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WO2018166969A1 - Pump assembly - Google Patents

Pump assembly Download PDF

Info

Publication number
WO2018166969A1
WO2018166969A1 PCT/EP2018/056080 EP2018056080W WO2018166969A1 WO 2018166969 A1 WO2018166969 A1 WO 2018166969A1 EP 2018056080 W EP2018056080 W EP 2018056080W WO 2018166969 A1 WO2018166969 A1 WO 2018166969A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
drive motor
pump unit
valve element
control device
unit according
Prior art date
Application number
PCT/EP2018/056080
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Thomas Blad
Peter Mønster
Original Assignee
Grundfos Holding A/S
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Grundfos Holding A/S filed Critical Grundfos Holding A/S
Priority to CN201880018500.4A priority Critical patent/CN110418895B/en
Priority to US16/493,211 priority patent/US20200072227A1/en
Publication of WO2018166969A1 publication Critical patent/WO2018166969A1/en

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D15/00Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems
    • F04D15/0066Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems by changing the speed, e.g. of the driving engine
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D13/00Pumping installations or systems
    • F04D13/02Units comprising pumps and their driving means
    • F04D13/021Units comprising pumps and their driving means containing a coupling
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D13/00Pumping installations or systems
    • F04D13/02Units comprising pumps and their driving means
    • F04D13/06Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • F04D13/0606Canned motor pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D15/00Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems
    • F04D15/02Stopping of pumps, or operating valves, on occurrence of unwanted conditions
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D15/00Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems
    • F04D15/02Stopping of pumps, or operating valves, on occurrence of unwanted conditions
    • F04D15/0209Stopping of pumps, or operating valves, on occurrence of unwanted conditions responsive to a condition of the working fluid
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/42Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/426Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for liquid pumps
    • F04D29/4293Details of fluid inlet or outlet
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D15/00Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems
    • F04D15/0005Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems by using valves
    • F04D15/0016Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems by using valves mixing-reversing- or deviation valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2220/00Components of central heating installations excluding heat sources
    • F24D2220/02Fluid distribution means
    • F24D2220/0207Pumps

Definitions

  • the invention relates to a pump unit with an electric drive motor, at least one impeller rotatably driven by the electric drive motor and a control device which controls the drive motor.
  • a control device which controls the drive motor.
  • it is known to drive the drive motor via a control device with a frequency converter, so that the drive motor can be adjusted in its speed and regulated.
  • the speed range over which the speed is variable is limited.
  • the pump unit according to the invention has an electric drive motor and at least one impeller driven in rotation therewith.
  • the impeller may be connected in a known manner with the rotor of the drive motor.
  • the rotor is particularly preferably a permanent magnet rotor.
  • the drive motor as a wet-running electric drive motor with a split tube or split pot, which separates the rotor space from the stator, is formed. That is, the rotor preferably rotates in the fluid to be delivered by the pump unit.
  • the pump unit may preferably be designed as a circulating pump unit and more preferably as a heating circulation pump unit.
  • the control device of the drive motor which controls the drive motor and in particular controls the energization of stator coils in the stator of the drive motor, is designed such that it selectively drives the drive motor in at least one first or in a second operating mode.
  • the first mode is a conventional mode in which the drive motor is controlled by the controller such that the rotor of the drive motor rotates continuously over a plurality of revolutions. In this mode, the impeller is driven to produce the pressure and flow desired to operate the pump set.
  • the control device controls the drive motor in such a way that the rotor of the drive motor is moved only stepwise in at least one selected, in particular adjustable angle step, wherein these angular steps are preferably less than 360 degrees.
  • This rotation in at least one selected angular step serves to rotate the rotor to a desired angular position.
  • the drive motor in the second operating mode to take on additional drive functions and, in particular, actuating functions, as might otherwise be assumed, for example, by stepper motors.
  • the drive motor in the pump unit in addition to the drive of the impeller other functions, in particular control functions for moving other components take over, which only need to be moved over smaller ways.
  • the control device is designed such that the drive motor in the first operating mode rotates at a higher angular speed than in the second operating mode. This is advantageous for drive and positioning functions in which smaller movements are to be carried out with greater accuracy.
  • the control device is further preferably configured such that in the first operating mode, the drive motor is adjustable in its rotational speed and preferably controllable.
  • the drive motor in its control device preferably have a frequency converter, via which the speed of the drive motor is variable.
  • the control device is also preferably designed so that the drive motor is controlled in the second mode by the control device in an open loop, that is in the so-called open-loop operation, in which no position control is performed in the energization of the stator coils.
  • the induced reverse voltage (back-EMF) is not used in the control or regulation in open loop operation.
  • This control makes it possible to turn the drive motor at specific angles in a targeted manner by energizing the coils in the stator.
  • the stator can be provided in a known manner with a plurality of stator poles and associated stator coils, which are designed, for example, for three-phase operation.
  • the control device is designed such that in the second operating mode, the drive motor is controlled by the control device with a frequency ⁇ 10 hertz. That is, the stator coils are supplied with voltage or current with a frequency ⁇ 10 Hertz. Alternatively or additionally, a higher motor current than in the first mode is used. Thus, in the operating mode, a motor current can be used or For example, the stator coils can be supplied with a current which corresponds to two to four times the nominal current for which the drive motor is designed. Optionally, the current may also be higher than four times the nominal current. It is essentially only limited by the fact that no demagnetization of the rotor may occur.
  • control device is designed such that the number and / or the size of the individual angular steps in which the rotor is moved in the second operating mode are selectable. So it is possible to rotate the rotor targeted to a desired angular position.
  • control device selectively energizes the individual stator coils.
  • control device can be configured such that it controls the drive motor so that its direction of rotation in the second operating mode is opposite to the direction of rotation in the first operating mode. This makes it easier to use the different operating modes for different applications, since, in addition to the impeller, for example, further components could be coupled to the rotor via a direction-dependent coupling, so that in one direction of rotation only the rotor is driven, while in the other direction of rotation , which is preferably used in the second mode, even a further coupled component could be moved.
  • the pump unit preferably has a further movable component, which is coupled in addition to the at least one rotor via a releasable coupling with the rotor of the drive motor.
  • the coupling can act directly on the rotor, on a rotor shaft connected to the rotor or on the impeller, which is arranged rotationally fixed on the rotor shaft.
  • the at least one further movable component may for example be a valve element, wherein the valve element is preferably part of a mixing and / or switching valve.
  • Such a changeover valve can be, for example, a changeover valve which is used in a heating system in order to switch over the flow path between a heating circuit and a service water heat exchanger.
  • a mixing valve may for example be a mixing valve, as used in a heating system for the application to regulate the flow temperature of the heating medium by mixing in cooled heating medium.
  • the described coupling for coupling the at least one further movable component is preferably detachable depending on the direction of rotation, so that in one direction of rotation the additional component can be moved in the manner described while in the opposite direction of rotation, which is preferably used in the first mode, the
  • the impeller can rotate in normal operation and can perform a pumping function without being disturbed.
  • the impeller may have blades, which are adapted to these preferred for normal operation direction of rotation.
  • the mentioned coupling can be further preferably formed on a front end of the rotor shaft of the rotor.
  • the component to be moved then has a corresponding mating coupling, which can engage with this coupling.
  • the additional movable component is preferably also rotatable and more preferably rotatable about the same axis as the rotor shaft.
  • the coupling at the front end of the rotor shaft may in particular have a sawtooth profile, that is to say have a sawtooth profile in a development in the circumferential direction.
  • this profile has two slopes whose axially projecting end edges extend transversely to the axis of rotation of the rotor shaft along a diameter line.
  • engagement surfaces are created which lie in a plane parallel to the axis of rotation and to the diameter of the rotor shaft. extend. Facing away from these engagement surfaces, starting from the end edges of the profile, the bevels or wedge surfaces may extend, which in the opposite direction of rotation cause the clutch is pressed out of engagement. This disengagement occurs then by an axial displacement of the counter-coupling and / or the coupling on the rotor shaft.
  • the additionally rotationally moving component is a valve element, which is designed and arranged such that it can be moved in rotation between at least two switching positions.
  • the axis of rotation of the valve element is preferably aligned with the axis of rotation of the drive motor. This allows a simple construction of the coupling described.
  • the valve element is preferably additionally axially displaceable along its axis of rotation, wherein the axial displacement of the valve element, for example, a coupling, as described above, can be disengaged.
  • the valve element is arranged in the pump unit such that it has a pressure surface on which an output side of the at least one impeller prevails pressure. That is, the pressure surface preferably adjoins the pressure space in which the impeller rotates. Furthermore, the valve element is preferably movably mounted in a direction transverse to the pressure surface between an abutment position in which it bears against at least one abutment surface and a released position in which it is detached or spaced from the abutment surface.
  • the movement path, along which the valve element is movable between the adjacent position and the released position preferably differs from the movement path between the at least two switching positions of the valve element.
  • Switzerland ⁇ is the valve element along the axis of rotation about which it is movable between the switching positions, axially movable.
  • a restoring or biasing element which generates a restoring force, which is directed opposite to the pressure force generated by the pressure on the pressure surface.
  • a return element may for example be a spring.
  • the return element is preferably arranged so that the restoring force generated presses the valve element in the released position.
  • the valve element In the released position, the valve element is preferably substantially freely movable and in particular rotatable, so that it can be moved easily between its switching positions. In the adjacent position, however, the valve element is preferably held non-positively and / or positively on the contact surface, so that it is fixed in its assumed switching position.
  • the at least one contact surface may preferably be a sealing surface at the same time.
  • the pump unit according to the invention makes it possible to drive the drive motor according to a novel method, which is also the subject of the invention.
  • the second operating mode is preferably used to move an additional component, in particular a valve element, into a desired position, in particular a desired angular position with respect to a rotation axis.
  • the open-loop operation is used to control the drive motor.
  • the rotor and the rotatable valve Elemen ⁇ provided a direction-dependent coupling, as described above.
  • the coupling is designed so that it engages in at least one angular position, in the embodiment described above in two angular positions offset by 180 °. Since, in normal operation in the first operating mode, the clutch is disengaged in the manner described above by the pressure prevailing in the pressure chamber, it is not certain when changing to the second operating mode that the valve element has not shifted slightly.
  • the drive motor is not rotated exactly in the angular position in which he was at the last time the end of the second mode of operation, but in an angular position moves, which is set back by a certain amount.
  • this orientation of the rotor initially takes place in an angular position slightly before the angular position in which the rotor was located when the second operating mode was last taken out of operation. This ensures that in the further rotation, the clutch engages in any case and the valve element is moved in the desired manner.
  • the rotor is then rotated by the control device by corresponding energization of the stator coils in the manner described above in exactly the desired new angular position.
  • This is preferably time-controlled in that the stator is supplied with a predetermined frequency for a period of time determined by the control device, the frequency preferably being in the very low range mentioned above.
  • the valve element in the achieved Switch position is held.
  • FIG. 1 is an exploded view of the centrifugal pump assembly according to a ninth embodiment of the invention.
  • FIG. 2 is a perspective view of the Kreiselpumpenaggrega- tes of FIG. 1 with removed pump housing and valve element,
  • FIG. 3 shows a perspective view of the motor shaft of the centrifugal pump assembly according to FIGS. 1 and 2 and of the coupling part of the valve element
  • FIG. 4 shows a sectional view of the centrifugal pump assembly according to FIG
  • FIG. 5 shows a sectional view according to FIG. 4 with the valve element in a second position
  • FIG. 7 shows a view according to FIG. 6 with the valve element in a second switching position
  • FIG. 8 shows a view according to FIGS. 6 and 7 with the valve element in a third switching position
  • FIG. 9 schematically shows the hydraulic construction of a heating system with a centrifugal pump assembly according to FIGS. 1 to 8, FIG.
  • FIG. 10 is an exploded view of a centrifugal pump assembly according to a second embodiment of the invention.
  • Hg. 1 1 is a perspective view of the open valve element of the centrifugal pump assembly of FIG. 10,
  • FIG. 12 is a perspective view of the closed valve element of FIG. 1 1,
  • Fig. 13 is a sectional view of the centrifugal pump assembly according to
  • FIG. 14 shows a sectional view according to FIG. 13 with the valve element in a second position
  • Fig. 15 is a plan view of the open pump housing of
  • FIGS. 10 to 14 Centrifugal pump assemblies according to FIGS. 10 to 14 with the valve element in a first switching position
  • FIG. 16 a view according to FIG. 15 with the valve element in a second switching position
  • 17 shows a view according to FIGS. 15 and 16 with the valve element in a third switching position
  • FIG. 18 is a view according to FIGS. 15 to 17 with the valve element in a fourth switching position and FIG. 19 is a schematic view of the hydraulic structure of a heating system with a centrifugal pump assembly according to FIGS
  • centrifugal pump assembly according to the invention described in the following description relate to applications in heating and / or air conditioning systems in which a liquid heat carrier, in particular water, is circulated by the centrifugal pump unit.
  • the centrifugal pump assembly has a motor housing 2, in which an electric drive motor is arranged.
  • This has in known manner a stator 4 and a rotor 6, which is arranged on a rotor shaft 8.
  • the rotor 6 rotates in a rotor space, which is separated from the stator space in which the stator 4 is arranged by a split tube or a split pot 10. That is, it is a wet-running electric drive motor.
  • the motor housing 2 is connected to a pump housing 12, in which a rotatably connected to the rotor shaft 8 impeller 14 rotates.
  • an electronics housing 16 is arranged, which controls an electronic control device 17 for controlling the electric drive motor in the pump housing 2 includes.
  • the electronics housing 1 6 could be arranged in a corresponding manner also on another side of the stator housing 2.
  • a movable valve element 18 is arranged in the pump housing 12.
