DE3726794A1 - Pumpe, insbesondere fasspumpe, und verfahren zur montage dieser pumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Pumpe, insbesondere Faßpumpe, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie ein Verfahren zur Montage einer solchen Pumpe nach dem Oberbegriff des Anspruches 16.

Bei bekannten Pumpen wird die Welle im Stützrohr durch mehrere über ihre Länge verteilt angeordnete Lager abgestützt. Sie müssen eine exakte Einbaulage einnehmen und geringe Fertigungstoleranzen aufweisen. Darum ist die Fertigung und Montage solcher Pumpen aufwendig und teuer.

Es ist auch eine Pumpe bekannt (DE-OS 27 50 801), bei der als Lager ein Kunststoffschlauch vorgesehen ist, der mit Spiel zwischen der Welle und dem Stützrohr sitzt. Zwischen dem Kunststoffschlauch und der Welle sowie zwischen dem Kunststoffschlauch und dem Stützrohr können sich Ablagerungen bilden, die nicht nach außen abgeführt und nicht mit Spülflüssigkeit entfernt werden können und zu einem frühzeitigen Ausfall der Pumpe führen können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Lagerung der Welle im Stützrohr fertigungs- und montagemäßig zu vereinfachen und so auszubilden, daß sich keine Ablagerungen zwischen dem Lager und der Welle bilden können.

Diese Aufgabe wird bei der gattungsgemäßen Pumpe erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 und beim gattungsgemäßen Verfahren durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Das als Wendel ausgebildete Lager läßt sich sehr einfach fertigen. Als Ausgangsmaterial kann ein Rohr verwendet werden, von dem Rohrstücke abgetrennt werden, die dann zur Bildung der Wendel geschlitzt werden. Die Wendel kann durch entsprechendes Drehen an ihren Enden im Durch­ messer einfach durch elastische Tordierung verkleinert und so leicht in das Stützrohr in ihre Einbaulage ge­ zogen werden. Sobald die Wendel ihre Einbaulage er­ reicht hat, wird die Tordierung der Wendel aufgehoben, so daß sie in ihre Ausgangslage zurückfedert und sich fest an die Innenwandung des Stützrohres anlegt. Die Welle braucht dann nur noch durch die Wendel gesteckt zu werden. Soll die Wendel wieder ausgebaut werden, muß sie lediglich durch Tordieren im Durchmesser verkleinert werden. Sie läßt sich dann mühelos aus dem Stützrohr ziehen. Infolge der Wendelausbildung hat das Lager einen durchgehenden wendelförmigen Zwischenraum. Wird die Pumpe aus dem Behälter herausgehoben, kann die Flüssigkeit in diesem Zwischenraum aus dem Stützrohr ablaufen, so daß die Bildung schädlicher Ablagerungen zuverlässig vermieden wird. Wenn verschiedene Medien nacheinander gepumpt werden, so erfolgt keine Vermengung dieser Medien, weil jedes Medium nach Heraus­ heben der Pumpe aus dem Behälter sofort abfließt.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.

Die Erfindung wird anhand eines in den Zeichnungen dar­ gestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 im Axialschnitt einen Pumpenteil einer er­ findungsgemäßen Pumpe, die mit einem Antriebs­ motor zu verbinden ist,

Fig. 2 in vergrößerter Darstellung und im Axialschnitt einen Teil eines Stützrohres eines Lagers der erfindungsgemäßen Pumpe.

In den Zeichnungen ist der Antriebsmotor der Pumpe nicht dargestellt. Der Pumpenteil hat ein Gehäuse 1, in dem koaxial ein Stützrohr 2 liegt. Zwischen der Innenwandung des Gehäuse 1 und dem Stützrohr 2 wird ein ringförmiger Steigkanal 3 gebildet, in dem die zu pumpende Flüssigkeit nach oben zu einem Auslaß 4 im Gehäuse 1 gefördert wird. Am oberen Ende des Gehäuses 1 sitzt eine Überwurfmutter 5, mit der dieser Pumpenteil an ein Anschlußstück des (nicht dargestellten) Antriebsmotors angeschlossen wird.

