DE2639879C3 - Verfahren zum Einsetzen einer Einheit aus wenigstens einer Abdichtungsvorrichtung und einem Laufrad in einen Zentrifugalpumpenkörper - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einsetzen einer Einheit aus wenigstens einer Abdichtungsvorrichtung und einem Laufrad in einen Zentrifugalpumpenkörper, wobei die Abdichtungsvorrichtung aus einem Gleitring, einem Gegenring und einem Verbindungselement mit einem axialen Teil, welches mit Kraft in eine Bohrung in den Pumpenkörper einsetzbar ist, besteht. Bei den Pumpen der genannten Art handelt es sich vorzugsweise um Wasserpumpen.

Bekannte Pumpen dieser Art weisen einen Pumpenkörper, eine mit Hilfe eines Kugellagers in dem Körper gelagerte Welle, eine mit der Nabe auf der Welle befestigtes Laufrad 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 Gleitring gebildet wird und wobei der Gegenring und die Membran sich ent* sprechende kraftschliissig verbundene Verbindungselemente sind, von denen das erste in eine Vertiefung des Körpers eingepaßt ist und an einem Vorsprung der Vertiefung anliegt und das zweite auf der Nabe des Laufrades befestigt ist.

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

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

Die beschriebene bekannte Art des Zusammenbaues ist kostspielig und schwierig und führt zu einem erheblichen Prozentsatz an Ausschuß.

Erfindungsgemäß ist zur AusschaUung der genannten Nachteile vorgesehen, daß man bei Pumpen der

> eingangs geschilderten Art das Verbindungselement mittels eines Domes, der mit axialen Verlängerungen versehen ist. welche mit einer entsprechenden radialen Anlagefläche an dem Verbindungselement in Eingriff treten, in den Pumpenkörper einsetzt, wobei

in axiale öffnungen in dem Laufrad mit Bezug auf die genannte Anlagefläche angeordnet sind, so daß die Verlängerungen des Domes durchtreten können.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung montiert man zur Herstellung der Einheit auf der Welle der Pumpe außer einem Rückhalteorgan auch die Abdichtungsvorrichtung und schließlich das Laufrad.

Aus der DE-PS 890 910, der DE-OS 2 225 393 und

2(i der GB-PS 620252 sind mehrstückige Einheiten zum Einsetzen in den Puinpenkörper bekannt. Diesen haften jedoch die eingangs geschilderten Nachteile an, die durch das erfindungsgemäße Verfahren jetzt überwunden werden.

Die Welle, das Laufrad, der Gegenring und die Dichtung bilden eine Einheit, die vor dem Einbau in den Pumpenkörper zusammengehalten wird. Die Montage dieser Einheit wird in einfacher Weise mit Hilfe eines Domes vorgenommen, der eine Reihe

.κι Greiffinger aufweist, die so angeordnet sind, daß sie durch die in dem Laufrad vorgesehenen öffnungen fassen können. Das erste Verbindungselement wird in die Vertiefung eingesetzt, bis es an der Anlagefläche anstößt.

Die Erfindung wird an Ausführungsbeispielen im folgenden mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 stellt einen Axialschnitt durch eine erste Ausführungsform der Einheif aus J^eIIe - Dichtung

4(i - Gleitring - Laufrad dar;

Fig. 2 erläutert den Einbau der Einheit von Fig. 1 in den Pumpenkörper mit Hilfe des Montierungsdornes;

F i g. 3 ist eine Endansicht des Mittelteiles des Montagedornes, und

Fig. 4 bis 7 sind Ansichten, die der von Fig. 2 entsprechen, sie stellen verschiedene Ausführungsformen der Erfindung dar.

Die in Fig. 2 dargestellte Pumpe besteht aus dem

5Ii Pumpenkörper 1, in welchem die in Fig. I dargestellte Einheit montiert ist, wobei die Verschlußplatte, die nach der Montage der Einheit auf dem Pumpenkörper 1 liegt, nicht dargestellt ist.

Die Einheit von Fig. 1 besteht im wesentlichen aus

der Welle 2 mit dem Kugellager, der Abdichtungseinheit aus Dichtung und Gleitring 16 und dem Laufrad 10.

Das Kugellager weist zwei Reihen Kugeln 3« und 3b auf, die zwischen dem Außenring 4 und den Lauf-Mi bahnen 5, die auf der Welle 2 angeordnet sind, eingeschlossen sind; der Außenring 4 ist fest in einer Bohrung 6 des Pumpenkörpers angeordnet. Zwei seitliche Dichtungen 7 und 8 sind vorgesehen, um zu verhindern, daß das in dem Kugellager enthaltene Schmicr-

f.5 fett nach außen treten kann.

