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Einrichtung zur Aufnahme axialer Kräfte rotierender Teile von Fliissigkeitspumpen, deren Antriebs- motoren u. dgl.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Aufnahme axialer Kräfte rotierender Teile von Flüssigkeitspumpen, deren Antriebsmotoren u. dgl. mit einem Gummigleitkörper, welcher durch die zu fördernde Flüssigkeit geschmiert und gekühlt wird.. und besteht darin, dass die Welle Bohrungen aufweist, welche einen zwischen dem Gleitkörper und der Welle vorgesehenen Zwischenraum, von welchem die im Gleitkörper angeordneten Schmiernuten ausgehen, mit einem die Schmier-bzw.
Kühlflüssigkeit enthaltenen Raum höhereren Druckes verbinden.
In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, u. zw. zeigt Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Tauehpumpe mit der erfindungsgemässen Einrichtung, Fig. 2 einen Querschnitt durch die Einrichtung in vergrössertem Massstabe, Fig. 3 ist ein Schnitt nach Linie III--III der Fig. 2. Fig. 4 ist die Abwicklung des Schnittes nach Linie IV-IV der Fig. 3. Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel in einem Längsschnitt durch eine Pumpe. Fig. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Gummigleitkörpers in Draufsicht.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäss den Fig. 1-4 ist 1 die Welle einer elektrisch angetriebenen Pumpe, 2 ist das Laufrad der Pumpe, 3 der Leitapparat, 4 der Druckraum der Pumpe und 5 der Druckstutzen. 8 ist das Gehäuse des Elektromotors, 9 der Stator, 10 dessen Wicklungen und 11 der Rotor. Der Luftspalt zwischen Stator und Rotor ist mit 12 bezeichnet. 14 ist die erfindungsgemässe Einrichtung zur Aufnahme der axialen Kräfte der Welle 1, deren Gleitkörper 15 aus Gummi gefertigt ist. Der Gummigleitkörper 15 ist in einem Teller 16 angeordnet, der am ruhenden Stützteil 77 der Einrichtung befestigt ist. Der Stützteil 17 ist wieder am Gehäuse 8 des Motors angebracht und beispielsweise als ein die Welle
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Nuten 19 in mehrere Teilflächen20 unterteilt.
Die Nuten 19 können aber auch in anderer Weise angeordnet sein, ohne dass eine vollkommene Unterteilung des Gleitkörpers durch dieselben stattfinden würde, wie noch bei Beschreibung des Ausführungsbeispieles nach Fig. 6 näher erläutert wird. Die Nuten 19 sind gleichzeitig als Kanäle für die Zuführung der zu fördernden Flüssigkeit zum Gleitkörper 15 zwecks Schmierung und Kühlung desselben ausgebildet. Die Nuten münden in einem zwischen den Gleitkörper 15 und der Welle 1 vorgesehenen Zwischenraum 21 und weisen beispielsweise rechteckigen Querschnitt mit abgeschrägten oberen Kanten 22 auf. Der im Teller 16 ruhende Gummigleitkörper 15 ist mit Mitteln zur Befestigung im Teller ausgestattet, welche beispielsweise als Schwalbenschwanzverbindungen 25 ausgeführt sind.
Der Gummigleitkörper 15 kann in dem Teller 16 auch eingeklebt oder in irgendeiner andern Art befestigt sein. Das die Welle 1 umgebende Lagergehäuse 17 ist gleichzeitig als Träger für den gleichfalls zweckmässig aus Gummi gefertigten Gleitkörper 29 eines Halslagers 30 ausgebildet. Die Verbindung zwischen dem das untere Ende der Welle 1 umgebenden Innenraum 31 des Lagergehäuses 17 und dem zwischen dem Gleitkörper 15 und der Welle 1 verbleibenden Zwischenraum 21 stellen am Halslager angeordnete Schmier bzw. Kühlkanäle 35 her. Die Welle 1 weist eine Bohrung. * ? auf, welche die Verbindung des zwischen dem Gleitkörper 15 und der Welle 1 vorgesehenen Zwischenraumes 21 mit einem die Schmier-bzw. Kühlflüssigkeit enthaltenden Raum höheren Druckes herstellt.
Als solcher ist zweckmässigerweise der Innenraum des rotierenden Laufrades der Pumpe. 3 gewählt, da die durch das Laufrad geförderte Flüssigkeit sich in kräftiger Rotation befindet, so dass ein Einströmen von Verunreinigungen in die Bohrung 36 der Welle 1 vermieden wird. Zufolge der Zentrifugalkraft werden nämlich die Verunreinigungen, wie Sand u. dgl., nach aussen geschleudert, so dass sie in die nahe der Wellenachse angeordnete Einströmöffnung 36'nicht einbezogen werden. 27 ist die an der Welle 1
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ein zur Abstützung der Motorwelle 1 dienendes, am Deckel des Motors 8 angeordnetes Halslager, welches Kühl- und Schmiernuten 41 aufweist, die eine Verbindung zwischen dem Innenraum des Motors und dem mit der zu fördernden Flüssigkeit erfüllten Aussenraum 45 herstellen.
Die Kühl-und Sehmiernuten 41 des Halslagers 40 stehen mit den Nuten 19 des Gummigleitkörpers durch den Rotorspalt 12 in Verbindung, so dass die Weiterleitung der Schmier-und Kühlflüssigkeit zu dem Halslager 40 erfolgen kann.
