DE6607928U

DE6607928U - Stopfbuechsenlose heizungsumwaelzpumpe.

Info

Publication number: DE6607928U
Application number: DE6607928U
Authority: DE
Original assignee: ALLWEILE AG
Current assignee: ALLWEILE AG
Priority date: 1965-08-31
Filing date: 1965-08-31
Publication date: 1971-05-19

Description

Gotthard Allweiler Pumpenfabrik AG.,Radolfzell(Boden3ee)

Stopfbüchsenlose Heizungsumwälzpumpe

Die Erfindung bezieht sich auf eine stopfbüchoenlose Heizungsumwälzpumpe mit Gleitlagern aus eines sehr harten, vorzugsweise gesinterten Werkstoff, deren Lagerteile aus diesem Werkstoff bestehen und der.eine Lagerteil auf den beiden V/ellenenden der Pumpenwelle und der andere Lagerteil in dem pumpengehäuae angeordnet ist.

Stopfbüchsenlose Umwälzpumpen finden vorzugsweise in Heizungsanlagen Verwendung. Ihre Lager sind wassergeschmiert, aber gegen Verunreinigungen des Yfessers sehr empfindlich. Selbst bei einwandfreier Ausführung aller Installationsarbeiten ist es nicht zu vermeiden, dass Rückstände vieler Art im Heizunsssystem bleiben. Das kann Formsand sein aus Gussteilen oder Gussradiatoren, das kann Zunder sein, der in den Stahlrohren zurückgeblieben ist, das können \. Schweissrückstände sein, die bei der Verlegung der Leitung entstanden sind, es kann Sand und Körtel von den Bauarbeiten oder auch Kalk im Heizungswasser sein. Gegen alle diese Verunreinigungen sind die Gleitlager der Umwälzpumpen, die meist aus den herkömmlichen Lagerwerkstoffen, wie Bronze, Kohle

oder Kunststoff bestehen,, trotz gegenteiliger Bemühungen nach wie vor recht empfindlich. Meistens gelingt es nicht, die Anlage von Schmutzteilchen zu befreien,und Schmutzfänger sowie Siebe führen ebenfalls nicht zu einem Erfolg. Die Siebe können durch angeschlämmte Schmutzanteile verstopfen. Die Lager müssen gelegentlichen Trockenlauf aushalten, wie er beispielsweise bei der Installation der Pumpe oder auch bei höherer Wassertemperatur entstehen kann. Die Punipenlager sollen auch gegen Anteile von Lötfett im Heizungswasser, das durch seine besondere Zusammensetzung sowohl Kohle- als auch Bronzelager angreift, unempfindlich sein, «ieht zuletzt sind es auch *Hgewölloe Unterschiede in den Llaterialzusasnaensetzungen, die die Ursache für frühzeitigen LagerverschMss bilden.

Wenn man bedenkt- dass die Funktion einer Heizungsanlage in vielen Fällen ausschliesslich von der

absolut sicheren Lagers erst in vollen; Umfang erkannt werden.

iian hat auch, bereits für die Lager in Heizungsumwälzpumpen Hartmetall-Lager verwendet, wobei es sich, meist um gesinterte Karbid-Hartmetalle, sogena22Lte Sinter=Karbide oder Sintermetalle, die eine sehr hohe Härte und eine gute Widerstandsfähigkeit und Hitzebeständigkeit haben, handelt. Insoweit sind diese Lager gegen die im Heizungswasser vorkommenden Agenzien beständiger als die sonst üblichen Lagerwerkstoffe und können meist auch einen zeitweiligen Trockenlauf ohne nennenswerte Beeinträchtigung der Lagereigenschaften aushalten. Es hat sich aber

gezeigt, dass sie gegen die Schmutzanteile im Wasser, die einen Abrieb verursachen, zwar beständiger, aber doch nicht ganz unempfindlich sind, jedenfalls nicht über längere Benutzungsseiträume gesehen, wie sie heute in modernen Zentralheizungsanlagen auch für den wartungsfreien Betrieb der Pumpe verlangt werden. Die Portschritte in der Heizungstechnik machen es erforderlich, von den bisher gewohnten und hingenommenen Haltbarkeitsvorstellungen abzuweichen und vorausschauend nach Möglichkeiten zu suchen, mit denen die Betriebssicherheit einer Umwälzpumpe den künftigen Erfordernissen in der lleizungstechnik gerecht wird. Da die Pumpe, wie man sagt, nur BO gut wie ihr Lager ist, andererseits aber Hartemetall— Lager trotz dieser Aufwendigkeit durch die im Heizungswasser enthaltenen Schmutsteilchen früher oder später den Ausfall der Pumpe, wenn auch zunächst nur ein minimaler Yerochleisa auftritt, nicht aufhalten können, so erlangt die durch die Erfindung ermöglichte Weiterentwicklung dieser lager erhebliche Bedeutung.

