DE2639879A1 - Zentrifugalpumpe - Google Patents

Description

Anmelder: Societe Internationale d 28 Bremen. _O7 .,_m, , ,_Qr7(-

de Mecanique Ind. S.A., s.evogtst_raße 21 27.August 197b

37 Rue Notre-Dame, Bundesrepublik Deutschland

Luxemburg Telefon 0421 - 34 201?

Telegramme: PATMEIS BREMEN Telex: 246157 (meibo d)

Unser Zeichen

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Z entrifugalpump e

(Die Priorität aus der französischen Patentanmeldung 7 528 614 vom 18.September 1975 wird in Anspruch genommen.)

Die Erfindung betrifft Zentrifugalpumpen, und zwar insbesondere Wasserpumpen dieser Art.

Bekannte Pumpen der genannten Art weisen ein Gehäuse, eine mit Hilfe eines Kugellagers drehbar in dem Gehäuse gelagerte Welle, eine mit der Nabe auf der Welle befestigte Turbine und eine aus Gegenring und Dichtung bestehende Abdichtungsvorrichtung auf, wobei die Dichtung von einem mit einer elastischen Membran kraftschlüssig verbundenen und elastisch an dem Gegenring anliegenden Reibring gebildet wird und wobei der Gegenring und die Membran sich entsprechende kraftschlüssig verbundene Verbindungselemente sind, von denen das erste in eine Vertiefung des Gehäuses eingepaßt ist und an einem Vorsprung der Vertiefung anliegt und das zweite auf der Nabe der Turbine befestigt ist.

Der Zusammenbau einer solchen Pumpe erfolgt in der Weise, daß man in das Pumpengehäuse nacheinander die Welle mit dem Lagerbock, die Dichtung und den Gegenring und schließlich das Turbinenrad einsetzt.

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!fordert, vernichtet. Mündliche Abrede ächnungsdatum ohne Abzug fällig. — chtsstand und Erfüllungsort Bremen. Bremer Bank, Bremen, Nr. 23 100 28 · Die Sparkasse in Bremen, Nr. 104 5855 -AIIg. Deutsche Credil-Anstalt, Bremen, Nr 202 598 · Postscheckkonto: Hamburg 339 52-202

Eingesandte Modelle werden nach 2 Monaten, falls nicht zurückgefordert, vernichtet. Mündliche Abreden, insbesondere durch Fernsprecher, bedürfen schriftlicher Bestätigung, - Die in Rechnung gestellten Kosten sind mit Rechnungsdatum ohne Abzug fällig. - Bei verspäteter Zahlung werden Bankzinsen berechnet.

Gerichtsstand und Erfüllungsort Bremen.

Diese Art des Zusammenbaues ist mit verschiedenen Nachteilen behaftet, zu denen die Schwierigkeit gehört, die verschiedenen Elemente so zusammenzusetzen, daß schließlich ein zufriedenstellendes Funktionieren der Pumpe erreicht wird. Die Reibungsflächen des Ringes und des Gegenringes müssen vollständig eben und frei von jeder Riefung sein und bleiben, damit die Dichtigkeit garantiert ist.

Die beschriebene Art des Zusammenbaues ist kostspielig und schwierig und führt zu einem erheblichen Prozentsatz an Ausschuß. Der Zusammenbau wird außerdem durch die verhältnismäßig große Zahl der Bestandteile kompliziert.

Die Erfindung sieht, um die genannten Nachteile auszuschalten, eine Pumpe der vorstehend beschriebenen Art vor, bei welcher die Welle mit dem Lager, die Dichtung, der Gegenring und die Turbine eine einstückige Einheit bilden, die in das Pumpengehäuse in einem einzigen Arbeitsgang eingesetzt werden kann.

Zu diesem Zweck weist die Turbine in der Pumpe gemäß vorliegender Erfindung eine größere Anzahl von Öffnungen auf, die winkelförmig verteilt sind, und das genannte erste Verbindungelement weist an der Seite, die der Schulter bzw. dem Vorsprung gegenüberliegt, eine radiale Auflagefläche mit Bezug auf die genannten Öffnungen auf; weiterhin ist ein Anschlagorgan vorgesehen, dessen axiale Stellung mit Bezug auf die Welle fixiert ist, um die Abdichtungsvorrichtung vor dem Einbau in das Gehäuse zusammenzuhalten.

