DE2906325A1

DE2906325A1 - Rotor fuer turbinenradzaehler

Info

Publication number: DE2906325A1
Application number: DE19792906325
Authority: DE
Inventors: Ulrich Christian Ing Gr Sanden
Original assignee: Diessel GmbH and Co
Current assignee: Diessel GmbH and Co
Priority date: 1979-02-19
Filing date: 1979-02-19
Publication date: 1980-08-28

Description

Rotor für Turbinenradzähler
Die Erfindung betrifft einen Rotor für Turbinenradzähler für die Durchflußmessung von Flüssigkeiten, wobei der Turbinenradzähler in der Durchflußleitung angeordnet ist und sein Rotor einzelne auf einem mit Lagerzapfen versehenen Rotorkörper angeordnete Rotorblätter aufweist, die Einzelimpulse bei ihrem Vorbeilaufen an einen Impulsgeber auslösen.
Bei einer bekannten Anordnung dieser Art sind die Lagerzapfen einstückig mit dem Rotorkörper ausgebildet.
Nachteilig bei dieser bekannten Anordnung ist es, daß bei einem Verschleiß der Lagerzapfen der gesamte Rotorkörper ausgewechselt und durch einen neuen ersetzt werden muß. Verschlissene Lagerzapfen lösen also erhebliche Kosten aus.
Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, einen Rotor für Turbinenradzähler der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sich der Verschleiß der Lagerzapfen mit relativ niedrigen Kosten beheben läßt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Lagerzapfen auswechselbar unter Vorspannung in Bohrungen in den Enden des Rotorkörpers eingesetzt sind.
Mit dieser Anordnung wird erreicht, daß bei einem Verschleiß der Lagerzapfen diese aus dem Rotorkörper herausgezogen und durch neue Lagerzapfen ersetzt werden können, so daß der Rotorkörper als solcher erhalten bleibt. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung besteht darin, daß es damit möglich wird, den Rotorkörper aus einem etwas geringwertigerem Werkstoff herzustellen als bei der bekannten Anordnung, bei welcher die Lagerzapfen aus demselben Material wie der Rotorkörper bestehen. Auch hierin liegt eine weitere Kostenersparnis.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn, wie erfindungsgemäß vorgesehen, die Lagerzapfen aus einem gehärteten Stahl mit folgender Zusammensetzung bestehen: C 0,85 bis 0,95 % Si 1,00 Mn 1,00 P 0,045 S 0,03 Cr 17,00 bis 19,00 % Mo 0,90 bis 1,30 % V 0,07 bis 0,12 ffi Rest Fe In vorteilhafter Weise besteht hierbei der Rotorkörper aus Stahlguß mit folgender Zusammensetzung: C 0,20 bis 0,27 % si = 1,00 % Mn # 1,00 Cr 16,00 bis 18,00 % Ni 1,00 bis 2,00 % Rest Fe Mit dieser Werkstoffpaarung wird erreicht, daß sich die Lagerzapfen aus den Bohrungen mechanisch entfernen lassen und daß sich neue Lagerzapfen einsetzen lassen wobei sich dieser Vorgang ohne Nachbearbeitung der Bohrungen relativ oft, nämlich bis zum Verschleiß des Rotorkörpers selbst, wiederholen läßt.
Aufgrund der größeren härte der Lagerzapfen gegenüber dem Material des Rotorkörpers und aufgrund der Tatsache, daß in vorteilhafter Weise die Oberfläche der Lagerzapfen eine Rauhtiefe von maximal 2,54 aufweist, werden beim herausziehen der Lagerzapfen aus den Bohrungen deren Wandungen nicht beschädigt, sondern bleiben maßgetreu und in ihrer Oberflächenqualität erhalten.
Um das Einführen der Lagerzapfen in die Bohrungen des Rotorkörpers zu erleichtern, ist es weiter vorteilhaft, wenn die Lagerzapfen sn ihrem dem Rotorkörper zugewandten Ende einen kürzeren Abschnitt kleineren Durchmessers haben, mit welchem sie vorab in die Bohrungen des Rotorkörpers einsteckbar sind.
Da der Rotorkörper - wie bei der bekannten Anordnung auch -durch vorzugsweise aus Keramikkugeln bestehende Axiallager axial gehalten und geführt ist, ist es notwendig, daß die neuen Lagerzapfen nach ihrem Austausch um genau die gleiche Länge aus dem Rotorkörper hervorstehen wie die urspriinglichen Lagerzapfen.
Dies könnte beispielsweise dadurch erreicht werden, daß die Lagerzapfen einen Bund aufweisen, der auf den Stirnflächen der Enden des Rotorkörpers zur Anlage kommt. Nachteilig hierbei wäre es jedoch, daß einander gegenüberliegende Flächen zwischen dem Bund und den Stirnflächen der Enden des Rotorkörpers gebildet werden, zwischen welche Schmutz eindringen kann, so daß ein solcher Rotor hygienisch nicht einwandfrei wäre. Ein derart ausgebildeter Rotor könnte dann nicht für das Durchflußmessen von flüssigen Nahrungsmitteln, insbesondere von Mileh, eingesetzt werden.
Aus diesem Grunde ist erfindungsgemäß weiter eine spezielle Vorrichtung zur llerstellung exakt gleicher überstände der Lagerzapfen vorgesehen. Diese Vorrichtung weist zwei auf die einzuführenden Lagerzapfen aufsetzbare Buchsen auf, deren Länge genau derjenigen Länge entspricht, mit welcher die Lagerzapfen aus dem Rotorkörper herausstehen sollen. Ferner weist die Vorrichtung zwei an den Stirnflächen der beiden Lagerzapfen angreifende gegeneinander bewegbare Backen auf, mit denen die Lagerzapfen in den Rotorkörper eindruckbar sind. Sobald die Backen sich auf den Stirnflächen der Buchsen abstützen, kommt das Eindrücken der Lagerzapfen in die Bohrungen des Rotorkörpers zum Stillstand und die gewünschte exakte Länge ist hergestellt.