Es ist bereits gesagt worden, dass die jeweilige Qualität des Hartmetalls eine gewisse Rolle hinsichtlich der Yerschleissfestigkeit des Lagerwerkstoifes spielt, die aber trotzdem nicht entscheidend ist_s da man auch hei Hartmetall hoher Qualität einen sich im iamfe der Jahre summierenden Yerschleiss feststellen muss. Bei der Wahl der Qualitäten für die beiden Lagerteile heisst es "bisher, den alten Grundsatz au beachten, dass man nicht zwei gleiche Werkstoffe gegeneinander laufen lassen soll· Man hat sich diesen Grundsatz auch für die Pumpenlager -von stopfbüchsenlosen Umwälzpumpen zu eigen gemachi; und nach diesem alten Grundsatz versucht, die Lager·

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eigenschaften zu verbessern, indem man möglichst passende Lagerkombinationen hinsichtlich der unterschiedlichen qualitätmässigen Zusammensetzung dor Jlartmetallgruppe vorgenommen hat.

Zu der Erfindung haben umfangreiche Versuche geführt, die zeilen, d£tss die Auswahl von Lagerwcrkstoff-Kombinationen auch bei Hartmetallen nicht eine Erhöhung der Yerschleissfestigkeit bringt₉ dass aber in Abkehr der bisherigen Auffassung speziell bei einem sehr harten, vorzugsweise gesinterten Lagerwerkstoff eine überraschend hohe und nahezu unbegrenzte Yerschleissfestigkeit, insbesondere auch ge.^en Schmutzanteile im H:izungswasaer, erzielbax* ist, wenn alle Lagerteile aus ein und demselben Lagerwerkstoff ohne Zusammensetzungs- und Härtedifferenz bestehen. Demgemäss kennzeichnet sich die Erfindung dadurch, dass üis aufeisander^-leit enden Lagerteile der Pumpen— welle und des Punipengehauses gleiche Zmsassensetsusg und gleiche Härte ihres Werkstoffes aufweisen und ausserdea der äussere Lagerteil in dem lumpen« gehäuse kai £ «.siech beweglich ausgebildet und angeordnet ist. Diese Beweglichkeit bringt die Vorteile für die einwandfreie Funktion selbst bei verhältnisaässig hohem Verschmutzungsgrad des Heizunsswassers= Sie veraindert öle Gefahr einer

agresöü2s» die bsi starrem Sinbau des Lagers gicä. ist und Ursache dazu sein, kann» dass Schmuts« anteil» in diesem Palle leichter- in den. Lagerspalt gelangen können. Insofern ist die allseitige räumliche Beweglichkeit des äusseren Lagerteils in Kombination Ht der Lagerst off auswahl, wonach vorteilhaft für alle Lagerteile ein Einstoff-Werkstoff, "bevorzugt gesintertes cC-Aluminium-Oxyd hoher.

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Reäim:eit verwendet irird_B mitkennseiehnend für die Erfindung.

Gemäss einer vorteilhaften Ausführungsform umschliesst ein Q-Ring oder ein ähnliches leichte Beweglichkeit zulassendes, vorwiegend mit sphärisch gekrümmter Oberfläche versehenes Ri^gelement das äussere Lager der Pumpenwelle etwa in der LIitte des Lagers und ist von ein^r Bohrung im Pumpengehäuae umschlossen, wobei es mindestens eine Linienberührung hat und zwar entweder am Lager oder am Pumpengehäuse oder am Lager und am Pumpengehäuse·

Dieses Ringelement ist vorteilhaft zwischen zwei Stirnflächen einerseits eines nach innen gerichteten Ansatzes der Aufnahmebohrun» in dem Pumpensehäuse und andererseits eines Lagerbundes aufgenommen. Dadurch ist das Zwischen element,, das die kardanische Beweglichkeit des Pumpenlagers gewährleistet, weitgehend geschützt angeordnet, und ausserdem ist die Montage dos Lagers hierdurch wesentlich vereinfacht. Das Ringelement kann aus einem geeigneten Kunststoff bestehen, dabei aber weitgehend unelastisc. sein, so dass die Linienberührung und die leichte allseitige Beweglichkeit, des Lagers für lan";e BetrisbBJahre erhalten bleibt. Diese Bewp^liehkeit, die nur w^ni^e Grade oder manchmal nur Gradminuten zu betragen braucht, muss aber so leicht erfolgen können, dass zur Verstellung keine grössere Kraft nötig ist, als sie normalerweise äquivalent als Tagerlast auf die Gleitfläche des Lagers wirkt. Die sonst bekannten elastischen Aufhängungen von Lagern genügen dieser Bedingung nicht. Hat nämlich ein elastisches Element Flächenberührung, dann ist

