DE102007044646A1 - Laufradbefestigung - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Laufradbefestigung an einem Ende einer Welle, insbesondere einem Wellenende eines Kreiselpumpenaggregates. Dabei sind am Wellenende eine Passfläche und mindestens eine Anlagefläche ausgebildet, wobei eine Laufradnabe wenigstens an ihrem der Welle zugewandten Ende mit einer Mittelbohrung mit Innengewinde versehen ist und mittels Gewindeverschraubung am Wellenende befestigt ist. Die Welle weist wenigstens an ihrem der Laufradnabe (12) zugewandten Ende eine Mittelbohrung (16) mit Innengewinde (17) auf, ein als separates Bauteil ausgebildeter Gewindestift (18) ist in beiden Mittelbohrungen (13, 16) verbindend, drehmoment- und kräfteübertragend angeordnet und die Laufradnabe (12) ist ausschließlich über die Pass- (20) und Anlageflächen (21) an der Welle ausgerichtet (Fig. 2).
Description
- Die Erfindung betrifft eine Laufradbefestigung an einem Ende einer Welle, insbesondere einem Wellenende eines Kreiselpumpenaggregates, wobei am Wellenende eine Passfläche und mindestens eine Anlagefläche oder eine Kegelfläche ausgebildet sind, wobei eine Laufradnabe wenigstens an ihrem der Welle zugewandten Ende mit einer Mittelbohrung mit Innengewinde versehen ist und mittels Gewindeverschraubung am Wellenende befestigt ist.
- Es ist bekannt, Laufräder von aus Pumpe und Motor bestehenden Kreiselpumpenaggregaten an einem mit einem Gewindestumpf ausgeführten Wellenende des Motors aufzuschrauben. Dabei weist das Wellenende eine oder mehrere zylindrische Passflächen und ein oder mehrere axiale Anlageflächen auf. Bei der Montage eines Laufrades auf ein solches Wellenende wird die Laufradnabe auf den Gewindestumpf aufgeschraubt. Bedingt durch Fertigungstoleranzen weist eine solche Lösung den Nachteil auf, dass das Gewinde bei der Montage der Laufradnabe auf das Wellenende eine Verkantung der Laufradnabe gegenüber der Welle verursacht. Die Folgen sind unzureichende Rundlaufeigenschaften und/oder Planlaufeigenschaften der zu fügenden Teile. Zusätzlich besteht die Gefahr eines Festfressens bei Gewinde und Anlageflächen, wodurch eine eventuelle Demontage der Anordnung erschwert ist.
- Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Laufradbefestigung zu schaffen, die wenig aufwändig herstellbar ist, eine leichte Montage und Demontage des Laufrades ermöglicht sowie sehr gute Rund- und Planlaufeigentschaften aufweist.
- Die Lösung des Problems sieht vor, dass die Welle wenigstens an ihrem der Laufradnabe zugewandten Ende eine Mittelbohrung mit Innengewinde aufweist, dass ein als separates Bauteil ausgebildeter Gewindestift in beiden Mittelbohrungen verbindend und drehmoment- und kräfteübertragend angeordnet ist und dass die Laufradnabe über die Pass- und Anlageflächen an der Welle ausgerichtet ist. Dies führt zu sehr guten Rundlauf- und Planlaufeigenschaften. In Folge des in Nabe- und Wellenende mittig angeordneten Gewindestiftes und den Toleranzen in den Gewindegängen, können beim Anziehen der Verbindung die entkoppelten Gewinde ein zu fügendendes Laufrad nicht mehr gegenüber der Welle verkanten. Der Gewindestift wirkt als eine Art von Gelenk, wodurch ausschließlich die Pass- und Anlageflächen eine Rundlauf- und Planlaufgenauigkeit gewährleisten. Dies ermöglicht auch einen Betrieb eines solchen Laufrades mit sehr hohen Drehzahlen, welches vorteilhaft für drehzahlgeregelte Kreiselpumpenaggregate ist.
- Gleichzeitig ist ein Fressen des Gewindes oder der Anlageflächen wirksam verhindert, was auch eine leichte Demontage der Anordnung ermöglicht. Durch den zusätzlichen Freiheitsgrad des Gewindes durch den separaten Gewindestift ist die Möglichkeit geschaffen, dass sich das kräfteübertragende Verbindungsmittel in Form des Gewindestiftes den Gegebenheiten der Pass- und Anlageflächen anpasst. Somit ist die Kraftübertragung bzw. Drehmomentübertragung allein durch den Gewindestift, die Rundlaufeigenschaften der Welle allein durch die Zentrierung über die Passfläche und die Planlaufeigenschaft durch die Anlageflächen gegeben.
- Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass am Wellenende eine zylindrische Zentrierfläche und eine axiale Anlagefläche ausgebildet sind. An diesen Flächen liegt eine Laufradnabe in montiertem Zustand an und ist dadurch an der Welle ausgerichtet.
- Dabei ist es von Vorteil, wenn eine axiale Erstreckung der zylindrischen Zentrierfläche gleich oder größer als deren Durchmesser ist. Dadurch ist eine ausreichend große Passfläche geschaffen. Während einer Montage des Kreiselpumpenaggregates ist das Laufrad über die zylindrische Zentrierfläche am Wellenende vorzentrierbar.
- Eine andere Ausgestaltung sieht vor, dass die Mittelbohrung der Nabe und/oder die Mittelbohrung des Wellenendes als ein Sackloch ausgeführt ist. Damit ist das Gewinde gegen Eindringen von Förderflüssigkeit geschützt.
- Alternativ ist eine Laufradbefestigung mit einer an einem Ende einer Welle angeordneten Kegelfläche vorgesehen, wobei die Welle wenigstens an ihrem der Laufradnabe zugewandten Ende eine Mittelbohrung mit Innengewinde aufweist, ein als separates Bauteil ausgebildeter Gewindestift in beiden Mittelbohrungen verbindend, drehmoment- und kräfteübertragend angeordnet ist und die Laufradnabe ausschließlich über die Kegelfläche, die sowohl Pass- als auch Anlagefläche bildet, an der Welle ausgerichtet ist. Eine solche Laufradbefestigung bietet aufgrund der geringeren Anzahl von zu bearbeitenden Flächen Vorteile bei der Herstellung.
- Zusätzlich ist vorgesehen, dass der Gewindestift an mindestens einem Ende mit einer Werkzeugaufnahme versehen ist. Dadurch kann dieser beispielsweise auf einfache Art und Weise in seine Montageposition innerhalb der Mittelbohrung gebracht werden.
- Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen die
-
1 eine Laufradbefestigung nach dem Stand der Technik und die -
2 &3 erfindungsgemäße, entkoppelte Laufradbefestigungen. - Die
1 zeigt einen Ausschnitt eines Kreiselpumpenaggregats und einer Laufradbefestigung gemäß dem Stand der Technik. Der Übersichtlichkeit halber sind nur die für eine Laufradbefestigung relevanten Teile dargestellt. - Gezeigt ist ein Laufrad
1 mit einer Laufradnabe2 und einer – hier als Sackloch ausgeführten – Mittelbohrung3 mit Innengewinde4 . Ein Wellenende5 , beispielsweise einer Welle eines Blockmotors, weist einen Gewindestumpf6 mit Außengewinde auf. Das Wellenende5 besitzt eine zylindrische Passfläche7 und eine radiale Anlagefläche8 . Das Laufrad1 ist mit seiner Laufradnabe2 auf den Gewindestumpf6 des Wellenendes5 aufgeschraubt. Bedingt durch Fertigungstoleranzen weist diese Lösung den Nachteil auf, dass das Gewinde4 bei der Montage der Laufradnabe2 auf das Wellenende5 eine Verkantung der Laufradnabe2 gegenüber der Welle verursacht. Die Folgen sind unzureichende Rundlaufeigenschaften und/oder Planlaufeigenschaften von Welle und Laufrad1 . Zusätzlich besteht die Gefahr eines Festfressens bei den Gewinden und an der Anlagefläche8 , wodurch eine eventuelle Demontage der Anordnung erschwert ist. - Die
2 zeigt eine erfindungsgemäße Laufradbefestigung. Ein Laufrad11 weist eine Laufradnabe12 mit einer Mittelbohrung13 und einem Innengewinde14 auf. Weiterhin ist ein Wellenende15 dargestellt. Das Wellenende15 weist eine Hohlwelle16 mit Innengewinde17 auf. Zur Befestigung des Laufrades11 am Wellenende15 dient ein Gewindestift18 , der bei der Montage in die Mittelbohrung16 eingeschraubt wird. Durch die Werkzeugaufnahme19 , die beispielsweise als Innensechskant, Schlitz oder Schlüsselfläche ausgebildet sein kann, ist er mit üblichen Werkzeugen in die Mittelbohrung16 einschraubbar. Bei der Montage der Laufradnabe12 dient eine zylindrische Passfläche20 zur Vorzentrierung. Diese Pass- oder Zentrierfläche20 ist derart gestaltet, dass bei der Montage eine gute Vorzentrierung sowie während eines Betriebs eines Aggregates gute Rundlaufeigenschaften erreicht werden. Der Gewindestift18 kann sich lose bewegen und die Einpassung oder Ausrichtung des Laufrades geschieht lediglich über die dafür vorgesehene Passfläche20 bzw. die Anlagefläche21 . - Durch die Ausbildung des Gewindestifts
