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Befestigung der Flügelräder einer Kreiselpumpe auf der Pumpenwelle
Bei Kreiselpumpen, insbesondere Wasserringpumpen mit Seitenkanal, bereitet es Schwierigkeiten,
die Flügelräder auf der Flügelradwelle so zu befestigen, daß sie nach dem Zusammenbau
der Pumpe in axialer Richtung den richtigen Sitz haben. Die Spalte zwischen den
Flügelrädern und den sie umgebenden Gehäuseteilen müssen bekanntlich sehr eng sein,
wenn die Pumpe einen guten Wirkungsgrad haben soll. Da nun in vielen Fällen die
Summe der Fertigungstoleranzen der in Frage kommenden Teile, wie Gehäuse, Flügelräder,
Welle und Wellenlagerung, meist größer ist als die Breite der einzuhaltenden Seitenspalte,
so müssen diese beim Zusammenbau der Pumpe durch Einfügen besonderer Paßstücke auf
das richtige Maß eingestellt werden. Der Ersatz bzw. Austausch der genannten Teile
wir dabei durch das wiederholt erforderliche Anpassen erschwert.
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Noch größere Schwierigkeiten treten auf, wenn die Pumpe mehrere Stufen
enthält und die Gehäuseteile in üblicher Weise unter Zwischenlage nachgiebiger Dichtungen
aufeinander gesetzt werden. Hier stellt sich die endgültige Lage und der gegenseitige
Abstand der Gehäuseteile erst am Schluß des Zusammenbaues der Pumpe bei ihrer Verspannung
ein. Die vorher, also während des Zusammenbaues, auf der Welle axial fixierten Flügelräder
werden hierbei leicht verklemmt oder schleifen mit der einen Seite an der Gehäuseinnenwand.
Um diese Schwierigkeiten zu vermeiden, werden die Flügelräder vielfach lose auf
die sie tragende Welle aufgeschoben und, auf den Gehäusewandungen gleitend, von
diesen axial geführt. Dabei ist jedoch erforderlich, daß die aufeinander gleitenden
Teile hinreichende Laufeigenschaften haben. Da im übrigen die auf die Flügelräder
wirkenden Axialkräfte fast nie vollkommen ausgeglichen sind, so werden die Flügelräder
meist einseitig an der Gehäusewand schleifen und sich abnutzen, wenn die zu fördernde
Flüssigkeit schleifende Beimengungen, wie z. B. Sand, hat.
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Man hat auch vorgeschlagen, die zunächst losen Flügelräder auf der
Laufradwelle durch Körper zu befestigen, die mittels eines auf der Welle angeordneten
axialen Stellgliedes in radialer Richtung gegen die Innenflächen der Flügelradnabe
gepreßt werden. Derartige Vorrichtungen bestehen z. B. aus Riemen oder Keilen, die
durch ein auf der Laufradwelle neben der Nabe sitzendes Stellglied in radialer Richtung
auseinandergedrückt und an die Innenwand der Laufradnabe angepreßt werden. Derartige
Ausführungen haben den Nachteil, daß sie verhältnismäßig teuer und insofern umständlich
sind, als auf der Laufradwelle neben jeder Laufradnabe ein besonderes Verstellglied
vorgesehen sein muß, das einen besonderen Platz erfordert und z. B. bei einer mehrstufigen
Pumpe nicht zugänglich ist. Diese Übelstände sind bei der erfindungsgemäßen Aufgabe
nicht vorhanden.
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Bei der gemäß der Erfindung ausgebildeten Befestigung besteht der
als Verspannungsglied dienende Körper aus einer Paßfeder, deren innerhalb der Radnaben
liegende Teile verformbar sind. Die Verformbarkeit kann dabei in verschiedener Weise
erreicht werden. So kann die Paßfeder mehrteilig ausgebildet sein, und die innerhalb
der Radnaben liegenden Teile aus leicht verformbaren, aber hierbei annähernd volumenbeständigen
Stoffen, z. B. Blei oder Gummi, bestehen.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer gemäß der Erfindung
ausgebildeten Kreiselpumpe, und zwar einer Wasserringpumpe mit Seitenkanal, im Längsschnitt
dargestellt (vgl. Fig. 1). 1, 2, 3 und 4 sind die Gehäuseteile der Pumpe, die aneinandergesetzt
und durch Schraubenbolzen 5 zusammengehalten sind, die den Druckring 6 mit der als
Lagerung der Pumpe dienenden Gehäusewand 7 verbinden. Die Pumpe hat drei Flügelräder
8, 9 und 10, welche auf der in dem Gehäuse axial angeordneten, frei fliegenden Pumpenwelle
11 befestigt sind. Die Flügelräder werden bei dem Zusammenbau der Pumpe zunächst
lose in das Pumpengehäuse miteingebaut und erst nach dem Zusammenbau der Pumpe in
der richtigen axialen Lage mit der Welle verspannt. Als Verspannglied dient hierbei
eine auf der Welle 11 angebrachte Paßfeder, die aus den vier Teilen 12, 13, 14 und
15 besteht, deren innerhalb der Flügelradnaben befindliche Zwischenräume durch die
aus Blei bestehenden Körper 16, 17 und 18 ausgefüllt sind. Als Stellglied für die
in dieser Weise ausgebildete Paßfeder dient die in das freie Ende der Welle 11 zentrisch
eingesetzte
Schraube 19 und eine auf ihr gelagerte Scheibe 20,
die mittels der Schraube 19 in der Achsrichtung der Welle 11 verstellbar ist. Um
die Flügelräder 8, 9 und 10 mit der Welle 11 fest zu verspannen, wird durch Anziehen
der Schraube 19 mittels der Scheibe 20 auf die Paßfeder- ein axialer Druck ausgeübt,
durch den die aus Blei bestehenden Körper 16, 17 und 18 so verformt werden, daß
sie sich mit Druck an die Innenwand der Flügelradnaben anlegen und dadurch die Flügelräder
in ihrer richtigen axialen Lage mit der Welle 11 fest verspannen.