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alte Sinstellbarkeit eingeschränkt, so erhöhen sich die Rückstellkräfte, die das Lager aufnehmen muss, was aoweit gehen kann, dass die Ausführung einem starren Aufbau gleichkommt. Dann aber wären die sehr harten Lagerwerkstoffe nicht verwendbar, bei Hnnen «rat die erfindungsgem'isse Erkenntnis ihre Gültigkeit erreicht, dass Gleitflächen" gleicher Härte die Vorteile gegenüber Verschleiss vermehren. Das erfindungsgemäss verwendete d- -Aluminium-Oxyd hoher Reinheit als Laserwerkstoff gleicher Härte ergibt ein ausTezeichnetes Verhalten insbesondere bei Anwesenheit von verschleissenden Feotteilchen im Fördermedium und zeigt eine deutliche Überlegenheit gegenüber den bisher im Umwälzpumpenbau verwendeten lagermaterialien. Ausserdem entfällt bei diesem Ein3toff-Werkatoff das Risiko von Le^ierungsSchwankungen, die bei Mehratoff-Werkstoffen, zu denen auch die Hartmetalle rechnen, Anlass au-Härteschwankungen aein können. Die optimale Wirkung wird aber dann erzielt, wenn der Lagerwerkstoff der aufeinandergleitenden Lagerteile der Pumpenweile und des Pumpengehäuses gleiche Zusammensetzung und gleiche Härte aufweisen. Dieser bevorzugte La^erwerkstoff lässt sich zudem auch verh iltnismässig einfach und billig zu den für den Aufbau des Lagers erforderlichen Büchsen und Hülsen sowie Scheiben durch Sinterung verarbeiten und in Form bringen. Die erfindungsgemässen Lager sind daher auch in hohem Grade wirtschaftlich»

Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung in mehreren Ausführungsbeiapielen dargestellt, und zwar zeigen:

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Pig. 1 eine stopfbüchsenlose Umwälzpumpe mit an beiden Teilenenden angeordneten Lagern der erfindungsgemässen Ausbildung und Anordnung,

Pig. 2 die schematische Darstellung der Lageranordnung nach Pig. 1 in vergrössertem iJassstab schematisch, mit einen Ringelemeni; mit zweifacher diametraler Linienberührung,

ii<S· 3 eine abgeänderte Ausführung form des Lagers nach Fig. 1 und 2 mit einem Rin^element mit Linienberüarung am Pumpen^ehäuse und

Pig. 4- ein« abgeänderte Ausführun^sform zu Fig. 3 mit einem Hingelement mit Linienberiihrung am Lager.

!Die in der Fig. 1 dargestellte Heizungsumwälzpumpe hat das Pumpen^ehause 1, dessen Saugseite mit 2 und dessen Druckseite mit 3 bezeichnet ist. An dem Pumpengehäuse ist das Motorgehäuse 4 angeflanscht. Der otator des Motors ist ciit 5 und sein Rotor mit bezeichnet. Der Rotor sitat auf der Pumpenwelle 7» die auf der Seite dee Purapenfjehäuses 1 das PuEipenlaufrad 8 trägt* das mit der Pumpenwelle fest verbunden ist· Die beiden Wellenenden sind als Zapfen 9 und 10 ausgebildet,, deren Durchmesser kleiner ist als derjenige der Fumpenvolle 7· Auf diesen Zapfen sind ocheiben 11 aufgesteckt, die ge^en die ütirnfläche des Wellenabsatzes anliegen. Ausserdem tragen diese Zapfen eine Yorzugsweise aufgeklebte Hülse 12. Die Scheibe 11 und die Hülse 12 bilden zusammen den mit der Welle verbundenen Lagerteil. Die horizontal angeordnete Pumpenwelle ist in den beiden Lagern 13 gelagert, die kardanisch beweglich ausgebildet sind. Das Lager 13 hat sum Rotor 6 hin einen Bund 14. Auf dem zylindrischen Teil des Lagers sitzt etwa in der Mitt« des Lagers ein

