantriebspumpe oder magnetisch gekuppelte Pumpe bezeichnet, ist eine Kreiselpumpe, bei der die erforderliche Antriebsleistung der Pumpe magnetisch übertragen wird. Im Gegensatz zu herkömmlichen Pumpen, bei denen eine direkte mechanische Verbindung zwischen Motor und Pumpe besteht, verwendet eine Magnetkupplungspumpe eine magnetische Kopplung, um die Bewegung vom Motor auf die Pumpe zu übertragen.A magnetic drive pump, also known as a magnetic drive pump or magnetically coupled pump, is a centrifugal pump in which the required drive power of the pump is transmitted magnetically. Unlike conventional pumps, where there is a direct mechanical connection between the motor and the pump, a magnetic drive pump uses a magnetic coupling to transmit the motion from the motor to the pump.

Die Magnetkupplung besteht aus zwei magnetischen Rotorbaugruppen, die durch ein Gehäuse voneinander getrennt sind. Eine Rotorbaugruppe ist mit dem Motor verbunden, während die andere Rotorbaugruppe mit der Pumpe verbunden ist. Die beiden Rotorbaugruppen sind mit Magneten ausgestattet, die sich gegenseitig anziehen und somit die Drehbewegung übertragen. Durch das magnetische Feld können die beiden Rotorbaugruppen miteinander rotieren, ohne dass eine mechanische Verbindung besteht.The magnetic coupling consists of two magnetic rotor assemblies separated by a housing. One rotor assembly is connected to the motor, while the other rotor assembly is connected to the pump. The two rotor assemblies are equipped with magnets that attract each other and thus transmit the rotary motion. The magnetic field allows the two rotor assemblies to rotate together without there being a mechanical connection.

Der Vorteil einer Magnetkupplungspumpe besteht darin, dass eine vollständig statische Abdichtung zu dem zu fördernden Medium besteht. Da es keine direkte mechanische Verbindung von Pumpenwelle zur Motorwelle gibt, können Flüssigkeiten oder Gase nicht durch potentielle Leckagen an dynamisch abgedichteten Stellen in die Umgebung gelangen. Dies macht Magnetkupplungspumpen ideal für den Einsatz in anspruchsvollen Anwendungen, bei denen eine hohe Zuverlässigkeit und chemische Beständigkeit erforderlich sind.The advantage of a magnetic coupling pump is that there is a completely static seal to the medium to be pumped. Since there is no direct mechanical connection between the pump shaft and the motor shaft, liquids or gases cannot escape into the environment through potential leaks at dynamically sealed points. This makes magnetic coupling pumps ideal for use in demanding applications where high reliability and chemical resistance are required.

Eine derartige Pumpenanordnung ist aus der DE 10 2004 003 400 A1 bekannt, die zum Vergrößern des Anwendungsbereiches einen Antriebsrotor aufweist, der als ein Gleichteil für äußere Antriebselemente ausgebildet ist. Dadurch ist aber eine Vergrößerung des Anwendungsbereiches nur bis zu einem bestimmten Grad möglich. Ab einer gewissen Baugröße ist eine Anpassung der Rotorgröße unvermeidlich.Such a pump arrangement is known from DE 10 2004 003 400 A1 known, which has a drive rotor designed as an identical part for external drive elements to increase the application range. However, this only allows an increase in the application range to a certain extent. From a certain size onwards, an adjustment of the rotor size is unavoidable.

Aus der EP 0 814 268 A1 ist ein modularer Bausatz zur Herstellung von Pumpen bekannt, der die Möglichkeiten bieten soll, Pumpen nach Anwendungsbedarf beliebig aus wenigen Bauelementen zu produzieren. Die vorgeschlagene Lösung lässt jedoch nur den Austausch von Bauteilen zu, die einer einzigen Baugröße zugeordnet sind.From the EP 0 814 268 A1 A modular kit for the production of pumps is known, which is intended to offer the possibility of producing pumps from a small number of components according to application requirements. However, the proposed solution only allows the exchange of components that are assigned to a single size.

Die DE 10 2014 214 929 A1 beschreibt eine Magnetkupplungspumpe, bei der zwei stationäre Gleitringdichtungen eingesetzt werden. Somit gehen von den stationären Federelementen keine Vibrationen aus, wodurch sich die Standzeit und die Dichtwirkung der Gleitringdichtung erhöht.The DE 10 2014 214 929 A1 describes a magnetic coupling pump in which two stationary mechanical seals are used. This means that no vibrations are emitted by the stationary spring elements, which increases the service life and sealing effect of the mechanical seal.

Die DE 10 2013 208 460 A1 zeigt eine Positionierung einer Axiallageranordnung in einer Magnetkupplungspumpe, bei der die Schmierung der Lageranordnung verbessert und die wirkenden Radiallagerkräfte reduziert sind.The DE 10 2013 208 460 A1 shows a positioning of an axial bearing arrangement in a magnetic coupling pump, in which the lubrication of the bearing arrangement is improved and the acting radial bearing forces are reduced.

In der DE 10 2013 007 849 A1 ist ein Hilfslaufrad offenbart, welches am Innenrotor einer Magnetkupplungspumpe angeordnet ist. Dieses erzeugt im Betrieb einen Zwangsumlauf einer Schmierstoffströmung, die insbesondere die Lageranordnung schmiert und darüber hinaus die durch Wirbelstromverluste erzeugte Wärme aus dem Spalttopfbereich abführt. In the DE 10 2013 007 849 A1 an auxiliary impeller is disclosed which is arranged on the inner rotor of a magnetic coupling pump. During operation, this generates a forced circulation of a lubricant flow which in particular lubricates the bearing arrangement and also dissipates the heat generated by eddy current losses from the containment shell area.

Ein Wälzlagerschaden am Außenrotor der Magnetkupplung kann zu einem Durchschlagen des Spalttopfes führen und dadurch zu einem erheblichen Schaden der Pumpenanordnung.A rolling bearing failure on the outer rotor of the magnetic coupling can lead to a breakdown of the containment shell and thus to considerable damage to the pump assembly.

Bei bisherigen Lösungen zur Schadensbegrenzung werden teilweise zusätzliche Adapterstücke als Anlaufschutz verwendet oder ein Anlaufschutz an Gehäuseteilen angefügt. Dies ist mit einem erheblichen Montageaufwand verbunden und führt zu zusätzlichen Dichtstellen, die wiederum eine Schwachstelle darstellen können.Previous solutions for damage limitation sometimes involve using additional adapter pieces as tarnish protection or adding tarnish protection to housing parts. This involves considerable assembly work and leads to additional sealing points, which in turn can represent a weak point.