Die Welle, die Turbine, der Gegenring und die Dichtung bilden eine einstückige Einheit, die vor dem Einbau in das Pumpengehäuse zusammengehalten wird. Die Montage dieser Einheit wird in einfacher Weise mit Hilfe eines Dornes vorgenommen, der eine Reihe Greiffinger aufweist, die so angeordnet sind, daß sie durch die in der Turbine vorgesehenen Öffnungen fassen können, um das erste

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Verbindungselement in die Vertiefimg zu setzen, bis dieses an der Anlagefläche anstößt.

Die Erfindung wird im Folgenden mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.

Figur 1 stellt einen Axialschnitt durch eine erste Ausführungsform der einstückigen Einheitaus Welle - Dichtung - Gegenring - Turbine dar;

Figur 2 erläutert den Zusammenbau der einstückigen

Einheit von Figur 1 mit dem Pumpengehäuse sowie dem Montierungsdorn;

Figur 3 ist eine Endansicht des Mittelteiles des Montagedornes und

Figuren sind Ansichten, die der Figur 2 entsprechen;

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sie stellen verschiedene Ausführungsformen der

Erfindung dar.

Die in Figur 2 dargestellte Pumpe besteht aus dem Gehäuse 1, in welchem die in Figur 1 dargestellte einstückige Einheit montiert ist, wobei die Verschlußplatte, die nach der Montage der einstückigen Einheit auf dem Gehäuse 1 liegt, nicht dargestellt ist.

Die einstückige Einheit von Figur 1 besteht im wesentlichen aus der Welle 2 mit dem Kugellager, der Abdihtungseinheit aus Dichtung und Gegenring und der Turbine.

Das Kugellager weist zwei Reihen Kugeln 3a und 3b auf, die zwischen dem Kugelkorb 4 und den Rillen bzw. den Hohlkehlen 5, die auf der Welle 2 angeordnet sind, eingeschlossen sind; der Kugelkorb 4 ist fest in einer Bohrung 6 des Pumpengehäuses ange-

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ordnet. Zwei seitliche Dichtungen 7,8 sind vorgesehen, um zu verhindern, daß das in dem Kugellager enthaltene Schmierfett nach außen treten kann.

Die Turbine 10 ist mittels der Nabe 11 befestigt, die auf der Welle 2 an dem Ende, welches dem Kugellager entgegengesetzt ist, festgekeilt ist. Die Turbine 10 ist von der Art, die in der französischen Patentschrift 1 300 199 beschrieben ist und besteht aus einem hohlen bzw. tiefgezogenen metallischen Flansch, welcher abwechselnd angeordnete Lamellenschaufeln 13 und Hohlschaufeln 14 aufweist, wobei Öffnungen 15 in den Hohlschaufeln vorgesehen sind, um den Durchsatz zu verbessern, wie dies in der vorstehend genannten Patentschrift erläutert ist, und um die Montage der einstückigen Einheit zu erleichtern, wie im Folgenden noch erläutert werden wird.

Die Turbine 10 ist durch Einsetzen und Löten an der Nabe 11 aus Sinterstahl befestigt. Die Nabe 11 ist auf die Welle 2 aufgepreßt.

Die Abdichtungseinheit weist als bewegliches Teil den Gegenring 16, der auf der Welle mit Hilfe einer Muffe 17 befestigt ist, und als festes, mit dem Pumpengehäuse verbundenes Teil, den Reibring 19 auf, der fest mit der elastischen Membran 20 verbunden ist, die durch ein äußeres, sehr enges Teil 21, welches in der Vertiefung 9 vorgesehen ist, verlängert ist, wobei eine Schulter bzw. ein Vorsprung 9' des Pumpengehäuses 1 vorgesehen ist und wobei die Feder 22 den Ring 19 gegen den Gegenring 16 hält, um die Dichtigkeit zu bewirken.

Die Vorrichtung ist in Figur 1 in entspanntem Zustnnd dargestellt und wird durch den Anschlag zusammengehalten, der aus dem Ring 27 besteht, welder als ausgehöhltes Metallstück dargestellt ist, der ebenso aber auch aus einem Kunststoffmaterial oder einem gegossenen Elastomer bestehen kann.

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Im übrigen läuft der äußere Teil 21 der Dichtung zur Seite der Turbine hin in eine Manschette 25 aus, die an der Turbinenseite eine Anlagefläche bildet, die sich radial gegenüber den öffnungen 15 der Turbine befindet; an der anderen Seite weist sie eine Anlagefläche auf, die die Schultern 9^! berührt.