  • This valve element 18 is rotatably mounted on an axis 20 in the interior of the pump housing 12, in such a way that the axis of rotation of the valve element 18 is aligned with the axis of rotation X of the impeller 14.
  • the axis 20 is rotatably fixed to the bottom of the pump housing 12.
  • the valve element 18 is not only rotatable about the axis 20, but by a certain amount in the longitudinal direction X movable. In one direction, this linear mobility is limited by the pump housing 12, against which the valve element 18 abuts with its outer circumference.
  • the valve element 18 separates in the pump housing 12 a suction chamber 24 from a pressure chamber 26.
  • a suction chamber 24 In the pressure chamber 26 rotates the impeller 14.
  • the pressure chamber 26 is connected to the pressure port or discharge nozzle 27 of the centrifugal pump assembly, which forms the outlet of the centrifugal pump assembly.
  • a mechanical coupling between the drive motor and the valve element is provided, wherein in these embodiments, the drive motor of the control device 1 7 in two different operating modes or operating modes can be controlled.
  • a first operating mode which corresponds to the normal operation of the circulating pump unit
  • the drive motor rotates in a conventional manner with a desired speed, which can be set in particular by the control device 17.
  • the second operating mode the drive motor is activated in open-loop mode, so that the rotor can be rotated stepwise in individual predetermined by the controller 17 angular steps, which are smaller than 360 °, can be rotated.
  • the drive motor in the manner of a stepping motor can be moved in individual steps, which is used in these embodiments, the valve element targeted to move in small angular increments in a defined position, as will be described below.
  • a mixing valve is integrated in the pump housing 2, as can be used, for example, to set the temperature for underfloor heating.
  • the motor housing 2 with the electronics housing 16 corresponds to the embodiment described above.
  • the pump housing 12 has, in addition to the pressure port 27, two suction-side ports 32 and 34 which open at the bottom of the pump housing 12 in inputs 28 and 30, which are located in a plane transverse to the axis of rotation X.
  • the valve element 18 is drum-shaped and consists of a pot-shaped lower part 76, which is closed on its side facing the impeller 14 by a cover 78. In the central region of the lid 78, a suction opening 36 is formed. The suction opening 36 is in engagement with the suction mouth 38 of the impeller 14.
  • the valve element 18 is rotatably mounted on an axle 20, which is arranged in the bottom of the pump housing 12. The axis of rotation of the valve element 18 corresponds to the axis of rotation X of the rotor shaft 8.
  • the valve element 18 is also axially displaceable along the axis X and is pressed by a spring 48 in the rest position shown in Fig.
  • valve element 18 in a dissolved Position is in which the lower part 76 is not applied to the bottom of the pump housing 12, so that the valve element 18 is substantially free to the axis 20 is rotatable.
  • the front end of the rotor shaft 8 which is designed as a coupling 108.
  • the clutch 108 engages with a counter-coupling 1 10, which is arranged non-rotatably on the valve element 18 in engagement.
  • the coupling 108 has tapered coupling surfaces, which essentially describe a sawtooth profile along a circumferential line in such a way that torque transmission from the coupling 108 to the counter-coupling 110 is possible only in one direction of rotation, namely in the direction of rotation A in FIG. 3.
  • the direction of rotation B is the direction of rotation in which the pump unit is driven in normal operation.
  • the direction of rotation A is used for targeted adjustment of the valve element 18. That is, here is a direction of rotation dependent coupling is formed.
  • the counter-coupling 1 10 of the clutch 108 by the pressure in the pressure chamber 26 is disengaged. If the pressure in the pressure chamber 26 increases, a pressure force acting on the cover 78 which opposes and exceeds the spring force of the spring 48, so that the valve element 18 is pressed into the abutting position, which is shown in Fig. 4.
  • the lower part 76 rests on the bottom side of the pump housing 12, so that on the one hand the valve element 18 is frictionally held and on the other hand a tight contact is achieved, which seals the pressure and the suction side against each other in the manner described below.
  • the suction port 32 opens at the inlet 28 and the suction port 34 opens at the inlet 30 in the bottom of the pump housing 12 in the interior, that is, the suction chamber 24 into it.
  • the lower part 76 of the valve element 18 has in its bottom a bow-shaped opening 1 12, which extends substantially over 90 °.
  • Fig. 6 shows a first switching position, in which the opening 1 12th only the input 30 is covered, so that a flow path is given only from the suction port 34 to the suction port 36 and thus to the suction port 38 of the impeller 14.
  • the second input 28 is sealed by the voltage applied in its peripheral region bottom of the valve element 18.
  • Fig. 8 shows the second switching position in which the opening 1 12 covers only the input 28, while the input 30 is closed.
  • FIG. 7 now shows an intermediate position in which the opening 1 12 covers both inputs 28 and 30, wherein the input 30 is only partially released.
  • a mixing ratio between the flows from the inputs 28 and 30 can be changed.
  • about the stepwise adjustment of the rotor shaft 8 and the valve element 18 can be adjusted in small steps to change the mixing ratio.
  • Such functionality may be used, for example, in a hydraulic system as shown in FIG.
  • the centrifugal pump assembly with the integrated valve, as described above, characterized by the dashed line 1 is marked.
  • the hydraulic circuit has a heat source 1 14 in the form of, for example, a gas boiler, whose output opens into, for example, the suction port 34 of the pump housing 12.
  • a floor heating circuit 1 1 6 connects to the pressure port 27 of the centrifugal pump assembly 1, whose return is connected both to the input of the heat source 1 14 and to the suction port 32 of the centrifugal pump unit.
  • a further heating circuit 120 can be supplied with a heat carrier, which has the output-side temperature of the heat source 1 14.
  • the floor heating circuit 1 1 6, however, can be regulated in its flow temperature in such a way that cold water from the return to the hot water on the output side of the heat 14 is mixed by changing the opening ratios of the inputs 28 and 30 in the manner described above, the mixing ratio can be changed by rotation of the valve element 18h.
  • the second embodiment according to FIGS. 10 to 19 shows a centrifugal pump unit which, in addition to the above-described mixer functionality, also has a switching functionality for the additional supply of a secondary heat exchanger for heating service water.
  • the bearing and the drive of the valve element 18i in this embodiment are the same as in the ninth embodiment.
  • valve element 18i in addition to the opening 1 12 a passage 122 which extends from an opening 124 in the lid 78i to an opening in the bottom of the lower part 76i and thus connects the two axial ends of the valve element 18i together , Furthermore, in the valve element 18i, an arcuate bypass opening 126, which is open only to the underside, that is, to the bottom of the lower part 76i and thus to the suction chamber 24, is formed, which is closed to the pressure chamber 26 by the cover 78i.
  • the pump housing 12 has, in addition to the pressure port 27 and the two previously described suction ports 34 and 32, a further port 128.
  • the connection 128 opens into an inlet 130 in the bottom of the circulating pump unit 12 in addition to the inputs 28 and 30 into the suction chamber 24.
  • the opening 12 lies above the inlet 130, so that a flow connection is created from the connection 128 to the suction opening 36 and via this into the suction mouth 38 of the impeller 14.
  • a further switching position which shows Fig. 17, the opening 1 12 is located above the input 30, so that in turn a flow connection from the suction port 34 is given to the suction port 38 of the impeller 14.
  • a partial overlap of the opening 124 and the through hole 122 with the input 28 takes place, so that a connection between the pressure chamber 26 and the suction port 32 is made, which acts as a pressure port.
  • the bypass opening 126 simultaneously covers the input 130 and a part of the input 28, so that a connection is also provided from the terminal 128 via the input 130, the bypass opening 126 and the input 28 to the terminal 32.
  • FIG. 18 shows a fourth switching position in which the through-channel 122 completely covers the input 28, so that the connection 32 is connected to the pressure space 26 via the through-channel 122 and the opening 124.
  • the bridging opening 126 only covers the entrance 130.
  • the opening 12 also covers the entrance 30.
  • Such a centrifugal pump unit can be used, for example, in a heating system as shown in FIG. There, the dashed line bounds the centrifugal pump unit 1, as has just been described with reference to FIGS. 10 to 18.
  • the heating system in turn has a primary heat exchanger or a heat source 1 14, which may be, for example, a gas boiler.
  • the flow path runs in a first heating circuit 120, which may be formed for example by conventional radiators or radiators.
  • a flow path branches off to a secondary heat exchanger 56 for heating service water.
  • the heating system further comprises a floor heating circuit 1 1 6.
  • the returns of the heating circuit 120 and the floor heating circuit 1 1 6 open into the suction port 34 on the pump housing 12.
  • the return from the secondary heat exchanger 56 opens into the port 128, which, as will be described below, offers two functionalities.
  • the connection 32 of the pump housing 12 is connected to the flow of the floor heating circuit 1 1 6.
  • valve element 18i When the valve element 18i is in the first switching position shown in FIG. 15, the impeller 14 conveys liquid from the suction port 34 via the pressure port 27 through the heat source 140 and the heating circuit 120 and back to the suction port 34 If the valve element 18i in the second switching position, which is shown in FIG. 16, the system is switched to service water operation, in this state, the pump unit or the impeller 14 delivers fluid from the port 128, which serves as a suction port, through the pressure port 27 , Via the heat source 1 14 through the secondary heat exchanger 56 and back to the terminal 128. If the valve element 18i in the third switching position, which is shown in Fig. 1 7, in addition the floor heating circuit 1 1 6 is supplied.
  • the water flows into the suction mouth 38 of the impeller 14 and is conveyed via the pressure connection 27 via the heat source 14 in the manner described by the first heating circuit 120.
  • the liquid emerges on the output side of the impeller 14 from the pressure chamber 26 into the opening 124 and through the through-passage 122 and thus flows to the terminal 32 and via this into the underfloor heating circuit 16.
  • liquid flows via the connection 128 and the inlet 130 into the connection 32 at the same time via the bridging opening 126. That is to say, water flows through the heat exchanger 14 through the secondary heat exchanger 26 and the connection 128 to the terminal 32.
  • Fig. 18 shows a switching position in which the admixture is switched off and the terminal 32 is exclusively in communication with the pressure chamber 26 directly. In this condition, the water in the floor circle 1 1 6 is conveyed in a circle without heat supply.
  • the rotor 6 is preferably initially positioned in the second operating mode when the control unit 17 is changed again so that the control device 17 Rotor 6 by appropriate control of the stator 4 is not quite up to the stored angular position rotates, but preferably shortly before stops. Ie. In a first step, when the second operating mode is started, the rotor 6 is rotated into a previously stored angular position or into an angular position which is slightly ahead of the last stored angular position in the direction of rotation.
  • the rotor can be rotated together with the valve element 18, 18i into a desired second angular position, wherein the control device 17 controls the stator 6 in such a way that the rotor 6 rotates exactly at the desired angle in this second mode of operation.
  • the counter coupling 1 10 is taken over the clutch 108, so that the valve element 18, 18i is then rotated to the desired angular position.
  • the rotor 6 is stopped and the controller 17 switches back to the first mode or the first mode of operation and starts the rotor 6 in the opposite direction of rotation, so that the clutch 108 of the counter-clutch 1 10 can disengage and incidentally by the axial displacement of the valve element 18, 18i by the pressure generated in the pressure chamber 26, the clutch 108 and the counter-coupling 1 10 completely disengage and the valve element 18, 18i is held by engagement with the bottom of the pump housing 12 in the switching position reached.
  • the coupling 108 has two slopes or wedge surfaces 132 which extend from two end edges 134, which in Substantially in the diametrical direction with respect to the axis of rotation X run.
  • engagement surfaces 136 extend, which extend essentially in a plane which is spanned by the rotation axis X and a diameter line to this rotation axis X.
  • the mating coupling 10 has a web-shaped projection 138 extending in the diameter direction with respect to the axis of rotation X, which protrudes in the axial direction and has two substantially mutually parallel side surfaces, which in turn extend in planes which are essentially of the diameter line and the axis of rotation X. or be clamped to these parallel axes.
  • the side surfaces of the projection 138 engage the engagement surfaces 136 when the clutch is engaged.
  • the pump housing 12 is integrally formed.
  • the pump housing can also be designed in several parts.
  • a separate from the pump housing valve housing may be provided, in which the valve element described is arranged, while in the pump housing, only the impeller is arranged.
  • Such a valve and pump housing can be connected to each other in a suitable manner.

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Abstract

The invention relates to a pump assembly with an electric drive motor, at least one impeller (14) which is rotated by the electric drive motor, and a controller (17) which actuates the drive motor. The controller (17) is designed to selectively actuate the drive motor in at least one first or second operating mode. In the first operating mode, the drive motor is controlled by the controller (17) such that a rotor (6) of the drive motor is continuously rotated, and in the second operating mode, the drive motor is controlled by the controller (17) such that the rotor (6) of the drive motor is moved incrementally in selected angular steps of preferably less than 360°.

Description

Pumpenaggregat  pump unit
Beschreibung description
[Ol ] Die Erfindung betrifft ein Pumpenaggregat mit einem elektrischen Antriebsmotor, zumindest einem von dem elektrischen Antriebsmotor drehend angetriebenen Laufrad sowie einer Steuereinrichtung, welche den Antriebsmotor ansteuert. [02] In modernen Pumpenaggregaten ist es bekannt, den Antriebsmotor über eine Steuereinrichtung mit einem Frequenzumrichter anzusteuern, sodass der Antriebsmotor in seiner Drehzahl einstell- und regelbar ist. Allerdings ist der Geschwindigkeitsbereich, über den die Drehzahl veränderbar ist, begrenzt. [03] Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Pumpenaggregat mit einem elektrischen Antriebsmotor dahingehend zu verbessern, dass der Antriebsmotor über einen größeren Drehzahlbereich einstellbar bzw. antreibbar ist. The invention relates to a pump unit with an electric drive motor, at least one impeller rotatably driven by the electric drive motor and a control device which controls the drive motor. In modern pump units, it is known to drive the drive motor via a control device with a frequency converter, so that the drive motor can be adjusted in its speed and regulated. However, the speed range over which the speed is variable is limited. [03] It is an object of the invention to improve a pump unit with an electric drive motor to the effect that the drive motor can be set or driven over a larger speed range.