Im Stützrohr 2 verläuft eine Welle 6, die am unteren Ende einen Rotor 7 drehfest trägt. Er ist in einem Rotorraum 8 am unteren Ende des Gehäuses 1 untergebracht, in den der Steigkanal 3 mündet. Das Stützrohr 2 ist etwa in halber Länge gegenüber dem Gehäuse 1 in bekannter Weise abge­ stützt. Das nach unten aus dem Stützrohr 2 ragende Ende der Welle 6 ist in einem Lager 9 drehbar abgestützt. Am oberen Ende ist die Welle 2 durch zwei axial mit Ab­ stand einander gegenüberliegende Lager 10 und 11 dreh­ bar abgestützt. Das obere Wellenende trägt ein Kupplungs­ stück 12, mit dem die Welle in bekannter Weise an die Antriebswelle des Antriebsmotors angeschlossen werden kann.

Die Welle 6 hat einen Durchmesser, der vorzugsweise im Bereich zwischen etwa 2 mm und etwa 30 mm liegt. Im Stützrohr 2 ist die Welle 6 durch ein als Wendel ausgebildetes Lager 13 abgestützt. Im Ausführungs­ beispiel erstreckt sich die Wendel 13 nahezu über die gesamte Länge des Stützrohres 2, so daß die Welle 6 optimal abgestützt ist. Es ist auch möglich, ins­ besondere wenn die Welle 6 verhältnismäßig lang ist, zwei oder mehr Wendeln 13 im Stützrohr 2 anzuordnen. In diesem Fall können diese Wendeln unmittelbar aneinander anschließen oder auch axial Abstand von­ einander haben. Die Wendel 13 hat einen Wendelteil 13 a, der über seine Länge vorzugsweise konstante Steigung hat, so daß eine gleichmäßige Abstützung der Welle über die Länge der Wendel erreicht wird. Es ist durchaus möglich, daß die Wendel 13 über ihre Länge unterschiedliche Steigung hat. So kann die Steigung von unten nach oben stetig oder auch diskontinuierlich zunehmen oder auch von unten nach oben abnehmen. Nimmt beispielsweise die Steigung der Wendel 13 nach oben hin ab, so hat sie am unteren Ende ihre größte Steigung. Wird die Pumpe aus dem jeweiligen Behältnis herausgezogen, so kann die zwischen der Welle 6 und dem Stützrohr 2 befindliche Flüssigkeit sehr rasch ablaufen, weil diese Flüssig­ keit durch die nach unten hin zunehmende Steigung der Wendel 13 auf kürzestems Wege aus dem Stützrohr 2 geleitet wird. Durch die Größe und durch den Verlauf der Steigung bestimmt sich auch die Abstützlänge, bezogen auf eine vorgegebene Wellenlänge. Ist die Steigung klein, dann liegt eine große Zahl von Windungen innerhalb eines vorgegebenen Längenabschnittes, während bei einer großen Steigung eine weitaus geringere Zahl von Windungen auf dieser Wellenlänge liegt. Dadurch ist eine optimale Anpassung der Abstützung der Welle 6 im Stützrohr 2 möglich. Bei kleinem Durchmesser der Welle 6 ist die Steigung 15 des Wendelteiles 13 a klein und bei großem Wellendurchmesser entsprechend groß. Das Verhältnis des Durchmessers der Welle 6 zur Steigung 15 des Wendelteiles 13 a kann etwa 0,07 bis etwa 30 betragen. In diesem Bereich kann je nach Wellendurchmesser eine einwandfreie Abstützung der Welle 6 erreicht werden. Bevorzugt liegt dieses Verhältnis im Bereich zwischen etwa 0,1 und etwa 5.

