DE3629964A1

DE3629964A1 - Kreiselpumpe mit sphaerischem luftspalt

Info

Publication number: DE3629964A1
Application number: DE19863629964
Authority: DE
Inventors: Karsten Laing
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-09-03
Filing date: 1986-09-03
Publication date: 1988-03-17

Description

Kreiselpumpen, die mit einem Elektromotor eine Einheit bilden und einen sphaerischen Luftspalt zwischen dem Rotor und dem Stator oder einem umlaufenden konkaven Magneten aufweisen, haben den Nachteil, dass die axialen Komponenten der hydraulischen und magnetischen Kraefte entgegengesetzt gerichtet sind. Solange kein oder nur ein geringer hydraulischer Axialschub herrscht, wird deshalb das Lager in Richtung zum Stator hin belastet. Sobald der hydraulische Axialschub groesser wird als der Magnetschub, liegt die Lagerkappe nicht mehr auf der Kugel auf und das Lager ist nicht mehr wirksam.

Es sind Einrichtungen beschrieben worden, so in der DE PS 22 46 418, die das Abheben der Rotor-Laufrad-Einheit von der Kugel verhindern. Ein elastischer Ring greift ueber den Aequator der Kugel hinweg oder ein metallischer Ring legt sich auf die sphaerische Oberflaeche eines Kaefiges der die Kugel umfasst. In beiden Faellen ist jedoch nur das Herabfallen des Rotors, nach dem Wegfall der magnetischen Kraft nach dem Abschalten verhindert. Als Lager im Dauerbetrieb sind beide Vorrichtungen nicht einsetzbar. Da der hydraulische Schub mit vierter Potenz der linearen Dimension, der Magnetschub jedoch nur mit der zweiten Potenz anwaechst, ist das Sphaeropumpen Prinzip fuer groessere Dimensionen nicht geeignet. Auch bei kleinen Pumpen stellen sich Situationen ein, bei denen die axialen Kraefte nach beiden Richtungen gleich sind. Unter solchen Arbeitsbedingung beginnt intensives Schlagen des Rotors und schneller Verschleiss der zur Verhinderung des Abfallens des Rotors geschaffenen Einrichtung.

Die Erfindung vermeidet diesen Nachteil. Gemaess der Erfindung greift das umlaufende konkave Element des Lagers ueber den Aequator der stationaeren Kugel soweit ueber, dass die ringfoermige Lagerflaeche ausreicht, um Dauerbetrieb unter betriebsmaessig auftretenden hydraulischen Schueben nach beiden Belastungsrichtungen zu ermoeglichen.

Konstruktiv wird dies erreicht durch:

a) Aufbau des konkaven Lagerteiles aus Segmenten, die durch Radialebenen geteilt sind,
b) Verwendung einer aus ihrer Lagersaeule herausnehmbaren Kugel, wodurch der Einsatz eines geschlossenen Ringes ermoeglicht wird,
c) Verwendung eines geschlossenen Ringes, der auf die Lagersaeule aufgesetzt wird, bevor diese mit der Kugel oder dem Gehaeuse der Pumpe verbunden wird.

Die erfindungsgemaessen Lagerarten sind wowohl bei Sphaeropumpen verwendbar, bei denen die Lagersaeule mit dem zum Stator weisenden Gehaeuseteil, z.B. der Trennwand verbunden ist als auch fuer solche Sphaeropumpen, bei denen sich die Lagersaeule im Ansaugbereich des Pumpengehaeuses befindet. Ebenso ist der Einsatz nicht auf Motoren mit sphaerischem Luftspalt beschraenkt, sondern auch bei Pumpen mit sphaerischen Magnetkupplungen anwendbar.

Die Erfindung soll anhand von Figuren beschrieben werden.

Fig. 1 zeigt ein aus drei Segmenten bestehendes konkaves Lagerelement.

Fig. 2 zeigt eine Ausfuehrung, bei der lediglich der ringfoermige Teil des konkaven Lagerelementes aus Segmenten besteht.

Fig. 3 zeigt eine Anordnung, bei der die Lagersaeule im Ansaugbereich angeordnet ist und die Kugel einen zylindrischen Fortsatz aufweist, ueber den sie in der Lagersaeule befestigt wird.

Fig. 1 zeigt eine Sphaeropumpe mit dem Pumpengehaeuse 1, dem Schaufelrad 2, dem Rotor 3, der sphaerischen Trennwand 4, den Statorzaehnen 5, der Wicklung 6 und dem Magnetjoch 7. Die Kugel 8 ist mit der Lagersaeule 9 unloesbar verbunden. Die drei Segmente 10 a, 10 b und 10 c des konkaven Lagerelementes 10 umfassen die Kugel 8 und bilden mit ihr einen engen Dichtspalt. Die Segmente 10 a, 10 b und 10 c werden durch die zylindrische Bohrung 11 zusammengehalten und durch deren Kragen 12 gleichzeitig axial fixiert.

