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Die Erfindung betrifft eine Kreiselpumpe mit Mantelrohr, umfassend einen mehrstufigen Pumpenkörper, der unter Bildung eines strömungsführenden Ringraumes mit Abstand von dem Mantelrohr umgeben ist, mindestens zwei Pumpenteile, in denen die Enden des Mantelrohres mittels radial anliegender Dichtungsringe dichtend angeordnet sind, zwischen den Pumpenteilen der Pumpenkörper kräfteübertragend befestigt ist, und die Pumpenteile mit ein oder mehreren Anschlussstutzen für Rohrleitungen und einem Anschluss für einen Antriebsmotor versehen sind, wobei die Pumpenteile mindestens ein Anschlussgehäuse und ein Kopfstück bilden.
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Für solche Kreiselpumpen sind unterschiedliche Abdichtungen für das Mantelrohr bekannt. Eine Lösung mit gleichmäßig starken Wandstärken des Mantelrohres und an dessen Stirnseiten angeordneten Flachdichtungen ist durch die
US 2 753 807 bekannt. Durch Temperatur- oder Druckschwankungen der Pumpe können unzulässig hohe Flächenpressungen entstehen, wodurch die schmalen, ringförmigen Stirnseiten der Mantelrohre die Flachdichtungen beschädigt werden. Um eine solche Beschädigung zu vermeiden, verwendet die
DE 36 29 123 A1 ein Mantelrohr mit Mantelrohrenden, die durch ein in Längsrichtung erfolgendes Stauchen asymmetrisch und radial zum Innenraum des Mantelrohres auf eine dickere Wandstärke verformt sind. Damit wird eine Vergrößerung der unmittelbar an der Flachdichtung anliegenden metallischen Dichtfläche erreicht. Ein solcher Herstellprozess ist sehr aufwendig, energieintensiv und erfordert eine mechanische Nachbearbeitung, um die Längentoleranzen eines solchen Mantelrohres genau einzuhalten.
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Dagegen ist durch die
DE 100 32 835 A1 für eine solche Pumpenbauart ein strömungsführendes Gehäuseendteil bekannt, bei dem die Mantelrohrenden in ein Anschlussstück oder Kopfstück eingeschoben sind und im Bereich der Enden am Außenumfang mit Hilfe von Dichtungsringen, hier O-Ringen, abgedichtet sind. Auch diese Bauart erfordert eine spanabhebende Bearbeitung der als Dichtfläche dienenden Umfangsfläche und der Stirnseiten. Die Dichtfläche muss mit sehr geringen Toleranzen hergestellt werden, um eine zuverlässige Dichtwirkung im Bereich der Dichtungsringe zu erreichen. Eine spanabhebende Bearbeitung ist bei diesen langen und dünnwandigen Bauteilen sehr ungünstig, insbesondere im Hinblick auf das Einspannen in eine Bearbeitungsmaschine. Durch die spanabhebende Überarbeitung der Mantelrohrenden erfolgt auch eine Reduzierung der Wandstärke. Ein solcher spanabhebender Bearbeitungsvorgang ist energie- und materialintensiv und bedingt auch Entsorgungsprobleme für die anfallenden Späne sowie der Anwendung findenden Schneid- und Kühlflüssigkeiten.
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Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, für ein gattungsgemäßes Mantelrohr, das dichtend mit Pumpenteilen einer mehrstufigen Pumpe zusammenwirkt, eine hohe Dichtungsqualität bei gleichzeitig wenig aufwändiger Bearbeitung zu erreichen.
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Die Lösung des Problems sieht vor, dass in einer Matrize die Mantelrohrenden im Bereich der Dichtungsflächen durch radiale Krafteinwirkung spanlos auf einen Dichtungsflächendurchmesser kalibriert sind, wobei der stirnseitige Bereich des Mantelrohrendes im Durchmesser geringer gehalten ist als der Dichtungsflächendurchmesser und dass die Mantelrohrenden in Aufnahmen der Anschlussstücke eingeschoben sind. Mit Hilfe des Kalibriervorganges, der mit einem Expandier- und/oder Rollwerkzeug erfolgt, findet eine spanlose Materialumformung statt. Eine solche Materialumformung, die in Abhängigkeit von einer gegebenen Maschinenleistung, gewöhnlich in mehreren aufeinander folgenden Schritten stattfindet, hat gegenüber einer Späne produzierenden Fertigung den zusätzlichen Vorteil einer hohen Oberflächengüte und damit einer Verbesserung der Abdichtwirkung. Im Bereich der Dichtungsflächen findet eine Verdichtung statt, wodurch die Formstabilität des Mantelrohres im Bereich seiner Enden verbessert wird. Dies erleichtert den Montagevorgang eines solchen Mantelrohrendes in einer Aufnahme eines Pumpenteiles und vermindert die Gefahr von eventuellen Beschädigungen eines O-Ringes bei der Herstellung einer Verbindung. Solche O-Ringe sind in eine Ringnut einer Ausnehmung des Pumpenteiles eingelegt. Darin wird das Ende des Mantelrohres bei der Montage eingeschoben.