Man verwendet zum Zusammensetzen einen Dorn M, der eine Nase C in Berührung mit dem Ende der Welle 2 sowie Verlängerungen D in Form von Fingern aufweist, deren Anzahl der Zahl der Öffnungen in der Turbine entspricht.

Die einzelnen Operationen des Zusammenbaues sind folgende:

1) Man erhitzt das Pumpengehäuse 1 in einem Ofen auf eine Temperatur, die für das benutzte Material verträglich ist und die etwa zwischen 120 und 16O°C liegt.

2) Man setzt die einstückige Einheit auf den Dorn M, so daß die Finger D des Domes in die Öffnungen 15 der Turbine eingreifen.

3) Man befestigt das Pumpengehäuse, dessen Bohrung 6 durch die Wärmeausdehnung erweitert worden ist, auf dem Kulissenstein einer hydraulischen oder pneumatischen Presse mit geringer Kraft, und zwar so, daß eine genaue Zentrierung mit Bezug auf die einstückige Einheit erreicht wird.

4) Man läßt das Pumpengehäuse aufdie einstückige Einheit absinken, bis eine axiale Position erreicht ist, die durch den Dorn und, genauer, durch das Ende der Finger D und durch die Ausdehnung E erreicht wird.

Der axiale Abstand zwischen den Endflächen der Finger D und der Endfläche der Nase C ist so bemessen, daß die einstückige Einheit,

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nach dem sie einmal in Stellung gebracht ist, die Feder 22 so komprimiert, daß der Abstand L (Figur 2) zwischen dem Vorsprung 9^f und der Berührungsfläche zwischen dem Gegenring 16 und dem Reibring 19 gewahrt bleibt. Dieser Umstand ist wesentlich, denn er ist für das gute Funktionieren der Dichtungseinrichtung verantwortlich .

Die beschriebene Art der Montage erlaubt es, gleichzeitig den Kugelkorb 4 in die Bohrung 6 des Gehäuses und das Teil 21 der Dichtung in die Bohrung 9 des Gehäuses einzusetzen sowie die Kompressionsstärke, die von der Feder 22 ausgeübt wird, zu regulieren«

Nachdem dar Zusammenbau einmä. stattgefunden hat, ist die Dichtung von dem Ring 27 getrennt, im Hinblick auf welchen in dem Pumpengehäuse eine Öffnung 28 zur Entfernung von evtl. vorhandenen FlüssigkeitströpfcheB und eine Lüftungsöffnung 29 vorgesehen sind. Auf diese Weise läßt, sich der Zustand der Dichtungseinrichtung kontrollieren und es wird eine Kondensation vermieden, die für das Lager gefährlich werden könnte.

Sobald sich das Pumpengehäuse abkühlt, zieht sich die Bohrung zusammen und der Kugelkorb« 4 wird radial festgeklemmt. Dies garantiert eine optimale Halterung des Lagers. Darüberhinaus ist die Kraft _tl die für das Einsetzen' erforderlich ist, gering und es besteht absolut kein Risiko, daß das Lager durch eineibermäßige axiale Kontraktion! beschädigt wird.

Nachdem der Dorn Sf entfernt worden ist» ist es nur noch notwendig* die ¥erscMnßplatte (nicht dargestellt) am Pümpengehäuise 1 anzubringen;,, um eine Pumpe zu erhalten, die fertig zu® Gebrauch ist.

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Insgesamt gesehen gewinnt man so eine Pumpe in einer einzigen, äußerst einfachen Operation, in welcherdie exakte Regulierung der Kompression des Lagers mit voller Sicherheit erreicht wird. Darüberhinaiis vereinfacht die Verwendung der einstückigen Einheit erheblich die Probleme der Lagerhaltung.

Die Figuren 4 bis 7 erläutern weitere Ausführungsformen der Pumpe gemäß der Erfindung.

In der Ausführungsfom, die in Figur 4 dargestellt ist, wird die Dichtung gehalten von einer Ghierverbindung bzw. - versteifung 60_f deren äußeres Ekide 61 mit Kraft auf den Rollenkorb 34 gepreßt ist und deren anderes Ende eine Manschette 62 trägt, deren Aufgabe der der Manschette 25 in der Ausführungsform der Figuren 1 und 2 entspricht. Bie Manschette 62 hält eine Wulstdichtung 63 aus Kautschuk zusammen» wodurch die statische Dichtigkeit im Inneren des Pumpengehauses 31 aufrechterhalten wird.

