DE8131425U1 - "kreiselpumpe, insbesondere fuer den aquariensektor" - Google Patents

Description

21. Oktober 1981 L/Kb

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NUOVA Aquaristik
Helmut Hoffmann KG
Postfach 12 30

D-5063 Overath-Euienthal Kreiselpumpe. Insbesondere für den Aquariensektor

Die Erfindung betrifft eine Kreiselpumpe, insbesondere für den Aquariensektor, mit einem zylindrischen Gehäuse, das an einer Stirnseite geschlossen ist, in der gegenüberliegenden Stirnseite einen axialen Wassereinlaß aufweist und in seinem^ Umfangsbereich mit einem etwa tangential angeschlossenen Wasserauslaß versehen ist, einem in dem Gehäuse drehbar gelagerten Flügelrad sowie einer fest mit dem Flügelrad verbundenen Magnetkupplungshälfte, die über eine an die geschlossene Gehäusestirnseite ansetzbare und durch diese hindurchwirkende Magnetkupplungshälfte eines Motors äntreibbar ist.

Bei bekannten Kreiselpumpen der genannten Art, die aus leichten Kunststoff teilen bestehensitzt das Flügelrad fest auf einer Metallachse, die in den beiden Stirnseiten des

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zylindrischen Gehäuses gelagert ist. Im permanenten Betrieb, bei dem das Flügelrad mit hoher Drehzahl umläuft, ist der Verschleiß der Lager relativ hoch. Dies liegt zum Teil daran, daß die Lager von dem zu fördernden Wasser umspült werden, so daß Schmutzpartikel zwischen die Lagerfläehen gelangen können und einen Schmirgeleffekt erzeugen. Auch wirkt sich nachteilig aus, daß die Lagerfläehen aus konstruktiven Gründen relativ klein gehalten werden müssen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kreiselpumpe zu schaffen, bei der der Verschleiß der Lager geringer und die Lagerung besser ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Lagerachse des Flügelrades mit ihrem einen Ende starr an der geschlossenen Stirnseite des Gehäuses befestigt ist, daß die mit der Lagerfläche versehene Nabe des Flügelrades vergleichsweise lang ist, daß das Flügelrad auf der Seite des freien Endes der Achse im Anschluß an die Lagerfläche der Nabe eine Fettaufnahmekammer aufweist, in die das freie Ende der Lagerachse eingreift, und daß die dem freien Ende der Lagerachse zugewandte Fläche der Fettaufnahmekammer zumindest im Betrieb der Pumpe zur Schaffung eines Axiallagers an einer axialen Anlagefläche der Lagerachse anliegt. 25

Bei der erfindungsgemäßen Kreiselpumpe wird das Rotationslagei

durch die vergleichsweise lang ausgebildete Nabe, die auf der

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starren Achse rotiert, gebildet. Dieses Lager kann zuverlässig gegen eindringende Partikel geschützt werden. Das Axiallager, das bei der bekannten Kreiselpumpe besonders gefährdet ist, ist ständig mit Schmierfett umgeben und nach außen hin wirksam gegen eindringende Partikel geschützt, so daß es unter nahezu idealen Bedingungen arbeiten kann.

Vorzugsweise ist die Fettaufnahmekammer durch eine auf das Nabenende des Flügelrades aufsetzbare Kappe gebildet. Dadurch kann die Montajp erheblich vereinfacht werden.

Die Kappe kann auf das Nabenende aufschraubbar sein. Es ist jedoch möglich, die Kappe auf andere Weise auf der Nabe zu befestigen.

Das Axiallager wird zweckmäßig durch das Stirnende des freien Endes der starren Lagerachse und die innere Stirnfläche der Kappe gebildet. Dadurch ist gewährleistet, daß eine relativ große Axiallagerfläche bein Betrieb der Pumpe vorhanden ist.

Für den Fall, daß das Axiallager aufgrund eines Defektes dennoch zerstört werden sollte, weist die geschlossene Stirnseite des Gehäuses zur Schaffung eines Notlagers einen die Lagerachse umgebenden Kragen mit einer axialen, ringförmigen Lagerfläche auf, der eine an der Nabe des Flügelrades vorgesehene axiale Lagerfläche zugeordnet ist, wobei der Abstand zwischen dieser axialen Lagerfläche der Nabe und der inneren Stirnfläche der Kappe kürzer ist als die die Lagerfläche - U

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des Kragens überragende Länge der Lagerachse. Dieses Notlager ist also bei intakter Pumpe unwirksam. E₁^t wenn das Axiallager beispielsweise durchgerieben ist und die Kappe zerstört ist, liegen die beiden Lagerflächen des Notlagers aneinander

I_n dem das Notlager umgebenden Bereich kann eine durch stufenförmige Absätze gebildete Labyrinthdichtung vorgesehen sein, wobei das Notlager ein Teil der Labyrinthdichtung sein kann. Durch cL-iese Labyrinthdichtung kann das Radiallager wirksam gegen eindringende schmirgelnde Partikel geschützt werden.