Aufgabe der Erfindung ist es eine Pumpenanordnung, insbesondere Magnetkupplungspumpenanordnung, mit einem Anlaufschutz bereitzustellen, der ohne zusätzlichen Montageaufwand und ohne weitere Dichtstellen realisiert werden kann. Der Anlaufschutz soll das Durchschlagen oder Durchschleifen des Spalttopfes im Falle eines Wälzlagerschadens wirksam verhindern können. Weiterhin soll sich der Anlaufschutz durch eine kompakte und integrierte Bauform auszeichnen. Der Anlaufschutz soll einfach und kostengünstig realisiert werden können.The object of the invention is to provide a pump arrangement, in particular a magnetic coupling pump arrangement, with a start-up protection that can be implemented without additional assembly effort and without additional sealing points. The start-up protection should be able to effectively prevent the containment shell from breaking through or grinding through in the event of rolling bearing damage. Furthermore, the start-up protection should be characterized by a compact and integrated design. The start-up protection should be able to be implemented simply and inexpensively.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Pumpenanordnung, insbesondere Magnetkupplungspumpenanordnung, gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Varianten sind den nebengeordneten Hauptansprüchen, den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen.This object is achieved according to the invention by a pump arrangement, in particular a magnetic coupling pump arrangement, according to the features of claim 1. Preferred variants can be found in the independent main claims, the subclaims, the description and the drawings.

Erfindungsgemäß weist der Anschlussflansch des Spalttopfes einen Anlaufschutz auf.According to the invention, the connection flange of the containment shell has a start-up protection.

Dabei ist der Anlaufschutz vorzugsweise integraler und kompakter Bestandteil des Anschlussflansches.The start-up protection is preferably an integral and compact component of the connection flange.

Idealerweise ist der Spalttopf zusammen mit dem Anschlussflansch und mit dem Anlaufschutz in einer einstückigen Struktur ausgebildet. Durch die einstückige Struktur wird ein einziges Bauteil realisiert, wodurch der Montageaufwand deutlich reduziert gestaltet ist und gleichzeitig zusätzliche Dichtstellen vermieden sind.Ideally, the containment shell is designed as a one-piece structure together with the connection flange and the start-up protection. The one-piece structure creates a single component, which significantly reduces the assembly effort and at the same time avoids additional sealing points.

Vorteilhafterweise sind der Anlaufschutz zusammen mit dem Anschlussflansch und dem Spalttopf generativ gefertigt und somit durch einen generativen Fertigungsprozess gemeinsam zusammenhängend ausgebildet. Dadurch entfällt die Notwendigkeit einer sonst üblichen und separaten Schweiß- und/oder Klebeverbindung. In diesem Fall sind der Anlaufschutz, der Anschlussflansch und der Spalttopf von Anfang an als einstückige Struktur ausgelegt und hergestellt. Das bedeutet, dass der Anlaufschutz, der Anschlussflansch und der Spalttopf bereits in ihrer endgültigen Form und Position miteinander verbunden sind.Advantageously, the tarnish protection is manufactured generatively together with the connection flange and the containment shell and is thus formed together as a coherent unit through a generative manufacturing process. This eliminates the need for a separate welded and/or adhesive connection, which is otherwise usual. In this case, the tarnish protection, the connection flange and the containment shell are designed and manufactured as a one-piece structure from the outset. This means that the tarnish protection, the connection flange and the containment shell are already connected to one another in their final shape and position.

Im Fall eines generativen Fertigungsprozesses, wie beispielsweise dem selektiven Laserschmelzen, werden der Spalttopf, der Anschlussflansch und der Anlaufschutz schichtweise aufgebaut. Hierbei werden der Anlaufschutz, der Anschlussflansch und der Spalttopf als eine einzige Struktur gedruckt. Der Anlaufschutz, der Anschlussflansch und der Spalttopf sind somit bereits während des „Druckprozesses“ miteinander verbunden und bilden eine einstückige Struktur.In the case of a generative manufacturing process, such as selective laser melting, the containment shell, the connection flange and the tarnish protection are built up layer by layer. The tarnish protection, the connection flange and the containment shell are printed as a single structure. The tarnish protection, the connection flange and the containment shell are thus already connected to one another during the "printing process" and form a one-piece structure.

Im Gegensatz zu Verfahren wie Schweißen, Kleben oder andere Verbindungstechniken, bezieht sich die Ausführung als einstückige Struktur darauf, dass der Anlaufschutz, der Anschlussflansch und der Spalttopf von Anfang an als ein zusammenhängendes Bauteil und als eine einzige Einheit gestaltet sowie hergestellt werden. In einer einstückigen Struktur sind der Spalttopf, der Anschlussflansch und der Anlaufschutz nicht getrennt oder separat, sondern bilden eine durchgehende, ungeteilte Struktur.In contrast to processes such as welding, gluing or other joining techniques, the design as a one-piece structure refers to the fact that the tarnish protection, the connection flange and the containment shell are designed and manufactured from the outset as a coherent component and as a single unit. In a one-piece structure, the containment shell, the connection flange and the tarnish protection are not separated or separate, but form a continuous, undivided structure.

Beispielsweise bilden der Spalttopf mit Anschlussflansch und Anlaufschutz eine monolithische Konstruktion. Der Begriff monolithisch bezieht sich darauf, dass der Anlaufschutz, der Anschlussflansch und der Spalttopf aus einem einzigen Stück bestehen, ohne dass sie als separate Teile zusammengefügt werden müssen. Der Begriff monolithisch betont die Einheitlichkeit und Integrität der einstückigen Struktur, die als durchgehende Einheit entworfen und hergestellt wird.For example, the containment shell with connection flange and tarnish protection form a monolithic construction. The term monolithic refers to the fact that the tarnish protection, connection flange and containment shell are made from a single piece without having to be assembled as separate parts. The term monolithic emphasizes the unity and integrity of the one-piece structure, which is designed and manufactured as a continuous unit.

