CN104131992B - 轴承单元 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种轴承单元(2)，用于安装在泵机组的轴上，具有用于容纳该轴的套筒(6)和固定在该套筒(6)的外周上的轴承套(4)，其中该套筒(6)在第一轴向端(7)上具有啮合元件(8)，用于形状配合地、抗扭地与该轴或与该轴连接的组件(42)相啮合，在相对置的第二轴向端上，该套筒(6)具有在轴向方向(X)上固定该轴承套(4)的支承肩(10)；以及一种具有该轴承单元的泵机组。

Description

轴承单元

技术领域

本发明涉及一种设计用于安装在泵机组的轴上的轴承单元。

背景技术

在泵机组中，特别是在多级离心泵机组中为了在径向方向上支承可旋转的轴(特别是也在各个泵级之间)，轴承单元是必需的。

从DE8706954U中已知一种轴承单元。在该轴承单元中，支座衬套()借助从动销抗扭地固定到轴上。借助其他的从动销，在支座衬套上设置轴承套，该轴承套在轴向方向上通过螺栓与支座衬套一起固定到轴上。这种设置一方面不适合于安装在连贯的轴上、例如在各个泵级之间。另一方面，从动销的设置需要非常精确的制造以保持所需的容差，这导致相当昂贵的装配。

发明内容

在该背景下，因此本发明的目的是提出一种用于安装在泵机组的轴上的改进的轴承单元，该轴承单元更容易并能更成本合算地生产并安装到轴上。

本发明的目的由按照本发明的具有权利要求1中的特征的轴承单元，以及具有权利要求16中给出的特征的用于生产预装配的轴承单元的方法，以及由具有权利要求17中给出的特征的泵机组实现。在从属权利要求、下面的说明以及附图中给出优选的实施方式。

按照本发明的预装配的轴承单元，其被设计为用于安装在泵机组的可旋转轴上，该轴承单元具有用于容纳该轴的套筒(Hülse)和固定在该套筒的外周上的轴承套。轴承套在此用于，在泵机组中与固定在外部的轴承环为径向支承而滑动地接触。为此，轴承套的构成轴承面的外表面与旋转轴同心地延伸。轴承套的外表面优选具有圆柱形的外轮廓。套筒用作用于轴承套的支座()，以及用于将轴承套抗扭地固定到轴上。按照本发明，为此套筒在第一轴向端上具有第一支承肩(Anlageschulter)以及啮合元件(Eingriffselement)，该啮合元件用于形状配合地、抗扭地与轴或与轴连接的组件相啮合。在相对的第二轴向端上，套筒具有在轴向方向上固定轴承套的第二支承肩。也就是说，轴承套在一个轴向端适宜地贴靠在第一支承肩上，或支承在该第一支承肩上，而在相对的轴向端支承在第二支承肩上，使得轴承套在轴向方向上固定在这两个支承肩之间。

在此啮合元件用于，将套筒与轴承套抗扭地固定在轴上。在此将套筒和/或啮合元件设计为，使该套筒和/或啮合元件与安装在该套筒上的轴承套一起与轴的旋转轴线同心地取向。

啮合元件以及第一支承肩在纵轴线的方向看设置在套筒的第一轴向端上。通过啮合元件与轴或与和该轴连接的组件形状配合地、抗扭地啮合，使得在泵机组工作期间，套筒并由此使固定在该套筒外周上的轴承套随着轴旋转。轴承套这样固定在套筒上：当其安装在轴上时，该轴承套的纵轴线与轴的旋转轴线相一致。

轴承套这样固定到套筒上：使该轴承套与啮合元件一起构成预制的轴承单元，该轴承单元因此可以在装配泵机组时以简单的方式安装到轴上。

在此第一和第二支承肩使得能够容易地将轴承套固定到套筒上，即在该套筒的第一端上、在第一支承肩和在该套筒的相对的第二端上、在第二支承肩之间。

优选地，第一支承肩由啮合元件构成。因此，轴承套固定在第二支承肩和啮合元件之间。第一支承肩可以由啮合元件的轴向端构成，该轴向端优选相对于套筒径向朝外突出。

预装配的轴承单元优选具有至少一个固定元件，优选位于在啮合元件上，该固定元件可以将轴承单元轴向固定在轴上或与该轴连接的组件上。固定元件因此用作，将预制的轴承单元轴向固定在轴上。由此特别是可以防止啮合元件与轴或和与该轴连接的组件在轴向方向上脱离啮合。优选将固定元件设计为，使得能够将啮合元件可松脱地固定，从而能够将轴承单元例如为维护目的或修理目的而拆卸下来。