Die Steigung der Wendel 13 kann links- oder rechtsgängig sein. Da die Welle 6 nur in einer Richtung dreht, wird durch diesen unterschiedlichen Wendelverlauf erreicht, daß in einem Falle die zu pumpende Flüssigkeit längs der Wendel 13 nach oben und im anderen Falle nach unten gedrückt wird. Soll die Welle 6 in der Wendel 13 geschmiert werden, dann ist es vorteilhaft, wenn die zu pumpende Flüssigkeit längs der Wendel 13 nach oben gedrückt wird, so daß eine optimale Schmierung der Welle durch das zu pumpende Medium erreicht wird.

Die Windungen des Wendelteiles 13 a liegen mit Abstand voneinander. Dadurch wird ein wendelförmig verlaufender Zwischenraum 14 gebildet, in dem die im Stützrohr 2 be­ findliche Flüssigkeit beim Herausheben der Pumpe aus dem Behälter ohne Schwierigkeiten nach unten aus dem Stützrohr abfließen kann. Das Verhältnis des Durchmessers der Welle 6 zur axialen Breite 16 des Zwischenraumes 14 liegt, je nach zu pumpendem Medium, zwischen etwa 0,08 und etwa 50, bevorzugt zwischen etwa 0,1 und etwa 7,5. Ist das Medium ver­ hältnismäßig dickflüssig, dann ist die Breite 16 des Zwischenraumes 14 größer als bei einem Medium, das nur eine geringe Viskosität hat. Der Zwischenraum 14 ist in jedem Fall so breit, daß unter Berücksichtigung einer optimalen Abstützung der Welle 6 das Medium im wendelförmigen Zwischenraum beim Herausheben der Pumpe aus dem Behälter einwandfrei nach unten fließen kann. Um das Fassungsvermögen des Zwischen­ raumes 14 zu variieren, kann außer der Breite 16 auch die Dicke 17 des Wendelteiles 13 a geändert werden. Je dicker der Wendelteil 13 a ist, desto größer ist bei einer vorgegebenen Breite des Aufnahmevermögen des Zwischenraumes 14. Auch kann das Medium in einem entsprechend großen Zwischenraum 14 schnell nach unten abfließen.

Das Verhältnis des Durchmessers der Welle 6 zur Dicke 17 des Wendelteiles 13 a kann zwischen etwa 0,4 und etwa 30, vorzugsweise zwischen etwa 1 und etwa 7,5 liegen.

Um die Welle optimal zu lagern, liegt das Verhältnis des Durchmessers der Welle 6 zur axialen Breite 18 des Wendelteiles 13 a zwischen etwa 0,4 und etwa 25, vorzugsweise zwischen etwa 0,6 und etwa 7,5.

Vorzugsweise wird die Wendel 13 so in bezug auf die Drehrichtung der Welle 6 eingebaut, daß die Wendel durch die rotierende Welle eine in Aufweitrichtung wirkende Kraft erfährt. Dadurch wird die Wendel im Betrieb durch die Welle 6 fest gegen die Innenwandung des Stützrohres 2 gedrückt.

Bei der Montage der Pumpe wird die Wendel 13 an ihren beiden Enden so elastisch tordiert, daß ihr Außen­ durchmesser kleiner als der Innendurchmesser des Stützrohres 2 ist. In dieser tordierten Lage läßt sich die Wendel 13 leicht in das Stützrohr 2 ziehen. Sobald die Wendel 13 ihre Einbaulage erreicht hat, wird die elastische Tordierung aufgehoben, so daß die Wendel in ihre Ausgangslage zurückfedert und sich dabei fest an die Innenwandung des Stützrohres 2 anlegt. Um einen sicheren Halt der Wendel 13 in der Einbaulage sicherzustellen, ist der Außendurchmesser der Wendel 13 im Ausgangszustand größer als der Innen­ durchmesser des Stützrohres 2. Dadurch liegt die Wendel 13 in der Einbaulage unter elastischer Vorspannung an der Innenwand des Stützrohres 2 an und wird sicher ge­ halten. Zusätzliche Sicherungsteile zur Axialsicherung der Wendel 13 im Stützrohr 2 sind dann nicht erfor­ derlich. Bei der beschriebenen bevorzugten Einbau­ lage der Wendel 13 in bezug auf die Drehrichtung der Welle 6 wird dann im Betrieb durch die rotierende Welle noch eine zusätzliche Sicherheit gegen Ver­ schieben der Wendel 13 im Stützrohr 2 erreicht.