Beispielsweise ist der Anlaufschutz als im Wesentlichen zylinderförmige Struktur ausgebildet. Diese zylinderförmige Struktur kann in eine Lücke des Außenrotors berührungsfrei eingreifen und den Außenrotor im Schadensfall abstützen, so dass der Spalttopf im Kupplungsbereich keine mechanische Beeinträchtigung erfährt.For example, the start-up protection is designed as a substantially cylindrical structure. This cylindrical structure can engage in a gap in the outer rotor without contact and support the outer rotor in the event of damage, so that the containment shell in the coupling area is not mechanically impaired.

Eine zylinderförmige Struktur ist eine geometrische Form, die die Eigenschaften eines Zylinders aufweist. Ein Zylinder besteht aus zwei parallelen Kreisflächen, die durch eine gekrümmte, gerade oder leicht geneigte Seitenfläche verbunden sind. Die parallelen Kreisflächen werden als Grundflächen des Zylinders bezeichnet, während die gekrümmte Seitenfläche den Mantel des Zylinders bildet. Die Grundflächen eines Zylinders sind Kreise mit gleichem Radius, während der Abstand zwischen den Grundflächen als Höhe des Zylinders bezeichnet wird. Die Höhe des Zylinders ist die senkrechte Entfernung zwischen den beiden Grundflächen.A cylindrical structure is a geometric shape that has the properties of a cylinder. A cylinder consists of two parallel circular surfaces connected by a curved, straight or slightly inclined side surface. The parallel circular surfaces are called the bases of the cylinder, while the curved side surface forms the mantle of the cylinder. The bases of a cylinder are circles of equal radius, while the distance between the bases is called the height of the cylinder. The height of the cylinder is the perpendicular distance between the two bases.

Um bei der Herstellung des Spalttopfes mittels eines additiven Verfahrens, insbesondere selektives Laserschmelzen, so wenig Material wie möglich für die notwendigen Stützstrukturen zu verbrauchen, weist der Anschlussflansch erste Aussparungen auf.In order to use as little material as possible for the necessary support structures when manufacturing the containment shell using an additive process, in particular selective laser melting, the connection flange has initial recesses.

Aus dem gleichen Grund weist der Anlaufschutz vorzugsweise zweite Aussparungen in Form von Spitzbögen auf.For the same reason, the tarnish protection preferably has second recesses in the form of pointed arches.

Ein Spitzbogen ist eine spezifische Form eines Bogens. Er zeichnet sich durch seine spitz zulaufende Form aus, bei der die Oberseite des Bogens eine schärfere Spitze hat als bei anderen Bogenformen wie dem Rundbogen.A pointed arch is a specific form of arch. It is characterized by its tapered shape, where the top of the arch has a sharper point than other arch shapes such as the round arch.

Der Spitzbogen wird oft mit der gotischen Architektur assoziiert und war ein herausragendes Merkmal vieler gotischer Kathedralen und Kirchen. Dabei bietet der Spitzbogen den Vorteil einer größeren Spannweite bei gleicher Höhe oder bei gleicher Spannweite eine höhere Lastabtragung. Diese ideale Kraftableitung korrespondiert mit einer idealen Wärmeableitung, die gerade für die generative Erzeugung des Anlaufschutzes von vorteilhafter Bedeutung ist.The pointed arch is often associated with Gothic architecture and was a prominent feature of many Gothic cathedrals and churches. The pointed arch offers the advantage of a larger span at the same height or a higher load transfer at the same span. This ideal force dissipation corresponds to ideal heat dissipation, which is particularly advantageous for the generative production of the tarnish protection.

Die Ausführung des Anlaufschutzes mittels einer auf Temperaturabtrag bzw. Lastabtrag optimierten Geometrie in der Ausführung von Aussparungen in Form des gotischen Bogens bzw. des Spitzbogens, ermöglicht eine ideale Temperaturableitung und reduziert somit den erforderlichen Metallpulvereinsatz beim generativen Fertigen, was wiederum vorteilhaft auf die Summe der Herstellungskosten wirkt. Dabei kann das Verhältnis von Stegbreite, Öffnung und Öffnungshöhe des Spitzbogens an die Masse des Anschlussflansches angepasst werden.The design of the tarnish protection using a geometry optimized for temperature dissipation or load dissipation in the design of recesses in the form of a Gothic arch or a pointed arch enables ideal temperature dissipation and thus reduces the required use of metal powder during generative manufacturing, which in turn has a beneficial effect on the total manufacturing costs. The ratio of web width, opening and opening height of the pointed arch can be adapted to the mass of the connection flange.

Vorteilhafterweise weist der Anlaufschutz zusätzlich dritte Aussparungen in Form von Rauten auf.Advantageously, the tarnish protection additionally has third recesses in the shape of diamonds.

Eine Raute, auch Rhombus genannt, ist eine geometrische Form mit spezifischen Merkmalen. Sie ist ein Viereck, bei dem alle Seiten gleich lang sind, aber keine rechten Winkel vorhanden sind. Dabei sind alle vier Seiten der Raute gleich lang, die gegenüberliegenden Seiten sind parallel zueinander und die gegenüberliegenden Winkel sind gleich groß, aber sie sind nicht rechtwinklig.A rhombus, also called a diamond, is a geometric shape with specific characteristics. It is a quadrilateral in which all sides are the same length but there are no right angles. All four sides of the rhombus are the same length, the opposite sides are parallel to each other and the opposite angles are the same size, but they are not right angles.

Die Aussparungen in Form von Rauten reduzieren zusätzlich die Masse des Anlaufschutzes.The diamond-shaped recesses further reduce the mass of the tarnish protection.

Idealerweise dient der Anlaufschutz selbst als Stützstruktur für den Flansch während des Herstellungsverfahrens und weist eine möglichst geringe ringförmige Stützstrukturfläche am freien Ende des Anlaufschutzes für die Stützstruktur auf. Die Stützstruktur wird während des Fertigungsprozesses erstellt und danach wieder entfernt, sodass lediglich die Stützstrukturfläche zurückbleibt. Die Stützstrukturfläche ist möglichst klein, um bei Verwendung des selektiven Laserschmelzens erforderliches Stütz- oder Supportmaterial gering zu halten.Ideally, the anti-tarnish protection itself serves as a support structure for the flange during the manufacturing process and has as small annular support structure area as possible at the free end of the anti-tarnish protection for the support structure. The support structure is created during the manufacturing process and then removed again so that only the support structure area remains. The support structure area is as small as possible in order to keep the support material required when using selective laser melting to a minimum.

