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Lageranordnung in dem Spaltrohr des elektrischen Antriebsmotors für
eine Pumpe Die Erfindung betrifft eine elektromotorisch angetriebene Pumpe, die
aus einem Pumpengehäuse und einem Elektromotor besteht und bei der Läufer und Ständer
des Elektromotors durch -ein in der Ständerbohrung sitzendes Spaltrohr voneinander
getrennt sind, und hat eine besonders zweckmäßige Anordnung der Lager für die gemeinsame
Pumpen- und Motorläuferwelle zum Gegenstand, wodurch es ermöglicht wird, alle Teile
der Pumpe und des Motors rasch auszuwechseln.
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Derartige Pumpen, die durch Elektromotoren mit Spaltrohr angetrieben
werden, sind bereits bekannt. Diese Pumpen hatten aber zunächst den Nachteil, daß
ihrer komplizierten Bauweise wegen ein Auseinandernehmen und Zusammensetzen sehr
schwierig und zeitraubend war, was ein rasches Auswechseln schadhafter Teile sehr
erschwerte.
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Da bei diesen älteren Ausführungen mindestens ein Lager der Pumpenwelle
mit dem Spaltrohr fest verbunden war, ergab sich weiterhin der Nachteil, daß beim
Schadhaftwerden dieses Lagers auch das Spaltrohr mit ausgewechselt werden mußte.
Das war besonders deswegen sehr kostspielig, weil gerade die Lagerteile dem größten
Verschleiß unterworfen sind und häufig erneuert werden müssen.
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Schließlich hatten die bekannten Elektropumpen auch noch den Nachteil,
daß die ganze Pumpe samt ihrem Spaltrohrmotor völlig auseinandergenommen werden
mußte, um an die schwer zugänglichen Lager heranzukommen.
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Alle dieseNachteile undSchwierigkeitenwerden mit der Erfindung dadurch
beseitigt, daß die beiden auswechselbaren Lager unmittelbar innerhalb des zylinderförmig
ausgebildeten Spaltrohres angeordnet sind und mit Hilfe von eingeformten Schultern
in einem bestimmten Abstand voneinander in Stellung gehalten und durch in dem Spaltrohr
festsitzende Klemmplatten oder durch Verschlußplatten mit einem untergelegten, in
einer in das Spaltrohr eingeformten Einkerbung sitzenden Federring arretiert werden.
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Diese Ausführung hat zunächst den Vorteil, daß die Lager leicht zugänglich
sind und jederzeit rasch ausgewechselt werden können.
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Weiterhin ergibt sich der Vorteil, daß Läufer und Ständer auf einfache
Weise einwandfrei zueinander ausgerichtet werden können, da die innerhalb des Spaltrohres
angeordneten Lager eine einfache Zentrierung der Motorwelle gestatten.
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Schließlich hat die Lageranordnung nach der Erfindung noch den Vorteil,
daß bei einem Schadhaftwerden der Lager nur diese selbst ausgewechselt werden müssen,
nicht aber auch das Spaltrohr, da die Lager mit dem Spaltrohr nicht fest verbunden
sind. Weitere Merkmale der Erfindung enthalten die Unteransprüche.
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Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise dargestellt,
und zwar zeigt Fig. 1 eine elektromotorisch angetriebene Pumpe in einem senkrechten
Querschnitt, Fig.2 den Gegenstand der Fig. 1 in einer Ansicht von unten auf die
Pumpe, Fig. 3 die teilweise Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer
elektromotorisch angetriebenen Pumpe in einem senkrechten Querschnitt, Fig.4 den
Gegenstand der Fig.3 in einem Schnitt nach Linie 4-4 und Fig. 5 einen Ausschnitt
vom Gegenstand der Fig. 3 im vergrößerten Maßstab.
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Wie die Zeichnung erkennen läßt, ist mit 10 das Pumpengehäuse
bezeichnet, das zweckmäßig aus einem Kasten mit einer unteren Wand 11 und einer
seitlichen Wand 12 besteht, in denen sich ein Triebkranz befindet. Die Wand 11 hat
eine seitliche Ausflußöffnung 13. Ein Flüssigkeitseinlaßanschluß 14 ist an der Wand
11 derart angeordnet, daß er im Hinblick auf den Triebkranz axial liegt. An dem
Rand der Wand 12 ist dem Flüssigkeitseinlaßanschluß 14 gegenüber ein nach außen
gerichteter Flansch 15 vorgesehen.
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Der Wand 11 gegenüber ist das Pumpengehäuse 10
an einer Trennwand
16 angeschlossen, welche von dem Flansch 15 gehalten wird und einen nach oben gerichteten,
ringförmigen Flansch 17 besitzt. Ein austauschbarer Dichtungsring 18 ist zwischen
dem Flansch 15 und der Trennwand 16 zum Abdichten vorgesehen, um einen Flüssigkeitsdurchfluß
an dieser Stelle zu verhindern.
