DE19912614A1

DE19912614A1 - Spalttopf für Kreiselpumpe

Info

Publication number: DE19912614A1
Application number: DE19912614A
Authority: DE
Inventors: Detlef Jaekel; Thomas Materne
Original assignee: Wilo GmbH
Current assignee: Wilo GmbH
Priority date: 1999-03-22
Filing date: 1999-03-22
Publication date: 2000-09-28

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Spalttopf 1 einer Spalttopf-Kreiselpumpe, der zumindest überwiegend aus Kunststoff besteht und in dem zwei Lager zur Lagerung der Motorwelle angeordnet sind, wobei ein erstes Lager 3 am Boden 2 des Spalttopfes 1 angeordnet ist und ein zweites Lager zwischen der Pumpe und dem ersten Lager 3 in einem zumindest überwiegend aus Kunststoff bestehenden Lagerträger angeordnet ist, und wobei das erste Lager 3 mit dem Spalttopf 1 einstückig ausgebildet ist und/oder wobei das zweite Lager einstückig mit dem Lagerträger ausgebildet ist. Auch kann das erste und/oder zweite Lager aus einem Werkstoff bestehen, der zumindest annähernd den gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist wie der Werkstoff des Spalttopfes 1 bzw. des Lagerträgers, wobei das Lager stoffschlüssig am Spalttopf 1 bzw. am Lagerträger gehalten ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Spalttopfes 1.

Description

Die Erfindung betrifft einen Spalttopf einer Spalttopf- Kreiselpumpe, der zumindest überwiegend aus Kunststoff besteht und in dem zwei Lager zur Lagerung der Motorwelle angeordnet sind, wobei ein erstes Lager am Boden des Spalttopfes angeordnet und ein zweites Lager zwischen der Pumpe und dem ersten Lager in einem zumindest überwiegend aus Kunststoff bestehenden Lagerträger angeordnet ist.

Spalttopf-Kreiselpumpen sind allgemein bekannt. Bei diesen bekannten Pumpen nach dem Naßläuferprinzip besteht der den Naß- vom Trockenraum trennende Spalttopf häufig aus Metall. In dem Spalttopf befindet sich die komplette durch zwei Kugel- oder Gleitlager gelagerte Rotorbaugruppe.

Es ist jedoch auch bekannt, den Spalttopf aus Kunststoff zu fertigen, um so bei geringerem Gewicht und günstigeren Herstellungskosten eine höhere Motorleistung zu erreichen.

Bei den aus Metall bestehenden Spalttöpfen ist ein Lager sitz am Boden des Spalttopfes in Form einer Metallbuchse oder durch eine definierte Formgebung des Spalttopfes inte griert. In den Lagersitz ist ein Radiallager eingepreßt. Es ist mit der Außenkontur, also mit der Metallbuchse oder unmittelbar mit dem Spalttopf kraftschlüssig verbunden. Ein der Pumpe benachbartes Axial-Radial-Lager ist im Bereich des offenen Endes des Spalttopfes in einen Lagerträger eingepreßt. Der Lagerträger ist außen am Spalttopf und/oder am Motorgehäuse befestigt.

Bei den aus Kunststoff bestehenden Spalttöpfen treten dabei jedoch verschiedenen Probleme auf. Durch Relaxation des Kunststoffes wird im Verlauf des Betriebes die erforder liche Preßpassung zwischen Lager und Lagersitz entspannt. Auch beim Einsatz bei hohen Temperaturen kann sich die Preßpassung aufgrund der unterschiedlichen Ausdehnungs koeffizieten des Lagers und des Spalttopfes entspannen. Beides führt zum Lösen der Preßverbindung und somit zum Mitdrehen und/oder zu einer axialen Verschiebung der Lager im Lagersitz. Dadurch ist eine einwandfreie Funktion des Motors nicht mehr gewährleistet und es kann bei einer axialen Verschiebung der Motorwelle sogar zu einer Beschädigung oder Zerstörung des Motors, insbesondere des Rotors kommen.

Auch beim Einsatz in niedrigen Temperaturen treten Nach teile bei einem Kunststoffspalttopf auf. Die unterschied lichen Ausdehnungskoeffizieten des Lagers und des Spalt topfes bzw. des Lagerträgers führen zu einer Erhöhung der Pressung in der Preßpassung, was schließlich zum Bruch des aus Kunststoff bestehenden Lagersitzes führen kann.