Die Dichtung besteht aus einem metallischen Gehäuse 51, welches auf die elastische Membran 50gosetzt und auf der vorspringenden Schulter 64 der Querverbindung 60 befestigt ist. In dieser Ausführungsforitt befindet sich die Dichtung in ihrer definitiven Stellung vor dem Zusammenbau der Pumpe und die Seite L ist so dargestellt.

Die Querverbindung βθ weist Öffnungen 68 und 69 auf, die axial mit Bezug auf die Öffnungen 58 und 59 angeordnet sind, die sich im Puspengehäuse befinden und die zur Evakuierung von Tröpfchen dienen, die vom die» Trockenring 57 abgegeben werden.

Bei dieser Ausf ührungsf orm weist der Montagedorn keine Finger D auf, welche sieb, direkt auf die Manschette 62 legen. Vielmehr ist die Dichtung vorreguliert und. der Stoß auf die Welle 32 nicht Hehr notwendig.

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Die Turbine 40 unterscheidet sich von der Turbine 10 der Figur 1 und weist eine Reihe von Schaufeln 43 auf, die in klassischer Art angeordnet sind und zwischen denen sich Öffnungen 45, durch die die Finger D des Dornes hindurchgreifen können, befinden.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung, die besonders vorteilhaft ist, weil sie es erlaubt, die Länge des Pumpenkörpers erheblich zu verringern, ist in Figur 5 dargestellt. Kugellager 73a und 73b, die in klassischer Weise durch Rundclips 75a und 75b gehalten werden, und eine Querverbindung 76 sind in dem Gehäuse 74 angeordnet.

Die Abdichtungen 77, 78 stellen sicher, daß das für das Schmieren der Kugellager erforderliche Schmierfett sicher zurückgehalten

Das Gehäuse 74 weist eine Verlängerung 90 auf, die dieselbe RoHe spielt, wie die Schulter 64 an der Querverbindung 60 in Figur 4. Die Verlängerung 90 endet in einer Manschette 92, die als Anlage während des Einsetzens der Verlängerung 90 in das Pumpengehäuse 70 dient und komprimiert die Dichtung 93, wodurch die statische Dichtigkeit sichergestellt wird.

Das Gehäuse 74 weist außerdem Öffnungen 98, 99 auf, die axial mit Bezug auf den Trockenring 97 angebracht sind.

Der Dorn ist identisch mit dem von Figur 4; die axiale Stellung der Dichtung wird vor dem Zusammenbau festgelegt.

Die Ausführungsformen, die in den Figuren 6 und 7 dargestellt sind, entsprechen in analoger Weise den Ausführungsformen der Figuren 4 und 5» jedoch mit dem Unterschied, daß in beiden Fällen der Gegenring am Pumpengehäuse und die Abdichtung an der Welle befestigt sind. Infolgedessen dreht sich in diesen Fällen die Dichtung und der Gegenring steht fest.

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Λλ

Man sieht in der Figur 6, daß der Gegenring 116 unter Zwischenschaltung der elastischen Dichtung 121 an der Querverbindung in dem Schulterteil 134 durch Einklemmen befestigt ist, wobei die elastische Membran 120 ihrerseits auf der Welle 102 angebracht ist.

In analoger Weise ist in der Ausführungsform von Figur 7 der Gegenring 156 an der Verlängerung 150 des Gehäuses 145 befestigt, welches seinerseits auf dem Rollenkorb 144 angebracht ist.

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Claims (10)

MEISSNER & BOLTE BREMEN PATENTANWÄLTE DIPL.-1NG. HANS MEISSNER DIPL.-ING. ERICH BOLTE Anmelder: Societe Internationale Bundesrepublik Deutschland Telefon 0421 -342019 Telegramme: PATMElS BREMEN Telex: 246157 (meibo d) Unser Zeichen 1511 Patentansprüche