Die mit dem axialen Wassereinlaß versehene Stirnseite des Gehäuses kann in einem geringen Abstand von dem verschlossener Nabenende des Flügelrades bzw. von dem äußeren Ende der die Fettaufnahmekammer umgebenden Kappe eine zentrische Anlagefläche aufweisen, so daß das axiale Spiel des Flügelrades dadurch begrenzt wird. Insbesondere bei der Inbetriebnahme der Pumpe kann es sein, daß unterschiedliche Pole der Magnetkupplungshälften aufeinandertreffen und das Flügelrad kurzzeitig abgestoßen wird.

Die Lagerachse wird zweckmäßig in die geschlossene Stirnseite des Pumpengehäuses eingegossen. Es ist Jedoch auch möglich, die Lagerachse einzuschrauben, einzupressen oder in sonstiger Weise starr mit der Gehäusestirnseite zu verbinden.

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Vorzugsweise ist die geschlossene Stirnseite des Pumpengehäuses als dichtschließender, einschnappbarer Deckel ausgebildet. Dadurch wird nicht nur die Herstellung der Einzelteile günstiger sondern auch die Montage und das eventuelle spätere Auseinandernehmen der Pump? einfacher.

Vorzugsweise ist zumindest der mit der Lagerachs? in Berührung kommende Bereich der Nabe und der mit der freien Stirnfläche der Lagerachse in Berührung kommende Bereich der Fettaufnahmekammer aus einem Kunststoff hergestellt, der zur Verbesserung der Gleiteigenschaf.ten mit Grafit, Molybdändisulfid oder dergleichen gefüllt ist.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht und im nachstehenden im einzelnen anhand der Zeichnung beschrieben.

In der Zeichnung ist eine auseinandergezogene Darstellung einer Kreiselpumpe dargestellt, die für den Aquariensektor beziehungsweise für einen Springbrunnen vorgesehen ist. Die Kreiselpumpe setzt sich im wesentlichen aus drei Teilen zusammen, einem Pumpengehäuse 1, einem Flügelrad 2 sowie einem Gehäusedeckel 3.

Das Pumpengehäuse 1 weist einen zylindrischen Mittelteil k auf, in welchen das Flügelrad 2 eingesetzt wird. Auf derjenigen Seite, die der mit dem Deckel 3 verschließbaren Seite gegenüberliegt, weist das Pumpengehäuse 1 einen zentrisch -

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liegenden, axialen Wassereinlaß 5 auf. An den Umfangsbereich des zylindrischen Mittelteils 4 des Pumpengehäuses 1 ist ein tangential aus der Pumpenkammer 6 herausführender Wasserauslaß 7 angeschlossen.

Der Gehäusedeckel 3 greift mit einem zylindrischen Abschnitt 8 formschlüssig in die zylindrische Pumpenkammer 6 ein, wobei ein O-Ring 9, der in einer in den zylindrischen Abschnitt 8 ausgebildeten, rund um den äußeren Umfang laufenden Nut 10 liegt, für ausreichende Dichtheit sorgt. An den zylindrischen Abschnitt 8 des Gehäusedeckels 3 schließt sich ein äußerer Anlageflansch 11 an, der in einen stufenförmigen Absatz 12 des Pumpengehäuses 1 eindrückbar ist und den Gehäusedeckel 3 in dem Gehäuse 1 festlegt.

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An der der Pumpenkammer 6 zugewandten Seite ist an dem Gehäusedeckel 3 eine Lagerachse 13 zur Lagerung des Flügelrades 2 befestigt. Die Lagerachse 13» die aus Metall besteht, ist an ihrem mit dem Gehäusedeckel 3 verbundenen Ende mit einer Hinterschneidung 14 versehen und in diesem Bereich in das Deckelmaterial, das aus einem Kunststoff besteht, eingegossen.

Der mittlere ringförmige Bereich 15 zwischen dem äußeren zylindrischen Abschnitt 8 und dem mittleren Bereich ist relativ dünnwandig ausgebildet, um die Möglichkeit zu schaffen, daß eine Magnetkupplung zum Antrieb des Flügelrades 2 durch den Deckel?hindurchwirken kann.