Das Laufrad 10 ist n itcls der Nabe 11 befestigt, die auf der Welle 2 an dem Ende, welches dem Kugellager entgegengesetzt ist. festgekeilt ist. Das Laufrad

10 besteht aus einem tiefgezogenen metallischen Flansch, welcher abwechselnd angeordnete l.amellcnschaufcln 13 und Hohlschaufel)! 14 aufweist. In den Hohlschaufeln 14 sind Öffnungen 15 vorgesehen, die dazu dienen, einerseits den Durchsatz im Sinne < der Ausführungen in der vorstehend genannten Patentschrift zu verbessern und andererseits die Montage der Einheit zu erleichtern.

Das Laufrad 10 ist an der Nabe Il aus Sinterstahl angelötet. Die Nabe 11 ist auf die Welle 2 aufgepreßt, m

Die Abdichtungseinheit weist als bewegliches Teil den Gleitring 16, der auf der Welle mit Hilfe einer Muffe 17 befestigt ist, und als festes, mit dem Pumpenkörper verbundenes Teil, den Gegenring 19 auf, der seinerseits fest mit der elastischen Membran 20 i> verbunden ist. Letztere ist durch ein äußeres, sehr enges Teil 21, welches in der Vertiefung 9 vorgesehen ist, verlängert, wobei eine Schulter bzw. ein Vorsprung 9' des Pumpenkörpers 1 in Zusammenwirkung mii der Feder 22, die den Ring 19 gegen den Gleitring 16 2» hält, die Dichtigkeit der Pumpe gewährleistet.

Die Vorrichtung ist in Fig. 1 in entspannrem Zustanddargestellt und wird durch den Anschlag zusammengehalten, der aus dem Ring 27 besteht. Dieser ist als ausgehöhltes Metallstück dargestellt; er kann 2s ebenso aber auch aus einem Kunststoffmaterial oder einem gegossenen Elastomer bestehen.

Im übrigen läuft das äußere Teil 21 der Dichtung zur Seite des Laufrades hin in eine Manschette 25 aus, die an der Laufradseite eine Anlagefläche bildet, die m\ sich radial gegenüber den Öffnungen 15 des Laufrades befindet; an der anderen Seite weist sie eine Anlagefläche auf, die die Schulter 9' berührt.

Man verwendet zur Montage einen Dorn M, der eine Nase C am Ende der Welle 2 sowie Verlangerangen D in Form von Fingern aufweist, deren Anzahl der Zahl der Öffnungen 15 in dem Laufrad entspricht.

Die einzelnen Arbeitsgänge des Zusammenbaues sind folgende:

1. Man erhitzt den Pumpenkörper 1 in einem Ofen auf eine Temperatur, die für das benutzte Material verträglich ist und die etwa zwischen 120 und 160⁰C liegt.

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

3. Man befestigt den Pumpenkörper, dessen Bohrung 6 durch die Wärmeausdehnung erweitert worden ist, auf dem Kulissenstein einer hydraulischen oder pneum&tischen Presse mit geringer sti Kraft, und zwar so, daß eine genaue Zentrierung mit Bezug auf die Einheit erreicht wird.

4. Man läßt den Pumpenkörper auf die Einheit absinken, bis eine axiale Position erreicht ist, die durch den Denn, 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 Einheit, nachdem sie eingebaut ist, die mi Feder 22 so zusammendrückt, daß der Abstand L (Fig. 2) zwischen dem Vorsprung 9' und der Berührungsfläche zwischen dem Gleitring 16 und dem Gegenring 19 gewährt bleibt. Dieser Umstand ist wesentlich, denn er ist für das gute Funktionieren der μ Dichtungseinrichtung verantwortlich.

Die beschriebene Al der Montage erlaubt es. gleichzeitig den Außenring 4 in die Bohrung 6 des Gehäuse und das Teil 21 der Dichtung in die Bohrung 9 des Gehäuses einzusetzen sowie die Kraft, die von der Feder 22 ausgeüht wird, zu regulieren.

Nachdem der Zusammenbau einmal stattgefunden hat. ist die Dichtung von dem Ring 27 getrennt, im Hinblick auf welchen in dem Pumpenkörper eine Öffnung 28 /ur Entfernung von evtl. vorhandenen Flüssigkeitströpfchen 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 der Pumpenkörper abkühlt, zieht sich die Bohrung 6 zusammen und der Außenring 4 wird radial festgeklemmt. Dies garantiert eine optimale Halterung des Lagers. Darüber hinaus ist die Kraft, die für das Einsetzen erforderlich ist, gering und es besteht absolut kein Risiko, daß das Lager durch eine übermäßige axiale Beanspruchung beschädigt wird.

Nachdem der Dorn M entfernt wrrden ist. ist es nur noch notwendig, die Verschlußpfaue (nicht dargestellt) am Pumpenkörper 1 anzubringen, damit die Pumpe fertig zum Gebrauch ist.

insgesamt gesehen gewinnt man so eine Pumpe in einer einzigen, äußerst einfachen Operation, in welcher die exakte Einstellung der Dichtung mit voller Sicherheit erreicht wird.

Die Fig. 4 bis 7 erläutern weitere Ausführungsformen der Erfindung.