1) Zentrifugalpumpe, welche ein Gehäuse, eine mit Hilfe eines Kugellagers drehbar in dem Gehäuse gelagerte Welle, eine mit der Nabe auf der Welle befestigte Turbine und eine aus Gegenring und Dichtung bestehende Abdichtungsvorrichtung aufweist, wobei die Dichtung von einem mit einer elastischen Membran kraftschlüssig verbundenen und elastisch an dem Gegenring anliegenden Reibring gebildet wird und wobei der Gegenring und die Membran sich entsprechende kraftschlüssig verbundene Verbindungselemente sind, von denen das erste in eine Vertiefung des Gehäuses eingepaßt ist und an einem Vorsprung der Vertiefung anliegt und das zweite auf der Nabe der Turbine befestigt ist, dadurch gekennzeichnet.daß die Turbine (10) eine größere Anzahl winkelförmig verteilter Öffnungen (15) und das erste Verbindungselement (16) an der Seite, die dem Vorsprung gegenüberliegt, eine radiale Auflagefläche mit Bezug auf die genannten Öffnungen aufweisen und daß weiterhin ein Anschlagorgan vorgesehen ist, dessen axiale Stellung mit Bezug auf die Welle (2) fixiert ist, um die Abdichtungsvorrichtung vor dem Einbau in das Gehäuse (1) zusammenzuhalten.

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2) Zentrifugalpumpe nach Anspruch 1, bei welcher der Gegenring (16) fest mit der Nabe (11) der Turbine (10) und die Membran (20) fest mit dem Pumpengehäuse (1) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Anlageorgan aus einem Trockenring (27) besteht, der mit Kraft auf die Welle (2) gepreßt ist.

3) Zentrifugalpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Anlageorgan aus einem Vorsprung einer Querverbindung (60) besteht, die mit dem anderen Ende (61) auf die Außenseite des Kugellagers (34) gepreßt ist, wobei der Vorsprung in eine Aussparung des Gehäuses (31) eingesetzt ist und am Ende eine Manschette (62) aufweist, die die Anlage an der Oberfläche bewirkt. (Fig. 4)

4) Zentrifugalpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Querverbindung (60) Öffnungen (68,69) aufweist, die axial in der Ebene eines Trockenringes (57) liegen, der auf die Welle (32) gezogen ist. (Fig. 4)

5) Zentrifugalpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kugellagergehäuse (74) eine zylindrische Verlängerung (90) aufweist, welche sich in Richtung der Turbine erstreckt und in das Pumpengehäuse (71) eingesetzt ist, wobei die Verlängerung (90) mit einem Vorsprung (92) gegen einen inneren Vorsprung des Gehäuses (71) ausläuft und das Anlageorgan darstellt. (Fig. 5)

6) Zentrifugalpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine torische Dichtung bzw. eine Wulstdichtung (93) zwischen dem Vorsprung (92) der Verlängerung (90) und dem Vorsprung des Gehäuses (71) eingesetzt ist.

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7) Zentrifugalpumpe nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verlängerung (90) Öffnungen (98,99) vorgesehen sind, die axial in der Ebene des Trockenringes (97) verteilt sind, der auf die Welle (72) gezogen ist.

8) Zentrifugalpumpe nach einem der Ansprüche 5 bis 7, bei welcher der Gegenring an der Nabe und die Dichtung am Gehäuse befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (120) der Dichtung (121) im Inneren eines in die Verlängerung eingepaßten Gehäuses befestigt und mit einer Manschette versehen ist, die an einem Vorsprung (134) der Verlängerung zur Anlage kommt. (Fig. 6)

9) Zentrifugalpumpe nach einem der Ansprüche 5 bis 7, in welcher die Dichtung an der Nabe und der Gegenring am Pumpengehäuse befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein Vorsprung an der Verlängerung (150), der aus einer Manschette besteht und gegen eine Vertiefung des Gehäuses (145) zur Anlage kommt, und eine Schulter, gegen welche der Gegenring (156) zur Anlage kommt, vorgesehen sind, wobei der Gegenring (156) mit einer Dichtung in den zylindrischen Teil der sich zwischen der Manschette und der Schulter befindet, eingesetzt ist. (Fig. 7)

10) Verfahren zum Zusammenbau der Zentrifugalpumpe gemäß Anspruchi, dadurch gekennzeichnet, daß man auf einer Welle, die mit einem Kugellager versehen ist, eine Abdichtungsvorrichtung montiert, die aus der Dichtung und dem Gegenring und der Turbine mit der Nabe besteht, und zwar in der Weise, daß eine Einheit entsteht, die in das Pumpengehäuse mittels eines Domes einsetzbar ist, wobei der Dorn Verlängerungen aufweist, die in entsprechende Öffnungen in der Turbine eingreifen können, so daß sie gegen die Anlagefläche zur Anlage kommen, wobei der Stoß auf den Dorn auch den Einbau der Einheit in das Pumpengehäuse bewirkt.

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