DE1000236B - Abdichtungseinrichtung fuer die Antriebswelle einer Zentrifugalpumpe fuer das Umwaelzen der Waschfluessigkeit in einer Waschmaschine - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Beim Bau von Pumpen, hauptsächlich Hochdruckpumpen, zeigt es sich immer wieder, daß die Lösung des Problems einer einwandfreien Abdichtung auf große Schwierigkeiten stößt, wenn eine regelmäßige Schmierung oder Revision der Dichtungen unmöglich ist. Dies trifft hauptsächlich zu bei Waschmaschinen für den Hausgebrauch, bei denen die Waschbewegung durch einen Wasserstrahl mit verhältnismäßig hohem Druck erzeugt wird. Die Beanspruchungen, die eine solche Pumpe aushalten muß, sowie die allgemeinen Anforderungen sind derart vielfältig, daß es bis heute nicht möglich war, eine Abdichtungseinrichtung zu finden, welche bei sämtlichen Betriebszuständen der Maschine ihre Funktion zufriedenstellend erfüllt. Der Druck auf der Ausgangsseite einer solchen Umwälzpumpe für Waschmaschinen liegt zwischen 1,5 und 2,5 kg/cm²; die Pumpe kann bei verstopftem Abfluß leer arbeiten, d. h. ohne Flüssigkeit zu fördern, wodurch der Druck einen maximalen Wert erreicht; die geförderte Flüssigkeit kann sehr schmutzig sein und schwebende Teilchen wie Sand, Fett, Schmirgel, Lehm oder Stoffasern enthalten; eine Schmierung der Dichtungen ist praktisch ausgeschlossen, und die aus Motor und Pumpe bestehende Einheit soll so gedrungen wie möglich sein.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abdichtungseinrichtung für die Antriebswelle einer Zentrifugalpumpe in einer Waschmaschine, die die geschilderten Nachteile nicht aufweist und bei den verschiedenen soeben angegebenen schwierigen Arbeitsbedingungen eine gute Abdichtung gewährleistet. Diese Einrichtung unterscheidet sich gemäß der Erfindung von den bekannten Abdichtungen dadurch, daß im Bereiche, wo die Pumpenwelle durch das feststehende Gehäuse tritt, eine unbewegliche, gegen die Welle anliegende Manschettendichtung aus elastischem Material und mit ihr zusammenwirkend eine Schleifringdichtung angeordnet ist, bestehend aus einem stillstehenden, gegenüber der Maschettendichtung abgedichteten Metallring mit einer polierten Schleiffläche und ferner bestehend aus einem vorzugsweise aus Kohle gefertigten Ring, der mit der Antriebswelle der Pumpe mittels einer diese Welle umfassenden elastischen Hülse unverdrehbar verbunden ist und dessen nicht auf der Seite dieser Hülse liegende Oberfläche mit der Schleiffläche des Metallringes 21 zusammenwirkt.

Die Zeichnung zeigt im Axialschnitt eine Umwälzpumpe für eine Waschmaschine, wobei für die Abdichtung eine beispielsweise Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abdichtungseinrichtung Verwendung findet. Mit 1 ist der Boden des Behälters der Waschmaschine bezeichnet. In diesen mündet bei 2 der Kanal, durch welchen das Wasser der Umwälzpumpe zugeführt wird, deren Schaufelrad mit 3 be-Abdichtungseinrichtung für die Antriebswelle einer Zentrifugalpumpe
für das Umwälzen der Waschflüssigkeit
in einer Waschmaschine

Anmelder: Societe anonyme des Usines
Jean Gallay, Genf (Schweiz)

Vertreter: Dipl.-Ing. E. Rathmann, Patentanwalt,
Frankfurt/M., Neue Mainzer Str. 40-42

Beanspruchte Priorität:
Schweiz vom 24. Dezember 1953

James Frank Belaieff, Nyon, Waadt (Schweiz)
ist als Erfinder genannt worden

zeichnet ist. Diese Pumpe ist als Zentrifugalpumpe ausgebildet und besitzt zwei durch die Schaufeln 6 zusammengehaltene Flansche 4 und 5. Der Eingang der Pumpe liegt in der Verlängerung des Zuführungskanals 2.

Das Schaufelrad 3 ist auf eine Antriebswelle 8, die beim vorliegenden Ausführungsbeispiel vertikal steht, aufgekeilt. Natürlich könnte die Welle 8 auch geneigt angeordnet sein. Es wird aber darauf hingewiesen, daß die Einrichtung nach der Erfindung besondere Vorteile in Verbindung mit vertikalen oder nur schwach geneigten Antriebswellen aufweist.