Dabei kann der ringförmige Anlaufschutz mindestens eine Fase aufweisen, die beispielsweise in eine Aussparung und/oder Nut des Außenrotors, im Nicht-Schadensfall berührungsfrei, eingreift. Durch die Fase kann der Eingriff und gegebenenfalls die Abstützung des Außenrotors besonders filigran ausgebildet werden. Eine entsprechende Fase kann zudem am Anschlussflansch vorgesehen sein.The ring-shaped tarnish protection can have at least one bevel, which, for example, engages in a recess and/or groove in the outer rotor, without contact in the event of damage. The bevel allows the engagement and, if necessary, the support of the outer rotor to be designed particularly delicately. A corresponding bevel can also be provided on the connection flange.

Bei einer besonders vorteilhaften Variante der Erfindung weist der Spalttopf Verstärkungen auf, welche diesen im Bereich des Anlaufschutzes versteifen.In a particularly advantageous variant of the invention, the containment shell has reinforcements which stiffen it in the area of the tarnish protection.

Die Verstärkungen sind beispielsweise als flache, plattenähnliche Elemente, die entlang der Struktur des Anschlussflanschs im Übergang zum Anlaufschutz generativ integriert werden, um dessen Steifigkeit, Festigkeit und Stabilität zu erhöhen. Die Verstärkungen können verschiedene Formen und Größen in Abhängigkeit der Belastungsspezifikation der Pumpenanordnung haben und sie können beispielsweise rechteckig, quadratisch, kreisförmig oder in anderen geometrischen Formen gestaltet sein.The reinforcements are, for example, flat, plate-like elements that are generatively integrated along the structure of the connection flange in the transition to the start-up protection in order to increase its rigidity, strength and stability. The reinforcements can have different shapes and sizes depending on the load specification of the pump arrangement and they can be designed, for example, rectangular, square, circular or in other geometric shapes.

Beispielsweise dienen die Verstärkungen gleichzeitig als Supportstruktur beim Herstellungsprozess und bilden einen Übergang vom Spalttopf über den Anlaufschutz zum Anschlussflansch.For example, the reinforcements also serve as a support structure during the manufacturing process and form a transition from the containment shell via the start-up protection to the connection flange.

Gemäß der Erfindung wird eine Pumpenanordnung, insbesondere die einstückige Struktur des Spalttopfes mit Anschlussflansch und Anlaufschutz mit einem Verfahren hergestellt, bei dem durch selektives Einwirken von energetischer Strahlung auf schichtweise aufgetragene Pulverschichten der Spalttopf mit Anschlussflansch erzeugt wird.According to the invention, a pump arrangement, in particular the one-piece structure of the containment shell with connection flange and start-up protection, is produced by a method in which the containment shell with connection flange is produced by selective exposure of energetic radiation to powder layers applied in layers.

Das selektive Laserschmelzen (Selective Laser Melting, SLM) ist ein additives Fertigungsverfahren, das zur Herstellung des Anlaufschutzes, des Anschlussflanschs und des Spalttopfes in der Ausführung als einstückige Struktur aus Metallpulver, insbesondere aus Gusswerkstoffpulver, eingesetzt wird. Es handelt sich um eine Form des 3D-Drucks, bei dem ein Hochleistungslaser verwendet wird, um das Pulver selektiv zu schmelzen und Schicht für Schicht des Spalttopfes, des Anschlussflanschs und des Anlaufschutzes aufzubauen.Selective laser melting (SLM) is an additive manufacturing process used to produce the tarnish protection, the connection flange and the containment shell as a one-piece structure from metal powder, in particular from cast material powder. It is a form of 3D printing in which a high-power laser is used to selectively melt the powder and build up the containment shell, the connection flange and the tarnish protection layer by layer.

Der Spalttopf mit dem Anschlussflansch und dem Anlaufschutz wird schichtweise aufgebaut, indem eine dünne Schicht des Pulvers auf einer Bauplattform aufgetragen wird. Der Laserstrahl wird dann auf die ausgewählten Bereiche gerichtet, wo er das Metallpulver schmilzt und zu einer festen Schicht verbindet. Anschließend wird eine neue Schicht aufgetragen und der Vorgang wird wiederholt, bis der Spalttopf mit dem Anschlussflansch und dem Anlaufschutz erstellt ist.The containment shell with the connection flange and the tarnish protection is built up layer by layer by applying a thin layer of the powder to a build platform. The laser beam is then directed at the selected areas, where it melts the metal powder and bonds it into a solid layer. A new layer is then applied and the process is repeated until the containment shell with the connection flange and the tarnish protection is created.

Vorzugsweise wird ein Hochleistungslaser, beispielsweise ein Faserlaser oder ein CO₂-Laser, verwendet. Der Laserstrahl wird präzise gesteuert, um das Metallpulver zu schmelzen und zu verschmelzen. Die Laserparameter wie Leistung, Intensität und Geschwindigkeit werden entsprechend den Anforderungen des Prozesses und des gewählten metallischen Werkstoffs, der vergleichbare Eigenschaften wie ein herkömmlicher Gusswerkstoff aufweist, eingestellt. Beispielsweise können die Laserparameter auch partiell angepasst werden, um definierte und erwünschte Gefügestrukturen zu realisieren.Preferably, a high-power laser, such as a fiber laser or a CO ₂ laser, is used. The laser beam is precisely controlled to melt and fuse the metal powder. The laser parameters such as power, intensity and speed are set according to the requirements of the process and the selected metallic material, which has comparable properties to a conventional cast material. For example, the laser parameters can also be partially adjusted to achieve defined and desired microstructures.

Nach dem Laserschmelzen kann der Anlaufschutz und der Spalttopf mit dem Anschlussflansch eventuell nachbearbeitet werden, um beispielsweise die vorstehend beschriebenen planen Stützstrukturflächen zu erzielen.After laser melting, the tarnish protection and the containment shell with the connection flange can possibly be reworked, for example to achieve the flat support structure surfaces described above.

Idealerweise sind die zweiten Aussparungen in Form der Spitzbögen sowie die dritten Aussparungen in Form von Rauten in Kombination mit den Verstärkungen so konzipiert, dass ausreichend metallische Masse zur Abfuhr der Wärme beim Prozess des selektiven Laserschmelzens vorhanden ist und gleichzeitig aber durch die Implementierung der Aussparungen nicht zu viel metallische Masse, die wiederum eine große Wärmeabfuhr bedingen würde.Ideally, the second recesses in the form of pointed arches and the third recesses in the form of diamonds in combination with the reinforcements are designed in such a way that there is sufficient metallic mass to dissipate the heat during the selective laser melting process, but at the same time the implementation of the recesses does not result in too much metallic mass, which in turn would require a large amount of heat dissipation.