[04] Diese Aufgabe wird durch ein Pumpenaggregat mit den in An- spruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren. [04] This object is achieved by a pump unit having the features specified in claim 1. Preferred embodiments will become apparent from the subclaims, the following description and the accompanying figures.
[05] Das erfindungsgemäße Pumpenaggregat weist einen elektrischen Antriebsmotor auf sowie zumindest ein von diesem drehend an- getriebenes Laufrad. Dazu kann das Laufrad in bekannter Weise mit dem Rotor des Antriebsmotors verbunden sein. Der Rotor ist besonders bevorzugt ein Permanentmagnetrotor. Weiter bevorzugt ist der An- triebsmotor als nasslaufender elektrischer Antriebsmotor mit einem Spaltrohr bzw. Spalttopf, welcher den Rotorraum vom Statorraum trennt, ausgebildet. Das heißt, der Rotor rotiert vorzugsweise in der von dem Pumpenaggregat zu fördernden Flüssigkeit. Das Pumpenaggregat kann vorzugsweise als Umwälzpumpenaggregat und weiter bevorzugt als ein Heizungsumwälzpumpenaggregat ausgebildet sein. [05] The pump unit according to the invention has an electric drive motor and at least one impeller driven in rotation therewith. For this purpose, the impeller may be connected in a known manner with the rotor of the drive motor. The rotor is particularly preferably a permanent magnet rotor. Further preferred is the drive motor as a wet-running electric drive motor with a split tube or split pot, which separates the rotor space from the stator, is formed. That is, the rotor preferably rotates in the fluid to be delivered by the pump unit. The pump unit may preferably be designed as a circulating pump unit and more preferably as a heating circulation pump unit.
[06] Erfindungsgemäß ist die Steuereinrichtung des Antriebsmotors, welche den Antriebsmotor ansteuert und insbesondere die Bestromung von Statorspulen im Stator des Antriebsmotors steuert, derart ausgebil- det, dass sie den Antriebsmotor wahlweise in zumindest einer ersten oder in einer zweiten Betriebsart ansteuert. Dabei ist die erste Betriebsart eine herkömmliche Betriebsart, bei welcher der Antriebsmotor von der Steuereinrichtung derart gesteuert wird, dass der Rotor des Antriebsmotors kontinuierlich über eine Vielzahl von Umdrehungen rotiert. In die- ser Betriebsart wird das Laufrad so angetrieben, dass es den für den Betrieb des Pumpenaggregates gewünschten Druck und Durchfluss erzeugt. In der zweiten Betriebsart hingegen steuert die Steuereinrichtung den Antriebsmotor derart an, dass der Rotor des Antriebsmotors nur schrittweise in zumindest einem gewählten, insbesondere einstellba- ren Winkelschritt weiterbewegt wird, wobei diese Winkelschritte vorzugsweise kleiner als 360 Grad ist. Diese Drehung in zumindest einem gewählten Winkelschritt dient dazu, den Rotor in eine gewünschte Winkelstellung zu drehen. Dies ermöglicht es, dass der Antriebsmotor in der zweiten Betriebsart weitere Antriebs- und insbesondere Stellfunktionen übernehmen kann, wie sie sonst beispielsweise von Schrittmotoren übernommen werden könnten. Dies ermöglicht weitere Anwendungsfelder. So kann der Antriebsmotor in dem Pumpenaggregat neben dem Antrieb des Laufrades weitere Funktionen, insbesondere Stellfunktionen zum Bewegen weiterer Bauteile übernehmen, welche lediglich über kleinere Wege bewegt werden müssen. [07] Bevorzugt ist die Steuereinrichtung so ausgebildet, dass der Antriebsmotor in der ersten Betriebsart mit einer höheren Winkelgeschwindigkeit als in der zweiten Betriebsart dreht. Dies ist für Antriebs- und Stellfunktionen von Vorteil, in denen kleinere Bewegungen mit größerer Ge- nauigkeit ausgeführt werden sollen. [06] According to the invention, the control device of the drive motor, which controls the drive motor and in particular controls the energization of stator coils in the stator of the drive motor, is designed such that it selectively drives the drive motor in at least one first or in a second operating mode. Here, the first mode is a conventional mode in which the drive motor is controlled by the controller such that the rotor of the drive motor rotates continuously over a plurality of revolutions. In this mode, the impeller is driven to produce the pressure and flow desired to operate the pump set. In the second operating mode, however, the control device controls the drive motor in such a way that the rotor of the drive motor is moved only stepwise in at least one selected, in particular adjustable angle step, wherein these angular steps are preferably less than 360 degrees. This rotation in at least one selected angular step serves to rotate the rotor to a desired angular position. This makes it possible for the drive motor in the second operating mode to take on additional drive functions and, in particular, actuating functions, as might otherwise be assumed, for example, by stepper motors. This allows further fields of application. Thus, the drive motor in the pump unit in addition to the drive of the impeller other functions, in particular control functions for moving other components take over, which only need to be moved over smaller ways. [07] Preferably, the control device is designed such that the drive motor in the first operating mode rotates at a higher angular speed than in the second operating mode. This is advantageous for drive and positioning functions in which smaller movements are to be carried out with greater accuracy.
[08] Die Steuereinrichtung ist weiter bevorzugt derart ausgestaltet, dass in der ersten Betriebsart der Antriebsmotor in seiner Drehzahl einstellbar und vorzugsweise regelbar ist. Dazu kann der Antriebsmotor in seiner Steuereinrichtung bevorzugt einen Frequenzumrichter aufweisen, über welchen die Drehzahl des Antriebsmotors veränderbar ist. [08] The control device is further preferably configured such that in the first operating mode, the drive motor is adjustable in its rotational speed and preferably controllable. For this purpose, the drive motor in its control device preferably have a frequency converter, via which the speed of the drive motor is variable.
[09] Die Steuereinrichtung ist ferner vorzugsweise so ausgebildet, dass der Antriebsmotor in der zweiten Betriebsart von der Steuereinrichtung in offener Schleife, das heißt im so genannten open-loop-Betrieb gesteuert wird, in welchem keine Lageregelung bei der Bestromung der Statorspulen durchgeführt wird. Insbesondere wird in der Steuerung bzw. Regelung beim Betrieb in offener Schleife die induzierte Gegenspannung (Back-EMF) nicht genutzt. Diese Steuerung ermöglicht es, den Antriebsmotor gezielt in bestimmten Winkeln durch entsprechende Bestromung der Spulen im Stator zu verdrehen. Der Stator kann in be- kannter Weise mit einer Mehrzahl von Statorpolen und zugehörigen Statorspulen versehen sein, welche beispielsweise zum Dreiphasenbetrieb ausgelegt sind. [09] The control device is also preferably designed so that the drive motor is controlled in the second mode by the control device in an open loop, that is in the so-called open-loop operation, in which no position control is performed in the energization of the stator coils. In particular, the induced reverse voltage (back-EMF) is not used in the control or regulation in open loop operation. This control makes it possible to turn the drive motor at specific angles in a targeted manner by energizing the coils in the stator. The stator can be provided in a known manner with a plurality of stator poles and associated stator coils, which are designed, for example, for three-phase operation.
[10] Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Steuereinrichtung derart ausgebildet, dass in der zweiten Betriebsart der Antriebsmotor von der Steuereinrichtung mit einer Frequenz < 10 Hertz angesteuert wird. Das heißt, die Statorspulen werden mit Spannung bzw. Strom mit einer Frequenz < 10 Hertz beaufschlagt. Alternativ oder zusätzlich wird ein höherer Motorstrom als in der ersten Betriebsart verwendet. So kann in der Betriebsart ein Motorstrom genutzt werden bzw. können die Statorspulen mit einem Strom bestromt werden, welcher der zwei- bis vierfachen nominellen Stromstärke entspricht, für welche der Antriebsmotor ausgelegt ist. Gegebenenfalls kann die Stromstärke auch höher als vierfach der nominellen Stromstärke sein. Sie wird im Wesentli- chen nur dadurch begrenzt, dass keine Entmognetisierung des Rotors auftreten darf. [10] According to a further preferred embodiment, the control device is designed such that in the second operating mode, the drive motor is controlled by the control device with a frequency <10 hertz. That is, the stator coils are supplied with voltage or current with a frequency <10 Hertz. Alternatively or additionally, a higher motor current than in the first mode is used. Thus, in the operating mode, a motor current can be used or For example, the stator coils can be supplied with a current which corresponds to two to four times the nominal current for which the drive motor is designed. Optionally, the current may also be higher than four times the nominal current. It is essentially only limited by the fact that no demagnetization of the rotor may occur.
[1 1 ] Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Steuereinrichtung derart ausgebildet, dass die Anzahl und/oder die Größe der einzelnen Winkelschritte, in welche der Rotor in der zweiten Betriebsart bewegt wird, auswählbar sind. So ist es möglich, den Rotor gezielt in eine gewünschte Winkelposition zu drehen. Dazu bestromt die Steuereinrichtung gezielt die einzelnen Statorspulen. [1 1] According to a further preferred embodiment, the control device is designed such that the number and / or the size of the individual angular steps in which the rotor is moved in the second operating mode are selectable. So it is possible to rotate the rotor targeted to a desired angular position. For this purpose, the control device selectively energizes the individual stator coils.
[12] Weiter bevorzugt kann die Steuereinrichtung so ausgestaltet sein, dass sie den Antriebsmotor so ansteuert, dass dessen Drehrichtung in der zweiten Betriebsart entgegengesetzt zu der Drehrichtung in der ersten Betriebsart ist. Dies erleichtert es, die verschiedenen Betriebsarten für verschiedene Anwendungen zu nutzen, da neben dem Laufrad beispielsweise weitere Bauteile mit dem Rotor über eine drehrichtungsab- hängige Kupplung gekoppelt werden könnten, sodass in einer Drehrich- tung nur der Rotor angetrieben wird, während in der anderen Drehrichtung, welche vorzugsweise in der zweiten Betriebsart genutzt wird, auch noch ein weiteres gekoppeltes Bauteil bewegt werden könnte. [12] Further preferably, the control device can be configured such that it controls the drive motor so that its direction of rotation in the second operating mode is opposite to the direction of rotation in the first operating mode. This makes it easier to use the different operating modes for different applications, since, in addition to the impeller, for example, further components could be coupled to the rotor via a direction-dependent coupling, so that in one direction of rotation only the rotor is driven, while in the other direction of rotation , which is preferably used in the second mode, even a further coupled component could be moved.
[13] So weist das Pumpenaggregat vorzugsweise ein weiteres bewegbares Bauteil auf, welches zusätzlich zu dem zumindest einen Rotor über eine lösbare Kupplung mit dem Rotor des Antriebsmotors gekoppelt ist. Dabei kann die Kupplung direkt am Rotor, an einer mit dem Rotor verbundenen Rotorwelle oder auch am Laufrad, welches drehfest auf der Rotorwelle angeordnet ist, angreifen. Das zumindest eine weitere bewegbare Bauteil kann beispielsweise ein Ventilelement sein, wobei das Ventilelement vorzugsweise Teil eines Misch- und/oder Umschaltventils ist. Ein solches Umschaltventil kann beispielsweise ein Umschaltventil sein, welches in einer Heizungsanlage genutzt wird, um den Strömungsweg zwischen einem Heizkreis und einem Brauchwasser-Wärme- tauscher umzuschalten. Ein Mischventil kann beispielsweise ein Mischventil sein, wie es in einer Heizungsanlage zur Anwendung kommt, um die Vorlauftemperatur des Heizmediums durch Zumischen von abgekühltem Heizmedium zu regulieren. [13] Thus, the pump unit preferably has a further movable component, which is coupled in addition to the at least one rotor via a releasable coupling with the rotor of the drive motor. In this case, the coupling can act directly on the rotor, on a rotor shaft connected to the rotor or on the impeller, which is arranged rotationally fixed on the rotor shaft. The at least one further movable component may for example be a valve element, wherein the valve element is preferably part of a mixing and / or switching valve. Such a changeover valve can be, for example, a changeover valve which is used in a heating system in order to switch over the flow path between a heating circuit and a service water heat exchanger. A mixing valve may for example be a mixing valve, as used in a heating system for the application to regulate the flow temperature of the heating medium by mixing in cooled heating medium.
[14] Die beschriebene Kupplung zur Ankopplung des zumindest einen weiteren bewegbaren Bauteils ist vorzugsweise drehrichtungsabhängig lösbar, sodass in einer Drehrichtung das zusätzliche Bauteil in der beschriebenen Weise bewegt werden kann, während in der entgegengesetzten Drehrichtung, welche vorzugsweise in der ersten Betriebsart genutzt wird, das Laufrad im Normalbetrieb rotieren kann und unbeein- trächtigt eine Pumpfunktion leisten kann. Das Laufrad kann Schaufeln aufweisen, welche an diese für den Normalbetrieb bevorzugte Drehrichtung angepasst sind. The described coupling for coupling the at least one further movable component is preferably detachable depending on the direction of rotation, so that in one direction of rotation the additional component can be moved in the manner described while in the opposite direction of rotation, which is preferably used in the first mode, the The impeller can rotate in normal operation and can perform a pumping function without being disturbed. The impeller may have blades, which are adapted to these preferred for normal operation direction of rotation.