Die Wendel 13 besteht vorzugsweise aus Kunststoff. Als besonders zweckmäßig hat sich hierbei Polytetra­ fluorethylen erwiesen, das nicht nur hervorragende Gleiteigenschaften hat, sondern auch äußerst beständig gegenüber aggressiven zu pumpenden Medien ist.

An Stelle des Polytetrafluorethylen ist ein Poly­ tetrafluorethylencompound als Material für die Wendel 13 möglich. Als Compoundbestandteile können Glasfasern, Kohle oder Graphit herangezogen werden. Die Glasfasern ergeben eine härtere und auch eine elastischere Wendel 13, die sich durch hervorragende Verschleißeigenschaften auszeichnet. Die Compound­ bestandteile Kohle und Graphit haben hingegen gute Gleiteigenschaften und gewähren eine gute Wärme­ abfuhr. Somit kann je nach den gewünschten Einsatz­ bedingungen die Wendel 13 aus diesen unterschiedlichen Werkstoffen hergestellt werden.

Claims (16)

1. Pumpe, insbesondere Faßpumpe, mit einer Welle, die über einen Teil ihrer Läng in einem Stützrohr ver­ läuft, in dem sie mit mindestens einem Lager drehbar abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager innerhalb des Stützrohres (2) als Wendel (13) ausgebildet ist.

2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung der Wendel (13) rechtsgängig ist.

3. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung der Wendel (13) linksgängig ist.

4. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Wendel (13) etwa über die ganze Länge des Stützrohres (2) erstreckt.

5. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wendel (13) über ihre Länge konstante Steigung hat.

6. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Wendel (13) nur über eine Teillänge des Stützrohres (2) erstreckt.

7. Pumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich wenigstens zwei Wendeln (13) über wenigstens einen Teil der Länge des Stützrohres (2) erstrecken.

8. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung der Wendel (13) so gewählt ist, daß die Welle (6) bei ihrer Rotation die Wendel (13) aufweitet.

9. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Wendel (13) aus Kunststoff besteht.

10. Pumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Wendel (13) aus Polytetrafluorethylen besteht.

11. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Wendel (13) unter elastischer Vorspannung an der Innenwandung des Stützrohres (2) anliegt.

12. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis zwischen dem Durchmesser der Welle (6) und der Steigung (15) der Wendel (13) zwischen etwa 0,07 und etwa 30, vorzugsweise zwischen etwa 0,1 und etwa 5, liegt.

13. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis zwischen dem Durchmesser der Welle (6) und der Breite (16) eines wendelförmig verlaufenden Zwischenraumes (14) der Wendel (13) zwischen etwa 0,08 und etwa 50, vorzugsweise zwischen etwa 0,1 und etwa 7,5, liegt.

14. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis zwischen dem Durchmesser der Welle (6) und der Dicke (17) eines die Wendel (13) bildenden Wendelteiles (13 a) zwischen etwa 0,4 und etwa 30, vorzugsweise zwischen etwa 1 und etwa 7,5, liegt.

15. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis zwischen dem Durchmesser der Welle (6) und der Breite (18) des Wendelteiles (13 a) etwa 0,4 und etwa 25, vorzugsweise zwischen etwa 0,6 und etwa 7,5, liegt.

16. Verfahren zur Montage der Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 15, bei dem das Lager in das Stützrohr eingesetzt und die Welle eingeschoben wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser der Wendel (13) durch elastisches Tordieren verkleinert wird, daß die Wendel (13) in tordierter Lage in das Stützrohr (2) gezogen wird, und daß anschließend die Torsion aufgehoben wird, wobei die Wendel (13) in Richtung auf ihre Ausgangslage zurückkehrt und sich an die Innenwandung des Stützrohres (2) anlegt.