Dabei ist die Tiefe und Breite des Anlaufschutzes so angelegt, dass der Anlaufschutz ausreichend stabil zum Schutz des Spalttopfes ausgebildet ist.The depth and width of the tarnish protection are designed in such a way that the tarnish protection is sufficiently stable to protect the containment shell.

Erfindungsgemäß wird eine Pumpenanordnung mit einem Anlaufschutz als Schutz gegen Zerstörung des Spalttopfes und somit Austreten von Medium in die Umgebung verwendet.According to the invention, a pump arrangement with a start-up protection is used as protection against destruction of the containment shell and thus leakage of medium into the environment.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen und aus den Zeichnungen selbst.Further features and advantages of the invention will become apparent from the description of embodiments with reference to the drawings and from the drawings themselves.

Dabei zeigt:

1 den Längsschnitt durch eine Magnetkupplungspumpenanordnung,
2 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Spalttopfes mit Anschlussflansch und Anlaufschutz in einstückiger Ausführung,
3 eine Detaildarstellung der Aussparungen des Anlaufschutzes in Form von Spitzbögen,
4 skizzenhaft die Anordnung von Außenrotor, Grundkörper des Spalttopfes und einem Teil des Anlaufschutzes
5 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen einstückig ausgebildeten Spalttopfes mit Anschlussflansch und Anlaufschutz in der Ausführung für kleine Spalttöpfe,

It shows:

1 the longitudinal section through a magnetic coupling pump arrangement,
2 a perspective view of a containment shell according to the invention with connection flange and start-up protection in a one-piece design,
3 a detailed representation of the recesses of the tarnish protection in the form of pointed arches,
4 sketch of the arrangement of the outer rotor, the main body of the containment shell and part of the start-up protection
5 a perspective view of a one-piece can according to the invention with connecting flange and start-up protection in the design for small cans,

Die 1 zeigt beispielhaft eine Pumpenanordnung 1 in Form einer Magnetkupplungspumpenanordnung, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt ist. Die Pumpenanordnung 1 weist ein mehrteiliges Pumpengehäuse 2 einer Kreiselpumpe auf, das ein als Spiralgehäuse ausgebildetes Hydraulikgehäuse 3, einen Gehäusedeckel 4, eine Lagerträgerlaterne 5, einen Lagerträger 6 und einen Lagerdeckel 7 umfasst.The 1 shows an example of a pump arrangement 1 in the form of a magnetic coupling pump arrangement, as is known from the prior art. The pump arrangement 1 has a multi-part pump housing 2 of a centrifugal pump, which comprises a hydraulic housing 3 designed as a spiral housing, a housing cover 4, a bearing support lantern 5, a bearing support 6 and a bearing cover 7.

Das Hydraulikgehäuse 3 weist eine Einlassöffnung 8 zum Ansaugen eines Fördermediums und eine Auslassöffnung 9 zum Ausstoßen des Fördermediums auf. Der Gehäusedeckel 4 ist an der der Einlassöffnung 8 gegenüberliegende Seite des Hydraulikgehäuses 3 angeordnet. An der dem Hydraulikgehäuse 3 abgewandten Seite des Gehäusedeckels 4 ist die Lagerträgerlaterne 5 befestigt. Der Lagerträger 6 ist an der dem Gehäusedeckel 4 gegenüberliegenden Seite der Lagerträgerlaterne 5 angebracht. Der Lagerdeckel 7 ist wiederum an der der Lagerträgerlaterne 5 abgewandten Seite des Lagerträgers 6 befestigt.The hydraulic housing 3 has an inlet opening 8 for sucking in a conveying medium and an outlet opening 9 for expelling the conveying medium. The housing cover 4 is arranged on the side of the hydraulic housing 3 opposite the inlet opening 8. The bearing support lantern 5 is fastened to the side of the housing cover 4 facing away from the hydraulic housing 3. The bearing support 6 is attached to the side of the bearing support lantern 5 opposite the housing cover 4. The bearing cover 7 is in turn fastened to the side of the bearing support 6 facing away from the bearing support lantern 5.

Ein Spalttopf 10 ist an der dem Hydraulikgehäuse 3 abgewandten Seite des Gehäusedeckels 4 befestigt und erstreckt sich zumindest teilweise durch einen vom Pumpengehäuse 2, insbesondere vom Gehäusedeckel 4, von der Lagerträgerlaterne 5 und von dem Lagerträger 6 begrenzten Innenraum 11. Der Spalttopf 10 dichtet eine von ihm umschlossene Kammer 12 hermetisch gegenüber dem Innenraum 11 ab.A containment shell 10 is attached to the side of the housing cover 4 facing away from the hydraulic housing 3 and extends at least partially through an interior space 11 delimited by the pump housing 2, in particular by the housing cover 4, by the bearing support lantern 5 and by the bearing support 6. The containment shell 10 hermetically seals a chamber 12 enclosed by it from the interior space 11.

Eine um eine Drehachse A drehbare Laufradwelle 13 erstreckt sich von einer mittels des Hydraulikgehäuses 3 und des Gehäusedeckels 4 begrenzten Strömungskammer 14 durch eine in dem Gehäusedeckel 4 vorgesehene Öffnung 15 in die Kammer 12.An impeller shaft 13 rotatable about an axis of rotation A extends from a flow chamber 14 delimited by the hydraulic housing 3 and the housing cover 4 through an opening 15 provided in the housing cover 4 into the chamber 12.

An einem innerhalb der Strömungskammer 14 liegenden Wellenende der Laufradwelle 13 ist ein Laufrad 16 befestigt, am gegenüberliegenden Wellenende, ist ein innerhalb der Kammer 12 angeordneter Innenrotor 17 angeordnet. Der Innenrotor 17 ist mit mehreren Magneten 18 bestückt, die an der dem Spalttopf 10 zugewandten Seite des Innenrotors 17 angeordnet sind.An impeller 16 is attached to a shaft end of the impeller shaft 13 located within the flow chamber 14, and an inner rotor 17 is arranged within the chamber 12 at the opposite shaft end. The inner rotor 17 is equipped with several magnets 18, which are arranged on the side of the inner rotor 17 facing the can 10.