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Das Flügelrad 2 weist eine vergleichsweise lang ausgebildete mittlere Nabe 16 auf, die auf die mit dem Gehäusedeckel 3 verbundene Lagerachse 13 aufgesteckt wird. An der Nabe 16 sitzen mehrere über den Umfang verteilt angeordnete Flügel 17, die auf ihrer dem Gehäusedeckel 3 zugewandten Seite einstückig an einer ringförmigen Scheibe 18 sitzen, die in einem kurzen Abstand vor dsm äußeren Umfang der Nabe 16 endet.

Auf der den Flügeini7 gegenüberliegenden Seite der Scheibe 18 liegt eine ringförmige Weicheisenscheibe 19 und darüber ein Ringmagnet 20 mit vier Polen. Die Weicheisenscheibe 19 und der Ringmagnet 20 sind mit einer Hüllschicht 21 an die Scheibe angegossen, so daß sie dadurch fest mit dem Flügelrad 2 verbunden sind.
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Im montierten Zustand greift der Ringmagnet in den Ringraum 22 des Gehäusedeckels 3 ein, der zwischen dem zylindrischenAbschnitt 8 des Deckels und der Lagerachse 13 liegt.

Das dem Gehäusedeckel 3 abgewandte Ende 23 der Flügelradnabe 16 ist mit Außengewinde 24 versehen, auf welches eine ebenfalls aus Kunststoff bestehende Kappe 25 aufgeschraubt ist. Die Länge der Kappe ist größer als das Ober die Flügel 17 hinaus vorstehende Nabenende 23, so daß zwischen der äußeren Stirnfläche 26 der Nabe 16 und der inneren Stirnfläche 27 der Kappe 25 eine Aufnahmekammer für Lagerfett entsteht.

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Im montierten Zustand greift das freie Ende der Lagerachse 13 in die Fettaufnahmekammer 28 ein, wobei die Stirnfläche 29 des freien Endes der Lagerachse 13 zusammen mit der inneren Stirnfläche 27 der Kappe 25 das Axiallager des Flügelrades 2 bilden. Im Betriebszustand, wenn die Nabe 16 mit ihrer relativ langen Lagerfläche 30 auf der Lagerachse 13 sitzt und aufgrund der Magnetkupplung, von der eine Kupplungshälfte der an dem Flügelrad 2 sitzendeRingmagnet 20 ist, in Richtung auf den Gehäusedeckel 3 gezogen wird, liegt die innere Stirnfläche 27 der Kappe 25 an der freien Stirnfläche 29 der Lagerachse 13 an. In dieser Stellung befindet sich die den Ringmagneten umgebende Wandung 31 in einem kurzen Abstand vor der Innenfläche des ringförmigen Bereichs 15 des Gehäusedeckels 3.

Für den Fall, daß die Kappe 25 beschädigt; wird und das Axiallager versagt, ist ein zusätzliches N_otlager vorgesehen. Dieses besteht aus einem an dem Gehäusedeckel 3 vorgesehenen, die Lagerachse 13 umgebenden Kragen 32, der mit einer axialen ringförmigen Lagerfläche 33 versehen ist. Diese wirkt im Falle eines Not lauf s mit der dem Gehäusedeckel 3 zugewandten Stirnfläche 34 der Flügelradnabe 16 zusammen. Bei normalem Betrieb befindet sich die Stirnfläche 34 der Nabe 16 in einem kurzen Abstand vor der Lagerfläche 33 des Kragens 32.

An diesen schmalen radialen Spalt des Notlagers schließt sich noch ein axialer Spalt an, der durchieinen den Kragen 32

übergreifenden zylindrischen Abschnitt 35 der Nabe 16 ge- - 9

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bildet wird. Die beiden Spalte bilden zusammen eine Labyrinthdichtung, die das Eindringen von Partikeln in den Lagerbereich verhindern.