Sowohl bei aus Metall bestehenden als auch bei aus Kunst stoff bestehenden Spalttöpfen bzw. Lagerträgern wird das Lager in einem separaten Arbeitsgang in den Spalttopf bzw. Lagerträger eingebracht.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen konstruktiv einfachen, preiswert herzustellenden und leicht handhab baren Spalttopf der eingangs genannten Art zu schaffen, der bei einfacher und schneller Montierbarkeit einen dauerhaft sicheren Halt der Lager gewährleistet. Ferner soll ein Verfahren zur einfachen und kostengünstigen Herstellung eines derartigen Spalttopfes bereitgestellt werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Spalttopf nach Anspruch 1 oder nach Anspruch 6 gelöst. Wesentlich ist dabei, daß das am Boden des Spalttopfes angeordnete erste Lager entweder einstückig mit dem Spalttopf ausgebildet ist, oder daß es aus einem Werkstoff besteht, der zumindest annähernd den gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist wie der Werkstoff des Spalttopfes, wobei es stoffschlüssig am Spalttopf gehalten ist. Ebenso ist es bei dem zwischen der Pumpe und dem ersten Lager in dem Lager träger angeordneten zweiten Lager wesentlich, daß es entweder einstückig mit dem Lagerträger ausgebildet ist, oder daß es aus einem Werkstoff besteht, der zumindest annähernd den gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist wie der Werkstoff des Lagerträgers, wobei das zweite Lager stoffschlüssig am Lagerträger gehalten ist.

Hierdurch wird bei einfacher Konstruktion ein Spalttopf aus Kunststoff geschaffen, der dauerhaft auch beim Einsatz in schwankenden Temperaturen eine sichere Verbindung zwischen Lager und Spalttopf bzw. zwischen Lager und Lagerträger ermöglicht. Auch bei Temperaturschwankungen von beispiels weise 150°C bis -40°C kann es nicht zum Lösen oder Zerstören der Lagerverbindung aufgrund unterschiedlicher Veränderungen der Geometrien kommen. Die Handhabung ist einfach und der Spalttopf ist aufgrund einer verringerten Teileanzahl kostengünstig herzustellen.

Bei der ersten Alternative mit einstückiger Ausbildung von Lager und Spalttopf bzw. Lagerträger ist es besonders vorteilhaft, wenn das Lager durch einen Teil des Spalt topfes bzw. Lagerträgers gebildet ist. Dabei kann das von der Pumpe entfernte erste Lager vorzugsweise durch eine am Boden des Spalttopfes nach innen und/oder nach außen ausgeformte Buchse gebildet sein. Das zweite Lager kann dabei vorzugsweise als Radial- und Axiallager durch eine im Lagerträger ausgeformte Buchse gebildet sein.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind der Spalttopf bzw. der Lagerträger und das mit dem Spalttopf bzw. mit dem Lagerträger einstückig ausgebildete Lager aus PPS-Compound- Kunststoff (Polyphenylensulfid) gefertigt. Dieser Kunst stoff zeichnet sich bei einer hohen Langzeitfestigkeit insbesondere durch eine geringe Wasseraufnahme und eine besonders hohe Beständigkeit gegen Chemikalien aus.

Bei der zweiten Alternative, bei der das erste und/oder zweite Lager aus einem Werkstoff besteht, der zumindest annähernd den gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist wie der Werkstoff des Spalttopfes bzw. des Lagerträgers und bei der das Lager stoffschlüssig mit dem Spalttopf bzw. mit dem Lagerträger verbunden ist, ist es besonders vorteilhaft, wenn das Lager aus dem gleichen Material besteht wie der Spalttopf bzw. der Lagerträger.

Auf diese Weise kann eine optimale Stoffschluß-Verbindung zwischen Lager und Spalttopf erreicht werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist am Boden des Spalttopfes eine Buchse ausgeformt ist, die die äußere Mantelfläche des ersten Lagers umfaßt und die stoff schlüssige Verbindung zum Lager herstellt.

Besonders vorteilhaft ist es dabei ferner, wenn an dem der Pumpe zugewandten Ende der Buchse mindestens ein nach innen gerichteter Vorsprung oder ein nach innen gerichteter Kragen ausgebildet ist, der die Stirnseite des Lagers oder einen in der Stirnseite des Lagers ausgebildeten Absatz übergreift. Somit wird das Lager auch an seiner der Pumpe zugewandten Stirnseite zumindest teilweise stoffschlüssig und zugleich auch formschlüssig gehalten.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist in dem Lagerträger eine Buchse ausgeformt, die die äußere Mantelfläche des zweiten Lagers umfaßt und die stoff schlüssige Verbindung zum Lager herstellt.

Eine besonders sichere Verbindung kann erreicht werden, wenn die Außenseite des Lagers aufgerauht bzw. mit kleinen Erhebungen und Ausnehmungen ausgebildet ist, so daß zusätzlich zu der stoffschlüssigen Verbindung auch eine formschlüssige Verbindung gegeben ist.

Ein Spalttopf der Eingangs genannten Art wird üblicherweise durch Kunststoffspritzen hergestellt. Für einen Spalttopf der zuvor gemäß der zweiten Alternative beschriebenen Art kann erfindungsgemäß auf vorteilhafte Weise hergestellt werden, indem das erste Lager und/oder das zweite Lager in das Spritzgußwerkzeug eingelegt und anschließend mit Kunststoff umspritzt wird. Somit wird eine besonders einfache und schnelle Fertigung ermöglicht.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung und den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen.