Zwischen Laufrad 16 und Innenrotor 17 ist eine mit der um die Drehachse A drehbar antreibbaren Laufradwelle 13 in Wirkverbindung stehende Lageranordnung 19 angeordnet.Between the impeller 16 and the inner rotor 17 there is arranged a bearing arrangement 19 which is operatively connected to the impeller shaft 13 which can be driven to rotate about the axis of rotation A.

Ein nicht dargestellter Antriebsmotor, vorzugsweise ein Elektromotor, treibt eine Antriebswelle 20 an. Die um die Drehachse A drehbar antreibbare Antriebswelle 20 ist im Wesentlichen koaxial mit der Laufradwelle 13 angeordnet. Die Antriebswelle 20 erstreckt sich durch den Lagerdeckel 7 sowie den Lagerträger 6 und ist in zwei in dem Lagerträger 6 untergebrachten Kugellagern 21, 22 gelagert. Am freien Ende der Antriebswelle 20 ist ein mehrere Magnete 23 tragender Außenrotor 24 angeordnet. Die Magnete 23 sind an der dem Spalttopf 10 zugewandten Seite des Außenrotors 24 angeordnet. Der Außenrotor 24 erstreckt sich zumindest teilweise über den Spalttopf 10 und wirkt mit dem Innenrotor 17 zusammen, derart, dass der rotierende Außenrotor 24 mittels magnetischer Kräfte ebenfalls den Innenrotor 17 und somit die Laufradwelle 13 und das Laufrad 16 in eine Rotationsbewegung versetzt.A drive motor (not shown), preferably an electric motor, drives a drive shaft 20. The drive shaft 20, which can be driven to rotate about the axis of rotation A, is arranged essentially coaxially with the impeller shaft 13. The drive shaft 20 extends through the bearing cover 7 and the bearing carrier 6 and is mounted in two ball bearings 21, 22 accommodated in the bearing carrier 6. An outer rotor 24 carrying several magnets 23 is arranged at the free end of the drive shaft 20. The magnets 23 are arranged on the side of the outer rotor 24 facing the containment shell 10. The outer rotor 24 extends at least partially over the containment shell 10 and interacts with the inner rotor 17 in such a way that the rotating outer rotor 24 also sets the inner rotor 17 and thus the impeller shaft 13 and the impeller 16 in a rotational movement by means of magnetic forces.

Der in der 2 perspektivisch dargestellte Spalttopf 10 ist für den Einbau in die beispielhaft für diverse Magnetkupplungspumpenanordnungen in 1 gezeigte Pumpenanordnung 1 vorgesehen. Der Spalttopf 10 weist einen im Wesentlichen zylindrischen Grundkörper 25 mit einer im Wesentlichen koaxial zur Drehachse A gemäß 1 angeordneten Mittellängsachse B auf. Der Grundkörper 25 ist an einer Seite offen und an der der offenen Seite gegenüberliegenden Seite mittels eines im Wesentlichen gewölbten Bodens 26 geschlossen. An der offenen Seite ist ein ringartiger Anschlussflansch 27 angeordnet, der einteilig mit dem Grundkörper 25 ausgebildet ist.The one in the 2 The can 10 shown in perspective is designed for installation in the exemplary for various magnetic coupling pump arrangements in 1 The can 10 has a substantially cylindrical base body 25 with a substantially coaxial to the axis of rotation A according to 1 arranged central longitudinal axis B. The base body 25 is open on one side and closed on the side opposite the open side by means of a substantially curved base 26. On the open side there is arranged a ring-like connecting flange 27 which is formed in one piece with the base body 25.

Der Anschlussflansch 27 weist mehrere sich parallel zur Mittellängsachse B erstreckende Montageöffnungen 28 auf.The connecting flange 27 has a plurality of mounting openings 28 extending parallel to the central longitudinal axis B.

Der Boden 26 wird durch einen im Wesentlichen kugelabschnittförmigen Kalottenbereich 29 und einem außenliegenden, den Übergangsbereich zwischen Grundkörper 25 und Kalottenbereich 29 formenden Krempenbereich 30 gebildet.The base 26 is formed by a substantially spherical segment-shaped dome region 29 and an external rim region 30 forming the transition region between the base body 25 and the dome region 29.

Der Grundkörper 25 weist eine Außenmantelfläche 31 mit einer Vielzahl an Erhebungen 32 auf. Die Außenmantelfläche 31 ist im Wesentlichen wellenförmig mit jeweils einer Vielzahl von Wellenspitzen und Wellentälern ausgebildet. Die Erhebungen 32 sind schrauben- oder spindelartig ausgebildet. In den Erhebungen 32 sind nicht gezeigte Hohlräume vorgesehen. Die Hohlräume können mittels Sensorüberwachung und Steuermodul im Pumpenbetrieb eine Beschädigung des Spalttopfes 10 vor Eintritt des Bruchs detektieren und die Pumpenanordnung 1 in einen gesicherten Zustand überführen.The base body 25 has an outer surface 31 with a large number of elevations 32. The outer surface 31 is essentially wave-shaped, each with a large number of wave peaks and wave troughs. The elevations 32 are designed like screws or spindles. Hollow spaces (not shown) are provided in the elevations 32. The hollow spaces can detect damage to the containment shell 10 before the breakage occurs during pump operation using sensor monitoring and a control module and transfer the pump arrangement 1 to a secure state.

In der dargestellten Ausführungsvariante weist der Anschlussflansch 27 zwölf zylinderförmige Hülsen 33 auf, welche die Montageöffnungen 28 definieren. Durch die Hülsen 33 bzw. Montageöffnungen 28 erstrecken sich in der 1 gezeigte Schrauben 34 zur Befestigung des Spalttopfes 10 am Gehäusedeckel 4.In the embodiment shown, the connecting flange 27 has twelve cylindrical sleeves 33 which define the mounting openings 28. Through the sleeves 33 or mounting openings 28 extend in the 1 shown screws 34 for fastening the containment shell 10 to the housing cover 4.