[15] Die genannte Kupplung kann weiter bevorzugt an einem Stirnende der Rotorwelle des Rotors ausgebildet sein. Das zu bewegende Bau- teil weist dann eine korrespondierende Gegenkupplung auf, welche mit dieser Kupplung in Eingriff treten kann. Dabei ist das zusätzliche bewegbare Bauteil vorzugsweise ebenfalls drehbar und weiter bevorzugt um dieselbe Achse wie die Rotorwelle drehbar. Die Kupplung am Stirnende der Rotorwelle kann insbesondere ein Sägezahnprofil aufweisen, das heißt in einer Abwicklung in Umfangsrichtung ein Sägezahnprofil aufweisen. Bevorzugt weist dieses Profil zwei Schrägen auf, deren axial vorstehende Stirnkanten sich entlang einer Durchmesserlinie quer zur Drehachse der Rotorwelle erstrecken. So werden vorzugsweise ausgehend von diesen Stirnkanten Eingriffsflächen geschaffen, welche sich in einer Ebene parallel zur Drehachse und zum Durchmesser der Rotorwel- le erstrecken. Diesen Eingriffsflächen abgewandt, können sich ausgehend von den Stirnkanten des Profils die Schrägen bzw. Keilflächen erstrecken, welche in der entgegengesetzten Drehrichtung bewirken, dass die Kupplung außer Eingriff gedrückt wird. Dieses Außereingrifftre- ten erfolgt dann durch eine axiale Verlagerung der Gegenkupplung und/oder der Kupplung an der Rotorwelle. [15] The mentioned coupling can be further preferably formed on a front end of the rotor shaft of the rotor. The component to be moved then has a corresponding mating coupling, which can engage with this coupling. In this case, the additional movable component is preferably also rotatable and more preferably rotatable about the same axis as the rotor shaft. The coupling at the front end of the rotor shaft may in particular have a sawtooth profile, that is to say have a sawtooth profile in a development in the circumferential direction. Preferably, this profile has two slopes whose axially projecting end edges extend transversely to the axis of rotation of the rotor shaft along a diameter line. Thus, preferably, starting from these end edges, engagement surfaces are created which lie in a plane parallel to the axis of rotation and to the diameter of the rotor shaft. extend. Facing away from these engagement surfaces, starting from the end edges of the profile, the bevels or wedge surfaces may extend, which in the opposite direction of rotation cause the clutch is pressed out of engagement. This disengagement occurs then by an axial displacement of the counter-coupling and / or the coupling on the rotor shaft.
[16] Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das zusätzlich drehend zu bewegende Bauteil ein Ventilelement, welches derart ausgebildet und angeordnet ist, dass es drehend zwischen zumin- dest zwei Schaltstellungen bewegbar ist. Dabei fluchtet die Drehachse des Ventilelementes vorzugsweise mit der Drehachse des Antriebsmotors. Dies ermöglicht einen einfachen Aufbau der beschriebenen Kupplung. Das Ventilelement ist vorzugsweise zusätzlich entlang seiner Drehachse axial verschiebbar, wobei durch die axiale Verlagerung des Ven- tilelementes beispielsweise eine Kupplung, wie sie vorangehend beschrieben wurde, außer Eingriff gebracht werden kann. [16] According to a particularly preferred embodiment, the additionally rotationally moving component is a valve element, which is designed and arranged such that it can be moved in rotation between at least two switching positions. In this case, the axis of rotation of the valve element is preferably aligned with the axis of rotation of the drive motor. This allows a simple construction of the coupling described. The valve element is preferably additionally axially displaceable along its axis of rotation, wherein the axial displacement of the valve element, for example, a coupling, as described above, can be disengaged.
[17] Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Ventilelement in dem Pumpenaggregat derart angeordnet, dass es eine Druckfläche aufweist, auf welche ein ausgangsseitig des zumindest einen Laufrades herrschender Druck wirkt. Das heißt, die Druckfläche grenzt vorzugsweise an den Druckraum, in welchen das Laufrad rotiert, an. Ferner ist das Ventilelement vorzugsweise in einer Richtung quer zu der Druckfläche zwischen einer Anlageposition, in welcher es an zumindest einer Anlagefläche anliegt, und einer gelösten Position, in welcher es von der Anlagefläche gelöst oder beabstandet ist, bewegbar gelagert. Der Bewegungspfad, entlang dem das Ventilelement so zwischen der anliegenden Position und der gelösten Position bewegbar ist, unterscheidet sich dabei bevorzugt von dem Bewegungspfad zwischen den zumindest zwei Schaltstellungen des Ventilelementes. Besonders bevor- zug† ist das Ventilelement entlang der Drehachse, um welche es zwischen den Schaltstellungen bewegbar ist, axial bewegbar. [17] According to a further preferred embodiment, the valve element is arranged in the pump unit such that it has a pressure surface on which an output side of the at least one impeller prevails pressure. That is, the pressure surface preferably adjoins the pressure space in which the impeller rotates. Furthermore, the valve element is preferably movably mounted in a direction transverse to the pressure surface between an abutment position in which it bears against at least one abutment surface and a released position in which it is detached or spaced from the abutment surface. The movement path, along which the valve element is movable between the adjacent position and the released position, preferably differs from the movement path between the at least two switching positions of the valve element. Especially Zug † is the valve element along the axis of rotation about which it is movable between the switching positions, axially movable.
[18] Weiter bevorzugt ist ein Rückstell- bzw. Vorspannelement vorhanden, welches eine Rückstellkraft erzeugt, die der von dem Druck an der Druckfläche erzeugten Druckkraft entgegengesetzt gerichtet ist. Ein solches Rückstellelement kann beispielsweise eine Feder sein. Das Rückstellelement ist vorzugsweise so angeordnet, dass die erzeugte Rückstellkraft das Ventilelement in die gelöste Position drückt. In der gelösten Position ist das Ventilelement vorzugsweise im Wesentlichen frei beweg- bar und insbesondere drehbar, sodass es leicht zwischen seinen Schaltstellungen bewegt werden kann. In der anliegenden Position hingegen wird das Ventilelement vorzugsweise kraft- und/oder formschlüssig an der Anlagefläche gehalten, sodass es in seiner eingenommenen Schaltstellung fixiert wird. [19] Die zumindest eine Anlagefläche kann bevorzugt gleichzeitig eine Dichtfläche sein. Auf diese Weise wird das Ventilelement in der gewünschten Schaltstellung gleichzeitig abgedichtet, wobei die Dichtfläche vorzugsweise eine Eingangs- oder Schaltöffnung umgibt und als Ventilsitz fungiert. [20] Das erfindungsgemäße Pumpenaggregat ermöglicht den Antriebsmotor nach einem neuartigen Verfahren anzusteuern, welches ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist. Dabei ergeben sich die wesentlichen Verfahrensmerkmale aus der vorangehenden Beschreibung der Funktion des Pumpenaggregates. Die zweite Betriebsart wird vorzugs- weise dazu genutzt, ein zusätzliches Bauteil, insbesondere ein Ventilelement in eine gewünschte Position, insbesondere eine gewünschte Winkellage bezüglich einer Drehachse zu bewegen. Hierzu wird der open- loop-Betrieb bei der Ansteuerung des Antriebsmotors genutzt. Gleichzeitig ist vorzugsweise zwischen dem Rotor und dem drehbaren Ventil- elemen† eine drehrichtungsabhängige Kupplung vorgesehen, wie sie vorangehend beschrieben wurde. Die Kupplung ist so ausgebildet, dass sie in zumindest einer Winkellage, bei der oben beschriebenen Ausgestaltung in zwei in 180° versetzten Winkellagen, in Eingriff tritt. Da im Nor- malbetrieb in der ersten Betriebsart die Kupplung in der oben beschriebenen Weise durch den im Druckraum herrschenden Druck außer Eingriff tritt, ist beim Wechsel in die zweite Betriebsart nicht sicher, dass das Ventilelement sich nicht geringfügig verlagert hat. Insofern ist es bevorzugt, dass beim Start der zweiten Betriebsart der Antriebsmotor nicht genau in die Winkellage gedreht wird, in welcher er sich beim letztmaligen Beenden des zweiten Betriebsmodus befunden hat, sondern in eine Winkelposition fährt, welche um ein bestimmtes Maß zurückversetzt ist. Zu Beginn der zweiten Betriebsart erfolgt somit zunächst diese Ausrichtung des Rotors in einer Winkelposition geringfügig vor der Winkelpo- sition, in welcher sich der Rotor bei der letzten Außerbetriebnahme der zweiten Betriebsart befunden hat. Dadurch wird sichergestellt, dass bei der weiteren Drehung die Kupplung auf jeden Fall in Eingriff tritt und das Ventilelement in gewünschter Weise mitbewegt wird. [18] More preferably, a restoring or biasing element is provided, which generates a restoring force, which is directed opposite to the pressure force generated by the pressure on the pressure surface. Such a return element may for example be a spring. The return element is preferably arranged so that the restoring force generated presses the valve element in the released position. In the released position, the valve element is preferably substantially freely movable and in particular rotatable, so that it can be moved easily between its switching positions. In the adjacent position, however, the valve element is preferably held non-positively and / or positively on the contact surface, so that it is fixed in its assumed switching position. [19] The at least one contact surface may preferably be a sealing surface at the same time. In this way, the valve element is simultaneously sealed in the desired switching position, wherein the sealing surface preferably surrounds an input or switching opening and acts as a valve seat. The pump unit according to the invention makes it possible to drive the drive motor according to a novel method, which is also the subject of the invention. In this case, the essential process features from the foregoing description of the function of the pump unit. The second operating mode is preferably used to move an additional component, in particular a valve element, into a desired position, in particular a desired angular position with respect to a rotation axis. For this purpose, the open-loop operation is used to control the drive motor. At the same time, it is preferable between the rotor and the rotatable valve Elemen † provided a direction-dependent coupling, as described above. The coupling is designed so that it engages in at least one angular position, in the embodiment described above in two angular positions offset by 180 °. Since, in normal operation in the first operating mode, the clutch is disengaged in the manner described above by the pressure prevailing in the pressure chamber, it is not certain when changing to the second operating mode that the valve element has not shifted slightly. In this respect, it is preferred that at the start of the second mode of operation, the drive motor is not rotated exactly in the angular position in which he was at the last time the end of the second mode of operation, but in an angular position moves, which is set back by a certain amount. At the beginning of the second operating mode, therefore, this orientation of the rotor initially takes place in an angular position slightly before the angular position in which the rotor was located when the second operating mode was last taken out of operation. This ensures that in the further rotation, the clutch engages in any case and the valve element is moved in the desired manner.
[21 ] Ausgehend von der beschriebenen Ausgangslage wird der Rotor dann von der Steuereinrichtung durch entsprechende Bestromung der Statorspulen in der oben beschriebenen Weise in genau die gewünschte neue Winkelposition gedreht. Dies erfolgt vorzugsweise zeitgesteuert, indem für eine von der Steuereinrichtung festgesetzte Zeitspanne der Stator mit vorgegebener Frequenz bestromt wird, wobei die Frequenz sich vorzugsweise in dem oben genannten sehr niedrigen Bereich bewegt. Nach Erreichen der gewünschten Winkellage wird der Rotor angehalten und in die erste Betriebsart zurück gewechselt, in welcher der Rotor vorzugsweise in umgekehrter Drehrichtung gedreht wird, sodass die Kupplung außer Eingriff tritt und durch den Druckaufbau im Druck- räum in beschriebener Weise das Ventilelement in der erreichten Schaltstellung gehalten wird. Durch dieses Verfahren lässt sich das Ven- tilelement sehr präzise positionieren, sodass verschiedenste Schaltfunktionen, wie Umschaltfunktionen, Schaltfunktionen eines Verteilerventiles und/oder Einstellungen eines Mischerventils vorgenommen werden können. [22] Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand der beigefügten Figuren beschrieben. In diesen zeigt: Starting from the described starting position, the rotor is then rotated by the control device by corresponding energization of the stator coils in the manner described above in exactly the desired new angular position. This is preferably time-controlled in that the stator is supplied with a predetermined frequency for a period of time determined by the control device, the frequency preferably being in the very low range mentioned above. After reaching the desired angular position of the rotor is stopped and changed back to the first mode in which the rotor is preferably rotated in the reverse direction, so that the clutch is disengaged and in the manner described by the pressure build-up in the pressure chamber, the valve element in the achieved Switch position is held. This procedure makes it possible to Very precisely position tilelement so that various switching functions, such as switching functions, switching functions of a distribution valve and / or settings of a mixer valve can be made. [22] The invention will now be described by way of example with reference to the accompanying drawings. In these shows:
Fig. 1 eine Explosionsansicht des Kreiselpumpenaggregates gemäß einer neunten Ausführungsform der Erfindung, 1 is an exploded view of the centrifugal pump assembly according to a ninth embodiment of the invention,
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des Kreiselpumpenaggrega- tes gemäß Fig. 1 mit abgenommenem Pumpengehäuse und Ventilelement, 2 is a perspective view of the Kreiselpumpenaggrega- tes of FIG. 1 with removed pump housing and valve element,
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht der Motorwelle des Kreiselpumpenaggregates gemäß Fig. 1 und 2 sowie des Kupplungsteils des Ventilelementes, Fig. 4 eine Schnittansicht des Kreiselpumpenaggregates gemäß 3 shows a perspective view of the motor shaft of the centrifugal pump assembly according to FIGS. 1 and 2 and of the coupling part of the valve element, FIG. 4 shows a sectional view of the centrifugal pump assembly according to FIG
Fig. 1 mit dem Ventilelement in einer ersten Position,  1 with the valve element in a first position,
Fig. 5 eine Schnittansicht gemäß Fig. 4 mit dem Ventilelement in einer zweiten Position, 5 shows a sectional view according to FIG. 4 with the valve element in a second position, FIG.
