DE102010011695B4

DE102010011695B4 - Laufradbefestigung

Info

Publication number: DE102010011695B4
Application number: DE102010011695A
Authority: DE
Inventors: Joachim Pahlen; Jens Ulrich Stahr
Original assignee: KSB AG
Current assignee: KSB AG
Priority date: 2010-03-17
Filing date: 2010-03-17
Publication date: 2013-12-19
Anticipated expiration: 2030-03-18
Also published as: US9316232B2; EP2547912A1; CN102822530A; US20130017074A1; CN102822530B; JP5643348B2; BR112012023237A2; WO2011113849A1; DE102010011695A1; JP2013522527A

Abstract

Laufradbefestigung, insbesondere bei der Verbindung einer Antriebswelle und einer Laufradnabe eines Kreiselpumpenaggregates, wobei an einem Antriebswellenende eine Passfläche und mindestens eine Anlagefläche ausgebildet ist, wobei das Antriebswellenende mit einer Mittelbohrung mit Innengewinde versehen ist, wobei an der Laufradnabe eine Passfläche und mindestens eine Anlagefläche ausgebildet ist, wobei die Laufradnabe mit einer Mittelbohrung mit Innengewinde versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Antriebswelle (3) und der Laufradnabe (1a) eine Zwischenwelle (2) zur Verbindung der Laufradnabe (1a) mit der Antriebswelle (3) vorgesehen ist, wobei an den Enden der Zwischenwelle (2) jeweils eine Passfläche und mindestens eine Anlagefläche ausgebildet ist, wobei Mittel zur Verbindung der Zwischenwelle (2) mit der Antriebswelle (3) und der Laufradnabe (1a) vorgesehen sind, wobei auf der Zwischenwelle (2) eine Dichtung, insbesondere eine Gleitringdichtung (6) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Laufradbefestigung, insbesondere bei der Verbindung zwischen einer Antriebswelle und einer Laufradnabe eines Kreiselpumpenaggregates, wobei an einem Antriebswellenende eine Passfläche und mindestens eine Anlagefläche ausgebildet ist, wobei das Antriebswellenende mit einer Mittelbohrung mit Innengewinde versehen ist, wobei an der Laufradnabe eine Passfläche und mindestens eine Anlagefläche ausgebildet ist, wobei die Laufradnabe mit einer Mittelbohrung mit Innengewinde versehen ist.
In der DE 102007044646 A1 ist eine Laufradbefestigung bei einem Kreiselpumpenaggregat beschrieben, das aus einer Kreiselpumpe und einem Antrieb besteht. Es ist gezeigt, wie die Verbindung zwischen einer Antriebswelle und einer Laufradnabe durch eine Gewindeschraube hergestellt wird. Das Innengewinde der Antriebswelle und der Laufradnabe ist dabei gleichsinnig und durchgehend ausgeführt. Die dargestellte Vorrichtung ermöglicht eine sichere Verbindung zwischen Antrieb und Laufrad. In der Schrift nicht dargestellt ist die Wellenabdichtung zwischen dem dargestellten Laufrad und dem antreibenden Motor. Abhängig vom Einsatzbereich werden an diese Abdichtung teilweise sehr hohe Anforderungen gestellt. Für den typischen Fall ist das Kreiselpumpenaggregat durch eine einfache Gleitringdichtung abzudichten. Teilweise ist es jedoch notwendig aus Sicherheitsgründen eine Doppeldichtung vorzusehen. Hierbei werden entlang der Weile seriell zwei Dichtungen angebracht, wodurch ein zusätzlicher Platzbedarf für die zweite Dichtung entsteht. Die Laufradbefestigung aus der DE 102007044646 A1 muss für diese Fälle neu dimensioniert werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Laufradbefestigung zu schaffen, die sowohl die Verwendung einer einfachen Gleitringdichtung als auch den Einsatz einer Doppeldichtung ermöglicht, wobei Rund- und Planlaufeigenschaften des Laufrades nicht beeinträchtigt werden dürfen.
Die Lösung dieser Aufgabe sieht eine Laufradbefestigung vor, bei der zwischen der Antriebswelle und der Laufradnabe eine Zwischenwelle zur Verbindung der Laufradnabe mit der Antriebswelle vorgesehen ist, wobei an beiden Enden der Zwischenwelle zur geradlinig fluchtenden Ausrichtung der Antriebswelle, der Zwischenwelle und der Laufradnabe jeweils eine Passfläche und mindestens eine Anlagefläche ausgebildet ist, wobei Mittel zur Verbindung der Zwischenwelle mit der Antriebswelle und der Laufradnabe vorgesehen sind. Hierdurch werden die beiden Wellen miteinander drehfest verbunden. Außerdem wird der für ein weiteres Dichtelement, insbesondere für eine antriebsseitige Gleitringdichtung, benötigte zusätzliche Bauraum bereitgestellt. Von Vorteil ist dabei, dass die Befestigung der Laufradnabe an der Antriebswelle durch die Passflächen auf einfache Weise im Rahmen der vorgegebenen Toleranzen zentriert erfolgt. Außerdem ist die vorhandene Pumpe, die über eine einfache Gleitringdichtung verfügt, um eine zusätzliche Dichtung erweiterbar, so dass eine zusätzliche Sicherung der Pumpe gegen Leckagen bewirkt wird.
In einer weiteren, vorteilhaften Ausführungsform ist auf der Zwischenwelle ein Bund vorgesehen, der ein Verrutschen der Gleitringdichtung verhindert. Hierdurch wird erreicht, dass die Gleitringdichtung an einem festen Ort fixiert wird, wodurch die Sicherheit der Abdichtung verbessert wird.