特别优选地，至少一个啮合元件具有圆周壁，该圆周壁具有至少一个狭孔，在此固定元件伸入该狭孔中。在此优选该狭孔在啮合元件上垂直于轴的旋转轴线地延伸。在此优选将固定元件设计为，使其能够与狭孔以及与轴或与设置在轴上的组件形状配合地啮合。因此，在轴上或在设置在该轴上的组件上，可以设置槽或咬边，固定元件可与该槽或咬边啮合。在啮合元件相对于轴或该轴上的组件轴向运动时，该在轴向上固定在轴上的固定元件与啮合元件上的狭孔的壁相接触。由此可以限制或防止该轴向运动。此外，狭孔使装配容易，因为固定元件可以容易地垂直于旋转轴线地插入狭孔中，以与轴和/或与和该轴连接的组件在轴向上确保啮合。以该方式可以省掉成本过高的螺旋接合。

在一优选实施方式中，至少一个固定元件被设计为弹簧箍。弹簧箍例如由金属丝构成并具有弹性可变形性。因此，弹簧箍是可变形的，以便将啮合元件和轴或与该轴连接的组件带入啮合。这样，通过弹性回位力，使弹簧箍保持与组件以期望的啮合在轴向上固定。在此，弹簧箍优选这样设计，使该弹簧箍通过弹性变形与要固定的组件处于啮合，使该弹簧箍在其装入方向上围绕咬边，该咬边因此能够防止弹簧箍无意地从该组件退出啮合。例如可以将弹簧箍在弹性伸展下关于轴的旋转轴线在径向方向上推到轴上，并且在此例如同时插入啮合元件上的前述的狭孔中，优选插入两个在直径上相对置的狭孔中。最后，在弹性恢复原状后，弹簧箍优选围绕轴的相对置的两侧，从而使该弹簧箍也在径向方向上固定。

优选啮合元件具有非旋转对称的周壁，该周壁优选被设计为至少在局部是有角的。轴或与该轴连接的组件优选在与啮合元件相啮合的区域中具有对应的、非旋转对称的结构，从而使得在该非旋转对称的周壁和轴或与该轴连接的组件之间能够形状配合地啮合，这使能能够从轴向啮合元件传递扭矩。周壁特别是可以设置为部分地有棱角的、特别优选是多角的设计方案，在此该周壁同时优选平行于旋转轴线延伸。

因此，周壁在其内周上可以构成为例如六角形的截面。如果轴或位于该轴上的构件啮合入啮合元件，则周壁的至少一个为六角形的截面的内周优选与该轴的外壁或位于该轴上的构件的外壁相接触。轴或与该轴连接的组件优选具有对应的六角形外截面，该外截面使得能够与啮合元件的六角形内截面形状配合地啮合以传递扭矩。当啮合元件的内周壁平行于旋转轴线延伸时，该内周因此具有六角形的形状。

替代地，啮合元件还可以具有任何其他的非旋转对称的结构，该结构与轴上的或固定在该轴上的组件上的对应的非旋转对称的结构抗扭地啮合。因此，例如在啮合元件的内部的周壁上可以设置径向朝内取向的突出部，该突出部形状配合地嵌接到轴上或与该轴连接的组件上的对应的凹进部中。

在套筒的内周上优选设计至少一个环状物，该环状物从该内周径向朝内取向地突出。环状物具有与轴承面同心的内周面，并优选具有与要穿过套筒延伸的轴的外径相匹配的内径。当轴伸入套筒时，则环状物在周向上相对于旋转轴线地与轴的外表面相接触。套筒以及因此轴承单元，在轴上通过该至少一个接触面(该接触面构成环状物的内周)径向固定并居中。由此在套筒的不与轴接触的内周和该轴的外表面之间给出自由空间。该自由空间例如对于当在泵机组工作期间轴和轴承单元变热，并且在此导致材料的不同的热膨胀时是具有优点的。该自由空间同样可以使装配更容易。因此环状物构成在轴向方向上与套筒相比较短的居中面，由此使得容易将该套筒安装到轴上。代替连贯的环状物作为居中面还可以采用设置在套筒的内周上、分布在圆周上的多个单独的居中面，这些居中面与轴的外表面居中地接触。

优选轴承套在优选面向第一支承肩和啮合元件的第一轴向端上具有至少一个随动件(Mitnehmer)，该随动件抗扭地与至少一个在该啮合元件、该第一支承肩或套筒上形成的对应的同步元件相啮合。随动件和啮合元件之间的形状配合的啮合使轴承套与套筒一起并因此而与轴一起转动。