Fig. 6 eine Draufsicht auf das geöffnete Pumpengehäuse des 6 is a plan view of the open pump housing of
Kreiselpumpenaggregates gemäß Fig. 1 bis 3 mit dem Centrifugal pump assemblies of FIG. 1 to 3 with the
Ventilelement in einer ersten Schaltstellung, Valve element in a first switching position,
Fig. 7 eine Ansicht gemäß Fig. 6 mit dem Ventilelement in einer zweiten Schaltstellung, Hg. 8 eine Ansicht gemäß Fig. 6 und 7 mit dem Ventilelement in einer dritten Schaltstellung, 7 shows a view according to FIG. 6 with the valve element in a second switching position, FIG. 8 shows a view according to FIGS. 6 and 7 with the valve element in a third switching position,
Hg. 9 schematisch den hydraulischen Aufbau einer Heizungsanlage mit einem Kreiselpumpenaggregat gemäß Fig. 1 bis 8, FIG. 9 schematically shows the hydraulic construction of a heating system with a centrifugal pump assembly according to FIGS. 1 to 8, FIG.
Fig. 10 eine Explosionsansicht eines Kreiselpumpenaggregates gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, 10 is an exploded view of a centrifugal pump assembly according to a second embodiment of the invention,
Hg. 1 1 eine perspektivische Ansicht des geöffneten Ventilelementes des Kreiselpumpenaggregates gemäß Fig. 10, Hg. 1 1 is a perspective view of the open valve element of the centrifugal pump assembly of FIG. 10,
Fig. 12 eine perspektivische Ansicht des geschlossenen Ventilelementes gemäß Fig. 1 1 , 12 is a perspective view of the closed valve element of FIG. 1 1,
Fig. 13 eine Schnittansicht des Kreiselpumpenaggregates gemäß Fig. 13 is a sectional view of the centrifugal pump assembly according to
Fig. 10 mit dem Ventilelement in einer ersten Position, Fig. 14 eine Schnittansicht gemäß Fig. 13 mit dem Ventilelement in einer zweiten Position,  10 with the valve element in a first position, FIG. 14 shows a sectional view according to FIG. 13 with the valve element in a second position, FIG.
Fig. 15 eine Draufsicht auf das geöffnete Pumpengehäuse des Fig. 15 is a plan view of the open pump housing of
Kreiselpumpenaggregates gemäß Fig. 10 bis 14 mit dem Ventilelement in einer ersten Schaltstellung, Fig. 16 eine Ansicht gemäß Fig. 15 mit dem Ventilelement in einer zweiten Schaltstellung, Hg. 17 eine Ansicht gemäß Fig. 15 und 16 mit dem Ventilelement in einer dritten Schaltstellung, Centrifugal pump assemblies according to FIGS. 10 to 14 with the valve element in a first switching position, FIG. 16 a view according to FIG. 15 with the valve element in a second switching position, 17 shows a view according to FIGS. 15 and 16 with the valve element in a third switching position,
Fig. 18 eine Ansicht gemäß Fig. 15 bis 1 7 mit dem Ventilelement in einer vierten Schaltstellung und Fig. 19 schematisch den hydraulischen Aufbau einer Heizungsanlage mit einem Kreiselpumpenaggregat gemäß Fig. 10 bis18 is a view according to FIGS. 15 to 17 with the valve element in a fourth switching position and FIG. 19 is a schematic view of the hydraulic structure of a heating system with a centrifugal pump assembly according to FIGS
18. 18th
[23] Die in der nachfolgenden Beschreibung beschriebenen Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Kreiselpumpenaggregates be- treffen Anwendungen in Heizungs- und/oder Klimasystemen, in welchen von dem Kreiselpumpenaggregat ein flüssiger Wärmeträger, insbesondere Wasser, umgewälzt wird. [23] The exemplary embodiments of the centrifugal pump assembly according to the invention described in the following description relate to applications in heating and / or air conditioning systems in which a liquid heat carrier, in particular water, is circulated by the centrifugal pump unit.
[24] Das Kreiselpumpenaggregat gemäß beider Ausführungsformen der Erfindung weist ein Motorgehäuse 2 auf, in welchem ein elektrischer Antriebsmotor angeordnet ist. Dieser weist in bekannter Weise einen Stator 4 sowie einen Rotor 6 auf, welcher auf einer Rotorwelle 8 angeordnet ist. Der Rotor 6 dreht in einem Rotorraum, welcher von dem Statorraum, in welchem der Stator 4 angeordnet ist, durch ein Spaltrohr bzw. einen Spalttopf 10 getrennt ist. Das heißt, es handelt sich hierbei um einen nasslaufenden elektrischen Antriebsmotor. An einem Axialende ist das Motorgehäuse 2 mit einem Pumpengehäuse 12 verbunden, in welchem ein mit der Rotorwelle 8 drehfest verbundenes Laufrad 14 rotiert. The centrifugal pump assembly according to both embodiments of the invention has a motor housing 2, in which an electric drive motor is arranged. This has in known manner a stator 4 and a rotor 6, which is arranged on a rotor shaft 8. The rotor 6 rotates in a rotor space, which is separated from the stator space in which the stator 4 is arranged by a split tube or a split pot 10. That is, it is a wet-running electric drive motor. At one axial end, the motor housing 2 is connected to a pump housing 12, in which a rotatably connected to the rotor shaft 8 impeller 14 rotates.
[25] An dem dem Pumpengehäuse 12 entgegengesetzten Axialende des Motorgehäuses 2 ist ein Elektronikgehäuse 16 angeordnet, welches eine Steuerelektronik bzw. Steuereinrichtung 17 zur Ansteuerung des elektrischen Antriebsmotors in dem Pumpengehäuse 2 beinhaltet. Das Elektronikgehäuse 1 6 könnte in entsprechender Weise auch an einer anderen Seite des Statorgehäuses 2 angeordnet sein. At the pump housing 12 opposite axial end of the motor housing 2, an electronics housing 16 is arranged, which controls an electronic control device 17 for controlling the electric drive motor in the pump housing 2 includes. The electronics housing 1 6 could be arranged in a corresponding manner also on another side of the stator housing 2.
[26] In dem Pumpengehäuse 12 ist darüber hinaus ein bewegliches Ventilelement 18 angeordnet. Dieses Ventilelement 18 ist auf einer Achse 20 im Inneren des Pumpengehäuses 12 drehbar gelagert, und zwar so, dass die Drehachse des Ventilelementes 18 mit der Drehachse X des Laufrades 14 fluchtet. Die Achse 20 ist am Boden des Pumpengehäuses 12 drehfest fixiert. Das Ventilelement 18 ist nicht nur um die Achse 20 drehbar, sondern um ein gewisses Maß in Längsrichtung X bewegbar. In einer Richtung wird diese lineare Bewegbarkeit durch das Pumpengehäuse 12, an welches das Ventilelement 18 mit seinem Außenumfang anschlägt, begrenzt. [26] In addition, a movable valve element 18 is arranged in the pump housing 12. This valve element 18 is rotatably mounted on an axis 20 in the interior of the pump housing 12, in such a way that the axis of rotation of the valve element 18 is aligned with the axis of rotation X of the impeller 14. The axis 20 is rotatably fixed to the bottom of the pump housing 12. The valve element 18 is not only rotatable about the axis 20, but by a certain amount in the longitudinal direction X movable. In one direction, this linear mobility is limited by the pump housing 12, against which the valve element 18 abuts with its outer circumference.
[27] Das Ventilelement 18 trennt in dem Pumpengehäuse 12 einen Saugraum 24 von einem Druckraum 26. In dem Druckraum 26 rotiert das Laufrad 14. Der Druckraum 26 ist mit dem Druckanschluss bzw. Druckstutzen 27 des Kreiselpumpenaggregates verbunden, welcher den Auslass des Kreiselpumpenaggregates bildet. The valve element 18 separates in the pump housing 12 a suction chamber 24 from a pressure chamber 26. In the pressure chamber 26 rotates the impeller 14. The pressure chamber 26 is connected to the pressure port or discharge nozzle 27 of the centrifugal pump assembly, which forms the outlet of the centrifugal pump assembly.
[28] Bei beiden gezeigten Ausführungsformen ist eine mechanische Kupplung zwischen dem Antriebsmotor und dem Ventilelement vorgesehen, wobei bei diesen Ausführungsformen der Antriebsmotor von der Steuereinrichtung 1 7 in zwei verschiedenen Betriebsarten bzw. Betriebsmodi ansteuerbar ist. In einer ersten Betriebsart, welche dem Normalbe- trieb des Umwälzpumpenaggregates entspricht, rotiert der Antriebsmotor in herkömmlicher Weise mit einer gewünschten, insbesondere von der Steuereinrichtung 1 7 einstellbaren, Drehzahl. In der zweiten Betriebsart wird der Antriebsmotor im Open-Loop-Betrieb angesteuert, sodass der Rotor schrittweise in einzelnen von der Steuereinrichtung 17 vorgegebenen Winkelschritten, welche kleiner als 360° sind, gedreht werden kann. So kann der Antriebsmotor nach Art eines Schrittmotors in einzelnen Schritten bewegt werden, was bei diesen Ausführungsbeispielen dazu genutzt wird, das Ventilelement gezielt in kleinen Winkelschritten in eine definierte Position zu bewegen, wie es nachfolgend beschrieben wird. [28] In both embodiments shown, a mechanical coupling between the drive motor and the valve element is provided, wherein in these embodiments, the drive motor of the control device 1 7 in two different operating modes or operating modes can be controlled. In a first operating mode, which corresponds to the normal operation of the circulating pump unit, the drive motor rotates in a conventional manner with a desired speed, which can be set in particular by the control device 17. In the second operating mode, the drive motor is activated in open-loop mode, so that the rotor can be rotated stepwise in individual predetermined by the controller 17 angular steps, which are smaller than 360 °, can be rotated. Thus, the drive motor in the manner of a stepping motor can be moved in individual steps, which is used in these embodiments, the valve element targeted to move in small angular increments in a defined position, as will be described below.
[29] Bei der ersten Ausführungsform gemäß Fig. 1 bis 9 ist in dem Pumpengehäuse 2 ein Mischventil integriert, wie es beispielsweise zur Temperatureinstellung für eine Fußbodenheizung genutzt werden kann. In the first embodiment according to FIGS. 1 to 9, a mixing valve is integrated in the pump housing 2, as can be used, for example, to set the temperature for underfloor heating.
[30] Das Motorgehäuse 2 mit dem Elektronikgehäuse 16 entspricht der vorangehend beschriebenen Ausgestaltung. Das Pumpengehäuse 12 weist neben dem Druckanschluss 27 zwei saugseitige Anschlüsse 32 und 34 auf, welche am Boden des Pumpengehäuses 12 in Eingängen 28 und 30 münden, welche in einer Ebene quer zu der Drehachse X gelegen sind. [30] The motor housing 2 with the electronics housing 16 corresponds to the embodiment described above. The pump housing 12 has, in addition to the pressure port 27, two suction-side ports 32 and 34 which open at the bottom of the pump housing 12 in inputs 28 and 30, which are located in a plane transverse to the axis of rotation X.