18 , der in beiden Mittelbohrungen13 ,16 verbindend angeordnet ist, als separates Bauteil wird eine Entkopplung innerhalb der Laufradbefestigung erreicht. Dabei erfüllt der Gewindestift18 die Funktion einer Drehmoment- bzw. Kraftübertragung. Die Ausrichtung der Laufradnabe erfolgt ausschließlich über die Passfläche20 und die Anlagefläche21 . Dabei gewährleistet die Passfläche20 die Rundlaufeigenschaften und die Anlagefläche21 die Planlaufeigenschaften der Anordnung. Dies führt zu sehr guten Rundlauf- und Planlaufeigenschaften. In Folge des in Laufradnabe- und Wellenende mittig angeordneten Gewindestiftes18 und den Toleranzen in den Gewindegängen, können beim Anziehen der Verbindung die entkoppelten Gewinde das zu befestigendes Laufrad11 nicht mehr gegenüber der Welle verkanten. Dies ermöglicht auch einen Betrieb eines solchen Laufrades11 mit sehr hohen Drehzahlen, welches vorteilhaft für drehzahlgeregelte Kreiselpumpenaggregate ist. - Die
3 zeigt eine andere erfindungsgemäße Laufradbefestigung mit Laufrad31 , einer Laufradnabe32 und einer durch das Laufrad durchgebohrten Mittelbohrung33 . Ein Wellenende34 weist ebenfalls eine Mittelbohrung36 auf. Bei dieser Laufradbefestigung ist das Wellenende34 mit einer Kegelfläche35 ausgestattet. Die Kegelfläche35 bildet gleichzeitig Anlage- als auch Passfläche aus und bietet den zusätzlichen Vorteil der einfachen Herstellung.
Claims (7)
- Laufradbefestigung an einem Ende einer Welle, insbesondere einem Wellenende eines Kreiselpumpenaggregates, wobei am Wellenende eine Passfläche und mindestens eine Anlagefläche ausgebildet sind, wobei eine Laufradnabe wenigstens an ihrem der Welle zugewandten Ende mit einer Mittelbohrung mit Innengewinde versehen ist und mittels Gewindeverschraubung am Wellenende befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle wenigstens an ihrem der Laufradnabe (
12 ) zugewandten Ende eine Mittelbohrung (16 ) mit Innengewinde (17 ) aufweist, dass ein als separates Bauteil ausgebildeter Gewindestift (18 ) in beiden Mittelbohrungen (13 ,16 ) verbindend, drehmoment- und kräfteübertragend angeordnet ist und dass die Laufradnabe (12 ) ausschließlich über die Pass- (20 ) und Anlageflächen (21 ) an der Welle ausgerichtet ist. - Laufradbefestigung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Wellenende (
15 ) eine zylindrische Zentrierfläche (20 ) und eine axiale Anlagefläche (21 ) ausgebildet sind. - Laufradbefestigung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine axiale Erstreckung der zylindrischen Zentrierfläche (
20 ) gleich oder größer als deren Durchmesser ist. - Laufradbefestigung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Laufrad (
11 ) während einer Montage des Kreiselpumpenaggregates über die zylindrische Zentrierfläche (20 ) am Wellenende (15 ) vorzentrierbar ist. - Laufradbefestigung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelbohrung (
13 ) der Laufradnabe (12 ) und/oder die Mittelbohrung (16 ) des Wellenendes (15 ) als ein Sackloch ausgeführt ist. - Laufradbefestigung an einem Ende einer Welle, insbesondere einem Wellenende eines Kreiselpumpenaggregates, wobei am Wellenende eine Anlagefläche als eine Kegelfläche ausgebildet ist, wobei eine Laufradnabe wenigstens an ihrem der Welle zugewandten Ende mit einer Mittelbohrung mit Innengewinde versehen ist und mittels Gewindeverschraubung am Wellenende befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, die Welle wenigstens an ihrem der Laufradnabe (
32 ) zugewandten Ende eine Mittelbohrung (36 ) mit Innengewinde aufweist, dass ein als separates Bauteil ausgebildeter Gewindestift (18 ) in beiden Mittelbohrungen (33 ,36 ) verbindend, drehmoment- und kräfteübertragend angeordnet ist und dass die Laufradnabe (32 ) ausschließlich über die Kegelfläche (35 ), die sowohl Pass- als auch Anlagefläche bildet, an der Welle ausgerichtet ist. - Laufradbefestigung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewindestift (
18 ) an mindestens einem Ende mit einer Werkzeugaufnahme (19 ) versehen ist.
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