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Das Motorgehäuse 20 kann aus Blech od. dgl. hergestellt sein und besteht
aus einer oberen Wand 21, einer zylindrischen Seitenwand 22 mit einem Vorsprung
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und einem nach außen gerichteten Endflansch 24, der gegen die Trennwand 16 anliegt
und mit letzterer am Flansch 15 von Schrauben 25 festgehalten wird.
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Das aus nichtmagnetischem Stoff, beispielsweise nichtrostendem Stahl,
bestehende Spaltrohr 30, dessen Mantelfläche vollkommen dicht sein muß, hat an seinen
Enden j e eine zylindrische Erweiterung 31, wobei die untere Erweiterung in der
Art eines Preßsitzes in dem ringförmigen Flansch 17 befestigt ist, so daß das Spaltrohr
30 mit der Trennwand 16 starr verbunden ist. Um an dieser Stelle eine Undichtigkeit
zu vermeiden, kann eine Abdichtung 27 durch Schweißen, Löten oder andere Abdichtungsmittel
herbeigeführt werden.
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Der Raum zwischen dem Motorgehäuse 20 und dem Spaltrohr 30 bildet
eine Ständerkammer 32, welche von der durch die Pumpe fließenden Flüssigkeit völlig
abgetrennt und isoliert ist. Die Ständerlamellen 33 umgeben das Spaltrohr 30 und
sind auf diesem fest angeordnet.
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Innerhalb der beiden Erweiterungen 31 des Spaltrohres 30 sind ringförmige
Lager 35 vorgesehen, die mit der inneren Wandung des Spaltrohres 30 im Eingriff
stehen und gegen die zwischen den erweiterten Enden und dem zentralen Hauptteil
des Spaltrohres gebildeten Schultern 26 gepreßt werden. Die Lager 35 sind zweckmäßig
graphitiert und besitzen für den Flüssigkeitsumlauf eine Vielzahl von in gleichem
Abstand zueinander auf einem gemeinsamen Radius angeordneten Öffnungen 36 und den
ringförmigen Abstandsstreifen 37. Am äußeren Ende der oberen Erweiterung 31 ist
eine Klemmplatte 38 vorgesehen, die das Lager 35 arretiert und dessen nach oben
gerichteter Rand 39 flüssigkeitsdicht an der inneren Wandung der oberen Erweiterung
31 anliegt.
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An der unteren Erweiterung 31 des Spaltrohres 30 ist ebenfalls eine
Klemmplatte 40 vorgesehen, die einen nach unten umgebogenen Rand 41 aufweist, der
in entsprechender Weise an der inneren Wandung der Erweiterung 31 anliegt. Diese
untere Klemmplatte 40 ist mit einer Öffnung 42 versehen. Innerhalb des Spaltrohres
30 und zwischen den oberen und unteren Klemmplatten 38, 40 verbleibt eine Kammer
43 für den Läufer 50 des Motors.
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Der Läufer50 ist mit einer Hohlwelle45 ausgerüstet, deren nach unten
gerichtetes Ende durch die zentrale Öffnung 42 hindurch -in den Triebkasten des
Pumpengehäuses 10 ragt. Diese Welle 45 ist mit einem diametrischen Endschlitz 46
versehen, der das Schaufelblatt47 aufnimmt, das aus Blech od. dgl. besteht und eine
zweckentsprechende Form hat. An dem Schaufelblatt 47 ist eine Führungsplatte 48
vorgesehen, deren nach oben gebogener Flansch 49 am äußeren Umfang der Welle 45
befestigt ist. Es ist zu bemerken, daß das Schaufelblatt 47 das untere Ende der
hohlen Welle 45, an welcher es befestigt ist, nicht verschließt.
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Im mittleren Bereich der Welle45 sind gegenüber den Ständerlamellen
33 Läuferlamellen 50 angeordnet; der Läufer ist zweckmäßig als Kurzschlußläufer
ausgebildet und -im Preßsitz auf der Welle 45 befestigt und weist zu dem Spaltrohr
30 einen Spalt zwecks Drehbeweglichkeit auf. Oberhalb und unterhalb der Lamellen
50 ist je ein Endring 51 mit einer zylinderförmigen Manschette 52 aus Bronze oder
ähnlichem Material fest angeordnet. Die Manschetten 52 sind zweckmäßig im Preßsitz
auf der Welle 45 befestigt und haben eine nach außen gerichtete Schulter 53. Zur
axialen Lagerung stehen die zylinderförmigen Teile der Manschetten 52 mit der zylindrischen
Innenfläche der Lager 35 im Eingriff. Die Schultern 53 liegen gegen die Lager 35
an.