Zweckmäßigerweise ist ein mit der einen Backe verbundene und durch die andere Backe verschieblich geführte Schiene vorgesehen, mit deren freien Ende ein sich auf der Außenseite dieser Backe abstützender Exzenter gelenkig verbunden ist, so daß durch einen einfachen Hebelschwung die Lagerzapfen in den Rotorkörper eindrückbar sind.
Um die häufigkeit des Auswechselns sicherzustellen, ist es besonders vorteilhaft, wenn zum Einbringen der Lagerzapfen der Rotorkörper erwnrmt wird, so daß nach seinem Erkalten eine Schrumpfverbindung zwischen den Lagerzapfen und den Enden des Rotorkörpers besteht. In vorteilhafter Weise beträgt die Erwärmungstemperatur je nach Übermaß des Lagerzapfens zwischen etwa 150 bis 2500 C (423 bis 523 Kelvin). Die Erwärmung des Rotorkörpers erfolgt zweckmäSigerweise in einem Ölbad.
Vorteilhaft ist es außerdem, wenn zur Entfernung der Lagerzapfen der Rotorkörper ebenfalls erwärmt wird, wobei die Erwärmung hier niedriger liegen kann. ilierbei ist es zweckmäßig, wenn eine Spannvorrichtung, eine Buchse od. dgl. in wärmeleitendem Kontakt an den Lagerzapfen angreift, um die den Lagerzapfen über den Rotorkörper zugeführte Wärme abzuleiten und ihn damit auf niedrigerer Temperatur als den Rotorkörper zu halten.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung näher erläutert.
Fig. 1 zeigt im Schnitt einen Turbinenradzähler auf welchen die Erfindung Anwendung findet.
Fig. 2 zeigt im-Teilschnitt den Rotor des Turbinenradzählers nach Fig. 1 Fig. 3 ist die Ansicht III-III nach Fig. 2.
Fig. 4 zeigt in vergrößertem Maßstab einen austauschbaren Lagerzapfen für den Rotor des Turbinenradzählers.
Fig. 5 zeigt eine Vorrichtung zur Montage der Lagerzapfen.
Gemäß Fig. 1 weist der in eine Durchflußleitung einschaltbare Turbinenradzähler 1 einen Rotor 2 auf, der mit einzelnen Rotorblättern 3 (vgl. auch Fig. 3) versehen ist, die an einem Impulsgeber 4 vorbeilaufen und dort Einzelimpulse auslösen. Der Rotorkörper 5 des Rotors 2 ist mit zwei Lagerzapfen 6 versehen, die einerseits in Radiallagern 7 gelagert sind und andererseits sich axial gegen Keramikkugeln 8 abstützen, die damit ein Axiallager für den Rotor bilden.
Fig. 2 zeigt den Rotor 2 nach Fig. 1 im einzelnen in teilweise aufgebrochener Darstellung. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, sind die Lagerzapfen 6 auswechselbar in Bohrungen 9 eingesetzt. Die Lagerzapfen 6 können mithin aus den Bohrungen 9 nach ihrem Verschleiß herausgezogen und durch neue Lagerzapfen ersetzt werden. Diese Anordnung ermöglicht es, den Rotorkörper 5 aus einem etwas geringwertigerem Werkstoff als die Lagerzapfen herzustellen.
Fig. 4 zeigt in vergrößertem Maßstab einen der Lagerzapfen 6. Wie aus Fig. 4 hervorgeht, ist der Lagerzapfen an seinem dem Ilotorkörper zugewandten Ende mit einem kürzeren Abschnitt 6a kleineren Durchmessers versehen, um die auswechselbaren Lagerzapfen zum Zwecke der Führung leicht in die Bohrungen 9 des Rotorkörpers 5 (vgl. Fig. 2 und 3) einstecken zu können.
Fig. 5 zeigt eine Vorrichtung, mit weicher es in einfacher Weise möglich ist, die beiden neuen Lagerzapfen 6 in den Rotorkörper 5 einzudrücken und gleichzeitig den exakten Abstand A zwischen den Enden der beiden Lagerzapfen, der dem Abstand A zwischen den Innenflächen der Keramikkugeln 8 (vgl. Fig. 1) entspricht, einzuhalten.
Die Vorrichtung besteht aus zwei gegeneinander bewegbaren Backen 10 und 11, wobei die eine Backe 10 mit einer Schiene 12 verbunden ist, die in der anderen Backe 11 verschieblich geführt ist. Auf dem herausragenden freien Ende 12a der Schiene 12 ist ein Exenter 13 mit einer llandhabe 14 schwenkbar gelagert9 der sich auf der Außenseite 11a der-Backe 11 abstützt.
Ferner sind zwei Buchsen 15 und 16 vorgesehen, die auf die Lagerzapfen 6 aufgesetzt sind und deren Länge L genau derjenigen Länge entspricht9 mit welcher die Lagerzapfen 6 aus dem Rotorkörper 5 herausstehen sollen, um den Axialabstand A zwischen den Axiallagern bzw. den Keramikkugeln 8 nach Fig. 1 einzuhalten.
Die Bedienung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist mithin denkbar einfach Zunächst werden die Lagerzapfen mit ihren Enden 6a kleineren Durchmessers in die Bohrungen 9 eingesteckt, anschließend werden die Buchsen 15 und 16 aufgesetzt und sodann an die äußeren Enden der Lagerzapfen 6 die Backen 10 und 11 angelegt Anschlienend werden die Backen 10 und 11 durch einen einfachen llebelschwung in lliehtung des Pfeiles 17 gegeneinander bewegt und damit die beiden Lagerzapfen 6 gleichzeitig in ihre Bohrungen 9 eingedrückt. Die Backenbewegung kommt zum Stillstand,sobald die Backen sich auf den Buchsen 15 und 16 abstützen.
In der beschriebenen Weise kann zur llerstellung einer Schrumpfverbindung vor dem Einbringen der Lagerzapfen der Rotorkörper 5 in einet Ölbad erwärmt werden.