[31 ] Das Ventilelement 18 ist trommeiförmig ausgebildet und besteht aus einem topfformigen Unterteil 76, welches an seiner dem Laufrad 14 zugewandten Seite durch einen Deckel 78 verschlossen ist. Im Zentral- bereich des Deckels 78 ist eine Saugöffnung 36 ausgebildet. Die Saugöffnung 36 ist mit dem Saugmund 38 des Laufrades 14 in Eingriff. Das Ventilelement 18 ist auf einer Achse 20, welche im Boden des Pumpengehäuses 12 angeordnet ist, drehbar gelagert. Dabei entspricht die Drehachse des Ventilelementes 18 der Drehachse X der Rotorwelle 8. Das Ventilelement 18 ist ebenfalls entlang der Achse X axial verschiebbar und wird durch eine Feder 48 in die in Fig. 5 gezeigte Ruhelage gedrückt, in welcher sich das Ventilelement 18 in einer gelösten Position befindet, in welcher das Unterteil 76 nicht am Boden des Pumpengehäuses 12 anliegt, sodass das Ventilelement 18 im Wesentlichen frei um die Achse 20 drehbar ist. Als axialer Anschlag fungiert in der gelösten Position das Stirnende der Rotorwelle 8, welches als Kupplung 108 ausgebildet ist. Die Kupplung 108 tritt mit einer Gegenkupplung 1 10, welche drehfest an dem Ventilelement 18 angeordnet ist, in Eingriff. Die Kupplung 108 weist angeschrägte Kupplungsflächen auf, welche entlang einer Umfangslinie im Wesentlichen ein Sägezahnprofil in der Weise beschreiben, dass lediglich in einer Drehrichtung eine Drehmomentübertragung von der Kupplung 108 auf die Gegenkupplung 1 10 möglich ist, nämlich in der Drehrichtung A in Fig. 3. In der entgegengesetz- ten Drehrichtung B rutscht die Kupplung hingegen durch, wobei es zu einer Axialbewegung des Ventilelementes 18 kommt. Die Drehrichtung B ist diejenige Drehrichtung, in welcher das Pumpenaggregat im Normalbetrieb angetrieben wird. Die Drehrichtung A hingegen wird zur gezielten Verstellung des Ventilelementes 18 genutzt. Das heißt hier ist eine drehrichtungsabhängige Kupplung ausgebildet. Zusätzlich jedoch tritt die Gegenkupplung 1 10 von der Kupplung 108 durch den Druck im Druckraum 26 außer Eingriff. Steigt der Druck im Druckraum 26 an, wirkt auf den Deckel 78 eine Druckkraft, welche der Federkraft der Feder 48 entgegengesetzt ist und diese übersteigt, sodass das Ventilelement 18 in die anliegende Position gedrückt wird, welche in Fig. 4 gezeigt ist. In dieser liegt das Unterteil 76 an der Bodenseite des Pumpengehäuses 12 an, sodass zum einen das Ventilelement 18 kraftschlüssig gehalten wird und zum anderen eine dichte Anlage erreicht wird, welche die Druck- und die Saugseite in der nachfolgend beschriebenen Weise gegenein- ander abdichtet. The valve element 18 is drum-shaped and consists of a pot-shaped lower part 76, which is closed on its side facing the impeller 14 by a cover 78. In the central region of the lid 78, a suction opening 36 is formed. The suction opening 36 is in engagement with the suction mouth 38 of the impeller 14. The valve element 18 is rotatably mounted on an axle 20, which is arranged in the bottom of the pump housing 12. The axis of rotation of the valve element 18 corresponds to the axis of rotation X of the rotor shaft 8. The valve element 18 is also axially displaceable along the axis X and is pressed by a spring 48 in the rest position shown in Fig. 5, in which the valve element 18 in a dissolved Position is in which the lower part 76 is not applied to the bottom of the pump housing 12, so that the valve element 18 is substantially free to the axis 20 is rotatable. As an axial stop acting in the released position, the front end of the rotor shaft 8, which is designed as a coupling 108. The clutch 108 engages with a counter-coupling 1 10, which is arranged non-rotatably on the valve element 18 in engagement. The coupling 108 has tapered coupling surfaces, which essentially describe a sawtooth profile along a circumferential line in such a way that torque transmission from the coupling 108 to the counter-coupling 110 is possible only in one direction of rotation, namely in the direction of rotation A in FIG. 3. In the opposite direction of rotation B, however, the clutch slips through, resulting in an axial movement of the valve element 18. The direction of rotation B is the direction of rotation in which the pump unit is driven in normal operation. The direction of rotation A, however, is used for targeted adjustment of the valve element 18. That is, here is a direction of rotation dependent coupling is formed. In addition, however, the counter-coupling 1 10 of the clutch 108 by the pressure in the pressure chamber 26 is disengaged. If the pressure in the pressure chamber 26 increases, a pressure force acting on the cover 78 which opposes and exceeds the spring force of the spring 48, so that the valve element 18 is pressed into the abutting position, which is shown in Fig. 4. In this, the lower part 76 rests on the bottom side of the pump housing 12, so that on the one hand the valve element 18 is frictionally held and on the other hand a tight contact is achieved, which seals the pressure and the suction side against each other in the manner described below.
[32] Der Sauganschluss 32 mündet an dem Eingang 28 und der Sauganschluss 34 mündet an dem Eingang 30 im Boden des Pumpengehäuses 12 in dessen Innenraum, das heißt, den Saugraum 24 hinein. Das Unterteil 76 des Ventilelementes 18 weist in seinem Boden eine bo- genförmige Öffnung 1 12 auf, welche sich im Wesentlichen über 90° erstreckt. Fig. 6 zeigt eine erste Schaltstellung, in welcher die Öffnung 1 12 lediglich den Eingang 30 überdeckt, sodass ein Strömungsweg nur von dem Sauganschluss 34 zu der Saugöffnung 36 und damit zum Saugmund 38 des Laufrades 14 gegeben ist. Der zweite Eingang 28 wird durch den in seinem Umfangsbereich anliegenden Boden des Ventil- elementes 18 dicht verschlossen. Fig. 8 zeigt die zweite Schaltstellung, in welcher die Öffnung 1 12 lediglich den Eingang 28 überdeckt, während der Eingang 30 verschlossen ist. In dieser Schaltstellung ist lediglich ein Strömungsweg von dem Sauganschluss 32 zum Saugmund 38 hin geöffnet. Fig. 7 zeigt nun eine Zwischenstellung, in welcher die Öffnung 1 12 beide Eingänge 28 und 30 überdeckt, wobei der Eingang 30 nur teilweise freigegeben ist. Durch Änderung des Grades der Freigabe des Anschlusses 30 kann ein Mischungsverhältnis zwischen den Strömungen aus den Eingängen 28 und 30 geändert werden. Über die schrittweise Verstellung der Rotorwelle 8 kann auch das Ventilelement 18 in kleinen Schritten verstellt werden, um das Mischungsverhältnis zu ändern. The suction port 32 opens at the inlet 28 and the suction port 34 opens at the inlet 30 in the bottom of the pump housing 12 in the interior, that is, the suction chamber 24 into it. The lower part 76 of the valve element 18 has in its bottom a bow-shaped opening 1 12, which extends substantially over 90 °. Fig. 6 shows a first switching position, in which the opening 1 12th only the input 30 is covered, so that a flow path is given only from the suction port 34 to the suction port 36 and thus to the suction port 38 of the impeller 14. The second input 28 is sealed by the voltage applied in its peripheral region bottom of the valve element 18. Fig. 8 shows the second switching position in which the opening 1 12 covers only the input 28, while the input 30 is closed. In this switching position, only one flow path from the suction port 32 to the suction mouth 38 is opened. Fig. 7 now shows an intermediate position in which the opening 1 12 covers both inputs 28 and 30, wherein the input 30 is only partially released. By changing the degree of release of the port 30, a mixing ratio between the flows from the inputs 28 and 30 can be changed. About the stepwise adjustment of the rotor shaft 8 and the valve element 18 can be adjusted in small steps to change the mixing ratio.
[33] Eine solche Funktionalität kann beispielsweise in einem hydraulischen System, wie es in Fig. 9 gezeigt ist, zur Anwendung kommen. Dort ist das Kreiselpumpenaggregat mit dem integrierten Ventil, wie es vorangehend beschrieben wurde, durch die gestrichelte Linie 1 gekenn- zeichnet. Der hydraulische Kreis weist eine Wärmequelle 1 14 in Form beispielsweise eines Gasheizkessels auf, dessen Ausgang in beispielsweise den Sauganschluss 34 des Pumpengehäuses 12 mündet. An den Druckanschluss 27 des Kreiselpumpenaggregates 1 schließt sich in diesem Beispiel ein Fußbodenheizkreis 1 1 6 an, dessen Rücklauf sowohl mit dem Eingang der Wärmequelle 1 14 als auch mit dem Sauganschluss 32 des Kreiselpumpenaggregates verbunden ist. Über ein zweites Umwälzpumpenaggregat 1 18 kann ein weiterer Heizkreis 120 mit einem Wärmeträger versorgt werden, welcher die ausgangsseitige Temperatur der Wärmequelle 1 14 aufweist. Der Fußboden-Heizkreis 1 1 6 hingegen kann in seiner Vorlauftemperatur in der Weise geregelt werden, dass kaltes Wasser aus dem Rücklauf dem heißen Wasser ausgangsseitig der Wär- mequelle 1 14 zugemischt wird, wobei durch Veränderung der Öffnungsverhältnisse der Eingänge 28 und 30 in der oben beschriebenen Weise das Mischungsverhältnis durch Drehung des Ventilelementes 18h verändert werden kann. [34] Das zweite Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 10 bis 19 zeigt ein Kreiselpumpenaggregat, welches zusätzlich zu der vorangehend beschriebenen Mischerfunktionalität noch eine Umschaltfunktionalität zur zusätzlichen Versorgung eines Sekundärwärmetauschers zur Brauchwassererwärmung aufweist. [35] Die Lagerung und der Antrieb des Ventilelementes 18i erfolgt bei dieser Ausführungsform genauso wie bei der neunten Ausführungsform. Im Unterschied zu dem Ventilelement 18 weist das Ventilelement 18i zusätzlich zu der Öffnung 1 12 einen Durchgangskanal 122 auf, welcher sich von einer Öffnung 124 in den Deckel 78i zu einer Öffnung im Boden des Unterteils 76i erstreckt und somit die beiden Axialenden des Ventilelementes 18i miteinander verbindet. Ferner ist in dem Ventilelement 18i noch eine lediglich zur Unterseite, das heißt, zum Boden des Unterteils 76i und damit zum Saugraum 24 hin geöffnete bogenförmige Über- brückungsöffnung 126 ausgebildet, welche zum Druckraum 26 hin durch den Deckel 78i verschlossen ist. [33] Such functionality may be used, for example, in a hydraulic system as shown in FIG. There, the centrifugal pump assembly with the integrated valve, as described above, characterized by the dashed line 1 is marked. The hydraulic circuit has a heat source 1 14 in the form of, for example, a gas boiler, whose output opens into, for example, the suction port 34 of the pump housing 12. In this example, a floor heating circuit 1 1 6 connects to the pressure port 27 of the centrifugal pump assembly 1, whose return is connected both to the input of the heat source 1 14 and to the suction port 32 of the centrifugal pump unit. Via a second circulating pump unit 1 18, a further heating circuit 120 can be supplied with a heat carrier, which has the output-side temperature of the heat source 1 14. The floor heating circuit 1 1 6, however, can be regulated in its flow temperature in such a way that cold water from the return to the hot water on the output side of the heat 14 is mixed by changing the opening ratios of the inputs 28 and 30 in the manner described above, the mixing ratio can be changed by rotation of the valve element 18h. [34] The second embodiment according to FIGS. 10 to 19 shows a centrifugal pump unit which, in addition to the above-described mixer functionality, also has a switching functionality for the additional supply of a secondary heat exchanger for heating service water. [35] The bearing and the drive of the valve element 18i in this embodiment are the same as in the ninth embodiment. In contrast to the valve element 18, the valve element 18i in addition to the opening 1 12 a passage 122 which extends from an opening 124 in the lid 78i to an opening in the bottom of the lower part 76i and thus connects the two axial ends of the valve element 18i together , Furthermore, in the valve element 18i, an arcuate bypass opening 126, which is open only to the underside, that is, to the bottom of the lower part 76i and thus to the suction chamber 24, is formed, which is closed to the pressure chamber 26 by the cover 78i.
[36] Das Pumpengehäuse 12 weist neben dem Druckanschluss 27 und den beiden zuvor beschriebenen Sauganschlüssen 34 und 32 einen weiteren Anschluss 128 auf. Der Anschluss 128 mündet in einem Eingang 130 im Boden des Umwälzpumpenaggregates 12 zusätzlich zu den Ein- gängen 28 und 30 in den Saugraum 24 hinein. Anhand der Fig. 15 bis 18 werden die verschiedenen Schaltstellungen erläutert, wobei in diesen Figuren der Deckel 78i des Ventilelementes 18i teilweise geöffnet gezeigt ist, um die Stellung der darunter liegenden Öffnungen zu verdeutlichen. Fig. 15 zeigt eine erste Schaltstellung, in welcher die Öff- nung 1 12 dem Eingang 30 gegenüberliegt, sodass eine Strömungsverbindung von dem Sauganschluss 34 zum Saugmund 38 des Laufrades 14 hergestellt wird. In der Schaltstellung gemäß Fig. 16 liegt die Öffnung 1 12 über dem Eingang 130, sodass eine Strömungsverbindung von dem Anschluss 128 zu der Saugöffnung 36 und über diese in den Saugmund 38 des Laufrades 14 geschaffen wird. In einer weiteren Schaltstellung, welche Fig. 17 zeigt, liegt die Öffnung 1 12 über dem Eingang 30, sodass wiederum eine Strömungsverbindung von dem Sauganschluss 34 zum Saugmund 38 des Laufrades 14 gegeben ist. Gleichzeitig findet eine teilweise Überdeckung der Öffnung 124 und des Durchgangsloches 122 mit dem Eingang 28 statt, sodass eine Verbindung zwischen dem Druckraum 26 und dem Sauganschluss 32 hergestellt ist, welcher hier als Druckanschluss fungiert. Gleichzeitig überdeckt die Über- brückungsöffnung 126 gleichzeitig den Eingang 130 und einen Teil des Einganges 28, sodass ebenfalls eine Verbindung von dem Anschluss 128 über den Eingang 130, die Überbrückungsöffnung 126 und den Eingang 28 zu dem Anschluss 32 geschaffen wird. [36] The pump housing 12 has, in addition to the pressure port 27 and the two previously described suction ports 34 and 32, a further port 128. The connection 128 opens into an inlet 130 in the bottom of the circulating pump unit 12 in addition to the inputs 28 and 30 into the suction chamber 24. The various switching positions are explained with reference to FIGS. 15 to 18, wherein in these figures the cover 78i of the valve element 18i is shown partially open to illustrate the position of the underlying openings. 15 shows a first switching position in which the opening tion 1 12 the input 30 is opposite, so that a flow connection from the suction port 34 to the suction port 38 of the impeller 14 is made. In the switching position according to FIG. 16, the opening 12 lies above the inlet 130, so that a flow connection is created from the connection 128 to the suction opening 36 and via this into the suction mouth 38 of the impeller 14. In a further switching position, which shows Fig. 17, the opening 1 12 is located above the input 30, so that in turn a flow connection from the suction port 34 is given to the suction port 38 of the impeller 14. At the same time, a partial overlap of the opening 124 and the through hole 122 with the input 28 takes place, so that a connection between the pressure chamber 26 and the suction port 32 is made, which acts as a pressure port. At the same time, the bypass opening 126 simultaneously covers the input 130 and a part of the input 28, so that a connection is also provided from the terminal 128 via the input 130, the bypass opening 126 and the input 28 to the terminal 32.