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Die Klemmplatten 38 und 40 und die Welle 45 sowie das Pumpengehäuse
10 können aus jedem brauchbaren Material hergestellt sein, welches gegen die Pumpenflüssigkeit
korrosionsbeständig ist. Für bestimmte Flüssigkeiten ist nichtrostender Stahl geeignet.
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Durch die Befestigung der Lager 35 innerhalb des Spaltrohres 30 ist
die von den in den Lagern sitzenden Manschetten 52 gehaltene Welle 45 radial und
axial genau zum Ständer in Stellung gehalten, und bei der Drehbewegung bleiben Ständer
und Läufer infolge der ausschließlichen Lagerung auf dem Spaltrohr 30 in einer genauen
Lage zueinander.
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Um den oben beschriebenen Läufer zwecks Überprüfung oder zur Instandhaltung
auseinanderzunehmen, ist es lediglich erforderlich, das Pumpengehäuse 10 abzunehmen,
so daß dann das Flügelblatt 47, die untere Klemmplatte 40 und das untere Lager 35
abnehmbar sind. Das untere Lager 35 und die Welle 45 können dann aus dem Spaltrohr
30 herausgezogen werden. Beim Wiederzusammensetzen der Einrichtung kommt der Läufer
zwangläufig in eine genaue Lage zum Ständer, wenn die Lager 35 mit dem Spaltrohr
30 im Eingriff stehen.
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Die Wirkungsweise der in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführung ist
folgende: Durch Erregung der Ständerwicklung 34 wirkt das entstehende Drehfeld auf
den Läufer 50 und dreht die Welle 45 mit dem daran befestigten Schaufelblatt 47.
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Die bei der Flüssigkeitseinlaßöffnung 14 eintretende Flüssigkeit wird
von dem Schaufelblatt 47 in eine Drehbewegung gesetzt; von derFührungsplatte 48
umgelenkt und zu der Flüssigkeitsaustrittsöffnung 13 gefördert.
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Während dieses Pumpvorganges tritt ein Teil der Flüssigkeit oberhalb
der Führungsplatte 48 durch die Dffnung 42 der Klemmplatte 40, die Öffnungen 36
des unteren Lagers 35, axial durch den Spalt zwischen Läuferlamellen 50 und der
inneren Wandung des Spaltrohres 30, durch die Öffnungen 36 des oberen Lagers 35,
wo sie von der oberen Klemmplatte 38 in die rohrförmige Welle 45 gelenkt wird. Durch
.die Welle 45 fließt die Flüssigkeit nach unten hindurch und wird am unteren Wellenende
mit dem anderen Flüssigkeitsteil vermischt und von dem Schaufelblatt 47 fortgedrückt.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in
den Fig. 3, 4 und 5 dargestellt. Das Spaltrohr 54 der Fig. 3, das mit dem Spaltrohr
30 der Fig. 1 vergleichbar ist,hat eine zylinderförmige Gestalt und ist an seinem
unteren Ende mit einer Trennwand 55 versehen, die der gleichenAufgabe dient wie
die Trennwand 16 der Fig. 1. Die Trennwand 55 ist mit einer runden Öffnung 56 für
die Aufnahme des Spaltrohres 54 versehen. Beide sind durch Schweißen oder Löten
(Schweißraupe 57) miteinander flüssigkeitsdicht verbunden.
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Das Spaltrohr 54 ist wesentlich einfacher als das entsprechende der
Fig. 1 und trägt auf seinem äußeren Umfang das Ständerblechpaket 58 und Spulenwindungen
59, wobei das Ständerblechpaket gegen einen nach außen gerichteten Rücken oder eine
Schulter 60, welche in das Spaltrohr eingeformt ist, anliegt und völlig von dem
Spaltrohr getragen wird. Unterhalb der Schulter 60 und im oberen Teil des Spaltrohres
befinden sich nach innen gerichtete und in Abstand voneinander angeordnete Schultern
61 am Umfang des Spaltrohres. Zweckmäßig graphitierte zylindrische
ringförmige
Lager 62 sind innerhalb des Spaltrohres 54 zwischen den Schultern 61 und den entsprechenden
Spaltrohrenden derart angeordnet, daß sie gegen die innere Wandung des Spaltrohres
54 fest anliegen und gegen die Schultern 61 stoßen. Diese Lager 62 entsprechen den
Lagern 35 der Fig. 1 und sind mit Flüssigkeitsdurchlauföffnungen 63, einem Abstandsring
64 und einer die Welle aufnehmenden und als Lagerfläche dienenden mittleren Öffnung
65 versehen. Das obere Lager 62 wird gegen die Schulter 61 von einer Klemmplatte
66, die gegen den Abstandsring 64 anliegt, gedrückt und in Stellung gehalten.