特别优选地，将至少一个随动件设计为凹部或突出部。对应的同步元件相应地互补地成型。特别优选地，在陶瓷轴承套中优选设计至少一个凹口，套筒、第一支承肩或啮合元件上的突出部形状配合地啮合入该凹口。特别优选地，在轴承套上在直径上相对置的两侧设置两个随动件，在套筒上或啮合元件上对应地设置两个在直径上相对置的同步元件。

优选将啮合元件设计为成型的钣金件。通过钣金成型，能使啮合元件具有需要的形状，以与轴或与和该轴连接的组件形状配合地啮合，同时能以简单的方式构成一个或多个同步元件，该同步元件使得能够形状配合地与轴承套或轴承套的随动件相啮合。因此，优选将啮合元件上的至少一个同步元件设计为轴向取向的成型部。啮合元件可以构成为，在径向上超出套筒的外周延伸出去。因此，啮合元件的环状轴向面形成在套筒的外周上，其优选构成第一支承肩，在该第一支承肩上同步元件优选以轴向取向的隆起部的形式构成。优选在直径上相对置的两侧上设置两个这样的同步元件。优选将轴承套上的一个或多个随动件设计为在该轴承套的轴向端面上的凹部或槽，轴向取向的同步元件啮合入该凹部或槽中。板材成型件的设计方案的优点在于，能非常成本合适地形成用于形状配合地与轴啮合的啮合轮廓，以及同时形成需要的同步元件以形状配合地与轴承套抗扭地啮合。

优选地，在轴承套和套筒的第二支承肩之间设置弹簧。该弹簧因此用作将轴承套轴向固定在套筒上。同时，该弹簧能通过其弹簧作用例如在轴向方向上松弛。由于轴承套优选由陶瓷材料制成，而套筒由金属材料特别是钢制成，在加热时由于不同的热膨胀系数会出现张紧，该张紧因此可以由该弹簧吸收。因此，特别是能够保护轴承套不受过度的轴向力的影响，该轴向力能导致损坏该轴承套。此外，还能保护轴。在高温时，例如超过240°时，钢元件(套筒、啮合元件)例如这样膨胀：使较少膨胀的轴承套可以相对于轴移动。通过该弹簧防止了这样的相对运动以及与此相关的磨损。替代地或补充地，还可以相应地在第一支承肩和轴承套之间设置弹簧。

例如可以将弹簧设计为螺旋弹簧。特别优选地将弹簧设计为碟形弹簧，在此该碟形弹簧优选具有s形或z形的截面。在截面中，碟形弹簧在此优选在其轴向端部具有垂直于旋转轴线延伸的平面或腿，该平面或腿构成轴向接触面。在这些沿着或垂直于旋转轴线延伸的平面之间，存在一个相对于纵轴成圆锥形延伸的部分，该部分因此在截面中相对于轴向端面成角度地延伸。该设计方案防止了弹簧被完全压平。碟形弹簧以一个轴向端部贴靠在接触肩上，而以相对的轴向端部贴靠在轴承套的轴向端面上。在此，碟形弹簧的轴向端部之一形成内周，而另一轴向端部形成外周。内周优选贴靠在支承肩上。

优选地，套筒、啮合元件的至少一部分、第一支承肩，弹簧和/或至少一个固定元件由优质钢、特别是抗锈的不锈钢制造。抗锈的不锈钢特别是应用于输送腐蚀流体(例如水)的泵中。

此外，轴承套优选由陶瓷、优选由碳化硅制造。陶瓷是好的轴承材料，其对于小的摩擦具有高耐磨性。在此特别是碳化硅具有理想的特性。由陶瓷制成的轴承套，因此在其外周上形成陶瓷的滑动面，该滑动面能与相对置的固定的轴承套滑动地相接合。固定的轴承套同样可以由陶瓷或由其他合适的材料制成。这样的滑动轴承在泵中优选通过待输送的流体(例如水)来润滑。

在一优选实施方式中，套筒与啮合元件和/或第一支承肩相焊接，优选为激光焊接。以该方式，可以实现在套筒和啮合元件或第一支承肩之间的固定的持久的连接。套筒优选作为车削件(Drehteil)由金属，特别是钢，进一步优选由不锈钢制造，而啮合元件则如上阐述，优选作为成型件由板材，特别是抗锈的不锈钢板制造。两个组件(尽管制造方法不同)可通过焊接容易地持久地彼此连接。在此优选套筒啮合入啮合元件的轴向端面上的圆形凹口或开口的内周，该凹口或开口优选形成第一支承肩，在此环状或部分是环状的焊缝形成在该开口的内周和该套筒的外周之间。啮合元件优选与第一支承肩一起一件式地形成，优选基本上为为罐形的，套筒啮合入其中的开口设置在该罐形结构的底部中。在背向套筒的一侧上，啮合元件优选设计为开放的，因此可以在该侧在开口的内周和套筒的外周之间，相邻于套筒的轴向端面形成至少部分是环状的焊缝。这对于焊缝的设置提供了很好的可到达性。这是特别适用的，因为套筒在外周上被轴承套所围绕。