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Nach einer Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Kalibrierung eines Endteiles des Mantelrohres durch eine nach außen gerichtete Materialumformung, wodurch eine weitere Verbesserung der Montage möglich ist. Unnötige Reibungsverluste beim Montagevorgang werden dadurch vermieden.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen die
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1: einen Kreiselpumpen-Teilschnitt durch ein montiertes Mantelrohr, die
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2: ein Mantelrohr mit kalibrierten Dichtungsflächen, die
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3: und ein vergrößertes Detail der Dichtungsfläche
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1 zeigt beispielhaft eine mehrstufige Kreiselpumpe 1 mit Anschlussstücken 2, 3, wobei das als ein Fußstück wirkende Anschlussstück 3, mit Anschlussstutzen 4, 5 nach Art einer Inlinepumpe versehen ist. Rechtwinklig zu den Anschlussstutzen 4, 5 ist ein mehrstufiger Pumpenkörper 6 und ein strömungsführendes Mantelrohr 7 angeordnet. Das Anschlussstück 3 kann auch mit nur einem Stutzen 4 versehen sein, wobei sich dann ein anderer Stutzen am anderen Pumpenende im weiteren Anschlussstück 2, auch als Kopfstück bezeichnet, befinden kann. Die einen Pumpenein- und -auslass bildenden Stutzen 4, 5 können damit wahlweise an unterschiedlichen Enden oder an nur einem Ende der Pumpe 1 vorgesehen werden.
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Das Mantelrohr 7 ist mit seinem hier unteren Ende 8 in eine Aufnahme 9 des Anschlussstückes 3 dichtend eingeschoben. Dazu verfügt die Aufnahme 9 über eine Nut 10, in der ein Dichtungsring 11, vorzugsweise ein O-Ring, zur Abdichtung des Mantelrohres 7 angeordnet ist. Die beiderseits des Pumpenkörpers 6 angeordneten Anschlussstücke 2, 3 werden durch Zuganker 12 gehalten und gegen den Pumpenkörper 6 gepresst. Die Abdichtung nach außen erfolgt über die eingelegten O-Ringe 10 in den Aufnahmen für das Mantelrohr 7.
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2 zeigt eine vergrößerte Darstellung eines mittels zweier Schnittlinien gekürzt dargestellten Mantelrohres 7. An dessen Enden 8, 13 hat durch einen in diesem Beispiel radial nach außen gerichteten Bearbeitungsvorgang eine Werkstoffumformung des Mantelrohrendes 8 stattgefunden. Dessen Außenseite wurde bei der Bearbeitung des Mantelrohrendes 8 maßhaltig gegen eine auf ihrer Innenseite polierte Oberfläche einer mehrteiligen, gestrichelt dargestellte Matrize 14 gepresst. Ein solcher lokaler Formänderungs- oder Aufweitvorgang erfolgt in einem oder mehreren aufeinander nachfolgenden Bearbeitungsschritten. Dies ist abhängig von einer zur Verfügung stehenden Maschinenleistung oder der Wandstärke des Mantelrohres 7.
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So am Mantelrohrende erstellte Dichtungsflächen 15, 16 haben eine hohe Oberflächengüte und unterliegen gleichzeitig einer Materialverdichtung. Dadurch wird die Qualität der für die Abdichtung bestimmten Endabschnitte des Mantelrohres verbessert. Gleichzeitig tritt damit eine Materialverfestigung oder Härte ein, die für eine langfristig bessere Abdichtwirkung in Verbindung mit dem O-Ring sorgt. Die Matrize 14 ist mehrteilig ausgebildet, womit eine Entnahme des bearbeiteten Mantelrohrendes erleichtert wird. Sie besitzt Halterungen für das Mantelrohr und Vorschubmittel für das Umformwerkzeug und/oder das Mantelrohr und dessen Matrize. Somit ist eine Automatisierung der Dichtungsflächenherstellung möglich.
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3 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt Z von dem Kreis Z der 2. Dieser zeigt vom Mantelrohr 7 dessen Ende 8, an das in der Matrize eine Dichtungsfläche 15 angeformt wurde. Dieser hier gegenüber dem Mantelrohrdurchmesser DM etwas größer ausgebildete Dichtungsflächendurchmesser D wurde durch einen inneren Expandiervorgang erzeugt. Für eine leichtere Montage ist der stirnseitige Bereich des Mantelrohrendes im Durchmesser geringer gehalten als der Dichtungsflächendurchmesser D, um somit eine Montage in der Aufnahme 9 des Pumpenteiles 3 zu erleichtern. Die jeweils benötigte Dichtfläche 15, 16 entsteht durch die einfache und genau kalibrierende Anpressung an die Innenform der Matrize, die als eine Negativform der Dichtflächenform ausgebildet ist. Das Anpressen kann mit Aufweitmitteln, einem Rollwerkzeug oder mit analog wirkenden Mitteln erfolgen.
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In einer analogen Ausführungsform wird ein Mantelrohrende 8 mit seinem Innendurchmesser über eine die Maßhaltigkeit der Dichtungsfläche gewährleistende Matrize gestülpt und somit eine im Durchmesser kleinere Dichtungsfläche erzeugt. Durch eine äußere, radial nach innen gerichtete Bearbeitung des Mantelrohrendes und der Anpressung an die im Mantelrohrinneren befindliche Matrize wird der Werkstoff nach innen zu einem kleineren Durchmesser hin umgeformt. Somit kann in einem Arbeitsvorgang die mit dem Dichtungsring zusammenwirkende Dichtungsfläche (15, 16) komplett fertig gestellt werden. Dieser wesentlich schnellere Kalibriervorgang bedingt eine Verbesserung der Dichtflächenherstellung und der Dichtungsqualität.
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Die einer Kalibrierung dienende Form oder Fläche der Matrize 14 weist abgerundete Übergänge vor, um scharfe Kanten an den herzustellenden Dichtflächen 15, 16 zu vermeiden. Infolgedessen ist bei einer Pumpenmontage ein leichtgängiges Einfädeln der Rohrenden 8, 9 in die entsprechenden Aufnahme 9 der Anschlussstücke 2, 3 gewährleistet. Eine Beschädigung der Dichtungsringe wird vermieden.
