DE4444967A1 - Wellenhülse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Wellenhülse gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches.

Derartige Wellenhülsen sollen schädigende Angriffe eines Fördermediums auf die Antriebswelle eines Kreiselpumpenlaufrades ausschließen. Bei Kreiselpumpen jedoch, deren strömungsführende Bauteile ganz oder teilweise aus Kunststoff bestehen, sind die üblichen Konstruktionsprinzipien zur Festlegung einer Wellenhülse nicht verwendbar. Dies liegt in der Tatsache begründet, daß Kunststoffe unter Druckbelastung zu fließen beginnen.

Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, für aus Kunststoff bestehende oder mit Kunststoff ausgekleidete Pumpengehäuse eine Wellenhülse zu entwickeln, die aufgrund der in der Pumpe vorherrschenden Betriebsverhältnissen formstabil bleibt. Die Lösung dieser Aufgabe sieht vor, daß die Wellenhülse aus Kunststoff besteht und unter der Kraftwirkung der Dichtung dichtend an einem eine Kunststoffoberfläche aufweisenden Laufrad anliegt. Die Wellenhülse wird also nicht, wie üblich, zwischen Laufrad und einem Wellenbund eingeklemmt, sondern liegt unter der Kraftwirkung der Dichtung, gewöhnlich einer Gleitringdichtung, dichtend am Laufrad an. Aufgrund dieser Lösung wird sichergestellt, daß der beim Auftreten äußerer Einspannkräfte entstehende Fließvorgang des Kunststoffes nicht auftritt und somit die Funktion der Wellenhülse gewährleistet bleibt.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Wellenhülse formschlüssig mit der Welle verbunden. Die Welle kann hierbei einen Abschnitt polygonaler Gestaltung oder mit einem sogenannten Zweiflach oder Mehrflach ausgerüstet sein. An diesen Flächen liegen angeformte, gewöhnlich spritzgeformte korrespondierende Flächen der Wellenhülse an und können somit der Rotationsbewegung der Welle folgen. Die dichtende Anlage der Wellenhülse erfolgt durch die Kraftwirkung einer vorgespannten Dichtung, gewöhnlich einer Gleitringdichtung.

Nach einer anderen Ausgestaltung ist es auch möglich, daß die Drehmomentübertragung durch ein auf der Welle anliegendes, im Kunststoff eingebettetes Formstück vorzunehmen. Dieses Formstück wird dann, vergleichbar mit den üblichen metallischen Wellenhülsen, von einem entsprechend widerstandsfähigen Teil des Laufrades gegen eine entsprechende Fläche der Welle geklemmt. Das Formstück weist dabei eine äußere Kontur auf, die eine sichere Kraftübertragung auf den Kunststoffteil der Wellenhülse gewährleistet. Das Formstück und der entsprechend widerstandsfähige Laufradteil bestehen aus einem Material, welches widerstandsfähiger als das Kunststoffmaterial der Wellenhülse ist. Hierbei kann es sich auch um metallische, nichtmetallische, keramische oder andere kräfteübertragende Materialien handeln.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Wellenhülse mit Halterungen und/oder Widerlager für eine Gleitringdichtung versehen. Je nach Art der verwendeten Gleitringdichtung kann diese sich lediglich auf der Wellenhülse abstützen oder ein Teil der Gleitringdichtung, gewöhnlich der rotierende Ring, kann von der Wellenhülse direkt gehalten werden.

Auch kann der einem Laufrad zugekehrte Stirnseitenbereich der Wellenhülse Ausnehmungen zur Bildung gekammerter Dichtungsräume aufweisen. Die Räume selbst werden dann durch ein Formteil des Laufrades verschlossen. Ein darin angeordnetes Dichtungselement, welches den Zutritt eines aggressiven Fördermediums zur metallischen Welle verhindert, ist somit sicher in seiner Position gehalten.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Dabei zeigen die

Fig. 1 eine Kunststoff-Wellenhülse mit metallischem Einlegeteil, die

Fig. 2 eine vergrößerte Einzelheit und die

Fig. 3 eine vollständig aus Kunststoff bestehende Wellenhülse.