In einer weiteren Ausführungsform verfügt die Zwischenwelle über eine durchgängige Bohrung, die beispielsweise ein durchgehendes Gewinde enthält, wobei die Zwischenwelle mit der Laufradnabe und der Antriebswelle durch einen Gewindestab oder einen Gewindestift verschraubt werden. Von Vorteil ist dabei, dass die Fertigung der einzelnen Teile stark vereinfacht wird, wobei gleichzeitig die Plan- und Rundlaufeigenschaften des Laufrades verbessert werden.
In einer alternativen Ausführungsform verfügt die Zwischenwelle an ihrem ersten Ende über eine Sackbohrung und an ihrem zweiten Ende über einen Gewindestumpf. Diese Zwischenwelle ist als Verlängerung zwischen vorhandenen Wellenenden einpassbar.
In einer weiteren Ausführungsform ist zwischen der Zwischenwelle und der Laufradnabe ein Dichtelement vorgesehen. Von Vorteil ist dabei, dass ein Eindringen von Flüssigkeit in die Fügestelle zwischen Laufradnabe und Zwischenwelle unterbunden ist.
Erfindungsgemäß ist ein Baukasten für die Laufradbefestigung vorgesehen, wobei für eine feste Anzahl von Antriebswellen und Laufradnaben alle sinnvollen Zwischenwellen vorgehalten werden. Durch den Einsatz der Zwischenwellen lassen sich Pumpen und Antriebe innerhalb des Baukastens kombinieren. Die Zwischenwelle bietet neben der Möglichkeit einer weiteren Abdichtung den Nuten eines Adapters für unterschiedliche antriebsseitige und pumpenseitige Anschlüsse.
Die Erfindung umfasst weiterhin ein Gehäuseteil zur Aufnahme der beschriebenen Zwischenwelle. Dieses Zwischengehäuse ist antriebsseitig mit dem Antriebsgehäuse und pumpenseitig mit dem Pumpengehäuse druckdicht verbindbar. Durch diese Anordnung entsteht ein abgeschlossener Raum, der zwischen der pumpenseitigen ersten Dichtung und der antriebsseitigen zweiten Dichtung liegt. Dieser Raum wird mit einer Vorlageflüssigkeit gefüllt. Liegt bei der pumpenseitigen Dichtung eine Leckage vor, kann sie durch die Vorlageflüssigkeit aufgenommen werden.
In einer weiteren Ausführungsform ist in dem abgeschlossenen Raum eine Kühlung vorgesehen. Von Vorteil ist dabei, dass die Gleitringdichtungen auf einer konstanten Temperatur gehalten werden können, wodurch ihre Standzeit verlängert werden kann.
Weitere Ausführungsformen ergeben sich aus der Kombination der bisher dargestellten und sind deshalb hier nicht weiter ausgeführt.
Ausführungsbeispiele für erfindungsgemäße Vorrichtungen sind in folgenden Figuren dargestellt. Es zeigen die
1 eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Laufradbefestigung und die
2 eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Laufradverbindung.
Eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Laufradbefestigung ist in der Figur dargestellt. Eine Antriebswelle 3 besitzt eine zentrische Gewindebohrung zur Aufnahme eines Gewindestifts 4. Eine mit einer durchgängigen Bohrung 8 versehene Zwischenwelle 2 sitzt zentrisch gepasst auf der Antriebswelle 3. Eine Laufradnabe 1a besitzt eine zentrische Gewindebohrung und sitzt zentrisch gepasst auf der Zwischenwelle 2. Der in der Laufradnabe 1a und in der Antriebswelle 3 verschraubte Gewindestift 4 verspannt die Zwischenwelle 2 reibschlüssig. Eine pumpenseitige Gleitringdichtung 5 liegt am Laufrad 1 an und dichtet die Laufradnabe 1a gegen ein Pumpengehäuse 10 ab. Eine antriebsseitige Gleitringdichtung 6 stützt sich an einem Bund 7 der Zwischenwelle 2 ab und dichtet die Zwischenwelle 2 gegen ein Antriebsgehäuse 11 ab. Die sich an der Laufradnabe 1a und dem Bund 7 der Zwischenwelle abstützenden Gleitringdichtungsteile sind drehfest an der Laufradnabe 1a und der Zwischenwelle 2 verbunden. Ein Zwischengehäuse 12 verbindet das Pumpengehäuse 10 mit dem Antriebsgehäuse 11 druckdicht und bildet einen abgeschlossen Raum zwischen den beiden Gleitringdichtungen 5, 6. Dieser Raum dient zur Aufnahme von einer Vorlageflüssigkeit und kann Leckagen aufnehmen oder zum Pumpenraum sperren. Ein Dichtelement 13 verhindert ein Eindringen der Vorlageflüssigkeit in die Spalte der Zwischenwelle 2.
Eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Laufradbefestigung ist in der 2 dargestellt. Eine Antriebswelle 3 besitzt eine zentrische Gewindebohrung zur Aufnahme des Gewindestifts 4. Eine mit einer zentrischen Gewindebohrung versehene Zwischenwelle 2 sitzt zentrisch gepasst auf der Antriebswelle 3 und wird mit dieser reibschlüssig verschraubt. Die Laufradnabe 1a besitzt eine zentrische Gewindebohrung und sitzt zentrisch gepasst auf der Zwischenwelle 2. Die reibschlüssige Verschraubung von Zwischenwelle 2 und Laufradnabe 1a erfolgt über einen an der Zwischenwelle 2 befindlichen Gewindestumpf 9.
Um bei der Montage von Zwischenwelle 2 und Laufradnabe 1a eine Doppelpassung auszuschließen, wird eine geeignete Werkstoffpaarung oder Beschichtung an den Passflächen gewählt. Dadurch wird eine eventuelle Fressneigung verhindert.
Ebenso wie im vorigen Ausführungsbeispiel wird die antriebsseitige Gleitringdichtung 6 zwischen den Bund 7 und dem Antriebsgehäuse 11 eingebracht.
Bezugszeichenliste