特别优选地，套筒与啮合元件和/或第一支承肩沿着至少两个部分进行焊接，其中，在该两个部分之间的区域中不进行焊接。因此套筒和啮合元件或第一支承肩之间的焊缝在周向上不连贯地延伸。更确切地说，焊缝由至少两个部分组成，其中该两个部分不直接彼此邻接。优选地，对啮合元件或第一支承肩沿着开口的内周进行焊接，而对套筒则沿着套筒的外周通过共四个部分彼此焊接，在此每个部分在周向上绕套筒大约40°地延伸。因此在焊接过程期间，首先沿着第一部分，对套筒与啮合元件或第一支承肩进行焊接。然后焊接第二部分，在此该第二部分与第一部分关于套筒的纵轴线在直径上直接相对置。另一焊接产生在处于第一部分和第二部分之间的第三部分上。最后，沿着第四部分，将套筒与啮合元件或第一支承肩进行焊接，其中该第四部分关于套筒的纵轴与第三部分直接相对置。这种逐段地焊接使得在焊接过程中能够防止由于单侧加热而导致的套筒、第一支承肩和/或啮合元件的变形。正是通过防止套筒的变形，使得能够在最大程度上确保能够容易地将轴导入套筒中。

除了前述的轴承单元，本发明还涉及一种用于生产该预装配的轴承单元的方法。按照本发明，在套筒的第二支承肩上设置弹性元件或弹簧。随后，将轴承套设置在套筒上或推到套筒上，在此，该轴承套的第一轴向端与该弹性元件接触。第一支承肩和啮合元件相对于轴承套的与第一轴向端相对置的第二轴向端这样张紧：使得该轴承套在轴向方向上固定在该第一支承肩和该第二支承肩之间。在该张紧位置上，套筒与啮合元件和/或第一支承肩相焊接。由此，轴承套在轴向方向上固定在两个支承肩之间。弹性元件设置在第二支承肩和轴承套的第一轴向端部之间。因此，在轴向方向上的热膨胀可以通过弹性元件的弹性变形来吸收。轴承套的内周贴靠在套筒的外周上。通过将套筒与啮合元件相焊接，轴承单元构成不可拆卸的预装配的组件，其能够容易地安装在泵机组的轴上。

在一优选实施方式中，首先将上述弹簧作为弹性元件从轴向端推到套筒上，随后将轴承套推到套筒上，使轴承套与位于中间的、在套筒的第二支承肩上的弹簧相接触。随后，将啮合元件(在该啮合元件上第一支承肩优选一件式地形成)设置在套筒上，并在轴向端部上与该套筒以所描述的方式进行焊接。这样，以该方式，轴承套就持久地固定在啮合元件和支承肩之间。在此轴承套优选贴靠在啮合元件的环状轴向面上，该轴向面在径向上突出套筒的外周。在焊接之后，轴承套不可拆卸地固定在套筒上，从而实现了预装配的、易于操作的轴承单元。整个制造过程是简单的，因为省掉了螺栓连接和使用可拆卸的部件，如从动销。更确切地说，整个轴承单元优选仅由四个组件构成，即套筒、轴承套、啮合元件以及弹簧。关于该方法的进一步细节，请参阅前面关于轴承单元的说明。

除了前述轴承单元和用于生产预装配的轴承单元的方法，本发明还涉及一种具有这样的、用于支承轴的轴承单元的泵机组。该泵机组涉及具有叶轮的离心泵机组，叶轮通过轴由驱动马达旋转地驱动。前述轴承单元用于轴的径向支承。泵机组特别可以是多级离心泵。这样如果需要的话可以设置多个用于径向支承轴的前述的轴承单元。在泵机组中，轴优选具有与啮合元件相对应的啮合部分，该啮合部分能与啮合元件形状配合地、抗扭地啮合。特别优选地，将这些啮合部分设计为与轴连接的联接元件形式的分立的组件。联接元件优选可以是叶轮的一部分，但也可以固定在叶轮上或固定在用于叶轮的支座上。联接元件优选力配合地固定在轴上。联接元件优选与叶轮一起力配合地固定在轴上。这例如可以通过锥形连接实现。