Claims

An spräche { 1.) Rotor fiir Turbinenradzähler für die Durchflußmessung von Flüssigkeiten, wobei der Turbinenradzähler in der Durchflußleitung angeordnet ist und sein Rotor einzelne auf einem mit Lagerzapfen versehenen Rotorkörper angeordnete Rotorblätter aufweist, die Einzel impulse bei ihren Vorbeilaufen an einem Impulgeber auslösen, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerzapfen (6) auswechselbar unter Vorspannung in Bohrungen (9) in den Enden des Itotorkörpers (5) eingesetzt sind.
2. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerzapfen aus einem gehärteten Stahl mit folgender Zusammen- Setzung bestehen: C 0,85 bis 0,95 % Si 1,00 Mn 1,00 p 0,045 S 0,03 Cr 17,00 bis 19,00 % Mo 0,90 bis 1,30 % V 0,07 bis 0,12 ffi Rest Fe
3. Rotor nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotorkörper aus Stahlguß mit folgender Zusammensetzung besteht: C 0,20 bis 0,27 % Si # 1,00 % Mn # 1,00 % Cr 16,00 bis 18,00 % Ni 1,00 bis 2,00 % Rest Fe
4. Rotor nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Lagerzapfen (6) eine Rauhtiefe von maximal 2,5 a aufweist.
5. Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerzapfen (6) an ihrem dem ltotorkörper (5) zugewandten Ende einen kürzeren Abschnitt (6a) kleineren Durchmessers haben.
6. Vorrichtung zum Einsetzen von Lagerzapfen in den Rotorkörper eines Rotors nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zwei auf die einzufiihrenden Lagerzapfen (6) aufsetzbare Buchsen (15,16) aufweist, deren Länge (L) derjenigen Länge entspricht, mit welcher die Lagerzapfen (6) aus dem Rotorkörper (5) herausstehen und daß zwei an den Stirnfleichen der beiden Lagerzapfen (6) angreifende gegeneinander bewegbare Backen (10,11) vorgesehen sind, mit denen die Lagerzapfen (6) in den Rotorkörper (5) eindrückbar sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit der einen Backe (10) verbundene und durch die andere Backe (11) verschieblich geführt Schiene (12) vorgesehen ist, mit deren freien Ende (12a) ein sich auf der Außenseite (via) der Backe (11) abstützender Exzenter (13) gelenkig verbunden ist.
8. Verfahren zum Auswechseln von Lagerzapfen eines Rotors nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zum Einbringen der Lagerzapfen der Rotorkörper des Rotors erwärmt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmungstemperatur etwa 150 bis 2500 C (423 bis 523 Kelvin) beträgt.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmung des Rotorkörpers in einem Ölbad erfolgt.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur Entfernung der Lagerzapfen der Rotorkörper des Rotors auf eine etwas niedrigere Temperatur als zum Einbringen erwärmt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Spannvorrichtung, eine Buchse od. dgl. in wärmeleitendem Kontakt an den Lagerzapfen angreift, um die den Lagerzapfen über den Rotorkörper zugeführte Wärme abzuleiten.