1: Laufrad
1a: Laufradnabe
2: Zwischenwelle
3: Antriebswelle
4: Gewindestift
5: pumpenseitige Gleitringdichtung
6: antriebsseitige Gleitringdichtung
7: Blind
8: Bohrung
9: Gewindestumpf
10: Pumpengehäuse
11: Antriebsgehäuse
12: Zwischengehäuse
13: Dichtelement

Claims

Laufradbefestigung, insbesondere bei der Verbindung einer Antriebswelle und einer Laufradnabe eines Kreiselpumpenaggregates, wobei an einem Antriebswellenende eine Passfläche und mindestens eine Anlagefläche ausgebildet ist, wobei das Antriebswellenende mit einer Mittelbohrung mit Innengewinde versehen ist, wobei an der Laufradnabe eine Passfläche und mindestens eine Anlagefläche ausgebildet ist, wobei die Laufradnabe mit einer Mittelbohrung mit Innengewinde versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Antriebswelle (3) und der Laufradnabe (1a) eine Zwischenwelle (2) zur Verbindung der Laufradnabe (1a) mit der Antriebswelle (3) vorgesehen ist, wobei an den Enden der Zwischenwelle (2) jeweils eine Passfläche und mindestens eine Anlagefläche ausgebildet ist, wobei Mittel zur Verbindung der Zwischenwelle (2) mit der Antriebswelle (3) und der Laufradnabe (1a) vorgesehen sind, wobei auf der Zwischenwelle (2) eine Dichtung, insbesondere eine Gleitringdichtung (6) angeordnet ist.
Laufradbefestigung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Zwischenwelle (2) ein Bund (7) vorgesehen ist, der ein Verrutschen der antriebseitigen Gleitringdichtung (6) verhindert.
Laufradbefestigung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenwelle (2) über eine durchgängige Bohrung (8) verfügt.
Laufradbefestigung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die durchgängige Bohrung (8) ein Gewinde enthält, wobei die Zwischenwelle (2) mit der Laufradnabe (1a) und der Antriebswelle (3) durch einen Gewindestift (4) befestigt ist.
Laufradbefestigung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenwelle (2) an einem ersten Ende über eine Bohrung (8), insbesondere eine Sackbohrung, und an einem zweiten Ende über einen Gewindestumpf (9) verfügt.
Laufradbefestigung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Zwischenwelle (2) und der Laufradnabe (1a) ein Dichtelement (13) vorgesehen ist.
Baukasten für Laufradbefestigungen nach einem der vorgenannten Ansprüche, umfassend verschiedene Zwischenwellen (2), dadurch gekennzeichnet, dass unterschiedliche antriebsseitige und pumpenseitige Anschlüsse an der Zwischenwelle (2) vorgesehen sind.
Zwischengehäuse (11) zur Aufnahme einer Laufradbefestigung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es antriebsseitig mit dem Antriebsgehäuse (12) und pumpenseitig mit dem Pumpengehäuse (10) druckdicht verbindbar ist und einen zwischen dem Pumpengehäuse (10) und dem Antriebsgehäuse (12) liegenden Raum umschließt.
Zwischengehäuse (11) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in dem umschlossenen Raum eine Kühlung vorgesehen ist.
Zwischengehäuse (11) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der umschlossene Raum mit einer Vorlageflüssigkeit gefüllt ist.