Das Gehäuse, in welchem das Schaufelrad 3 dreht, besteht ebenfalls aus zwei flanschartigen Teilen 9 und 10, die unter Zwischenlegung von Dichtungsringen aufeinandergelegt und mittels nicht dargestellten Schrauben od. dgl. zusammengehalten sind. Das an der Peripherie des Schaufelrades ausströmende Druckwasser wird einem Kanal 11 zugeführt, von wo es zum Ausgang der Pumpe strömt.

Das obere Ende 12 der Welle 8, das sich innerhalb der Pumpe befindet, ist durch einen glockenförmigen, auf dieses Ende aufgeschraubten Verschluß teil 13 abgeschlossen, welcher auch dazu dient, das in die Pumpe strömende Wasser den Schaufeln 6 zuzuführen.

Damit die Pumpe unter günstigen Verhältnissen arbeitet, ist auf deren Eingangs sei te zwischen dem festen Flansch 9 und dem Schaufelrad 3 eine sogenannte Manschettendichtung 14 aus Gummi od. dgl. fest angeordnet. Diese Dichtung ist einerseits im

1 UUU ΔΟΌ

Inneren einer Ausnehmung 15 des Pumpengehäuses befestigt, während sich andererseits ein elastischer Teil derselben gegen die Außenseite eines zylindrischen Teiles 17 des auf der Eingangsseite der Pumpe liegenden Flansches 4 anlegt.

Die Abdichtungseinrichtung nach der Erfindung dient zum einwandfreien Abdichten der Antriebswelle. Sie besteht aus verschiedenen sinnvoll zusammenwirkenden Einzelheiten. In erster Linie ist eine Manschettendichtung 18 im Gehäuseteil 19 befestigt, und zwar an einer Stelle, wo die Welle 8 durch das Gehäuse tritt. Diese Dichtung entspricht den bekannten elastischen Manschettendichtungen aus Gummi od. dgl. und umfaßt die Welle 8 mittels der inneren, sehr schmalen Kontaktfläche des Teils 20. Eine solche Dichtung besitzt im allgemeinen ein gutes Dichtungsvermögen, weil sie dauernd mit dem Wasser in Berührung ist, wenigstens solange sie neu ist. Mit der Zeit ist es jedoch unvermeidlich, daß einzelne Flüssigkeitstropfen zwischen Dichtung und Welle hindurchtreten, insbesondere bei stillstehender Welle. Dies ist auf die normale Abnutzung zurückzuführen. Um diesem Nachteil zu begegnen, ist nun eine zweite, Schleifringe aufweisende Dichtung auf der Außenseite des Pumpengehäuses vorgesehen. Diese enthält unter anderem einen Ring 21 aus rostfreiem Stahl, dessen der Pumpe abgekehrte Seite 22 fein geschliffen und poliert ist. Am Stahlring 21 ist ein Gummiring 23 befestigt, der sich andererseits gegen die Manschettendichtung 18 anlehnt. Die Dichtung 18, der Gummiring 23 und der geschliffene und polierte Stahlring 21 bilden daher eine Einheit. Zwischen der Welle 8 und dem Ring 21 ist bei 24 ein verhältnismäßig großes Spiel vorgesehen. Die Schleifringdichtung enthält außerdem einen Kohleschleifring 25 mit einer ebenen, polierten Fläche, die sich gegen die polierte Fläche des Ringes 21 legt. Damit dauernd ein genügender Druck zwischen den aufeinander gleitenden Flächen gewährleistet ist, hat man noch eine Druckfeder 26 vorgesehen, deren •unteres Ende sich auf der mit der Welle 8 drehenden Unterlagscheibe abstützt, während sie andererseits auf eine fest auf der Welle 8 sitzende Gummimuffe 29 wirkt. Der Kohlering 25 und die eben genannte Muffe

29 sind beispielsweise bei 28 durch Vulkanisation miteinander verbunden. Diese miteinander drehenden Teile, nämlich der Kohlering 25, die Gummimuffe 29 und die Feder 26, werden außerdem noch durch eine Metallhülse 30, die ebenfalls mit dem Ganzen dreht, zusammengehalten. Die polierten Flächen der Ringe 21 und 25 verhindern das Durchtreten von Flüssigkeit. Bekanntlich sind derartige Schleifringdichtungen besonders wirksam, wenn sie trocken arbeiten, d. h. die Bedingungen für ein gutes Arbeiten sind hier praktisch umgekehrt wie bei der beschriebenen Manschettendichtung. Die beiden Dichtungen ergänzen sich demnach vorzüglich. Sollten jedoch einige Wassertropfen durch die erste Dichtung, nämlich die Manschettendichtung, dringen, dann werden diese praktisch immer durch die zweite Dichtung, nämlich die Schleifringdichtung, aufgehalten. Falls nun gleichwohl etwas Flüssigkeit zwischen dem Kohleschleifring 25 und dem Stahlring 21 durchtreten sollte, dann werden diese Flüssigkeit'steilchen auf die Metallhülse

30 geleitet und durch die Zentrifugalkraft weggeschleudert. Auch beim Stillstand der Maschine können derartige Flüssigkeitsteilchen nicht in das Wellenlager 31 gelangen, dank der entsprechenden Ausbildung der Hülse 30 sowie der gegenüber dem Gehäuseteil 36 vorstehenden ringförmigen Erhöhung·35. Der Antriebsmotor für die Pumpe befindet sich selbstverständlich im unteren, in der Zeichnung nicht ersichtlichen Teil des Maschinengehäuses.