Ein Anlaufschutz 35, der ein Anstreifen des Außenrotors 24 an die Außenmantelfläche 31 bzw. die Erhebungen 32 des Grundkörpers 25 verhindert, ist als hülsen- oder hohlzylinderartige Struktur ausgebildet, und erstreckt sich vom Anschlussflansch 27 koaxial zur Mittellängsachse B des Spalttopfes 10, also in axialer Richtung, zumindest teilweise über den Grundkörper 25 mit einem definierten radialen Abstand. Boden 26 und Grundkörper 25 mit den Erhebungen 32 sowie Anschlussflansch 27 und Anlaufschutz 35 bilden zusammen eine einstückige Struktur. Die einstückige Struktur wird durch generative Fertigung erzeugt.A tarnish protection 35, which prevents the outer rotor 24 from rubbing against the outer surface 31 or the elevations 32 of the base body 25, is designed as a sleeve-like or hollow cylinder-like structure and extends from the connection flange 27 coaxially to the central longitudinal axis B of the containment shell 10, i.e. in the axial direction, at least partially over the base body 25 with a defined radial distance. The base 26 and base body 25 with the elevations 32 as well as the connection flange 27 and tarnish protection 35 together form a one-piece structure. The one-piece structure is produced by generative manufacturing.

Die Stabilität und die Biegesteifigkeit des Anschlussflansches 27 sowie des Anlaufschutzes 35 werden durch erste Verstärkungen 36 in Kombination mit einem ringförmigen Kragen 37 realisiert. Dazwischen sind erste Aussparungen 38 angeordnet. Die zylinderförmige Hülsen 33 werden durch den ringförmigen Kragen 37 fixiert. Dies erhöht die Steifigkeit und reduziert die zu stützende Fläche, die bei der Herstellung des Spalttopfes 10 für die benötigte Stützstruktur notwendig ist.The stability and the flexural rigidity of the connection flange 27 and the start-up protection 35 are realized by first reinforcements 36 in combination with an annular collar 37. First recesses 38 are arranged in between. The cylindrical sleeves 33 are fixed by the annular collar 37. This increases the rigidity and reduces the area to be supported, which is necessary for the required support structure when producing the containment shell 10.

Der Anlaufschutz 35 umfasst an seinem dem Anschlussflansch 27 abgewandten freien Ende 39 einen Anlaufring 40 mit einer dem Grundkörper 25 zugewandten Anlauffläche 41. Der Anlaufring 40 ist über ein hülsenartiges Verbindungselement 42 mit dem Bereich des Anschlussflansches 27 verbunden. Der Anlaufschutz 35 weist, insbesondere im Bereich des Verbindungselements 42, Aussparungen in Form von Spitzbögen, im weiteren Verlauf der Figurenbeschreibung zweite Aussparungen 43 genannt, und Aussparungen in Form von Rauten, im weiteren Verlauf dritte Aussparungen 44 genannt, auf.The tarnish protection 35 comprises, at its free end 39 facing away from the connecting flange 27, a thrust ring 40 with a thrust surface 41 facing the base body 25. The thrust ring 40 is connected to the area of the connecting flange 27 via a sleeve-like connecting element 42. The tarnish protection 35 has, particularly in the area of the connecting element 42, recesses in the form of pointed arches, referred to as second recesses 43 in the further course of the figure description, and recesses in the form of diamonds, referred to as third recesses 44 in the further course.

Zweite und dritte Aussparungen 43, 44 sind in Kombination mit den Verstärkungen 36 so konzipiert, dass ausreichend metallische Masse zur Abfuhr der Wärme beim Prozess des selektiven Laserschmelzens vorhanden ist, um eine selbststützende Struktur zu erreichen und um gleichzeitig eine ausreichende Steifigkeit der Anordnung zu erreichen. Second and third recesses 43, 44 are designed in combination with the reinforcements 36 so that sufficient metallic mass is available to dissipate the heat during the selective laser melting process in order to achieve a self-supporting structure and at the same time to achieve sufficient rigidity of the arrangement.

3 zeigt eine Detaildarstellung des Spalttopfes 10, insbesondere des Anlaufschutzes 35, mit den zweiten Aussparungen 43 in Form von Spitzbögen und den dritten Aussparungen 44 in Form von Rauten. 3 shows a detailed representation of the containment shell 10, in particular the tarnish protection 35, with the second recesses 43 in the form of pointed arches and the third recesses 44 in the form of diamonds.

Ausgehend von den Verstärkungen 36, die den Übergang des Anschlussflansches 27 zum Anlaufschutz 35, insbesondere zum Verbindungselement 42 bilden, in Richtung freies Ende 39, werden die zweiten Aussparungen 43 an der dem Spitzbogen gegenüberliegenden Seite von dem Anlaufring 40 begrenzt. Zwischen je einem Spitzbogen der zweiten Aussparung 43 sind zur Reduktion des Materialeinsatzes jeweils die dritten, rautenförmigen Aussparungen 44 vorgesehen. Vom Anfang des Spitzbogens zu der Mitte der Seiten der Aussparung 43 wird jeweils ein Winkel α von im Wesentlichen 60° beschrieben. Diese vorteilhafte Struktur zur Kraftleitung ist gleichzeitig sehr vorteilhaft zur Wärmeableitung, auf die im Herstellungsprozess des selektiven Laserschmelzens besonderen Wert gelegt werden muss.Starting from the reinforcements 36, which form the transition from the connecting flange 27 to the start-up protection 35, in particular to the connecting element 42, in the direction of the free end 39, the second recesses 43 are delimited by the start-up ring 40 on the side opposite the pointed arch. The third, diamond-shaped recesses 44 are provided between each pointed arch of the second recess 43 to reduce the use of material. An angle α of essentially 60° is described from the beginning of the pointed arch to the middle of the sides of the recess 43. This advantageous structure for force conduction is also very advantageous for heat dissipation, which must be given particular importance in the manufacturing process of selective laser melting.

Die 4 zeigt skizzenhaft wie der Außenrotor 24 und der Spalttopf 10 mit Grundkörper 25 und Anlaufring 40 zueinander angeordnet sind. Während des Betriebs dreht sich das freie Ende des Außenrotors 24 zwischen dem Anlaufring 40 und dem Grundkörper 25. Der Außenrotor 24 weist im Bereich des Anlaufrings 40 einen Bereich 44 mit einem verminderten Außendurchmesser auf. Der sich daran axial anschließende Bereich 45 weist einen Außendurchmesser auf, der im Wesentlichen dem Außendurchmesser des Anlaufrings 40 entspricht. Dadurch entsteht eine radiale Rücknehmung 46, in die der Anlaufring 40 eingreift.The 4 shows in sketch form how the outer rotor 24 and the containment shell 10 with base body 25 and thrust ring 40 are arranged relative to each other. During operation, the free end of the outer rotor 24 rotates between the thrust ring 40 and the base body 25. The outer rotor 24 has a region 44 with a reduced outer diameter in the region of the thrust ring 40. The region 45 axially adjoining thereto has an outer diameter that essentially corresponds to the outer diameter of the thrust ring 40. This creates a radial recess 46 into which the thrust ring 40 engages.