Der Vorteil der Verwendung von Gummi für den Gleitkörper 15 der erfindungsgemässen Einrichtung ist insbesondere darin gelegen, dass die in die Nuten 19 eingeströmte Kühl-und Schmier- flüssigkeit zufolge der Elastizität des Materials leicht durch den rotierenden Spurring 28 in den Zwischenraum zwischen diesem und dem Gummigleitkörper eingezogen werden kann und sich dort in gleichmässiger Weise in Form eines dünnen Films verteilt. Das Einziehen der Schmier-und Kühlflüssigkeit in den Zwischenraum zwischen den Gleitflächen wird besonders durch die Abschrägungen 22 der Nuten 19 begünstigt, entlang welchen das durch den Spurring mitgenommene Schmiermittel in den Zwischenraum zwischen den Gleitflächen förmlich eingepresst wird.
Die Nachgiebigkeit des Gummis ermöglicht in hervorragender Weise die Bildung eines gleichmässigen Flüssigkeitsfilms, so dass zwischen dem Gummigleitkörper und dem Spurring 28 nur Flüssigkeitsreibung vorherrscht, was einen besonders günstigen Wirkungsgrad der Einrichtung bedingt. Die Abschrägung beider oberer Kanten ermöglicht eine beliebige Drehrichtung der Welle bei gleich vorteilhaften Schmier- und Kühlverhältnissen.
Besondere Vorteile bietet die erfindungsgemäss.. Einrichtung bei Flüssigkeitspumpen und deren Antriebsmotoren, wenn die zu fördernde Flüssigkeit sandhältig ist oder andere Verunreinigungen enthält.
Ein zwischen die Gleitflächen des Spurringes 28 und des Gummigleitkorpers. H gelangendes Sandkorn wird sich zufolge der Nachgiebigkeit des Gummis in den Gummigleitkörper YJ einbetten, ohne eine Beschädigung der Gleitflächen, wie Einkratzen u. dgl., zu verursachen.
Bei der in Gang befindliehen Pumpe wird die gleichzeitig als Kühl- und Schmiermittel verwendete zu fördernde Flüssigkeit von dem Laufradinnern durch den Kanal 36'und die Bohrung'36 in den Innenraum 31 gedrückt, um von dort aus durch die Kühl-bzw. Sehmiernuten Jo des Halslagers 29 in den
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Flüssigkeit erfüllten Aussenraum 43, wodurch der Kreislauf geschlossen ist. Es ist sonach zwecks Kühlung und Schmierung des Gleitkörpers 15 und sämtlicher Lager bloss eine einzige gemeinsame Zuführungsleitung, nämlich die Bohrung 36 der Welle, vorgesehen.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 ist 80 die Welle der beispielsweise seehsstufig ausgeführten horizontalen Kreiselpumpe 81. 82, 83, 84, 85, 86 und 87 sind die einzelnen Stufen derselben. Die an die letzte Druckstufe anschliessende Einrichtung zur Aufnahme der axialen Kräfte der rotierenden Welle 80 weist ähnlichen Aufbau wie die Entlastungseinrichtung gemäss dem Ausführungsbeispiele nach den Fig. 1-4 auf. 90 ist die Entlastungsscheibe, 91 der mit Nuten versehene Gummigleitkörper, der mittels Sehwalbenschwanzverbindungen 92 mit dem Teller 93 verbunden ist.
Der Hohlraum 94 zwischen der Entlastungsscheibe 90 und dem Gehäuseteil 95 steht aber gemäss vorliegendem Ausführungsbeispiel durch eine in der Welle 80 vorgesehene Bohrung 96 mit der zweiten Druckstufe der Pumpe in Verbindung.
Eine zweite Bohrung 97 der Welle 80 stellt die Verbindung zwischen der Kammer 98 auf der linken Seite der Entlastungsscheibe mit der fünften Druekstufe her.
Bei dieser Ausführung wird sich sonach im Hohlraum 94 ein Druck einstellen, der ungefähr dem in der zweiten Druckstufe herrschenden noch verhältnismässig geringen Drucke entspricht. In der Kammer 98 hingegen wird zufolge der Verbindung derselben mit der fünften Druckstufe ein bedeutend höherer Druck herrschen, so dass ein Teil des Axialschubes durch die Druckdifferenz aufgehoben wird. Die verbleibende Anpresskraft zwischen der Entlastungsscheibe 90 und dem Gummigleitkörper 91 wird zufolge der erfindungsgemässen Ausgestaltung desselben in besonders reibungsfreier Weise aufgenommen.
Durch den Druckunterschied zwischen den Räumen 94 und 98 findet auch eine entsprechende Strömung der Flüssigkeit durch die Nuten des Gummigleitkörpers statt, wodurch auch für die Schmierung und Kühlung der Einrichtung in vorteilhafter Weise gesorgt wird.
Bei dem Ausführungsbeispiel des Gummigleitkörpers gemäss Fig. 6 weist die Nut 119 spiralförmigen Verlauf auf, mündet nach innen zu in den Zwischenraum 121 und nach aussen hin in den Innenraum des Motorgehäuses. Die Verbindung zwischen dem Raum 121 und der Nut 119 stellen ferner im Gummikörper 11b vorgesehene Verbindungsrillen 119'her.
Die Verbindung des Gummigleitkorpers bei sämtlichen Ausführungsbeispielen mit seinem Teller kann erfindungsgemäss in besonders einfacher und vorteilhafter Weise dadurch erfolgen, dass in dem Teller vorerst das unvulkanisierte Gummimaterial für den Gleitkörper eingebracht und sodann mit dem Lagerteller zusammen vulkanisiert wird. Dieses Verfahren ergibt eine besonders verlässliche Verbindung zwischen den genannten Teilen und kann auch angewendet werden, wenn zwecks besonderer Sicherung der Verbindung die beschriebenen Sehwalbenschwanzverbindungen vorgesehen sind.