[37] Fig. 18 zeigt eine vierte Schaltstellung, in welcher der Durchgangskanal 122 den Eingang 28 vollständig überdeckt, sodass der An- schluss 32 über den Durchgangskanal 122 und die Öffnung 124 mit dem Druckraum 26 verbunden ist. Gleichzeitig überdeckt die Überbrückungsöffnung 126 nur noch den Eingang 130. Die Öffnung 1 12 überdeckt weiterhin den Eingang 30. [37] FIG. 18 shows a fourth switching position in which the through-channel 122 completely covers the input 28, so that the connection 32 is connected to the pressure space 26 via the through-channel 122 and the opening 124. At the same time, the bridging opening 126 only covers the entrance 130. The opening 12 also covers the entrance 30.
[38] Ein solches Kreiselpumpenaggregat kann beispielsweise in einem Heizungssystem, wie es in Fig. 19 gezeigt ist, Verwendung finden. Dort begrenzt die gestrichelte Linie das Kreiselpumpenaggregat 1 , wie es gerade anhand der Fig. 10 bis 18 beschrieben wurde. Das Heizungssystem weist wiederum einen Primärwärmetauscher bzw. eine Wärmequelle 1 14 auf, welche beispielsweise ein Gasheizkessel sein kann. Aus- gangsseitig verläuft der Strömungsweg in einen ersten Heizkreis 120, welcher beispielsweise von herkömmlichen Heizkörpern bzw. Radiatoren gebildet sein kann. Gleichzeitig zweigt ein Strömungsweg zu einem Sekundärwärmetauscher 56 zur Erwärmung von Brauchwasser ab. Das Heizungssystem weist ferner einen Fußbodenheizkreis 1 1 6 auf. Die Rück- läufe des Heizkreises 120 und des Fußbodenheizkreises 1 1 6 münden in den Sauganschluss 34 am Pumpengehäuse 12. Der Rücklauf aus dem Sekundärwärmetauscher 56 mündet in den Anschluss 128, welcher, wie nachfolgend beschrieben wird, zwei Funktionalitäten bietet. Der Anschluss 32 des Pumpengehäuses 12 ist mit dem Vorlauf des Fußboden- heizkreises 1 1 6 verbunden. [38] Such a centrifugal pump unit can be used, for example, in a heating system as shown in FIG. There, the dashed line bounds the centrifugal pump unit 1, as has just been described with reference to FIGS. 10 to 18. The heating system in turn has a primary heat exchanger or a heat source 1 14, which may be, for example, a gas boiler. On the output side, the flow path runs in a first heating circuit 120, which may be formed for example by conventional radiators or radiators. At the same time, a flow path branches off to a secondary heat exchanger 56 for heating service water. The heating system further comprises a floor heating circuit 1 1 6. The returns of the heating circuit 120 and the floor heating circuit 1 1 6 open into the suction port 34 on the pump housing 12. The return from the secondary heat exchanger 56 opens into the port 128, which, as will be described below, offers two functionalities. The connection 32 of the pump housing 12 is connected to the flow of the floor heating circuit 1 1 6.
[39] Wenn sich das Ventilelement 18i in der ersten in Fig. 15 gezeigten Schaltstellung befindet, fördert das Laufrad 14 Flüssigkeit aus dem Sauganschluss 34 über den Druckanschluss 27 durch die Wärmequelle 140 und dem Heizkreis 120 und zurück zu dem Sauganschluss 34. Befin- det sich das Ventilelement 18i in der zweiten Schaltstellung, welche in Fig. 16 gezeigt ist, ist die Anlage auf Brauchwasserbetrieb umgeschaltet, in diesem Zustand fördert das Pumpenaggregat bzw. das Laufrad 14 Flüssigkeit von dem Anschluss 128, welcher als Sauganschluss dient, durch den Druckanschluss 27, über die Wärmequelle 1 14 durch den Sekundärwärmetauscher 56 und zurück zu dem Anschluss 128. Befindet sich das Ventilelement 18i in der dritten Schaltstellung, welche in Fig. 1 7 gezeigt ist, wird zusätzlich der Fußbodenheizkreis 1 1 6 versorgt. Über den Sauganschluss 34 strömt das Wasser in den Saugmund 38 des Laufrades 14 und wird über den Druckanschluss 27 über die Wärmequelle 1 14 in der beschriebenen Weise durch den ersten Heizkreis 120 gefördert. Gleichzeitig tritt die Flüssigkeit ausgangsseitig des Laufrades 14 aus dem Druckraum 26 in die Öffnung 124 und durch den Durchgangskanal 122 hindurch und fließt so zu dem Anschluss 32 und über diesen in den Fußbodenheizkreis 1 16. [40] In der in Fig. 17 gezeigten Schaltstellung fließt gleichzeitig über die Überbrückungsöffnung 126 Flüssigkeit über den Anschluss 128 und den Eingang 130 in den Anschluss 32. Das heißt, hier strömt Wasser über die Wärmequelle 1 14 durch den Sekundärwärmetauscher 26 und den Anschluss 128 zu dem Anschluss 32. Da in diesem Heizbetrieb am Sekundärwärmetauscher 56 im Wesentlichen keine Wärme abgenommen wird, wird so dem Anschluss 32 heißes Wasser zusätzlich zu dem kalten Wasser, welches aus dem Druckraum 26 über den Durchgangskanal 122 zu dem Anschluss 32 strömt, zugemischt. Durch Veränderung des Öffnungsgrades über die Ventilstellung 18i kann die Menge des zugemischten warmen Wassers am Anschluss 32 variiert werden. Fig. 18 zeigt eine Schaltstellung, in welcher die Zumischung abgeschaltet ist und der Anschluss 32 ausschließlich mit dem Druckraum 26 direkt in Verbindung ist. In diesem Zustand wird das Wasser im Fußbodenkreis 1 1 6 ohne Wär- mezufuhr im Kreis gefördert. Es ist zu erkennen, dass durch die Veränderung der Schaltstellungen des Ventilelementes 18i bei dieser Ausführungsform sowohl eine Umschaltung zwischen Heizung und Brauchwassererwärmung erreicht werden kann als auch gleichzeitig die Versorgung von zwei Heizkreisen mit unterschiedlichen Temperaturen, nämlich eines ersten Heizkreises 120 mit der Ausgangstemperatur der Wärmequelle 1 14 und eines Fußbodenheizkreises 1 16 mit einer über eine Mischfunktion reduzierte Temperatur. [39] When the valve element 18i is in the first switching position shown in FIG. 15, the impeller 14 conveys liquid from the suction port 34 via the pressure port 27 through the heat source 140 and the heating circuit 120 and back to the suction port 34 If the valve element 18i in the second switching position, which is shown in FIG. 16, the system is switched to service water operation, in this state, the pump unit or the impeller 14 delivers fluid from the port 128, which serves as a suction port, through the pressure port 27 , Via the heat source 1 14 through the secondary heat exchanger 56 and back to the terminal 128. If the valve element 18i in the third switching position, which is shown in Fig. 1 7, in addition the floor heating circuit 1 1 6 is supplied. Via the suction connection 34, the water flows into the suction mouth 38 of the impeller 14 and is conveyed via the pressure connection 27 via the heat source 14 in the manner described by the first heating circuit 120. At the same time, the liquid emerges on the output side of the impeller 14 from the pressure chamber 26 into the opening 124 and through the through-passage 122 and thus flows to the terminal 32 and via this into the underfloor heating circuit 16. [40] In the switching position shown in FIG. 17, liquid flows via the connection 128 and the inlet 130 into the connection 32 at the same time via the bridging opening 126. That is to say, water flows through the heat exchanger 14 through the secondary heat exchanger 26 and the connection 128 to the terminal 32. Since substantially no heat is removed from the secondary heat exchanger 56 in this heating operation, hot water is added to the connection 32 in addition to the cold water flowing from the pressure space 26 via the passage 122 to the connection 32. By varying the degree of opening via the valve position 18i, the amount of hot water mixed in at port 32 can be varied. Fig. 18 shows a switching position in which the admixture is switched off and the terminal 32 is exclusively in communication with the pressure chamber 26 directly. In this condition, the water in the floor circle 1 1 6 is conveyed in a circle without heat supply. It can be seen that by changing the switching positions of the valve element 18i in this embodiment, both a switching between heating and domestic water heating can be achieved and at the same time the supply of two heating circuits with different temperatures, namely a first heating circuit 120 with the output temperature of the heat source. 1 14 and a Fußbodenheizkreises 1 16 with a reduced over a mixing function temperature.
[41 ] Aufgrund der Tatsache, dass die Kupplung 108 und die Gegenkupplung 1 10 in der ersten Betriebsart im Normalbetrieb des Umwälz- pumpenaggregates, wenn das Laufrad 14 Flüssigkeit fördert, außer Eingriff treten, stellt sich das Problem, beim Wechsel in die zweite Betriebsart, was eine Drehrichtungsumkehr erfordert, den Rotor 6 und das Ventilelement 18, 18i wieder in definierte Ausrichtung bezüglich ihrer Winkellagen zu bringen. Das Ventilelement 18, 18i sollte im Wesentlichen in der Position gehalten sein, in welcher es war, als das Pumpenaggregat durch die Steuereinrichtung 17 zum letzten Mal von der zweiten Be- triebsart in die erste Betriebsart gewechselt ist. Gleichzeitig ist der Steuereinrichtung 17 die Position des Rotors 6 bekannt und die Steuereinrichtung 1 7 ist so ausgebildet, dass sie die Rotorposition speichert. Da jedoch nicht ganz ausgeschlossen werden kann, dass sich das Ventil- element 18, 18i möglicherweise um ein geringes Maß verlagert hat, wird beim erneuten Wechsel in die zweite Betriebsart bevorzugt zunächst eine Positionierung des Rotors 6 in der Weise vorgenommen, dass die Steuereinrichtung 17 den Rotor 6 durch entsprechende Ansteuerung des Stators 4 nicht ganz bis in die gespeicherte Winkellage dreht, son- dem vorzugsweise kurz vorher anhält. D. h. in einem ersten Schritt wird bei der Inbetriebnahme des zweiten Betriebsmodus der Rotor 6 in eine zuvor gespeicherte Winkellage gedreht oder in eine Winkellage, welche in Drehrichtung geringfügig vor der zuletzt gespeicherten Winkellage liegt. Anschließend kann der Rotor gemeinsam mit dem Ventilele- ment 18, 18i in eine gewünschte zweite Winkelposition gedreht werden, wobei die Steuereinrichtung 1 7 den Stator 6 so ansteuert, dass der Rotor 6 in dieser zweiten Betriebsart sich genau um den gewünschten Winkel dreht. Bei dieser Drehung wird über die Kupplung 108 die Gegenkupplung 1 10 mitgenommen, sodass das Ventilelement 18, 18i dann in die gewünschte Winkelstellung gedreht wird. In dieser wird der Rotor 6 angehalten und die Steuereinrichtung 17 schaltet wieder in die erste Betriebsart bzw. den ersten Betriebsmodus um und startet den Rotor 6 in entgegengesetzter Drehrichtung, sodass die Kupplung 108 von der Gegenkupplung 1 10 außer Eingriff treten kann und im Übrigen durch die axiale Verlagerung des Ventilelementes 18, 18i durch den im Druckraum 26 erzeugten Druck die Kupplung 108 und die Gegenkupplung 1 10 vollständig außer Eingriff treten und das Ventilelement 18, 18i durch Anlage am Boden des Pumpengehäuses 12 in der erreichten Schaltstellung gehalten wird. [42] Die Kupplung 108 weist zwei Schrägen bzw. Keilflächen 132 auf, welche sich ausgehend von zwei Stirnkanten 134 erstrecken, welche im Wesentlichen in diametraler Richtung bezüglich der Drehachse X verlaufen. An der den Keilflächen 132 abgewandten Seite der Stirnkanten 134 erstrecken sich Eingriffsflächen 136, welche im Wesentlichen in einer Ebene verlaufen, welche von der Drehachse X und einer Durchmesserli- nie zu dieser Drehachse X aufgespannt wird. Die Gegenkupplung 1 10 weist einen sich in Durchmesserrichtung bezüglich der Drehachse X erstreckenden stegförmigen Vorsprung 138 auf, welcher in axialer Richtung vorsteht und zwei im Wesentlichen zueinander parallele Seitenflächen aufweist, welche sich wiederum in Ebenen erstrecken, welche im Wesentlichen von der Durchmesserlinie und der Drehachse X oder zu diesen parallele Achsen aufgespannt werden. Die Seitenflächen des Vorsprungs 138 kommen an den Eingriffsflächen 136 zur Anlage, wenn die Kupplung in Eingriff ist. In der umgekehrten Drehrichtung D gleitet der Vorsprung 138 auf den Keilflächen 137 unter axialer Verlagerung ab. Bei dieser Ausgestaltung der Kupplung 108 und der Gegenkupplung 1 10 gibt es genau zwei um 180° zueinander versetzte Positionen, in welchen der Rotor 6 und das Ventilelement 18, 18i miteinander gekoppelt werden können. [41] Due to the fact that the clutch 108 and the counter-clutch 110 are disengaged in the first operating mode during normal operation of the circulating pump unit when the impeller 14 delivers fluid, the problem arises when changing to the second operating mode. which requires a reversal of rotation to bring the rotor 6 and the valve element 18, 18i again in a defined orientation with respect to their angular positions. The valve element 18, 18i should be held substantially in the position in which it was when the pump unit was last selected by the control device 17 by the second mode has changed to the first operating mode. At the same time, the controller 17 is aware of the position of the rotor 6, and the controller 17 is configured to store the rotor position. However, since it can not be completely ruled out that the valve element 18, 18i may have shifted by a small amount, the rotor 6 is preferably initially positioned in the second operating mode when the control unit 17 is changed again so that the control device 17 Rotor 6 by appropriate control of the stator 4 is not quite up to the stored angular position rotates, but preferably shortly before stops. Ie. In a first step, when the second operating mode is started, the rotor 6 is rotated into a previously stored angular position or into an angular position which is slightly ahead of the last stored angular position in the direction of rotation. Subsequently, the rotor can be rotated together with the valve element 18, 18i into a desired second angular position, wherein the control device 17 controls the stator 6 in such a way that the rotor 6 rotates exactly at the desired angle in this second mode of operation. During this rotation, the counter coupling 1 10 is taken over the clutch 108, so that the valve element 18, 18i is then rotated to the desired angular position. In this, the rotor 6 is stopped and the controller 17 switches back to the first mode or the first mode of operation and starts the rotor 6 in the opposite direction of rotation, so that the clutch 108 of the counter-clutch 1 10 can disengage and incidentally by the axial displacement of the valve element 18, 18i by the pressure generated in the pressure chamber 26, the clutch 108 and the counter-coupling 1 10 completely disengage and the valve element 18, 18i is held by engagement with the bottom of the pump housing 12 in the switching position reached. The coupling 108 has two slopes or wedge surfaces 132 which extend from two end edges 134, which in Substantially in the diametrical direction with respect to the axis of rotation X run. On the side of the end edges 134 facing away from the wedge surfaces 132, engagement surfaces 136 extend, which extend essentially in a plane which is spanned by the rotation axis X and a diameter line to this rotation axis X. The mating coupling 10 has a web-shaped projection 138 extending in the diameter direction with respect to the axis of rotation X, which protrudes in the axial direction and has two substantially mutually parallel side surfaces, which in turn extend in planes which are essentially of the diameter line and the axis of rotation X. or be clamped to these parallel axes. The side surfaces of the projection 138 engage the engagement surfaces 136 when the clutch is engaged. In the reverse direction of rotation D, the projection 138 slides on the wedge surfaces 137 under axial displacement. In this embodiment of the coupling 108 and the counter-coupling 1 10 there are exactly two offset by 180 ° to each other positions in which the rotor 6 and the valve element 18, 18i can be coupled together.