Zur Begrenzung der Axialverschiebung des Flügelrades in Richtung auf den Wassereinlaß 5 ist in der Mitte"des Wasser einlasses 5 eine zentrische Anlagefläche 36 vorgesehen, die mit dem äußeren Stirnejide 37 der Kappe 25 zusammenwirkt. Die Anlagefläche 36 ist an einem Einsatzteil 38 vorgesehen, das in einem mit Hilfe von Stegen 39 in der Mitte des Wassereinlasses 5 getragenen topfartigen Teil 40 sitzt. Das topfartige aus Kunststoff bestehende Teil 40 mit den Stegen 39 ist einstückig an das Pumpengehäuse angeformt. Das Einsatzteil 38 ist dagegen als gesondertes Teil ausgebildet, und zwar aus einem Kunststoff, der mit Grafit, Molybdändisulfid oder einem anderen geeigneten Gleitmittel gefüllt ist. Aus ähnlichem oder gleichem Material wie das Einsatzteil 38 bestehen auch die Kappe 25 und das gesamte Flügelrad 2. Es ist jedoch auch möglich, daß man nur den Lagerbereich des Flügelrades 2 aus diesem Material herstellt, indem man beispielsweise eine in der Zeichnung nicht dargestellte Hülse aus diesem Material in die Nabe 16 einsetzt.

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1. Kreiselpumpe, insbesondere für den Aquariensektor, mit einem zylindrischen Gehäuse, das an einer Stirnseite geschlossen ist, in der gegenüberliegenden Stirnseite einen axialen Wassereinlaß aufweist und in seinem Umfangsbereich mit einem etwa tangential angeschlossenen Wasserauslaß versehen ist, einem in dem Gehäuse drehbar gelagerten Flügelrad sowie einer fest mit dem Flügelrad verbundenen Magnetkupplungshälfte, die über eine an die geschlossene Gehäusestirnseite ansetzbare und durch diese hindurchwirkende Magnetkupplungshälfte eines Motors antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerachse (13) des Flügelrades (2) mit ihrem einen Ende starr an der geschlossenen Stirnseite des Gehäuses (1) befestigt ist, daß die mit der Lagerfläche

(30) versehene Nabe (16) des Flügelrades (2) vergleichsweise lang ist, daß das Flügelrad (2) auf der Seite des freien Endes der Achse im Anschluß an die Lagerfläche (30) der Nabe (16) eine Fettaufnahmekammer (28) aufweist, in die das freie Ende der Lagerachse (13) eingreift, und daß die dem freien Ende der Lagerachse zugewandte Fläche (27) der Fettaufnahmekammer (28) zumindest im Betrieb der Pumpe zur Schaffung eines Axiallagers an einer axialen Anlagefläche (29) der Lagerachse (13) anliegt.

2. Kreiselpumpe nach Anspruch !,dadurch gekenn zeichnet , daß die Fettaufnahmekammer (28) _

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durch eine auf <äas Nabenende des Flügelrades (2) aufsetzbare Kappe (25) gebildet ist.

3. Kreiselpumpe nach Anspruch 2, dadurch g e kennzeichnet, daß die Kappe (25) auf das

Nabenende aufschraubbar ist.

4. Kreiselpumpe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß das Axiallager durch das Stirnende (29) des freien Endes der starren Lagerachse (13) und die innere Stirnfläche (27) der Kappe (25) gebildet ist.

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5. Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die geschlossene Stirnseite des Gehäuses zur Schaffung eines Notlagers einen die Lagerachse (13) umgebenden Kragen (32) mit einer axialen, ringförmigen Lagerfläche (33) aufweistj der eine an der Nabe (16) des Flügelrades (2) vorgesehene axiale Lagerfläche (34) zugeordnet ist, und daß der Abstand zwischen dieser axialen Lagerfläche (34) der Nabe (16) und der inneren Stirnfläche (27) der Kappe (25) kürzer ist als die die Lagerfläche (33) des Kragens (32) überragende Länge der Lagerachse (13).

6. Kreiselpumpe nach Anspruch 5, dadurch ge- j kennzeichnet , daß in dem das Notlager um- ' gebenden Bereich eine durch stufenförmige Absätze (32, 33» 34, 35) gebildete Labyrinthdichtung vorgesehen ist.

Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a durch gekennzeichnet, daß die mit dem axialen Wassereinlaß (5) versehene Stirnseite des Gehäuses (1) in einem geringen Abstand von dem verschlos senen Nabenende des Flügelrades (2) eine zentrische Anlagefläche (36) aufweist.

8. Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerachse (13) in die geschlossene Stirnseite des Pumpengehäuses (1) eingegosssen ist.

9. Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die geschlossene Stirnseite des Pumpengehäuses (1) als dichtschließender, einschnappbarer Deckel (3) ausgebildet ist.

10. Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der mit der Lagerachse (13) in Berührung kommende Bereich der Nabe (16) und der mit der.freien Stirnfläche (29) der Lagerachse (13) in Berührung kommende Bereich der Fettaufnahmekaromer (28) aus einem Kunststoff besteht, der zur Verbesserung der Gleiteigenschaften mit Grafit, Molybdändisulfid oder dergleichen gefüllt ist