Fig. 2 zeigt eine Anordnung, bei der das konkave Lagerelement aus vier Teilen 20, 21 a, 21 b, und 21 c aufgebaut ist. Die Segmente 21 a, 21 b und 21 c sind so bemessen, dass sie am Aequator der Kugel 28 Vorbei in die endgueltige Position gebracht werden koennen, waehrend das Lagerelement 20 mit einer halbkugeligen Ausnehmung einstueckig ausgebildet ist. Dieses ist durch Gewinde axial fixiert.

Der Lagerring 21 kann auch einstueckig ausgebildet werden, in diesem Falle muss er jedoch auf die Lagersaeule 29 aufgesetzt werden, bevor die Kugel 28 mit der Lagersaeule 29 verloetet wird.

Fig. 3 zeigt eine Ausfuehrung, bei der die Lagersaeule 39 mit dem Ansaugkruemmer 31 eine Einheit bildet und eine Bohrung 32 aufweist, in die der zylindrische Teil 33 der sphaerischen Huelse 34, die die Kugel 38 um einen geringen Betrag ueber den Aequator hinaus umschliesst, hineinragt. Die axiale Fixierung erfolgt entweder durch Verschrauben oder durch Pressitz. Findet eine Schraube Anwendung, so kann deren Schraubenkopf 37 von aussen zugaenglich angeordnet werden. Der Ring 30 ist einstueckig ausgebildet wie die Lagerkappe 35. Die gleiche Ausbildung kann auch bei der Lagersaeulenanordnung wie in Fig. 1 gezeigt, eingesetzt werden.

Alle Lagerkonstruktionen sind gleichgut fuer mit der Trennwand verbundene Lagersaeulen 9 oder 29 als auch fuer mit der Ansaugseite verbundene Lagersaeulen 39 kombinierbar.

Claims

1. Kreiselpumpen-Elektromotoren-Einheit mit einem Laufrad, das mit dem Rotor des Elektromotors eine Einheit bildet, deren Laeufer von einem umlaufenden Magnetfeld in Umdrehung versetzt wird und der eine sphaerische Oberflaeche hat und zusammen mit einer im Zentrum dieser Oberflaeche befindlichen, mit dem Pumpengehaeuse fest verbundenen Kugel ein Lager bildet, welches die axiale Komponente der magnetischen Kraefte aufnimmt, bei dem das Laufrad ebenfalls axial gerichtete hydraulische Kraefte erzeugt, dadurch gekennzeichnet, dass das umlaufende konkave Lagerelement (10, 20, 21, 30, 34, 35) die stationaere Kugel (8, 28, 38) so weitgehend umschliesst, dass es mit jeder der beiden Hemisphaeren der Kugel ein Gleitlager bilden kann.

2. Kreiselpumpen-Elektromotoren-Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das konkave Lagerelement (10, 21) zwischen Radienebenen eingeschlossene Segmente (10 a, 10 b, 10 c; 21 a, 21 b, 21 c) besitzt.

3. Kreiselpumpen-Elektromotoren-Einheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der ueber den Aequator der Kugel (28) hinausreichende Bereich (21) des Lagers aus Segmenten (21 a, 21 b, 21 c) besteht.

4. Kreiselpumpen-Elektromotoren-Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugel (38) an einer Stange (33) befestigt ist, die in einer hohlen Lagersaeule (39) gefuehrt wird.

5. Kreiselpumpen-Elektromotoren-Einheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der ueber den Aequator der Kugel hinausreichende Bereich als geschlossener Ring (30) ausgebildet ist, dessen innerer Durchmesser groesser ist, als der Durchmesser der Stange (33).

6. Kreiselpumpen-Elektromotoren-Einheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugel (38) von einer sphaerischen Huelse (34), die ueber den Aequator hinausreicht, eingefasst ist, und dass die sphaerische Huelse (34) einen zylindrischen Vorsprung (33) besitzt.

7. Kreiselpumpen-Elektromotoren-Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der ueber den Aequator hinausreichende Ringbereich (21) vor der Befestigung der Kugel (28) auf die Lagersaeule (29) aufgesteckt wurde.

8. Kreiselpumpen-Elektromotoren-Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der aeussere Durchmesser des Ringes (21) kleiner ist, als der aeussere Durchmesser des kappenfoermigen Lagerteiles (20).