[43] In dem vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ist das Pumpengehäuse 12 einteilig ausgebildet. Es ist jedoch zu verstehen, dass das Pumpengehäuse auch mehrteilig ausgebildet sein kann. Insbesondere kann ein von dem Pumpengehäuse getrenntes Ventilgehäuse vorgesehen sein, in welchem das beschriebene Ventilelement angeordnet ist, während in dem Pumpengehäuse lediglich das Laufrad angeordnet ist. Ein solches Ventil- und Pumpengehäuse können in geeigneter Weise miteinander verbunden sein. Bezugszeichenliste In the embodiments described above, the pump housing 12 is integrally formed. However, it is to be understood that the pump housing can also be designed in several parts. In particular, a separate from the pump housing valve housing may be provided, in which the valve element described is arranged, while in the pump housing, only the impeller is arranged. Such a valve and pump housing can be connected to each other in a suitable manner. LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Kreiselpumpenaggregat1 centrifugal pump unit
2 Motorgehäuse 2 motor housing
4 Stator  4 stator
6 Rotor  6 rotor
8 Rotorwelle  8 rotor shaft
10 Spaltrohr  10 can
12 Pumpengehäuse  12 pump housings
14 Laufrad  14 impeller
1 6 Elektronikgehäuse  1 6 electronics housing
1 7 Steuereinrichtung  1 7 control device
18 1 8i Ventilelement  18 1 8i valve element
20 Achse  20 axis
24 Saugraum  24 suction chamber
26 Druckraum  26 pressure room
27 Druckanschluss  27 pressure connection
28, 30 Eingänge  28, 30 inputs
32, 34 Sauganschlüsse  32, 34 suction connections
38 Saugmund  38 suction mouth
48 Feder  48 spring
76 76i Unterteil  76 76i lower part
78, 78i Deckel  78, 78i lid
108 Kupplung  108 clutch
1 10 Gegenkupplung  1 10 counter coupling
1 12 Öffnung  1 12 opening
1 14 Wärmequelle  1 14 heat source
1 1 6 Fußboden-Heizkreis 1 1 6 Floor heating circuit
1 18 Umwälzpumpenaggregat1 18 Circulation pump unit
120 Heizkreis 120 heating circuit
122 Durchgangskanal 122 passageway
124 Öffnung 126 Überbrückungsöffnung124 opening 126 Bypass opening
128 Anschluss 128 connection
130 Eingang  130 entrance
132 Keilflächen  132 wedge surfaces
134 Stirnkanten 134 front edges
136 Eingriffsflächen 136 engagement surfaces
138 Vorsprung 138 advantage
X Drehachse X axis of rotation
A, B Drehrichtungen A, B directions of rotation

Claims

Ansprüche claims
Pumpenaggregat mit einem elektrischen Antriebsmotor, zumindest einem von dem elektrischen Antriebsmotor drehend angetriebenen Laufrad (14) sowie einer Steuereinrichtung (17), welche den Antriebsmotor ansteuert, Pump unit with an electric drive motor, at least one of the electric drive motor rotatably driven impeller (14) and a control device (17) which drives the drive motor,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die Steuereinrichtung (17) derart ausgebildet ist, dass sie den Antriebsmotor wahlweise in zumindest einer ersten oder einer zweiten Betriebsart ansteuert, wobei in der ersten Betriebsart der Antriebsmotor von der Steuereinrichtung (17) derart gesteuert wird, dass ein Rotor (6) des Antriebsmotors zum Erzeugen eines Durchflusses und Druckes am Laufrad kontinuierlich rotiert, und in der zweiten Betriebsart der Antriebsmotor von der Steuereinrichtung (1 7) derart gesteuert wird, dass Rotor (6) des Antriebsmotors schrittweise in zumindest einem gewählten Winkelschritt von vorzugsweise kleiner 360° zum Erreichen einer bestimmten Winkelstellung weiterbewegt wird. the control device (17) is designed such that it drives the drive motor optionally in at least a first or a second operating mode, wherein in the first operating mode the drive motor is controlled by the control device (17) such that a rotor (6) of the drive motor for Generating a flow and pressure on the impeller continuously rotates, and in the second mode, the drive motor of the control device (1 7) is controlled such that the rotor (6) of the drive motor stepwise in at least one selected angular step of preferably less than 360 ° to achieve a certain Angular position is moved on.
Pumpenaggregat nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (17) derart ausgebildet ist, dass der Antriebsmotor in der ersten Betriebsart mit höherer Winkelgeschwindigkeit als in der zweiten Betriebsart dreht. Pump unit according to claim 1, characterized in that the control device (17) is designed such that the drive motor rotates in the first operating mode with a higher angular velocity than in the second operating mode.
Pumpenaggregat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (17) derart ausgestaltet ist, dass in der ersten Betriebsart der Antriebsmotor in seiner Drehzahl einstellbar und vorzugsweise regelbar ist. Pump unit according to claim 1 or 2, characterized in that the control device (17) is designed such that in the first mode of operation of the drive motor is adjustable in its speed and preferably adjustable.
Pumpenaggregat nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (17) derart ausgebildet ist, dass der Antriebsmotor in der zweiten Betriebsart von der Steuereinrichtung (1 7) in offener Schleife (open-loop-Be- trieb) gesteuert wird. Pump unit according to one of the preceding claims, characterized in that the control device (17) is designed such that the drive motor in the second mode is controlled by the control device (1 7) in open loop (open-loop operation).
Pumpenaggregat nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (17) derart ausgebildet ist, dass in der zweiten Betriebsart der Antriebsmotor von der Steuereinrichtung (17) mit einer Frequenz kleiner 10 Hz angesteuert wird und/oder der Motorstrom der zwei- bis vierfachen nominellen Stromstärke entspricht, für welche der Antriebsmotor ausgelegt ist. Pump unit according to one of the preceding claims, characterized in that the control device (17) is designed such that in the second operating mode, the drive motor is driven by the control device (17) with a frequency less than 10 Hz and / or the motor current of the two- to four times the nominal current for which the drive motor is designed.
Pumpenaggregat nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (17) einen Frequenzumrichter aufweist. Pump unit according to one of the preceding claims, characterized in that the control device (17) has a frequency converter.
Pumpenaggregat nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (17) derart ausgebildet ist, dass die Anzahl und/oder die Größe der einzelnen Winkelschritte, in welcher der Rotor (6) in der zweiten Betriebsart bewegt wird, auswählbar ist. Pump unit according to one of the preceding claims, characterized in that the control device (17) is designed such that the number and / or the size of the individual angular steps in which the rotor (6) is moved in the second mode, is selectable.
Pumpenaggregat nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (17) derart ausgestaltet ist, dass sie den Antriebsmotor derart ansteuert, dass dessen Drehrichtung (A) in der zweiten Betriebsart entgegengesetzt zu der Drehrichtung (B) in der ersten Betriebsart ist. Pump unit according to one of the preceding claims, characterized in that the control device (17) is designed such that it drives the drive motor such that the direction of rotation (A) in the second mode is opposite to the direction of rotation (B) in the first mode.
9. Pumpenaggregat nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (6) des Antriebsmotors zusätzlich zu dem zumindest einen Laufrad (14) über eine lösbare Kupplung (108, 1 10) mit zumindest einem weiteren bewegbaren Bauteil (18, 18i) gekoppelt ist. 9. Pump unit according to one of the preceding claims, characterized in that the rotor (6) of the drive motor in addition to the at least one impeller (14) via a detachable Coupling (108, 1 10) with at least one further movable member (18, 18i) is coupled.
Pumpenaggregat nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (108, 1 10) derart drehrichtungsabhangig lösbar ist, dass sie in einer ersten Drehrichtung (A) in Eingriff ist und in der entgegengesetzten zweiten Drehrichtung (B) gelöst ist. Pump unit according to claim 9, characterized in that the coupling (108, 1 10) is such Drehrichtungsabhangig solvable that in a first rotational direction (A) is engaged and in the opposite second direction of rotation (B) is released.
Pumpenaggregat nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (108) an einem Stirnende einer Rotorwelle (8) des Rotors ausgebildet ist und insbesondere ein Sägezahnprofil aufweist. Pump unit according to claim 9 or 10, characterized in that the coupling (108) is formed at a front end of a rotor shaft (8) of the rotor and in particular has a sawtooth profile.
12. Pumpenaggregat nach einem der Ansprüche 9 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine weitere bewegbare Bauteil ein Ventilelement (18; 18i) ist, wobei das Ventilelement (18; 18i) vorzugsweise Teil eines Misch- und/oder Umschaltventils ist. 13. Pumpenaggregat nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilelement (18; 18i) derart ausgebildet und angeordnet ist, dass es drehend zwischen zumindest zwei Schaltstellungen bewegbar ist, wobei eine Drehachse (X) des Ventilelementes (18; 18i) vorzugsweise fluchtend zur Drehachse (X) des Antriebsmotors angeordnet ist. 12. Pump unit according to one of claims 9 to 1 1, characterized in that the at least one further movable member is a valve element (18; 18i), wherein the valve element (18; 18i) is preferably part of a mixing and / or change-over valve. 13. Pump unit according to claim 12, characterized in that the valve element (18; 18i) is designed and arranged such that it is rotatably movable between at least two switching positions, wherein a rotation axis (X) of the valve element (18; 18i) is preferably aligned with Rotary axis (X) of the drive motor is arranged.
Pumpenaggregat nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilelement (18; 18i) in dem Pumpenaggregat derart angeordnet ist, dass es eine Druckfläche (78; 78i) aufweist, auf welche ein ausgangsseitig des zumindest einen Laufrades (14) herrschender Druck wirkt, und das Ventilelement (18; 18i) in einer Richtung quer zu der Druckfläche (78; 78i) zwischen einer Anlageposition, in welcher es an zumindest einer Anlagefläche anliegt, und einer gelösten Position, in welcher es von der Anlagefläche gelöst oder beabstandet ist, bewegbar gelagert ist, wobei vorzugsweise ein Rückstellelement (48) vorgesehen ist, welches ei- ne Rückstellkraft erzeugt, welche einer von dem Druck an derPump unit according to claim 12 or 13, characterized in that the valve element (18; 18i) is arranged in the pump unit such that it has a pressure surface (78; 78i) on which an output side of the at least one impeller (14) prevails pressure and the valve element (18; 18i) in a direction transverse to the pressure surface (78; 78i) between a Investment position in which it bears against at least one contact surface, and a dissolved position in which it is detached or spaced from the contact surface is movably mounted, wherein preferably a return element (48) is provided, which generates a restoring force, which one from the pressure at the
Druckfläche (78; 78i) erzeugten Druckkraft entgegengesetzt gerichtet ist. Pressure surface (78; 78i) is oppositely generated pressure force generated.
15. Pumpenaggregat nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlagefläche eine Dichtfläche ist. 15. Pump unit according to claim 14, characterized in that the contact surface is a sealing surface.
Pumpenaggregat nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bewegungspfad (X) zwischen der Anlageposition und der gelösten Position verschieden zu einem Bewegungspfad zwischen den zumindest zwei Schaltstellungen des Ventilelementes (18; 18i) ist. Pump unit according to claim 14 or 15, characterized in that a movement path (X) between the abutment position and the disengaged position is different from a movement path between the at least two switching positions of the valve element (18; 18i).
Pumpenaggregat nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es als ein Umwälzpumpenaggregat und insbesondere als ein Heizungsumwälzpumpenaggregat ausgebildet ist. Pump unit according to one of the preceding claims, characterized in that it is designed as a circulating pump unit and in particular as a Heizungsumwälzpumpenaggregat.
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