特别优选地，将联接元件设计为盖形螺母，该盖形螺母在其外周上具有特别是六角形截面或凹处的轮廓，该轮廓与啮合元件的内轮廓相对应，以与该啮合元件形状配合地接合。优选将盖形螺母拧到叶轮支座的圆柱形套筒上，并将设置在叶轮支座的套筒的内部中的圆锥形的夹紧套筒在轴向方向上挤压进叶轮支座的套筒中，使得该夹紧套筒被压紧在穿过该叶轮支座和盖形螺母延伸的轴的外周上。由此实现了用于将扭矩传递到轴上的叶轮或叶轮支座的力配合的连接。同时，用于固定叶轮的部分，即作为联接元件的盖形螺母或用于力配合地啮合入叶轮支座的啮合元件的啮合部分，同时使该叶轮支座抗扭地固定在轴上。在径向方向上，叶轮支座如上所述地优选通过轴承单元的套筒的内轮廓在轴上居中。轴优选具有带有平滑的外轮廓的圆柱体的形状。

在泵机组是多级离心泵机组的情况下，优选在每个泵级上以所描述的方式设置轴承单元。

附图说明

下面参照附图示例性地说明本发明。在附图中示出：

图1为按照本发明的轴承单元的侧视图；

图2为按照图1的轴承单元沿着图4a中的线II-II的纵剖面图；

图3为按照图1和图2的轴承单元在旋转90°的平面中沿着图4a中的线III-III的纵剖面图；

图4a为按照图1至图3的轴承单元的第一轴向端的俯视图；

图4b为根据实施方式的轴承单元的第一轴向端的俯视图；

图5a为轴承单元的弹簧的整体立体图；

图5b为沿着图5a中的线V-V的弹簧的剖面图；

图6为具有按照图4b的轴承单元的多级离心泵机组的一个泵级的剖面图；以及

图7为具有多个按照图6的泵级的多级泵机组的剖面图。

具体实施方式

所示轴承单元2用于径向支承泵机组(特别是多级泵机组)的轴。在此，可以将这样的轴承单元2(如随后将参照图6说明的)设置在每个泵级中。可以将按照本发明的轴承单元2推到轴上，在该轴上居中并形状配合地固定在该轴上以用于传递扭矩。轴承单元2仅由四个组件组成。主要的元件是由陶瓷材料制成的轴承套4，该轴承套具有带有圆柱形外周面的圆环状的结构，该外周面构成径向轴承面。轴承套4如整个轴承单元2一样，与纵轴线X同心地延伸，该纵轴线相应于泵机组的轴的旋转轴线。轴承套4设置在由金属(特别是不锈钢)制成的内套筒6上。套筒6在其第一轴向端7上与啮合元件8连接，该啮合元件用于与轴联接以传递扭矩。啮合元件8具有构成第一支承肩9的轴向面。轴承套4在啮合元件8的轴向面和与第一轴向端7间隔开的第二支承肩10之间，在轴向方向上固定在套筒6的外周上。在此，在支承肩10和轴承套4的轴向端12之间设置环状的弹簧14。

弹簧14被设计为碟形弹簧(Tellerfeder)。该弹簧具有z形截面，该截面在径向上在外部和内部都具有垂直于纵轴线延伸的腿，这些腿形成两个在轴向上方向相反的接触面14a和14b，其中，接触面14a邻接外周，接触面14b邻接内周。在截面中，在该两个腿之间有一个弯曲延伸的部分。该部分在两个接触面之间构成碟形弹簧的关于纵轴线圆锥形延伸的连接件(Zwischenstück)。

弹簧14以其内周的接触面14b处于支承肩10上，而以其在轴向上相对的外周的接触面14a处于轴承套4的轴向端12上。优选将套筒6设计为车削件，并在其外周上具有台阶式的圆柱形轮廓。环状的、面向第一轴向端7的第二支承肩10通过这种台阶实现。因此，支承肩10是在套筒6的外周上径向朝外突出的台阶。套筒6在第二支承肩10和第一轴向端7之间形成圆柱形的接触面，轴承套4以其内周贴靠在该接触面上。

在套筒6的内周上形成三个径向朝内突出的环状物16，这些环状物的环状内径与纵轴线X同心并与轴承套4的外周面同心。在此，环状突出部或环状物的内径相应于待容纳的轴的外径，因此通过环状物16套筒6并因此整个轴承单元2都可以在该轴上居中。由此，套筒6只以环状物16贴靠在轴的外周上，可以更容易地将套筒6推到轴上，因为卡住和摩擦的风险被最小化。