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Das untere Lager 62 wird dagegen auf eine andere Art und Weise in
Stellung gehalten, damit der Läufer schnell und leicht ausgebaut werden kann. Diese
Ausführung ist in Fig.5 dargestellt, wo das Ende des Spaltrohres 54 dem Abstandsring
64 des Lagers 62 gegenüber eine Wanderweiterung 67 aufweist, so daß ein Spalt 68
um den Abstandsring 64 herum frei bleibt. Eine Verschlußplatte 69 ist an dem Abstandsring
64 befestigt und hat einen an dessen Peripherie aufwärtsgebogenen Flansch 70, den
der Spalt 68 aufnimmt. Diese Verschlußplatte hat weiterhin einen ringförmigen, nach
unten gebogenen Flansch 71 mit einer Wandung 72, wobei die hierdurch gebildete Öffnung
in der Verschlußplatte axial zu der die Welle aufnehmenden Öffnung 65 des Lagers
62 angeordnet ist, aber einen etm7<ts größeren Durchmesser aufweist, so daß Flüssigkeit
zwischen der Welle und dem Flansch 71 dur-hfliel3en kann, jedoch größere Fremdkörper
ferngehalten werden.
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Die Verschlußplatte 69 wird zunächst mit dein Lager 62 verbunden und
dann mit diesem gegen die Schulter 61 geführt. Beide werden durch einen Federrin-73
gehalten, dessen Durchmesser größer als der des Lagers und der Verschlußplatte ist.
Dieser Federring sitzt in einer Einkerbung 74 von rechtwinkligem Querschnitt, die
in die Wanderweiterung 67 des Spaltrohres vor deren Ende eingelassen ist.
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In Übereinstimmung mit der Ausführung nach 1 ist innerhalb des Spaltrohres
54 ein Läufer vorgesellen, dessen Welle 75 von den Lagern 62 getragen wird, wobei
die Welle 75 mit ihrem unteren Ende durch die durch den Flansch 71 gebildete Öffnung
der Verschlußplatte hindurchragt. Die Schaufelkonstruktion besteht aus einer Nabe
76 und einem Schaufelblatt 77, welches über das Ende der Welle 75 paßt. Die Befestigung
geschieht mittels Bolzen oder Stifte 78, die durch eine Querbohrung 79 durch Nabe
und Welle gesteckt werden.
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Die Läuferlamellen 80 entsprechen den Lamellen 50 der Fig. 1 und sind
fest auf der Welle 75 angebracht und durch Schlußringe 81 begrenzt. Die Lamellen
und die Schlußringe haben zum Spaltrohr 54 einen Spielratiin und einen kleineren
Durchmesser als der innere Durchmesser der Schulter 61.
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Die Enden der Schlußringe 81 besitzen an ihrer äußeren Fläche kreisrunde
Ausnehmutigen 82, in welchen zylindrische Manschetten 83 sitzen, die zweckmäßig
aus Bronze bestehen und auf der Welle 75 mittels Preßsitz befestigt sind. Die äußeren
Wandungen der :Manschetten 83 sitzen innerhalb der Lager 62 und bilden so einen
Teil des Läuferlagers.
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Der Flüssigkeitsdurchfluß geschieht in ähnlicher Weise wie bei der
Ausführung nach Fig. 1, nur daß die Flüssigkeit zwischen Flansch 71 der Verschlußplatte
69 und der Welle, durch die Lageröffnungen 63, um die Läuferlamellen und durch die
oberen Lageröffnungen 63 strömt, woraufhin sie entweder durch die gleichen Lageröffnungen
oder durch eine vorhandene Hohlwelle rückfließt.
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Falls es erforderlich ist, den Läufer oder das Spaltrohrinnere zu
säubern oder zu kontrollieren, ist es nur nötig, den Federring 73 vor der Schutzkappe
69 zu entfernen, um das untere Lager 62 sowie den Läufer aus dem Spaltrohr herauszuziehen.
Ebenfalls kann auch der Ständer 58 leicht ausgebaut oder wieder eingebaut werden,
indem dieser vom oberen Ende des Spaltrohres 54 abgezogen wird.
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Die Erfindung ist nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt. So
kann beispielsweise auch die Verschlußplatte 69 fortgelassen werden, ebenso die
Wanderweiterung 67 der Buchse 54. Bei einer solchen Einrichtung erscheint es aber
zweckmäßig, die Einkerbung 74 für den Federring 73 weiter in das Spaltrohr hinein
zu verlegen. Ebenfalls können der Federring 73 und die Einkerbung 74 der Fig. 3
an Stelle der Platte 40 bei Fig. 1 Verwendung finden, und umgekehrt.