Es zeigen:

Fig. 1 Querschnitt eines Spalttopfes gemäß der ersten erfindungsgemäßen Alternative

Fig. 2 Schnittansicht des Spalttopfes entlang des Schnittes A-A in Fig. 1

Fig. 3 Querschnitt eines Spalttopfes gemäß der zweiten erfindungsgemäßen Alternative

Fig. 4 Schnittansicht des Spalttopfes entlang des Schnittes B-B in Fig. 3

Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte untere Bereich eines erfindungsgemäß aus PPS-Compound-Kunststoff bestehenden Spalttopfs 1 einer Spalttopf-Kreiselpumpe ist im Bereich seines Bodens 2 kugelförmig ausgebildet, was eine materialsparende und somit kostengünstige sowie besonders spritzgießgerechte Form darstellt.

Im Inneren des Spalttopfs 1 ist an seinem Boden 2 ein Radiallager 3 zur Aufnahme des der Pumpe abgewandten Endes der Motorwelle angeformt. Das Lager 3 ist als eine in das Innere des Spalttopfes 1 gerichtete Buchse 4 einstückig mit dem Spalttopf 1 ausgebildet. Zur Stabilisierung sind seitliche Streben 5 an die Buchse 4 angespritzt.

Bei dem in den Fig. 3 und 4 dargestellten unteren Bereich eines aus PPS-Compound-Kunststoff bestehenden Spalttopfs 1 einer Spalttopf-Kreiselpumpe ist ein Radiallager 6 am Boden 2 in den Spalttopf 1 eingespritzt. Das Lager 6 besteht ebenfalls aus PPS-Compound-Kunststoff und ist stoffschlüssig mit dem Spalttopf 1 verbunden.

Am Boden 2 des Spalttopfes 1 ist dabei eine in das Innere des Spalttopfes 1 gerichtete Buchse 7 ausgebildet, die die äußere Mantelfläche 8 des Lagers 6 umfaßt. An dem der Pumpe zugewandten Ende der Buchse 7 ist ein nach innen gerichteter Kragen 9 ausgebildet, der einen in der Stirnseite 10 des Lagers 6 ausgebildeten Absatz 11 übergreift. Das Lager 10 ist somit stoffschlüssig und formschlüssig am Boden 2 des Spalttopfes 1 befestigt.

Claims

1. Spalttopf einer Spalttopf-Kreiselpumpe, der zumindest überwiegend aus Kunststoff besteht und in dem zwei Lager zur Lagerung der Motorwelle angeordnet sind, wobei ein erstes Lager am Boden des Spalttopfes angeordnet ist und ein zweites Lager zwischen der Pumpe und dem ersten Lager in einem zumindest überwiegend aus Kunststoff bestehenden Lagerträger angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Lager (3) mit dem Spalttopf (1) einstückig ausgebildet ist und/oder daß das zweite Lager einstückig mit dem Lagerträger ausgebildet ist.

2. Spalttopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Lager (3) durch den Spalttopf (1) und/oder das zweite Lager durch den Lagerträger gebildet ist.

3. Spalttopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Lager (3) als Radiallager durch eine am Boden (2) des Spalttopfes (1) ausgeformte Buchse (4) gebildet ist.

4. Spalttopf nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Lager als Radial- und Axiallager durch eine im Lagerträger ausgeformte Buchse gebildet ist.

5. Spalttopf nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalttopf (1) und/oder der Lagerträger sowie das zugehörige Lager (3) aus Polyphenylensulfid (PPS-Compound) gefertigt sind.

6. Spalttopf nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Lager (6) aus einem Werkstoff besteht, der zumindest annähernd den gleichen Wärmeausdehnungs koeffizienten aufweist wie der Werkstoff des Spalttopfes (1) und daß es stoffschlüssig am Spalttopf (1) gehalten ist und/oder daß das zweite Lager aus einem Werkstoff besteht, der zumindest annähernd den gleichen Wärmeausdehnungs koeffizienten aufweist wie der Werkstoff des Lagerträgers und daß es stoffschlüssig am Lagerträger gehalten ist.

7. Spalttopf nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das oder die Lager (6) aus dem gleichen Material besteht wie der Spalttopf (1) bzw. der Lagerträger.

8. Spalttopf nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß am Boden (2) des Spalttopfes (1) eine Buchse (7) ausgeformt ist, die die äußere Mantelfläche (8) des ersten Lagers (6) umfaßt.

9. Spalttopf nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß an dem der Pumpe zugewandten Ende der Buchse (7) mindestens ein nach innen gerichteter Vorsprung oder ein nach innen gerichteter Kragen (9) ausgebildet ist, der die Stirnseite (10) des ersten Lagers (6) oder einen in der Stirnseite (10) des ersten Lagers (6) ausgebildeten Absatz (11) übergreift.

10. Spalttopf nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Lagerträger eine Buchse ausgeformt ist, die die äußere Mantelfläche des zweiten Lagers umfaßt.

11. Spalttopf nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Mantelfläche (8) des Lagers (6) aufgerauht bzw. mit kleinen Erhebungen und Ausnehmungen ausgebildet ist.

12. Verfahren zum Herstellen eines Spalttopfes nach einem der Ansprüche 6 bis 11 durch Kunststoffspritzen, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und/oder zweite Lager (6) in das Spritzguß werkzeug eingelegt und anschließend mit Kunststoff umspritzt wird.