In der Ausführungsform, die in Fig. 4 dargestellt ist, wird die Dichtung gehalten von einer Querverbindung bzw. -versteifung 60, deren äußeres Ende 61 mit Kraft auf den Außenring 34 gepreßt ist und deren anderes Ende einen Flansch 62 trägt, dessen Aufgabe der der Manschette 25 in der Ausführungsform der Fig. 1 und 2 entspricht. Der Flansch 52 liegt an einer Formdichtung 63 aus Kautschuk an, wodurch die Dichtigkeit an dieser Stelle des Pumpengehäuses 31 aufrechterhallen wird.

Der stationäre Teil der Wellenabdichtung besteht aus einem metallischen Gehäuse 51, welches auf die elastische Membran 50 gesetzt und auf der vorspringenden Schulter 64 der Querverbindung 60 befestigt ist. Wie in Fig. 1 befindet sich auch in Fig. 4 die Dichtung in ihrer endgültigen Stellung vor dem Zusammenbau der Pumpe.

Die Querverbindung 60 weist Öffnungen 68 und 69 auf, die axial mit Bezug auf die öffnungen 58 und 59 angeordnet sind, die sich im Pumpenkörper befinden und die zum Entfernen von Tröpfchen dienen, die von dem Spritziing 57 abgeschleudert werden.

Bei dieser Ausführungsform weist der Montage dorn keine Nase C auf, welche sich an die Stirnseite der Wolle 32 legt. Vielmehr ist die Dichtung vorgespannt und der Anschlag an der Welle 32 nicht notwendig.

Das Laufrad 40 unterscheidet sich von dem Laufrad 10 der Fig. 1 und weist eine Reihe von Schaufeln 43 auf, die in herkömmlicher Art angeordnet sind und zwischen denen sich öffnungen 45, durch die die Finger D des Dorne«; 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 Fig. 5 dargestellt. Kugellager 73« und 73/>, die durch Sicherungsringe 7s« und 75/) gehalten werden, und eine Abstaiidshiilse 76 sind in dem Körper 74 angeordnet.

Die Abdichtungen 77 und 78 stellen sicher, daß iliis für iliis Sehmieren tier Kugellager erforderliche Schmierfett in den l.iigern /uriickgcliiilten wird.

Der Körper 74 weist eine Verlängerung 90 iiuf. die dieselbe KoIIe spielt, wie die Schulter 64 an der Querverbindung 60 in l-'ig. 4. Die Verlängerung 90 endet in einem Mansch 92. der .ils Anlüge während des Hnsel/ens der Verlängerung 90 in den Pumpenkörper 70 dient und sieh an die Dichtung 93 anlegt, wodurch die statische Dichtigkeit sichergestellt wird.

Der Körper 74 weist außerdem Öffnungen 98. 99 auf. die axial mit Mc/ug auf den Sprit/ring 97 angebracht sind.

Der Dorn ist identisch mi! dem von lit: 4; die axiale Stellung der Dichtung wird vor dem Zusammenbau festgelegt.

DiI. Ausfühnmgsformen. die in iien I ig. fi und 7 dargestellt sind, entsprechen in analoger Weise den Ausfühnmgsformen der fig. 4 und 5. jedoch mit dem Unterschied, daß in beiden Rillen die Membran 120 und die F-'eiler auf der Welle befestigt sind.

Man sieht in der I-ig. (->. daß der (iegenring 116 unter Zwischenschaltung der elastischen Dichtung 121 an tier Querverbindung 130 in dem Schulterteil 134 festgeklemmt ist. wobei die elastische Membran 120 ihrerseits auf der Welle 102 angebracht ist.

In analoger Weise ist in der Ausfiihrungsform von iig. 7 der (iegenring 156 an der Verlängerung 150 des Körpers 145 befestigt, welcher seinerseits den Außenring 144 aufnimmt.

Hier/u ^ Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Palentansprüche:

1. Verfahren zum Einsetzen einer Einheit aus wenigstens einer Abdichtungsvorrichtung und einem Laufrad in einem Zentrifugalpumpenkörper, wobei die Abdichtungsvorrichtung aus einem Gleitring, einem Gegenring und einem Verbindungselement mit einem axialen Teil, welches mit Kraft in eine Bohrung in dem Pumpenkörper einsetzbar ist, besteht, dadurch gekennzeichnet, daß man das Verbindungselement (21) mittels eines Domes (Λί), der mit axialen Verlängerungen (D) versehen ist, welche mit einer entsprechenden radialen Anlagefläche (25) an dem Verbindungselement in Eingriff treten, in den Pumpenkörper (1) einsetzt, wobei axiale öffnungen (15) in dem Laufrad (10) mit Bezug auf die genannte Anlagefläche angeordnet sind, so daß die Verlängerungen (/>) des Domes durchtreten können.

2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Herstellung der Einheit auf der Welle (2) der Pumpe außer einem Rückhalteorgan (27) auch die Abdichtungsvorrichtung und schließlich das Laufrad (10, 40) montiert.