啮合元件8可以作为成型件由板材制成，并具有带有朝向套筒6的轴向面或底部18的基本上为罐状的结构。啮合元件8以底部18设置在套筒6的第一轴向端7上。为此底部18具有圆形的、与纵轴线X同心的开口20，该开口的内径相应于套筒6在其第一轴向端7上的外径。因此，套筒6以其第一轴向端7这样啮合入开口20中：使其轴向端7精确地与底部18的内侧锁住。在开口20的内周和套筒6的外周之间设有焊缝22，该焊缝将套筒6和啮合元件8彼此固定焊接。在此焊缝22由四个单独的部分组成，其中每个部分在周向上沿套筒6的外表面构成大约40°的弧形，并且焊缝22的每两个部分关于套筒6的纵轴线X沿着套筒6的外周在直径上彼此相对置地设置。在焊缝22的两个相邻的部分之间分别有一个位于开口的内周和套筒6的外周之间的、没有焊缝22的区域。啮合元件8同样优选由抗锈的不锈钢构成。

底部18因此从开口20径向朝外突出超出套筒6的外周，因此形成第一支承肩9，轴承套4以其第二轴向端24贴靠在该支承肩9上。在此，弹簧14相对于底部18挤压轴承套4，从而使轴承套4的轴向端24保持与底部18接触。以该方式，轴承套4在轴向方向上固定在第二支承肩10和形成第一支承肩9的、啮合元件8的底部18之间。在此，弹簧14的设置具有优点：能够平衡由于轴承套4的陶瓷材料和套筒6的金属的不同的热膨胀系数而造成的长度变化，从而使轴承套4在轴向方向X上免受过度的压力载荷。

为了能在啮合元件8和轴承套4之间建立抗扭的连接，轴承套4在其第二轴向端24上在两个直径上相对置的一侧上具有两个在轴向上取向的凹口26，该凹口形成用于传递扭矩的随动件(Mitnehmer)。在底部18或啮合元件8的第一支承肩9上的轴向取向的隆起部28插入该凹口26中。隆起部28可以通过啮合元件8的底部18的变形来形成。由此，隆起部28形成同步元件(Mitnahmeelemente)，该同步元件与轴承套4中的凹口26提供了轴承套4和啮合元件8之间的抗扭的连接。

啮合元件8具有在此处为六角形的壁30，该壁在背向套筒6的轴向方向X上从底部18延伸出去(图4a)。因此壁30的内周不是旋转对称的。壁30的内径大于套筒6的内径。壁30包围容纳空间32，该容纳空间在其背向底部18的一端是开放的。容纳空间32用于容纳固定在轴上的联接元件42的啮合部分(参看图6)。为了能够将转矩从这样的联接元件42传递到啮合元件8，在该实施例中，壁30在两个在直径上相对置的一侧上具有彼此平行延伸的狭孔33，该狭孔与纵轴线X正切地延伸。在一可选的或补充的实施方式中，替代六角形，壁30可以在两个在直径上相对置的一侧上具有径向朝内取向的凹处34(图4b)。两个凹处34设置为，与在啮合元件8中的隆起部28错开90°。在该实施方式中，啮合元件8可以具有环状的壁30。通过该环状壁30中的两个凹处34，壁30的内周构成为非旋转对称的。

固定元件被设计为弹簧箍35，其例如由金属丝制造并是弹性可变形的。啮合元件8(图4a)的狭孔33设计成，使得狭孔33能够以弹簧箍35的金属丝直径来容纳弹簧箍35。在弹簧箍35安装在啮合元件8上的装配状态下，弹簧箍35伸入两个狭孔33，从而使弹簧箍35在狭孔33中弦状地向环状的壁30延伸。此外，弹簧箍35在装配状态下几乎完全贴靠在啮合元件8的壁30的外侧上。在此，弹簧箍35的两个端部形成例外。这些端部径向朝外弯曲，从而使得在将弹簧箍35安装在啮合元件8上或从其上拆卸期间，能够通过弹簧箍35的端部容易地抓住弹簧箍35。因此，弹簧箍35可以通过作用于弹簧箍35的端部容易地弹性扩张。这使得能够容易地将弹簧箍35安装在啮合元件8上或从其上移除。

具有狭孔33和弹簧箍35的啮合元件8(图4a)的实施方式，对于只具有一个泵级的泵机组来说，优选设置轴向固定部。恰好是对于泵级数较少的情况来说，该固定元件能够借助简单的装配将轴承单元2轴向固定在轴上。

代替在壁30内部利用凹处34形成具有圆形截面的容纳空间32，壁30还可以具有其他合适的内轮廓形状和盖形螺母42的外轮廓形状以进行扭矩的传递。

因此参照前面借助图1至图4b所描述的轴承单元2可以构成为预制的结构单元。对于该结构单元的装配，首先将弹簧14推到套筒6上，然后将轴承套4推到该套筒6上。随后，将啮合元件8设置到套筒6上并设置焊缝22，使得轴承单元2固定地且不可拆卸地装配。然后将这样预装配的轴承单元2装入泵机组，如参照图6和图7所述的。