Damit die dargestellte Manschettendichtung 18 unter günstigen Verhältnissen arbeiten kann, muß auf der der Pumpe zugewendeten konkaven Seite derselben ein verhältnismäßig niedriger Druck herrschen (Überdruck gegenüber dem atmosphärischen Druck). Damit nun im Bereiche 32 über der Dichtung 18 der Druck so klein wie möglich wird, sind noch folgende Mittel vorgesehen:

In der Nähe der Schaufelradnabe sind mehrere Durchgänge 33 angebracht, die den Flügelradflansch 5 durchdringen und den Ansaugraum der Pumpe mit dem über der Dichtung 18 liegenden Raum 32 verbinden. Außerdem ist vorgesehen, das mit 34 bezeichnete Spiel zwischen dem Flügelradflansch 5 und dem gegenüberliegenden Flansch 10 des Pumpengehäuses so· klein wie möglich zu halten. Es kann beispielsweise ι mm oder unter Umständen sogar noch weniger betragen. In gewissen Fällen tritt die beabsichtigte Wirkung auch noch auf, wenn dieses Spiel bis 1,5 mm oder 2 mm beträgt. Der praktisch ohne besondere Schwierigkeiten realisierbare kleinste Abstand dürfte etwa ι mm betragen. Auf diese kleine Distanz zwischen den Flanschen 5 und 10 ist es zurückzuführen, daß sich unter Wirkung der Drehbewegung des Schaufelrades 3 innerhalb des Spaltes eine turbulente Flüssigkeitsbewegung einstellt, die das Eindringen von Flüssigkeit aus dem Hochdruckkanal 11 in den Raum 32 praktisch unmöglich macht. Die Öffnungen 33 bewirken bei drehendem Schaufelrad im Raum 32 eine Druckverminderung. Der zwischen diesem Raum und der Außenluft sich einstellende relative Druck wird vernachlässigbar klein, und zwar kleiner als 100 g/cm², was für eine Manschettendichtung aus Gummi ohne weiteres zulässig ist.

Die besprochenen Öffnungen 33 dienen gleichzeitig als Druckausgleichsöffnungen des Schaufelrades. Sie besitzen mit Vorteil einen länglichen Querschnitt, damit Fäden und andere Wäscheteilchen, die beim Waschprozeß anfallen, leicht durch diese Öffnungen 33 hindurchtreten können, wodurch sich eine selbsttätige Reinhaltung des Raumes 32 ergibt.

Um die Wirkung der Öffnungen 33 nicht zu behindern, liegt die untere Seite der Haube 13 erheblich höher als die obere Mündung der genannten Durchgänge.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   ι. Abdichtungseinrichtung für die Antriebswelle einer Zenti-ifugalpumpe für das Umwälzen der Waschflüssigkeit in einer Waschmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereiche, wo die Pumpenwelle (8) durch das feststehende Gehäuse (19) tritt, eine unbewegliche, gegen die Welle anliegende Manschettendichtung (18) aus elastischem Material und mit ihr zusammenwirkend eine Schleifringdichtung angeordnet ist, bestehend aus einem stillstehenden, gegenüber der Manschettendichtung abgedichteten Metallring (21) mit einer polierten Schleiffläche und ferner bestehend aus einem vorzugsweise aus Kohle gefertigten Ring (25), der mit der Antriebswelle (8) der Pumpe mittels einer diese Welle umfassenden elastischen Hülse (29) unverdrehbar verbunden ist und dessen nicht auf der Seite dieser Hülse liegende Oberfläche gegen die Schleiffläche des Metallringes (21) abdichtend anliegt.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß .der Kohlering seitlich von einer Einfassung (30) umgeben ist, die etwaige beim Stillstand der Maschine zwischen den Ringen heraussickemde Wassertropfen derart ableitet, daß sie nicht auf ein unterhalb der Abdichtungseinrich-

   tang angeordnetes Lager (31) der Welle (8) gelangen können.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 736 187, 720 243; USA.-Patentschriften Nr. 2 202 944, 2 329 990.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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