DE3637500C2

DE3637500C2 - Laufrad für eine einstufige Sphaeropumpe

Info

Publication number: DE3637500C2
Application number: DE3637500A
Authority: DE
Inventors: Karsten Dipl Ing Laing
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-11-04
Filing date: 1986-11-04
Publication date: 1995-10-26
Anticipated expiration: 2006-11-05
Also published as: DE3637500A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Laufrad für eine einstufige Sphäropumpe (vgl. DE-OS 35 38 508).

Bei derartigen Laufrädern bildet der Motor-Läufer mit dem Pumpen-Laufrad eine umlaufende, nur auf einer stationären Kugel abgestützte Einheit, die durch eine sphärische, magnetisch durchlässige Trennwand vom Stator des Motors getrennt ist.

Da die Kugel nicht nur Rotation, sondern auch Verschwenkungen um jede in der Rotationsebene liegende Achse ermöglicht, erfordern diese Pumpen nicht nur eine Wuchtung zum Ausgleich der radial wirkenden Störkräfte, sondern darüber hinaus auch einen Ausgleich der Massenverteilung in axialer Erstreckung. Auf der Laufradseite ist zur Kompensation des Rotorgewichtes ein Zusatzgewicht erforderlich.

Die Kompensation des Rotorgewichtes erfolgt bisher in der Weise, daß die Radscheibe des Schaufelrades oder die Abdeckscheibe des Laufrades als dickwandiges und kostspieliges Gußteil aus Messing, Bronze oder Eisen ausgebildet ist, welches mit den Schaufeln eine Einheit bildet. Derartige Gußteile aber haben vier Nachteile:

- die Oberflächenrauhigkeit vermindert den hydraulischen Wirkungsgrad,
- Gußteile aus den genannten Metallen erfordern kostspielige Nacharbeit,
- durch die großen Toleranzen von Gußteilen ist eine Wuchtung unerläßlich,
- aus gleichem Grunde ist zusätzlich ein sorgfältiger Ausgleich durch über den Umfang gleichmäßig verteilte Gewichtsverringerung erforderlich.

Die Erfindung beseitigt diese Nachteile. An die Stelle der Gußausführung tritt ein Aufbau von präzisen, glatten, dreidimensional verformten Plastikformkörpern, die zwischen sich eine gestanzte und damit nur zweidimensional verformte dickwandige Blechscheibe aus geeignetem Metall einschließen. Die Teile werden durch zylindrische Vorsprünge an einem der Plastikformkörper zu einer Einheit zusammengefaßt. Sowohl die Plastikteile, als auch die ausgestanzte Blechscheibe weisen eine radialsymmetrisch konstante Massenverteilung auf, so daß sich die Wuchtung erübrigt. Alle Teile weisen herstellungsbedingt glatte Oberflächen auf. Die Gewichtskonstanz ist ausschließlich von der Dickentoleranz der verwendeten Bleche abhängig. Diese liegt im Bereich von 0.5 bis 1.5%, so daß sich nicht nur die Wuchtung sondern auch eine Massenentnahme durch Zerspanung zur Erzielung eines ausreichend guten Massenausgleichs erübrigt.

Die Erfindung soll an Hand von Figuren erläutert werden:

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine Symmetriehälfte einer Kreiselpumpe.

Fig. 2, 3, und 4 zeigen eine Draufsicht auf das Laufrad mit geschnittenen Ansichten.

Die Beschreibung bezieht sich auf alle Figuren. Das Pumpengehäuse in Fig. 1 bildet mit dem Stator 2, dessen Rückschlußjoch nicht dargestellt ist, eine Einheit. Die Trennwand 3 zwischen dem außerhalb des Pumpenraumes 4 befindlichen Stator 2 und der aus dem Rotor 5 und dem Laufrad 6 bestehenden umlaufenden Einheit verläuft auf einer sphärischen Fläche, in deren Zentrum sich eine Lagerkugel 7 befindet, die zusammen mit der Lagerpfanne 8 ein sphärisches Lager bildet. Da diese Lagerung der umlaufenden Einheit eine Verschwenkung um jede Achse erlaubt, muß das Moment, welches vom Rotor erzeugt wird, durch ein gleich großes Moment, welches vom Laufrad erzeugt wird, kompensiert werden. An die Stelle schwerer, gegossener Laufräder, deren Gewicht nie exakt einzuhalten ist, tritt eine gestanzte Metallscheibe 9, deren Gewicht entsprechend der sehr kleinen Dickentoleranzen praktisch konstant bleibt. Diese Metallscheibe 9 bildet die Abdeckung der Schaufeln 10 im Schaufelrad 11 aus Plastikwerkstoff. Auf der saugseitigen Seite ist der Einlaufring 12 angeordnet, der sechs Zylinder 13 trägt, die Vorsprünge 14 aufweisen, die in Ausnehmungen 15 der Bohrungen 16 des Schaufelrades 11 springen und die drei Teile zusammenhalten und gegen Verdrehung gegeneinander schützen. Der Rand 17 bestimmt den Durchmesser des Eintritts der Strömung in die Schaufelkanäle 18. Bei hohem Druckgewinn deckt der Rand 17 einen Teil der Durchtrittsöffnung 19 ab. Wird dagegen ein höherer Mengenstrom gefordert, so wird ein Einlaufring 12 mit einem Durchmesser eingesetzt, der den vollen Querschnitt der Durchtrittsöffnungen 19 freigibt.

Fig. 2 zeigt die Draufsicht auf ein Schaufelrad mit den Schaufelkanälen 18 und den Bohrungen 16, die die Zylinder 13 aufnehmen. Auf der Rückseite des Schaufelrades 11 ist eine Beschaufelung 20 vorgesehen, die zwischen dem Schaufelrad 11 und der Wandung 21, die den Rotorraum 22 abdeckt, einen Unterdruck erzeugt. Dieser Unterdruck kompensiert den in Richtung des Pfeiles 23 wirkenden Rotorschub.

Fig. 3 zeigt die Draufsicht auf eine Metallscheibe 9 mit den Bohrungen 19 für den Förderstromdurchtritt und den Bohrungen 16 zur Aufnahme der Zylinder 13.

Fig. 4 zeigt die Draufsicht auf einen Einlaufring 12 mit den Zylindern 13.

Claims

1. Laufrad für eine einstufige Sphäropumpe, welches mit dem Rotor eines Elektromotors eine umlaufende, auf einer Lagerkugel abgestützte Einheit bildet, die um jede Achse verschwenkbar ist, welches weiterhin so schwer ist, daß das durch das Gewicht des Rotors ausgeübte Moment, bezogen auf die Lagerkugel, kompensiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Laufrad (6) als geschlossenes Laufrad ausgebildet ist und aus einem Schaufelrad (11) aus nichtmetallischem Werkstoff und einer Abdeckscheibe (9) besteht, die als starkwandige gestanzte Blechscheibe ausgebildet ist und daß der Einlaufbereich des Laufrades (6) aus einem konischen Ring (12) gebildet ist, der einen Kranz aus axial verlaufenden Zylindern (13) trägt, die durch Bohrungen (16) in der Abdeckscheibe (9) hindurchgreifen und den konischen Ring (12) und die Abdeckscheibe (9) mit dem Schaufelrad (11) verbinden.

2. Laufrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinder (13) mit dem konischen Ring (12) eine Einheit bilden und Vorsprünge (14) aufweisen, die in Hinterschnitte (15) des Schaufelrades (11) einrasten.

3. Laufrad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaufelrad (11) auf der den Schaufelkanälen (18) abgewandten Seite einen Schaufelkranz mit Schaufeln (20) trägt.