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Riagelenent 15, dae in den Pig. 1 und 2 als O»Ring dargestellt ist. Der Ring 15 besteht bevorzugt aus einen geeigneten Kunststoff, der weitgehend, unelastisch ist und das Lager 13 durch Linienberühruzig 16 um,-schliesst. Die zweite Linienberührung 17 liegt diametral zur inneren Linienberührung 16. Diese zweite Linienberührun^ hat das itingelement am Pumpengehäuse 1, das hier mit einer Aufnahmebohrung 18 versehen ist. Diese Aufnahmebohrung ist im Durchmesser abgesetzt und hat einen nach innen gerichteten Bodenansatz 19· Der O-Ring 15 liegt zwischen den sich gegenüberstehenden Stirnflächen 20 und 21 am Bund 14 und aa Bodenansatz 19. —

Die Lagerteile 11, 12 und 13 bestehen aus einem Bßhr harten, vorzugsweise gesinterten Werkstoff und biivorsurt aus <f- -Aluminium«Oxyd hoher Reinheit, das für* alle Lagerteile gleiche» Zusacmensetaung und gleiche Härte hat.

Die beiden anderen Ausführungsfonnen gemäss den 3 und 4 unterscheiden sich von derjenigen nach 1 und 2 nur hinsichtlich der Formgebung des

Ge-üäss der Ausführungsform nach 3 hat das lUngeleiaent 15Λ, eine an seinenji Au3Bonudfang sphärisch gekrümmte Oberfläclk9 und halt nur eine Linionb^rührun^ 17t nämlich eim Gehäuse 1, «älir^ni das Ringelössent 15a ait «iss τ sylindrischen Innenfläche auf de» Ln^or 13 aufsitzt. Meise Gestaltung des Kingeloaontec leit unkehrbar. Gecäss Fig. 4 hat das Ritig^lsssn'- I^ seine spüärlsich gekrüsiaate Qfes fläch« auf der Inni»n3bite und aosiit di· Llnienberührung 16 an Laijer 13-

Ia allgcneJinen lot dor doppelten Linienberührung geaäss der Ausfuhrungsfora nach den ?ig. 1 uni 2 6607S28',ä.5.71

Jedoch der Vorzug zu geben. Die durch das Ringelement erzielte leichte kardanische Beweglichkeit des Lagerteile 13 echlieast bei vorhandener allseitiger Bewegliciüceit jedoch eine rein radiale Bewegung dee Lagers aus, so dass die zentrale
Führung der Pumpenwelle gewährleistet bleibt· ,

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Schutzansprüche

Claims

10 Schutzangprüche:

1. Stopfbüchseniose Heizungsumwälspumpe mit Gleit= lagern aus einem sehr harten, vorzugsweise gesinterten Werkstoff, deren Lagerteile aus diesem Werkstoff bestehen und der eine lagerteil auf den "beiden Wellenenden der Pumpenwelle und der andere lagerteil in deo, Pumpengehäuse angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die aufeinander/gleitenden Lagerteile (11,12,13) der Pumpenwelle (7) und des Pumpengehäusea (1) gleiche Zusammensetzung und gleiche Härte ihres Werkstoffes aufweisen und der äusaere Lagerteil (13) in dem Pumpengehäuse kardanisch, beweglieh, aber rein radiale Verschiebung aueschlieasend, auegebildet

und angeordnet ist*

2. Umwälzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als WerkDtoff für alle Lagerteile (11, 12, 15) ein Einstoff-Werkstoff, bevorzugt gesintertes <rt--Aluminium-Oxyd hoher Reinheit verwendet wird.

3· Umwälzpumpe nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch ' gekennzeichnet, dasa ein O-Rin.^ oder ein ähnliches leichte Beweglichkeit zulassendes, vorwiegend mit sphärisch gekrümmter Oberfläche versehenes Ringelement (15, 15a, 15b) das- Lager (13) der Pumpenwelle etwa in der Mitte des Lagers umschliesst und von einer Bohrung (IS) im Puaponiishause (1) um= schlössen ist und mindestens eine Linienberührung hat·

4· umwälzpumpe ftüCu Aüäpruc-u 3» dadurch gskennssiclxsst _e dasa das Ringelement (15b) Linienberührun-; (16) am Lager (13) hat.

5* Umwälzpumpe nach Anopruch 3ν dadurch gekennseichnet, dass das Ringeiement (15a) Linlenberüh-rung (17)

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am Pumpengehäuse (l) hat.

6. Umwälzpumpe nach Anspruch 3# dadurch gekennzeichnet, dass das Ringeleiaent (15) Linienberührung (16, 17) am Lager.(13) und am Pumpengehäuse (1) hat.

7. Umwälzpumpe nach den Ansprüchen 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmebohrung (18) in den 3Mapenr;ehäu3e (1) einen naci innen gerichteten Ansatz (19) und das Lager (13) einen Bund (14) aufweist und die Stirnflächen (20, 21) beider «wischen sich das Ringeleoient (15, 15a, 15b) aufnehmen.