在图6中，未示出沿着旋转轴线或纵轴线X延伸的轴。叶轮36具有中央毂或叶轮支座38，轴通过该叶轮支座沿着纵轴线X延伸，叶轮36通过该叶轮支座抗扭地固定在该轴上。为此，锥形的夹紧套筒40从轴向端嵌接入叶轮支座38，该夹紧套筒40通过盖形螺母42固定在叶轮支座38上。盖形螺母42具有内螺纹，该内螺纹与叶轮支座38的轴向端上的外螺纹相啮合。叶轮支座38在内周上同样设计为锥形的。通过拧紧盖形螺母42，夹紧套筒40在轴向上被压进叶轮支座38内。在此，夹紧套筒40通过该锥形面被压到轴的外周上，并由此使叶轮支座38与叶轮36力配合地固定在该轴上。

盖形螺母42同时作为联接元件嵌接进轴承单元2的啮合元件8的容纳空间32中。同样将轴承单元2推到轴上，从而使轴延伸穿过套筒6的内部并贴靠在环状物16的内周上，由此使轴承单元2在该轴上居中。在该实施例中，盖形螺母42在其外周上具有两个径向朝外取向的凹部44，啮合元件8的壁30的内周上的凹处34嵌入该凹部。因此，在盖形螺母42和啮合元件8之间实现了形状配合的抗扭的联接。在此凹部44形成嵌接部分，该嵌接部分与啮合元件8形状配合地啮合。以该方式，轴承单元2抗扭地与轴联接。

为了将轴承单元2轴向固定在轴上，在一可选的或补充的实施方式中，盖形螺母42可以具有两个彼此平行、垂直于纵轴线X延伸的槽，这两个槽在啮合元件8安装在盖形螺母42上的安装状态下与啮合元件8的狭孔33对齐。在此啮合元件8和盖形螺母42具有六角形的壁，其中啮合元件8的壁30的内周和盖形螺母42的外周这样构成：使盖形螺母42在装配状态下形状配合地位于啮合元件8中。通过既嵌接进啮合元件8的狭孔33中又嵌接进盖形螺母42的槽中的弹簧箍35，使啮合元件8和盖形螺母42因此在轴向方向上形状配合地彼此连接。

轴承套4以其构成轴承面的外周面在固定的外部轴承环46的内周上滑动，该轴承环46同样由陶瓷制造，并通过支座48固定在设置在两个泵级之间的导向器50上。以该方式，在多级泵机组的情况下还可以设计其他的泵级，从而在每个泵级中使轴被轴承单元2在径向方向上支承。

图7中的离心泵机组52具有带有如前所述的叶轮36的多个泵级，其中这些泵级沿着共同的轴54设置。该实施例示出三个泵级。但在本发明地意义下也可以在泵机组52中其他数量的泵级。轴54沿着泵机组52的纵轴线X定向。该实施例设计为轴向泵(Inlinepumpe)。因此在轴向上设置在泵机组52的下端上的第一壳体件中，既设置吸入接口56也设置压力接口58。单个泵级的叶轮36在轴54上的支承在此分别通过一个轴承单元2和盖形螺母42实现，如之前参照图6所描述的。在外周上多个泵级由外壁60和内壁62所围绕。在外壁60和内壁62之间设有通道64。通道64将由泵级输送的介质引到压力接口58。在该实施例中，在泵机组52的轴向顶端上设置第二壳体件。在该第二壳体件上设置用于与马达连接的联接部66，该联接部容纳轴54的轴向顶端并使该轴旋转。该旋转通过盖形螺母42(参看图6)传输给轴承单元2，并由此传输给泵级的叶轮36。

附图标记列表

2 -轴承单元

4 -轴承套

6 -套筒

7 -第一轴向端

8 -啮合元件

9 -第一支承肩(Anlageschulter)

10 -第二支承肩

12 -轴向端

14 -弹簧

14a -外周接触面

14b -内周接触面

16 -环状物

18 -底部

20 -开口

22 -焊缝

24 -第二轴向端

26 -凹口

28 -隆起部

30 -壁

32 -容纳空间

33 -狭孔

34 -凹处

35 -弹簧箍

36 -叶轮

38 -叶轮支座

40 -夹紧套筒

42 -盖形螺母

44 -凹部

46 -轴承环

48 -支座

50 -导向器

52 -泵机组

54 -轴

56 -吸入接口

58 -泵接口

60 -外壁

62 -内壁

64 -通道

66 -联接部

X -纵轴或旋转轴

Claims (22)