Die Fig. 1 zeigt eine Kreiselpumpe 1 in deren Gehäuse 2 ein Laufrad 3 angeordnet ist, das von einer Welle 4 angetrieben wird. Die hier gewählte Gehäusebauart sieht einen druckseitigen Gehäusedeckel 5 mit Dichtungsdeckel 6 vor. Zwischen Gehäusedeckel 5 und einer die Welle 4 umgebenden Wellenhülse 7 ist eine Gleitringdichtung 8 angeordnet. Der stillstehende Gleitring stützt sich hierbei am Dichtungsdeckel 6 ab, während der rotierende Gegenring 9 an einer Halterung 10 der Wellenhülse 7 befestigt ist. Die Wellenhülse 7 verfügt über integrale Formstücke 11 mit angeformten polygonalen Flächen, die an entsprechenden Gegenflächen der Welle 4 drehmomentübertragend und lagesichernd anliegen. Die Abmessungen dieser Formstücke und der damit zusammenwirkenden Gegenflächen sind so gewählt, daß bei einer Montage und einem Betrieb nur solche axialen Druckkräfte auf die Wellenhülse 7 einwirken, die von der Größenordnung her im zulässigen Werkstoffbereich sind und somit ein Fließen des Materials der Wellenhülse verhindern. Polygonale Flächen sind auch im Verbindungsbereich zwischen der Außenseite des Formstückes 11 und dem umgebenden Kunststoff vorhanden, um so eine gute Drehmomentübertragung zu gewährleisten.

In der vergrößerten Darstellung der Fig. 2 ist gezeigt, wie die Abdichtung zwischen Laufrad 3 und Wellenhülse 7 erfolgt. Eine Ausnehmung 12 der Wellenhülse 7 enthält einen Dichtungsring 13, welcher an einer kunststoffüberzogenen Gegenfläche des Laufrades 3 dichtend anliegt. Ein Vorsprung 14 des Laufrades bildet hierbei einen gekammerten Dichtungsraum, wodurch ein zuverlässiger Schutz der Welle vor einem aggressiven Medium erreicht wird. Die Wellenhülse 7 kann auch nur mit einer stirnseitigen Nut zur Dichtringaufnahme ausgestattet sein und damit an einer ebenen Stirnseite des Laufrades 2 dichtend anliegen.

Bei der Ausführungsform der Fig. 3 besteht der Unterschied zur Fig. 1 im Verzicht auf das Formstück 11. Die Welle weist zur Drehmomentübertragung notwendige Flächen 15 auf. Die Wellenhülse verfügt über angeformte, polygonale Flächen 16, die formschlüssig mit den Flächen 15 der Welle zusammenwirken. Die von der Dichtung 8 ausgeübte Vorspannung drückt die Wellenhülse dichtend gegen das Laufrad. Die Abmessungen und Toleranzen der Bauteile sind hierbei so gewählt, daß unter allen Betriebsbedingungen eine zuverlässige Anpressung und Dichtwirkung gewährleistet ist. Somit ist die Wellenhülse im Gegensatz zu den bisherigen Lösungen von axialen Einspannkräften entlastet, da sie unter Federwirkung und gewissermaßen lose am Laufrad anliegt.

Claims (7)

1. Wellenhülse, die innerhalb eines ganz oder teilweise aus Kunststoff bestehenden Pumpengehäuses angeordnet ist und eine ein entsprechend ausgebildetes Laufrad antreibende Welle umgibt, wobei im Bereich der Wellenhülse eine Dichtung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenhülse (7) aus Kunststoff besteht und unter der Kraftwirkung der Dichtung (8, 9) dichtend am Laufrad (2) anliegt.

2. Wellenhülse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenhülse (7) formschlüssig mit der Welle (4) verbunden ist.

3. Wellenhülse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß angeformte polygonale Flächen (16) formschlüssig an entsprechenden Flächen (15) der Welle (4) anliegen.

4. Wellenhülse nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein auf der Welle (4) anliegendes, innerhalb des Kunststoffes eingebetteten drehmomentübertragenden Formstückes (11).

5. Wellenhülse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenhülse (7) mit einer Halterung (10) für und/oder einem Teil (9) einer Gleitringdichtung versehen ist.

6. Wellenhülse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich zwischen Laufrad (2) und Wellenhülse (7) gekammerte Dichtungsräume (12) angeordnet sind.

7. Wellenhülse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in den Dichtungsräumen Dichtringe (13) angeordnet sind, und Formgebungen (14) des Laufrades die Dichtungsräume verschließen.