Der ringförmige Anlaufring 40 weist am freien Ende eine Fase 47 auf, wodurch der Eingriff besonders filigran gestaltet ist und bei der Herstellung mittels selektiven Laserschmelzens Material für die Stützstruktur eingespart wird. Im Falle eines brüchigen Wälzlagers 20, 22 kann der Außenrotor 24 vom Anlaufschutz 40 gestützt werden, wodurch ein Bruch des Spalttopfes 10 durch einen ungeführten Außenrotor 24 vermieden werden kann.The annular thrust ring 40 has a bevel 47 at the free end, which makes the engagement particularly delicate and saves material for the support structure during production by means of selective laser melting. In the case of a brittle rolling bearing 20, 22, the outer rotor 24 can be supported by the thrust protection 40, which can prevent the containment shell 10 from breaking due to an unguided outer rotor 24.

In 5 ist eine perspektivische Darstellung der einstückigen Struktur des Spalttopfes 10 mit Anlaufschutz 35 und Anschlussflansch 27 in der Ausführung für kleine Spalttöpfe 10 gezeigt. Gegenüber der Darstellung in 2 verjüngt sich der Anlaufschutz 35 deutlich und weist zusätzliche, rippenartige zweite Verstärkungen 48 auf. Die Verstärkungen 48 weisen zur Reduktion des Materialeinsatzes zusätzliche, vierte Aussparungen 49 genannte Durchbrüche auf, die rautenförmig ausgebildet sind. Neben den zweiten Aussparungen 43 sind in dieser Ausführungsvariante weitere, fünfte Aussparungen 50 vorgesehen, die als Doppelspitzbögen ausgebildet sind. Die hier rautenartig ausgebildeten Aussparungen 49 können aber auch beliebige andere Formen, z. B. Kreise, Rechtecke usw. aufweisen.In 5 is a perspective view of the one-piece structure of the containment shell 10 with start-up protection 35 and connection flange 27 in the version for small containment shells 10. Compared to the illustration in 2 the tarnish protection 35 tapers significantly and has additional, rib-like second reinforcements 48. To reduce the use of material, the reinforcements 48 have additional openings called fourth recesses 49, which are diamond-shaped. In addition to the second recesses 43, this design variant also provides further, fifth recesses 50, which are designed as double pointed arches. The diamond-shaped recesses 49 here can also have any other shape, e.g. circles, rectangles, etc.

Wie in den 2 und 5 dargestellt, weist das freie Ende 39 des Anlaufschutzes 35 eine Stützstrukturfläche 51 auf, die eine ringförmige Fläche für eine während der Herstellung mittels eines additiven Verfahrens benötigte Stützstruktur auf. Die Stützstruktur wird während des Fertigungsprozesses erstellt und danach wieder entfernt, sodass lediglich die Stützstrukturfläche 51 zurückbleibt. Die Fläche ist möglichst klein, um bei Verwendung des selektiven Laserschmelzens erforderliches Stütz- oder Supportmaterial gering zu halten. Eine weitere Stützstrukturfläche 52 ist am Kragen 37 vorgesehen.As in the 2 and 5 As shown, the free end 39 of the tarnish protection 35 has a support structure surface 51, which is an annular surface for a support structure required during production using an additive process. The support structure is created during the manufacturing process and then removed again so that only the support structure surface 51 remains. The surface is as small as possible in order to keep the amount of support material required when using selective laser melting to a minimum. A further support structure surface 52 is provided on the collar 37.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 10 2004 003 400 A1 [0005]
EP 0 814 268 A1 [0006]
DE 10 2014 214 929 A1 [0007]
DE 10 2013 208 460 A1 [0008]
DE 10 2013 007 849 A1 [0009]

Claims

Pump arrangement (1), in particular a magnetic coupling pump arrangement, with - an interior space (11) formed by a pump housing (2) of the pump arrangement (1), - a containment shell (10) which hermetically seals a chamber (12) enclosed by it from the interior space (11) formed by the pump housing (2), - a connection flange (27) formed on the containment shell (10) for fastening to the pump housing (2) or to a component assigned to the pump housing (2), in particular a housing cover (4), - an impeller shaft (13) which can be driven to rotate about an axis of rotation (A), - an impeller (16) arranged at one end of the impeller shaft (13), - an inner rotor (17) arranged at the other end of the impeller shaft (13), and - an outer rotor (24) which interacts with the inner rotor (17), characterized in that the connection flange (27) has a start-up protection (35).

Pump arrangement according to claim 1 , characterized in that the connecting flange (27) has first recesses (38).

Pump arrangement according to claim 1 or 2 , characterized in that the tarnish protection (35) is designed as a substantially cylindrical structure.

Pump arrangement according to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that the tarnish protection (35) has second recesses (43) in the form of pointed arches.

Pump arrangement according to one of the Claims 1 until 4 , characterized in that the tarnish protection (35) has third recesses (44) in the form of diamonds.

Pump arrangement according to one of the Claims 1 until 4 , characterized in that the tarnish protection (35) has at least one annular support structure surface (51, 52).

Pump arrangement according to claim 5 , characterized in that the at least one annular tarnish protection (51) has a chamfer (47).

Pump arrangement according to one of the Claims 1 until 6 , characterized in that the tarnish protection (35) has reinforcements (36, 48).

Pump arrangement according to one of the Claims 1 until 7 , characterized in that the containment shell (10), the connecting flange (27) and the start-up protection (35) are designed as a one-piece structure.

Pump arrangement according to one of the Claims 1 until 8 , characterized in that the tarnish protection (35) is made of a metallic material.

Method for producing a pump arrangement (1), characterized in that the one-piece structure of the containment shell (10), the connecting flange (27) and the start-up protection (35) is produced by selective action of energetic radiation on powder layers applied in layers.

Use of a pump arrangement (1) with a start-up protection (35) as protection against destruction of the containment shell (10) and against leakage of medium into the environment.