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In manchen Fällen kann die Paßfeder auch aus mehreren aneinanderliegenden,
insbesondere rhombusartigen Teilstücken bestehen, deren innerhalb der Radnabe befindliche
Anlageflächen so geformt sind, daß unter dem Druck des Verstellgliedes die innerhalb
der Radnaben befindlichen Teile der Paßfeder in radialer Richtung von der Flügelradwelle
abgedrängt und an die Innenflächen der Radnaben angepreßt werden. Besondere Zwischenstücke
aus einem leicht verformbaren Werkstoff sind dann nicht erforderlich.
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In der Fig.2 der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer solchen
Befestigung der Flügelräder im Längsschnitt dargestellt. Das Pumpengehäuse, die
Flügelräder und die sie tragende Welle sind hier in gleicher Weise wie in Fig. 1
ausgebildet. Als Verspannglied ist jedoch hier eine aus mehreren aneinanderliegenden
Teilstücken 21, 22, 23, 24, 25 und 26 bestehende Paßfeder vorgesehen, die eine rhombusähnliche
Gestalt haben und paarweise so aneinandergereiht sind, daß unter dem Druck des Verstellgliedes,
das aus der Schraube 27 und der auf ihr sitzenden Scheibe 28 besteht, die innerhalb
der Radnaben befindlichen Teile der Paßfeder an die Innenflächen der Radnaben angepreßt
werden. Auf diese Weise kann ebenfalls nach dem Zusammenbau der Pumpe eine lagegerechte
Verspannung der Flügelräder mit der Pumpenwelle erzielt werden.
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Erfindungsgemäß kann ferner auch das Verspannglied aus einer durchgehenden
Paßfeder bestehen, die jeweils unter den Radnaben auf der der Welle zugewandten
Seite und vorteilhaft auch zwischen je zwei Laufrädern auf der der Welle abgewandten
Seite durch Einkerbungen, Aussparungen od. dgl. in an sich bekannter Weise einseitig
so geschwächt ist, daß sie sich unter dem axialen Druck des Stellgliedes an den
innerhalb der Radnaben liegenden Stellen nach außen wölbt und die Flügelräder festspannt.
Zweckmäßig sind dabei die Einkerbungen bzw. Aussparungen der Paßfeder in der Nähe
des Stellgliedes am schwächsten und nach dem anderen Ende der Paßfeder hin zunehmend
stärker ausgebildet, damit sich die von dem Stellglied weiter entfernten Flügelräder
zuerst festklemmen und die Paßfeder in der Nähe des Stellgliedes noch Spiel hat
und den axialen Schub auf die weiter entfernt liegenden Spannstellen gut überträgt.
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Die Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer mit einer solchen Paßfeder
ausgerüsteten Befestigung wieder im Längsschnitt. Wie man aus der Zeichnung ersieht,
ist die Paßfeder31 in der beschriebenen Weise abwechselnd mit nach ihrem Gegenlagerende
größer werdenden Einkerbungen 32 versehen. Hierdurch wird erreicht, daß beim Anziehen
des aus Schraube 33 und Scheibe 34 bestehenden Stellgliedes zunächst das dem Stellglied
am weitesten entfernt liegende Flügelrad und dann erst die ihm näher liegenden Flügelräder
mit der Pumpenwelle verspannt werden.
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Das teilweise axiale Verschieben der Paßfeder gegenüber den Flügelrädern
kann ganz verhindert werden, wenn gemäß der Erfindung zwischen die Paßfeder und
die Flügelradnaben eine flache, ein- oder mehrteilige Feder eingelegt ist, deren
Ende gegenüber der Flügelradwelle in axialer Richtung festgelegt ist.
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Die Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer solchen Ausführung.
Zwischen die beiderseits eingekerbte Paßfeder 41 und die Flügelradnaben ist hier
eine Feder eingelegt, die aus drei aneinanderstoßenden Teilen 42, 43 und 44 besteht.
Das Verschieben der Paßfeder gegenüber den Flügelrädern kann dann nicht eintreten,
wenn mittels des Stellgliedes, das aus der Schraube 45 und der Scheibe 46 besteht,
ein axialer Druck auf die Paßfeder 41 ausgeübt wird.
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Um die Flügelräder in ihren Gehäusen mit vorgegebenem, z. B. beiderseitig
gleichem Spiel einzubauen, kann gemäß der Erfindung in besonderen Fällen das Spiel
der Flügelräder in ihrem Gehäuse bei der Montage in an sich bekannter Weise durch
Abstandshalter, z. B. Folien, Überzüge, Anstriche der Räder oder Gehäuseteile od.
dgl. einstellbar sein, die nach erfolgter Festlegung der Räder entweder mechanisch
entfernt oder chemisch herausgelöst werden können. Das letztere ist z. B. dann möglich,
wenn die Abstandshalter z. B. aus Seife oder Fett bestehen.
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Die hier genannten Mittel zum Befestigen von Flügelrädern auf der
Welle einer Pumpe können nicht nur bei mehrstufigen, sondern auch bei einstufigen
Pumpen und überall da mit Vorteil verwendet werden. wo Räder, Buchsen u. dgl. auf
Wellen, Stangen usw. in bestimmter axialer Stellung zu befestigen sind.