1.一种预装配的轴承单元(2)，其被设计为用于安装在泵机组的轴上，该轴承单元具有用于容纳该轴的套筒(6)和固定在该套筒(6)的外周上的轴承套(4)，其特征在于，该套筒(6)在第一轴向端(7)上具有第一支承肩(9)以及啮合元件(8)，该啮合元件被设计为用于形状配合地、抗扭地与该轴或和与该轴连接的组件(42)相啮合，在相对置的第二轴向端上，该套筒(6)具有在轴向方向(X)上固定所述轴承套(4)的第二支承肩(10)，其中，所述轴承单元(2)具有至少一个固定元件，该固定元件将该轴承单元(2)轴向固定在所述轴上或与所述轴连接的组件(42)上，并且所述啮合元件(8)具有圆周壁(30)，该圆周壁具有至少一个狭孔，其中，所述固定元件伸入该狭孔。

2.根据权利要求1所述的预装配的轴承单元，其特征在于，所述第一支承肩(9)由所述啮合元件(8)构成。

3.根据权利要求1所述的预装配的轴承单元，其特征在于，所述轴承单元(2)在所述啮合元件(8)上具有至少一个固定元件。

4.根据权利要求1所述的预装配的轴承单元，其特征在于，将至少一个所述固定元件设计为弹簧箍。

5.根据前述权利要求中任一项所述的预装配的轴承单元，其特征在于，所述啮合元件(8)具有非旋转对称的圆周壁(30)。

6.根据权利要求5所述的预装配的轴承单元，其特征在于，该圆周壁设计为至少局部地构成为有棱角的。

7.根据权利要求5所述的预装配的轴承单元，其特征在于，所述圆周壁(30)在其内周上形成为六角形的截面。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的预装配的轴承单元，其特征在于，在所述套筒(6)的内周上设计至少一个环状物(16)，该环状物从该内周径向向内突出。

9.根据权利要求1至4中任一项所述的预装配的轴承单元，其特征在于，所述轴承套(4)在面向所述第一支承肩(9)和所述啮合元件(8)的第一轴向端上，具有至少一个随动件(26)，该随动件抗扭地插入至少一个在所述啮合元件(8)、所述第一支承肩(9)或所述套筒上形成的、对应的同步元件(28)中。

10.根据权利要求9所述的预装配的轴承单元，其特征在于，将至少一个所述随动件设计为凹部(26)或突出部。

11.根据权利要求1至4中任一项所述的预装配的轴承单元，其特征在于，在所述轴承套(4)和所述套筒(6)的所述第二支承肩(10)之间设置弹簧(14)。

12.根据权利要求11所述的预装配的轴承单元，其特征在于，将所述弹簧设计为碟形弹簧。

13.根据权利要求12所述的预装配的轴承单元，其特征在于，该碟形弹簧具有s形截面。

14.根据权利要求11所述的预装配的轴承单元，其特征在于，所述套筒(6)的至少一部分、所述弹簧(14)的至少一部分、所述啮合元件(8)、所述第一支承肩(9)和/或所述固定元件由不锈钢制成。

15.根据权利要求1至4中任一项所述的预装配的轴承单元，其特征在于，所述轴承套(4)由陶瓷制成。

16.根据权利要求15所述的预装配的轴承单元，其特征在于，所述轴承套(4)由碳化硅制成。

17.根据权利要求1至4中任一项所述的预装配的轴承单元，其特征在于，所述套筒(6)与所述啮合元件(8)和/或所述第一支承肩(9)相焊接。

18.根据权利要求17所述的预装配的轴承单元，其特征在于，所述套筒(6)与所述啮合元件(8)和/或所述第一支承肩(9)激光焊接。

19.根据权利要求17所述的预装配的轴承单元，其特征在于，所述套筒(6)与所述啮合元件(8)在至少两个部分上相焊接，而在该两个焊接的部分之间的区域不焊接。

20.一种用于制造根据权利要求1-19中任一项所述的预装配的轴承单元(2)的方法，其特征在于，将弹簧(14)相对于第二支承肩(10)设置在套筒(6)上，将轴承套(4)相对于所述弹簧(14)静止地安装到该套筒(6)上，使啮合元件(8)从该套筒(6)的第一轴向端在轴向方向上相对于所述轴承套(4)和所述第二支承肩(10)向外张紧，在此，在该张紧期间，将该套筒(6)和该啮合元件(8)彼此焊接。

21.一种泵机组，其特征在于，具有根据前述权利要求1-19中任一项所述的预装配的轴承单元(2)。

22.根据权利要求21所述的泵机组，其特征在于，具有多级离心泵。